線路無功自動補償裝置的分類及選型
隨著科學技術的發展，線路無功自動補償設備近年來逐漸開始應用。由於國家冇有專業標準，因此，市場上該類產品在技術性能、功能特點、**可靠等方麵存在很大差異。
上海坤友電氣有限公司在對該類產品的調研和應用實踐中，對產品的分類、選型方麵有了一些認識和體會，歸納整理出來，供大家參考。
上海坤友電氣有限公司將控製開關“分閘、合閘”稱作“投、切”。
1.分體式簡易型無功自動補償裝置
較早的線路無功自動補償主要采用時間＋電壓控製模式，根據用電峰穀值時間段，結合電壓值作為判據來自動投切補償裝置。裝置由電容器、控製開關、電壓互感器及控製器組成，其中控製器主要是定時器和電壓比較器；結構形式是分體裸露安裝在杆上，補償容量可取線路無功缺額的40％～50％。
由於用電的峰穀有很大的變化，而線路電壓高低隻能間接反映無功缺額，並不一定代表是否缺少無功。因此，補償準確性較差，效果並不理想。
另外，分體裸露式**性差，高低溫、雷雨、霜雪、冰雹，以及煙塵汙染等等，都會影響設備的正常工作。這種簡易的自動補償在一些地方有過應用，但冇有推廣開來。
2.集中箱體式10KV線路無功自動補償裝置
隨著功能的完善和技術的成熟，出現了整體箱式無功自動補償裝置。它采用雙杆架設，通過多種傳感器采集線路信息，經過處理加以利用。這是本文討論的重點。
2.1單投單切無功自動補償裝置
單投單切，指一台開關，接一組補償電容器，也稱為單組動態補償。比較適合線路無功量相對穩定的單級階梯式變化情況，補償容量不宜過大，一般適用於線路無功缺額在500KVAR以下，電容器配置在60％～70％，即350KVAR以下。
2.1.1電壓控製模式單投單切無功自動補償裝置
由電容器、電壓互感器（或電源變壓器）、投切開關（通常是真空開關）和控製器等組成。電壓互感器獲取線路的電壓值，與控製器裡設定的電壓值進行比較而做出投切指令。這類控製器市場上有產品俗簡稱為“控製頭”。
由於線路長度與負荷性質不同的影響，往往電壓低並不一定缺無功，電壓高也可能仍需補無功。因此，當有條件證明線路電壓起伏和無功變化存在確切的因果關係且變化較平穩時，可以選擇這種裝置。
這種設備屬於箱式一體化自動補償的普通型產品。
2.1.2無功控製模式單投單切無功自動補償裝置
這是根據線路無功缺額判定並控製補償電容器投切的產品。
在設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，既作為電壓控製模式的參考數據，同時，又與電流信號一起參與運算，得出無功缺額量。
控製器功能增強了，采集電壓、電流信號，進行數字處理、運算和存儲，具有了微型計算機的功能，能夠實現“無功＋電壓”的組合控製方式。它適用的線路更多，判定投切更準確。
這種產品屬於箱式一體化自動補償的中低端的級彆。
2.1.3單投單切自動＋固定補償
當電容器退出運行時，補償容量為零，而此時線路上往往還存在一定的無功缺額。因此，出現了增加一組電容器長期接於線路上，即固定補償，在此基礎上再疊加一組動態補償。對此，稱為固補加動補。無論是電壓控製模式，還是無功控製模式，都能夠實現這樣的組合。
這種方式在技術上冇有提升，適合線路長期存在著一穩定的無功負荷、又有一定的無功量疊加起伏的情況。由於線路情況的複雜性，其電容量的準確選定並不容易，尤其是固補部分，往往要留有充分的餘量以免過補。
它在形式上做到了兩級補償，但仍然是單級動態補償。它與後麵介紹的雙投切方式有本質的不同，在選用時往往容易混淆。
2.2雙投雙切無功自動補償裝置
雙投雙切，指2台開關，各接一組補償電容器，共2組電容器，根據需要和指令分彆動作，也稱為兩組動態補償，或循環動態補償。
這種補償裝置是為了適應線路無功缺額較大、無功起伏變化多階梯的情況，在技術上又提升了一個檔次。由兩組電容器、兩組開關、電壓互感器，電流互感器及控製器等組成，其補償量可達線路無功缺額的80％以上。控製器功能更強，對數據運算和判定執行能力要求更高。
由於實行分組跟蹤多階梯補償，補償時間長，補償效果相對好的多。以補償容量500KVAR為例，如果分為200KVAR和300KVAR兩組，上述2.1.3“固補＋動補”方式的配置為“200KVAR固補＋300KVAR動補”，實現200KVAR和500KVAR兩級補償；而200KVAR固補易造成過補，也缺少了300KVAR**補償；循環投切方式，控製兩台開關，分彆實現0、200KVAR、300KVAR、500KVAR四種交替補償狀態，避免了過補，多了**300KVAR補償，補償時間、補償準確性、**性都好得多。
雙投雙切方式以無功缺額作為判定依據，即跟蹤無功量實時投切，無功缺額到哪**就補相應的無功量。它不適合單一電壓控製模式。
雙投雙切這種產品應屬於箱式一體化自動補償的中端的級彆。
2.3多功能、智能化無功自動補償裝置
上海坤友電氣有限公司分析總結了早期應用產品出現的問題和經驗，在2008年度的項目實施中提出了智能化、多功能、**性等新的要求，與設備廠家共同研發、試點，*終形成了在雙投雙切方式基礎上，實現人機對話、數據分析計算、自動控製、數據存儲與處理、**保護等多重功能，上海坤友電氣有限公司認為，應該屬於線路無功自動補償的**產品。上海坤友電氣有限公司的技術協議主要有以下要求：
2.3.1應具備多種控製模式
控製主模式為“無功＋電壓”的複合控製模式，同時還具有電壓、電流、功率因數、時間、季節等多種控製模式，可根據不同需要設置控製模式。
2.3.2無線人機對話操作
無論是狀態檢查、修改控製模式、參數調整、讀取數據，全部通過筆記本電腦或手持式抄表器，WINDOW平台，無線方式，無須爬杆，人機對話操作。
2.3.3采用無損非接入電流互感器
傳統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；國內相關技術和產品已達到要求。
2.3.4硬件配置上應具備較為完善的保護措施
為保證電容器**運行，應外接過流快速熔斷保護器，*好電容器內部具備內放電電阻和內熔絲保護；為避免停電後再送電時電容器直接掛網，要求投切開關為電保持式，即具備停電自動分閘功能；為防止諧波湧流的影響，應配置電抗器和吸湧器等器件，吸收和削弱線路上湧流和多次諧波。
除高壓端要裝有避雷器，補償箱內應安裝雷擊浪湧吸湧器等防雷設施。
為防電磁乾擾造成誤動作，控製器應采用屏蔽設計，並增加濾波裝置。
可考慮安裝溫度傳感器，箱內溫度較高時自動起動風扇散熱。
2.3.5控製器計算機軟件實現多重監控功能
設備所配置的多種傳感器配合計算機軟件共同來實現如下**保護措施：
控製器應該采集線路數據，並判斷識彆過電壓、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，並指令**投切；
控製器應該實時監測各次諧波，總諧波占載比的總百分比率，以控製諧波超標保護；
為避免電容器組的投切振蕩，控製器應能夠判彆並閉鎖控製輸出。
2.3.6應具備完善的數據處理功能
要求控製器能儲存線路各電參量和工作狀態，如：電壓、電流、有功、無功、功率因數、諧波百分比、2組開關投切狀態（合／分）等；每日的*大／*小電壓、電流、無功、有功值以及發生的時間，每日開關投切的次數等。
每組數據記錄時間間隔可自由設定，記錄時間應至少大於30天；數據可上傳至計算機加以管理，隨時查看打印。
2.3.7應具有無線網通訊接口
考慮到批量應用後的集中監控，要求設備具備無線網通訊接口，便於今後中心控製室計算機實時監控各線路各設備的電參量，以及無功和功率因數的實時變化曲線，可及時了解10KV電網運行狀態。
3.線路無功自動補償設備的選型建議
3.1補償方式
補償容量在300KVAR以下，選擇單投單切或雙投雙切的補償方式都可以考慮。如果平均無功量比較平穩，比如在300KVAR附**穩變化，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，可分彆實現100KVAR、200KVAR、300KVAR多階梯補償。
補償容量超過300KVAR後，單級補償值較大，大範圍起伏變化的可能性也大，建議選擇雙投雙切的補償方式，分多級實時補償。由於杆上設備有重量限製要求，以及控製技術等問題，上海坤友電氣有限公司選用的雙投雙切補償容量不超過500KVAR，據悉，也有廠家*大做到800KVAR。
關於“固補＋動補”方式，先要分析線路是否存在較為穩定的無功基荷。根據上海坤友電氣有限公司的應用情況，幾乎冇有哪一條線路在**、或一個月、或一年能有一個相對穩定的無功缺額量。選小了，補償不夠，選大一些，又會造成過補。
3.2控製模式
建議選擇以“無功＋電壓”作為為主控製模式，它既實時跟蹤無功變化進行補償，又利用電壓高低作為保護門限的根據。在考察產品時，設備組成中是否采用電壓互感器，是判彆產品是否采用“無功＋電壓”為主控模式的標誌。
如果要選用單獨電壓控製模式，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係，選配補償容量。
3.3智能化程度
完成自動投切是控製器的*基本的功能，但如果希望掌控設備和線路的運行狀況，需要隨負荷變化經常調整控製參數，建議選用智能化程度較高的產品。
3.4**保護措施
如果線路上的情況比較複雜，比如有軋鋼廠、大型采石場等，建議多方位考慮**保護措施。
4.結束語
配電線路無功自動補償裝置正在被廣泛的使用，作為新產品，也存在一些問題。市場上相關的產品種類較多，功能、可靠性等指標差彆很大，本文希望對供電企業在選型時有所幫助。
