智能低壓無功補償裝置的設計與實現

2 器件的分析與選型

2.1 控制器的選型

控制器是無功補償裝置的核心器件。我們選用的控制器采集三相電壓、電流，分級分相采用綜合判據來控制投切電容器。我們選用的控制器具備優化無功補償策略程序，控制物理量如無功功率（功率因數）、投切時間、電流電壓門限等參數可設置，按照用戶需求和特性動態無功補償，并將共補與分相分組補償有效結合起來。該控制器實時采集電網三相電壓、電流，計算出實際無功大小（功率因數），然后根據設定值自動循環投入電容器進行補償。當夏季或無功缺口比較大的時候，自動投入共補電容器，以減少分補投入次數。當無功缺口比較小時，主要由分補電容器進行補償。防止損壞電容器，控制器投切電容器時加上三種限制條件：諧波閉鎖、電壓閉鎖、電流閉鎖。

2.2 投切開關的選型

電容器投切開關是無功補償裝置的另一個重要器件。早期多采用的接觸器，在投入過程中涌流大，嚴重時，會發生觸頭熔焊現象。即使是帶有抑制涌流裝置的電容器投切專用接觸器，在無功負荷波動大，電容器投切頻繁的情況下，也存在使用壽命短，需要經常進行檢修的問題。隨后出現的可控硅投切開關，具有電壓過零投入、電流過零切除、開關無觸點、反應速度快等特性，但其最明顯的缺點是功率損耗大，會產生很高的溫升，需要使用專用散熱器，來解決其通風散熱問題，可靠性不高。現在選用新型的機電一體化的智能復合開關，具有無沖擊、低功耗、高壽命等顯著優點。該開關為晶閘管開關和磁保持開關并聯運行，其在接通和斷開的瞬間具有可控硅過零投切的優點，而在正常接通期間又具有磁保持開關零功耗的優點。

2.3 低壓電容器的選型

電容器組選用自愈式低電壓并聯電容器。該電容器采用目前國際最先進的金屬化膜作為材料，嚴格按照國家標準及IEC標準組織生產，具備放電器件，能使電容器上的剩余電壓在3 min內降至50 V或更低。

3 智能低壓無功補償裝置的特點

控制器內部具備優化的無功補償策略程序，控制物理量如無功功率（功率因數）、投切時間、電壓電流門限等參數可設置，按照用戶需求和特性動態無功補償，并將共補和分相分組補償有效結合。

采用智能低壓電子復合開關作為開關元件，徹底解決了電容器投入時的浪涌電流問題，無觸頭燒損之慮，無需散熱，更不會產生諧波注入，安全可靠性高。

具有完善的過壓、欠壓、缺相、諧波、振蕩等保護措施。

具備GPRS通信功能，可將補償結果反饋給配電管理系統，計算無功功率經濟效益，并可接受系統控制。控制器同時具有配電監測的功能，可通過GPRS通信模塊將配電信息上傳到主站端。

4 結束語

采用先進的DSP數字信號處理技術、高速工業網絡通信技術、Internet/Web等技術制造的智能低壓無功補償裝置，穩定性強、可靠性高、實時性好、功能強大，適用于各類城市電網、農村電網、企業電網的配電自動化實施與改造，可有效的降損節能，具有很大的經濟及社會效益。