智能低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2 器件的分析與選型

2.1 控制器的選型

控制器是無(wú)功補(bǔ)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(jí)分相采用綜合判據(jù)來(lái)控制投切電容器。我們選用的控制器具備優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償策略程序，控制物理量如無(wú)功功率（功率因數(shù)）、投切時(shí)間、電流電壓門限等參數(shù)可設(shè)置，按照用戶需求和特性動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，并將共補(bǔ)與分相分組補(bǔ)償有效結(jié)合起來(lái)。該控制器實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)三相電壓、電流，計(jì)算出實(shí)際無(wú)功大小（功率因數(shù)），然后根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)循環(huán)投入電容器進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)夏季或無(wú)功缺口比較大的時(shí)候，自動(dòng)投入共補(bǔ)電容器，以減少分補(bǔ)投入次數(shù)。當(dāng)無(wú)功缺口比較小時(shí)，主要由分補(bǔ)電容器進(jìn)行補(bǔ)償。防止損壞電容器，控制器投切電容器時(shí)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(kāi)關(guān)的選型

電容器投切開(kāi)關(guān)是無(wú)功補(bǔ)償裝置的另一個(gè)重要器件。早期多采用的接觸器，在投入過(guò)程中涌流大，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生觸頭熔焊現(xiàn)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(wú)功負(fù)荷波動(dòng)大，電容器投切頻繁的情況下，也存在使用壽命短，需要經(jīng)常進(jìn)行檢修的問(wèn)題。隨后出現(xiàn)的可控硅投切開(kāi)關(guān)，具有電壓過(guò)零投入、電流過(guò)零切除、開(kāi)關(guān)無(wú)觸點(diǎn)、反應(yīng)速度快等特性，但其最明顯的缺點(diǎn)是功率損耗大，會(huì)產(chǎn)生很高的溫升，需要使用專用散熱器，來(lái)解決其通風(fēng)散熱問(wèn)題，可靠性不高?，F(xiàn)在選用新型的機(jī)電一體化的智能復(fù)合開(kāi)關(guān)，具有無(wú)沖擊、低功耗、高壽命等顯著優(yōu)點(diǎn)。該開(kāi)關(guān)為晶閘管開(kāi)關(guān)和磁保持開(kāi)關(guān)并聯(lián)運(yùn)行，其在接通和斷開(kāi)的瞬間具有可控硅過(guò)零投切的優(yōu)點(diǎn)，而在正常接通期間又具有磁保持開(kāi)關(guān)零功耗的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 低壓電容器的選型

電容器組選用自愈式低電壓并聯(lián)電容器。該電容器采用目前國(guó)際最先進(jìn)的金屬化膜作為材料，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及IEC標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，具備放電器件，能使電容器上的剩余電壓在3 min內(nèi)降至50 V或更低。

3 智能低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的特點(diǎn)

控制器內(nèi)部具備優(yōu)化的無(wú)功補(bǔ)償策略程序，控制物理量如無(wú)功功率（功率因數(shù)）、投切時(shí)間、電壓電流門限等參數(shù)可設(shè)置，按照用戶需求和特性動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，并將共補(bǔ)和分相分組補(bǔ)償有效結(jié)合。

采用智能低壓電子復(fù)合開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)元件，徹底解決了電容器投入時(shí)的浪涌電流問(wèn)題，無(wú)觸頭燒損之慮，無(wú)需散熱，更不會(huì)產(chǎn)生諧波注入，安全可靠性高。

具有完善的過(guò)壓、欠壓、缺相、諧波、振蕩等保護(hù)措施。

具備GPRS通信功能，可將補(bǔ)償結(jié)果反饋給配電管理系統(tǒng)，計(jì)算無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)效益，并可接受系統(tǒng)控制?？刂破魍瑫r(shí)具有配電監(jiān)測(cè)的功能，可通過(guò)GPRS通信模塊將配電信息上傳到主站端。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用先進(jìn)的DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Internet/Web等技術(shù)制造的智能低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置，穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高、實(shí)時(shí)性好、功能強(qiáng)大，適用于各類城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)、企業(yè)電網(wǎng)的配電自動(dòng)化實(shí)施與改造，可有效的降損節(jié)能，具有很大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。