基于單片機的復合開(kāi)關(guān)及其應用研究

　　復合開(kāi)關(guān)的工作原理完全可以用分立元件來(lái)實(shí)現，其中的時(shí)序配合關(guān)系可以用電阻電容的 延時(shí)電路完成其功能。但是，由于分立元件的參數分散性以及可靠性差將會(huì )影響整個(gè)復合開(kāi)關(guān)長(cháng)期正常的工作，因此，通過(guò)方案比較，采用了PIC16C61單片機來(lái)實(shí)現復合開(kāi)關(guān)的邏輯及控制時(shí)序。如圖2所示。

　　圖2中，合閘、分閘信號輸入到單片機的RB1，RB0接收過(guò)零信號，只有當合閘指令有效時(shí)，在過(guò)零時(shí)刻，通過(guò)“過(guò)零處理”程序，RA1就輸出可控硅觸發(fā)信號，使可控硅導通。延時(shí)二個(gè)周期(40 ms)后，即通過(guò)“低高電平延時(shí)”程序處理，RA2輸出閉合信號有效，繼電器閉合導通，完成了復合開(kāi)關(guān)一次合閘的動(dòng)作;當分閘信號有效時(shí)，單片機RA2輸出斷開(kāi)信號使繼電器立刻分斷，同樣延時(shí)二個(gè)周期(40 ms)后，通過(guò)“高低電平延時(shí)”程序處理，RA1輸出低電平信號，使可控硅關(guān)斷，完成了一次分閘動(dòng)作。

　　以上是單相復合開(kāi)關(guān)的單片機實(shí)現情況。對于三相復合開(kāi)關(guān)：為了分析方便起見(jiàn)，假設開(kāi) 關(guān)閉合的順序為A→B→C，如圖3所示。當合閘指令有效時(shí)，由于此時(shí)B，C相的K2，K3斷開(kāi)，A相可控硅可以立刻施以導通信號而不需要檢測電壓過(guò)零點(diǎn)，接著(zhù)檢測B相的K2開(kāi)關(guān)兩端的電壓過(guò)零點(diǎn)，在過(guò)零時(shí)刻，使B相的可控硅導通;然后檢測C相的K3開(kāi)關(guān)兩端的過(guò)零點(diǎn)，在過(guò)零時(shí)刻，使C相的可控硅導通;最后，延時(shí)二個(gè)周期(40 ms)后，即通過(guò)“低高電平延時(shí)”程序處理，輸出繼電器的閉合信號，繼電器閉合導通，完成了復合開(kāi)關(guān)一次合閘的動(dòng)作。三相復合開(kāi)關(guān)的分閘過(guò)程與單相復合開(kāi)關(guān)類(lèi)似，當所有的繼電器斷開(kāi)并延時(shí)二個(gè)周期(40 ms)后，通過(guò)“高低電平延時(shí)”程序處理，使可控硅關(guān)斷，完成了一次分閘動(dòng)作。

　　由上述可知：三相復合開(kāi)關(guān)用PIC16C61實(shí)現時(shí)，增加一個(gè)過(guò)零輸入信號、2個(gè)可控硅控制信號和2個(gè)繼電器控制信號即可。整個(gè)動(dòng)作過(guò)程由軟件實(shí)現。

　　4復合開(kāi)關(guān)在無(wú)功補償中的應用例子

　　某廠(chǎng)配電房低壓總電流為600 A，有功功率350 kW，電壓0.4 kV，要求功率因數提高到0.95~0.99，那么其視在功率：

　　由于采用了復合開(kāi)關(guān)，投切時(shí)的浪涌電流小，無(wú)觸點(diǎn)粘住之虞，可以較頻繁地投、切，因此，可以增加投切電容器的組數以提高補償精度。在實(shí)際應用中用了12組15 kVA的電容柜，通過(guò)控制器精確控制投切，可使功率因數保持在0.96~0.99之間。也就是說(shuō)，使用復合開(kāi)關(guān)不僅僅提高了可靠性，還提高了電能質(zhì)量。