10kV线路无功自动补偿装置的安全保护功能
详细内容
在农村配电网中，进行无功功率补偿，对提高功率因数、降损节能和提高供电质量有着非常重要的作用和意义。近些年，10 kV线路上的无功自动补偿出现了一些新的技术和产品，我局针对所属10 kV线路的特点，积极与设备厂家合作，开展这方面的应用。应用中，我们特别提出了相关的安全保护技术条款，与厂家共同探讨实施方案，并收到了较满意的效果。对此，我们有一些体会和收获，归纳整理出来与大家探讨。
1 农电10 kV配网系统无功补偿概况
对于农网主要使用的10 kV配网系统，完整的无功补偿应该包括变电站集中补偿、10 kV线路补偿和用户端低压补偿，再加上随机补偿，即3级补偿+随机补偿（3+1模式）。
目前，实际应用相对广泛的主要是在变电站的二次侧进行集中补偿，以及用户端的低压补偿。变电站集中补偿是在站内，室内环境，有人工值守；低压补偿虽然是户外环境条件下工作，但技术难度相对低一些。10 kV线路的无功补偿由于技术和环境等多方面的问题，只是有少量的线路实行了固定补偿，或人工控制补偿。显然，10 kV线路早期的这种补偿方法存在过补或欠补、人工劳动强度大等问题。通常，这种方法补偿电容器的容量只能配置线路平均无功缺额的30%左右，补偿效果很不理想。
根据线路运行状况，自动判别并实现10 kV线路无功自动补偿，是10 kV无功补偿技术和产品的发展方向。
近几年，随着科学技术的发展和相关专业厂家的努力研发，10 kV线路自动化的无功补偿装置逐渐开始应用。但实际应用中还存在着许多问题，有待提高和解决。
2 问题的提出
10 kV配电线路属于高压配电，其挂网设备的技术性和安全性要求也相对要高。无功补偿装置正是安装于线路中的某个位置（即某号杆，单杆或双杆架设），野外环境，长年累月挂网运行，同样，可*性和安全性要求极高。
2000年，一家国外知名公司在中国展出了他们的10 kV线路无功自动补偿装置。可以说，至此，10 kV线路无功补偿的自动化设备正式亮相。尽管国内曾有过这方面的很多尝试，但毕竟，国外的先进产品带来了新的启迪，推进了国内厂家研发的步伐。然而，国外这些产品并不能大范围地直接应用在中国的电网上，问题就在于缺乏安全保护措施。
发达国家的电网环境相对要好得多，用电户，特别是特殊的工厂，都在与输送电网之间采取了隔离措施，阻止可能影响输送电能质量的各种情况发生，使得电网很干净。而中国电网的情况就差很多，存在许多影响电能质量的不利因素，相当于电网受到了污染。
事实上，在后来出现的类似产品的应用中，使得产品的安全保护功能显得尤为重要。据掌握的信息，以及我们自己应用的实践经验：缺乏安全保护措施，或者安全保护做的欠缺，都使得设备损坏率高，正常工作周期一两个月，甚至更短。又由于设备工作在野外，发生故障时不易及时发现，造成长期停运，而失去补偿作用。故障严重时，还可能殃及其它设备。
因此，保证设备自身的高可*运行和安全保护是十分重要的，也是产品设计很重要的一个方面，是我们使用方必须要求的指标。
从哪些方面考虑和增强安全保护措施呢？要考虑周围环境，如高低温、潮湿、雷雨，以及空气污染、废气盐雾等等客观条件，也要考虑电网自身状况，如电压高低、三相电流平衡、谐波、浪涌冲击，以及用电高峰低谷，甚至特殊的异常现象等等。
设备应该具备相当的识别技术和保护措施，除了具备智能化控制外，还应具备如飞机黑匣子一样的功能，记录线路运行的参数和动作记录，为整个线路运行提供相关的历史数据和参考资料。
3 10 kV线路无功自动补偿装置安全保护综述
作为应用方，我们从应用的实践经验和体会，介绍各项安全保护措施，至于各项措施的技术原理和设计指标不是本文的重点。
3.1 安全挂网方式
10 kV线路无功自动补偿装置是一台（套）电力设备，但从安装施工、配套设施来说，每一个补偿点都是一个系统。应该考虑的是：
3.1.1 装置的重量以及单、双杆架设
早期简单的分装式（无箱体）补偿装置是单杆架设，安装在杆的上部；后来随着功能完善，设备配套件增多和防尘防雨的需要，发展了箱体式，采用双杆架设，安装在电杆中部，最低端距地面至少2.5 m。杆上架设设备的重量国家有规定可供参考。
3.1.2 A、B、C三相向装置引线的安全配套件
三相电接入装置前应该有跌落开关保护、避雷器保护，以及配套的横担、高压瓷绝缘子等。
3.1.3 接地系统
应按照国家相关的标准规范埋设安全的接地系统，保证雷击电流和短路电流的瞬间对地导通，以免烧坏装置。
3.1.4 设备箱体外要有安全警示，施工完毕应挂上标准的安全警示牌。
3.2 补偿电容器组的自保能力
同样是满足10 kV高压规格的补偿电容器，但不同厂家和型号的电容器在是否有自身保护的特点上存在差别。建议考察厂家配套的补偿电容器是否具备内部熔丝和自放电电阻，它具备并增强了整机的自保能力。
3.3 补偿电容器三相外接保险
虽然装置与外接电网之间装有跌落开关对装置进行过流保护，但考虑到线路可能存在的复杂恶劣因素，以及跌落开关可能出现故障，就有必要在每台电力电容器组再增加一级保险。有的设备生产厂家在每台电容器组上加装了喷逐式高压熔断器，有斜拉式、立式等等，以此达到短路保护及对地短路保护。当某个电力电容器组发生故障时，其高压熔断器将会熔断，即该电力电容器组退出运行，而不会影响整个系统的安全工作。
3.4 抑制电网干扰的安全保护配置
电网中可能会有一些特殊的负荷带来有害干扰，如轧钢厂的中频炉可能带来谐波干扰，采石场的大型碎石机可能带来浪涌冲击干扰等等，因此，应该考查补偿装置是否具备了抑制这些干扰的措施。基本方法是加装电抗器，可抑制10 kV线路上的低次谐波影响，既保护了补偿设备的安全性，又有利于线路输送电能的质量；加装浪涌脉冲吸收器，可抑制线路上的浪涌电流和瞬间电流对电容器组的危害，进而也保护了二次设备的正常运行。