无功补偿柜功率因数与无功电流的简便测量方法

无功补偿柜功率因数与无功电流的简便测量方法

    无功补偿控制器需要测量功率因数与无功电流，常用的测量功率因数的方法是测量电压与电流的相位差，根据相位差计算出功率因数，再根据功率因数与和视在电流来计算出无功电流。通常测量电压过零与电流过零的时间差来作为相位差，因此必须同时测量电源的周期时间才能够计算相位差的角度。为了获得高精度的功率因数值，必须使用级数来进行计算，这就使得功率因数与无功电流的测量变得比较复杂。

这里提供一种测量功率因数与无功电流的简便方法，无需复杂的计算，测量十分简便，并且与电网频率无关。

　　我们都知道，视在电流可以分解为有功电流和无功电流，有功电流与电压同相位，无功电流与电压有90度的相位差，因此我们可以确定：在电压过零的时刻，有功电流的瞬时值为零，无功电流的瞬时值为峰值。也就是说，只要我们在电压为零的时刻对电流的瞬时值进行一次测量，就可以将无功电流的峰值确定出来，峰值确定以后，计算有效值就非常简单了。

　　同样的道理，我们还可以确定：在电压为峰值的时刻，无功电流的瞬时值为零，有功电流的瞬时值为峰值。也就是说，只要我们在电压为峰值的时刻对电流的瞬时值进行一次测量，就可以将有功电流的峰值确定出来。这里要说明一下，峰值时刻的确定比较难，因为峰值附近信号的变化比较平稳，较难确定准确的峰值点。为了提高测量精度，可以将电压信号通过一个积分器，由于积分器输出信号的相位滞后输入信号90度，因此积分器输出信号的过零点就是电压信号的峰值点，于是我们只要在积分器输出信号的过零时刻进行一次电流测量，就可以将有功电流的峰值确定出来。

　　通过上面的介绍，我们发现原来电压的过零时刻与峰值时刻具有重要意义，于是我们会自然而然地想到：电流的过零时刻与峰值时刻也应该具有重要意义。回答是肯定的。

　　如果我们在电流过零的时刻对电压的瞬时值进行一次测量，这个测得的电压瞬时值有什么意义呢？回答是：用这个电压瞬时值除以电压的峰值，所得的商就是相位差的正弦函数值。

　　同样的道理，我们还可以确定：在电流为峰值的时刻，对电压的瞬时值进行一次测量，用这个电压瞬时值除以电压的峰值，所得的商就是相位差的余弦函数值，也就是功率因数。