專利名稱：無功補(bǔ)償自動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種供電電路無功補(bǔ)償自動控制裝置。
電氣設(shè)備的容量決定其額定電壓U和額定電流I的大小，即視在功率UI，但電網(wǎng)輸出或用電設(shè)備輸入的有功功率卻等于UI×cosφ(φ為阻抗角，cosφ為功率因數(shù))。因此，要充分利用電氣設(shè)備的容量，就要提高功率因數(shù)。當(dāng)負(fù)載的有功功率P和電壓U一定時，功率因數(shù)cosφ越大，則輸電線路中的電流I＝P／(U×cosφ)就越小，消耗在輸電線電阻Rx上的功率△P＝I2Rx也就越小。因此，提高功率因數(shù)還能減少輸電線路上的電能損失。工業(yè)企業(yè)中用得最廣泛的動力裝置是三相感應(yīng)電動機(jī)，它相當(dāng)于感性負(fù)載，在電路中取滯后的電流。為了提高功率因數(shù)，在低壓電網(wǎng)中通常的做法是在電路中并聯(lián)電容器，以補(bǔ)償電路中的無功功率。在實際使用中，功率因數(shù)的提高往往控制在一定的水平上。因為過分強(qiáng)調(diào)提高功率因數(shù)，將采用較大電容值的電容器，而電力電容器的造價較貴，這樣必然大量增加設(shè)備投資，帶來的經(jīng)濟(jì)效果并不顯著。目前已有的無功補(bǔ)償自動控制器，由于根據(jù)電路中功率因數(shù)cosφ的大小來確定電容器的投切量，因此容易發(fā)生投切振蕩，使繼電器、交流接觸器頻繁動作，影響其使用壽命，同時也影響電容器的使用壽命，增加設(shè)備的維修工作量，并且給電網(wǎng)帶來很大的干擾。
本實用新型的目的是要提供一種改進(jìn)的無功補(bǔ)償自動控制器。它能夠根據(jù)希望獲得的功率因數(shù)，有效地控制電力電容器的投切量，避免發(fā)生投切振蕩。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的同相電壓U、電流I信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的檢測信號Uu、Ui，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，由片內(nèi)I／O口輸入MCS－51系列單片微機(jī)。Uu、Ui分別經(jīng)比較器作過“0”比較，得到兩個工頻方波Uu
、Ui
，再經(jīng)異或門比較得到對應(yīng)于阻抗角的方波信號φ
。由單片微機(jī)內(nèi)部定時器測得φ
寬度，同時單片微機(jī)另兩輸入端判別Uu
、Ui
的先后，確定阻抗角φ超前或滯后。然后單片微機(jī)根據(jù)測得的Uu、Ui、φ值及預(yù)期的功率因數(shù)cosφ′、電流互感器輸入輸出比值δ，由公式Qc＝P(tgφ－tgφ′)計算出電路中需要補(bǔ)償?shù)臒o功量Qc。由每組電容器的額定容量Qco，計算出投切電容器數(shù)A＝Qc／Qco(A取整數(shù))。
本實用新型因為采用單片微機(jī)根據(jù)預(yù)期的功率因數(shù)計算出供電電路中需要補(bǔ)償?shù)臒o功量，進(jìn)而確定投切電容器數(shù)量，所以能一次有效地將電路中的功率因數(shù)提高到預(yù)期的水平，避免發(fā)生投切振蕩。
實用新型的電路原理實施例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本實用新型提出的無功補(bǔ)償自動控制器電原理圖。
下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明依據(jù)本實用新型提出的具體控制器的電路原理及工作情況。
該控制器包括MCS－51系列單片微機(jī)(1)，(1)由8031、74LS373及EPROM2732組成。數(shù)據(jù)總線(2)上掛有擴(kuò)展I／O接口(3)、(4)、(5)，(3)、(4)、(5)分別由兩只74LS373和A／D轉(zhuǎn)換接口電路ADC0809組成。電流互感器輸入輸出比值δ、單組電容器額定容量Qco和預(yù)期的功率因數(shù)cosφ′值分別由(3)、(4)經(jīng)(2)讀入(1)內(nèi)部RAM區(qū)。電壓U及同相電流互感器輸出I(經(jīng)電阻R轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號)分別經(jīng)變壓器(8)、(9)變壓，并經(jīng)二極管D1、D2半波整流，再經(jīng)R1和W1、R2和W2分壓后獲得Uu、Ui信號。Uu、Ui經(jīng)(5)的IN0、IN1端轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由(1)經(jīng)(2)讀入內(nèi)部RAM區(qū)。Uu、Ui另經(jīng)LM339電壓比較器(6)分別作過“0”比較，獲得Uu
、Ui
方波信號。Uu
、UI
經(jīng)74LS86異或門(7)比較，獲得φ
方波信號。經(jīng)(1)的INT0端由(1)內(nèi)部定時器0測出φ
寬渡。φ
寬度即是電網(wǎng)中電流超前或滯后電壓的時間。同時，通過(1)的P2.6、P2.7端判斷Uu
、Ui
上升沿到達(dá)的先后，確定φ
的正負(fù)。(1)根據(jù)內(nèi)部RAM區(qū)中的cosφ′值，計算出tgφ′值。再根據(jù)公式P＝Uu×Ui×δ×cosφ
、Qc＝P(tgφ
－tgφ′)及A＝Qc／Qco(A取整數(shù))計算出投切電容器數(shù)A。A為正值時投入，A為負(fù)值時切除。根據(jù)A值，(1)送控制字到P1口，驅(qū)動繼電器組(10)，從而達(dá)到控制電容器正確投切的目的。
權(quán)利要求1.一種無功補(bǔ)償自動控制器，其特征是有-MCS-51系列單片微機(jī)(1)，在(1)的I/0口上掛有A/D轉(zhuǎn)換接口電路ADC0809(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是(1)由8031、74LS373、EPROM2732組成外接程序存貯器型式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征是(1)由掩膜ROM芯片8051組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的控制器，A／D轉(zhuǎn)換接口電路ADC0809(5)掛于(1)的P0口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的控制器，A／D轉(zhuǎn)換接口電路ADC0809(5)掛于(1)的P1口。
專利摘要無功補(bǔ)償自動控制器涉及一種供電電路無功補(bǔ)償自動控制裝置。它能根據(jù)希望獲得的功率因數(shù)，有效地控制并聯(lián)電容器的投切量，避免發(fā)生投切振蕩。其特征是有-MCS-51系列單片微機(jī)，單片微機(jī)I/O口上掛有A/D轉(zhuǎn)換接口電路ADC0809，用以測定電路中需要補(bǔ)償?shù)臒o功量，計算并聯(lián)電容器的投切量，達(dá)到正確控制電容器投切的目的。該控制器用于供電電路并聯(lián)電容器的自動控制。
文檔編號G05F1/70GK2047408SQ8920100
公開日1989年11月8日 申請日期1989年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月22日
發(fā)明者王健 申請人:王健