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基于ADuC812的智能無(wú)功補(bǔ)償控制器的研制
摘要：摘要介紹無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹�、方法及ADμC812單片機(jī)的特點(diǎn)。詳細(xì)論述了基于ADμC812單片機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償控制器的結(jié)構(gòu)、原理、及電參量的檢測(cè)方法。該控制器硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、適應(yīng)性強(qiáng)，具有很高的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：ADμC812單片機(jī) 無(wú)功補(bǔ)償 固態(tài)繼電器
任何輸配電設(shè)備和用電裝置都不可能是純阻性負(fù)載，因此它們必然要占用一定的無(wú)功功率。無(wú)功電流的存在使線路總電流增大，因而增大了輸配電線路的有功損耗，造成電壓下降、電能浪費(fèi)、惡化了電能質(zhì)量。由于電網(wǎng)負(fù)載絕大多數(shù)呈感性，因而采用并聯(lián)電容器組，通過(guò)對(duì)并聯(lián)電容器組的投切控制來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是一種簡(jiǎn)單易于的措施并已得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)方式采用固定電容補(bǔ)償，但這種方式僅適用于用戶負(fù)載固定、無(wú)功需求相對(duì)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，不能動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)的無(wú)功功率的變化，而且還有可能和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)振導(dǎo)致諧波放大，因而并聯(lián)固定電容的方法目前正逐漸被淘汰。隨著微機(jī)控制技術(shù)和功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展，用微機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、跟蹤負(fù)荷的無(wú)功功率的變化并自動(dòng)控制補(bǔ)償電路的投切，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，快速的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，從而達(dá)到降低配電線路的線損、改善電網(wǎng)供電質(zhì)量的目的。這就是所為的靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（Static Var Compensator），簡(jiǎn)稱SVC。目前常用的SVC大多以接觸器作為電容器投切的執(zhí)行元件，投入時(shí)沖擊電流大，切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，自身觸頭易甚至熔焊，噪聲大，而且投切時(shí)間長(zhǎng)，在控制環(huán)節(jié)上基本不能滿足分相、分級(jí)、快速及跟蹤補(bǔ)償?shù)囊蟆Ｒ灿猩倭康腟VC以晶閘管作為執(zhí)行元件，雖能達(dá)到快速、安全的補(bǔ)償效果，但由于晶閘管元件價(jià)格昂貴且控制系統(tǒng)較復(fù)雜，使得這種系統(tǒng)的可靠性差，容量產(chǎn)生誤動(dòng)作。
本文介紹一種基于ADμC812單片機(jī)的智能無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、工作可靠、適用性強(qiáng)。
1 ADμC812單片機(jī)簡(jiǎn)介
ADμC812單片機(jī)是美國(guó)AD公司新推出的具有真正意義上的完整的數(shù)據(jù)采集芯片。其組成為：一個(gè)8通道5μs轉(zhuǎn)換時(shí)間且精度自校準(zhǔn)的12位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)12位的D/A轉(zhuǎn)換器、8KB的閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器、640字節(jié)閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、80C52單片機(jī)的內(nèi)核。其它的一些重要功能模塊包括：一個(gè)看門狗定時(shí)器和電源監(jiān)控器、A/D轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的DMA電路、存儲(chǔ)保護(hù)電路、SPI和I2C總線接口。ADμC812優(yōu)點(diǎn)之一是集成了一個(gè)完全可編程的、自校準(zhǔn)、高精度的模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ADμC812另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它采用了閃速/電擦除存儲(chǔ)器，輔之以內(nèi)含的加載器和調(diào)試軟件，使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試簡(jiǎn)便。另外，它的靜CPU操作以及空閑和掉電方式，對(duì)于電池供電的測(cè)控設(shè)備來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的性能。有關(guān)ADμC812的引腳功能、控制命令格式等詳細(xì)內(nèi)容可參看參考文獻(xiàn)[2]。
2 控制器的硬件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示，主要芯片有ADμC812、8255和ADM202，而且串行口電平轉(zhuǎn)換芯片ADM202在程序?qū)懭氩⒄{(diào)試成功后可以取掉。簡(jiǎn)單的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得整個(gè)系統(tǒng)的工作可靠性的抗干擾能力均大為提高。另一方面，電容器的投切控制元件
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