基于单片机的智能无功补偿仪的设计

分组成(如图2)。

(1) 初始化单元。对变量初始化以及对外设初始化。
(2) 设置系统参数单元。设置电压、电流变比，过电压、过电流阈值以及系统地址(形成网络连接以后，本系统的识别码)等参数。
(3) 运算单元。包括对输入到ACH的模拟信号进行等间隔采样(等间隔采样利用HSO启动)，并对采样值进行FFT运算，对电力谐波进行分析，以得到电压、电流值，畸变率以及有功功率、无功功率等参数。
(4) 投切管理单元。将运算结果与设定阈值进行比较，综合考虑投切条件，以正确控制电容器投切。
(5) 通信命令处理及发送单元。对RS-485通信中断和串口中断接收的命令进行处理并依照协议发送数据。其中，三种串口的接收数据缓冲区分别可缓存十五帧数据。
(6) 显示管理单元。通过判断键入键盘的键值，显示相应的数据，如:电压、电流、无功功率、有功功率等值。

5 交流采样值的算法实现。

5.1 f(t)的有效值A计算

设f(t)为周期为T的连续信号，最大值为Am。则f(t)的有效值A可表示为:

讲连续函数离散化，可得出电压、电流有效值表示式

式中， N—每个周期均匀的采集点数;
ui—第i 点的电压采集值;
ii—第i 点的电流采集值;
Ku—电压有效值的综合转换系数，是定值;
KI—电流有效值的综合转换系数，是定值。

5.2 三相功率P、Q的计算

由连续周期函数的功率定义可得到离散的功率表示式。
单相功率的算式为:

同理，三相功率P、Q的算式如下:

由P和Q即可以计算出cosφ的值。

6 结束语

本装置以单片机为控制核心、控制较为方便、性能稳定可靠、价格低廉。系统不仅具有配置灵活适应性强的特点而且安装调试方便、易于监视和维护。具有良好的经济、社会效应，应用前景广阔。