概述

随着电力电子技术、智能控制技术和信息通信技术的发展，电力新技术、新设备的不断涌现，近年来随着城乡电网改造的进行和低压供电装置中使用的感性负荷越来越多，无功补偿技术在各地低压配电网的公用配变得到广泛应用,但目前低压无功补偿设备还存在一些不足之处，主要有：

（1）结构复杂，功率密度低。低压无功补偿设备由开关、交流接触器、热继电器、熔丝、电容器等组成，元件众多，需要较大空间，不能采用接插安装，采用散装接线方式。运行过程中，一旦故障，故障元件调换困难，不利于故障现场快速处理；容量的可调整性差，产品一旦形成，容量的调整特别是容量的增加十分困难， 产品不易标准化、规范化，产品质量一致性无法保障。

（2）投切开关多采用机械式交流接触器、机械式固态继电器或可控硅。机械式交流接触器、机械式固态继电器响应速度较慢，在投切过程中会产生冲击涌流，使用寿命短；可控硅投切机构则发热量大，长期工作还产生谐波影响电网运行。

（3）无功控制策略不完善。未能全面考虑电压的平衡关系与区域的无功优化，仅以电压、功率因数、无功电流为控制物理量。

（4）采集单一信号，采用三相电容器，三相共补。这种补偿方式对于负载如果主要为居民用户时则不适用，三相负荷很可能不平衡,导致各相无功需量也不同，采用这种补偿方式会在不同程度上出现过补或欠补，同时对无功补偿设备本身的工作电流、温度及交流无功耗开关、电容器等元件状态无法检测，设备故障后，现场故障确诊困难，对维护人员技术水准要求高，不利于故障现场快速处理。

针对上述情况，我公司开发了WMRC09无触点模块化动态智能无功补偿，装置主要特点有：

（1）插拔式模块化结构。融合电力电子、计算机、软件、通信、电力等技术将数据检测、投切机构、电容器、保护、通信等所有功能元件集成在一个单元内，形成标准化模块，结构与功能模块化，根据用户不同要求自由组合，设备直街插拔安装无需接线，便于设备在使用现场的维修与调整。

（2）实施自主专利技术，采用先进的无触点路由投切。可控硅和路由无功耗开关无缝软连接，采用微机智能控制，实现过零投切，投切成功后，无功耗开关投入，可控硅再退出，运行功耗低、涌流小、谐波影响微弱，可控硅、无功耗开关和控制电路的使用寿命长。

（3）采用三相隔离式真空电容器，每台电容器由三台采用圆柱型铝制外壳真空封装完全隔离的电容器组成，彻底解决电容器漏液、鼓肚、爆炸的顽疾。

（4）采用智能型无功控制策略，每相独立精准补偿，以无功功率为控制物理量依据模糊控制理论智能选择电容器组合，自动及时地投切电容器补偿无功功率容量。三相共补模块与三相分补模块完全兼容，可灵活配置。

（5）数据采集方式灵活，三相与单相采用用户自选，同时可对自身故障进行自诊断，通过显示屏和通信口可直接显示、输出故障及其故障类型，利于现场故障查找和确诊。

（6）高功率密度，融合电力电子、通信、计算机众多先进技术，模块体积小，功率密度高，一台无功补偿柜最大单柜容量达1000Kvar，单装置最大补偿容量达2000 Kvar，单装置间可联网组成最大补偿容量12000Kvar装置。

（7）主动保护系统。每个模块都带高速数字微处理器，因此可对过压、过流、欠压、过温、缺相等所有故障进行主动保护，有效延长模块寿命并减少售后服务。

（8）通信。充分地考虑设备的可持续性使用，采用标准的RS232、RS485接口，也可根据用户特殊要求配置Modem、现场总线、红外、蓝牙等，与配网自动化装置有机结合。

二、原理。

WMRC09无触点模块化动态智能无功补偿采用模块化结构，由若干台无功补偿模块并联组成，每台补偿模块内均有三相隔离式真空电容器，无功补偿模块有三相共补模块和三相分补模块两种，单模块最大补偿容量为40Kvar。模块间采用CAN总线通信，包括DSP、采样、显示、投切、三相隔离式真空电容器在内的所有元器件均集成在模块内部。无功补偿模块采集三相电压、三相电流等数据，经过信号调理、A/D转换，CPU根据无功功率、电压双重物理量控制无功功率补偿，采用路由智能过零投切装置，将可控硅与无功耗开关并接，过零投切，使模块化智能动态无功补偿装置在接通和断开的瞬间具有可控硅的优点，而在投入工作时又具有无功耗开关无功耗的优点，其实现方法是：投入时是在电压过零瞬间可控硅先过零触发，稳定后再将无功耗开关吸合导通；而切除时是先将可控硅投入，无功耗开关断开，可控硅再过零断开，从而实现电流过零切除，由于是可控硅过零投切，因此无涌流冲击，无触点；延时后由无功耗开关吸合、导通，不会产生谐波，并且导通后采用无功耗开关工作，无功耗开关的接触电阻小，无触点模块化智能动态无功补偿装置平时可控硅不耗电，因而不发热，彻底避免了可控硅的烧毁现象，同时也对同机运行的其它电器不造成危害，真正达到了节能降耗的目的，无合闸涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃、无谐波危害。三相共补模块和三相分补模块既可单独使用，也可混合使用，可组成三相共补装置、三相分补装置和三相共补、分补混和补偿装置。WMRC09无触点模块化动态智能无功补偿装置最多可配置100台无功补偿模块，单装置最大补偿容量为4000Kvar.四、产品特点

1）采用模块化结构，完全由无功补偿模块组成，所有元器件均集成在无功补偿模块内部,直接并联即组成智能无功功率补偿装置,随时可扩展调整补偿容量。

2）采用无触点路由投切电路，过零检测、过零触发，投切瞬间由可控硅导通、关断，工作时由无功耗开关导通，无涌流、无温升、长寿命。

3）采用三相隔离式真空电容器。传统电容器三相封装一个马口铁外壳内，考虑相间绝缘一般采用蜡或油作为填充物，运行后，电容器内温度升高，超过蜡的熔点后，蜡由固体化为液体状态，马口铁外壳采用焊接工艺密封，一旦接口锈蚀或本身焊缝不严密即导致蜡液或油泄露，形成漏液；同时传统电容器采用方形或椭圆型外壳，一旦电容器内部压力变化即引起马口铁外壳两侧凸起且无法复原形成鼓肚；再者传统电容器无压力保护装置，一旦电容器内部压力超过外壳承受值即引起电容器爆炸。目前市场也有引进国外采用圆柱型外观电容器，但因为体积较传统电容器更小因而绝缘介质要求更高，一般采用六氟化硫作为绝缘介质，氟化物由于对地球臭氧层的破化作用已在国际上被广泛禁止使用。三相隔离式真空电容器由三台采用圆柱型铝制外壳真空封装完全隔离的电容器组成，电容器采用一次冲压成型的铝制外壳，在没有外力直接作用的情况下，能永久保持外形的稳定性，电容器内部采用真空封装，杜绝漏液的可能性，同时电容器内部均装备过压力保护装置与放电装指标，在电容器内部压力超过设定值后自动切断该相电容，模块在检测到该相电容缺相后自动将该电容器切除并报警。彻底解决电容器漏液、鼓肚、爆炸的顽疾。

4）采用智能型无功控制策略，采集三相电压、三相电流等信号，跟踪装置中无功的变化，以无功功率为控制物理量，以用户设定的功率因数为投切参考限量，依据模糊控制理论，根据配电装置三相中每一相无功功率的大小智能选择电容器组合自动及时地补偿无功功率容量，依据“取平补齐”的原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，使补偿精度更高。

5）模块内置高性能、低功耗双核高速数字微处理器，自动检测、控制、保护模块，对模块自身工况实时检测，通过显示用户可随时了解装置工况。

6）模块采用高性能A/D芯片，保证数据的采集准确性，使补偿精度更高。

7）半导体元件均采用TI、NS等国际知名品牌，并按工业级标准严格筛选以确保产品的可靠性。

8）多级防雷、防过压体系，电压、电流、温度等多重保护确保在现场运行的可靠性。

9）采用标准通信接口，可方便纳入配网自动化装置。

10）每个模块均配置快速断路器，超过额定电流时在10ms内迅速断开，避免总开关跳开。

11)投切机构采用原装进口大功率可控硅与西门子无功耗开关，质量可靠，一致性好。

12) 补偿方式灵活，既可三相共补，也可三相分补，还可三相混合补偿，三相分补与混合补偿还可智能分级补偿。

五、技术参数

四、机械参数

无功补偿主模块外形尺寸                      无功补偿模块外形尺寸

柜型适用及单柜最大容量：

  采用WMRC09模块化无功补偿组屏对柜体无特殊要求，可适用于柜体深度在600mm以上的如GGD、GCK、GCL、MGD、DOMINO、MNS、GGD、GGL、PGL等所有柜型，宽度为800mm的柜体一层可以安装4台模块；宽度为1000mm的柜体一层可以安装5台模块；宽度为1200mm的柜体一层可以安装6台模块；未配备抑制谐波电抗器的情况下，标准高度为2200mm的单台柜体推荐安装2层模块，最多可安装3层模块，即宽度为800mm的柜体最多可以安装12台模块，总容量为480Kvar；宽度为1000mm的柜体最多可以安装15台模块，总容量为600Kvar；宽度为1200mm的柜体最多可以安装18台模块，总容量为720Kvar。柜体间可联机使用，即单套模块化无功补偿最大可组成2000Kvar系统。在配备抑制谐波电抗器的情况下，单台柜体最多安装两层模块，即宽度为800mm的柜体最多可以安装8台模块，总容量为320Kvar；宽度为1000mm的柜体最多可以安装10台模块，总容量为400Kvar；宽度为1200mm的柜体最多可以安装12台模块，总容量为480Kvar。

五、产品应用

1）设备就地补偿应用。WMRC09模块化智能无功补偿装置由于所有采样、投切、电容器、显示等元器件均集成在模块内部，因此可以无需专用箱（柜）体安装，在200Kvar以下时可以直接在用电设备（如电动机）旁或配电箱中安装。

2）户外补偿箱中应用。对户外配电变压器进行补偿时，可安装在柱上型户外箱内，体积小，安装维护方便，结构简单。

3）无功补偿柜应用。WMRC09无触点模块化动态智能无功补偿装置独立组柜安装时，由于模块化结构，外形尺寸一致，因此可实现标准化制造，工艺一致性好，功率密度高，同时可以随时对补偿容量进行调整，便于扩容。

4）低压成套设备就地补偿。WMRC09模块化智能无功补偿装置,体积小,结构简单,全智能管理,可在计量柜、配电柜、厂矿配电设备、箱式变电站内安装，如GCK、GCL、MGD、DOMINO、MNS、GGD、GGL、PGL等柜体和美式、欧式及国产箱式变电站中均可安装。

六、混合补偿

  单相负载的日益增加，带来了三相不平衡导致三相共补的传统无功补偿方式无法有效补偿，使无功补偿设备无法投入使用给用户带来损失，针对三相不平衡，我公司推出三相分补模块，根据三相实际情况分别对每一相进行精确分别补偿，保证三相平衡且补偿效果良好，鉴于三相不平衡的普遍特征，建议客户采用混合补偿模式进行配置，一般分补容量为总容量的20％～40％，如有特殊情况，请咨询我公司。