模塊化無功補償技術的發展及應用
1．我國無功補償技術現狀的分析
1.1無功補償技術的現狀
（1）以純電容器補償形式為主
由於電容器是非常脆弱的部件，而現在電網中有大量的諧波存在，在采用純電容器形式對係統進行無功功率補償時，諧波電流經常被放大，造成用電設備、補償電容器、投切開關及相關元件的損壞；
（2）以接觸器作為投切開關的方式為主
采用接觸器作為投切電容器的開關時，響應速度較慢，在用電設備無功變化較快且有衝擊性負載的係統中，不能實施有效地跟蹤補償；電容器投入時，會產生較大的湧流；電容器切除時，會產生較高的過電壓；電容器再次投入之前需要充分的放電；
（3）以等容循環投切的控製策略為主
采用等容循環投切的控製策略時，分組較粗、補償精度較差；用電係統長期處於欠補償狀態，平均功率因數低；
（4）一般采用普通型控製器
普通型控製器的抗乾擾能力差，經常出現誤動作或死機現象，不適合（或不能夠）在有諧波的係統中工作；控製器的功能比較簡單，不能滿足先進（需要多種保護功能）的補償係統的控製要求；
（5）以三相共補的補償形式為主
在三相不平衡的負載係統中，不能實施有效地分相補償；
（6）保護措施不完善或冇有，在補償設備出現異常時，不能實施有效的保護；
（7）櫃體結構
成套裝置的製作一般采用分離元、器件，櫃體內部結構複雜，組裝工藝難度大；
（8）元器件整體質量水平不高
由於元器件分彆在不同的生產廠家購買，而元器件質量水平參差不齊，各種元器件之間的參數配合（匹配）不準確或不合理，造成補償設備運行不可靠，故障率高。
1.2現有補償技術及裝置帶來的**現象：
（1）質量、性能很差的產品長期主導我國無功補償設備的市場
由於低質量的產品的大量生產並被安裝、使用，對公用電網造成了嚴重的“汙染”，已經影響到整個電網的電能質量及**運行，同時，也製約了電力係統的發展；
（2）對補償係統要求較高的場所的設備，長期被國外“品牌”的產品所占領；
（3）維修工作量大、費用高
據有關部門的調查、統計資料得知，我國在用的傳統無功補償裝置，真正能夠正常運行並起到作用的還不足30％，也就是說，大部分的補償設備不能正常工作或不能滿足其設計要求，這不但浪費了大量的人力和物力，而且冇有起到節能的作用，造成了社會資源極大的浪費，*終用戶也產生了額外的費用支出；
1.3原因分析
（1）隨著我國現代工業進程的飛速發展，電網結構發生了巨大的變化，鑒於大量的非線性負載（整流器、變頻器、開關電源等電力電子設備）的廣泛應用，使得電網中的諧波大量存在，諧波對電能質量的影響越來越嚴重；
（2）舊的傳統觀念的影響
由於各方麵對“電能質量”概念的理解、認識不到位，對電網被“汙染”後所可能造成的後果及影響重視不足，而且僅考慮眼前或局部的利益；
（3）標準水平低且執行不力
目前我國與“電能質量”相關的國家及行業標準、法規嚴重滯後，現行標準的水平太低，許多方麵甚至處於空白狀態。即使現行的標準，其執行及監督力度也遠遠不夠，甚至在不少地區及行業存在著“有法不依”的現象。
（4）設計水平滯後
由於電網結構及負載係統的變化，部分工程設計人員在先進的濾波及無功補償係統（設備）設計方麵的經驗不足，對具有新功能電力、電子元器件的了解不夠，而多數情況下在項目設計時，往往對負載設備的種類及工況等信息不了解，導致新型、先進的補償技術及設備遲遲不能麵世；
（5）成套產品結構及工藝落後
目前絕大多數無功補償成套設備生產企業，仍在采用分離元器件及傳統的組裝工藝生產補償櫃，故其存在的固有缺陷及造成的後果仍在繼續；
（6）用戶要求低或不明確
目前電力部門對新項目審批時，往往隻要求配置無功補償設備以滿足功率因數達標，對其它方麵則關注的較少，而且在補償設備運行後，其對電網造成的影響及是否能夠正常使用等方麵的監督、控製也就無能為力了（所能做的也隻是收取無功罰款）。
而用戶為了降低投資成本，就會隻關注補償設備的**成本，隻要能夠驗收，其它方麵的要求也就不考慮了，這也為低劣質量的補償設備提供了市場空間。
（7）鑒於以上的種種原因，國家和企業繼續重複投入大量的人力、財力加裝無功補償裝置，但其並冇有起到應有的作用（大多數補償設備在投入運行後冇有多久就損壞了或不能造成使用），造成了負載係統平均功率因數低，電網損耗大，給國家及企業造成了很大的浪費。
2．無功補償技術發展方向
2.1在采用電容器對電網進行無功功率補償的同時，諧波對電網造成的不利影響已是不可回避的問題，也就是說不考慮諧波的影響因素，而單純進行無功補償的時代已經過去，對負載係統進行無功補償的同時，必須兼顧對諧波治理。
2.2純電容補償設備將逐步退出曆史舞台，在歐美等發達國家供電部門早已禁止純電容補償設備進入電網。
2.3新型電力元、器件、遠程監控及智能化技術已逐步應用；各種保護措施越來越完善；在歐美發達國家模塊化技術及模塊產品，早在20年前已開始廣泛的應用。模塊化技術及產品在我國必將得到重視及推廣應用：
（1）由於模塊化技術需要采用大量的新型電力電子元器件，且能夠配置多種保護單元，故由模塊化產品製作的補償設備，其功能、性能質量及運行可靠性的方麵相對於傳統的補償設備來說，將是根本性的變革。
（2）模塊化產品的出現，為具有強大功能的補償設備的設計、製作提供了強有力的保障，是智能化的基礎。
3．模塊化產品的概念、特點
3.1模塊化產品的概念
（1）模塊或組件產品：是將電容器、投切開關及保護單元等分離元器件，集中安裝在一個框架內，使之具有相對獨立補償功能的投切單元，外加濾波電抗器後可以組成濾波單元。
（2）模組產品：是將電容器、電抗器、投切開關及保護單元等分離元器件，集中安裝在一個框架內且具有相對獨立功能的投切單元。
3.2模塊化產品的特點
（1）模塊化產品的出現代表了無功補償技術先進的發展方向。模塊化產品的出現是無功補償及濾波裝置的重大變革，是未來市場的主流，該產品的應用能明顯改善電能質量，延長電氣設備使用壽命，其保護措施齊全，**可靠。
（2）模塊化產品符合國家無功補償技術發展趨勢。模塊化產品在歐美發達國家得到了廣泛的應用，證實該產品的優越性，模塊化產品所用的元件都經過模組廠家的精心設計匹配測試，元件之間達到*佳匹配，然而國內成套廠家隻是采購不同元件簡單組合，元件之間未能達到*佳匹配狀態，因而其成品就會出現這樣或那樣的質量問題。因此模塊產品的推廣應用將是行業的大勢所趨；
（3）質量責任的明確性，責任方的歸屬性。采用模塊化產品，使質量責任更加明確，原成套廠要麵對多家供應商，如果產品出了問題，元器件廠商會相互推諉責任，甚至把責任推向設計院，認為設計方案不合理，然而如果采用模組，就不會出現這樣的情況。模塊上的任何元件出了問題，由模塊廠家負責到底；
（4）服務理念的重大變革。選用模塊化產品應用是集售前、售中、售後全方位的服務過程，包括設計選型，組裝調試，運行後數據測試等**的技術支持，而對於原來單一的元器件廠是無法做到這種服務的。因此模塊廠家的服務是傳統單一的元件廠家服務的重大升級。
上海坤友電氣有限公司集多年的濾波補償經驗，吸收引進國外的先進器件，設計並製造了一款既可以濾除電流諧波，又能濾除電壓中的高次諧波的節能濾波補償模塊。
本節能濾波補償模塊是基於無源“LC”濾波裝置的集成單元，其工作原理的一部分等同於分立元件的無源“LC”濾波裝置，諧振頻率一般而言設定在H5次位置，但每回路的裝機容量不大於30KVAR（基波補償容量24.8KVAR）。本說明書所涉及的裝置，僅對於H5次諧波電流的濾除起作用，它的**個功能，主要用於對電路元件進行快速過電壓保護。它能“吸收”功率高達數千瓦的浪湧信號。具有體積小、功率大、響應快、無噪聲、價格低等諸多優點，它的應用十分廣泛，如：家用電器；電子儀器；儀表；精密設備；計算機係統；通訊設備；音、視頻輸入；交、直流電源；電機、繼電器噪聲的抑製等各個領域。它可以有效地對雷電、負載開關等人為操作錯誤引起的過電壓衝擊起保護作用。它可以保護變壓器以後的所有電路元件。它可以對橋式整流器及以後的電路元件實行過電壓保護。
當電路中由於雷電、各種電器乾擾出現大幅度的瞬態乾擾電壓或脈衝電流（電壓）時，它在極短的時間內（*高可達到1×10−12秒）迅速轉入反向導通狀態，並將電路的電壓箝位在所要求的**數值上，從而有效地保護電子線路中精密元器件免受損壞。乾擾脈衝過去後，其箝位電壓低於電路中其它器件的*高耐壓，因此起到了對其它元器件的保護作用。能承受的瞬時脈衝功率可達上千瓦，其箝位時間僅為1PS。
為此，上海坤友電氣有限公司技術人員經過幾年的摸索實踐，以人性化的設計方法，將主要元器件高度集成，自成係統，這就為用戶提供了更廣闊的使用空間，為開關櫃廠提供了更多的選擇餘地。同時，也使檢修維護工作，變得更加靈活、方便。
自上海坤友電氣有限公司推出節能濾波補償模塊後，深受用戶和開關櫃廠的歡迎，相信上海坤友電氣有限公司倡導的模塊化技術必將成為 無功補償行業的新標準。
Ø 適配性強：可以與國內外各種櫃型輕鬆配套，隻需將接口連接即可。每個模塊對外提供兩個接口：電網接口和控製接口。
Ø 增容、減容方便：每個模塊自成係統，可如搭積木般自由組合，所想即所得
Ø 結構緊湊：安裝容量較傳統固定式安裝增加倍多
Ø 可根據係統諧波含量選擇選擇針對不同次數諧波的投切模塊，保護電容，防止諧振，減少諧波汙染
Ø 內置冷卻風扇，自動控製風扇啟動
Ø 結構設計合理，接線簡單，安裝調試、檢修保養方便
本節能濾波補償模塊主要是為0.4KV係統中的異步電動機、直流電動機、變頻電動機等負荷，以及實驗室的儀器、控製部分的用電等量身定做的就地補償和集中補償裝置，尤其是對於改造型的工程，它占地少，一般一台外形為“1000×800×2200（寬×深×高）的櫃殼內，可以安裝20台模塊（折合為裝機容量：600KVAR），安裝工作量小。也可以作為就地補償的選單元，安裝於需要補償和濾波的用電器旁邊。但是，本節能濾波補償模塊不是萬能的，它不適用於中頻爐、電弧爐、電焊機及其它鐵磁諧振產生的諧波；係統中含有較高的H3次諧波時，需安裝濾除H3次諧波的回路，方能投入本裝置。
