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隨著電力系統對電能質量要求的日益提高,影響電力系統電壓穩定的無功功率及其補償問題越來越受到重視｡供電系統中已經有大量的無功補償裝置投入運行,這對電力系統的穩定起到了一定的作用｡然而,在類似于軋鋼等無功功率動態變化的工業場所,由于無功功率的大小不但隨時間在不斷變化,而且變化的速度很快｡為了獲取穩定電壓,通常要求無功補償裝置能快速跟隨無功電流變化,這無疑對無功電流檢測的準確性和快速性提出了更高要求｡本文提出了基于瞬時無功功率理論?1? 實現無功快速檢測,并將檢測算法在87C196KC單片機上實現的方法,試驗證明,該方法具有較高的檢測精度和較快的檢測速度,是動態無功補償裝置的較佳檢測方案｡ 1 系統的硬件結構 無功電流檢測系統由模擬量變送器､模擬信號處理模塊､開關量輸入模塊､開關量輸出模塊､基于單片機的微處理系統､鍵盤與顯示單元等組成｡若需要根據無功電流的大小來控制電容器的投切,以實現無功的快速補償,也可以增加相應模塊來控制電容器的投切,如由反并聯晶閘管組成的開關模塊､晶閘管的驅動控制電路､電容器補償回路等｡整個控制系統硬件結構如圖1所示｡ 圖中,CPU模塊采用Intel公司生產的87C196KC單片機,該芯片內部有8位和10位可編程采集和轉換時間的A/D變換､ 16kB ROM以及488B寄存器RAM,它的主頻可運行到20MHz｡87C196KC采用高速輸入/輸出(HISO)結構進行事件控制｡HISO口有4個輸入､6個輸出,用兩個16位定時器/計數器作為系統時間基準｡除此以外的相關硬件組成還有看門狗定時器､全雙工位串口(SIO)｡以及外設事務服務器(PTS),它由微代碼處理中斷事件,類似于DMA通道方法,這樣可以大大減少CPU響應中斷服務的開銷｡有關87C196KC的引腳功能､控制命令格式等詳細內容可參看參考文獻2｡由于87C196KC集成了完全可編程､自校準､高精度的模擬數據采集系統｡因此,用其組成無功檢測系統結構簡單,無需大量復雜外設及外圍電路｡其簡單的硬件結構設計使得整個系統的工作可靠性和抗干擾能力大為提高｡ 2 無功電流的檢測原理 基于瞬時無功功率理論的ip-iq檢測法由于計算量少且有較好的實時性而得到廣泛應用3｡在電力系統中,一般情況下,三相電網電壓都是對稱無畸變,假定負載電流是三相對稱的,考慮到負載電流可能含有諧波,因而其電壓､電流表達式可以表示為: 式中n=3k%26;#177;1,其中k為整數(當k=0時,只取+號,即只取n=1),ω為電源角頻率,In､ |
