文章摘要：現(xiàn)在多數(shù)廠家的控制器，運(yùn)算單元多以51系列單片機(jī)為主，其缺點(diǎn)是：①硬件資源有限，指令功能、運(yùn)算能力弱。要將信號采樣，電量計算，電網(wǎng)諧波分析，電容器投切，RS-485遠(yuǎn)程通訊和近距離RS-232無線通訊功能都由51單片機(jī)來完成，存在很多困難；②其外擴(kuò)芯片多，

現(xiàn)在多數(shù)廠家的控制器，運(yùn)算單元多以51系列單片機(jī)為主，其缺點(diǎn)是：①硬件資源有限，指令功能、運(yùn)算能力弱。要將信號采樣，電量計算，電網(wǎng)諧波分析，電容器投切，RS-485遠(yuǎn)程通訊和近距離RS-232無線通訊功能都由51單片機(jī)來完成，存在很多困難；②其外擴(kuò)芯片多，控制器整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性降低；③控制策略單一，遙信能力弱：控制器控制策略是以功率因數(shù)為依據(jù)，或以無功控制為依據(jù)，這種簡單控制策略容易導(dǎo)致電網(wǎng)輕載時控制器誤動作，使線路過補(bǔ)；④控制器保護(hù)功能不完善，達(dá)不到電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T597-1996<<低壓無功補(bǔ)償控制器訂貨技術(shù)條件>>中所規(guī)定的功能。（即控制器應(yīng)具有過壓、欠壓、投切延時保護(hù)功能，電容器投入、切除門限功能，循環(huán)投切功能，面板應(yīng)具有硬件或軟件閉鎖功能，防止小負(fù)載時電容器投切振蕩功能，抗干擾功能。）
     鑒于目前無功補(bǔ)償裝置的現(xiàn)狀，本文在比較了多種無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)缺點(diǎn)后，研制了一種基于數(shù)字信號處理器為核心的智能低壓無功補(bǔ)償裝置控制器。  
控制器采用TMS320LF2407A芯，該芯片是定點(diǎn)16位控制器中功能最全而又性能最好的。①其內(nèi)部包含硬件乘法器、累加器、算術(shù)邏輯單元、輔助算術(shù)單元等多個處理單元，這些單元可以并列同時在一個指令周期內(nèi)完成計劃任務(wù)；②可獨(dú)立訪問64K字節(jié)的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器空間；③內(nèi)部總線采用并行體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中設(shè)置了程序讀總線、程序地址總線、數(shù)據(jù)讀總線、數(shù)據(jù)寫總線，由于總線是獨(dú)立的，故可以同時訪問程序和數(shù)據(jù)存儲器，同時為處理器提供數(shù)據(jù)和指令，從而提高了數(shù)據(jù)吞吐量；④特殊的DSP指令具有單周期乘、加運(yùn)算；⑤FFT倒位序變址尋址能力以及單周期指令執(zhí)行時間為25nS和豐富的集成外設(shè)接口，這些豐富的資源可以很好地解決51系列單片機(jī)難以解決的問題。
     控制器通過采集三相電壓、電流，利用FFT變換算法，得到電網(wǎng)三相功率因數(shù)、電壓、電流、有功功率、無功功率、2到13次諧波含量、有功電度、無功電度、電壓，電流畸變率；具有存儲每日整點(diǎn)功率因數(shù)、電壓，電流最大值、停電，來電時刻及累計停電時間功能；整點(diǎn)指定日諧波數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲期為2個月；128X64大屏幕液晶顯示全中文操作界面、數(shù)據(jù)，便于用戶操作；具有RS-232、RS-485通訊物理接口，可實現(xiàn)遙信或近距離無線通訊，真正做到了無功補(bǔ)償自動控制與配電參數(shù)綜合測控一體化，為城網(wǎng)改造提出的配網(wǎng)自動化、遠(yuǎn)程通訊、無人值守等奠定了軟、硬件基礎(chǔ)。 控制器硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖：

圖3  控制器硬件結(jié)構(gòu)原理圖
 
軟件編制總體結(jié)構(gòu)框圖和部分模塊流程圖如下：

圖4  軟件總體結(jié)構(gòu)框圖

圖5  底層驅(qū)動模塊流程圖


無功補(bǔ)償裝置并聯(lián)電容器用的投切開關(guān):在0.4kV級的配電網(wǎng)中，目前無功補(bǔ)償裝置投切電容器開關(guān)是用接觸器或晶閘管實現(xiàn)的。若用接觸器投切電容器，缺點(diǎn)是：①投入電容時，由于很難控制在電壓過零時投入，因此易產(chǎn)生涌流、觸點(diǎn)間打火、燒損觸頭；②切除電容器時又不易控制在電流過零切除，使觸頭粘聯(lián)

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