隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，社會(huì)對(duì)電力的需求日益增長，對(duì)供電的可靠性和供電質(zhì)量提出更高的要求。由于負(fù)荷的不斷增加對(duì)電網(wǎng)無功的要求也隨之增加。無功功率如同有功功率一樣是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量，電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損和安全運(yùn)行不可缺少的部分。解決好無功補(bǔ)償問題對(duì)降損節(jié)能有著極為重要的意義，這是當(dāng)前供電系統(tǒng)優(yōu)先關(guān)注的緣由。

　　XJD-W低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置適用于頻率50Hz電壓0.4kV城市配網(wǎng)的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償；它采用了一系列國內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和最新的元器件，集無功補(bǔ)償與電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體，不但可以補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量；同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等運(yùn)行數(shù)據(jù)，可完成對(duì)整個(gè)低壓配電線路的監(jiān)測(cè)、分析處理、報(bào)表輸出等綜合管理，為低壓配電線路的科學(xué)管理提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

　　低壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置TSF由智能控制器控制晶閘管動(dòng)態(tài)投切濾波器，集電網(wǎng)諧波濾除、無功補(bǔ)償與電能質(zhì)量檢測(cè)于一體，可以濾除電網(wǎng)諧波滿足國標(biāo)要求、實(shí)時(shí)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗、提高功率因數(shù)、降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量。同時(shí)，TSF還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波等運(yùn)行數(shù)據(jù)，適合于負(fù)荷諧波含量大、功率因數(shù)底、負(fù)荷波動(dòng)大的場合。TSF裝置具有完善的過壓、欠壓、缺相、過流、短路、瞬態(tài)過電壓、聲光報(bào)警等保護(hù)措施，不存在無功倒送和諧波放大問題。

　　主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓：0.4～1kV；

　　額定容量：100～1500kvar（視具體情況而定）

　　根據(jù)系統(tǒng)無功變化，快速進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高功率因數(shù)；

　　濾除諧波電流；

　　響應(yīng)時(shí)間快（20～40ms）；

　　采用分組投切電容器，在投切過程對(duì)系統(tǒng)沖擊小；

　　整套裝置提供全面的保護(hù)功能，安全可靠。

? ? ? ? 使用領(lǐng)域

　　主要使用領(lǐng)域：TSF裝置對(duì)于快速補(bǔ)償無功，同時(shí)濾除諧波有著十分顯著的作用，能夠?qū)⒅C波源的危害降到最低，可提高電能質(zhì)量和充分利用系統(tǒng)容量。典型適用對(duì)象有以下幾種諧波源負(fù)載。

　?。ㄒ唬┙恢绷鱾鲃?dòng)電機(jī)和軋機(jī)

　　電網(wǎng)電壓波動(dòng)，功率因數(shù)降低，產(chǎn)生奇次諧波，使電網(wǎng)電壓畸變。

　　（二）電焊機(jī)群

　　電焊機(jī)為單相負(fù)荷時(shí)，3次諧波電流大、波形畸變嚴(yán)重，三相電流極不平衡，電壓閃變嚴(yán)重。

　　（三）智能建筑

　　商業(yè)大樓和高層住宅配電中，現(xiàn)代電力電子設(shè)備（可調(diào)速馬達(dá)，空調(diào)，在線UPS，開關(guān)電源，彩電，激光打印機(jī)等）為非線性負(fù)荷，雖然負(fù)荷沖擊性小，但所產(chǎn)生的諧波電流非常嚴(yán)重。

　　（四） 電弧爐

　　電弧爐作為非線性及沖擊負(fù)荷接入電網(wǎng)。導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重三相不平衡，產(chǎn)生負(fù)序電流；產(chǎn)生高次諧波，普遍存在偶次諧波與奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化；存在嚴(yán)重的電壓閃變；功率因數(shù)低。

　?。ㄎ澹?中頻爐

　　中頻爐在工作時(shí)所產(chǎn)生的奇次諧波電流嚴(yán)重。

　　電力系統(tǒng)中，隨著空調(diào)、電動(dòng)機(jī)、行車、電焊機(jī)等感性負(fù)載的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的供配電設(shè)備中經(jīng)常流動(dòng)著大量的感性無功電流。這些無功電流占用大量的供配電設(shè)備容量，增加線路電流，增加線路電損，影響電能質(zhì)量， 降低電器設(shè)備的使用壽命，制約企業(yè)生產(chǎn)率的提高，同時(shí)企業(yè)還可能因?yàn)殡娔苜|(zhì)量未達(dá)標(biāo)而承受線損及電力部門罰款等經(jīng)濟(jì)損失。低壓無功功率補(bǔ)償裝置在解決此類問題中應(yīng)運(yùn)而生。目前，這些無功功率補(bǔ)償裝置已廣泛應(yīng)用于低壓配電房、 箱式變電站、變壓器出線箱等配電系統(tǒng)中。 而在這些應(yīng)用過程中，各種用法接線方式應(yīng)運(yùn)而生， 而各種接線方式又各有千秋。 從傳統(tǒng)的無功功率表手動(dòng)投切到無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置， 從傳統(tǒng)的接觸器投切到大功率可控硅零觸發(fā)再到機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)等。 人們?cè)谔接懶碌模?更加經(jīng)濟(jì)安全可靠的無功功率補(bǔ)償裝置。

　　傳統(tǒng)補(bǔ)償接線方式

　　在電力系統(tǒng)應(yīng)用中， 最傳統(tǒng)的低壓電容無功功率補(bǔ)償裝置為： 刀開關(guān) + 熔斷器 + 接觸器 + 熱偶繼電器 + 低壓電容器或低壓電容器串聯(lián)低壓電抗器。 在無功功率自動(dòng)控制儀沒有開發(fā)以前， 電容器柜加裝無功功率表， 值班人員根據(jù)無功功率表的讀數(shù)手動(dòng)投切以改善電網(wǎng)功率因數(shù)。 隨著無功功率智能控制儀的廣泛應(yīng)用， 電容器組能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)投切， 智能化控制。

　　這種傳統(tǒng)的低壓無功功率補(bǔ)償裝置接線方式的最大優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠， 投資小， 見效快。 運(yùn)行安全可靠， 元器件普通、 維護(hù)方便。 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種低壓配電系統(tǒng)中， 目前這種接線方式仍是那些負(fù)載單純對(duì)電力系統(tǒng)要求不高的普通企事業(yè)單位、 居民小區(qū)、 商場、 學(xué)校、 農(nóng)村配電等用戶的首選方案。

　　但這種接線方式容易出現(xiàn)的問題是頻繁投切時(shí)切換電容接觸器燒壞。 因?yàn)樨?fù)載在時(shí)刻發(fā)生變化， 無功功率因數(shù)也在發(fā)生變化， 無功功率智能控制器會(huì)根據(jù)功率因數(shù)地變化投切電容器組， 電容器組的容量一般都在 10-30Kar 之間， 很多情況下電容器組投入以后都會(huì)補(bǔ)過， 無功功率智能控制器又會(huì)根據(jù)功率因數(shù)切斷電容器組， 而切斷以后功率因數(shù)又不夠， 所以就會(huì)出現(xiàn)頻繁投切。 而電容器切換時(shí)一般電流都在 20A 以上， 切換用接觸器的機(jī)械式觸電很容易燒壞。

　　這種接線方式容易出現(xiàn)的另一個(gè)問題是熔斷器熔斷， 由于本方案的過流采用熔絲保護(hù)， 而合閘引起的涌流、 分閘引起的過電壓有時(shí)會(huì)出現(xiàn)三相熔絲中的單相或多相熔斷現(xiàn)象。 對(duì)運(yùn)行中的電容器組來說熔絲熔斷會(huì)引起計(jì)量不準(zhǔn)， 電容器組故障等現(xiàn)象。

　　采用無觸點(diǎn)電子開關(guān)補(bǔ)償接線方式

　　在大型軋鋼、 冶煉、 化工等重工業(yè)企業(yè)中， 大型設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的沖擊和污染非常大， 同時(shí)諧波大， 這樣對(duì)電容器補(bǔ)償裝置的要求就相對(duì)來說比較高， 傳統(tǒng)的接線方式故障率高， 維護(hù)麻煩成本高切換用接觸器容易燒壞。 為解決以上問題， 采用無觸點(diǎn)電子開關(guān)來代替普通接觸器。 所謂無觸點(diǎn)電子開關(guān)就是采用大功率可控硅元件來投切電容器組， 當(dāng)無功功率因數(shù)偏低是， 低壓智能控制器輸出低電壓觸發(fā)信號(hào)， 電流過零時(shí)導(dǎo)通可控硅， 起到切換電容器組的目的。

　　這種接線方式和傳統(tǒng)的切換接觸器相比最大的優(yōu)點(diǎn)是，響應(yīng)時(shí)間快 同時(shí)無觸點(diǎn)頻繁切換時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花 不會(huì)燒壞觸點(diǎn) 模塊化的產(chǎn)品 運(yùn)行維護(hù)方便 占用空間小 由于是過零觸發(fā)和過零開斷不會(huì)產(chǎn)生過電流和過電壓， 大大的減少了對(duì)設(shè)備的沖擊， 增長了設(shè)備的使用壽命。 在接線方式中， 能同時(shí)實(shí)現(xiàn)單相補(bǔ)償和三相補(bǔ)償相結(jié)合的方式， 使補(bǔ)償精度更加精確同時(shí)消除三相功率因數(shù)不平衡產(chǎn)生的影響。 使補(bǔ)償方案更加靈活多變。

　　但這種無觸點(diǎn)可控硅開關(guān)最大的缺點(diǎn)是：

　　1） 成本高， 是采用接觸器投切的補(bǔ)償柜貴 70%～90% ；

　　2） 可控硅開關(guān)電路運(yùn)行時(shí)有較大的壓降， 運(yùn)行中的電能損耗和發(fā)熱問題不可忽視。 以 BSMJ0.4-30-3 并聯(lián)自愈式電容器為例， 基額定電流為 43.3A， 目前做得最好的可控硅并關(guān)的電壓降也只能為 1V ， 如果是 3 個(gè)可控硅開關(guān)電路運(yùn)行時(shí)， 損耗的功率為： P=3×1×43.3=129.9W， 如補(bǔ)償柜的無功功率為 300kvar 則全投入時(shí)， 可控硅的功率損耗為 P =129.9×10=1299.W ， 以每天平均 10 小時(shí)計(jì)， 日耗電量達(dá) 12.99kw h， 年耗量約為 4741kwh。 有功消耗的發(fā)熱量還會(huì)增加整個(gè)補(bǔ)償裝置的溫升， 必須采用相應(yīng)的散熱降溫的措施， 如采用接觸器基本上不消耗有功；

　　3） 可控硅電路本身也是諧波源， 大量的應(yīng)用會(huì)對(duì)低壓電網(wǎng)的波形不利。

　　采用機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)補(bǔ)償接線方式

　　這種機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)采用集交流接觸器和固態(tài)繼電器（SSR）二者優(yōu)點(diǎn)于一身的機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)作為電容器的投切開關(guān)。 此種復(fù)合開關(guān)采用交流接觸器和固態(tài)繼電器并接的方式， 作為電容器投切的執(zhí)行元件， 將電容器投切和運(yùn)行的不同特性， 分為暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程， 在電容器投切瞬間的暫態(tài)過程中采用固態(tài)繼電器， 在電容器投入后和切除前的穩(wěn)態(tài)過程中采用交流接觸器。

　　這種機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)電容器投切瞬間的暫態(tài)過程中采用固態(tài)繼電器， 固態(tài)繼電器過零投切涌流小， 無過電壓， 不會(huì)產(chǎn)生火花， 不會(huì)燒壞結(jié)點(diǎn)。 而在運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)過程中切換到接觸器導(dǎo)通， 接觸器主觸點(diǎn)導(dǎo)通容量大、 無功耗、 無發(fā)熱。 同時(shí)具有壽命長， 功耗小、 結(jié)構(gòu)簡單， 安裝方便， 故障率低等優(yōu)點(diǎn)， 采用此種開關(guān)投切電容器， 克服了純晶閘管電子開關(guān)長期承載電容器電流時(shí)， 功耗大， 發(fā)熱高的缺點(diǎn)，可完全取代可控硅無觸點(diǎn)電子開關(guān)。 但相對(duì)于傳統(tǒng)的接線補(bǔ)償方式來說， 采用機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)補(bǔ)償接線方式的成本大約提高了 40%左右， 元器件不常見更換不方便。

　　但這種機(jī)電一體化復(fù)合開關(guān)的設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下幾點(diǎn)要求， 否則非但不起作用， 反而會(huì)給裝置的運(yùn)行帶來不便。

　　1） 固體繼電器和接觸器的動(dòng)作時(shí)序問題， 即必須保證固體繼電器檢查到電壓過零點(diǎn)投入以后接觸器觸電才閉合。

　　2） 開關(guān)在平時(shí)閉合工作時(shí)必須保證固體繼電器的維持電流足夠大而不致使固體繼電器關(guān)斷。

　　3） 當(dāng)設(shè)備的電源突然斷電時(shí)要有后備電源或采取相應(yīng)的措施使固體繼電器能正常工作已保證能按正常的時(shí)序切除電容器組。