低压智能无功补偿系统的设计与应用

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配电网低压无功补偿的应用现状及发展趋势

２１配电网无功补偿．
（）配电变压器低压补偿１配电变压器低压补偿是目前应用最普遍的补
依靠手动，法随需量变化而调节。到８无０年代末，一种专为投切电容器所设计的交流接触器（如
Ｃ１、Ｊ９ｃｘ一２Ｊ６ｃ１、Ｊｃ等）制成功，种接触器研该及配合电容器切除后的放电回路（电后使电容放器端电压不超过额定电压１）证电容器再次０保
近几年，合有触点装置和无触点装置各自结的优势，混合型控制投切电容器的无功补偿装置被逐渐采用。与晶闸管投切方式相同，种方式该
的无功补偿装置也只能进行分级断续补偿。
收稿日期：０６４８２０ —０ —０作者简介：崇文，，学硕士，汉船舶职业技术学院党委副书记。苏男法武７６
偿方法。由于用户的日负荷变化大，常采用微通机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿，目的是提高专用变电器用户功率因数，降低配电网损耗和改善用户电压质量。配电变压器低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高、降损节能效果好。采用接触器投切电容器的冲击电流大，响影电容器和接触器的使用寿命。用晶闸管投切电容
中图分类号
１我国电容器无功补偿装置的发展

三相智能复合开关在低压无功补偿中的应用

Ｋｅｗｏｒｓ：ｃｍｐｌｘｓｔｈ；ＮＯ－ｗｅｏｐｅａｔｏ；ｓｔｈｎｇｏａｙｄｏｅｗｉｃｐｏｒｃｍｎｓｉｎｉｗｃｉｆｃｐａｃｔｒｉｏ
０引言
目前，功补偿装置主要有以下几种投切电无
容器组。
（）智能复合开关投切电容器。能够保证电３压过零时投入、除，切开关接通后无功耗，不发热；
复合开关检测到故障时，合开关拒绝闭合；测复检到空载时，关拒绝闭合；开系统检测到停电时，自动跳闸断开。系统使用单片机来控制磁保持继电器和晶闸管，它们分时导通，分利用了它们各使充自的优点，高了开关及电容器的寿命。提
（）普通接触器投切电容器。导通时功耗１小、可靠，响应速度较慢，能保证它在过零时但不
进行投切。合闸、间电网电压一般不为零，瞬这样
会产生比较大的电流冲击，仅对电网造成巨大不
的干扰，而且严重影响电容器的寿命。
ＳｗｉｃｅｎＮｏ．ｗｅｍｐｅｓｔｏｔｈＵｓｄｉＰｏｒＣｏｎａｉｎ
ＹＡＮＧ，ＺＨＡＯｅ，ＬＡＮＧｅｏｇＬｉＬｉＩＹｚｎ
（ｕｏｔｎＩｓｔｔ，ｈｎＵｉｒｉｆｅｈｏｏｙＷｕａ３００，ｈｎ）ＡｔｉｎｔｕｅＷｕａｎｖｓｙｏｔｎｌ，ｈｎ４０７Ｃｉａｍａｏｉｅｔｃｇ

低压智能型无功补偿控制器的设计

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖａｔｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２；ＡＴＴ７０２２Ａ；ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
目前，在电网中的大部分电气设备都是属于感性的负
功的功率，能量等参数。文中的控制器采用了具有可靠性高、精度高以及稳定性高的三相电能计量芯片ＡＴｒ７０２２Ａ来收集这些数据。对于交流信号采样．控制器使用ＦＦＴ算法【１来实现，ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２主控芯片能很好的满足计算量大，ＣＰＵ运行速度快的要求。然后根据采样的电流和电压信号计算出无
Ｄｅｓｉｇｎｏｆａｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
ＭＩＡＯＸｉａｏ — ｂｏ，ＷＵＹｕｎ
ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｂａｓｅｄｏｎＤＳＰ－ＴＭ￥３２０Ｆ２８１２ａｎｄＡｍ０２２Ａｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｖｉｄｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．ＴｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏＭＣＵａｎｄｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｃｏｍｆｏａａｂｌｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏｈｅｔｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｈｉｃｈｒａｉｓｅｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，Ｉｔｈａｖｅｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ，ｍｅｎｕｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇａｕｔｏｍａｔｉｃｓａｍｐｌｅｓａｎｄｒｅｍｏｔｅｄａｔａｑｕｅｒｙ．

新型低压无功补偿控制器的设计

Ｖ０．４Ｎｏ５１２．
新型低压无功补偿控制器的设计
程玮郑慧珍
（．门海洋职业技术学院机电系，１厦福建厦门３１０；６１０
２漳州职业技术学院电子工程系，．福建漳州３３０）６０１
摘要：出采用电能计量芯片ＡＴＴ２Ｂ作为采样计算的ＡＤ芯片和以ＰＣ８４２提Ｉ０２／Ｉ１Ｆ５０为主控芯片的新型低压
［］４王丁，王斌，江修．于Ａｑ０２基ｑＴ２Ｂ的配变监控终端的研究［］开发研究与设计技术，０，１：７～０５Ｊ．２７（）１３１７．００［］５吕晓洁．智能低压ＴＣ动态无功补偿装置的研究［．ＳＤ］西
安：西安科技大学学位论文，０７２０．责任编辑：张耀华
接口。
Ａ相电源输入噩ｃ
功率测量精度优于０１，．％电流和电压的有效值测量精度优Ｔｏ５．％。如图２所示，芯片能够测量各相及合相包括基该
波、谐波和全波有功功率、无功功率、在功率、功能量以视有
及无功能量，同时还能测量频率、各相电流及电压有效值、功率因数、相角等参数。其提供一个ＳＩＰ接口与外部控制器之间进行计量参数以及校表参数的传递，使用方便，Ｊ能充分
容支路在谐波状况下易损坏。鉴于上述情况，笔者提出采用ＰＣ８４２Ｉ１Ｆ５０为主控制芯片和电能计量芯片ＡＴ０２ＴＴ２Ｂ为电量采集芯片的设计思路，设计一款新型低压无功功率补偿控制器。该补偿器能够精确计算当前所在电网的元功功率及各相电压、电流值等电量参数，并且能根据当前所需补偿无

低压配电系统中无功补偿技术的应用要点

展脱轨。
４结束语
农网建设是新农村建设的重中之重，其建设发展规划工作必须与城镇规划走一致路线。在建设管理工作中不仅要考虑到超前计划，而且还要从当地的实际情况出发，简单举一个例子：必须保证供电能力与线路负载量相一致。保证区域用电高峰期的供电顺畅。选择合理的接入点和接入方式，实现点、线、面协调发展，优化供电结构。综合整顿部分电路传输半径长、负荷量大与损耗多等问题，加快老化陈旧设备的改造工作。尽量实现农网配电主线的环网供电体系，方便事故抢修与定期检修，尽可能地做到缩小停电区域。
补偿，以此来使电力用户的功率因数得以提高，最终实现减少无功功率和降低网损的目标。
１．２无ห้องสมุดไป่ตู้功补偿的方式
（１）根据电容器组配置的地方不同，无功补偿可以分为集中补偿方式、分组补偿方式和就地补偿方式这三种。集中补偿方式主要是通过在变配电所的入所高压母线上配置电容器，来达到提高整个变配电所的功率因数的目的，与此同时，变配电所的所有范围内的网络无功功率也将
但分家计数，有利于电工工作，更有利于适时适地做好用电检测工作，为实现电网自动化提供综合保障。针对用电量较多的用户，电力公司需要经常实行远程检测，并安装相应的负荷检测设备。
争取节约国家资金，并争取当地政府的配合，保证项目的顺利实施，这里的改造项目必须严格做到既不能加重农民的负担，又不能与当地经济发

低压无功补偿装置说明书

求质量之上乘守信誉于天下系列无功智能补偿装置山东特安电气有限公司SHANDONG TEAN ELECTRIC CO., LTD目录一、产品简介........................................ 错误!未定义书签。

二、产品型号及含义 .................................. 错误!未定义书签。

三、主要技术指标 .................................... 错误!未定义书签。

四、原理简介........................................ 错误!未定义书签。

五、接线与运行...................................... 错误!未定义书签。

六、参数设置........................................ 错误!未定义书签。

七、装置外形尺寸 .................................... 错误!未定义书签。

八、安装方法和注意事项 .............................. 错误!未定义书签。

九、相关资料........................................ 错误!未定义书签。

附一一次原理图 .................................... 错误!未定义书签。

附二安装图........................................ 错误!未定义书签。

一、产品简介随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，社会对电力的需求日益增长，对供电的可靠性和供电质量提出更高的要求。

由于负荷的不断增加对电网无功的要求也随之增加。

无功功率如同有功功率一样是保证电力系统电能质量，电压质量，降低网损和安全运行不可缺少的部分。

解决好无功补偿问题对降损节能有着极为重要的意义，这是当前供电系统优先关注的缘由。

低压动态无功补偿系统的研制

教育时空
ＣｉａｓｉｎｅａｄＴｃｎ】ｇＲｖｌｈｎｃｅｃｎｅｈｏｏｙｅｉｙｅ
●Ｉ
低压动态无功补偿系统的研制
王见乐
（樊学院物理与电子工程学院襄４１０）４００
［要］摘本文介绍了装置的主电路、硬件电路及其特点。硬件方面显著特点为：采用可构成真正的多主冗余系统的ＣＮ总线网，Ａ同时也采用Ｒ一８通信Ｓ４５网络，可适应不同层次的应用需要采用先进的投切电容器的方式，具有自动抄表功能。采用自适应差动、速断、过流保护原理，满足运行方式变化剧烈的
引言随着能源的日益紧张，电力系统除安全性外，对经济运行的要求也越来越高，在低压配电网中，采用投切并联电容器组进行就地无功补偿，以减少输电可中的无功输送，降低线损，改善电压质量，增加有功输送，既保证供电系统安全性、又满足了经济运行的要求。针对以往无功补偿系统功率因数低，适时性不高，单片机做为补偿控制器受限制的缺点，本文所描述的装置，采用以晶闸管作为执行元件，择合适的投入相角，选实现了并联电容器组的快速无涌流投切和可频繁投切。采用ＤＰ芯片控制，Ｓ动态跟踪负荷的无功电流或无功功率，２ｍ０Ｓ内可适时进行分相分级补偿。应用了电容器预充电技术，服了电容器克投入时的过渡过程。另外考虑了抑制高次谐波的问题。通信方面采用ＣＮＡ总线作为配电自动化的局域通信网，同时也配置Ｒ一８通信网络，Ｓ４５以适应不同层次的应用需要。液晶汉字显示，可适时对运行设备的三相和单相有功功率、无功功率、视在功率、电能、频率、各相电压、电流、功率因数等有关参数，以及控制器的工作状态、电容器组的投切情况、晶闸管组状态进行监控。从硬件和算法方面充分考虑抗干扰措施和采样的准确性。

低压无功功率补偿及补偿装置1209

断路器）、5.KFJ智能快速复合开关、6.电力电容器等关键元件构成。
三、工作原理 1、（1,2,4）+4n控制原则
（1,2,4）+4n控制原则相对市场通用的循环控制方式，不但可以使电网所需的补偿容量一步到位，而且还可以使无功补偿装置的快速开关的投切次数大为减少，提高产品寿命，补偿精度可以大幅提高。
接触器（或者继电器）也是用的很差的，实际使用时大部分都很容易坏，而且都是先坏晶闸管，只能冲当接触器（或者继电器）使用，继而接触器（或者继电器）也会损坏。假如复合开关要完全满足实际运行需要，必须使用符合设计规范的晶闸管和接触器（或者继电器），这样一来复合开关的体积会很大，价格也会比单纯的晶闸管和单纯的接触器贵很多。目前国内还没有这种真正意义上的（成熟的）复合开关，因为价格是主导，懂行的人不多（没
开关或复合开关投切的装置，其动态响应时间应不大于1 s。”的指标。过零投切，投切无涌流、飞弧，无高次谐波，补偿电容器寿命长。
具有过流、过热、短路、断相、过压保护，自动/手动投切方式可以互换。
产品通过国家3C及CQC认证，快速开关电寿命大于100万次。电磁抗干扰达到A级（4kV）。产品于2011年11月通过省级科技成果鉴定
统中，实现无功功率分相、三相混合智能动态补偿，达到提高功率因数，降低线损，节约电能的目的。
产品符合GB7251.1-1997、GB/T15576-2008标准要求。
二、装置构成
DJHK系列低压无功功率动态补偿装置主要由：1.GGD柜（SMC或不锈钢箱）2.JKWDF控制器、3.刀熔开关（或断路器）、4.熔断器（或
合开关及晶闸管的优点，同时克服了三者的缺点。所以，快速开关是当前较为理
想的动态补偿投切开关。动态补偿的特点为补偿速度快，补偿效果好。其优点为： 1、能更好地保证电压质量动态无功补偿装置能在电压下降时迅速进行补偿，使电网电压快速回升，有利于保持电压稳定。而使用静态补偿装置，响应速度慢，稳压的效果有较大差异。 2、能更好地降低线路无功电流及有功电流造成的线损采用无功功率动态（快速）补偿，可及时降低流过线路的无功功率。从而更好地降低有功和无功线损。

SGG智能电容器

SGG-NM-X智能低压谐波抑制无功补偿模块产品名称: SGG-NM-X智能低压谐波抑制无功补偿模块产品信息:产品特点与应用SGG-NM-X智能低压谐波抑制无功补偿模块(下称产品)是针对用电网络谐波含量一定，普通电力电容器不能正常运行的情况下而设计，主要特点如下：1) 采用高品质工业型低压电力电容器，无油化设计，安全性高；2) 采用无涌流投切开关，技术先进，性能稳定可靠；3) 采用闭环电路，磁路不饱和，无能源消耗，无电磁辐射；4) 采用特殊的技术与工艺，能有效的抑制高次谐波和涌流，抑制3～9次以上谐波效果明显；5) 模块化结构，组合灵活，扩容方便，安装简单，便于维护；6) 智能网络，485通讯接口，可以接入后台计算机，进行配电综合管理；7) 采用分散控制模式，20万次无故障投切，高可靠性；8) 人性化的人机界面，操作简单，维护方便，利于现场故障查找；9) 内加SH防爆器及温控装置，提高严重谐波场所下运行可靠性；10) 节能效果显著，有效提高功率因数，降低电能功耗，改善电能质量。

SGG-NM-X智能谐波抑制无功补偿模块主要应用在谐波电流为40%以下的场所(如变频器等设备)，既能满足无功补偿，改善功率因数，又能消除高次谐波对系统的影响，提高用电质量。

主要功能◎滤波功能有效的抑制高次谐波和涌流，对高次谐波形成低阻抗通路。

对谐波具有吸收泄放作用，能消除高次谐波对电容器的影响，保护电路及电容器过载，防止电容器过热、绝缘介质的老化、自愈性能下降，使用寿命降低。

◎无涌流投切功能与专用电容投切开关配合，无投切涌流。

◎分相补偿功能分相补偿型产品，各相电容可以分别投切，提高无功补偿精度，使三相无功不平衡得到良好补偿。

◎测量功能配电电压、电流、无功功率、功率因数测量；CT相位与变比自动测量、校正；各台电容器三相电流、体内温度测量。

◎保护功能回路电流速切、过流保护；电容器过压、欠压保护；电容器过温、断相、三相不平衡保护，当电容器温度超过65度，电容器整机退运保护，提高使用寿命，确保系统安全运行。

无功补偿原理、方法

⽆功补偿原理、⽅法前⾔《国家电⽹公司农⽹“⼗⼀五电压质量和⽆功电⼒规划纲要》提出，纲要指导思想为：以公司“新农村、新电⼒、新服务农电发展战略为指导，以安全、质量、效益为核⼼，坚持科技进步，全⾯提⾼农⽹电压⽆功综合管理⽔平，持续改善供电质量，降低电能损耗，为社会主义新农村建设提供优质、经济、可靠的电⼒供应。

切实达到《国家电⽹公司电⼒系统电压质量和⽆功电⼒管理规定》的“⽆功补偿配制应按照分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，以分散为主；⾼压补偿与低压补偿相结合，以低压为主；调压与降损相结合，以降损为主”的要求。

⽆功补偿的原理在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；⼀种是有功功率，⼀种是⽆功功率。

有功功率是保持⽤电设备正常运⾏所需的电功率，是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。

⽆功功率⽐较抽象，它是电路内电场与磁场的交换，在电⽓设备中建⽴和维持磁场的电功率。

它不对外作功，⽽是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电⽓设备，要建⽴磁场，就要消耗⽆功功率。

⽆功功率决不是⽆⽤功率，它的⽤处很⼤。

电动机需要建⽴和维持旋转磁场，使转⼦转动，从⽽带动机械运动，电动机的转⼦磁场就是靠从电源取得⽆功功率建⽴的。

变压器也同样需要⽆功功率，才能使变压器的⼀次线圈产⽣磁场，在⼆次线圈感应出电压。

因此，没有⽆功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。

（打个⽐⽅，农村修⽔利需要开挖⼟⽅运⼟，运⼟时⽤⽵筐装满⼟，挑⾛的⼟好⽐是有功功率，挑空⽵筐就好⽐是⽆功功率，⽵筐并不是没⽤，没有⽵筐泥⼟怎么能运到堤上?）在正常情况下，⽤电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得⽆功功率。

如果电⽹中的⽆功功率供不应求，⽤电设备就没有⾜够的⽆功功率来建⽴正常的电磁场，这些⽤电设备就不能维持在额定情况下⼯作，⽤电设备的端电压就要下降，从⽽影响⽤电设备的正常运⾏。

但是从发电机和⾼压输电线供给的⽆功功率远远满⾜不了负荷的需要，所以在电⽹中要设置⼀些⽆功补偿装置来补充⽆功功率，以保证⽤户对⽆功功率的需要，这样⽤电设备才能在额定电压下⼯作。

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低压智能无功补偿系统的设计与应用
摘要本文介绍了无功补偿原理，分析了传统无功补偿系统与智
能化无功补偿系统的优缺点。重点介绍了智能化无功补偿系统的设
计与应用，智能化无功补偿控制器和智能电容器间的通信设计以及
远程无线监控系统的设计与研究，通过典型案例的设计和运行数据
分析，验证设计的合理性、安全性。
关键词智能化；无功补偿；无线监控；短信报警；谐波分析
中图分类号tm761 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）
85-0139-02
1 无功补偿的原理及发展方向
1.1 无功补偿的原理[1]
将电容器和电感并连在同一电路中，电感吸收能量时正好电容
器释放能量，而电感放出能量时电容器却在吸收能量。它们之间产
生能量的交换，即感性负荷所吸收的无功功率，可由电容器所输出
的无功功率中得到补偿。
如图1，设电感性负荷需要从电源吸取的无功功率为q吸，设置
无功补偿装置后，补偿无功功率为q吸，则电源输出的无功功率减
少为q’=q吸-q吸，功率因数由cos提高到cos’，视在功率s2
减少到s1。视在功率的减少可相应减少供电线路的截面和变压器的
容量，减少设备投资成本。则有：，电压损耗计算公式：。由此可
以看出，采用无功补偿措施后电源输送的无功功率减少了，相应的
也使电网和变压器中的功率损耗下降，提高供电效率。
1.2 无功补偿系统的发展方向
随着智能电网建设步伐的加快，电力设备智能化已经成为了趋
势，因此，电力设备需在状态监测、状态检修、遥视等方面做相应
的技术改进，无功功率补偿系统在电力供电系统中承担着提高电网
功率因数、降低无功损耗、提高用电效率、改善供电环境的重要作
用，在我国，电力浪费数量巨大，部分地区电网质量严重超标，在
配电系统中用户消耗的无功功率约占总功率的50%～60%[2]，其余
的无功功率全部消耗在电力配电系统中；因此，合理的设计或改造
这个供电系统，有利于减少电网损耗，提高电网质量；而智能化无
功补偿能满足坚强智能电网的要求，能实现“电力流、信息流、业
务流”的高度一体化融合。
电力设备的智能化需求成为了无功补偿系统发展的动力和方
向，因此，近年来，智能化的无功补偿系统渐渐成为了市场需求的
主体，而传统的无功补偿系统由于自身结构复杂、接线繁琐，不易
维护等原因，渐渐被智能化无功补偿系统超越甚至取代。
2 智能无功补偿系统的设计
如下图2所示，此智能无功补偿控制系统由智能综合集成模块、
智能无功补偿控制器、数据集中通讯器、远程数据中心（监控软件）、
报警中心和客户端组成。
其中，智智能综合集成模块和智能无功补偿控制器间通过rs485
通信接口连接，其间没有像传统无功补偿那样有复杂的二次线连
接，大大降低了二次接线的难度，减少接线时间。远程数据中心、
报警中心和数据集中通讯器间采用cdma无线传输通信方式，这种
通信方式对距离的要求较低，能实现数据快速传输；数据中心和客
户端采用互联网网络接入方式，这种通信方式通用性强，成本较低，
为用户降低运行成本。
2.1 智能综合集成模块介绍
智能综合集成模块采用一体式设计，内有干式电容器、滤波电
抗器、智能测控单元（采用单片机设计）、晶闸管复合开关和线路
保护单元组成，智能控制模块内传感器可采集电容器运行时的电
流，可采集电容器电压等参数，通过数据传输给无功补偿控制器，
从而实现过压、欠压、过流、缺相、开关故障、三相不平衡保护等；
此智能模块采用“过零投切”技术，确保电容器投切时无涌流产生，
除去涌流对电网的冲击。回路串联滤波电抗器，降低非线性谐波电
流对电网的危害。此系统可实现系统自愈功能，当有一台智能综合
集成模块出现故障时，系统可将故障设备切除，将另外一台正常设
备做主机，重新构建起新的补偿系统，从而达到系统自愈的功能。
智能无功补偿控制器有液晶显示面板，可显示运行参数，让用户对
补偿系统运行情况一目了然。
此智能综合模块可替代传统无功补偿系统中的控制器、熔断器、
接触器、热继电器、电力电容器、指示灯、电流电压表，安装、维
护方便，节省安装空间，减少二次接线，减少维护。
2.2 配电监控系统介绍
该系统由监控软件平台、智能采集单元、数据集中通讯器、远
程服务器及报警中心组成。用户可通过监控平台远程监控补偿系统
的运行情况，可监控补偿系统的功率、功率因数、电流、电压等参
数。此系统还可以通过自带开关量和外接开关量监控模块等实现开
关量的监控和报警功能。配电监控系统使用的无线数据集中通讯模
块带有4路dc24v开关量输入。当开关量状态发生变化时，监控模
块便会将此变化上传至远程数据监控平台。通过对监控系统软件的
设置，用户可在用户端软件或以收到短消息的方式收到此开关量变
化信息，最大限度保护设备安全。
3 应用实例设计
根据对某造船厂调查，该造船厂有用到变频器、计算机、焊接
设备、起重机等设备，这些设备的广泛应用，会产生大量的高次谐
波，而高次谐波对电力系统的影响很大，谐波能使变压器及电动机
发热而降低效率，也能使线路过载发热，开关跳闸。经调查发现该
厂电网功率因数大多在0.7～0.8之间，本次设计选取补偿前功率
因数为，补偿后功率因数为，变压器容量为2*1600kva，根据所需
要的补偿容量qz的计算公式，为最大负载月平均有功功率，按照
公用变变压器最大负载率为75%计算，容易算得单台变压器补偿容
量qz=1600*0.75*（1.02-0.484=643.2kvar），根据以上计算，得到
船厂10kv配电室低压补偿容量为每台变压器需要640kvar的补偿
容量。
3.1 补偿方案设计
图3为补偿控制方案一次图，图中选取tcd型无功晶闸管开关
模块作为投切开关，tcd型无功晶闸管开关模块是一种能够对电力
并联电容器进行快速投切的电子型功率器件模块，其电气结构主要
由大功率反关联晶闸管模块、隔离电路、触发电路、同步电路、保
护电路及驱动电路组成，并配有控制开关导通或截止的接线端子，
控制逻辑电压0v（截止）、12v（导通）[3]。
针对此项目设备会产生大量谐波，且非线性负荷大于60%，因此
需设置有源滤波器抑制谐波产生；由于该厂有大量5次及以上谐波，
因此选取p=7%的电抗器，有效电流=66a；这样既能抑制高次谐波产
生，增加电容器寿命，又能避免系统发生谐振[4]。由于回路中串
联了电抗器，电容器两端电压会有所升高，因此对应于7%的电抗器
选用电容器电压为480v。
3.2 散热系统
当补偿容量≥200kvar，需强迫风冷，最小流量（m3/h）≥0.75
倍补偿容量，考虑到散热要求和系统的可靠性，每面补偿柜内装设
两个轴流风机，当其中1个风机出故障停止运行时，另一个风机的
通风量能满足系统通风量的要求[5]。
4 补偿效果测试
为检测实际效果，用数字式谐波分析仪对变压器运行情况进行
监测，发现补偿投入后比补偿投入前谐波大大降低。该智能无功补
偿装置投入运行后，有效地抑制了高次谐波，没有出现谐波放大
现象。且该智能无功补偿系统运行良好，没有发生设备出现误跳闸
情况，系统运行稳定。平均功率因数由投入前的0.7～0.8提高到
投入后的0.95以上，完全满足配电系统的运行要求。
5 结论
本文通过智能化无功补偿系统的原理分析与案例设计，达到正
确合理选择无功补偿系统的效果，该系统不但能满足智能电网建设
的要求，能实现对补偿系统的远程监控及数据遥测，而且能降低设
备故障率，提高设备运行的稳定性，减少谐波对电网的污染。
参考文献
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北京：机械工业出版社，2006.