说明书一种智能低压无功功率补偿器系统
技术领域
本发明一种智能低压无功功率补偿器系统，本发明主要是为智能电网的 低压配电系统提供了一种基于AT89C52控制的高精度低压无功功率补偿器。
背景技术
低压配电系统的多数电器设备为感性负载，造成电流相位滞后于电压相 位，电能消耗在电网传输线上，使得电网供电质量下降，为此，必须采取相 应的补偿措施，如根据向电网投切电容的方法设计的无功功率补偿器，目前， 在低压配电系统中常用的无功功率补偿器的主要缺点是:体积大,采样精度不 高,未考虑低压负荷三相不平衡因素,三相同时投切,投切电容器级数少,抗干 扰能力和可靠性差等,因而经常造成电网的过补偿或欠补偿。本发明无功率补 偿器系统主要是基于AT89C52控制的高精度低压无功功率补偿器，能克服以上 缺点，具有对电网冲击小、响应快、抗干扰能力强、精度高、可分相投切等 优点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：设计一种对电网冲击小、响应快、抗干扰 能力强、精度高、可分相投切等优点的智能低压无功功率补偿器系统。
本发明一种智能低压无功功率补偿器系统，主要由单片机以及与单片机 连接的电压电流相位差检测电路、三相功率因数显示电路、投切控制电路、 RS-232串行通信口、以及一块CPLD芯片——isp2LSI1048E构成；其中单片 机AT89C52是本系统的核心,实现数据处理、输入、输出控制等功能。外围电 路包括电压电流相位差检测电路、三相功率因数显示电路、投切控制电路， 还预留RS-232串行通信口,向单片机传递系统运行状态信息,以适应将来配电 网控制的发展趋势。为了减少外围芯片数量,本系统也可采用一块CPLD芯片 ——isp2LSI1048E,把74LS373、D触发器、与门、非门等外围器件写入其中。
1.相位检测电路：其中每相的电压与电流相位差是通过单片机外围扩展 心片8253来测试的。8253是一种可编程的定时器/计数器,它提供三个独立16 位1计数器,最高计数速率为216MHz。AT89C52的时钟为12MHz,ALE与GATE0、 GATE1和GATE2相连,因此8253计数速率为2MHz。8253每个计数器的工作方式可 由软件编程选择,选择二进制计数。以A相为例,8253的计数经软件设定为0工 作方式,A相的电压由电压互感器降压隔离后加到电压比较器的输入端,A相的 电流有电流互感器经IU变换后加在另一电压比较器的输入端。两电压比较器 将输入的交流信号变成方波信号u1、u2,经过由D触发器构成的鉴相电路后,输 出信号u0的宽度反映了两信号之间的相位差。
2.三相功率因数显示电路：三相功率因数显示电路主要由三片8255A和9 个共阳LED数码管组成,用来显示各相功率因数,为简明起见,图中只画出A相 功率因数显示电路。8255A是一种通用可编程的并行接口电路,具有3个8位平 行口PA、PB、PC。显示电路8255A的软件设定为0工作方式,其中PA口显示零,PB 口显示小数后第一位,PC口显示小数后第二位,功率因数显示精度为0101。A 相、B相、C相功率因数的显示分别受AT89C52的P215、P216、P217控制。
3.投切电容器电路：投切电容器电路是由一片8255A、三片74LS373、若 干光耦和过零型固态继电器组成。该电路的8255A软件控制字方式为2,即使用 PCPC口的位操作功能,可分别控制8个量;通过AT89C52的P115、P116、P117控 制锁存器。74LS373,进行位操作扩展,可控制24个电容器,使每相具有8级投切 固定电容的级数,使该补偿器功率因数控制精度可小于0105,具有较高的精 度。
本发明的有益效果是：本发明一种智能低压无功功率补偿器系统，具有 对电网冲击小、响应快、抗干扰能力强、精度高、可分相投切等优点。
附图说明
图1为本发明一种智能低压无功功率补偿器系统硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的具体实施方式：
如图1所示，本发明一种智能低压无功功率补偿器系统，主要由单片机 以及与单片机连接的电压电流相位差检测电路、三相功率因数显示电路、投 切控制电路、RS-232串行通信口、以及一块CPLD芯片——isp2LSI1048E构 成；
所述的单片机为AT89C52芯片；
所述的相位检测电路主要由单片机扩展芯片8523检测和计算；
所述的三相功率因数显示电路主要由三片8255A和9个共阳LED数码管 组成,用来显示各相功率因数；
所述的投切控制电路由一片8255A、三片74LS373、若干光耦和过零型固 态继电器组成；
所述的CPLD芯片——isp2LSI1048E,把74LS373、D触发器、与门、非门 等外围器件写入其中。
以上所述，仅是本发明方法的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是 根据本发明技术方案对以上实施例所作的任何简单的修改、结构的变化代替 均仍属于本发明技术系统的保护范围内。