配电线路无功补偿装置的分类及选型

电力18讯：    摘要：作为新技术和新产品，市场上的线路无功自动补偿设备存在很大差异。该文分析了市场上不同产品的组成、配置、结构、性能、特点，以及功能等方面的异同，对设备选型提出探讨性意见。

关键词：无功自动补偿；设备选型；智能化；安全可靠性；对比分析

中图分类号：TM761.1 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)11-0055-03

随着科学技术的发展，线路无功自动补偿设备近年来逐渐开始应用。由于国家没有专业标准，因此，市场上该类产品在技术性能、功能特点、安全可靠等方面存在很大差异。

我们在对该类产品的调研和应用实践中，对产品的分类、选型方面有了一些认识和体会，归纳整理出来，供大家参考。

我们将控制开关“分闸、合闸”称作“投、切”。

1 分体式简易型无功自动补偿装置

较早的线路无功自动补偿主要采用时间 + 电压控制模式，根据用电峰谷值时间段，结合电压值作为判据来自动投切补偿装置。装置由电容器、控制开关、电压互感器及控制器组成，其中控制器主要是定时器和电压比较器；结构形式是分体裸露安装在杆上，补偿容量可取线路无功缺额的40%～50%。

由于用电的峰谷有很大的变化，而线路电压高低只能间接反映无功缺额，并不一定代表是否缺少无功。因此，补偿准确性较差，效果并不理想。

另外，分体裸露式安全性差，高低温、雷雨、霜雪、冰雹，以及烟尘污染等等，都会影响设备的正常工作。这种简易的自动补偿在一些地方有过应用，但没有推广开来。

2 集中箱体式10 kV线路无功自动补偿装置

随着功能的完善和技术的成熟，出现了整体箱式无功自动补偿装置。它采用双杆架设，通过多种传感器采集线路信息，经过处理加以利用。这是本文讨论的重点。

2.1 单投单切无功自动补偿装置

单投单切，指一台开关，接一组补偿电容器，也称为单组动态补偿。比较适合线路无功量相对稳定的单级阶梯式变化情况，补偿容量不宜过大，一般适用于线路无功缺额在500 kvar以下，电容器配置在60%~70%，即350 kvar以下。

2.1.1 电压控制模式单投单切无功自动补偿装置

由电容器、电压互感器(或电源变压器)、投切开关(通常是真空开关)和控制器等组成。电压互感器获取线路的电压值，与控制器里设定的电压值进行比较而做出投切指令。这类控制器市场上有产品俗简称为“控制头”。

由于线路长度与负荷性质不同的影响，往往电压低并不一定缺无功，电压高也可能仍需补无功。因此，当有条件证明线路电压起伏和无功变化存在确切的因果关系且变化较平稳时，可以选择这种装置。

这种设备属于箱式一体化自动补偿的普通型产品。

2.1.2 无功控制模式单投单切无功自动补偿装置

这是根据线路无功缺额判定并控制补偿电容器投切的产品。

在设备的组成上需要增加电流互感器，以采集线路的电流信号。电压互感器采集的电压信号，既作为电压控制模式的参考数据，同时，又与电流信号一起参与运算，得出无功缺额量。

控制器功能增强了，采集电压、电流信号，进行数字处理、运算和存储，具有了微型计算机的功能，能够实现“无功 + 电压”的组合控制方式。它适用的线路更多，判定投切更准确。

这种产品属于箱式一体化自动补偿的中低端的级别。

2.1.3 单投单切自动 + 固定补偿

当电容器退出运行时，补偿容量为零，而此时线路上往往还存在一定的无功缺额。因此，出现了增加一组电容器长期接于线路上，即固定补偿，在此基础上再叠加一组动态补偿。对此，称为固补加动补。无论是电压控制模式，还是无功控制模式，都能够实现这样的组合。

这种方式在技术上没有提升，适合线路长期存在着一稳定的无功负荷、又有一定的无功量叠加起伏的情况。由于线路情况的复杂性，其电容量的准确选定并不容易，尤其是固补部分，往往要留有充分的余量以免过补。

它在形式上做到了两级补偿，但仍然是单级动态补偿。它与后面介绍的双投双切方式有本质的不同，在选用时往往容易混淆。

2.2 双投双切无功自动补偿装置

双投双切，指2台开关，各接一组补偿电容器，共2组电容器，根据需要和指令分别动作，也称为两组动态补偿，或循环动态补偿。

这种补偿装置是为了适应线路无功缺额较大、无功起伏变化多阶梯的情况，在技术上又提升了一个档次。由两组电容器、两组开关、电压互感器，电流互感器及控制器等组成，其补偿量可达线路无功缺额的80%以上。控制器功能更强，对数据运算和判定执行能力要求更高。

由于实行分组跟踪多阶梯补偿，补偿时间长，补偿效果相对好的多。以补偿容量500 kvar为例，如果分为200kvar和300 kvar两组，上述2.1.3“固补 + 动补”方式的配置为“200 kvar固补 + 300 kvar动补”，实现200 kvar和500 kvar两级补偿；而200 kvar固补易造成过补，也缺少了300 kvar一级<