无功补偿控制器无功补偿控制器是无功补偿装置的核心部件，具有举足轻重的地位，大部分无功补偿装置的生产厂家都是买来控制器然后自行装配整机，具有设计制造控制器能力的厂家不多，能够设计制造出性能优异的控制器的厂家更是凤毛麟角。

现有的低端控制器都是以功率因数为依据进行控制的，这种控制器虽然价格低廉、性能很差，已属于淘汰之列，因此这里不做介绍。

现有的高端控制器都是以无功功率为依据进行控制的，但除此之外，往往将设计重点放在汉字显示以及数据通讯等方面。

其实要真正实现完美的无功补偿控制是一件相当复杂的事情，实现完美的无功补偿控制是无功补偿控制器的主要功能，只有在主要功能相当完善的情况下，才能考虑附加功能。

下面详细介绍一下对控制器的设计要求以及一些基本的设计方法。

1、对测量精度的要求要实现精确的无功补偿就必须对无功电流进行准确的测量。

因为电压的变化范围较小，因此对电压的测量精度要求不高，通常有1%的测量精度就足够了。

通常的情况下，不测量电压也可以实现很好的无功补偿控制，对电压的测量主要是为了实现过压、欠压、以及缺相等保护功能。

对电流的测量灵敏度要求要高一些。

对于使用8位单片机的低档控制器，测量灵敏度要达到1%以上。

注意这里强调的是“测量灵敏度”而不是“测量精度”， 1%的电流测量灵敏度即相当于可以区分1%的电流变化，例如电流互感器的一次电流为500A，则意味着可以区分从100A到105A的电流变化，并不要求100A的电流测量值绝对准确。

对于使用DSP或32位单片机的高档控制器，测量灵敏度要达到0.1%以上，否则就谈不到高档了。

同样的道理，测量的灵敏度要达到0.1%，意味着测量值应该有4位有效数字，但同样并不要求绝对准确。

对无功补偿控制器要求0.1%的测量精度是不现实的，也没有实际意义。

但是控制器的测量值最好能在现场进行校正。

对功率因数测量的灵敏度最好要达到0.001。

准确地说，应该是对相位差的测量要求，因为测量无功功率并不需要使用功率因数值。

这里要强调一点，对无功电流的计算应该使用Iq=I×sinφ的公式来进行计算，而sinφ的值应该根据相位差的值直接进行计算，不能使用sinφ=(1-cosφ2)1/2的公式计算，否则当相位差在0度附近时，cosφ的微小变化会导致sinφ的很大变化，导致sinφ的值误差太大。

例如cosφ=0.99时，对应的相位差是8.1度，对应的sinφ值为0.14，意味着0—0.14之间其他sinφ值检测不到。

对相位差的测量要求达到整个-180—+180度范围。

有一些控制器具有电流互感器接反的自动识别功能，这种控制器以有功必须为正值来判断互感器的正反，相当于-90—+90度范围，这就可能以下的问题：（1）当负荷处于发电状态时会出现检测错误。

（2）当负荷为纯电感或纯电容时，由于有功电流约等于零，可能会将电感误判断为电容或者将电容误判断为电感。

而负荷为纯电容的状态经常会出现，例如负荷为单一大负荷而负荷停机时，无功补偿电容器尚在运行，于是变压器二次电流就变为纯电容电流，如果将这个电流误判为电感电流，控制器就会继续投入电容器，直至将所有的电容器全部投入运行，造成严重的过补偿现象。

2、显示器的选择最常用的显示器件就是LED数码管，LED数码管价格低廉、可靠性高。

最好使用多位组合的LED数码管，这样可以大量减少线路板连线并且减少焊接安装工作量。

很多人比较热衷于使用液晶显示器，液晶显示器可以显示汉字，在有照明的情况下也比较省电，但是液晶显示器的最大问题是低温性能不好，通常在-10℃以下不能正常显示。

所以除非能够确定控制器的使用环境温度在-10℃以上，否则不要使用液晶显示器。

3、参数设定功能对于以无功电流或无功功率为依据进行控制的无功补偿控制器，参数设定功能是必备的。

在控制器制造的时候，电容器的额定容量，电流互感器的变比等参数无法事先确定，只能根据无功补偿装置的实际情况及现场情况进行设定，因此控制器必须具备参数设定功能。

设定的参数应保证不会因掉电而丢失。

最直接的保存设定参数的方法就是使用EEPROM器件，如24C02等。

有一些单片机具有片内EEPROM，这样就可以减少外围器件数量。

还有一些单片机具有在应用编程功能，也就是说，可以在程序运行过程中修改片内FLASH程序存储器的内容。

对于这类单片机也可以将设定参数保存在FLASH 程序存储器中，不过在应用编程的程序设计比较复杂一些。

4、保护功能的设计电容器的过载无非是由于电压过高或者是谐波过大而引起，因此在控制器中设计过电压保护功能是必要的。

在能力允许的情况下，应该在控制器中设计电压谐波检测功能，因为导致电容器谐波过载的根本原因是电压畸变，检测电压谐波就可以实现对电容器的谐波过载保护。

有了过电压保护和谐波过载保护则热继电器就可以取消。

既节省了体积与成本又减少了故障点。

5、电容器的投入与切除控制策略电容器的投入与切除应该分步进行，不应在一步操作中同时投入或者切除多台电容器。

否则过大的电流突变会对系统造成比较大的影响，也不利于实现精确的补偿效果。

同时，对于安装有不同规格电容器的补偿装置，电容器的投切应该尽量简洁，以便尽量减少电容器的投切次数，并且可以最快的满足补偿要求。

不应按最小步进台阶一步一步递增或递减。

例如补偿装置中共有三种规格的电容器，分别为10Kvar、20Kvar、40Kvar，如果测量出所需要的无功补偿量为40var以上，则应该直接投入一台40var的电容器。

同样的道理，当测量出多余的无功补偿量为30var以上，则应该直接切除一台40var的电容器。

6、输出电路的设计通常控制器的输出都是用于控制交流接触器或复合开关，最常见的就是220V交流输出。

输出的路数视要求而定，通常10路就可以了。

最常见的输出元件是电磁继电器，选用电磁继电器的最重要的原则是继电器衔铁本身不能与接点有电连接，不少继电器的衔铁本身就是动接点的一部分，于是继电器铁芯带电，当线圈绝缘出现问题时，强电就会窜入控制部分造成严重损坏。

而对于衔铁与接点没有电连接的继电器，则不会出现强电窜入控制部分的现象。

当电磁继电器接点断开时，由于接触器线圈是大电感电流不能瞬变，会产生很高的电弧电压，因此必须连接阻容吸收元件，否则会产生严重的干扰。

输出元件也可以使用电子继电器，电子继电器的内部是晶闸管，由于晶闸管可以电流过零关断，因此不需要使用阻容吸收元件，并且驱动电压电流都很小,比较容易实现控制。

质量好的电子继电器价格较高。

质量不好的电子继电器容易产生误触发，造成上电时接触器抖动。

输出电路也可以使用双向晶闸管，这时晶闸管的驱动电路稍微复杂一些，但是成本很低,可靠性也可以做得很好。

JKF-8智能无功功率自动补偿柜的补偿原理是什么？变压器1250KV A为何要两无功补偿柜柜子多少是根据柜体型号和补偿容量来定的，如果单个柜体容量不够所以装2台。

无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。

反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。

一、按投切方式分类:1. 延时投切方式延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。

这种投切依靠于传统的接触器的动作，当然用于投切电容的接触器专用的，它具有抑制电容的涌流作用，延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时，电容器造成损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡，这是很危险的。

当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，当负荷呈容性时，如过量的补偿装置的控制器，这是电网的电流超前于电压的一个角度，即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。

通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切，这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。

下面就功率因数型举例说明。

当这个物理量满足要求时，如cosΦ超前且>0.98，滞后且>0.95，在这个范围内，此时控制器没有控制信号发出，这时已投入的电容器组不退出，没投入的电容器组也不投入。

当检测到cosΦ不满足要求时，如cosΦ滞后且<0.95，那么将一组电容器投入，并继续监测cosΦ如还不满足要求，控制器则延时一段时间（延时时间可整定），再投入一组电容器，直到全部投入为止。

当检测到超前信号如cosΦ<0.98,即呈容性载荷时，那么控制器就逐一切除电容器组。

要遵循的原则就是：先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。

如果把延时时间整定为300s，而这套补偿装置有十路电容器组，那么全部投入的时间就为30分钟，切除也这样。

在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。

如果将延时时间整定的很短，或没有设定延时时间，就可能会出现这样的情况。

当控制器监测到cosΦ〈0.95，迅速将电容器组逐一投入，而在投入期间，此时电网可能已是容性负载即过补偿了，控制器则控制电容器组逐一切除，周而复始，形成震荡，导致系统崩溃。

是否能形成振荡与负载的性质有密切关系，所以说这个参数需要根据现场情况整定，要在保证系统安全的情况下，再考虑补偿效果。

2. 瞬时投切方式瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式，应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶，实际就是一套快速随动系统，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器已经发出控制信号了。

通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。

动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。

现在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。

当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。

动态补偿的线路方式(1)LC串接法原理如图1所示这种方式采用电感与电容的串联接法，调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。

从原理上分析，这种方式响应速度快，闭环使用时，可做到无差调节，使无功损耗降为零。

从元件的选择上来说，根据补偿量选择1组电容器即可，不需要再分成多路。

既然有这么多的优点，应该是非常理想的补偿装置了。

但由于要求选用的电感量值大，要在很大的动态范围内调节，所以体积也相对较大，价格也要高一些，再加一些技术的原因，这项技术到目前来说还没有被广泛采用或使用者很少。

(2)采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关，较常采用的接线方式如图2。

图中BK为半导体器件，C1为电容器组。