无触点开关过零投切解释
电力电容器的原理及实际应用
电力电容器的原理及实际应用电容器与无功补偿一、电容器的原理1．概念顾名思义，电容器是“装电的容器”，是一种容纳电荷的器件，英文名称：capacitor。
电容器通常简称为电容，用字母C标示。
2．单位电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，用C表示。
C=Q U⁄式中，电荷量Q是用于度量电荷多少的物理量，简称电量，单位为库仑，简称库，符号为C。
库仑的定义是，若导线中载有1安培的稳恒电流，则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。
电压U的单位为伏特，简称伏，符号为V。
电容器的单位在数值上等于两极板间的电势差为1V时电容器需带的电荷量。
电容的物理意义是，表征电容器容纳（储存）电荷本领的物理量。
在国际单位制中电容的单位是法拉（F），这是一个非常大的物理量，我们在电力系统中常用的低压并联电容器，电容一般不到一法拉的千分之一。
所以，常用单位还有微法（μF）和皮法（pF）。
1F=106μF=1012pF。
对于一个确定的电容器而言，电容是不变的，C与Q、U无关。
3．构造任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。
在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘介质，就组成一个最简单的电容器，叫做平行板电容器。
（见图1）4．电容器的大小平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比，跟正对面积S正比，跟极板间的距离d成反比：图1 平行板电容εr SC=式中，k为静电力常量，其值为9.0×109Nm2/C2。
静电力常量表示真空中两个电荷量均为1C的点电荷，它们相距1m时，它们之间作用力的大小为9.0×109N。
ε为两平行板之间的绝缘介质的r相对介电常数，其值为绝缘介质的介电常数和真空介电常数的比值。
S为两平行板相对部分的面积，单位为m2，d为两平行板之间的距离，单位为m。
图2 相对介电常数εr5．电容器的工作状态（1）充电：使电容器带电的过程，叫做充电，见图3。
（2）放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程，叫做放电，见图4。
TSC型无功补偿技术
晶闸管模块的作用和选型
角外接法 ：以690V为例，采用两相过零触发控制时晶闸
根据控制量的不同可以分为:
P P 2 Q2
功率因数控制
(补偿精度低)
cos
当系统的功率因数小于目标值时，投入电容可以提高系统 功率因数，反之则减小电容
无功功率控制 (补偿精度高) 以无功功率和电网电压为控制量的双重控制-——
九区法，最适合于风电中的无功补偿控制策略， 且容易实现
TSC型无功补偿技术
电容柜
一般TSC型 电容补偿装 置都是由若 干电容补偿 单元组成， 因此可以组 合成不同补 偿容量，满 足系统无功 变化
TSC——晶闸管无触点开关投切电 容补偿装置
失速型定浆距风力发电机组，均采用异步
感应电动机，因此需要无功补偿装置 进行就地无功补偿，稳定电压，提高风力 发电机组和传输线路效率 具有投入无涌流、切除无过压、响应时间 快和系统稳定性高等特点
TSC控制回路
主要是采集电压、电流信号，通过信号处理作出
电容投切判断，并发出投切动作指令，触发控制 器则在控制指令下在电压过零时触发晶闸管导通 当需要关断时，停止触发信号，则晶闸管在电流 为零时自然关断 系统出现紧急情况时如过温、过流等，控制器能 够及时关断TSC系统以起到保护作用
控制策略
九区法 ——无功功率控制
系统电压作为第一控制量：分为最大值Umax和最小值Umin 系统无功功率为第二控制量：分为消耗的最大值Qx-max和发出的最大值 Qf-max
晶闸管投、切并联电容器TSC的综述
3.2 3串联电抗器抑制谐波放大的原理
为了抑制谐波电流放大，通常在每相电容器电 路中串联一个适当大小的空心电抗器。这样，就 会使整个补偿电容器支路对谐波源基波仍呈电容 性质，保持其无功功率补偿作用不变，不影响系 统(或负载)正常工作。而对高次谐波补偿支路则 呈感性，避免了与系统(或负载)的电流谐振，消 除或减小了由补偿电容所引起的谐波电流放大现 象。
衷心感谢陈老师和师兄师姐的无私帮助！
2.2.1 电压、电流有效值的测量
根据电压、电流有效值的定义式：
因此得到由一周期内的采样值计算电压、电流有效值 的公式为：
式中N为每周期T的采样点数，且N=I+T／AT，AT为 采样时间间隔，电压单位为伏(V)，电流单位为安(A)。
2.2.2 无功功率的控制
无功功率作为控制物理量控制电容器的投切， 是近年才出现的一种控制方式，它是根据所测得 的电压、电流、功率因数等参数，计算出应该投 入的电容容量，在电容器组合方式中选出一种最 接近但又不会过补偿的组合方式，电容器投切一 次到位。如果计算值小于最小一组电容器的容量 (下限值)，则应保持补偿状态不变。只有当所需 容量大于或等于下限值时，才执行相应的投切。
2.1 主电路和装置框架
TSC无功补偿装置主电路通常由若干组电容器 组成，电容器组的常用的主接线方案如下图(以晶 闸管反并联方式的晶闸管阀为例)
图中的(a)—(c)方案为三角型接线，(d)和(e)方案 为星型接线。在复合开关的基础上，根据方案（b） 设计的无功补偿装置主接线图如下图
该装置主要特点是利用两对晶闸管阀可以实现 三组电容器组的投切，下面以C1电容器组投切为 例进行说明。当进行C1电容器组投切时首先合上 开关K4、K5，然后在适当的时机触发两对晶闸管 阀，接着合上开关K1，再使两晶闸管阀依次关断， 最后断开开关K4、K5，这样就完成了一次电容组 的投切。(这里的开关指的是交流接触器)
电容补偿
容量为700KW的负荷，可以先测量一下其自然功率因数值，就是全部负荷起动情况下，不带电容器时的功率因数值。若没有办法精确测量，估计你大部分负荷都是电机，以功率因数COSφ1=0.70估算，若要在额定状态下，将其功率因数提高到0.90，则需要补偿电容器容量为： 补偿前：COSφ1=0.70，φ1=0.7953,tgφ1=1.020 补偿后：COSφ2=0.90，φ2=0.451,tgφ2=0.483 Qc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=700*(1.020-0.483)=375.9(Kvar) 取整，约需要补偿378Kvar的电容器，若选择单台14Kvar的电容器组，则需要27块。 (我们行业内目前接触的最大的是单台30Kvar的电容器组,一个柜内可安装12组。我们目前补偿前大约COSφ1=0.75，相应的tgφ1=0.882，则Qc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=Pe*(0.882-0.483)=Pe*(0.399)=XXX(Kvar)，目前市面上的价格大约是每Kvar=220元。)[1]
三、技术特征 1、电压优先 按电压质量要求自动投切电容器，电压超出最高设定值时，逐步切除电容器组，直到电压合格为止。电压低于最低设定值时，在保证不过载的条件下逐步投入电容器组，使母线电压始终处于规定范围。 2、无功自动补偿功能 在电压优先原则下，依据负荷无功功率大小自动投切电容器组，使系统始终处于无功损耗最小状态。 3、智能控制功能 自动发出动作指令前首先探询动作后可能出现的所有超限定值，减少动作次数。 4、异常报警功能 当电容器控制回路继保动作拒动和控制器则自动闭锁改组电容器的自动控制。 5、模糊控制功能 当系统处于电压合格范围的高端且在某特定环境时如何实施综控原则是该系列产品设计的难点，由于现场诸多因素（如配置环境、受电状况、动作时间、用户对动作次数的限制等）而引起的频繁动作是用户最为担忧的，应用模糊控制正是考虑了以上诸多因素使这一“盲区”得到合理解决。 6、综合保护功能 每套装置有开关保护（选配），过压、失压、过流（短路）和零序继电保护、双星形不平衡保护、熔断器过流保护、氧化锌避雷器、接地保护、速断保护等。
电容自动过零投切
电容自动过零投切全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电容自动过零投切技术是一种广泛应用于电力系统中的一种控制技术，通过使用电容器进行无功补偿，实现电力系统中电流、电压的稳定控制。
在电力系统中，无功功率是指电流和电压之间的相位差，当电压和电流的相位差不为零时，系统会产生无功功率，导致能量的浪费和系统的不稳定。
无功补偿技术的应用十分重要。
在实际的电力系统中，电容自动过零投切技术有着广泛的应用。
例如在变电站、电力配电系统、电力工厂等场所，都会采用这种技术来实现对系统的无功补偿。
通过合理配置电容器，可以有效减少系统中的无功功率，提高系统的功率因数，降低系统的能耗，从而提高系统的经济性和可靠性。
与传统的手动投切方式相比，电容自动过零投切技术具有很多优势。
自动过零投切可以实时监测系统中的电流和电压波形，准确计算无功功率在何时需要进行补偿，避免了手动操作时可能出现的误差。
自动化投切可以根据系统中的实际运行状况进行动态调整，提高了补偿的准确性和效率。
而且，自动过零投切还可以实现对系统的远程监控和管理，提高了系统运行的便利性。
电容自动过零投切技术是一种先进的电力系统控制技术，通过自动化补偿无功功率，提高了系统的稳定性和经济性。
在未来的电力系统中，这种技术将会得到更广泛的应用，为电力系统的改造和升级提供了重要的技术支持。
希望相关领域的工程技术人员能够深入研究和推广这项技术，为电力系统的发展贡献力量。
第二篇示例：电容自动过零投切是一种电力控制技术，广泛应用于各种电器设备中。
通过控制电容的连接和断开，可以实现对电器设备的电流和功率进行精确控制，提高电器设备的效率和性能。
在传统的电器设备中，电容往往被用来起到储能和滤波的作用。
随着技术的发展和需求的增加，电容的作用不再局限于简单的储能和滤波，而是被应用于更加复杂和精密的电力控制中。
电容自动过零投切就是一种典型的应用。
电容自动过零投切具有以下几个优点：二是提高电器设备的性能。
无触点开关
无触点开关，是一种由微控制器和电力电子器件组成的新型开关器件，依靠改变电路阻抗值，阶跃地改变负荷电流，从而完成电路的通断。
1.无触点开关是什么无触点开关，是一种由微控制器和电力电子器件组成的新型开关器件，依靠改变电路阻抗值，阶跃地改变负荷电流，从而完成电路的通断。
无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花，动作迅速，寿命长，可靠性高，适合防火、防爆、防潮等特殊环境使用。
无触点开关分为磁放大器式无触点开关，电子管、离子管式无触点开关和半导体无触点开关。
各种无触点开关的内部结构不同，开关特性也有所不同，详细了解每种类型的内部开关原理以及开关特性，有利于开发人员根据控制系统的要求选择合适的无触点开关。
磁放大器式无触点开关体积与重量较大且电流转换速度慢，已较少采用；电子管、离子管式无触点开关由于电子管、离子管的功率不能做得很大，在实际应用中受到了很大的限制，也已较少使用。
半导体无触点开关是借电路中半导体器件的可控导通性来实现电路通断的一种开关电器。
它是20世纪50年代后发展起来的一种开关，可用晶体管或晶闸管组成，由于晶体管受到功率的限制，大都采用晶闸管及其控制电路组成。
半导体无触点开关的优点是：电流可以做得较大，耐反压值高，控制门极功耗小，导通和关断时间短，工作寿命长，环境适应性好，工作效率高等。
例如，对有触点的接触器，操作频率高于36次/h以上时就很困难了，但对半导体式无触点开关则操作频率每小时可达数万次至数十万次以上。
2.无触点开关工作原理安装原理其开关因具有快速切换功率的大小，从而掌电力并联电容器的快慢，其电气由多种大功率的电路组合而成，其中包括反并连的晶闸管模块、各种驱动电路(驱动电路包括隔离电路、触发电路以及保护电路等等)，在运行当中发挥着各自的作用，而且在其内部的控制系统当中安装了控制开关导通还有控制开关截端子，能够分别控制开关的打开和关闭，其中的两个标识分别是控制逻辑电压，用符号表示是OV，是停止或者暂停的意思;还有一个标有12V的标识，意思是导通。
1、高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介(1)
HIT WEIHAN高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路25号日期：二零一二年高压TSC动态无功功率补偿装置产品简介1、无功补偿的目的所谓补偿就是吸收和供给可变的无功功率。
负荷补偿就是对无功功率进行调度以改善交流电力系统的供电质量，以达到功率因数矫正、改善电压质量、调节负荷平衡等目的。
功率因数校正应尽可能靠近需要无功的负荷处产生无功。
通常工业负荷多为感性，吸收无功，功率因数是滞后的，母线电流大于供给负载有功电流值。
在能量转换中，无功功率作为损耗掉了，却不能转化为有用功。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。
电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。
因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。
不过大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载需要消耗无功功率。
网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。
显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，也是极不经济的，通常也是不可能的。
由于负荷对于无功功率的需求是变化的，无功的为化会引起电压的变化，导致不同用户的负荷间相互干扰。
一般规定电源电压的变化范围为±5%（平均值），特殊场合，如大负荷的急剧变化所产生的电压降会危害保护设备的正常运行或产生损害视力的电压闪烁现象，规定其范围要比±5%小的多。
超过了规定的电压范围时就要进行补偿。
通常根据负荷要求的最大有功功率来确定系统的规模，而用补偿器调节无功。
无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高系统功率因数，提高系统效率，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网电压，提高供电质量。
在对轧机、提升机、电弧炉等冲击型负荷的补偿中，可显著稳定系统电压，改善电网的稳定性；（3）无功补偿可以提高变压器出力，提高变压器带载容量；2、无功补偿的种类目前国内外普遍采用的无功功率的方法主要有五种：（1）同步发电机通过调整励磁电流，使其在超前功率因数下运行，输出有功功率的同时输出无功功率。
1、低压TSC产品简介
化进行补偿，不能分相补偿。 补偿，消除三相不平衡。
3
投切方式
手动、半自动，需人职守；循环 投切速度慢，控制系统复杂，易 出故障。
全自动，不需职守；一次性投切，速度 快，控制简单，故障率低。
4
补偿方式
接触器动作，阶段性三相同时补 偿。
可控硅导通，三相独立实时动态补偿； 无触点控制，动态跟踪负载无功电流实 现三相、分相动态补偿。
HIT WEIHAN
TSC 系列可控硅动态无功功率补偿器 产品简介
制造厂名称：哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司 地址：哈尔滨开发区哈平路集中区渤海路 25 号
日期：二零零九年
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哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司
Ø 可控硅触发采用脉冲变压器触发方式，传输信号通过变压器从一次侧反馈到二次，在 系统存在谐波等干扰信号时，容易出现误触发，造成装置投切不准确； Ø 补偿装置在触发控制电路的设计上均设有与主电路的电压同步环节，因此需要鉴相电 路，在工程中，如果相序接反，可能烧毁可控硅，增加了调试难度； Ø 上述设计思想常使得装置的控制触发电路过于复杂，同时触发电路的工作也易受到电 流畸变和电网电压波动的影响； Ø 在大谐波负载下，电容器电流多次过零，补偿器不能正常使用或因为高频谐波而烧毁； Ø 国外普遍动态补偿器样本上明确规定不允许使用在大谐波负荷条件下。 威瀚公司开发的 TSC 可控硅触发采用光电触发方式，实现一次系统和二次系统隔离，解 决干扰问题，不会产生误触发，这就保证了触发精度；并且做到了高可靠性和控制简单，在与 系统联接时，不需要考虑交流系统相序，不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其它器件现象。 在解决谐波影响方面，对主回路和控制回路进行了特殊设计，动态抑制谐波，消除了与系统发 生串联或并联的高次谐波谐振的可能性，避免烧毁设备，造成总闸跳闸事故。 一般的动态电容器补偿柜生产厂家，由于没有知识产权，不具备研发能力，在现场出现问 题时往往无法解决。威瀚公司拥有自主知识产权，吸收国外先进技术，对于用户现场出现的任 何问题，都可以随时技术升级，修改产品主回路及二次回路设计，适应现场补偿要求，有着强 大的售后服务和技术攻关能力。
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一、过零投切就是：电压过零时投入，电流过零时切除。
二、为什么要在过零点投入：
1，电压过零点投入时，不会造成电容器和电路中的电压差和电压叠加，无投切的涌流，不会造成因涌流而发生的各种问题。
减小了功率的损耗。
延长了无功补偿装置的寿命和减小了对其他用电设备的冲击。
2，电流过零点切除，电容器在进行无功补偿时，长时间大电流通过。
在过零点切除不会造成拉弧等各种因大电流造成的危害。
三、通过什么设备达到过零：1、复合开关2、晶闸管（可控硅）3、磁保持复合开关。
四、无功补偿的发展趋势：
现在很多电力仪器都对电压要求很高，无功补偿的趋势就是过零投切
实际上说很难做到过零投切,因需要功率补偿时早就有感性电流了.只能做到电源电压过零投切.
交流电压是按照正选波变化的在波与X轴的交点就是过零点！！
电压过零，就是投切元件（晶闸管）两端的交流电压过零即与X轴产生交点，晶闸管导通补偿电容投上。
电压过零投入电流捕捉图：
当B相电压正处于零点时闭合，涌流小。
电流过零切除捕捉图：
B相电压处于峰值，电流为零，触点断开。
零触发，稳定后再将磁保持继电器吸合导通；而切出时是先将磁保持继电器断开，可控硅延时过零断开，从而实现电流过零切除。