黃先杰

（武鳴縣那打水庫管理所，廣西 武鳴 530109）

0 引言

現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)離不開電能的使用，電力能否正常供應(yīng)影響著人們的生活質(zhì)量，和整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行。無功補(bǔ)償具有節(jié)能降耗，提高資源利用率，提高電網(wǎng)質(zhì)量的功能，對(duì)無功補(bǔ)償?shù)目刂瞥蔀榱穗娏Σ块T關(guān)注的焦點(diǎn)。單片機(jī)控制技術(shù)是從分立元件和集成電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它避免了傳統(tǒng)控制技術(shù)的許多弊端，完善了功能，具有控制智能、運(yùn)算測(cè)量精密快捷等的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全和可靠性有著重大的意義。

1 低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)的特點(diǎn)

基于單片機(jī)的低壓電力無功補(bǔ)償技術(shù)以功率因數(shù)為輔助投切判據(jù)，以無功率為主要投切判據(jù)的補(bǔ)償設(shè)備，根據(jù)高性能的計(jì)算芯片分析計(jì)算無功功率與有功功率的投切門限值來完成精確投切，達(dá)到改善傳統(tǒng)低壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的不足[1]。單片機(jī)作為低壓電力無功補(bǔ)償普遍采用的控制器，在技術(shù)的應(yīng)用上主要起到無功補(bǔ)償裝置的指揮作用，完成系統(tǒng)采樣、保護(hù)原件、發(fā)送投切信號(hào)等設(shè)定功能，它能夠有效提高低壓電力無功補(bǔ)償，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行模式，保障電網(wǎng)安全，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。單片機(jī)控制技術(shù)調(diào)節(jié)性能強(qiáng)，在低壓電力無功補(bǔ)償中可以進(jìn)行裝置容量的調(diào)節(jié)，補(bǔ)足無功額度的缺漏，優(yōu)化控制系統(tǒng)。單片機(jī)作為控制核心，其精密度相對(duì)較高，在電壓的交變中控制這整個(gè)電容器的投切，避免了涌流的過大產(chǎn)生。同時(shí)，隨著單片機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，在低壓電力無功補(bǔ)償?shù)目刂七^程中，自動(dòng)化程度越來越高，對(duì)運(yùn)行中故障原件實(shí)行自動(dòng)診斷，對(duì)電容器溫度實(shí)行監(jiān)測(cè)、在保護(hù)裝置上設(shè)置自動(dòng)切斷過量供應(yīng)等，給電力供應(yīng)帶來了很大的便利。

2 低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)原理與方法

在低壓電力無功補(bǔ)償中，單片機(jī)控制技術(shù)的特點(diǎn)在于更改了手動(dòng)投切方法，在系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)了容量的自動(dòng)化投切，單片機(jī)控制技術(shù)在不斷的實(shí)踐基礎(chǔ)上，得到改善。下面具體介紹下單片機(jī)控制技術(shù)的幾個(gè)方面：

2.1 單片機(jī)的控制過程

單片機(jī)是無功補(bǔ)償裝置的控制器，單片機(jī)控制系統(tǒng)由放大電路、比較器、衡數(shù)轉(zhuǎn)換器等組件構(gòu)成，通常由八個(gè)容量值不等的電容器構(gòu)成系統(tǒng)的控制回路，容量值的大小不是固定的，而是根據(jù)不同情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定。單片機(jī)控制系統(tǒng)的控制是一個(gè)復(fù)雜的過程，它主要根據(jù)判斷進(jìn)線回路線路的性質(zhì)的不同實(shí)現(xiàn)運(yùn)作，達(dá)到系統(tǒng)控制的對(duì)應(yīng)變化。進(jìn)線回路有相電流和線電壓，通過裝置對(duì)其數(shù)值的運(yùn)算，進(jìn)行兩者比對(duì)，判斷出在某一時(shí)間點(diǎn)上線路的性質(zhì)。如果在這一個(gè)時(shí)間點(diǎn)系統(tǒng)的控制沒有發(fā)生變化，說明比較器無任何輸出狀態(tài)，即此時(shí)線路性質(zhì)為阻性負(fù)載；相反，如果在某一時(shí)間點(diǎn)上線路的性質(zhì)為感性，此時(shí)進(jìn)線回路的線路與模擬量的功率因數(shù)大小會(huì)形成一個(gè)反比關(guān)系，而模擬量如果越來越大，這個(gè)功率因素也會(huì)越來越低。模擬量是由線路的感性性質(zhì)引起，從比較器輸出的一個(gè)模擬數(shù)值。這個(gè)數(shù)值會(huì)經(jīng)過衡數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換和單片機(jī)的輸出放大器的放大，從轉(zhuǎn)化來的八位數(shù)量值放大，引起系統(tǒng)的相關(guān)操作反應(yīng)，使八個(gè)電容器向控制系統(tǒng)投入，引起系統(tǒng)的震蕩，進(jìn)而投入控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.2 單片機(jī)的設(shè)定方法

在單片機(jī)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，需要在低壓電力無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)中頻繁地獲取進(jìn)線回路中線路的相電流和線電壓的數(shù)值，因?yàn)樵跓o功補(bǔ)償裝置中，系統(tǒng)的負(fù)載不是一成不變的，而是隨著功率因數(shù)的變化而不斷變化。電容器的啟動(dòng)需要通過比較器對(duì)采集數(shù)字的比較以及衡數(shù)轉(zhuǎn)換器和輸出放大器等裝置對(duì)模擬值的加工處理，轉(zhuǎn)化為八位的數(shù)字值產(chǎn)生作用，電容器的再次啟動(dòng)就是這個(gè)數(shù)據(jù)采取、數(shù)值轉(zhuǎn)換過程的重復(fù)[1]。所以，對(duì)于進(jìn)線回路的線路相電流和線電壓數(shù)值的采樣的一個(gè)關(guān)鍵要素是脈沖時(shí)間的把控，時(shí)間的長(zhǎng)短關(guān)系到無功補(bǔ)償系統(tǒng)的補(bǔ)償效果，同時(shí)影響到電容器的使用。如果采樣脈沖時(shí)間過于短暫，則會(huì)導(dǎo)致電容器啟動(dòng)次數(shù)的增加，頻繁的啟動(dòng)會(huì)給電容器造成損傷，減短電容器的使用壽命；相反，如果采樣脈沖時(shí)間太過長(zhǎng)，就不能及時(shí)有效地捕捉到系統(tǒng)功率因數(shù)的變化情況，造成系統(tǒng)反應(yīng)的失效，使補(bǔ)償值停滯在上一個(gè)無功補(bǔ)償階段，達(dá)不到預(yù)期的補(bǔ)償效果?；诖耍瑔纹瑱C(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用過程中，對(duì)采樣時(shí)鐘的設(shè)定顯得特別重要[2]。單片機(jī)時(shí)鐘的設(shè)定主要是在控制系統(tǒng)中安裝一個(gè)時(shí)間裝置，連接在無功補(bǔ)償設(shè)備的控制器上，這個(gè)時(shí)間裝置可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到滿意的預(yù)期效果。在低壓電力無功補(bǔ)償運(yùn)作中，為保護(hù)單片機(jī)控制系統(tǒng)中的電容器設(shè)備，一般采用調(diào)節(jié)單片機(jī)數(shù)值采樣脈沖裝置的寬度的方法對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行時(shí)間長(zhǎng)短的更改，經(jīng)過相關(guān)實(shí)踐的證明，時(shí)間調(diào)整為不高于九十秒，不低于三十秒這個(gè)數(shù)值區(qū)間，能夠恰當(dāng)?shù)赝瓿蓡纹瑱C(jī)控制技術(shù)的工作任務(wù)[3]。

2.3 單片機(jī)的系統(tǒng)分析

低壓電力無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)一般都包括了兩方面，即硬件和軟件。準(zhǔn)同步采樣算法是軟件方面主要采用的形式，在硬件方面，它集電網(wǎng)信息的采集監(jiān)測(cè)、電容器的投切控制和計(jì)算無功補(bǔ)償?shù)裙δ苡谝惑w，體現(xiàn)在強(qiáng)大的信息處理和系統(tǒng)控制的能力上，硬件方面主要指單片機(jī)的搭建，包括輸出控制模塊、存儲(chǔ)模塊等[4]。單片機(jī)系統(tǒng)在控制技術(shù)的應(yīng)用上的正確性是毋庸置疑的，因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)往往是一個(gè)已經(jīng)成型的設(shè)計(jì)，在應(yīng)用時(shí)就做好了相應(yīng)的技術(shù)程序設(shè)定。單片機(jī)系統(tǒng)作為低壓電力無功補(bǔ)償?shù)目刂撇考?，采用的是有觸點(diǎn)的切換數(shù)值的電容器，在市場(chǎng)上廣泛流通，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的改造不構(gòu)成影響，可以隨時(shí)根據(jù)無功補(bǔ)償控制的需要進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)部的整改。

3 結(jié)語

低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中得到了廣泛應(yīng)用，在技術(shù)上滿足了基本的需要，隨著我國科教政策的深入施行，技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)會(huì)不斷地提高和完善。

［1］趙海天.就地?zé)o功補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用[J].自動(dòng)控制，2012，9(4):32.

［2］行娟娟.基于單片機(jī)控制的低壓無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)[J].山西電子技術(shù)，2012，5(3):37.

［3］高峰.低壓配電監(jiān)測(cè)與無功補(bǔ)償設(shè)備的改進(jìn)[J].江蘇機(jī)電工程，2012，5（9）:60.

［4］裘永衛(wèi).低壓無功補(bǔ)償配置方案[J].電氣時(shí)代，2013，3(3):38.