近年来，随着对供电质量要求的不断提高和节能降耗的需要，无功补偿装置的使用量快速增长。随后各种不同无功补偿装置不断研发推出应用，低压电容器投切开关由简单粗犷到理性精细经历了三个阶段的成长。1、机械式接触器投切电容装置;2、复合开关投切电容装置;3、电子式无触点可控硅投切电容器装置(晶闸管功率模块)。晶闸管功率模块由于其适应性广泛，性能优越，而快速占领市场，成为了无功补偿装置投切开关的主流品种之一。

一、各无功补偿投切开关比较：

1、机械式接触器投切电容装置

接触器投入过程中，电容器的初始电压为零，触点闭合瞬间，绝大多数情况下电压不为零、有时可能处在高峰值(极少为零)，因而产生非常大的电流，也就是常说的合闸涌流。实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寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。为限制合闸涌流可采用串接电抗器及限流电阻，这虽然可以控制合闸涌流在额定电流的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。

2、复合开关投切电容装置

复合开关投切装置工作原理是先由可控硅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，可控硅退出，电容器在磁保持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。但为了降低成本，通常选用两只小功率，低耐压可控硅串联使用，利用可控硅20ms内电流可过载10倍额定电流的特性，过零投入，再用继电器闭合运行。而磁保持继电器触点偏小，且额定机械寿命一般为5万次，从目前投入市场使用情况看，可控硅时有击穿，磁保持继电器也有卡住不动作现象，工作不够稳定，故障率高。

3、电子式无触点可控硅投切电容器装置

可控硅投切电容器，是利用了电子开关反应速度快的特点。采用过零触发电路，检测当施加到可控硅两端电压为零时，发出触发信号，可控硅导通。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。具有无涌流，无触点，使用寿命长、维修少，投切速度快(10ms内)等特点，高端产品更具备了各种保护功能，安全可靠。

二、智能晶闸管功率模块介绍：

TKGD系列智能晶闸管功率模块专为0.4kV电力电容器快速补偿设计的投切开关，能广泛适用于常规用电及冲击性负荷的现场，比如：普通工业用电，电焊机、轧钢、港口行吊、电梯、变频器等各种各样的用电现场。模块采用高速CPU测控，脉冲变压器高可靠触发，具有多重监测保护方案(电流、温度实时监测保护)及快速投切技术，不论电容器的残余电压为任何值，电容器支路都可以实现实时、无冲击地投入，电流过零点断开，不产生合闸涌流，是代替小电流交流接触器和复合开关的最佳产品。

1、模块特点：

无论共补、分补，均实现真正的实时快速投切，响应速度≤10ms;

自主研发，高频脉冲触发稳定可靠;

采用进口可控硅模块，整体使用寿命长;

性价比高，集电流显示、温度显示、智能过流保护、温度保护、缺相保护、可控硅击穿警报、触发功能于一体;

单相、相间、三相共补一应俱全;

安全、稳定，无惧电力系统由于非线性负载引起的谐波畸变,在系统电压谐波畸变率≤12%时，均能可靠投切。

2、应用现场描述：

国内某知名空调压缩机有限公司C2电房4#变压器，变压器型号为SCB-1000/10,容量为1000kVA，电压等级为10/0.4kV，为Dyn11型接线方式，所带负载为焊接机。

原有每台变压器下带三台纯电容补偿柜，总安装容量为600kvar，由于变压器所带负荷为焊机群组，负荷运行变化速度较快，运行一个周期约为400~600ms，原有补偿柜无法跟踪负荷的快速变化，无法正常投切。整个4#变压器供电系统在焊机运行过程中存在大量无功，谐波畸变严重，最大冲击电流高达1820A，三相电流严重不平衡，压降较为明显。造成变压器的铁心磁场饱和，噪声大，功率因数在0.4~0.8波动，变压器电流保护经常动作。

3、解决方案及使用效果：

现拆除原有纯电容补偿柜，更换我司一套低压动态无功补偿兼滤波装置TSFGD-570/0.4，补偿支路分为：3次滤波支路+3次滤波支路+5次滤波支路+固定补偿支路。TSFGD-570/0.4为相间分补低压动态无功补偿兼滤波装置，采用晶闸管模块来控制电容器的投切，响应时间≤10ms，能快速跟踪负荷变化情况，及时投切，达到无功补偿及滤波的效果。装置投入运行后，变压器功率因数由0.6提高到0.95以上，总电流谐波畸变率由21%降至5%以内，装置从2012年运行至今，性能稳定，工作状态良好。

未改造前在4号变压器总出线柜测量的电流波形图改造后在4号变压器总出线柜测量的电流波形图

装置动态补偿支路切除A相平均功率因数趋势图补偿支路自动投运A相平均功率因数趋势图

4、产品适用场所

TKGD系列智能晶闸管功率模块专为0.4kV电力电容器快速补偿设计的投切开关，能广泛适用于常规用电及冲击性负荷的现场。主要包括：

1、0.4kV工业用电;

2、大型楼宇、商场;

3、电焊机;

4、港口行吊;

5、电梯;

6、0.4kV轧钢。

关键词： 晶闸管 功率模块