前  言

无功补偿技术在过去的几十年里得到了发展，无论是在高压场合还是低压场合，相关无功补偿设备的产品已经越来越成熟，例如并联电容器、静止无功补偿器、静止无功发生器等产品已成功应用到无功补偿领域，相应的国家标准也被逐步制定和实施，提升了电网的电能质量，节约了电能，起到了合理应用电能和环保的作用。

在低压配电网中，无功补偿产品已经被广泛应用，例如在开关柜等成套设备中都已经配备了无功补偿设备。在无功补偿产品中，以电容器为主要器件对感性无功负荷进行无功补偿的产品占有相当大的比例，基于电容器的无功补偿设备有低压并联电容器、晶闸管投切电容器等。从电容器补偿无功的发展历史看，投切开关器件的发展对产品的性能起到了至关重要的作用。例如，从机械投切开关到晶闸管投切开关的应用，提升了电容器无功补偿装置的性能； 复合开关结合了机械投切开关和晶闸管投切开关的优点，解决了过零投切与器件损耗的矛盾。随着机械开关和智能控制技术的发展，尤其是磁保持继电器性能的完善与发展，基于磁保持继电器的同步开关技术(复合开关的一种)被应用到投切电容器的无功补偿装置中。投切开关技术不断更新，相应的低压电容器无功补偿设备也在更新换代。

在低压电容器无功补偿设备中，无功补偿控制器作为独立的二次设备产品得到了广泛应用。无功补偿控制器实现了电网参数的测量、无功功率的计算与多路投切指令的生成，可根据补偿容量的需要安装多路投切开关和电容器，无功补偿控制器驱动相应的多路投切开关来投切电容器进行无功补偿，例如在晶闸管投切电容器装置中应用无功补偿控制器连接到晶闸管上，投切与晶闸管串联的电容器进行无功补偿。低压电容器无功补偿技术逐步向智能化发展，在传统的无功补偿产品基础上，产生了智能电容器产品。智能电容器是包含一次设备和二次设备的独立个体，包含以低压电力电容器为主体的一次设备，以智能测控处理器为控制核心的二次设备。它是通过具有过零投切功能的开关来投切电容器的模块化低压无功补偿装置，集成了现代测控技术、网络通信技术、自动控制技术、电力电子技术等先进技术。智能电容器在模块化、集成化基础上实现了智能化的无功补偿功能。智能电容器由智能控制模块和电力电容器两大部分组成，包括智能测量系统、过零投切系统、保护系统、通信系统、人机对话系统、电力电容器等模块。模块化的单独个体组合起来使用替代原来成套的无功补偿装置。每一台智能电容器都是一个独立的无功补偿装置，多台智能电容器也可以通过通信系统构成智能电容器组来进行无功补偿。

智能电容器的智能化和模块化特点方便了该产品的应用和推广。本书主要介绍智能电容器的开发设计与应用技术，较系统地讲述了智能电容器无功补偿的基础知识、基本原理、设计过程、生产过程、质量要求及应用技术等。本书注重装置的具体设计技术和工程应用技术，结合了智能电容器装置及产品的设备内部结构、设计方法、设计原则等设备设计层面的内容和工程设计、工程应用等应用层面的内容。本书可作为从事智能电容器装置及产品设计和制造的技术人员以及产品应用的技术人员的参考书，从本书中可同时了解到产品设计和工程应用的相关技术。

本书共分为9章。其中第1章介绍了无功补偿设备的发展历史与智能电容器产品的兴起和发展过程，总结了智能电容器的特点。第2章介绍了智能电容器的结构与模块化技术。第3章主要介绍了智能电容器主电路的结构和参数的设计原则与方法。第4章介绍了作为智能电容器产品核心部件的控制器的功能和设计技术。第5章主要针对控制器的控制方法中的关键技术与难点进行了总结。第6章和第7章列举了两个设计实例，以具体说明智能电容器控制器的设计方法。第8章介绍了智能电容器仿真技术。第9章介绍了智能电容器工程设计与应用。

本书由赵国鹏和刘涛合作撰写，赵国鹏撰写了第1、4、5、6、7、8章，刘涛撰写了第2、3、9章。全书由赵国鹏统稿。

厦门明翰电气股份有限公司在本书的撰写过程中给予了很多帮助，在此表示诚挚的感谢！

由于智能电容器是最近几年出现的新产品，技术处于不断发展过程中，是一项偏重实践的技术，并且智能电容器产品没有标准的设计原则和最优的设计方法，加上作者在产品设计和工程应用经验水平方面的限制，

书中难免存在错误和不妥之处，敬请广大读者加以批评指正，以完善本书。

作者

2024年6月