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浅析基于RS485通信的智能复合开关控制系统摘要

在电力系统中，用来保证电能质量的装置是无功补偿装置。它能够减小电网的损耗，在提升电网输送电能的能力，和电力设备的利用率的方面，起到了至关重要的作用。在一个无功补偿的装置中，最重要的过程就是电容投切的过程。因为，如果在这个过程中，采用传统的机械开关的话，就会产生涌流的现象。涌流会对电网，电容器等一些电力设备产生非常大的危害。为了解决这一危害，我们一般通过引入电力电子元件的方式，但是电力电子元件运行损耗提高了设备运行的成本，而作为投切开关的纯电力电子元件一般只是要求快速投切使用。但是，如果将电力电子元件和传统机械开关综合双方的优势，设计出来的复合开关，则有着巨大的价值。因此，对复合开关的工作过程进行深入的分析研究、优化它的控制方案便显得尤为重要。

无功补偿电容机在投切工作时会出现产生大量的电流和冲击问题，同时还会出现产生大量的电压振动震荡问题。那么为了有效地解决这个问题，本文就设计了一种复合开关，该复合开关就是把一台单片机当作主控制器。将磁保持继电器和双向晶闸管连接到一起，进而可以实现平滑的投切，能量的消耗也会得到很大的降低。不仅如此，本文还将一种检测电路广泛的应用于开关控制电路中，由于这种检测电路在复合式开关中的广泛应用，使其具有多种检测功能。因为是检测电路的设计，系统的安全性得到了大大的提高。

关键词：无功补偿；投切开关；单片机

目录

摘要………………I

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1绪论 4-

2无功补偿方式及容量确定 6-

2.1低压配电网的无功补偿方式 6-

2.1.1低压集中补偿方式 6-

2.1.3用户终端就地补偿方式 8-

2.2补偿电容器组的接线方式 9-

2.3不同电容器投切功率元件的比较 11-

2.3.1机械开关 12-

2.3.2晶闸管 12-

2.3.3复合开关 13-

2.3.4根据实际需要选择不同的投切元件 14-

2.4复合开关的基本原理 14-

3硬件系统设计 16-

3.1复合开关硬件系统总体框图 16-

3.1.1智能复合开关电源系统设计 18-

3.1.2单片机系统设计 19-

3.1.3温度检测电路设计 20-

3.1.4相序及断相检测电路设计 23-

3.1.5晶闸管保护电路设计 25-

3.1.6磁保持驱动电路设计 26-

3.1.7过零触发电路设计 29-

3.1.8通讯接口电路设计 31-

4软件系统设计 33-

4.1智能复合开关软件系统程序框图 33-

4.2温度检测模块框图 33-

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4.3相序及断相检测程序模块 34-

4.4合分控制程序模块 35-

5总结 37-

参考文献 38-

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1绪论

无功功率，根据电磁式磁力感应的工作原理可用来进行工作的各类大型用电感应装置很多，比如我们现在日常生活中经常需要使用的电力配电站和变压器、电动机等一些大型各类用电感应装置，它们在其中需要进行各种能量的动力转移和热量传输时主要还是依赖于其中建立的交变的电磁场。我们因此把我们需要建立一个交变频的磁场和一个由于磁场感应感受到的磁通而自动产生所可能需要的无功功率系统叫做无功功率，所以，“无功功率”一词中的“无功”其实并不是“无用”的无功功率，只不过其中的功率并不是被转化成一种热能、机械能的功率而已(赵俊峰，黄诗涵，2022);所以，有功交流电源和一种无用有功交流电源都被我们认为应该是一个交流供电电力系统中必须经常使用的一种电力设备，二者如果缺少任何一个都不是可以无法做到。

在目前我国的水力电网中，由一个特定电源设备提供电流给一个特定负载的电流输出的其电流和功率主要可能有两种：一种可能是输出有功的电功率，另一外两种则可能是无功功率(reactivepower)。保持正常使用是在电子系统中使设备正常运行工作所产生需要的各种电能和功率能量即使是有功或无功率，将所有的各种电能都可以转换过来成为其他电子方面的各种功能，比如电动机器人的使用电能、光能、热能，的这些电能和功率也有时可以认为是一种有功或无功率。以上述分析为参考像我们曾经这样学习过的：5.5kw的日光直流电力发动机，它就是把5.5kw的所有自然光和电力转化成了其他机械的电能，进而也就可以直接实现自然光和能量