基于单片机的复合开关及其应用研究

　　复合开关的工作原理完全可以用分立元件来实现，其中的时序配合关系可以用电阻电容的 延时电路完成其功能。但是，由于分立元件的参数分散性以及可靠性差将会影响整个复合开关长期正常的工作，因此，通过方案比较，采用了PIC16C61单片机来实现复合开关的逻辑及控制时序。如图2所示。

　　图2中，合闸、分闸信号输入到单片机的RB1，RB0接收过零信号，只有当合闸指令有效时，在过零时刻，通过“过零处理”程序，RA1就输出可控硅触发信号，使可控硅导通。延时二个周期(40 ms)后，即通过“低高电平延时”程序处理，RA2输出闭合信号有效，继电器闭合导通，完成了复合开关一次合闸的动作;当分闸信号有效时，单片机RA2输出断开信号使继电器立刻分断，同样延时二个周期(40 ms)后，通过“高低电平延时”程序处理，RA1输出低电平信号，使可控硅关断，完成了一次分闸动作。

　　以上是单相复合开关的单片机实现情况。对于三相复合开关：为了分析方便起见，假设开 关闭合的顺序为A→B→C，如图3所示。当合闸指令有效时，由于此时B，C相的K2，K3断开，A相可控硅可以立刻施以导通信号而不需要检测电压过零点，接着检测B相的K2开关两端的电压过零点，在过零时刻，使B相的可控硅导通;然后检测C相的K3开关两端的过零点，在过零时刻，使C相的可控硅导通;最后，延时二个周期(40 ms)后，即通过“低高电平延时”程序处理，输出继电器的闭合信号，继电器闭合导通，完成了复合开关一次合闸的动作。三相复合开关的分闸过程与单相复合开关类似，当所有的继电器断开并延时二个周期(40 ms)后，通过“高低电平延时”程序处理，使可控硅关断，完成了一次分闸动作。

　　由上述可知：三相复合开关用PIC16C61实现时，增加一个过零输入信号、2个可控硅控制信号和2个继电器控制信号即可。整个动作过程由软件实现。

　　4复合开关在无功补偿中的应用例子

　　某厂配电房低压总电流为600 A，有功功率350 kW，电压0.4 kV，要求功率因数提高到0.95~0.99，那么其视在功率：

　　由于采用了复合开关，投切时的浪涌电流小，无触点粘住之虞，可以较频繁地投、切，因此，可以增加投切电容器的组数以提高补偿精度。在实际应用中用了12组15 kVA的电容柜，通过控制器精确控制投切，可使功率因数保持在0.96~0.99之间。也就是说，使用复合开关不仅仅提高了可靠性，还提高了电能质量。