中心議題：

• 電容補償裝置的投切開關方式和特點
• 晶閘管電子開關模塊的內部功能

解決方案：

• 過零觸發模塊
• 抑製過電壓阻容吸收裝置
• 散熱裝置

無wu功gong補bu償chang是shi電dian力li係xi統tong運yun行xing的de基ji本ben要yao求qiu。為wei了le在zai電dian力li係xi統tong運yun行xing中zhong進jin行xing無wu功gong平ping衡heng
，必bi須xu對dui各ge種zhong電dian力li負fu荷he所suo需xu的de無wu功gong功gong率lv進jin行xing補bu償chang。無wu功gong補bu償chang的de方fang法fa有you調tiao相xiang機ji補bu償chang和he電dian容rong器qi組zu補bu償chang等deng
，其qi中zhong最zui為wei有you效xiao和he易yi於yu實shi施shi的de是shi在zai靠kao近jin負fu荷he點dian的de地di方fang進jin行xing就jiu地di無wu功gong補bu償chang。由you於yu無wu功gong補bu償chang掛gua接jie在zai電dian網wang上shang主zhu要yao是shi通tong過guo自zi動dong投tou入ru和he切qie除chu電dian力li電dian容rong器qi來lai達da到dao補bu償chang效xiao果guo
，因yin此ci，控kong製zhi電dian容rong器qi投tou切qie的de開kai關guan元yuan件jian性xing能neng對dui整zheng個ge裝zhuang置zhi的de質zhi量liang和he穩wen定ding性xing起qi著zhe非fei常chang關guan鍵jian的de作zuo用yong。目mu前qian
，國guo內nei的de無wu功gong補bu償chang產chan品pin控kong製zhi器qi普pu遍bian采cai用yong交jiao流liu接jie觸chu器qi或huo可ke控kong矽gui作zuo為wei開kai關guan元yuan件jian來lai控kong製zhi電dian容rong器qi的de通tong斷duan。
　　
1電容補償裝置的投切開關方式和特點
　　
電容式補償裝置的投切開關主要有交流普通接觸器
、帶預設電阻的專用接觸器和晶閘管電子開關等方式。
　　
1.1普通交流接觸器
　　
交流接觸器的價格低、通(tong)用(yong)性(xing)強(qiang)

，但(dan)在(zai)用(yong)於(yu)電(dian)容(rong)器(qi)投(tou)切(qie)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)浪(lang)湧(yong)和(he)脈(mai)衝(chong)過(guo)電(dian)壓(ya)，有(you)時(shi)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)絕(jue)緣(yuan)擊(ji)穿(chuan)或(huo)接(jie)觸(chu)器(qi)觸(chu)頭(tou)燒(shao)損(sun)，容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)接(jie)觸(chu)器(qi)損(sun)壞(huai)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)的(de)使(shi)用(yong)。
　　
1.2電容投切專用接觸器
　　
電(dian)容(rong)投(tou)切(qie)專(zhuan)用(yong)接(jie)觸(chu)器(qi)是(shi)在(zai)普(pu)通(tong)交(jiao)流(liu)接(jie)觸(chu)器(qi)的(de)主(zhu)觸(chu)頭(tou)上(shang)加(jia)裝(zhuang)了(le)限(xian)流(liu)阻(zu)抗(kang)器(qi)件(jian)
，這(zhe)種(zhong)改(gai)進(jin)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)投(tou)切(qie)不(bu)頻(pin)繁(fan)時(shi)能(neng)起(qi)到(dao)一(yi)定(ding)作(zuo)用(yong)
，但(dan)其(qi)抑(yi)製(zhi)電(dian)容(rong)器(qi)湧(yong)流(liu)的(de)效(xiao)果(guo)並(bing)不(bu)理(li)想(xiang)。當(dang)電(dian)流(liu)較(jiao)大(da)時(shi)，其(qi)限(xian)流(liu)電(dian)阻(zu)和(he)主(zhu)觸(chu)頭(tou)也(ye)常(chang)被(bei)燒(shao)損(sun)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)無(wu)功(gong)負(fu)荷(he)波(bo)動(dong)大(da)和(he)電(dian)容(rong)器(qi)投(tou)切(qie)頻(pin)繁(fan)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)往(wang)往(wang)僅(jin)為(wei)一(yi)年(nian)左(zuo)右(you)。因(yin)此(ci)
，這(zhe)種(zhong)專(zhuan)用(yong)接(jie)觸(chu)器(qi)隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)符(fu)合(he)基(ji)本(ben)平(ping)穩(wen)
、三相電壓基本平衡的理想工作條件。
　　
1.3晶閘管電子開關模塊
　　
晶閘管電子開關充分利用了電壓過零觸發、電流過零切除
、開關無觸點、響應速度快等晶閘管特性
，可使電容上的電壓從零快速上升到額定工作電壓。而在斷開時，晶閘管上的電流過零切除．可實現電容器投入無湧流
、切除無過壓
、投切無電弧的快速動態補償功能，故能較好地解決電容器投切時產生的暫態衝擊問題。但是
，晶閘管在導通狀態下存在較大的管壓降(1V左右)，故在工作時，應考慮消耗功率和其產生和散發的大量熱量，而這會使運行和維護的成本加大。
　　
1.4接觸器與晶閘管控製補償設備的性能比較
　　
利用接觸器控製補償設備與用晶閘管控製方法來補償設備的性能比較如表1所列。


　
2晶閘管電子開關模塊的內部功能
　　
晶閘管電子開關模塊主要包括反並聯晶閘管、過零檢測觸發模塊、抑製過電壓的阻容吸收裝置和散熱裝置。
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2.1過零觸發模塊
　　
由you於yu切qie除chu的de電dian容rong器qi上shang一yi般ban都dou有you剩sheng餘yu電dian壓ya

，而er電dian容rong器qi兩liang端duan的de電dian壓ya不bu能neng突tu變bian
，因yin此ci，當dang係xi統tong電dian壓ya和he電dian容rong器qi殘can壓ya的de差cha值zhi較jiao大da時shi，觸chu發fa晶jing閘zha管guan會hui產chan生sheng很hen大da的de衝chong擊ji電dian流liu，而er可ke能neng直zhi接jie損sun壞huai晶jing閘zha管guan。為wei了le實shi現xian動dong態tai無wu功gong補bu償chang裝zhuang置zhi快kuai速su響xiang應ying，同tong時shi又you保bao證zheng投tou切qie無wu衝chong擊ji電dian流liu

，因yin此ci需xu要yao檢jian測ce電dian容rong器qi電dian壓ya和he電dian網wang電dian壓ya。隻zhi有you當dang兩liang者zhe大da小xiao相xiang等deng、極性相同時，才能瞬時投入電容。因此需要加裝過零觸發模塊。目前，從晶閘管兩端取得過零信號的典型觸發電路是MOC3083。MOC3083芯片內部有過零觸發判斷電路，它是為220V電網電壓設計的專門芯片，其芯片的雙向可控矽耐壓為800V。在4、6兩端電壓低於12V時，如果輸入觸發電流
，其內部的雙向可控矽導通。圖1所示是用在380V電網的TSC電路上串聯兩隻MOC3083的過零觸發模塊的內部電路圖。


事實上，在非過零觸發時，其電流衝擊往往能達到穩定值的3倍以上，而當過零觸發時，其電流衝擊一般僅為穩定值的1.5倍，而其電容電壓衝擊僅為穩定值的1.15倍。
　　
2.2抑製過電壓阻容吸收裝置
　　
mokuaiguoyabaohuyibanyekecaiyongzurongxishoufa。duiyuchixushijianjiaoduan
，nengliangbudadeguodianya，yibankezaimokuailiangduanbinglianzurongxishoudianlu，yongxishoudianrongbaguodianyadediancinengliangbianchengjingdiannengliangcunzhuqilai。eryongxishoudianzubudankeyifangzhidianluzhendang，haikexianzhijingzhaguandaotongshidianrongfangdiansuochanshengdekaitongsunhaohedi／dt值。並聯在晶閘管開關模塊的RC值可參考表2。


需要說明的是，阻容吸收電路中的電容應采用交流電容器
，其輸入電壓為380V時
，應采用630V，輸入電壓為220V時，則可采用500V的電容耐壓。
　　
2.3散熱裝置
　　
晶閘管開關模塊在運行過程中，其晶閘管芯片的結溫將升高。為了使結溫維持在125℃最高額定值以下，必須使用散熱器。而且，散熱條件的好壞，也直接影響模塊的安全、穩定和可靠運行。目前，散熱方法有水冷
、風冷(強迫和自然風冷)和熱管冷卻等方法。這裏簡要介紹風冷散熱器的選擇方法。
　　
晶閘管開關模塊的主電路由二個反並聯晶閘管組成。根據模塊內單個晶閘管的通態平均電流IT(AV)、通態峰值電壓VRM
、模塊接觸熱RTHCH
、以及平均功率(PT(AV)=0.85VRMIT(AV)，即可計算出散熱裝置的熱阻RTHCA：


　式中：TC為殼溫(即散熱板的溫度)，TA為環境溫度。
　　散熱板的最高溫度TCMAX，可由下式求得：


式中：TVJ為晶閘管的最高結溫(125℃)
，RTHJC為結到散熱板的熱阻。
　　
求出散熱器熱阻RTHCA後，再選定相應的散熱器的型號規格(DXC-450DXC-616DXC-573)，事實上，散熱器的熱阻應比計算的熱阻小
，即：


若一個散熱器上裝有幾個模塊，則可將∑PT(AV)=nPT(AV)代人式(3)
，並求出∑PT(AV)，然後再選定散熱器。根據可選散熱器的熱阻值(或散熱器的熱阻曲線)即可選定合適的散熱器長度。
　　
在無功補償實際應用中，可將晶閘管電子開關模塊用在TSC低壓無功補償以替代接觸器

，這樣，就可以在開關電壓過零時投入補償電容量，從而避免了衝擊電流的產生和瞬間電網電壓的波動。圖2所示是其工作波形圖。



通過對低壓無功補償裝置兩種投切開關的分析與比較，可以看出，晶閘管電子無觸點開關不但具有過零投切湧流小

、無wu過guo電dian壓ya等deng優you點dian
，而er且qie可ke以yi解jie決jue工gong作zuo時shi的de散san熱re問wen題ti。在zai實shi際ji工gong作zuo中zhong
，其qi操cao作zuo壽shou命ming幾ji乎hu是shi無wu限xian的de，可ke以yi頻pin繁fan投tou切qie


，而er且qie投tou切qie時shi刻ke可ke以yi精jing確que控kong製zhi，因yin此ci，能neng實shi現xian無wu過guo渡du過guo程cheng的de平ping穩wen投tou入ru和he切qie除chu，其qi動dong態tai響xiang應ying時shi間jian僅jin為wei0.01～0.02s，因而是電容投切比較理想的開關。