基于單片機的復(fù)合開關(guān)及其應(yīng)用研究

　　復(fù)合開關(guān)的工作原理完全可以用分立元件來實現(xiàn)，其中的時序配合關(guān)系可以用電阻電容的 延時電路完成其功能。但是，由于分立元件的參數(shù)分散性以及可靠性差將會影響整個復(fù)合開關(guān)長期正常的工作，因此，通過方案比較，采用了PIC16C61單片機來實現(xiàn)復(fù)合開關(guān)的邏輯及控制時序。如圖2所示。

　　圖2中，合閘、分閘信號輸入到單片機的RB1，RB0接收過零信號，只有當(dāng)合閘指令有效時，在過零時刻，通過“過零處理”程序，RA1就輸出可控硅觸發(fā)信號，使可控硅導(dǎo)通。延時二個周期(40 ms)后，即通過“低高電平延時”程序處理，RA2輸出閉合信號有效，繼電器閉合導(dǎo)通，完成了復(fù)合開關(guān)一次合閘的動作;當(dāng)分閘信號有效時，單片機RA2輸出斷開信號使繼電器立刻分斷，同樣延時二個周期(40 ms)后，通過“高低電平延時”程序處理，RA1輸出低電平信號，使可控硅關(guān)斷，完成了一次分閘動作。

　　以上是單相復(fù)合開關(guān)的單片機實現(xiàn)情況。對于三相復(fù)合開關(guān)：為了分析方便起見，假設(shè)開 關(guān)閉合的順序為A→B→C，如圖3所示。當(dāng)合閘指令有效時，由于此時B，C相的K2，K3斷開，A相可控硅可以立刻施以導(dǎo)通信號而不需要檢測電壓過零點，接著檢測B相的K2開關(guān)兩端的電壓過零點，在過零時刻，使B相的可控硅導(dǎo)通;然后檢測C相的K3開關(guān)兩端的過零點，在過零時刻，使C相的可控硅導(dǎo)通;最后，延時二個周期(40 ms)后，即通過“低高電平延時”程序處理，輸出繼電器的閉合信號，繼電器閉合導(dǎo)通，完成了復(fù)合開關(guān)一次合閘的動作。三相復(fù)合開關(guān)的分閘過程與單相復(fù)合開關(guān)類似，當(dāng)所有的繼電器斷開并延時二個周期(40 ms)后，通過“高低電平延時”程序處理，使可控硅關(guān)斷，完成了一次分閘動作。

　　由上述可知：三相復(fù)合開關(guān)用PIC16C61實現(xiàn)時，增加一個過零輸入信號、2個可控硅控制信號和2個繼電器控制信號即可。整個動作過程由軟件實現(xiàn)。

　　4復(fù)合開關(guān)在無功補償中的應(yīng)用例子

　　某廠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(shù)提高到0.95~0.99，那么其視在功率：

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