智能低压无功补偿装置的设计与实现

2 器件的分析与选型

2.1 控制器的选型

控制器是无功补偿装置的核心器件。我们选用的控制器采集三相电压、电流，分级分相采用综合判据来控制投切电容器。我们选用的控制器具备优化无功补偿策略程序，控制物理量如无功功率（功率因数）、投切时间、电流电压门限等参数可设置，按照用户需求和特性动态无功补偿，并将共补与分相分组补偿有效结合起来。该控制器实时采集电网三相电压、电流，计算出实际无功大小（功率因数），然后根据设定值自动循环投入电容器进行补偿。当夏季或无功缺口比较大的时候，自动投入共补电容器，以减少分补投入次数。当无功缺口比较小时，主要由分补电容器进行补偿。防止损坏电容器，控制器投切电容器时加上三种限制条件：谐波闭锁、电压闭锁、电流闭锁。

2.2 投切开关的选型

电容器投切开关是无功补偿装置的另一个重要器件。早期多采用的接触器，在投入过程中涌流大，严重时，会发生触头熔焊现象。即使是带有抑制涌流装置的电容器投切专用接触器，在无功负荷波动大，电容器投切频繁的情况下，也存在使用寿命短，需要经常进行检修的问题。随后出现的可控硅投切开关，具有电压过零投入、电流过零切除、开关无触点、反应速度快等特性，但其最明显的缺点是功率损耗大，会产生很高的温升，需要使用专用散热器，来解决其通风散热问题，可靠性不高。现在选用新型的机电一体化的智能复合开关，具有无冲击、低功耗、高寿命等显著优点。该开关为晶闸管开关和磁保持开关并联运行，其在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有磁保持开关零功耗的优点。

2.3 低压电容器的选型

电容器组选用自愈式低电压并联电容器。该电容器采用目前国际最先进的金属化膜作为材料，严格按照国家标准及IEC标准组织生产，具备放电器件，能使电容器上的剩余电压在3 min内降至50 V或更低。

3 智能低压无功补偿装置的特点

控制器内部具备优化的无功补偿策略程序，控制物理量如无功功率（功率因数）、投切时间、电压电流门限等参数可设置，按照用户需求和特性动态无功补偿，并将共补和分相分组补偿有效结合。

采用智能低压电子复合开关作为开关元件，彻底解决了电容器投入时的浪涌电流问题，无触头烧损之虑，无需散热，更不会产生谐波注入，安全可靠性高。

具有完善的过压、欠压、缺相、谐波、振荡等保护措施。

具备GPRS通信功能，可将补偿结果反馈给配电管理系统，计算无功功率经济效益，并可接受系统控制。控制器同时具有配电监测的功能，可通过GPRS通信模块将配电信息上传到主站端。

4 结束语

采用先进的DSP数字信号处理技术、高速工业网络通信技术、Internet/Web等技术制造的智能低压无功补偿装置，稳定性强、可靠性高、实时性好、功能强大，适用于各类城市电网、农村电网、企业电网的配电自动化实施与改造，可有效的降损节能，具有很大的经济及社会效益。