- •1.1. Компенсация реактивной мощности 7
- •Здесь будет лист со штампом Общесистемный раздел
- •1.1. Компенсация реактивной мощности
- •1.2. Промышленные потребители реактивной мощности
- •1.3. Устройства компенсации реактивной мощности
- •1.4. Основные положения проектирования микропроцессорных устройств.
- •1.5. Pcad -основное средство проектирования микропроцессорных систем
- •1.5.1. Основные характеристики
- •1.5.2. Структура пакета
- •Здесь будет лист со штампом.
- •2. Специальный раздел
- •2.1. Техническое задание на разработку контроллера - компенсатора реактивной мощности
- •2.2. Общая характеристика
- •2.3. Обоснование элементной базы
- •2.3.1. Микропроцессор и микропроцессорный комплект
- •2.3.2. Память и логические элементы
- •2.3.3. Силовые элементы
- •2.4. Аппаратные средства контроллера
- •2.4.1. Плата контроллера
- •2.4.2. Плата тиристорного управления
- •2.4.3. Блок питания
- •2.4.4. Подключение контроллера – компенсатора
- •2.5. Алгоритмы контроля и управления
- •2.5.1. Измерение тока, напряжения и угла
- •2.5.2. Принцип управления конденсаторной установкой
- •2.6. Программное обеспечение контроллера
- •2.6.1. Структура программного обеспечения
- •2.6.1.1. Основная программа
- •2.6.1.2. Подпрограмма обработки прерывания trap
- •2.6.1.3. Подпрограмма обработки прерывания rst 7.5
- •2.6.1.4. Комплекс подпрограмм типа bios
- •2.6.2. Распределение адресного пространства
- •Область векторов прерываний
- •2.7.2. Технология разработки и отладки программ контроллера наIbm– совместимом компьютере.
- •2.7.3. Программные средства Сервисная программа контроллера-компенсатора
- •2.7.4. Конструктив
- •3. Организационно – экономический раздел
- •4. Раздел безопасности и экологичности Заключение
- •Литература
- •Приложение
Здесь будет лист со штампом.
2. Специальный раздел
В настоящем разделе приведено техническое задание на разработку контроллера компенсатора. Выбирается и обосновывается элементная база контроллера. Разрабатываются аппаратные средства и программное обеспечение контроллера. Рассмотрена технология отладки аппаратных и программных средств.
2.1. Техническое задание на разработку контроллера - компенсатора реактивной мощности
Разработать микропроцессорную систему которая удовлетворяла бы следующим требованиям:
Функции устройства:
контроль тока;
контроль напряжения;
контроль угла ;
управление конденсаторной батареей с целью компенсации реактивной составляющей нагрузки.
Требования к входным / выходным сигналам:
сигнал тока от трансформатора тока типа ТК (ТШ) 200 – 2000 / 5 А с максимальным значением напряжения не более 40 V;
сигнал напряжения до 420 V;
16 выходных сигналов, обеспечивающих включение магнитных пускателей 2 – 5 типоразмера с питанием катушек 220 или 380 Вольт;
выходной сигнал бесконтактный, тиристорный;
оптронная развязка выходных и входных сигналов.
Точность измерения:
погрешность измерения тока не выше 5%;
погрешность измерения напряжения не выше 5%;
погрешность измерения угла не выше 0,5%;
Требования к регулированию:
дискретность управления – настраиваемая от 30 секунд до 8 минут;
регулирование с учётом тока, напряжения, угла ;
включение конденсаторов – последовательное.
Сервис и режим работы:
индикация количества подключенных конденсаторов на светодиодах;
связь с ЭВМ верхнего уровня по RS – 232C;
установка задания на регулирование с помощью микропереключателей;
режим работы круглосуточный;
место монтажа – силовой электрошкаф.
Энергетические параметры:
потребляемая мощность, не более 7 ВА;
напряжение источников питания, +5 В;
напряжение источника питания для линий связи, +12 В, –12 В;
предельные отклонения, не более 5%.
Объёмно весовые показатели:
габаритные размеры, не более 400х200х150 мм.;
масса, не более 2 кг.
Показатели устойчивости к внешним воздействиям:
рабочая температура:
пониженная – минус 10С;
повышенная – плюс 50С.
синусоидальная вибрация:
диапазон частот, 1 – 80 Гц ;
амплитуда ускорения, 20(2) м/с2.
атмосферное давление, от 630 до 800 мм. рт. ст.
Показатели надёжности:
средняя наработка на отказ, не менее 10000 ч.;
средняя наработка на сбой, не менее 500 ч.;
среднее время восстановления работоспособного состояния, не более 1 ч.;
средний срок службы с учётом восстановительных работ, не менее 10 лет;
коэффициент технического использования – 0,99.
Ремонтопригодность: изделие ремонтопригодно.
2.2. Общая характеристика
Контроллер представляет собой микропроцессорную систему управления.
Контроллер выполняет следующие функции:
контроль тока и напряжения в 3х фазной сети,
вычисление на их основе угла ФИ между активной и реактивной составляющих полной мощности;
управление электромагнитными коммутаторами (до 16 штук), подключающими емкости конденсаторной установки;
светодиодная индикация числа подключенных конденсаторов.
Контроллер измеряет напряжение между фазами А и В и ток фазы А (с помощью токового трансформатора). Внутренняя частота синхронизации микропроцессорной системы 2.5 МГц позволяет с высокой точностью отслеживать синусоиды тока и напряжения, вычислять их величины и угол сдвига ФИ.
Измерительная часть схемы контроллера не содержит аналоговых элементов, что делает ее надежной и помехозащищенной, сводит настройку измерительных цепей к минимуму. Точность измерения COS ФИ менее 0.5%, тока и напряжения менее 5%.
Измерительная схема построена так, что изменение энергопотребления с расширением производства не требуют перенастройки контроллера.
Выходные цепи контроллера реализованы на базе тиристоров, позволяющих коммутировать напряжение питания катушек электромагнитных коммутаторов 380В или 220В.
Емкости конденсаторной батареи контроллер подключает/отключает последовательно по одной, что практически исключает в электросети переходные процессы вызванные коммутацией. Интервал управления от 30 секунд до 8 минут задается микропереключателями при наладке. Для равномерного износа электромагнитных коммутаторов в контроллере предусмотрен прямой и обратный порядок их включения (микропереключатель).
Также микропереключателями при наладке задается требуемая величина ФИ, ее знак и точность стабилизации (зона нечувствительности).
Контроллер управляет компенсацией реактивной мощности по углу ФИ с коррекцией по величине тока. При наличии определенного рассогласования между заданным и текущим углом ФИ, но отсутствии маломальской нагрузки в сети контроллер не будет пытаться уменьшить ФИ. Это значит, что в часы минимального энергопотребления: выходные дни, ночная смена, обеденный перерыв контроллер отключит конденсаторы.
Контроллер не возобновит регулирования пока ток в сети не превысит установленного значения.
Контроллер также обеспечивает защиту сети от перенапряжения. Если напряжение питания превысит 380 В +10% контроллер прекратит компенсировать реактивную мощность и перейдет в режим стабилизации напряжения.