低压无功补偿装置发展现状（上）

低压无功补偿装置发展现状（上）

在10KV以上的电网中,出于注重安全的原因,很少使用自动无功补偿装置。另外，由于无功尽量就地补偿的原则，低压自动无功补偿装置(以下简称补偿装置)获得了广泛的应用,并不断的有新技术涌现出来,是一个百花齐放的局面。鉴于这样的局面，本文不可能面面俱到，只能略述梗概。

除了极少数试验型的STATCOM装置外,补偿装置绝大部分都是使用并联电容器进行补偿的。因此,本文只讨论使用并联电容器的补偿装置。

一,以电容器连接方式为出发点的补偿装置分类:

1 ,三相电容器同时投切型补偿装置。这类补偿装置中使用三相电力电容器,通过检测某一相的电流来进行计算 并控制电容器的投入数量来达到补偿目的。由于电容器对三相提供的无功电流相等,因此这类补偿装置只适用于三相电流基本平衡的负荷情况。当负荷的三相电流不平衡时，不能够使三相均得到良好的补偿，可能有某一相过补偿， 有某一 相欠补偿。此类补偿 装置由于结构简单价格低廉而用量大。

2，单相电容器分相投切型补偿装置。这类补偿装置中使用单相电力电容器，通过检测三相电流来进行分别计算并控制各相电容器的投入数量来达到补偿目的,相当于3台单相补偿装置。这类补偿装置可以使各相的无功电流均获得良好的补偿,但是对不平衡有功电流无能为力。用于三相电流不平衡的负荷情况时，比三相电容器同时投切型补偿装置的效果好。此类补偿装置由 于结构比较复杂,价格较高，使用量较少。

3 ,调整不平衡电流型补偿装置。这类装置中使用单相电力电容器,通过检测三相电流来进行综合计算并控制各相电容器的投入方式和数量来达到补偿和调整不平衡电流的目的。与分相补偿装置本质不同的是,这类补偿装置利用了在相间跨接的电容器可以在相间转移有功电流的原理,通过在各相与相之间及各相与零线之间接入不同数量电容器的方法,不但可以使各相的无功电流均获得良好的补偿,还可以将三相间的不平衡有功电流调整至平衡。这类补偿装置用于三相电流不平衡的负荷情况时,具有无与伦比的使用效果。

此类补偿装置结构比较复杂,价格较高,由于是新技术所以使用量较少,但是必然会替代单相电容器分相投切型补偿装置。

二，以电容器的控制投入方式为出发点的补偿装置分类:

1 ,交流接触器控制投入型补偿装置。由于电容器是电压不能瞬变的器件,因此电容器投入时会形成很大的涌流,涌流大时可能超过100倍电容器额定电流。涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的使用寿命。为了降低涌流，现在大部分补偿装置使用电容器投切专用接触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头,在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通,使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电,然后主触头接通将电容器正常接入电路,通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下。此类补偿装置价格低廉，可靠性较高,应用为普遍。由于交流接触器的触头寿命有限,不适合频繁投切，因此这类补偿装置不适用频繁变化的负荷情况。高低压电气成套设备

2 ,晶闸管控制投入型补偿装置。这类补偿装置就是SVC分类中的TSC子类。由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏,因此晶闸管必须过零触发,就是当晶闸管两端电压为零的瞬间发出触发信号。过零触发技术可以实现无涌流投入电容器,另外由于晶闸管的触发次数没有限制，可以实现准动态补偿(响应时间在毫秒级)，因此适用于电容器的频繁投切,非常适用于频繁变化的负荷情况。晶闸管导通电压降约为1V左右,损耗很大(以额定容量100Kvar的补偿装置为例,每相额定电流约为145A ,则晶闸管额定导通损耗为145x1*3=435W) , 必须使用大面积的散热片并使用通风扇。晶闸管对电压变化率( dv/dt )非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏,即使安装避雷器也无济于事,因为避雷器只能限制电压的峰值,并不能降低电压变化率。此类补偿装置结构复杂，价格高，可靠性差，损耗大，除了负荷频繁变化的场合，在其余场台几乎没有使用价值。高低压电气成套设备

3 ,复台开关控制投入型补偿装置。复合开关技术就是将晶闸管与继电器接点并联使用,由晶闸管实现电压过零投入与电流过零切除,由继电器接点来通过连续电流，这样就避免了晶闸管的导通损耗问题，也避免了电容器投入时的涌流。但是复台开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂,并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。

4,同步开关投入型补偿装置。同步开关技术是近年来新发展的技术,顾名思义,就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。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。

同步开关技术中拒绝使用可控硅，因此仍然不适用于频繁投切。可以预见:使用磁保持继电器的同步开关必将替代复台开关和交流接触器。