摘 要 通过对近几年来无功补偿成套装置质量检验中心所检测的低压并联电容补偿装置及控制器产品的技术性能和测试结果的比较，剖析了各类产品各自的特点及存在的问题；并对低压并联电容补偿装置及控制器产品的发展趋势提出一些看法。
关键词 并联电容器 控制器 技术性能 发展趋势
Technical Performance Comparison of Lowvoltage Shunt
Capacitor Installations and its Development Trend
1 前言
低压并联电容器装置安装在低压配电网中，采用自动投切并联电容器组，以期改善功率因数，达到无功就地平衡。它在补偿电网所需无功，降损节能，提高电压质量，增加电网输送能力和电气设备利用率等方面，取得了明显的技术经济效益。
因此，低压并联电容器装置及其主要部件低压无功补偿控制器这两大产品的市场前景很为各厂家所看好，纷纷开发有各自特色的产品，以满足不同用户的需要。通过对近18个厂家的20种不同规格型号的低压并联电容器装置，和13个厂家的14种不同规格型号的低压无功补偿控制器进行型式试验可看到，各类产品无论是功能方面或是电气性能方面，都在不断地完善和改进，产品的控制机理更趋合理，动作更加可靠，达到了预期的无功补偿效果。以下就整个补偿装置及其核心部分—低压无功补偿控制器的技术性能特点进行分析比较。
2 产品技术性能分析
2.1 低压无功补偿控制器的技术性能比较
从功能上看，各厂家的控制器产品都能根据相应的输入模拟量的变化实现自动循环投切。从技术上看，这些控制器产品均采用了硬件和软件的密切配合来实现控制功能。其硬件装置的作用是对电压信号、电流信号采样，把它们转换成适合微机测量的信号。其软件是对采样的模拟量进行分析并作出合理的判断，发送控制信号去投切电容器组。不同厂家的产品又有其各自的特点。
2.1.1 不同控制物理量的比较
各厂家的控制器产品根据控制物理量的不同，可分为三类：以无功功率为控制物理量的控制器、以功率因数为控制物理量的控制器以及电压、无功综合控制的控制器。从控制策略来看，无功功率控制或电压、无功综合控制的控制器控制更加合理；采用功率因数控制如不采取措施会产生投切振荡问题，但比较直接、明了。而同样都采用功率因数控制的产品也有其不同之处：传统的采用功率因数作为控制物理量的产品存在着低负荷时的投切振荡问题，这在1997年前送检的产品中较为普遍。而近两年的控制器产品在这点上有了较为显著的改进，这类控制器都有超低负荷判断、闭锁功能，防止了振荡。
2.1.2 模拟信号采样方式的比较
各厂家的控制器产品根据采样方式的不同，可分为两类：取线电压作为电压信号，相电流作为电流信号或取同一相的电压和电流信号。低压三相交流配电系统，其三相负载是不平衡的，故采用线电压、相电流的采样方式相对而言较为合理。
2.1.3 执行标准的比较
在14种规格的控制器产品中，绝大部分规格的控制器按照1996年颁布的电力行标《低压无功补偿控制器订货技术条件》进行检测，其余的产品按照机械部颁布的专业标准ZB K44 001－89《低压无功功率自动补偿控制器》和各厂的企业标准进行测试。
根据不同的标准，对产品的试验要求和试验内容有所不同。执行电力行标的控制器具有以下一些优点：
(1)测量准确度高。在行标中规定：当输入电压模拟量的值在80％～120％额定值、输入电流模拟量的值在50％～100％额定值范围内变化时，应保证控制器电压测量准确度为0.5级、电流测量准确度为1.0级；当电压和电流之间的相位角Ψ在0°～＋60°及0°～－30°范围内变化时，应保证控制器无功功率及功率因数测量准确度分别为2.5级和1.5级。执行电力行标的控制器在内部元件的选型上比较严格，使得测量结果较为准确。
(2)控制器的电气性能不受电源电压和频率变化的影响。在行标中规定：按规定的参数(即电压偏差：－20％～＋20％，波形：正弦波，总畸变率5％，频率：50±5％Hz)，其中每一项按选定极限变化(其余为额定值)，控制器电压、电流、功率因数及无功功率测量准确度应分别符合0.5级、1.0级、1.5级和2.5级要求；如控制物理量为功率因数，动作误差应在－2.0％～＋2.0％之间；如控制物理量为无功功率，动作误差应不大于±20％。而执行机械行业标准的控制器无此要求。对于控制器采用测量电压信号与电流信号过零的时间差来得出两者间的相位差，这种算法的前提是电网中的交流电压波形周期是固定的，所以一旦改变了电源频率，其周期也会相应地变化，从而影响了测量结果。执行电力行标的控制器在算法上采取了一些措施。所以这类控制器可以不受到频率变化的影响。
(3)抗干扰性能好。在电力行标中规定：控制器电压模拟量输入端叠加干扰试验波(频率为100 kHz的衰减振荡波，电压幅值为共模2500 V、差模1000 V)，在干扰条件下动作误差应不大于±20％(控制物理量为无功功率)或不大于±2.5％(控制物理量为功率因数)。只有采取了抗干扰措施的控制器才能通过试验考核，保证安全可靠运行。
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