基于LPC2138的三相輸配電功率因數測控系統
0 引言
三相輸電線路的功率因數是電力傳輸的重要經濟技術參數,關系到電力系統的穩定、損耗、輸電質量等多方面的問題。為了能比較真實地反映三相輸電線路的功率因數值,本文提出了通過采樣三相交流電中任意一相的相電流,以及另外兩相的線電壓之間的相位差來得到三相系統功率因數的檢測方法。實現了對功率因數的測量和數字顯示,從而近一步對功率因數做出補償,最終達到調整功率因數的目的。該系統采用ARM7TDMI -S內核微控制器LPC2138,它強大的功能使外圍電路變得比較簡單,增強了系統的靈活性;在數據采集方面,具有精度高、速度快的優點。

1 基本工作原理
本測控系統的關鍵問題是求得三相輸電線路的功率因數值,從而進一步對輸電線路的功率因數進行適當調整。下面介紹電壓、電流相位差的具體求法:
設三相的電壓分別為Uu、Uv、Uw,相電流Iu、Iv、Iw,它們的表達式如下:
式中,UM表示每相的電壓幅值,IM表示每相的電流幅值,w表示角頻率,表示相電流滯后相電壓的相位差角(功率因數角)。考慮三相三線的情況下,采用其中一相的相電流與另外兩相的相電壓之間的相位差來測量功率因數的接線方式有12種,本文不做詳細討論,僅給出接線在符合u、v、w正相序條件下,以u相電流 Iu與v、w兩相的線電壓Uvw之間的相位差來測量功率因數的方法。實際上,對于三相三線的情況,只要求得兩相相電壓與另一相的線電流之間的夾角就可以求得功率因數,如圖2所示。
在圖2中,Uuv=Uu-Uv,因此Uuv比Uw滯后π/2,而Uuv比Iw滯后α,則φ=π/2-α。這樣線路的功率因數:
cosφ=cos(π/2-α)=sinα
評論