TSC低压动态无功补偿是采用晶闸管作为开关，投切电力电容器组、实现无功补偿的装置。该装置能有效改善用电负荷的功率因数，具有显著的节能效果；同时在TSC系统中采用特定的电感器，可有效防止谐波放大、有效吸收大部分谐波电流，达到谐波治理的目的。

一、Elspec公司介绍

    Elspec是在国际上领先进行动态无功补偿和滤波的公司，在全球有4个工厂（以色列、葡萄牙、美国），总部位于以色列Caesarea Industrial Park，主要市场在欧洲、亚洲、美洲，具有遍及全球的业绩、全球性的销售网络，Elspec公司在全世界40多个国家有销售，北美的通用电气、施耐德用Elspec的产品OEM后去销售，西门子每年从Elspec采购1000万美金的设备，可以看出该产品在国际上的地位。

    Elspec的动态电容柜在同类产品中最为先进，Elspec的Equalizer产品在业内唯一能真正做到5-20ms投切全部电容器组。采用无触点电子开关及专利的过零检测、投切技术，具有真正的Real time 和 Transient-free的优秀品质，克服了浪涌冲击电流、装置使用寿命大大提高，电容器平均统计寿命长达10年之久，技术、性能领先于许多“准实时动态补偿柜”，受到了世界各国的青睐。在科技水平发达的美、日、德、俄、英等国的许多行业都有十分出色的业绩，主要用户包括世界知名汽车商，如本田、克莱斯勒、戴姆勒、福特、菲亚特、通用、奥迪、奔驰、雪铁龙、宝马等公司。    

    Elspec于98年进入中国，在20多个省市有非常出色的业绩，在制造业、冶金、化工、电力、汽车、造船、建筑、通信、医院等各个领域广泛应用，形成了良好的口碑，节能效果、运行性能等得到普遍认可，以下是Elspec在国内的部分用户（排名不分先后）：
    上海通用汽车有限公司、东风汽车有限公司、沈阳金通汽车有限公司、春兰集团南京汽车厂、上海大众汽车公司、陕西重型汽车有限公司、广州本田汽车有限公司、沈阳金杯汽车有限公司、武汉艾帕克汽车配件公司、广州爱机汽车配件公司、外高桥造船基地、长兴岛造船基地、沪东中华造船厂、中船三井柴油机公司、四川攀枝花钢铁公司、河南安阳钢铁公司、上海宝山钢铁股份公司、河北唐山钢铁有限公司、河北华龙钢管有限公司、河北巨龙钢管有限公司、镇江市大港铜排厂、河南龙泉铝业公司、中海油中石化油田、河南神马化工有限公司、河南中原内配股份有限公司、辽宁锦州石化公司、云南红塔木业公司、江阴模塑集团、哈尔滨轻合金公司、湖南交警总队指挥中心、云南红塔建材公司、浙江慈溪广电中心、江西联通通信公司、唐山移动通信公司、上海电视台、上海国际会议中心、苏州大学附属第一医院、浙江慈溪人民医院、中核华原钛白股份有限公司、上海金浦包装材料有限公司、安徽鑫科新材料有限公司、南京电力研究所、浙江湖州金碌印染公司等等。

    高质量的补偿滤波产品、完善的技术支持体系，长期形成的服务于中国市场的价值理念，Elspec电容柜是广大工业用户最佳的选择。　

二、主要特点

    Elspec的Equalizer产品在业内唯一能真正做到5-20ms投切全部电容器组。经过国际第三方测试证实，对于电压降落和闪变的补偿，Elspec是现有产品中最为快速的。Elspec动态无功功率补偿装置的响应时间唯一通过中国国家电控配电设备质量监督检验中心测试检验（检验报告编号为98电检116—2）。补偿装置从网络检测、运算（控制器部分）到电子开关触发可控硅模块、直至投切电容器组实现无功补偿，总的响应时间≤20ms。
    Elspec产品使用当今最新的电子开关投切电容器组，电容器的导通和关断在零电流的时候进行，这样避免了传统的接触器投切电容器组带来的浪涌电流，延长了动态补偿系统的寿命。

    1. 使用电子开关元件快速投/切电容器组；2．对电网的每一周波进行无功功率补偿（总响应时间5～20ms）；3．节能；4．防止电压跌落和闪烁；5．滤除谐波；6．防止灵敏电子设备的损坏；7．即使在有谐波的场合仍能精确控制功率因数；8．独特的扫描功能，显著降低电容器及电抗器的温升；9．延长开关器件及电容器的使用寿命；10．内设三相网络分析仪，测量包括谐波在内的所有电网参数；11．独特的自诊断和综合图文报表功能；12．适于实时应用场合，如电焊机、电动机启动、精密电子仪器设备等；13．提高区域发电机系统带负荷能力，如柴油发电机、风力发电站等；14．模块化结构，由控制器模块、电子开关模块、电容电抗器模块构成，便于安装和维修；15．通讯接口RS485、RS232可与计算机连接通讯，进行遥测、遥控及打印报表；16．柜体外型亦可根据用户需求设计（如MNS、GCS、GCK、GGD等）。

    Elspec以成套柜的方式提供给用户是因为：动态电容柜是由控制器、电子开关模块、电子开关附加回路、滤波电抗器、补偿电容组成的，动态性能是在原厂经过整体设计、制作、测试的。如果单提供控制器给用户，采用不同公司的元器件进行组装，很难保证良好的动态响应时间、准确的投切功率，系统的性能可能会受到影响；在组装工艺偏差的情况下，会影响滤波补偿的可靠性、稳定性，造成维护成本高、设备整体投资费用高。

三、ELSPEC动态无功补偿装置简介

    1、概述
    该装置为以色列ELSPEC公司研制开发的一种全自动化、数字化、智能化的动态无功功率补偿装置，按响应速度分为EQ型（5～20mS），即在5～20mS内完成所有电容段的投入切除过程；AR型（1～3S），即在1S内（典型使用）完成所有电容段的投入切除过程，AR型串7%电抗的标准产品，以其出色的性价比适用于绝大多数工业场合。
    实时检测感性负载的无功功率，及时投切电容器组，提供所需的容性无功功率，而无需配电系统电源供给，因此改善了网络系统的功率因数，提高了输电线路的传输能力和变压器的负载能力以及稳定了负载端的端电压，因此减少了电力线路电力能量损失，节约电能损耗（一般在25%以上），使用户获得相当的经济效益。另外，本补偿装置中电容器组串接了一定比例的电抗器，具有抑制高次谐波功能。
    综上所述，该设备主要功能优点为：
    1.1、 改善功率因数从而降低总电流；
    1.2、 减少输电线路及变压器的损失；
    1.3、 增加变压器及输电线路的利用率及区域发电机系统的带负荷能力，从而减少设备投资费用；
    1.4、 减少系统的电压降使末端电压稳定（特别是电焊机、电动机启动），提高焊接质量，解决电源闪变及节能问题；
    1.5、 装置模块化：总体由控制器模块、电子开关模块、电容电抗模块三大部分安装于柜体内构成，安装简捷、维修方便；
    1.6、 响应速度快：因采用电子开关，可实现5～20ms内投/切电容器组，特别适用于突变负荷，如电焊机、注塑机、空压机等突变负荷的无功功率快速补偿。

    2、 控制器
    Elspec动态无补偿装置的控制器是国际上最先进的，花费了15年的时间进行研发。控制模块是以数字信号处理器DSP和VLSI电路为基础，在每一个电网周期对所有数据进行分析。先进的控制方法，包括专利的在1ms内计算出所需要无功补偿的技术，所有相的谐波分量同时都被计算出来，在有谐波的情况下也能进行理想的动态补偿。
    2.1、自诊断功能：通电后对系统检查，若不具备运行条件给出报警信号。
    2.2、响应速度快：根据目标参数检测网络参数进行数据处理，发出触发信号，投/切电容器组进行补偿。
    2.3、无浪涌电流无闪变电压：控制器通过闭环控制，致电子开关在电流过零时开断投/切。此时电压梯度为零，充放电电流很小，无浪涌电流出现，因此延长了补偿电容的使用寿命（电容器最怕大电流冲击），且没有高压的形成，不会产生电压过高的闪变现象。
    2.4、数据显示，谐波分析功能：控制器可显示75个运行参数。对1～63次谐波进行分析，且显示棒波的百分比值。
    2.5、故障警告：运行中若出现故障，即时告警，并能判别故障类型予以显示，便于快速检修。
    2.6、远程操作控制：利用通讯口RS485、RS232可与上位机连接，实现远程操作控制、测量、显示、打印，自动化程度高。

    3、装备类型：
    ELSPEC动态无功功率补偿装置类型有：
    3.1、 整套进口：由以色列ELSPEC生产，整套装箱运抵现场。
    3.2、 考虑到柜体尺寸、颜色与客户单位配电设备配套，采用以色列主件和由中国技术中心进口的、三大数控设备组成的柜体柔性生产线加工的柜体，进行组装。

以色列Elspec G4000产品——电能质量监测、电能质量记录、电能质量分析

新一代的Elspec G4000 是国际上首个不需要触发阈值，进行连续记录发电、用电质量的电能质量数据中心产品，对于电能质量监测是一个革命性的产品，2006年4月在德国汉诺威展会推出，引起很大的轰动。
EG4000在国内业绩出色、口碑良好，包括：浙江省电力公司、内蒙古电力公司、重庆电力渝东南监测、内蒙古风电监测、云南省电力公司、黑龙江大庆电力、中国电力科学院、国网电力科学院、江西电力科学院、吉林电力科学院、浙江电力科学院、河北电力科学院、天津电力科学院、西气东送电能监测、ABB中国有限公司、西门子中国研究院、山东胜利油田、上海振华港机、新疆金风科技、秦皇岛美铝公司、宁波宝新不锈钢、成都飞机研究所等等。
采用独特的PQZip数据压缩技术，连续记录一年以上、每一个电网周波的所有参数，采样率高达1024点/每周波，每一个周波的数据都可以被还原、显示，不需要事件触发、没有记录被遗忘。可以独立配置在用户现场进行测试、分析、记录，解决了大量数据传输的瓶颈问题；也可以通过以太网发送到管理中心，配合专业的电能质量分析软件，进行综合的电能质量报告和数据分析。
在国网公司“社会主义新农村供电综合示范工程建设”和浙江省电力公司“新农村电气化建设项目”中，浙江供电公司属下的十几个供电局，选用以色列Elspec公司新一代的Elspec G4400产品组成电能质量监测网络，总共90多台挂网运行。
该项目采用Elspec G4420电能质量监测产品，在35kV变电所10kV母线侧安装，Elspec G4420安装在计量屏上，电流采自主变10kV侧，接A、B、C三相电流；电压采自10kV母线，接A、B、C和N相。系统通过局域网连接，组建了基于以太网的电能质量在线监测网络。设立主站服务器、对采集上来的数据进行解压缩和存储，全中文的客户端软件可以访问主站服务器，查看历史的电能质量数据，也可以访问实时的电能质量数据，实现远程维护各电能质量在线监测终端，自动生成中文电能质量报告。

以色列Elspec公司动态无功补偿在油田的应用

油田的钻井队打井多采用柴油机发电，拖动钻机、泥浆泵等设备工作，其动力来源都是由柴油燃料提供的。在同种工况下，井队动力设备采用柴油驱动和电驱动成本支出有较大的差别。将燃油模式改为网电模式，利用电网电源、经济效益非常可观，同时会产生环保等方面的社会效益。
油田电网主要负荷是作为原动机的异步电动机，运行时需从系统吸收无功功率，使供电设备及线路的能量和电压损失加大。井队设备多使用调速装置，负荷的变化比较快、功率因数变动也较大，电网对钻井队也提出了功率因数要求。
供电方案：利用油田电网或者地方供电企业10kV电网，直接给钻井队现场10/0.6kV的移动箱式变供电，拖动钻机、泥浆泵等设备工作，并提供钻井队的辅助电源。
Elspec动态无功补偿在国内油田柴改电的改造中，安装在移动箱式变、满足电网的无功需求，同时快速补偿负荷的波动，业绩非常出色，包括胜山东胜利油田、四川川北油田的70D、50D系统，中石油渤海油田的海上油田等有非常出色的应用。
根据******油田提供的数据、以及Elspec代理商技术人员与******油田技术人员的交流，我们做了如下的滤波补偿方案建议书，使用电子开关投切、性能绝对优先接触器投切的系统，给业主、设计院进行参考。
计算条件（参照***油田70D的计算书）：
一般运行方式：变压器两台工作，每台带负荷为1058kva，总负荷为2x1058kva，功率因数0.41。
最小运行方式：变压器一台工作，带负荷为228kva，功率因数0.40。
最大运行方式：变压器两台工作，每台带负荷为1800kva，总负荷为2x1800kva，功率因数0.5。

以色列Elspec公司动态无功补偿在柴油发电机的应用

区域发电站（如柴油发电机、风力发电机），发电机没有足够的容量经受住负载的变化，在某场合下负载变化比较大，发电机工作于容性负载而常规无功补偿系统来不及关断，可引起发电机输出电压瞬时跌落、或者过激励将使发电机电压抬高，这将危及发电机、负载以及电容器。采用Elspec动态补偿产品，在设备启动、切除的时候稳定电压，在设备工作时明显提高发电机带负载能力。
一般发电机的额定功率因数为0.8以上，如果系统无功负荷过大，使发电机在低于额定功率因数情况下运行(如0.7以下)，由于受定子及转子电流的限制，发电机的千伏安容量和有功功率的输出都要降低，因为无功功率不足而限制了有功输出。进行无功补偿提高功率因数后，能取得满意的效果。柴油发电机实行无功补偿有两方面的好处：当发电机组按额定功率输出时进行补偿，可使柴油机节油；当发电机组按额定耗油量运行时进行补偿，可使发电机组提高输出功率。
Elspec的动态补偿在国内海上油田的发电机系统，已有非常成功地运行，型号为AR1380-400.50-P7，行业中新的项目正在实施。

以色列Elspec公司动态补偿在港口、吊车中的应用

港口机械、工厂吊车的操作周期大概在一分钟左右，在这个周期内需要大量无功能量，高的电流损耗可以在变压器的高压侧和低压侧导致明显的电压降落，特别在起升、下降的在整个过程中闪变、电压陷落非常明显。电动机在起动期间功率因数很低，这种冲击性无功功率会使电网电压剧烈波动，甚至使连接在同一电网的用户无法正常工作，吊车的主电机的频繁起动就会出现此类现象。
Elspec的实时补偿系统，5-20ms投切全部所需要的电容器组，稳定电压、减少电流、节约能量，Elspec动态无功补偿在国内港口吊车、工厂吊车的动态无功补偿，有非常出色的业绩，包括深圳盐田港集装箱码头、蛇口港集装箱码头、四川攀枝花钢铁公司吊车、河南安阳钢铁公司吊车等有非常出色的应用。
问题的提出：
（1）吊车是冲击性负荷，多台吊车同时起动时造成电压跌落比较严重，致使吊车控制系统保护停车。（2）吊车频繁起动停机造成电压波动和闪变致使车间的计算机及其他自动控制（保护）装置不能正常工作。（3）吊车负载产生大量谐波致使电机、变压器等发热，使原有动态无功补偿装置事故频发，不能投入使用。（4）负荷功率因数很低（0.43)，大量无功负荷占用了变压器的有效容量，增加变压器发热加大有功损耗。
使用总结：
（1）能够对快速变化的负荷实时补偿，只有EQ才能作到5-20ms投切全部电容器。（2）将功率因数提高到0.95以上，满足标准要求，提高了滑线电压，保证吊车可靠运行。（3）防止发生并联谐振，减少了部分谐波污染，减小了电压波动和闪变，减轻了吊车运行对其他设备干扰。（4）使变压器输出电流大幅度减小，减轻了变压器和电缆的发热延长设备使用寿命。（5）降低有功损耗，节约电能，动态补偿装置提高了变压器的带载能力。

以色列Elspec公司动态无功补偿在水泥、造纸行业的应用

水泥大型化装备的成熟、新型干法生产线趋于规模效应，水泥企业主要的用电设备是异步电动机和变压器。一条日产5000吨新型干法水泥熟料生产线，主要用电包括石灰石矿山，石灰石皮带机运输，到水泥散装发运为止的主生产流程，以及空压机、水泵站、水处理、厂前区机电修等辅助流程，　
水泥企业在生产过程中，用电负荷是经常变化的，无功补偿可提高功率因数、节约电能和降低生产成本。为了使功率因数在各种情况下都能保持稳定，特别是在用电高峰时保持较高的功率因数，避免在低负荷时产生过补偿，必须使用可自动调节的动态无功补偿设备，在湖南郴州的玉山水泥有限公司，就选用了多套Elspec的补偿系统，节电节能效果非常明显。

造纸行业的切纸机，工作周期内需要大量无功能量，快速的无功电流损耗导致明显的电压降落，在切纸过程中闪变、电压波动非常明显。金东纸业（江苏）有限公司的切纸机动态无功补偿招标，第一次选用了是其他的进口品牌，因为响应时间跟不上，功率因数、电压以及电流的波动均非常厉害。
用户找到了以色列Elspec公司，安装了EQ660-P7的系统，功率因数十分稳定、客户非常满意。Elspec的EQ产品5-20ms完成全部无功补偿，动态稳定电压、提高负荷能力、消除闪变波动、有效滤除谐波，变压器温度大幅降低，节电效果非常显著、经济效益极为可观。

以色列Elspec公司动态无功补偿在中频感应加热炉的应用

中频感应加热设备是一种晶闸管变频装置，应用电磁感应原理，置工件于交变磁场中，产生涡流损耗而发热，达到透热、淬火等加热的要求，适用于铁路、冶金、汽车等行业的透热、锻造、弯管等热处理加工工艺。
感应加热炉的特点：功率因数比较低，电流、电压相位不同步，会产生比较大的无功电流，需要动态无功补偿进行自调节。由于经整流后变为中频，产生高次谐波对电网有一定的危害，补偿电容不串电抗器自身会损坏。
Elspec的动态无功补偿在河北华龙钢管、河北巨龙钢管、内蒙古长庆油田的中频感应加热炉项目中，采用串联7%电抗器的系统、合理选择补偿容量，有非常优秀的应用，因为一期运行的成功，产生了新的项目需求。
钢铁厂的电弧炉、熔炼炉也有无功补偿和谐波治理的需求，根据我们的经验来看，治理的方式不一样：
（1）如果设备源是电弧设备，因其存在间谐波，谐波频谱偏低，相角、幅值波动较大，加上功率快速闪动、电压跌落比较大，在低压侧并联动态无功补偿的效果不佳。
（2）如果设备源是整流换流设备，则可在低压母线侧加装并联动态滤波补偿，只要滤波器容量设计足够，调谐点和支路数合理，效果就有保证。适当改变谐波电流分布或网络谐波阻抗，也改善了电网的谐波电压水平。

以色列Elspec公司动态无功补偿在汽车、造船焊接的应用

Elspec产品应用于汽车厂：点焊机负荷变化极为快速，并且引发大量的无功功率，这种负荷经常产生较大的电压波动、电压闪变，导致电焊质量差并影响焊接的生产效率，过电流会损坏电极及被焊接材料、而欠电流也会严重地影响焊接质量。采用Elspec动态补偿装置能明显地提高焊接质量及生产效率，稳定电压、消除闪变并能充分地利用现有的设备，减少基本费用开支。
Elspec动态无功补偿的优势，最重要的是补偿响应时间和补偿电容器的接线方式。在国外公开资料中只有Elspec能做到5-20ms投切全部电容器组，世界上其他著名厂家只能做到80ms或100ms投切一步电容器组。对于跨接在二相供电上的焊接系统的补偿，最先进、安全的技术是Elspec的三角形接法的三相不平衡补偿系统。
Elspec动态无功功率补偿装置的响应时间，目前唯一通过中国国家电控配电设备质量监督检验中心测试检验（检验报告编号为98电检116—2）。补偿装置从网络检测、运算（控制器部分）到电子开关触发可控硅模块、直至投切电容器组实现无功补偿，总的响应时间≤20ms。
Elspec产品的主要用户包括世界知名汽车商，如本田、克莱斯勒、戴姆勒、福特、菲亚特、通用、奥迪、奔驰、雪铁龙、宝马等公司。Elspec于98年进入中国，在国内绝大多数汽车制造企业得到广泛应用，包括上海通用汽车、东风汽车公司、广州本田汽车、福建东南汽车、上海大众汽车、沈阳金通汽车、一汽海南马自达、春兰集团南京汽车厂、陕西重型汽车公司、武汉艾帕克汽车配件、广州爱机汽车配件等汽车公司应用，运行性能、节能效果得到普遍认可。
在国内重要造船基地如上海外高桥造船基地、上海长兴岛造船基地、上海沪东中华造船厂、中船三井柴油机公司等也得到非常广泛的应用。　

以色列Elspec产品——电机起动动态补偿、长距离线损动态补偿

大功率的电机直接连到电网，在起动的时候消耗很大的电流（比稳态的时候高出6倍）。高的电流损耗可以在变压器的高压侧和低压侧产生明显的电压降落，这样会影响同一电网的其他负载，降低起动力矩、增加起动时间。长距离输送导线线损造成的电压降落，同样使得电机没有足够的力矩进行起动的问题。
Elspec系统能够跟随这无功电流，5-20ms全部无功补偿，减少了无功电流的瞬时损耗，减少了电压跌落，保护了用电设备。在很多场合由于Elspec动态补偿产品的使用，取代了原有的降压启动、或者是电机软启动器。
五、试验设备及仪器：
水泵电机：380V 110KW；输送配线截面240m㎡、距离长度500m。动态无功补偿装置：EQ300/5-2-400.50-P7。
九、试验结论：
1、启动时间大大缩短：使用软启动器启动电机，启动时间为24S；使用动态补偿装置全压直接启动电机，启动时间仅为4S。
2、启动时，电压波动小，运行电压提高：使用软启动器时，外加电压387.2V，启动电机的压降为86.4V，运行电压为363.6V，压差为23.6V；使用动态补偿装置全压直接启动时，外加电压392V，启动电机的压降为47V, 运行电压为377.4V，压差为14.6V。
3、启动时电流减小：使用软启动器最大启动电流为668.7A，运行电流为208.8A；使用动态补偿装置全压直接启动最大启动电流为368A，运行电流为164.6A。
4、功率因数得到提高：使用软启动器的启动过程中，最低功率因数为0.052（有功功率为3.4KW，无功功率为64.2KVAr），运行时为0.78；使用动态补偿装置全压直接启动过程中，最低功率因数为0.65（有功功率为35.3KW，无功功率为39.8KVAr），运行时为0.956。
5、启动中输入无功量减小了112.8-40.2=72.6KVAr，运行中减小了27.2-10.5=16.7KVAr。
6、谐波率减小：使用软启动器启动电机时，电压谐波率为16.38%，电流谐波率为5.57%；使用动态补偿装置全压直接启动时，电压谐波率为1.75%，电流谐波率为4.12%.
从上面数据分析得出：使用动态补偿装置代替软启动装置，效果比较明显，启动时间大大缩短，能有效的提高供电质量，提高功率因数、稳定末端电压、减小谐波率。对于多台大功率电机更为适用，以提高其性价比。