（6）该电路要求有友好的人机交互界面，能方便显示当前电路的电压电流值，以及当前的无功功率因数值，以及需要补偿电容值和实际补偿电容值。

（7）完成该电路的系统仿真已验证所设计产品是否满足以上要求源:自/优尔^-论,文'网·www.youerw.com/

2  系统方案总体设计

2.1  系统需求分析

本文对低压配电网无功补偿系统进行研究，并完成对系统电路的设计与仿真。该系统的技术指标为：

该电路能实现电网电压电流测量；

该电路能实现无功功率因数检测，电容组自动投切功能；

该电路要求有友好的人机交互界面，能方便显示当前电路的电压电流值，以及当前的无功功率因数值，以及需要补偿电容值和实际补偿电容值。

2.2  无功补偿装置原理

 电网既可以输出无功功率，也可以输出无功功率。在同一个电路里面，电容和电感中的电流矢量具有相反的方向。所以在电路中可以使电感和电容的电流相互抵消，使电压和电流的矢量之间的夹角缩小，要实现这些就应该在电路中安装一些电容元件投切到电网中。

无功补偿的补偿方式是，将感性元器件电感和容性元器件电容并联在一起，使他们之间的能量进行互换，从而使他们之间的能量相互补充。

2.2.1  无功补偿的意义

⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功的比例常数。

⑵可以减少发电机运行中需要的最大容量，并且消减制作的成本，当功率因数从低向高增加的时候，如果要节约设计中的设备容量，只要装设容性的器件就可以了，基本上相当与0.52KW的设备容量等于1Kvar的容性器件的容量，相反的，增加了发供电的容量，对原来设备就是增加了0.52KW的设备容量。

⑶还可以降低线路损耗，由公式  得出前后的功率因数， 和 为系统补偿前和补偿后的功率因数。则： ，所以只要将功率因数提升后，不仅能减少容量大小的设计，减少了花费，同时还能减少它的线路损耗，这样就可以提高电网中发电设备对负荷输送的有功功率比例。并且供电行业的运行效益主要是被线路损耗的大小所影响着。所以，考核运行效益的其中一个重要指标就是功率因素，那么，无功补偿的计划和进行在当前情况下是一定要进行的。文献综述

2.3  系统方案选择

无功功率补偿装置检测中的各种电路有很多方案，下面将分析各方案优缺点。

2.3.1  基于单片机的功率因数检测方案选择

方案一：利用单片机外部中断测量。利用电压电流互感器将电网中的电压电流转换成信号调理电路可以处理的电压电流值，利用比较器构成的过零比较电路将正弦波转换成同相位的电路，将两个方波信号分别接入到单片机的外部中断中，通过测量相位差 ，来测量该电路的功率因数为 。

该方案实用性和可靠性强，能够简单的实现功率因数测量，同时便于安装。本方案实现起来硬件简单，软件比较容易实现，并且软件计算比较简单，对于处理器的要求不高，在实际应用中可以选用比较便宜的单片机来处理，可以很大程度上降低成本以及难度，缺点是精度不是很高。