近年來，隨著我國電力工業的不斷發展，大范圍的高壓輸電網絡逐漸形成，同時對電網無功功率的要求也日漸嚴格。電網無功功率不平衡將導致系統電壓的巨大波動，嚴重時會導致用電設備的損壞。因此，研究無功補償及其部件的發展具有重要的社會和經濟意義。

1現狀

對傳統無功補償而言，一般有三角形電力電容器、投切電容器用接觸器、熱繼電器及保護熔斷器，低壓無功補償控制器等元件。在柜體內部零散組裝而成。柜體體積龐大，內部接線復雜，安裝接線耗時耗力、維護不方便，同時不利于生產、運輸、安裝、調試和可靠運行。所有的電容器只能有一個控制器控制投切，當這只控制器損壞時，整個裝置就會停止動作，因此控制器的瓶頸效應隱患比較大。

2新型智能電容器具有如下顯著特點

2.1 既可單機獨立補償，也可多機并聯補償

2.2 可供補、可分補，也可混合補償

2.3 補償容量成倍

2.4 消除控制器瓶頸效應

2.5 過零投切開關技術先進

2.6 具有諧波治理功能

3結構簡介

模塊為上下分體式結構，上面為智能測控、開關、保護等單元組成的模塊，下面為一臺或兩臺（三角形接）或一臺（星接）低壓電力電容器構成的模塊。上下模塊可快速組裝和拆卸，維護方便。綜合模塊有共補、分補兩種，即可單臺使用，也可多臺組網構成補償

系統使用，無功補償只要根據系統補充總容量選擇若干模塊進行組合即可。生產和使用簡單。用“過零投切”技術，確保電容器投切無涌流，無電壓，無電弧，而且能夠滿足三相不平衡場合的分補償要求。綜合模塊集成了現代測控、電力電子、網絡通訊、自動化控制、電力電容器等先進技術。如果較靠近實際情況，應予以修正。

4功能簡介

根據內部電容器不同，對應設計不同的復合開關。電流、電壓、動作速度等完\全相互匹配。在滿足功能性要求的基礎上，可降低原來設計的高成本。根據內部不同的復合開關，對應設計不同的驅動方式，驅動功率，減少功率消耗根據配置電容器組數的多少，內置的智能測控單元可對應設計不同的輸出回路數，減少體積。電容單元可選擇微型斷路器或熔絲保護等形式，適應不同的需求，且更換方便因為綜合模塊單機里面集成了智能測控單元，復合投切開關，保護單元，電力電容器等部件，因此單只模塊只要接入一次回路，同時引入取樣電流就可進行無功補償。這種方式特別適合大功率用電設備就地補償，減少無功電流的傳輸距離，降低損耗。（按30%配比，單機容量為40KVAR的綜合模塊可補償120KW的電動機，也可裝設在電動機安裝梁上，放置好防護欄即可。）

若需要補償的容量大于單機的容量，可選用多臺模塊并聯使用，比如說補償容量為140KVAR，可選用（20+20）模塊3臺，（10+10）模塊1臺即可，總容量為140KVAR。安裝使用時只需把各臺模塊的一次回路接線端子全部并聯在母線上，引入的同樣電流通過二次電流互感器變換后也并聯到每只模塊的取樣端子上，同時把所有模塊的通訊接口接到同一RS485總線上即可使用。一次回路接線簡潔，二次回路接線也方便簡單。

可共補、可分補、也可混合補償。從補償方式上分，綜合模塊可分為共補型及分補型模塊，如果三相平衡的標準場合，可全部選用共補型綜合模塊（即全共補）；三相嚴重不平衡的場合，可全部選用分補型綜合模塊（即全分補）；一般場合，可部分選用共補，部分選用分補型模塊（即混合補償）。所有綜合模塊的安裝尺寸都一樣，接線使用均兼容。這樣使無功補償的設計，安裝，運輸，調試，使用都簡單易行。

消除控制器瓶頸效應每一只綜合模塊內均集成了智能測控單元，可獨立采樣電壓、電流、功率因數、無功功率等參數，因此可以獨立進行無功補償。當使用多臺綜合模塊并聯補償時僅需把各臺模塊的BS485通訊接口連接在一起，開機后會自動形成一個補償系統。在同一補償系統內，綜合模塊會自動產生一個主機，其余為從機，主機模塊收集各從機的信息，根據功率因數的高低，無功功率大小，投切電容對電壓的影響等因素綜合判斷后發出控制，閉鎖，查詢等命令，指揮各臺模塊的投切電容器。

綜合模塊組成的補償系統為主從結構，因此補償系統中任一只從機模塊損壞后，主機會放棄對這臺從機的指揮，也就是說只有這臺從機會退出本系統，而不會影響到其它從機模塊和整個補償系統。如果主機模塊損壞后，所有從機模塊會放棄對它的臣服，并在余下從機中再次產生一只主機模塊，損壞的那只原來的主機模塊就會推出系統。以此類推，只要補償系統中只要有一臺模塊是正常工作的，那么也就能進行本模塊容量范圍內的無功補償，減少用戶的損失。而整個無功補償的所有模塊全部損壞這種情況除非有不可抗力因素，幾乎不可能出現。因此綜合模塊的這種補償方式完\全打破了傳統無功補償系統控制器瓶頸效應，使無功補償更可靠。

過零投切開關技術先進。綜合開關內部采用的是電子復合開關技術。投切瞬間利用可控硅快速導通特性進行過零動作，減少涌流；正常運行時利用并聯的大功率磁保持繼電器觸點接觸電阻低來降低功耗，減少發熱。復合開關投切技術保\證了電容器投切涌流在2倍額定電流下，減少了對電網的沖擊，同時也減小了對電容器的沖擊，延長電容器和開關的使用壽命。

現代電力電子技術的飛速發展，保\證了復合開關這種既能快速補償又能降低損耗的方式得以大范圍的使用。

5發展及應用

在實際應用中，成套的無功補償裝置設計時只需在標準柜體內（GGD,MNS,GCS)選用數臺綜合模塊，通過隔離開關接入到母排上。每只綜合模塊均具有電壓、電流、功率因數、無功功率、電容器溫度、電容器狀態等顯示，并可獨立設置各種參數，故補償屏上不許再裝配控制器、功率因數表、電壓表、電容指示燈等元件，簡單可靠。綜合模塊采用了緊奏型結構設計，容量40KVAR(20KVAR*2 組，每組可單獨投切）的尺寸僅為長 340mm* 寬 70mm* 高 300mm,普 通 GGD 柜體（800*600*2200）內部可裝設三層，每層裝 7 只，共可裝設 21 臺綜合模塊，總容量可達 840KVAR，且補償數也為20KVAR ，如果配置幾臺小容量的綜合模塊（10+10），那么補償精度會更高。而傳統無功功率補償裝置一臺普通 GGD 柜體只能裝設 10 組電容器，按每組 30KVAR 算，也只有 300KVAR，且補償數還是30KVAR，精度差，同時大容量電容器的投切會帶來大電流沖擊，影響電網和電容器的運行。

如果系統補償容量超過 840KVAR, 就要選項用多臺柜臺，也僅需把柜體之間的一、二次回路并聯即可，日后要增容的話還可以用這種方式簡單的增加綜合模塊的數量。不受控制器輸出回路的影響，補償系統可達2000KVAR。

諧波治理功能。綜合模塊可選配純電容補償方式，也可選配不同比例大小的串聯諧波治理電抗器，使純電容補償變成串聯電抗器的補償模塊，降低了電容器與用電系統并聯諧振放大電流諧波的風險，同時不同比例的電抗電容組合也能吸收少量的電網高次諧波，穩定電網。

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