目前在低压配电网中,因晶闸管投切电容器(TSC)价格低廉、维修方便、易于扩容、占地面积小等优点,目前仍然大量使用TSC作为低压无功补偿装置。但是,在市面上仍然存在为了节约成本的厂家,使用机械开关作为投切电容器的执行机构,比如使用真空接触器或磁保持继电器等。首先,与使用晶闸管相比,这种机械式开关的一个致命缺点就是无法掌握其机械动作时间,且其会根据温度、湿度和使用次数而微小变化,若无法完全掌握其机械动作特性,则无法做到真正意义上的“过零投切”。有的生产厂家甚至使用串联小电感的方式来减小过零不准确造成的冲击涌流,躲过出厂质量检查。其次,即使使用了晶闸管作为电容器的投切执行机构,也存在许多厂家只考虑成本不考虑安全可靠性,简单使用光耦MOC3061或者MOC3083做为触发晶闸管的驱动电路。在应用中,这类光耦确实能触发晶闸管,且能做到过零触发,但是,原先这类光耦的使用场合是在家用电器中,电压等级在220V,若将这类光耦使用在投切电容器,非常容易烧毁设备,主要原因是这类光耦的重复耐压值一般只有800V,而当电容带有残压时,晶闸管两端电压因在线电压的基础上叠加了残压,此电压最大值可达上千伏,非常容易烧毁设备。为此,本文以安全地、可靠地改善电网功率因数为背景,首先,对无功补偿的基本原理进行论述,着重分析了在实际使用TSC时,即使做到准确的过零投切,仍然发现电容电流略有突变和振荡的现象,研究在不同的线路参数下,电容投切时产生的振荡过程。其次,研发了一套TSC的低压无功补偿装置。其中主控制器利用ARM芯片ADμC7026作为主控制芯片,负责数据的采集与控制算法的实现,使用STC的单片机完成数据的实时显示与按键操作。重点设计了低压无功补偿调节器,对晶闸管电压的过零捕捉与晶闸管的驱动电路进行设计,不再使用可靠性不高的光耦触发电路,保证晶闸管可靠触发。对各个硬件功能电路进行描述和分析,着重介绍利用光耦特性,巧妙地捕捉电压过零点的电路,以及利用电磁式驱动电路触发晶闸管,将控制电路的低压与晶闸管的高压通过驱动变压器隔离,做到安全可靠。最后,对实验样机进行实际测试,记录下实验波形,并对实验波形进行分析。