探析新型无功补偿装置在 10kV 配电系统中的应用
（烟台东方威思顿电气有限公司，山东 烟台 264000）
摘. . 要：10kV 的配电系统因其自身具备输电线路较长、结构单一等特点，致使无法满足无功功率设备的需求。基于此，本文讲述了该设备在相应配电系统中所能发挥出的作用，阐述了其演变发展过程中的优势变化，并且分析了新型无功补偿装置的设计要点，描述了其在 10kV 配电系统中的使用方式。
关键词：无功补偿装置；10kV 配电系统；DPS 的新型装置
引言 ：在电力工作中，配电网络是一个较为重要的结构，只有保证其质量达到一定的标准，才能确保运行过程的安全，更经济和高效。
在整体工作中，其主要建设偏向于有功装置，忽略了无功设施的优化，在当下使用的 10kV 配电系统中，由于自身可靠性较差，又缺少相关功率的使用，对整体运行造成了影响。
一、无功补偿装置在 10kV 配电系统中的作用
有载调压变压器和同步调相机都是无功补偿装置，由于前者使用过程中可消耗掉一部分的无功功率，所以不能作为相关电源；后者可根据实际的功率，对其进行补充和掌控。同时，该装置具有装卸方便和耗能少的特点，可以预防无功倒送的事情出现。在 10kV 配电系统中装置设置的主要内容是有、无功率两种，实际工作中需要有功负责主要运行，将其消耗掉。由于在电感元件之中电流不同的做工形式，会在其产生的温度差异上体现出来，将相关技术应用在工作中，促使供电质量不断提升 ［1］ 。
二、无功补偿装置在 10kV 配电系统中的进化史
（一）固定式
最早使用的无功补偿装置就是固定形式的，为防止在电流运送的过程中出现异常现象，使用的电容器会占电路总体的 30%，数值较小，大多数在 100kV 以下使用，只能进行单一的工作，无法适应电流运行时的高峰，产生的效果小。安装在电线杆上，外表裸露在空气之中，使其安全性能差，即使在电路已经断网的时候，挂网依旧不可以退出，再次开启电力输送的过程时危险性较大，目前已经被淘汰。
（二）人工式
10kV 线路在不断地运行和改善过程中，发现电流在白天和夜晚的变化较大，为了能在数值较高的时期进行无功补偿，于是引进了相对于大一些的电容器组，并且工作的过程中由工人辅助进行投切。现实生活中时常存在着一些意外事件，例如：在电量需求更多的生产制造厂，由于其加班加点的工作，会引起突发性的停电，让产量受到影响。为能在安全范围内具有充足的电力，大多数会使用无功缺额占总体的 40%，仍是不能解决问题，并且相应的补偿效果不显著，同时提高了工作强度，让安全隐患保留在其中。
（三）简易型
简易型无功自动补偿，是通过总结和提炼人工投切方式的经验，从而衍生出来的一种新型方式，通过其独特的分体式构件，再融入相应的控制单元来代替人工的操作，实现自动化的投切。
（四）一体化
箱式一体化无功自动补偿的发明是为了完善分体式装置的缺点，再融入自动控制技术从而演变出来的。第一，其外观结构发生巨大的改变，将内部的设备布局进行科学合理的改变，装在一个箱子内。这种形状下只通过单杆架设的方式并不能将其固定住，需要增加一定数量的副架，配备相应的跌落保险、避雷器械等装置，注意接地工作。
不仅具备时间控制的能力，同时拥有较为先进的传导设备，并不断研发出，电压数值的形式的无功多种新型模式，使控制器械向电子集成化发展。
三、10kV 配电系统中的新型无功补偿装置的设计
（一）位置确定
在 10kV 配电系统中设计无功补偿装置时，要将其安放在线路负荷的 2/3 处。不仅能使电压情况进行改善，同时会降低线路在工作过程中的损耗问题，依据实际的电路输送情况，设计出装置的补偿容量。
在一般情况下会安装较多的电容器组数，来降低该方面的损失，但是相对会提升安装和维修养护的成本投入。在现实工作中，一段超负荷的线路，通过两个设施就可以达到理想的效果，同时还会降低资金的投入。在安装的过程中，要结合线路上的需求，来确定合适的位置。
不仅如此，还可以在工作中采取单点补偿的方式，将其安装在电杆上时，禁止使用分组投切的方式，接线和保护的手段同样是以简单为主，按照规定严格执行将补偿效果最大化。
（二）容量确定
在设计无功装置补偿的过程中，需要确定其容量是否能对该线路进行承载。过于大或是小的都不能将功能完美发挥出来，只有数值处于合适的区间之内，才能预防发生过电压、补偿的事情，将电容器的散热效果进行改善，提高工作时的安全性，同时可将电压水平不断升高，降低线路的损坏程度，最终做到促进发展的效果。
（三）补偿点确定
无功补偿装置可相对减少负荷电路中的能源损耗问题，将供电质量不断提升。具体安放位置需要进行科学合理的演算，使相关电压得到改善。在一般情况下，用功损耗包括有功和无功，将补偿电容器安装在线路上时可减少对其的使用数量，同理有功电的使用同样会降低，将损失缩减到最小。在计算相关地点时，需要具体了解每个节点容量的补偿情况，将数值从大到小的进行排列，并且需要计算出备选地点。大多数的补偿点都在节点处，可通过非节点基础计算补偿方式，得出最佳的位置 ［2］ 。
四、新型无功补偿装置在 10kV 配电系统中的应用
（一）DSP 的新型装置
在 10kV 配电系统中的无功补偿装置可分为：一，容性，是指电压相位较为靠前的情况。二，感性，指电流超过电压的情况。有功功率在整体之中主要用途是转变运行的数值和强弱，一旦出现无功不足，就会导致电压低于正常数值，所以在现实工作中是不可分割的一部分，并具有以下原理 ［3］ 。
1. 装置原理
新型无功装置是将当下各类型的设置优点进行结合二设计出来的，主要部件有：电容器组、开关、避雷器等。其最大的优势特点是电容组比以往得更多一些，通过星型布线的方式，让相关交流接触器进行投退，将 TMS3206713B DSP 作为主要控制器的芯片，完善线路上的电压质量。其多数安装在外集装箱内部，结构相对简洁，安装更方便。
2. 硬件结构
10kV 配电系统中的无功装置通过 TV、TA 对线路中的相关信息进行采集，再通过经隔离变送模块之后被转换成为小电流，将其传送到隔离室中的数据式转换器中，同时输入芯片的转换通道，完成相应的信息采样工作，DSP通过具有计算生产功能的电容器发出投退指令，TMS3206713B 射出相关信号给光耦隔离，再发给电容器进行驱动元件。其中的意见结构有：
（1）核心部件：通过 TMS3206713 型号的 DSP 中的 CMOS 技术强大的处理数的据的能力和 I/O 外接口较多的优势特点。可同时拥有16 个 SPI 的外行串接口，用来连接显示设置、外接键盘等设备，通过较强的计算能力可平稳进行实时数据分析工作。
（2）无线通信主要是通过 GPRS 的移动信号作为 CGS 网络传播的媒介。并且拥有迅速、实时性高的优势，通过远控功能和平台将设备安装上，并且不需要再布一条线。
3. 投退控制
按功率进行控制的话，线路在有功的过程中不能观察到无功的数值变化，在相关信息符合并达到一定程度的时候，投切会产生剧烈的电压震荡现象。如是按照控制其过程，相关线路中无法显示出有功的变化，在达到一定数值的时候同样会发生振动。依据对其控制的方式，在其到临界点时，电容器组会产生投退频繁的事情，发生震荡和烧坏的概率指数非常高，由于采用 DSP 的新型双电容组，需要改进以往的投退方式。
总结 ：本文通过将传统和新型的无功功率设备的用处和型号进行对比，更深刻地展现并介绍了新技术功能的强大。在实际安装的过程中，保证位置、容量、补偿点的正确，可提高线路运输的质量，使电力成就更上一层楼，为国家发展贡献出更巨大的力量。
