低压无功补偿问题（二）
时间：2021-08-23 10:04 点击： 次
1:机电开关投切
投切电容器的机电开关一般是电容器专用投切接触器，一般情况下是满足要求的，不过触头容易烧蚀，为此
要加大接触器的容量，而且要采用电容器专用接触器，此种接触器带有投入时传入过渡电阻。例如，电容器额定
容量20kvar,额定电压0. 4kV,额定电流28. 8A,可选择额定电流50A的电容器专用接触器（一般不小于电容器额定电
流的1. 65倍）。投切电容器用接触器采用CJ19比CJ16效果好，前者接头端子是螺栓固定，不易松动，后者是插
入压接式，受热胀冷缩的影响，容易松动。
要加大接触器的容量，而且要采用电容器专用接触器，此种接触器带有投入时传入过渡电阻。例如，电容器额定
容量20kvar,额定电压0. 4kV,额定电流28. 8A,可选择额定电流50A的电容器专用接触器（一般不小于电容器额定电
流的1. 65倍）。投切电容器用接触器采用CJ19比CJ16效果好，前者接头端子是螺栓固定，不易松动，后者是插
入压接式，受热胀冷缩的影响，容易松动。
接触器投切成本低，维护容易，但投入冲击电流大。机电开关可以使用上述专用交流接触器，也可以使用磁
自保持接触器，相比之下使用磁自保持接触器的效果更好，因为磁自保持接触器只有在接通或者断开瞬间控制线圈
耗电，其余时间控制线圈因断电而不耗电，因此可以使补偿装置的自耗电降至最小。采用接触器还有一个不足之处，
那就是投入与切除电流变化大，即陡度高，从而造成过电压的产生，对电容器不利。由于触头容易烧坏。不适合频繁
投切。
自保持接触器，相比之下使用磁自保持接触器的效果更好，因为磁自保持接触器只有在接通或者断开瞬间控制线圈
耗电，其余时间控制线圈因断电而不耗电，因此可以使补偿装置的自耗电降至最小。采用接触器还有一个不足之处，
那就是投入与切除电流变化大，即陡度高，从而造成过电压的产生，对电容器不利。由于触头容易烧坏。不适合频繁
投切。
2:复合开关投切
所谓复合开关实际是晶闸管与接触器的并联组合。在投入电容器的过程中，首先使用晶闸管电压过零触发来实
现电容器的无涌流投入，然后用接触器来保持电容器的正常连续运行，晶闸管退出运行，这样就避免了入电容器时
的涌流，又避免了晶闸管连续运行时的损耗及谐波的产生。在切除电容器的过程中，首先接通并联晶闸管，然后断
开接触器，最后在电流过零时发触发信号，使晶闸管电流过零关断，这样就避免了接触器断开时的电弧烧蚀，提高
了接触器的寿命。复合投切装置可以与电容器、电抗器、数显表及液晶显示等组合在一个壳体内，形成智能型补偿
电容器单元，此种电容器组合单元得到广泛应用。
现电容器的无涌流投入，然后用接触器来保持电容器的正常连续运行，晶闸管退出运行，这样就避免了入电容器时
的涌流，又避免了晶闸管连续运行时的损耗及谐波的产生。在切除电容器的过程中，首先接通并联晶闸管，然后断
开接触器，最后在电流过零时发触发信号，使晶闸管电流过零关断，这样就避免了接触器断开时的电弧烧蚀，提高
了接触器的寿命。复合投切装置可以与电容器、电抗器、数显表及液晶显示等组合在一个壳体内，形成智能型补偿
电容器单元，此种电容器组合单元得到广泛应用。
实际运行实践中，复合投切装置故障率比较高，主要是接触器、电容器、晶闸管等元件集中在一个壳体内，散热
不容易，另外，晶闸管对电压变化率（dv/dt)很敏感，对过电流的承受能力不强，因此晶闸管是复合开关的薄弱环节。
不容易，另外，晶闸管对电压变化率（dv/dt)很敏感，对过电流的承受能力不强，因此晶闸管是复合开关的薄弱环节。
不论投入或切除，晶闸管都是瞬时工作，与晶闸管平时一直接入回路不同，如果晶闸管始终处于工作状态，它的额定
电流要比复合投切用的晶闸管大得多，复合投切中的晶闸管是瞬时工作的，这样它的额定电流就小了，节约了投资与
损耗。复合投切用的晶闸管由于容量小，容易击穿，不适合525电容器电压回路。
电流要比复合投切用的晶闸管大得多，复合投切中的晶闸管是瞬时工作的，这样它的额定电流就小了，节约了投资与
损耗。复合投切用的晶闸管由于容量小，容易击穿，不适合525电容器电压回路。
3:同步开关投切
同步开关也是机电开关之一，同步开关投切是近年来最新发展的技术，就是使机械开关的接点准确地在需要的时
刻闭合或断开，也就是采用机械开关达到电压过零投入，电流过零切除的作用。对于控制电容器的同步开关，就是要
在开关接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的
无电弧分断。采用机电开关来代替晶闸管进行过零投切，必须采用微处理器驱动机电开关，采用高精度采样回路，控
制机电开关准确闭合或断开，要求微处理器高可靠性及高的控制精度，要求机电开关动作灵敏才行。同步开关技术是
传统的机械开关与现代电子控制技术的完美结合产物，使机械开关重新焕发青春，使机械开关在具有独特技术性能的
同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。对于三相同步开关，三相接点必须能够分别动作才行，三相
接点同时动作的开关不能够实现同步开关的功能，因为三相电流及电压相位相差120度，也就是三相电流或电压分别
过零的。同步开关的机械开关部分可以是电控的真空开关或者磁保持继电器，具备动作迅速，固有动作时间短的特点。
由于同步开关没有晶闸管部分，因此同步开关比复合开关的结构简单得多，可靠性也高得多。但是为了控制接点的同
步投入与切除，同步开关的控制装置要复杂得多。通常使用普通的纯硬件电路不能实现如此复杂的控制操作，一定要
使用32位单片机来进行控制。
刻闭合或断开，也就是采用机械开关达到电压过零投入，电流过零切除的作用。对于控制电容器的同步开关，就是要
在开关接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的
无电弧分断。采用机电开关来代替晶闸管进行过零投切，必须采用微处理器驱动机电开关，采用高精度采样回路，控
制机电开关准确闭合或断开，要求微处理器高可靠性及高的控制精度，要求机电开关动作灵敏才行。同步开关技术是
传统的机械开关与现代电子控制技术的完美结合产物，使机械开关重新焕发青春，使机械开关在具有独特技术性能的
同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。对于三相同步开关，三相接点必须能够分别动作才行，三相
接点同时动作的开关不能够实现同步开关的功能，因为三相电流及电压相位相差120度，也就是三相电流或电压分别
过零的。同步开关的机械开关部分可以是电控的真空开关或者磁保持继电器，具备动作迅速，固有动作时间短的特点。
由于同步开关没有晶闸管部分，因此同步开关比复合开关的结构简单得多，可靠性也高得多。但是为了控制接点的同
步投入与切除，同步开关的控制装置要复杂得多。通常使用普通的纯硬件电路不能实现如此复杂的控制操作，一定要
使用32位单片机来进行控制。
为了实现同步开关功能，控制机构必须对电源的周期及相位进行准确地检测。由于机械开关接点的动作较慢，通
常从发出驱动信号到接点动作到位需要若干毫秒的延时时间，因此控制装置必须能够首先确定接点的固有动作时间，
以便提前发出动作信号，从而保证接点在需要的时刻动作到位。通常的开关在接通与断开的过程的固有动作时间是不
同的，因此控制机构在接通与切除的过程中要使用不同的提前量。由于机械接点的动作迟后时间受环境以及电源等诸
多因素影响，因此控制机构必须具有一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步操作，这也是同步开关
的关键技术所在。
常从发出驱动信号到接点动作到位需要若干毫秒的延时时间，因此控制装置必须能够首先确定接点的固有动作时间，
以便提前发出动作信号，从而保证接点在需要的时刻动作到位。通常的开关在接通与断开的过程的固有动作时间是不
同的，因此控制机构在接通与切除的过程中要使用不同的提前量。由于机械接点的动作迟后时间受环境以及电源等诸
多因素影响，因此控制机构必须具有一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步操作，这也是同步开关
的关键技术所在。
4:纯晶闸管投切
由于晶闸管接入主回路，而且在工作期间一直接在主回路中，晶闸管容量大，晶闸管PN结压降大，造成损耗大，例
如晶闸管本身压降1. 5V,通过40A的电流，要产生60W的损耗，因此一般要强制通风散热及铝合金散热底座。晶闸管体积
大，安装空间大，成本高，维护困难，可靠性比较差。它的优点就是实现跟踪实时补偿，实现电压过零投入电容器，电
流过零切除电容器，但在实际运行中，也很难做到比较准确地过零投切。
如晶闸管本身压降1. 5V,通过40A的电流，要产生60W的损耗，因此一般要强制通风散热及铝合金散热底座。晶闸管体积
大，安装空间大，成本高，维护困难，可靠性比较差。它的优点就是实现跟踪实时补偿，实现电压过零投入电容器，电
流过零切除电容器，但在实际运行中，也很难做到比较准确地过零投切。
无功功率的波动是正常的现象，不但不必实时补偿，而且还要延时一定的时间，当功率因数的确低而且稳定时，再投
入补偿电容器也不迟。在很多情况下，虽然从总体上看，无功负荷多，功率因数低，但它的用电设备也多，比较大的无功
功率设备少，造成功率因数波动不大，不必采用晶闸管实时投切，或者虽然个别设备无功功率大，无功功率波动也大，但
这种设备比较多，从总体上看，变电所母线上无功功率波动却并不大。由此可见，采用接触器投切也是可行的，它的投资
低，维修更换容易是其它投切装置不可比的，因此，不能认为接触器投切是过时的，也不能够认为选择接触器投切是落后
的设计。采用晶闸管实时投切，晶闸管耗电量太太，而且要加强制散热装置，造成结构复杂，从笔者的实践经验看，即使
采用晶闸管投切，但难能够做到过零投切，从回路保护用熔断器经常熔断，可以判断晶闸管没有做到过零投切。
入补偿电容器也不迟。在很多情况下，虽然从总体上看，无功负荷多，功率因数低，但它的用电设备也多，比较大的无功
功率设备少，造成功率因数波动不大，不必采用晶闸管实时投切，或者虽然个别设备无功功率大，无功功率波动也大，但
这种设备比较多，从总体上看，变电所母线上无功功率波动却并不大。由此可见，采用接触器投切也是可行的，它的投资
低，维修更换容易是其它投切装置不可比的，因此，不能认为接触器投切是过时的，也不能够认为选择接触器投切是落后
的设计。采用晶闸管实时投切，晶闸管耗电量太太，而且要加强制散热装置，造成结构复杂，从笔者的实践经验看，即使
采用晶闸管投切，但难能够做到过零投切，从回路保护用熔断器经常熔断，可以判断晶闸管没有做到过零投切。
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