基于87C196的快速無功電流檢測實現

由式（５）可見，電流的有功分量和無功分量均是瞬時交變的，除了基波分量外，還含有諧波分量。若只考慮基波，則ｎ＝１時的基波電流為：

式說明，經過上述處理后，通過低通濾波獲得的直流分量ｉｐ和ｉｑ分別為基波電流有功電流分量和無功電流分量的√３ 倍 。因此整個無功電流的檢測可按圖２的原理來實現。在變換矩陣Ｃ中ｓｉｎωｔ及ｃｏｓωｔ是與ａ相電壓ｅａ同相的，可用鎖相環（ＰＬＬ）和正余弦信號生成電路得到。在單片機中實現時，也可以通過同步過零檢測來用軟件計算獲取。

３　無功電流計算的程序流程

圖３是該控制器軟件流程，圖３（ａ）為主程序流程圖。系統上電后，首先進行初始化，以對寄存器和Ｉ／Ｏ端口進行設置，然后執行自檢程序，自檢無誤后開放外部中斷，然后進行鍵掃描，如果有鍵按下則執行鍵處理后再執行顯示程序。沒鍵按下則直接執行顯示程序。之后再回到主程序的鍵掃描步驟，如此不斷循環，以等待同步檢測觸發的中斷子程序。

圖３（ｂ）為接收到同步檢測信號后觸發的中斷子程序流程圖。當接收到同步檢測信號后，程序進入相應的中斷子程序。首先對程序現場進行保護，再采樣電流電壓值。系統根據上述檢測法和電流電壓值，計算出無功電流的有效值，并依據該電流有效值計算哪些支路需要投切，并輸出投切指令。執行完畢后退出中斷，等待下一個中斷。

４ 結論

本文提出的檢測系統結構簡單，采用高集度度芯片進行硬件結構設計使得整個系統的工作可靠性和抗干擾能力均大為提高，運行可靠。同時又能快速、精確地檢測出無功電流。按照本文提出的檢測方法制作的硬件系統也已投入實際運行。實踐證明：該系統不但能在２０ｍｓ以內完成無功電流的精確檢測，同時配合ＴＳＣ系統還能在４０ｍｓ內完成電容投切，此外還能實現動態無功補償。因而對改善電能質量、降低損耗具有重要作用，具有很好的推廣應用價值。