一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E構成；其中單片機AT89C52是本系統(tǒng)的核心,實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、輸入、輸出控制等功能；外圍電路包括電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路，還預留RS-232串行通信口,向單片機傳遞系統(tǒng)運行狀態(tài)信息,以適應將來配電網(wǎng)控制的發(fā)展趨勢。為了減少外圍芯片數(shù)量,本系統(tǒng)也可采用一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E,把74LS373、D觸發(fā)器、與門、非門等外圍器件寫入其中。
【專利說明】一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，本實用新型主要是為智能電網(wǎng)的低壓配電系統(tǒng)提供了一種基于AT89C52控制的高精度低壓無功功率補償器。
【背景技術】
[0002]低壓配電系統(tǒng)的多數(shù)電器設備為感性負載，造成電流相位滯后于電壓相位，電能消耗在電網(wǎng)傳輸線上，使得電網(wǎng)供電質量下降，為此，必須采取相應的補償措施，如根據(jù)向電網(wǎng)投切電容的方法設計的無功功率補償器，目前，在低壓配電系統(tǒng)中常用的無功功率補償器的主要缺點是:體積大，采樣精度不高，未考慮低壓負荷三相不平衡因素，三相同時投切，投切電容器級數(shù)少，抗干擾能力和可靠性差等，因而經(jīng)常造成電網(wǎng)的過補償或欠補償。本實用新型無功率補償器系統(tǒng)主要是基于AT89C52控制的高精度低壓無功功率補償器，能克服以上缺點，具有對電網(wǎng)沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優(yōu)點。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是:設計一種對電網(wǎng)沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優(yōu)點的高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)。
[0004]本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E構成；其中單片機AT89C52是本系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、輸入、輸出控制等功能。外圍電路包括電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路，還預留RS-232串行通信口，向單片機傳遞系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，以適應將來配電網(wǎng)控制的發(fā)展趨勢。為了減少外圍芯片數(shù)量，本系統(tǒng)也可采用一塊CPLD芯片——isp2LSI 1048E,把74LS373、D觸發(fā)器、與門、非門等外圍器件寫入其中。
[0005]1.相位檢測電路:其中每相的電壓與電流相位差是通過單片機外圍擴展心片8253來測試的。8253是一種可編程的定時器/計數(shù)器，它提供三個獨立16位I計數(shù)器，最高計數(shù)速率為216MHz。AT89C52的時鐘為12MHz, ALE與GATE0、GATE1和GATE2相連，因此8253計數(shù)速率為2MHz。8253每個計數(shù)器的工作方式可由軟件編程選擇，選擇二進制計數(shù)。以A相為例，8253的計數(shù)經(jīng)軟件設定為O工作方式，A相的電壓由電壓互感器降壓隔離后加到電壓比較器的輸入端，A相的電流有電流互感器經(jīng)I5U變換后加在另一電壓比較器的輸入端。兩電壓比較器將輸入的交流信號變成方波信號ul、u2，經(jīng)過由D觸發(fā)器構成的鑒相電路后，輸出信號uO的寬度反映了兩信號之間的相位差。
[0006]2.三相功率因數(shù)顯示電路:三相功率因數(shù)顯示電路主要由三片8255A和9個共陽LED數(shù)碼管組成，用來顯示各相功率因數(shù)，為簡明起見，圖中只畫出A相功率因數(shù)顯示電路。8255A是一種通用可編程的并行接口電路，具有3個8位平行口 PA、PB、PC。顯示電路8255A的軟件設定為O工作方式，其中PA 口顯示零，PB 口顯示小數(shù)后第一位，PC 口顯示小數(shù)后第二位，功率因數(shù)顯示精度為0101。A相、B相、C相功率因數(shù)的顯示分別受AT89C52的 P215、P216、P217 控制。
[0007]3.投切電容器電路:投切電容器電路是由一片8255A、三片74LS373、若干光耦和過零型固態(tài)繼電器組成。該電路的8255A軟件控制字方式為2，即使用PCPC 口的位操作功能，可分別控制8個量；通過AT89C52的P115、P116、P117控制鎖存器。74LS373，進行位操作擴展，可控制24個電容器，使每相具有8級投切固定電容的級數(shù)，使該補償器功率因數(shù)控制精度可小于0105，具有較高的精度。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，具有對電網(wǎng)沖擊小、響應快、抗干擾能力強、精度高、可分相投切等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)硬件結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0010]下面結合附圖描述本實用新型的【具體實施方式】:
[0011]如圖1所示，本實用新型一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片-1sp2LSI1048E構成；
[0012]所述的單片機為AT89C52芯片；
[0013]所述的相位檢測電路主要由單片機擴展芯片8523檢測和計算；
[0014]所述的三相功率因數(shù)顯示電路主要由三片8255A和9個共陽LED數(shù)碼管組成，用來顯示各相功率因數(shù)；
[0015]所述的投切控制電路由一片8255A、三片74LS373、若干光耦和過零型固態(tài)繼電器組成；
[0016]所述的CPLD芯片——isp2LSI1048E,把74LS373、D觸發(fā)器、與門、非門等外圍器件寫入其中。
[0017]以上所述，僅是本實用新型方法的實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術方案對以上實施例所作的任何簡單的修改、結構的變化代替均仍屬于本實用新型技術系統(tǒng)的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種高精度智能低壓無功功率補償器系統(tǒng)，其特征在于:主要由單片機以及與單片機連接的電壓電流相位差檢測電路、三相功率因數(shù)顯示電路、投切控制電路、RS-232串行通信口、以及一塊CPLD芯片——isp2LSI1048E構成； 所述的單片機為AT89C52芯片； 所述的相位檢測電路主要由單片機擴展芯片8523檢測和計算； 所述的三相功率因數(shù)顯示電路主要由三片8255A和9個共陽LED數(shù)碼管組成，用來顯示各相功率因數(shù)； 所述的投切控制電路由一片8255A、三片74LS373、若干光耦和過零型固態(tài)繼電器組成； 所述的CPLD芯片——isp2LSI1048E,把74LS373、D觸發(fā)器、與門、非門等外圍器件寫入其中。
【文檔編號】H02J3/18GK203645335SQ201320727914
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權日:2013年11月15日
【發(fā)明者】李峰, 王樂民 申請人:西安上尚機電有限公司