隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，線路無功自動補(bǔ)償設(shè)備近年來逐漸開始應(yīng)用。由于國家沒有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，市場上該類產(chǎn)品在技術(shù)性能、功能特點(diǎn)、**可靠等方面存在很大差異。

上海坤友電氣有限公司在對該類產(chǎn)品的調(diào)研和應(yīng)用實(shí)踐中，對產(chǎn)品的分類、選型方面有了一些認(rèn)識和體會，歸納整理出來，供大家參考。

上海坤友電氣有限公司將控制開關(guān)“分閘、合閘”稱作“投、切”。

1.分體式簡易型無功自動補(bǔ)償裝置

較早的線路無功自動補(bǔ)償主要采用時間＋電壓控制模式，根據(jù)用電峰谷值時間段，結(jié)合電壓值作為判據(jù)來自動投切補(bǔ)償裝置。裝置由電容器、控制開關(guān)、電壓互感器及控制器組成，其中控制器主要是定時器和電壓比較器；結(jié)構(gòu)形式是分體裸露安裝在桿上，補(bǔ)償容量可取線路無功缺額的40％～50％。

由于用電的峰谷有很大的變化，而線路電壓高低只能間接反映無功缺額，并不一定代表是否缺少無功。因此，補(bǔ)償準(zhǔn)確性較差，效果并不理想。

另外，分體裸露式**性差，高低溫、雷雨、霜雪、冰雹，以及煙塵污染等等，都會影響設(shè)備的正常工作。這種簡易的自動補(bǔ)償在一些地方有過應(yīng)用，但沒有推廣開來。

2.集中箱體式10KV線路無功自動補(bǔ)償裝置

隨著功能的完善和技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了整體箱式無功自動補(bǔ)償裝置。它采用雙桿架設(shè)，通過多種傳感器采集線路信息，經(jīng)過處理加以利用。這是本文討論的重點(diǎn)。

2.1單投單切無功自動補(bǔ)償裝置

單投單切，指一臺開關(guān)，接一組補(bǔ)償電容器，也稱為單組動態(tài)補(bǔ)償。比較適合線路無功量相對穩(wěn)定的單級階梯式變化情況，補(bǔ)償容量不宜過大，一般適用于線路無功缺額在500KVAR以下，電容器配置在60％～70％，即350KVAR以下。

2.1.1電壓控制模式單投單切無功自動補(bǔ)償裝置

由電容器、電壓互感器（或電源變壓器）、投切開關(guān)（通常是真空開關(guān)）和控制器等組成。電壓互感器獲取線路的電壓值，與控制器里設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較而做出投切指令。這類控制器市場上有產(chǎn)品俗簡稱為“控制頭”。

由于線路長度與負(fù)荷性質(zhì)不同的影響，往往電壓低并不一定缺無功，電壓高也可能仍需補(bǔ)無功。因此，當(dāng)有條件證明線路電壓起伏和無功變化存在確切的因果關(guān)系且變化較平穩(wěn)時，可以選擇這種裝置。

這種設(shè)備屬于箱式一體化自動補(bǔ)償?shù)钠胀ㄐ彤a(chǎn)品。

2.1.2無功控制模式單投單切無功自動補(bǔ)償裝置

這是根據(jù)線路無功缺額判定并控制補(bǔ)償電容器投切的產(chǎn)品。

在設(shè)備的組成上需要增加電流互感器，以采集線路的電流信號。電壓互感器采集的電壓信號，既作為電壓控制模式的參考數(shù)據(jù)，同時，又與電流信號一起參與運(yùn)算，得出無功缺額量。

控制器功能增強(qiáng)了，采集電壓、電流信號，進(jìn)行數(shù)字處理、運(yùn)算和存儲，具有了微型計算機(jī)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)“無功＋電壓”的組合控制方式。它適用的線路更多，判定投切更準(zhǔn)確。

這種產(chǎn)品屬于箱式一體化自動補(bǔ)償?shù)闹械投说募墑e。

2.1.3單投單切自動＋固定補(bǔ)償

當(dāng)電容器退出運(yùn)行時，補(bǔ)償容量為零，而此時線路上往往還存在一定的無功缺額。因此，出現(xiàn)了增加一組電容器長期接于線路上，即固定補(bǔ)償，在此基礎(chǔ)上再疊加一組動態(tài)補(bǔ)償。對此，稱為固補(bǔ)加動補(bǔ)。無論是電壓控制模式，還是無功控制模式，都能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的組合。

這種方式在技術(shù)上沒有提升，適合線路長期存在著一穩(wěn)定的無功負(fù)荷、又有一定的無功量疊加起伏的情況。由于線路情況的復(fù)雜性，其電容量的準(zhǔn)確選定并不容易，尤其是固補(bǔ)部分，往往要留有充分的余量以免過補(bǔ)。

它在形式上做到了兩級補(bǔ)償，但仍然是單級動態(tài)補(bǔ)償。它與后面介紹的雙投切方式有本質(zhì)的不同，在選用時往往容易混淆。

2.2雙投雙切無功自動補(bǔ)償裝置

雙投雙切，指2臺開關(guān)，各接一組補(bǔ)償電容器，共2組電容器，根據(jù)需要和指令分別動作，也稱為兩組動態(tài)補(bǔ)償，或循環(huán)動態(tài)補(bǔ)償。

這種補(bǔ)償裝置是為了適應(yīng)線路無功缺額較大、無功起伏變化多階梯的情況，在技術(shù)上又提升了一個檔次。由兩組電容器、兩組開關(guān)、電壓互感器，電流互感器及控制器等組成，其補(bǔ)償量可達(dá)線路無功缺額的80％以上?？刂破鞴δ芨鼜?qiáng)，對數(shù)據(jù)運(yùn)算和判定執(zhí)行能力要求更高。

由于實(shí)行分組跟蹤多階梯補(bǔ)償，補(bǔ)償時間長，補(bǔ)償效果相對好的多。以補(bǔ)償容量500KVAR為例，如果分為200KVAR和300KVAR兩組，上述2.1.3“固補(bǔ)＋動補(bǔ)”方式的配置為“200KVAR固補(bǔ)＋300KVAR動補(bǔ)”，實(shí)現(xiàn)200KVAR和500KVAR兩級補(bǔ)償；而200KVAR固補(bǔ)易造成過補(bǔ)，也缺少了300KVAR**補(bǔ)償；循環(huán)投切方式，控制兩臺開關(guān)，分別實(shí)現(xiàn)0、200KVAR、300KVAR、500KVAR四種交替補(bǔ)償狀態(tài)，避免了過補(bǔ)，多了**300KVAR補(bǔ)償，補(bǔ)償時間、補(bǔ)償準(zhǔn)確性、**性都好得多。

雙投雙切方式以無功缺額作為判定依據(jù)，即跟蹤無功量實(shí)時投切，無功缺額到哪**就補(bǔ)相應(yīng)的無功量。它不適合單一電壓控制模式。

雙投雙切這種產(chǎn)品應(yīng)屬于箱式一體化自動補(bǔ)償?shù)闹卸说募墑e。

2.3多功能、智能化無功自動補(bǔ)償裝置

上海坤友電氣有限公司分析總結(jié)了早期應(yīng)用產(chǎn)品出現(xiàn)的問題和經(jīng)驗，在2008年度的項目實(shí)施中提出了智能化、多功能、**性等新的要求，與設(shè)備廠家共同研發(fā)、試點(diǎn)，*終形成了在雙投雙切方式基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話、數(shù)據(jù)分析計算、自動控制、數(shù)據(jù)存儲與處理、**保護(hù)等多重功能，上海坤友電氣有限公司認(rèn)為，應(yīng)該屬于線路無功自動補(bǔ)償?shù)?*產(chǎn)品。上海坤友電氣有限公司的技術(shù)協(xié)議主要有以下要求：

2.3.1應(yīng)具備多種控制模式

控制主模式為“無功＋電壓”的復(fù)合控制模式，同時還具有電壓、電流、功率因數(shù)、時間、季節(jié)等多種控制模式，可根據(jù)不同需要設(shè)置控制模式。

2.3.2無線人機(jī)對話操作

無論是狀態(tài)檢查、修改控制模式、參數(shù)調(diào)整、讀取數(shù)據(jù)，全部通過筆記本電腦或手持式抄表器，WINDOW平臺，無線方式，無須爬桿，人機(jī)對話操作。

2.3.3采用無損非接入電流互感器

傳統(tǒng)的穿芯式電流互感器，需要剪線安裝，增加了故障率和線電阻。而無損非接入電流互感器無需截斷電線，安裝簡單、無損耗；國內(nèi)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品已達(dá)到要求。

2.3.4硬件配置上應(yīng)具備較為完善的保護(hù)措施

為保證電容器**運(yùn)行，應(yīng)外接過流快速熔斷保護(hù)器，*好電容器內(nèi)部具備內(nèi)放電電阻和內(nèi)熔絲保護(hù)；為避免停電后再送電時電容器直接掛網(wǎng)，要求投切開關(guān)為電保持式，即具備停電自動分閘功能；為防止諧波涌流的影響，應(yīng)配置電抗器和吸涌器等器件，吸收和削弱線路上涌流和多次諧波。

除高壓端要裝有避雷器，補(bǔ)償箱內(nèi)應(yīng)安裝雷擊浪涌吸涌器等防雷設(shè)施。

為防電磁干擾造成誤動作，控制器應(yīng)采用屏蔽設(shè)計，并增加濾波裝置。

可考慮安裝溫度傳感器，箱內(nèi)溫度較高時自動起動風(fēng)扇散熱。

2.3.5控制器計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)多重監(jiān)控功能

設(shè)備所配置的多種傳感器配合計算機(jī)軟件共同來實(shí)現(xiàn)如下**保護(hù)措施：

控制器應(yīng)該采集線路數(shù)據(jù)，并判斷識別過電壓、過電流、斷電、低電壓、三相不平衡電流、電壓互感器斷線等多種狀況，并指令**投切；

控制器應(yīng)該實(shí)時監(jiān)測各次諧波，總諧波占載比的總百分比率，以控制諧波超標(biāo)保護(hù)；

為避免電容器組的投切振蕩，控制器應(yīng)能夠判別并閉鎖控制輸出。

2.3.6應(yīng)具備完善的數(shù)據(jù)處理功能

要求控制器能儲存線路各電參量和工作狀態(tài)，如：電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、諧波百分比、2組開關(guān)投切狀態(tài)（合／分）等；每日的*大／*小電壓、電流、無功、有功值以及發(fā)生的時間，每日開關(guān)投切的次數(shù)等。

每組數(shù)據(jù)記錄時間間隔可自由設(shè)定，記錄時間應(yīng)至少大于30天；數(shù)據(jù)可上傳至計算機(jī)加以管理，隨時查看打印。

2.3.7應(yīng)具有無線網(wǎng)通訊接口

考慮到批量應(yīng)用后的集中監(jiān)控，要求設(shè)備具備無線網(wǎng)通訊接口，便于今后中心控制室計算機(jī)實(shí)時監(jiān)控各線路各設(shè)備的電參量，以及無功和功率因數(shù)的實(shí)時變化曲線，可及時了解10KV電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。

3.線路無功自動補(bǔ)償設(shè)備的選型建議

3.1補(bǔ)償方式

補(bǔ)償容量在300KVAR以下，選擇單投單切或雙投雙切的補(bǔ)償方式都可以考慮。如果平均無功量比較平穩(wěn)，比如在300KVAR附**穩(wěn)變化，可采用300KVAR單投單切方式（建議不超過350KVAR）；如果無功量有較大幅度變化，可選擇100KVAR＋200KVAR的雙投雙切方式，可分別實(shí)現(xiàn)100KVAR、200KVAR、300KVAR多階梯補(bǔ)償。

補(bǔ)償容量超過300KVAR后，單級補(bǔ)償值較大，大范圍起伏變化的可能性也大，建議選擇雙投雙切的補(bǔ)償方式，分多級實(shí)時補(bǔ)償。由于桿上設(shè)備有重量限制要求，以及控制技術(shù)等問題，上海坤友電氣有限公司選用的雙投雙切補(bǔ)償容量不超過500KVAR，據(jù)悉，也有廠家*大做到800KVAR。

關(guān)于“固補(bǔ)＋動補(bǔ)”方式，先要分析線路是否存在較為穩(wěn)定的無功基荷。根據(jù)上海坤友電氣有限公司的應(yīng)用情況，幾乎沒有哪一條線路在**、或一個月、或一年能有一個相對穩(wěn)定的無功缺額量。選小了，補(bǔ)償不夠，選大一些，又會造成過補(bǔ)。

3.2控制模式

建議選擇以“無功＋電壓”作為為主控制模式，它既實(shí)時跟蹤無功變化進(jìn)行補(bǔ)償，又利用電壓高低作為保護(hù)門限的根據(jù)。在考察產(chǎn)品時，設(shè)備組成中是否采用電壓互感器，是判別產(chǎn)品是否采用“無功＋電壓”為主控模式的標(biāo)志。

如果要選用單獨(dú)電壓控制模式，建議先要確定線路電壓的升降起伏的確是因為無功變化造成的，明確無功量的大小與電壓升降的關(guān)系，選配補(bǔ)償容量。

3.3智能化程度

完成自動投切是控制器的*基本的功能，但如果希望掌控設(shè)備和線路的運(yùn)行狀況，需要隨負(fù)荷變化經(jīng)常調(diào)整控制參數(shù)，建議選用智能化程度較高的產(chǎn)品。

3.4**保護(hù)措施

如果線路上的情況比較復(fù)雜，比如有軋鋼廠、大型采石場等，建議多方位考慮**保護(hù)措施。

4.結(jié)束語

配電線路無功自動補(bǔ)償裝置正在被廣泛的使用，作為新產(chǎn)品，也存在一些問題。市場上相關(guān)的產(chǎn)品種類較多，功能、可靠性等指標(biāo)差別很大，本文希望對供電企業(yè)在選型時有所幫助。