配电网智能无功补偿系统设计

中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 45 页配电网智能无功补偿系统设计摘 要本课题研究以低压配电网无功补偿改造为背景，研制了一种基于单片机的智能低压无功功率补偿控制器。作为一种实时的无功补偿装置，该装置以电网监测数据为依据，以城镇低压网的无功补偿为对象。本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善作用，以及控制器的软硬件的设计。设计采用 AT89C51 单片机，该单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能的 CMOS 8 位单片机，具有运算速度高，实时性好的特点；软件则使用 C 语言进行编程；A/D 转换采用 ADC0809，是一款比较实用的 A/D 转换装置。该装置可采集电网无功功率的变化并控制电容器组投切，实现了无功补偿装置的优化运行，具有体积小、原理简单、智能投切等优点。关键词：无功补偿，AT89C51,电容器中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 45 页Distribution grid intelligent reactive compensation system designAbstractWhat this article studies is based on the alteration of reactive power compensation of low voltage, then design an equipment for reactive power compensation of low voltage. As a kind of reactive power compensation, this equipment is basis on the electrical network monitor data ,and provides reactive power for citys low voltage power grids. This thesis has discussed the importance of the reactive power compensation for the power grids ,and introduded the hardware and software of the controller.This devices hardware core is AT89C51 SCM , which has many merits such as high operating speed. This monolithic integrated circuit is the low voltage which American ATMEL Corporation produces, a high performance CMOS 8 monolithic integrated circuits;The software uses the assembly language to carry on the translation; A/D transformation uses ADC0809 , it is a section of quite practical A/D switching device. This equipment may track the electrical network reactive power the change and the automatic compensation, and this installment has the volume to be small, the precision is high, the price compared to the higher merit.Key Words: reactive power compensation，AT89C51，Capacitors中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 45 页目 录1 绪论 .11.1 课题的研究背景及意义 .11.2 无功补偿发展与现状 .21.3 本课题主要研究的内容 .42 无功功率 .52.1 无功补偿的原理 .52.2 低压电网中无功补偿的方式 .82.3 确定补偿容量的几种方法 .82.3.1 从提高功率因数需要确定补偿容量 .82.3.2 从提高运行电压需要来确定补偿容量 .92.4 TSC 无功补偿装置 .92.4.1 TSC 无功补偿器的工作原理 .102.4.2 控制方式的选择 .112.4.3 投入时刻的选取及零电压投入 .132.4.4 补偿电容器的接线方法及容量的确定 .153 硬件设计 .173.1 控制器原理 .173.2 硬件介绍 .173.2.1 AT89C51 单片机 .173.2.2 A/D 转换器选型 .203.3 采样电路设计 .213.4 AT89C51 与 ADC0808 的连接 .223.5 补偿电路的设计 .233.6 总体电路的设计 .244 软件设计 .254.1 投切原则 .254.2 无功功率计算 .26中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 共 45 页5 无功补偿的仿真 .285.1 采样电压电流和整流 .285.2 控制投切 .296 总结 .30附录 .31参考文献 .36致谢 .38中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 5 页 共 45 页1 绪论1.1 课题的研究背景及意义随着电力系统的发展和电力用户自动化水平的提高，对电网供电质量的要求也越来越高。而电力系统参数变化及波动性负荷会造成局部电网电压不稳及功率因数恶化，影响电能质量和降低电器设备的寿命，制约企业生产效率的提高，同时企业还可能因为电能质量未达标而承受线损及电力部门罚款等经济损失。低压电容补偿装置作为解决此类问题的一种设备应运而生。然而在电力系统中 60%以上是电动机等感性负载，它们在系统运行中会消耗大量的无功功率。在有功功率保持一定的前提下，线路功率因数越小，在线路上流过的电流就越大，导致在线路上的压降以及损耗就越大。在严重情况下，会导致用户端电压达不到规定值。在电动机附近以及线路的适当位置并联安装适当容量的电容器，可以减少无功功率的输送，从而达到降低线损、提高负载端电压的目的。当然，并联电容的容量是有限制的，并联电容器容量过大，导致线路功率因数负值时，就会出现补偿点向电源端传送无功，这是不允许的。因此，应用在低压配电网中能根据负载中无功功率的变化自动投切补偿电容器、准确实现无功功率补偿的装置具有十分迫切的需求 2。实现无功功率补偿，提高功率因数对电力系统运行有重要的意义。(1)减少发配电设备容量。无功功率的增加，导致电流的增大和视在功率的增加，从而使发电机、变压器、起动及控制设备和导线等电气设备容量增加。同时，电力用户的起动、控制设备及测量仪表的尺寸和规格也要加大。因此对配电网络进行无功功率补偿可以提高设备利用率，减少发配电设备容量。(2)减少供电设备及线路损耗。无功功率的增加，使总电流增大，因而使供电设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。(3)降低变压器及线路的电压降。变压器及线路的电压降增大，使供电网电压产生波动。在电网中，有功功率的波动一般对电网电压的影响较小，电网电压的波动主要是无功功率的波动引起的。如果是冲击性无功功率负载，还会使电网产生剧烈的波动，甚至发生事故。目前，我国的电网，特别是广大的低压电网 1，普遍存在功率因数较低、电中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 45 页网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的 70%，而由于设计和使用等方面的原因我国电动机的功率因数往往较低，一般约为 。70.cos在这种情况下，采用无功补偿节能技术 2，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出发展无功补偿所能带来的巨大经济效益。2007 年 ，我国年总发电量为 32559 亿千瓦时，统计线损率为8.77%，但是这个数字没有包含相当大的 110 千伏、35 千伏、10 千伏的输电线损及 0.38 千伏的低压电网线损。据报道，估计实际的统计线损率约为 15%，即 2007年全国年线损量约为 4800 亿千瓦时。设全国的理论线损与统计线损相一致，其中可变线损约占理论总线损的 80%，则年可变线损电量约为 3900 亿千瓦时。设当前全国电力网总负荷的当前功率因数 ，采用无功功率补偿后，把电力网85.0cos总负荷的功率因数提高到 ，则每年可以降低线损约为 390 亿千瓦时，9.按 0.5 元每千瓦时计，价值约为 185 亿元。综上所述 ，无功补偿不仅具有如上所述的节省投资、节省电力、节省燃煤及污染等作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，改善电压质量，减少用户电费开支，延缓用户的增容改造等作用。1.2 无功补偿发展与现状早期的无功补偿主要由调相机和电力电容器实现。调相机本质上为空载运行的同步电动机，它属于有源补偿器，根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，可以控制它从电网中吸收无功功率或者是输出无功功率。并联电容器组的补偿方式结构简单，经济方便。早期的并联电容器的补偿方式，由于技术的原因，不能动态地跟踪负荷无功功率的变化，不能实现对无功功率的动态补偿。电容器的投切主要是由人工手动完成的，电容器的投切实时性差，不能及时检测电网的运行状态，跟踪电网无功负荷的变化，无法平滑的对电网进行无功功率的补偿，使得电网的无功波动较大，甚至还有可能造成涌流，不能保证功率因数和电压质量在规定的范围内。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 7 页 共 45 页随着计算机技术与电力电子技术的发展以及各学科的交叉影响，新型的电力电子器件在无功补偿领域的使用，无功补偿技术也得到了新的发展。现今所指的无功补偿装置一般专指使用晶闸管的无功补偿设备，主要有以下二大类型:一类是具有饱和电抗器的无功补偿装置(Saturated Reactor,SR);第二类是晶闸管控制电抗器(Thyristor Control Reactor,TCR);第三类是晶闸管投切电容器(Thyristor Switch Capacitor,TSC)3。上述所举装置的综合统称为 SVC(Static Var Compensatory)，由十其技术比较成熟，在实际电力系统中得到了广泛应用。目前，在世界范围内，以 TCR 和 TSC 为代表的静止无功补偿装置 SVC 已经占据了动态无功补偿领域的重要地位。SVC 虽然能对系统无功进行有效的补偿，但是由于换流元件没有断流能力，使其容易对电网产生较多的谐波电流，而且对电网电压波动的调节能力不够理想。随着大功率全控型晶闸管 GTO 及 IGB T 的出现，以此为基础的 STATCOM 也成为研究的热点。两者都是并联在电网中，起无功支撑的作用，但从性能上讲，STATCOM要优于 SVC。STATCOM 与 SVC 相比具有以下一些突出的优势，SVC 是由无源器件(电感，电容)产生无功功率，当 SVC 运行于电压调节范围以外时，输出电流与电压成比例，即电压降低时，输出无功电流(补偿容量)也小，这点是不希望的，也是 SVC 特性不如同步调相机(输出电流与电压无关)的最重要之处。而 STATCOM_是有源结构，由 GTO 逆变器和直流电容构成，通过控制 GTO 的通断在三相之间实现能量交换，从而产生所需的无功电流。当电压降低时，STATCOM 仍然可以产生较大的电容性电流。而与电压无关。可控性能好，其电压幅值和相位可快速调节，典型值为几个毫秒。它的端电压对外部系统的运行条件和结构变化不敏感。因此，STATCOM 不仅可以得到较好的静一态稳定性能，而且可得到较好的大干扰故障下的暂态稳定性能。由于 STATCOM 中电容器容量较小，在电网内普遍使用也不会产生低频谐振。SVC 是由电容、电抗和晶闸管组成，而 STATCOM 和其他 FACTS 设备相同，都采用大功率电力电子器件。前者是用传统材料组成，价格随时间推移上升，后者用的是正在迅速发展的新型半导体材料，价格随时间推移而下降。而过去几年 GTO 的价格以每年 10%递减，最近出现的 IGCT 和电子注入增强栅晶体管（Injection Enhanced Gate Transistor, IEGT)在价格上要比 GTO 便宜百分之几十，而性能和可靠性还优于 GTO，而且随着使用规模的扩大比起传统材料降价有中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 8 页 共 45 页更大的空间。尽管 STATCOM 装置性能优良，其与 SVC 装置相比还存在如下几个因素制约其大规模的应用。第一，由于高压大容量可关断器件的单管容量还比不上普通晶闸管的单管容量，因此 STATCOM 装置与 SVC 装置相比还较小。目前主要通过单相桥的串联或是并联，以及可关断器件的串并联来扩大容量，另外 STATCOM 采用的可关断器件多，保护系统复杂，控制和触发回路要求高，因此设计，安装、维护难度较大，这增加了 STATCOM 装置的复杂性和造价。第二，STATCOM 装置与 SVC 装置相比，单位容量造价一相对较高，在许多对无功功率补偿要求不是很高的场合，用户更愿意采用价格相对较低的 SVC 装置。配电网先进无功补偿装置及其协调运行研究第三，由于线路频率变压器的存在，给 STATCOM 增加了损耗、造价以及在控制上的复杂性，而 SVC 则不存在这方面问题。其次，SVC 装置应用时间较长，已经非常成熟，因此用户对 SVC 装置认可度更高。以上儿个因素决定了，今后一段时间内负荷补偿依然是以 SVC 装置为主。1.3 本课题主要研究的内容本文研究主要进行下面的工作：一是无功补偿的基本原理和电网中最优补偿方案的探讨。首先是对无功补偿中一般问题进行分析，其次是对无功补偿计算方案的分析。二是在传统的无功补偿装置的基础上，对其控制器和动作执行机构进行改进，从而开发出一种智能无功补偿器。文中对这种补偿器的控制器的硬件设计和软件设计作了较详尽的分析。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 9 页 共 45 页2 无功功率电力网中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工做的。磁场所具有的磁场能是由电源供给的。电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率称为感性无功功率。接在交流电网中的电容器，在一个周期内上半周的充电功率与下半周的放电功率相等，这种充电功率叫做容性无功功率。所以无功功率被使用于建立磁场和静电场，它存储于电感和电容中，通过电力网往返于电源和电感、电容之间。无功功率在电力网元件中流动，将会在电力网元件中引起电压损耗和功率损耗，降低电网的电压质量 5，增加电网的线损率。2.1 无功补偿的原理I 1S 1RXI 2S 2U 2U 1图 2. 1 由局部电力网的等值电路图由局部电力网的等效电路图2.1可知，电力网中由于无功负荷而带来的电压损耗 的计算公式为：UCUXQRPRXIRI 22221 sincos 式中： 电网的额定电压C元件的末端电压2U电网中的电压和电流的相位角差R X电网中元件的等效电阻和电抗中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 10 页 共 45 页元件末端的有功负载和无功负载2PQ由上式可知由负荷的无功功率 在元件引起的损耗 的计算公式为：2QXU。CXU2而由负荷的有功功率 在元件中引起的电压损耗的计算公式为： 。可2P CRUP2见的元件电阻小于电抗的电网中，无功引起的电压损耗占主要部分。电网中的线损公式如下：)()(3221 jXRUQpjXRISC式中： ，jQP2j其中有功线损 的计算公式为：R，221CU这其中由于无功功率在电网中流动而引起的有功线损 的计算公式为：QPQPC2由上述分析可见，要减少电力网中的电压损耗和电网的线损率，提高用户端的电压质量的重要措施之一，是减少电力网元件中的无功传输，可以从提高负荷的自然功率因数和进行无功补偿两方面来解决这个问题。将电容器和电感并连在同一电路中，电感吸收能量时，正好电容器释放能量，而电感放出能量时，电容器却在吸收能量。能量就在它们之间交换，即感性负荷(电动机、变压器等)所吸收的无功功率，可由电容器所输出的无功功率中得到补偿。因此，把由电容器组成的装置称为无功补偿装置。此外，同步电动机等也可以作为无功补偿装置。无功补偿的作用和原理 5可由图2.2来解释：设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为 ，装设无功补偿装置后，补偿Q无功功率为 ，使电源输出的无功功率减少为 ，功率因数由 提CQC cos中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 11 页 共 45 页高到 ，视在功率 减少到 。cosS图2. 2 无 功 补 偿 补 偿 原 理 示 意 图由电压损耗计算公式UXQPRC)(可知，采用无功补偿措施后，因电力网无功功率的减少，降低了电力网中的电压损耗，提高了用户处的电压质量。并联电容器的无功补偿作用和原理，也可以用图2.3 加以说明。IqIq UIIcIqI图2.3 并联电容器的补偿电流向量图图中的用电负荷总电流 可以分解为有功电流分量 ，和无功电流分量 (电I PIQI感性的)。当并联电容器投入运行时，流入电容器的容性电流 与 方向相反，CI中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 12 页 共 45 页故可抵消一部分 使电感性电流分量 降低为 ，总电流由 降为 ，QIQICQII I功率因数也由 提高到 。这时，负荷所需的无功功率全部由补偿电容供coscos给，电网只需供给有功功率。2.2 低压电网中无功补偿的方式广大市电低压电网处于电网的最末端，因此补偿低压无功负荷是电网补偿的关键。搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，而且可以提高用户配电变压器的利用率，改善用户功率因数和电压质量，并有效降低电能损失。低压补偿对用户及供电部门都有利。低压无功补偿的目标是实现无功的就地平衡，通常采用地方式有三种： 随机补偿、随器补偿、跟踪补偿 1。随机补偿就是将低压电容器组与电动机并联，通过控制、保护装置与电机共同投切。随机补偿地优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停止运补偿装置也退出，不需要频繁调整补偿容量。且具有投资少，配置灵活，维修简单等优点。为防止电机推出时产生自激过电压，补偿容量一般不大于电机的空载无功。随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。有很多的低压配电网中的变压器，尤其是农网配电变压器，普遍存在负荷轻的现象。在负荷时接近空载，此时配电变压器的空载无功是电网无功负荷的主要部分。随器补偿由于补在低压侧，可有效地补偿配变空载无功， 且连线简单， 做到无功地就地补偿。跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在0.4kV母线上的补偿方式。补偿电容器组的固定连接可起到相当于随器补偿的作用，补偿用户的固定无功基荷；可投电容器组用于补偿无功峰荷部分。由于用户负荷有一定的波动性，故推荐选用自动投切方式。此法对电容器的保护比前二种要更可靠。2.3 确定补偿容量的几种方法 2.3.1 从提高功率因数需要确定补偿容量设电网的平均有功功率为P，补偿前的功率因数为 ，补偿后的功率因数1cos中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 13 页 共 45 页为 ，则所需要的补偿容量 的计算公式为2coscQ)(21tgtPc若要求将功率因数由 提高的 而小于 ，则补偿容量 计算为osos3coscQ)()( 121 tgtgc2.3.2 从提高运行电压需要来确定补偿容量配电线路末端电压较低，通常是通过无功补偿来提高供电电压的，因此，有时要从提高线路电压来确定补偿容量。设补偿前线路电源电压为U 1，线路末端电压为U 2，线路输送的有功功率为P，无功功率为Q，电阻为R，电抗为X，则 212QXR补偿无功Q C后，线路末端电压升为 则212)(UPc所以投入无功补偿后末端电压增量 为22XQc故补偿容量 XUc2若为三相线路，则所需的补偿容量为 Qlc2式中 三相线路的线电压增量，KVlU三相线路的线电压，KVl22.4 TSC无功补偿装置静止无功补偿器(SVC)又分为晶闸管控制电抗器(TCR),晶闸管投切电容器(TSC)，它是当今用的最多的一种无功补偿装置，它的出现取代了以往的静态无功补偿器(FC)等一些补偿装置，它最突出的特点就是实现了对无功功率的动态补偿，而且中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 14 页 共 45 页还能使供电系统的功率因数达到最佳状态，极大的满足当今电力行业发展的需要。单一的采用无功补偿电容器与机械开关的结合是比较传统的方法，它主要针对目前出现最多的感性负荷所产生的无功功率进行补偿，它具有补偿方便、结构简单、易操作、成本低等优点。但随着经济的发展与科技的不断进步，由十单一的补偿方式存在阻抗固定，无法实现动态补偿等缺陷，这种传统的方式已经无法满足现代社会生产和生活的需要，人们正在不断对其进行改善。为了弥补以上的不足之处，随着电力电子技术的发展，晶闸管投切电容器(TSC)作为静止无功补偿装置(SVC)的一种也随之产生，它主要用新的电力电子器件晶闸管来代替传统的触点开关，并且由于晶闸管是可控型器件，这样通过一定的控制方法，控制晶闸管导通和关断，进而达到无功补偿的目的。2.4.1 TSC 无功补偿器的工作原理晶闸管投切电容器(TSC)的原理图如图 2.3 所示，其结构为两个反并联的晶闸管和一个小电感及一个电容器相串联。两个反并联晶闸管的作用只是将电容器并入电网或从电网中切除，而串联小电感的作用除了抑制电容器投入电网时的冲击电流，还能抑制高次谐波，限制短路电流。目前，国内并联电容器配置的电抗器，其电抗率主要有以下四种类型:小于 0.5 % , 4.5% , 6%及 12%13%，当配置电抗器的电抗率小于 0.5(有时到 0.01 %0.02%)的主要目的是限制电容器的合闸涌流；当电抗率为 4.5%或 6%的情况下，主要目的是抑制 5 次以上的谐波电流；当采用电抗率为 12%13%的电抗器时的主要目的则是抑制 3 次以上的谐波电流。用于三相电路时，可以采用角接或星接，而电容器一般采用按组投切，本次设计采用容值分别为 c, 2c, 4c 的电容器分组方式进行投切，这样不但可以实现无级补偿，还能实现 c 至c 的级范围的无功补偿目的。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 15 页 共 45 页图 2.4TSC 单相结构图从图 2.4 中可以看出，晶闸管取代了传统的继电器开关对电容器进行投切，由于晶闸管是可控型无触点开关器件，因此，它在操作中避免了电弧的产生，进而大大的增加了它的使用年限，与触点开关相比，晶闸管的操作寿命几乎是无限的，并且投切时刻可以精确控制，减少了涌流的产生；此外，由于其操作过程中损耗小，在电力领域得到了广泛的应用。2.4.2控制方式的选择无功补偿控制器按控制规律的不同进行划分，一般可分为功率因数型和无功功率(无功电流)型两类。下面对无功补偿中功率因数控制和无功功率(无功电流)控制这两种控制方式的特点及原理进行介绍。(1)功率因数型功率因数控制就是通过无功补偿装置对系统中的无功功率进行补偿，来减小电网中电压与电流之间的相位差，即对功率因数进行控制，根据功率因数的情况，来决定对电容器的操作是投入还是切除，最终使供电电网中的功率因数满足要求。图 2.5 所示为功率因数控制的无功补偿原理图，图中 ， ， 分别为补偿前的有功电流、无功电流、总电流及功率因数。假设规定投入门限为cos=0.9,当控制器检测到电网中当前的功率因数小于 0. 90 时，便发出投切指令，控制器投入一组电容器进行补偿，之后继续对功率因数进行检测，如果检测到系统中的功率因数仍然小于 0.9 时，便再次发出投切指令，控制器再次投入一组电容器进行补偿，如果大于设定值，则切除一组电容器组，直至功率因数达到系统参考门限的要求。功率因数型控制器主要是通过对当前电网中的电压和电流中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 16 页 共 45 页进行采样检测，通过计算和对比得出当前电压与电流之间的相位差，来得到当前的功率因数值，进而根据不同状态，来发出相应的控制信号，完成电容器组的投入、切除或保持。图 2.5功率因数型补偿原理图如图 2.6 所示，试想，功率因数型控制器在轻负载和重负载两种情况下讨论时，虽然功率因数都同时满足了两个参考门限值，但由于重载运行时的有功电流i 和总电流 1都会远大于轻载运行时的电流值 p2和 2，因此，虽然两种情况下的功率因数可能相等，并同时满足相应的条件，但重载时的无功电流量 要远大于轻载时的无功电流量 ，此时，虽然重载与轻载无功电流之间还可以投入一组或多组电容器，但控制器由于满足了设定的两个参考门限条件不再进行投切，这样电网中还会存在大量可以被补偿的无功量。i 1图 2.6同功率因数时无功电流与负载的关系下面讨论一下功率因数型控制器在轻载情况下存在的一个问题。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 17 页 共 45 页图 2.7轻载震荡的情况如图 2.7 所示，设轻载时的有功电流、无功电流、总电流分别为 i ， ， 1，此时，由十功率因数没有达到参考门限值，因此，需要投入一组电容器，但由于负载很轻，无功量小于一组电容器的补偿量，这样，当投入一组电容器后，无功量变成了负值，即产生了容性无功电流 ，此时，补偿的结果出现了超前的功率因数，这种情况称为过补偿，其中 p2和 2分别为过补偿时的有功电流和总电流；而根据参考门限的设定，感性无功电流 i #include /头文件#define uchar unsigned char /宏定义无符号字符型#define uint unsigned int /宏定义无符号整型/位控制码sbit ST=P30; /A/D启动转换信号sbit OE=P31; /数据输出允许信号sbit EOC=P32; /A/D转换结束信号uint date1,date2; /定义数据类型float tem1=0; /电压累加器float tem2=0; /电流累加器float tem3=0; sbit P20=P20;sbit P24=P24;sbit P25=P25;sbit P26=P26;int i=0;int flag=0;void timer1() interrupt 3 using 2float u1,i1,s1,p1,q1;TH1=0xb8;TL1=0x00;u1=sqrt(tem1/i);i1=sqrt(tem2/i);s1=1.732*u1*i1;p1=1.732*tem3/i;中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 38 页 共 45 页q1=sqrt(s1*s1-p1*p1);i=0;if(q10.79)&(flag=0)P24=1;if(q10.79)&(flag=1)P24=0;P25=1;if(q10.79)&(flag=2)P24=1;if(q10.79)&(flag=3)P26=1;P24=0;P25=0;else if(q10.79)&(flag=4)P24=1;else if(q10.79)&(flag=5)P25=1;P24=0;else if(q10.79)&(flag=6)P24=1;else if(q10.32)&(flag=6)flag+;if(flag=6)flag=0;/*主函数*/void main() 中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 40 页 共 45 页TMOD=0X10; /定时器中断1TH1=0xb8;TL1=0x00; /定时时间低八位初值EA=1; /开CPU中断ET1=1;TR1=1;while(1) /无限循环i+;P20=0;ST=0; /使采集信号为低ST=1; /开始数据转换ST=0; /停止数据转换while(!EOC); /等待数据转换完毕OE=1; /允许数据输出信号date1=P0; /读取电压数据OE=0; /关闭数据输出允许信号tem1=date1*date1+tem1;P20=1;ST=0; /使采集信号为低ST=1; /开始数据转换ST=0; /停止数据转换while(!EOC); /等待数据转换完毕OE=1; /允许数据输出信号date2=P0; /读取电流数据OE=0;tem2=date2*date2+tem2;中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 41 页 共 45 页tem3=date1*date2+tem3;中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 42 页 共 45 页参考文献1 方向晖中低压配电网规划与设计基础M 北京：中国水利水电出版社，2004：56892 刘黎明，刘涤尘，史进智能式动态无功补偿装置的研究J电力情报，1998，22(3)：4589.3 南余荣，李刚，鲁聪达基于单片机的复合开关及其在低压无功补偿中的应用 J现代电子技术 2004，28(1