本实用新型专利技术旨在提供一种既能够实现低压配电网无功自适应补偿，又能作为功率因数表使用的装置。本实用新型专利技术技术上采用了柔性交流输电技术中的静止无功补偿原理，以51单片机作为控制器检测电网功率因数及控制电容器组的自动投切，实现低压220V配电网的无功自适应补偿，并通过功能选择开关实现功率因数表/无功补偿器的功能切换。本实用新型专利技术包括电源模块，功率因数检测模块，单片机系统及数码管显示模块，电容器组投切模块，四个模块焊接在一块电路板上。安装使用方便，适用于低压220V配电网中感性负载浮动较大的场合。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于单片机控制的无功功率自动补偿装置，适用于低压220V 感性负载浮动较大的场合。
技术介绍
电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量转换而占有电网容量叫做无功，无功功率会产生许多负面影响。如产生无功电流分量，导致线路和变压器等损耗增大，变压器利用率降低；感性无功使电压下降，容性无功使电压上升。在电力系统中，一般以感性负载为主，产生感性无功。目前在低压配电网中，无功补偿的方式一般采用固定电容器补偿，这样做有一个缺陷当感性负载减少时，有可能出现过补偿，如此一来，对低压配电网又会产生新的危害。因此，让无功补偿器实现对低压配电网的自适应补偿是当前无功补偿的主流趋势。
技术实现思路
本技术旨在提供一种既能检测并显示出低压配电网的功率因数，又能对低压电网实现无功自适应补偿的装置。本技术由电源电路、功率因数检测电路、单片机系统及数码管显示电路、电容器组投切电路组成；电容器投切电路、功率因数检测电路、电源电路依次接入220V电网总线，并与51单片机系统及显示电路固定焊接在一块电路板上，并将电路板置于防护罩中，其中四位数码管和功能选择开关固定于防护罩外壳上；防护罩外形呈长方体结构，外形尺寸为150mm*120mm*75mm。电源电路中，采用AC220VAC12V*2型变压器，采用LM7805作为+5V电源的稳压芯片，采用LM7905作为-5V电源的稳压芯片，采用 1N4007作为整流二极管。功率因数检测电路中，电压互感器采用环氧灌封电流型电压互感器TV16，电流互感器采用环氧灌封TA1410电流互感器，采用集成四运放LM339做过零比较器，采用9015PNP型三极管做反相器，与门芯片采用74LS08。本技术是这样实现无功自适应补偿的电压、电流互感器分别将电网电压、电流转换到-2. 5V-+2. 5V，经过零比较器分别转换成占空比为0. 5的方波，再经与门芯片将两组方波相与，由于电网中的电压电流不同相，从与门芯片中出来的方波占空比小于0. 5，将该信号接入单片机，单片机通过检测方波的高电平脉冲宽度计算出功率因数，继而显示，并依据功率因数实现电容器的自动投切。本技术的有益效果是可实现低压配电网的无功自适应补偿，还可以作为功率因数表使用，适用于低压220V配电网感性负载浮动较大的场合。附图说明图1为本技术实施例三维示意图。图2为本技术实施例内部结构图。图图图图图具体实施方式如图1、2所示，该装置由电源电路、功率因数检测电路、单片机系统及数码管显示电路、电容器组投切电路组成。电容器投切电路、功率因数检测电路、电源电路依次接入 220V电网总线，并与51单片机系统及显示电路固定焊接在一块电路板上，并将电路板置于防护罩中，其中功能选择开关固定于防护罩外壳上。防护罩外形呈长方体结构，尺寸的在小由各元器件焊接的紧凑度决定。本例除四位数码管和功能选择开关外，各元器件焊接于印刷电路板上，外形尺寸为150mm*120mm*75mm，允许输入低压交流220V。参见图3，电源提供正负5V电压，分别为单片机、集成运放、三极管、与门芯片等有源器件供电。变压器采用AC220V AC12V*2型变压器，经整流桥整流后，采用LM7805作为 +5V电源的稳压芯片，采用LM7905作为-5V电源的稳压芯片，整流二极管采用1N4007。参见图4，功率因数检测电路将电压电流信号转换成矩形脉冲。电压互感器采用环氧灌封电流型电压互感器TV16，电流互感器采用环氧灌封TA1410电流互感器，分别取电压后接入过零比较器，采用集成四运放LM339做过零比较器，接线时应注意LM339的±5V电源接线端不可接反(一旦接反立即烧毁)，采用9015PNP型三极管做反相器，与门芯片采用 74LS08。参见图5，实施中采用任何单片机系统及显示电路均可行，本例中，单片机采用AT89S52，由功率因数转换电路产生的方波信号送入单片机的P3.0 (RXD 口)，由Pl 口 (Z1-Z8)控制电容器组投切电路，由PO 口和P2(P2. 0-P2. 3) 口控制数码管的显示，用到的晶振频率为20MHz，数码管采用普通四位八段共阴数码管，数码管驱动电路中用到的PNP三极管型号为9015。参见图6，电容器组投切电路中，采用的继电器型号为HK4100F_DC5V(尺寸约，涉及到的三极管9015PNP型三极管，涉及到的电阻均为IkQ，电容器组的各个电容值可根据具体需要自行设定，每一组电容可以采并联的方式达到要求的值。权利要求1.一种基于单片机控制的低压电网无功自适应补偿装置，其特征是该装置由电源电路、功率因数检测电路、单片机系统及数码管显示电路、电容器组投切电路组成；电容器投切电路、功率因数检测电路、电源电路依次接入220V电网总线，并与51单片机系统及显示电路固定焊接在一块电路板上，并将电路板置于防护罩中，其中四位数码管和功能选择开关固定于防护罩外壳上；防护罩外形呈长方体结构，外形尺寸为150mm*120mm*75mm。2.根据权利要求I所述的基于单片机控制的低压电网无功自适应补偿装置，其特征是电源电路中，采用AC220V AC12V*2型变压器，采用LM7805作为+5V电源的稳压芯片，采用LM7905作为-5V电源的稳压芯片，采用1N4007作为整流二极管。3.根据权利要求I所述的基于单片机控制的低压电网无功自适应补偿装置，其特征是功率因数检测电路中，电压互感器采用环氧灌封电流型电压互感器TV16，电流互感器采用环氧灌封TA1410电流互感器，采用集成四运放LM339做过零比较器，采用9015PNP型三极管做反相器，与门芯片采用74LS08。专利摘要本技术旨在提供一种既能够实现低压配电网无功自适应补偿，又能作为功率因数表使用的装置。本技术技术上采用了柔性交流输电技术中的静止无功补偿原理，以51单片机作为控制器检测电网功率因数及控制电容器组的自动投切，实现低压220V配电网的无功自适应补偿，并通过功能选择开关实现功率因数表/无功补偿器的功能切换。本技术包括电源模块，功率因数检测模块，单片机系统及数码管显示模块，电容器组投切模块，四个模块焊接在一块电路板上。安装使用方便，适用于低压220V配电网中感性负载浮动较大的场合。文档编号H02J3/18GK202353218SQ20112034441公开日2012年7月25日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日专利技术者单艳珍, 孙君波, 孟贺霞, 张旭辉, 徐燕, 杨瑞娜, 田正民, 胡长远, 陈建明, 陈方里 申请人:单艳珍, 孙君波, 孟贺霞, 张旭辉, 徐燕, 杨瑞娜, 田正民, 胡长远, 陈建明, 陈方里本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建明，徐燕，胡长远，陈方里，田正民，孙君波，张旭辉，孟贺霞，单艳珍，杨瑞娜，
申请(专利权)人：陈建明，徐燕，胡长远，陈方里，田正民，孙君波，张旭辉，孟贺霞，单艳珍，杨瑞娜，
类型：实用新型
国别省市：
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