低压配电无功补偿装置投入补偿电容离不开性能优越的低压无功功率自动补偿控制器(比如昌晖YR-GFBS型)，本文对控制器不做深入介绍。按照国家规范规定，补偿电容器采用机电开关投入，涌流不能够超过100倍电容器额定电流，如果采用晶闸管或复合投切，涌流不能够超过电容器额定电流的5倍。这里所说的涌流，是有前提条件的，是指电容器补偿柜内的其它电容器都处于正常工作状态下，再把最后一组电容器投入，这最后一组电容器的投入时的涌流被规定为电容器的投入涌流。
1、机电开关投切
投切电容器的机电开关一般是电容器专用投切接触器，一般情况下是满足要求的，不过触头容易烧蚀，为此要加大接触器的容量，而且要采用电容器专用接触器，此种接触器带有投入时传入过渡电阻。例如，电容器额定容量20kvar，额定电压0.4kV，额定电流28.8A，可选择额定电流50A的电容器专用接触器(一般不小于电容器额定电流的1.65倍)。投切电容器用接触器采用CJ19比CJ16效果好，前者接头端子是螺栓固定，不易松动，后者是插入压接式，受热胀冷缩的影响，容易松动。
接触器投切成本低，维护容易，但投入冲击电流大。机电开关可以使用上述专用交流接触器，也可以使用磁自保持接触器，相比之下使用磁自保持接触器的效果更好，因为磁自保持接触器只有在接通或者断开瞬间控制线圈耗电，其余时间控制线圈因断电而不耗电，因此可以使补偿装置的自耗电降至最小。
采用接触器还有一个不足之处，那就是投入与切除电流变化大，即陡度高，从而造成过电压的产生，对电容器不利。由于触头容易烧坏。不适合频繁投切。
2、复合开关投切
所谓复合开关实际是晶闸管与接触器的并联组合。在投入电容器的过程中，首先使用晶闸管电压过零触发来实现电容器的无涌流投入，然后用接触器来保持电容器的正常连续运行，晶闸管退出运行，这样就避免了入电容器时的涌流，又避免了晶闸管连续运行时的损耗及谐波的产生。在切除电容器的过程中，首先接通并联晶闸管，然后断开接触器，最后在电流过零时发触发信号，使晶闸管电流过零关断，这样就避免了接触器断开时的电弧烧蚀，提高了接触器的寿命。复合投切装置可以与电容器、电抗器、数显表及液晶显示等组合在一个壳体内，形成智能型补偿电容器单元，此种电容器组合单元得到广泛应用。
实际运行实践中，复合投切装置故障率比较高，主要是接触器、电容器、晶闸管等元件集中在一个壳体内，散热不容易，另外，晶闸管对电压变化率(dv/dt)很敏感，对过电流的承受能力不强，因此晶闸管是复合开关的薄弱环节。
不论投入或切除，晶闸管都是瞬时工作，与晶闸管平时一直接入回路不同，如果晶闸管始终处于工作状态，它的额定电流要比复合投切用的晶闸管大得多，复合投切中的晶闸管是瞬时工作的，这样它的额定电流就小了，节约了投资与损耗。复合投切用的晶闸管由于容量小，容易击穿，不适合525电容器电压回路。
3、同步开关投切
同步开关也是机电开关之一，同步开关投切是近年来最新发展的技术，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开，也就是采用机械开关达到电压过零投入，电流过零切除的作用。对于控制电容器的同步开关，就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，在电流为零的时刻断开，从而实现开关接点的无电弧分断。采用机电开关来代替晶闸管进行过零投切，必须采用微处理器驱动机电开关，采用高精度采样回路，控制机电开关准确闭合或断开，要求微处理器高可靠性及高的控制精度，要求机电开关动作灵敏才行。
同步开关技术是传统的机械开关与现代电子控制技术的完美结合产物，使机械开关重新焕发青春，使机械开关在具有独特技术性能的同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。对于三相同步开关，三相接点必须能够分别动作才行，三相接点同时动作的开关不能够实现同步开关的功能，因为三相电流及电压相位相差120度，也就是三相电流或电压分别过零的。同步开关的机械开关部分可以是电控的真空开关或者磁保持继电器，具备动作迅速，固有动作时间短的特点。由于同步开关没有晶闸管部分，因此同步开关比复合开关的结构简单得多，可靠性也高得多。但是为了控制接点的同步投入与切除，同步开关的控制装置要复杂得多。通常使用普通的纯硬件电路不能实现如此复杂的控制操作，一定要使用32位单片机来进行控制。
为了实现同步开关功能，控制机构必须对电源的周期及相位进行准确地检测。由于机械开关接点的动作较慢，通常从发出驱动信号到接点动作到位需要若干毫秒的延时时间，因此控制装置必须能够首先确定接点的固有动作时间，以便提前发出动作信号，从而保证接点在需要的时刻动作到位。通常的开关在接通与断开的过程的固有动作时间是不同的，因此控制机构在接通与切除的过程中要使用不同的提前量。由于机械接点的动作迟后时间受环境以及电源等诸多因素影响，因此控制机构必须具有一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步操作，这也是同步开关的关键技术所在。
4、纯晶闸管投切
由于晶闸管接入主回路，而且在工作期间一直接在主回路中，晶闸管容量大，晶闸管PN结压降大，造成损耗大，例如晶闸管本身压降1.5V，通过40A的电流，要产生60W的损耗，因此一般要强制通风散热及铝合金散热底座。晶闸管体积大，安装空间大，成本高，维护困难，可靠性比较差。它的优点就是实现跟踪实时补偿，实现电压过零投入电容器，电流过零切除电容器，但在实际运行中，也很难做到比较准确地过零投切。
笔者体会到，一般情况下，无功功率的波动是正常的现象，不但不必实时补偿，而且还要延时一定的时间，当功率因数的确低而且稳定时，再投入补偿电容器也不迟。在很多情况下，虽然从总体上看，无功负荷多，功率因数低，但它的用电设备也多，比较大的无功功率设备少，造成功率因数波动不大，不必采用晶闸管实时投切，或者虽然个别设备无功功率大，无功功率波动也大，但这种设备比较多，从总体上看，变电所母线上无功功率波动却并不大。由此可见，采用接触器投切也是可行的，它的投资低，维修更换容易是其它投切装置不可比的，因此，不能认为接触器投切是过时的，也不能够认为选择接触器投切是落后的设计。采用晶闸管实时投切，晶闸管耗电量太太，而且要加强制散热装置，造成结构复杂，从昌晖仪表的实践经验看，即使采用晶闸管投切，但难能够做到过零投切，从回路保护用熔断器经常熔断，可以判断晶闸管没有做到过零投切。
对于单台设备，容量大，无功功率大而且无功波动也大，可采用晶闸管就地实时无功补偿是合适的。
5、各种投切装置的价格比较
有源滤波器(APF)用于无功补偿，性价比最低，采用接触器投切，投资最少，下面就各种投切装置一般需要人民币数。
①接触器投切(MSC)................26元/kvar
②复合开关投切........................33元/kvar
③晶闸管投切(TS).....................45元/kvar
④无功发生器(SVG).................100元/kvar
⑤有源滤波器(APF)..................110/A
此数值只供参考，不同厂家，不同的质量及不同的时期，有不同价格。采用有源滤波器(APF)可以进行无功补偿，但性价比太低，非常不合算。采用无功发生器(SVG)可以实现实时动态连续补偿，但投资较高，一般在35kV系统中得到广泛应用，在低压系统中应用比较少。
作者：汤继东
