2) 使裝置的體積減小，節(jié)省了空間，也減少故障點(diǎn)。高壓電容器的體積相對(duì)比較龐大，而且對(duì)絕緣距離有一定的要求，電容器的組數(shù)越多，那么體積就會(huì)大大增加，這就增加了施工成本和施工難度。而且，組數(shù)越多，裝置的故障點(diǎn)越多，使裝置的維護(hù)成本增加。使用不等容投切就可以減少這些問題。

　　基于以上思考，本文設(shè)計(jì)了兩路不等容投切的戶外高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

　　3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及控制器工作原理

圖 1 系統(tǒng)工作原理圖

　　如圖1，控制柜內(nèi)裝有兩臺(tái)高壓電容器和高壓真空接觸器，通過單片機(jī)控制高壓真空接觸器的開合，完成投切動(dòng)作。采用高壓熔斷器為電容提供保護(hù)。PT采樣高壓電網(wǎng)的B、C相之間的線電壓，除了提供電壓信號(hào)，還為控制器和控制回路提供電源。CT采樣線電流，為控制器提供電流采樣信號(hào)。CT1-CT4采樣電容器電流，電容器的過流保護(hù)和缺相保護(hù)提供硬件支持。控制器將采集到的線電壓、線電流、電容器電流的信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算，經(jīng)過判斷，輸出控制信號(hào)，控制真空接觸器關(guān)合和開斷。

　　4. 控制策略

　　在控制方式上，裝置采用了按無功投切和按功率因數(shù)投切兩種方式。用戶可以根據(jù)需要來選擇。單就補(bǔ)償?shù)淖罱K目的而言，筆者推薦使用無功來控制比較科學(xué)合理。 

　　兩組電容器由于其容量不等，在投切時(shí)就要考慮兩個(gè)電容器的協(xié)調(diào)問題，大致來說，分

　　為如下幾個(gè)情況：

　　1) 兩組都未投入。那么則根據(jù)所選控制方式，根據(jù)實(shí)際參數(shù)量來投入合適的容量。

　　2) 小容量電容器已投入。如果過補(bǔ)，則切電容;如果需要投入的容量大于小電容器而小于大電容器，那么切電容器;如果需要投入的容量大于大電容器，那么投大電容器。

　　3) 大容量電容器已投入。如果過補(bǔ)，那么切電容器;如果需要投入的容量大于小電容器，那么投小電容器。

　　4) 兩個(gè)都已投入。如果過補(bǔ)，那么根據(jù)過補(bǔ)的多少，來選擇切除哪一組電容器。

　　5 控制器硬件電路設(shè)計(jì)

　　要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，通常的做法是利用微控制器或處理器對(duì)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，判斷，然后再對(duì)對(duì)象進(jìn)行控制。在本設(shè)計(jì)中為了使采集數(shù)據(jù)更精確，軟件編程更簡(jiǎn)潔，使用新型的智能電表芯片替代了傳統(tǒng)的ADC和部分MCU的工作。在軟硬件設(shè)計(jì)中注重了對(duì)動(dòng)態(tài)電容器的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了10分鐘保護(hù)、過流保護(hù)、缺相保護(hù)、延時(shí)保護(hù)等多種保護(hù)功能，使得系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定有效。

圖2 硬件結(jié)構(gòu)圖

　　如圖2，整體電路由AD，CPU，外圍IC器件組成。使用專用測(cè)量芯片CS5460替代了原先的ADC和部分單片機(jī)的工作，通過芯片內(nèi)的硬件算法得到Irms、Vrms、P。主CPU使用51系列芯片，其內(nèi)部自帶20K字節(jié)的FLASHROM和512字節(jié)的RAM，設(shè)計(jì)中，全部采用其內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外圍IC器件主要包括外部擴(kuò)展的一片E2PROM存儲(chǔ)器，它擁有32K字節(jié)的存儲(chǔ)空間，用來存儲(chǔ)參數(shù)設(shè)定值及歷史數(shù)據(jù);時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)工作提供時(shí)間參考;另外，人機(jī)接口模塊選用了ZLG7289BP鍵盤顯示管理芯片。該芯片可以同時(shí)管