基于LPC2138的三相输配电功率因数测控系统

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三相输电线路的功率因数是电力传输的重要经济技术参数，关系到电力系统的稳定、损耗、输电质量等多方面的问题。为了能比较真实地反映三相输电线路的功率因数值，本文提出了通过采样三相交流电中任意一相的相电流，以及另外两相的线电压之间的相位差来得到三相系统功率因数的检测方法。实现了对功率因数的测量和数字显示，从而近一步对功率因数做出补偿，最终达到调整功率因数的目的。该系统采用ARM7TDMI -S内核微控制器LPC2138，它强大的功能使外围电路变得比较简单，增强了系统的灵活性；在数据采集方面，具有精度高、速度快的优点。

式中，UM表示每相的电压幅值，IM表示每相的电流幅值，w表示角频率，表示相电流滞后相电压的相位差角(功率因数角)。考虑三相三线的情况下，采用其中一相的相电流与另外两相的相电压之间的相位差来测量功率因数的接线方式有12种，本文不做详细讨论，仅给出接线在符合u、v、w正相序条件下，以u相电流 Iu与v、w两相的线电压Uvw之间的相位差来测量功率因数的方法。实际上，对于三相三线的情况，只要求得两相相电压与另一相的线电流之间的夹角就可以求得功率因数，如图2所示。

在图2中，Uuv=Uu-Uv，因此Uuv比Uw滞后π／2，而Uuv比Iw滞后α，则φ=π／2-α。这样线路的功率因数：

cosφ=cos(π／2-α)=sinα