無功補償控制器是無功補償裝置的核心部件，具有舉足輕重的地位，大部分無功補償裝置的生產廠家都是買來控制器然后自行裝配整機，具有設計制造控制器能力的廠家不多，能夠設計制造出性能優異的控制器的廠家更是鳳毛麟角。

　　電容器投切的無功補償方式

　　在電容器投切的無功補償方式中，一般采用共補、分補、共補—分補相結合的方式。 而在補償方式中電容 器分組的方法比較靈活多變，但是，考慮到系統控制復雜度以及經濟實用等 問題， 本文采用 8421 編碼規律將電容器容量分組進行補償， 選擇容量倍增的電容器予以編號，經過不同組合可以使容量級數大大增多 。 例如 4臺電容器， 容量分別為 10 μF、20 μF、40 μF、80μF， 經過組合可以實現 10 μF、20 μF、30 μF、40μF、50 μF、60 μF、70 μF、80 μF、90 μF、100 μF、110 μF、120 μF、130 μF、140 μF、150 μF 等電容值。 當控制器通過電 能專用計量 芯片讀出線 路功率因數 并判斷是否需要對線路進行補償時，就會發出相應的投切電容器指令，一步到位，快速準確。 本文主要采用的電容器投切補償電氣原理

　　如圖 1 所示。

　　系統硬件設計

　　在投切電容器之前要精 確地測量出 電網的運行情況，包括電壓、電流、無功功率、有功功率、視在功率、電壓與電流之間的相位差、電網的功率因數等參數。 本控制器采用智能芯片 ATT7026A來采集這些參數，并且將采集到的實際測量參數值存放在相應的存儲空間里，當需要某個參數值時，只需查找相對應的地址就可以讀到所要的參數值，使得測量的準確度提高很多，而且軟件程序的設計也隨之變得簡單很多，所用的主控制芯片也不至于很昂貴，在達到補償效果的同時也減少 了 投 資 成 本 ， 所以本控制單元采用單片機STC12C5A60S2 作為主控芯片，它有與計量芯片ATT7026A 相接的 SPI 總線。 該控制結構框圖如圖 2 所示。

　　測量模塊單元

　　在實驗中電網電壓、電流經過互感器 LCTV31CE 和 LCTA2DCC 后，將信號電壓和電流送到ATT7026A 上。 然后經過計算將所得的數據存到相應的地址中，等待單片機的命令。 這樣就使得功 率 因 數 無 需 在 系 統 軟 件 中 用 算 法 算 出，不 僅節省了 CPU 空間，還提高了采樣數據的精度，從而提高了無功補償的精度。 ATT7026A 有 SPI 接口，方便與外部控制器相連，并且進行計量參數的 傳遞， 所有計 量參數都 可以通過 SPI 接口讀出。 當程序首次開始運行時，從 ATT7026A 芯片計 算 相 位 角 到 單 片 機 動 作 響 應 的 時 間 為 0.7 s如圖 3 所示。

　　由波形圖可以看出，從電壓動作到單片機采樣得到功率因數角之間的時間差將近 700 ms。 這樣得到的投切命令有些延時，通過修正軟件的程序不會影響投切電容命令的準時發出，達到投切電 容 量 的 要 求。 其 中 實 驗 的 三 相 主 電 路 用 R=18.2 Ω 的電阻和 L=64 mH 的電感串聯來模擬電機負載，經過 ATT7026A 芯片采集計算后的電壓值、電流值與示波器測得的實際電壓值、電流值見表 1 和表 2。

　　由表1可知，實際電壓值與用ATT7026A芯片采集計算所得電壓值的絕對誤差平均值為0.21V，由表2可知，實際電流值與用ATT7026A芯片采集計算所得電流值的絕對誤差平均值為0.044A，都在可以接受的范圍之內，可見在本控制器設計中ATT7026A起著重要的作用。