基于87C196实现的快速无功电流检测

由式（５）可见，电流的有功分量和无功分量均是瞬时交变的，除了基波分量外，还含有谐波分量。若只考虑基波，则ｎ＝１时的基波电流为：

式说明，经过上述处理后，通过低通滤波获得的直流分量ｉｐ和ｉｑ分别为基波电流有功电流分量和无功电流分量的√３ 倍 。因此整个无功电流的检测可按图２的原理来实现。在变换矩阵Ｃ中ｓｉｎωｔ及ｃｏｓωｔ是与ａ相电压ｅａ同相的，可用锁相环（ＰＬＬ）和正余弦信号生成电路得到。在单片机中实现时，也可以通过同步过零检测来用软件计算获取。

３　无功电流计算的程序流程

图３是该控制器软件流程，图３（ａ）为主程序流程图。系统上电后，首先进行初始化，以对寄存器和Ｉ／Ｏ端口进行设置，然后执行自检程序，自检无误后开放外部中断，然后进行键扫描，如果有键按下则执行键处理后再执行显示程序。没键按下则直接执行显示程序。之后再回到主程序的键扫描步骤，如此不断循环，以等待同步检测触发的中断子程序。

    图３（ｂ）为接收到同步检测信号后触发的中断子程序流程图。当接收到同步检测信号后，程序进入相应的中断子程序。首先对程序现场进行保护，再采样电流电压值。系统根据上述检测法和电流电压值，计算出无功电流的有效值，并依据该电流有效值计算哪些支路需要投切，并输出投切指令。执行完毕后退出中断，等待下一个中断。

４ 结论

本文提出的检测系统结构简单，采用高集度度芯片进行硬件结构设计使得整个系统的工作可靠性和抗干扰能力均大为提高，运行可靠。同时又能快速、精确地检测出无功电流。按照本文提出的检测方法制作的硬件系统也已投入实际运行。实践证明：该系统不但能在２０ｍｓ以内完成无功电流的精确检测，同时配合ＴＳＣ系统还能在４０ｍｓ内完成电容投切，此外还能实现动态无功补偿。因而对改善电能质量、降低损耗具有重要作用，具有很好的推广应用价值。