低压智能电容器的功能与应用

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高, 对电力工业的增长方式提出了新的要求。电力工业发展在保持适度增长的同时，须切实转变电力增长方式，实现从重视增加数量和规模到重视提高质量和效率的转变。提高电网运行质量，加强电网的优化控制成为目前电力系统的重要任务。2006年国家电网公司文件“国家电网科(2006)324号”《关于印发〈国家电网公司新技术推广纲本〉的通知》指出“十一五”期间，公司将大力推广应用小型化、少占地、绝缘化、无油化、少维护、节能 降耗、信息集成、智能型、节能型设备。2007年5月，南方电网公司也召开节能降耗工作电视电话会议，贯彻落实全国节能减排工作电视电话会议精神, 明确南方电网公司节能降耗的主要任务。提岀在“十一五”期间，要优化、完善电网结构，提髙电网输电能力和利用效率，降低输配电损耗。到2010年, 综合线损率达到6.3%。

因此，开发满足以上节能降耗要求的低压智能电容器具有重要的意义。

一、开发背景

目前多数电网的线损中，由于解决无功补偿严重不足，配网线损占了相当大的比例。按“全面规划、合理部局、分级补偿、就地平衡”的原则，开发应用新型低压无功补偿，实现无功就地平衡，以降低线损,是有效提高供电质量的手段°

为了建设节约型社会，《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位 国内生产总值(GDP)能耗降低20%左右等一系列资源节约的约束性指标。提出了加强资源节约和循环利用技术的科技攻关和产业化，开发和推广资源节约和综合利用技术,加快资源节约新技术、新产品和新材料的推广应用。电力系统无功平衡，特别是配网系统的无功平衡，是降低电力线路损耗、提高供电质量的较为直接、有效的技术手段。

现有的无功补偿多是采用一台无功补偿控制器来控制多台电容器完成投切，这种控制结构虽然简单，但在使用过程中如若配变测控终端出现故障，那么电容器将无法继续使用，影响供电系统的正常供电，同时现有的无功补偿箱还存在结构复杂,电路连接凌乱、体积大、维护复杂等问题。

智能低压电器是电力系统迈向智能化的基础。近年来，随着微机电子技术、数字控制技术、通信与网络技术的高速发展和广泛应用，国内外智能电器得到了长足的发展。电器向集成化、模块化、智能化型式发展。智能化、集成化、网络化、可靠性、可用性、可维性、节能、环保、安全成为智能电器发展的主流。低压智能电容器正是在智能电器总体发展柜架上开发出来的全新一代低压无功补偿装置。它由测控单元、晶闸管复合投切单元、保护单元及电力电容器等组成，跨越性的替代原来由智能控制器、熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的无功补偿成套装置。改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械式接触器或机电一体化开关作为投切电容器的投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好、功耗更低、体积更小、节约成本更多、使用更灵活、维护更方便、 使用寿命更长、可靠性更高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。

二、低压智能电容器的结构

低压智能电容器给电网提供一种体积小、可独立进行无功补偿的智能化电器，可以克服现有技术的不足。它包括智能电容器外壳，在外壳内集成有低压塑壳断路器、晶闸管复合开关、智能测控单元和低压自愈电容器,并且在外壳上装设有进线端和出线端。

低压智能电容器原理图如图1，综合测控单元是智能低压电容的核心，给智能电容器的晶闸管复合开关提供投切依据、下达投切命令、监测电容器温度、监测电路工作状况等，并将低压智能电容器的运行工况和采样数据通过网络总线(RS485) 接口向上一级传输设备上传，终可到达用户的后台管理系统。

三、低压智能电容器的功能

与现有传统无功补偿技术比较,低压智能电容器自身就具备对采集信号的处理和执行能力，在配变测控终端出现故障时还可继续稳定准确工作，实现低压无功自动补偿功能，个别电容器故障后自动 退出，并不影响其余电容器工作；低压智能电容器的进线端和出线端为插拔式接线端，这样可以方便线路连接，提高安装维修速度。测控单元可对各台电容器的内部温度和各台电容器的三相电流进行测量，进而实现各台电容器的过温保护和过流、断相、三相不平衡、漏电流保护，并能实现从控制器、开关电器到电容器的完整的自诊断功能。电容器的过温度反映电容器的工作过电压、过谐波、环境过温和本身漏电流等情况，设置过温度保护有效地延长电容器的使用寿命。完整的自诊断功能减少用户的运行巡视工作量和方便对设备故障的自行查找和处理；且具有零投切功能，即电压过零电容器投入、电流过零电容器切除，达到可靠投切100万次。同时具有体积小，节能、扩展方便等优越性，在经济条件受到制约时还可不安装配变测控终端独立使用，有很好的使用和推广价值。