新型DTSC系列无触点无功补偿装置

李伟华，赵晓君，李亚娟

（1. 哈尔滨轴承集团公司 动能供应公司，黑龙江 哈尔滨 150036；2. 哈尔滨泰来推力轴承有限公司，黑龙江 哈尔滨150036；3. 哈尔滨轴承集团公司 南直轴承分厂，黑龙江 哈尔滨 150036）

1 前言

众所周知，采用无功补偿装置是改善电网质量，提高功率因数的有效的方法。在无功补偿装置的投切方式上，大致可分为两种方式，即采用交流接触器投切和采用无触点开关投切。目前，对无功的补偿大多采用交流接触器作为投切开关，通过控制投入电容器组的数量对电网进行补偿。由于受到接触器操作频率、使用寿命等因素影响，还存在很多不尽如人意之处：一是投切速度慢，如电焊机，工作周期才0.25秒，期间还有几十秒的停顿，而无功也是无规则的变化，这种以接触器作为投切开关的补偿装置投切速度很难与负荷变化的速度相适应，造成系统功率因数不稳定；二是投切浪涌电流大，较大的操作过电压造成电容器过电压或过电流；三是对快速频繁波动的冲击性负荷产生的无功功率不能有效补偿，不能解决这种负荷所带来的电压不稳定及快速变化。

随着电力电子技术的发展，大功率器件已被广泛应用于工业自动化的设备和系统中。尤其是可控硅在交流调压、开关等方面被广泛采用，从而为动态无功补偿器的全面发展奠定了技术基础，DTSC系列动态无功补偿装置就是在这种条件下发展起来的新型无功补偿装置，其响应时间小于20ms，投切次数没有限制，极大的提高了系统的动态响应性能。

2 DTSC系列动态无功补偿装置

该装置主要由HF-100补偿控制器、可控硅开关阀组、L-C滤波电容器组及相应的电器元件组成。

2.1 HF-100补偿控制器

该装置的控制核心采用高速工业级DSP芯片，指令执行周期为6.67ns，能够满足系统对快速性的要求，能够根据电网参数实时监测并计算无功功率和电压控制要求自动输出投切和调节信号，自动补偿无功功率，不需要人工干预，HF-100 补偿控制器特点：

（1）设计相对独立的控制与监测保护模块，使动态无功补偿成套装置实现瞬时投切控制。相关电能质量、配电参数可现场监控及在线遥测、遥控。同时具有过压欠压、三相不平衡、温度等数字化保护功能。

（2）智能瞬时投功控制：采用前馈式信号采集，以负载的实时无功功率为投功物理量，应用瞬时无功控制理论及网压支持算法，在20ms内完成信号数据采集、计算和控制输出。

（3）在线电能质量监测：采用高速信号处理器DSP作为CPU，支持浮点数操作与单周期指令，采用FFT算法精确检测计算各项参数(电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率)；可存储记录整点数据、累计数据及各种事件，数据存储时间180天以上；配置多种通讯规约，实现远程在线监测、浏览和设置。

（4）数字保护：过压欠压保护、温度控制保护、断电保护、缺相保护、不平衡保护及过流和短路保护等数字化的保护功能。

2.2 可控硅开关阀组

这种补偿装置采用可控硅作为电容组无触点投切开关，投切过程无涌流、无冲击、无过压，不引入暂态谐波。投切速度快，在20ms内完成L-C滤波器组的投切。

2.3 L-C滤波器组

电容滤波器组采用高通、带通组合式结构。电容器采用专业厂制造的真空浸、阻燃、防爆、自愈、滤波电容器、基波电流与谐波电流比大于1：2.5。

3 DTSC系列动态无功补偿装置特点

3.1 跟踪速度快

该装置能快速跟踪电力系统无功变化，实现动态响应投切，装置总动态响应时间<20ms，20ms内实现信号数据的采集、计算和控制输出，完成L-C滤波器组投切响应。

3.2 适用负载种类多

根据负载的实际情况，可分类进行不同种负载的补偿。按对象的平衡关系，可分为三相共补、三相分补及混合补偿；按主电路拓扑关系，可分为星型连接、角型连接及混合连接；很据不同的电压又可分为不同的电压等级。

3.3 结构设计合理

采用独立风道设计，晶闸管散热均匀，冷却风力集中，强度大，有效提高晶闸管散的散热效果。结构简单，元件紧凑，安装维护方便，防护措施充分。

4 DTSC系列动态无功补偿装置应用领域

4.1 机械、煤炭、化工、造船等重工业负载

机械、煤炭、化工、造船等重工业负载负荷变化较快，电压波动大，功率因数低，要求补偿速度快。采用DTSC系列动态无功补偿装置能够快速准确的补偿系统无功，提高功率因数，稳定系统电压。减少用电费用，杜绝电费罚款现象，减轻企业负担。

4.2 区域变电站及箱式变电站

DTSC系列动态无功补偿装置采用柜式安装，可方便的安装在箱变系统中，能够快速准确的补偿系统无功，提高功率因数，稳定系统电压，可以在不增容的情况下，满足更多用户对电能的需求。

5 结束语

通过分析工厂供电过程中损耗的原因，找到了节能降耗的途径和方法，从而为企业节约用电，提高经济效益奠定了技术基础，具有很高的实用价值。