單片機無功動態補償控制器的設計

組件A1～A8是八路隔離、驅動電路。光電耦合器有很強的電氣隔離能力，使單片機等弱電系統與強電系統之間實現電氣隔離。單片機的輸出口P1．0～P1．7為高電平時，光電耦合器V4～V11中的光敏管呈低阻值，使晶體管V12～V19導通和繼電器KD1～KD8吸合，驅動電力移相電容器組的投運，發光二極管V28～V35發光指示：單片機的輸出口P1．0～P1．7為低電平時，則繼電器釋放、發光二極管熄滅、電容器組退運。發光二極管V1作直流5V電源指示，V36作電網過電壓指示，V37作系統穩態指示。

2　系統軟件設計

單片機系統中的程序存儲器D1只有寫入相應的程序后，控制器才能運行，實現所要求的功能。程序可采用如圖3所示的框圖。

初始化程序使將要使用的數據存儲器清零或者放入設定數據：置P1．0～P1．7口為”0”，使所有電容器組退運；置P3．1、P3．3口為”0”，使指示燈熄滅。

電壓檢測程序進行電壓測量，并對每次電壓測量值進行分析，找出電壓過零點，記下過零點的時間。由于被測信號是正弦半波，其有效值可以用峰點值或者半波內的平均值代替（平均值比峰點值準確）。如果20～40s時間內電壓持續高于正常值，則作為過電壓處理。電流檢測程序與電壓檢測程序相似。

根據電壓、電流的過零點時間差得到其相位差，再通過計算或查表求得cosΦ（功率因數）和sinΦ，把電壓、電流、sinΦ和系數 這四者相乘，就得到需要補償的無功功率量，然后將此與電容器組的功率進行比較，決定是否投切電容器組。

投切電容器組要體現反時限特性，即如果偏差值較大，相應地縮短兩次動作的間隔時間。

在計時、相位檢測和對自復位電路輸出一定頻率的方波過程中，都需要一個時間基準。這可以使用8031內部定時器，在程序安排中采用中斷方式。

3　結束語

采用單片機控制電路對多組電力移相電容器進行自動投切，從硬件軟件兩方面來提高可靠性和穩定性，大大提高了性能價格比。具有過壓、低流、過補、欠補等異常情況的自動判斷與處理功能；整個控制過程靈活，操作簡單，能使線路功率因數控制在所需范圍內，實現了實時跟蹤補償；不僅減輕了勞動強度，還大大提高了供電質量，節約了能源。

參考文獻
［1］王兆安．諧波抑制和無功補償［M］．北京：機械工業出版社，1999．
［2］趙長德．單片機原理與應用［M］．北京：機械工業出版社，1998．
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