（时间：2009年03月31日 消息来源：中国电力采购网）
随着我国国民经济连续多年的高速增长，现有供电设备虽经多次改造，仍然难以满足日益增长的电力负荷需求，全国各地已已不同程度地出现了缺电和拉闸限电的现象。解决电力供应紧张的问题，除了加快发电厂建设以外，采用合理的无功补偿也不失为一条有效的途径。做好无功补偿工作，不但可起到扩大现有输变电设备供电能力、改善电能质量、降低线路损耗、缓解供电能力不足的作用，而且还能取得良好的经济效益，如延长供用电设备的使用寿命、降低用户的电费支出等。
无功补偿的重要性及其解决问题的现实性，目前已得到了业内共识，各地也相继安装了许多不同形式的低压无功补偿装置，但从其使用的效果来看却不尽相同。本文就低压无功补偿装置电容器投切器件选型问题，提出一些浅见，以起到抛砖引玉的作用，并希望能为实际工作提供一点参考。
低压无功补偿电容器的投切器件较多，其投切的平稳度和使用寿命也相差很大，下文将分别加以说明：
1 用带预投电阻的接触器作电容投切开关的补偿装置(MSC)
接触器投入过程中，电容器的初始电压为零，而触点闭合瞬间，电网电压极少为零，因而产生非常大的电流，也就是常说的合闸涌流，试验表明合闸涌流严重时可达电容器额定电流的50倍，这不仅影响电容器和接触器的使用寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。采用串接电抗器和加入限流电阻来抑制涌流，虽然可以控制在额定电流的20倍以内，但从长期运行情况来看，其故障率仍然非常高，维修费用较高。
1.1 优点
.功耗低，温升小。由于触头的接触电阻很小，发热量低。
.初期投入低。
.短路能力强。
1.2 缺点
.触头易烧毁或粘结，影响了电容补偿装置的寿命。
.维护费用高。
.对电网冲击大
.投切速度慢
一些生产企业在在普通交流接触器的主触点上加装了一套限流阻抗。但不理想，当电流较大时，其限流阻抗和主触点被烧毁的现象时有发生。特别在无功负荷波动大，电容器投切频繁的情况下，其实际使用寿命一般仅在一年左右，就必须进行检修或更换。产品按标准JB7113-93要求，装置的最后一组电容器投入运行瞬间产生的涌流应限制在电容器组额定电流的20倍以下(通常为10倍左右)。
1.3 适用环境
负荷基本平稳、且三相电压基本平衡、无功变化很慢的较理想工作环境下使用。
2 用晶闸管作电容投切开关的装置(TSC)
晶闸管投切电容器，是利用了电子开关反应速度快的特点，采用过零触发电路，检测当施加到晶闸管两端电压为零时，发出触发信号，晶闸管导通。此时电容器的电压与电网电压相等，因此不会产生合闸涌流，解决了接触器合闸涌流的问题。但是，晶闸管在导通运行时，结间会产生一伏左右的压降，通常15Kvarδ型接法的电容器，额定电流为22A，则一个晶闸管所消耗功率约为22w。如以一个150Kvar电容柜来算，运行时其晶闸管投切装置消耗功率可达600w，而且都变成热量使机柜温度升高，同时晶闸管有漏电流存在，当末接电容时，即使晶闸管末导通其输出端也是高电压。
2.1 优点
.具有过零检测、过零触发的优点，无合闸浪涌电流冲击
.无操作过电压、无电弧重燃。根本上解决了电力电容器投切时交流接触器触点烧结而损坏的不良情况。
.投切速度极快。最快可达5ms的投切响应时间。
2.2 缺点
功耗大，散热系统设计复杂，可靠性降低。
晶闸管元件在导通状态下有较大的管压降，大电流通过时，产生很高的温升，需要用温控开关控制轴流风扇或水冷设备散热。散热器件中的机械旋转运动易损器件，存在着一定的不可靠性，散热系统一旦停运，就会影响装置的正常运行，因此降低了TSC无功补偿装置的可靠性初期造价高。瞬时过载力差。
2.3 应用
电气铁道、电焊机、压塑机、冶炼厂等要求快速跟踪场合。 ∮
3 用复合开关做电容投切开关的装置(TSC+MSC)
复合开关投切装置工作原理是先由晶闸管在电压过零时投入电容器，然后再由磁保持继电器触点并联闭合，晶闸管旁路，电容器在继电器触点闭合下运行。因而实现了投入无涌流运行不发热的目的，但为了提高装置的性价比，利用晶闸管在短时间内电流可承受过载多倍额定电流的特性，通常可选用小功率、低耐压晶闸管，过零投入，再用继电器闭合运行。通断瞬间由晶闸管完成，运行通流由磁保持继电器经脉冲电压触发使触点吸合而完成，低功耗、不发热、无谐波、安全可靠;投切速度介于接触器和晶闸管无触点开关之间，适用范围大。
3.1 优点
.故障率低，寿命长。在过零点合闸分闸(需特别指出的是，复合开关的过零投切指的是晶闸管两端的压降电压为零)，不产生电弧，无合闸浪涌电流冲击，无接触器触点烧结损坏现象。
.由于磁保持继电器在工作时，线圈瞬间吸合恒磁保持，线性电子自动转换，同极磁斥力释放，不受电网电压波动影响，不弹跳、不拉弧、不烧线圈、不烧触点，无噪音，抗雷击，无电磁污染等优点。由于磁保持继电器结构不同于“电磁保持交流接触器”，线圈毋须带电保持磁性，这极大的的降低了设备本身的功耗，也使得在无事故状态下，设备使用寿命也大大延长，可靠性极高，近乎于实现了器件的免维护、免更换。相比而言，传统“电磁保持交流接触器”虽然沿用了几十年，但它是存在严重缺陷的不可靠产品。在工作时，线圈瞬间吸合电磁保持，线圈升温快和触点受电网电压波动影响而不恒定，会产生弹跳、拉弧、烧坏主触点及线圈，可靠性很差。
.功耗低，波形无畸变。实验数据表明，复合开关热损耗功率较低，仅相当于DZ型空开的接触热损耗。正常情况下，当运行一年后，TSC开关的耗电量为约为复合开关的4~5.2倍
.正常导通时，继电器触点工作，导通电阻小，热损耗低。
.初期投入适中。无需增加散热系统费用。
.投切速度较快。引入了微处理器电容残压检测，投入速度加快。
.后期维护少，费用低。
3.2 缺点
抗短路能力一般。电容故障或出厂人为短路会受损坏。
3.3 适应环境
在无功变化较快的场合。
4 几种电容投切开关的比较
|
|
投切响应时间 |
过零投切 |
期初投入价格 |
维护费用 |
故障率 |
寿命 |
功耗 |
涌流 |
短路能力 |
适应的无功变化 |
|
带预投电阻的接触器 |
慢 |
不过零 |
低 |
高 |
高 |
低 |
低 |
大 |
强 |
慢 |
|
晶闸管 |
快（5ms） |
过零 |
高 |
高 |
中 |
中 |
大 |
很小 |
差 |
极快 |
|
复合开关 |
较快 |
过零 |
中 |
低 |
低 |
长 |
低 |
很小 |
差 |
较快 |
值得注意的是，无论低压无功补偿装置采用的是何种电容投切开关，在谐波严重的使用环境中均需搭配电抗率大小合适的电抗器使用才能使无功补偿效果达到最佳，还可以有效的延长装置的使用寿命，使用户投资的效果最大化。
综上所述，要使低压无功补偿装置真正实现节能降耗、延长供用电设备使用寿命、提高经济效益的目的，就必须真正做到合理选型，以确保无功补偿设备满足具体的使用要求。作为无功补偿装置的使用者和制造者，在关注设备成本的同时，还应该充分考虑装置的性能优劣，从而获得最大的综合经济效益。
