基于單片機的復合開關及其應用研究

　　復合開關的工作原理完全可以用分立元件來實現，其中的時序配合關系可以用電阻電容的 延時電路完成其功能。但是，由于分立元件的參數分散性以及可靠性差將會影響整個復合開關長期正常的工作，因此，通過方案比較，采用了PIC16C61單片機來實現復合開關的邏輯及控制時序。如圖2所示。

　　圖2中，合閘、分閘信號輸入到單片機的RB1，RB0接收過零信號，只有當合閘指令有效時，在過零時刻，通過“過零處理”程序，RA1就輸出可控硅觸發(fā)信號，使可控硅導通。延時二個周期(40 ms)后，即通過“低高電平延時”程序處理，RA2輸出閉合信號有效，繼電器閉合導通，完成了復合開關一次合閘的動作;當分閘信號有效時，單片機RA2輸出斷開信號使繼電器立刻分斷，同樣延時二個周期(40 ms)后，通過“高低電平延時”程序處理，RA1輸出低電平信號，使可控硅關斷，完成了一次分閘動作。

　　以上是單相復合開關的單片機實現情況。對于三相復合開關：為了分析方便起見，假設開 關閉合的順序為A→B→C，如圖3所示。當合閘指令有效時，由于此時B，C相的K2，K3斷開，A相可控硅可以立刻施以導通信號而不需要檢測電壓過零點，接著檢測B相的K2開關兩端的電壓過零點，在過零時刻，使B相的可控硅導通;然后檢測C相的K3開關兩端的過零點，在過零時刻，使C相的可控硅導通;最后，延時二個周期(40 ms)后，即通過“低高電平延時”程序處理，輸出繼電器的閉合信號，繼電器閉合導通，完成了復合開關一次合閘的動作。三相復合開關的分閘過程與單相復合開關類似，當所有的繼電器斷開并延時二個周期(40 ms)后，通過“高低電平延時”程序處理，使可控硅關斷，完成了一次分閘動作。

　　由上述可知：三相復合開關用PIC16C61實現時，增加一個過零輸入信號、2個可控硅控制信號和2個繼電器控制信號即可。整個動作過程由軟件實現。

　　4復合開關在無功補償中的應用例子

　　某廠配電房低壓總電流為600 A，有功功率350 kW，電壓0.4 kV，要求功率因數提高到0.95~0.99，那么其視在功率：

　　由于采用了復合開關，投切時的浪涌電流小，無觸點粘住之虞，可以較頻繁地投、切，因此，可以增加投切電容器的組數以提高補償精度。在實際應用中用了12組15 kVA的電容柜，通過控制器精確控制投切，可使功率因數保持在0.96~0.99之間。也就是說，使用復合開關不僅僅提高了可靠性，還提高了電能質量。