摘  要

本论文介绍一种用于电力系统的旨在提高功率因数的补偿装置，是以AT89C2051单片微机为核心，自动完成电力系统的参数测定，运算及功率因数自动补偿控制。提出以可控硅全控桥作为执行部件，实现无级平滑容性补偿的方案，一改传统的机械触点式多组开关进行电容器分组切换投入进行补偿的方式，具有一定的实用性。
在电力供电系统中，功率因数是一项重要的技术工作，直接关系到输电线路的电能损耗，供电的经济性，供电的质量。功率因数的补偿措施一直为人们所重视。研制高性能的功率因数补偿装置具有实际的社会，经济效益。
本文运用单片机和计算机技术，对电力系统进行监测和控制，使电力系统达到很大程度的调整和优化，特别是提高了电力系统的效率，节约了能量，也使自动化技术在电力系统控制领域得以体现，是电力系统控制方面的一个里程碑，标志着我国电力系统自动化的进一步成熟。

关键词：单片机；智能化；功率补偿；电力系统  

ABSTRACT
 
In this paper , a method of power-factor compensation for improving Power-factor in the electrical power distributing system is introduced .The practical device based on AT89C2051 single chip micro-computer has a serious of automatic functions . Such as :the scheme of the parameter of electrical power on line as well as the control of power-factor compensation . The scheme of setpless control and capacity compensation proposed by the paper can be realized by the convertor as executive parts in the system , which can replace the traditional compensation method that capacitor cells is switched by swiches of mechanic contact .
In the power-system , the raise of the power-factor is a important technologic work . It matters the utility and quality of the power-system .The method of power-factor has always been taking seriously by people . The research of the high-quality power-factor compensation has great social and economic meanings .
In this paper , we use the technology of computer and single chip micro-computer to monitor and control the power-system . In order to get the great adjustment of power-system . In this way , we can raise the efficiency of power-system ,save the energy . It is also a mile-stone of the control field of the power-system . It stands the improvement of automation of power-system  in our country .

Key words： Single Chip Micro-computer； Intelligent； Power-factor Compensation ； Electric Power-system

目    录

第1章 绪论 1
1.1课题的由来 1
1.2课题的目的和意义 2
1.3补偿的经济分析 3
1.4单片机的发展和应用 4
1.5本文的主要工作和预期目标 8

第2章  功率因数的补偿原理和方法 10
2.1功率因数的计算 10
2.2功率因数的补偿定义 10
2.3功率补偿的电容计算 11
2.3.1高压电力设备的电容计算 11
2.3.2低压电力设备的电容计算 12
2.4电容的安装方法和原则 12
2.5电容器装置控制方式的选择 12
2.6 电网无功补偿方案比较 13
2.7本章小结 15

第3章  功率因数补偿系统的硬件设计 14
3.1单片机AT89C2051概述 15
3.1.1AT89C2051的介绍 15
3.1.2AT89C2051的功能特性 16
3.2 系统的总体设计 26

3.3功率因数测量硬件电路设计 27
3.3.1相位判断 27
3.3.2功率因数的获得 28
3.4电容控制硬件电路设计 30
3.4.1移相调控电路工作原理 30
3.4.2仿真实验及结果 32
3.5键盘和LED显示电路设计 33
3.6功率因数补偿实现电路 34
3.7本章小结 36

第4章 系统的软件设计和抗干扰设计 37
4.1系统软件设计 37
4.2系统的抗干扰设计 40
4.2.1硬件抗干扰设计 40
4.2.2系统软件抗干扰设计 41
4.3本章小结 44

结论 45
参考文献 47
致谢 48
附录 49

第1章  绪论

1.1课题的由来
近年来，由于电网容量的增加，对电网无功的要求也与日增加。电力网输送的功率经过线路和变配电设备时，都会造成功率损失，无功补偿是降低线损的有效措施。无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网损以及安全运行所不可缺少的部分。在电力系统中，无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时，会导致设备损坏，系统解列。此外，网络的功率因数和电压降低，使电气设备得不到充分利用，促使网络传输能力下降，损耗增加。因此，解决好网络补偿问题，对网络降损节能有着极为重要的意义。
无功功率补偿技术近年来己越来越引起人们的关注，它是涉及电力、电子技术、电气自动化技术和理论电子等领域的重大课题。本文着重研究和分析低压配电网无功功率的补偿装置，论述了对单片机和计算机控制组成主从式控制系统进行功率因数自动补偿的装置的设计。