无功补偿技术在电气自动化中的应用

1、    无功补偿技术在电气自动化中的应用    刘田旭宋洋左海云摘 要：随着社会的发展，电气自动化在众多领域被广泛应用。电气自动化技术的实现需要依托相应的电气自动化设备，无功补偿技术显得越来越重要。目前，科技发展日新月异，无功补偿技术也面临着创新与变革。无功补偿技术对于电气自动化的应用具有较大影响，需要明确其发展状况，不断完善技术要点。本文对无功补偿技术进行了概述，分析了无功补偿在电气自动化中的应用途径，提出了无功补偿技术在电气自动化中的应用策略。关键词：无功补偿技术 电气自动化 应用电气自动化在不断发展的过程中，尽管应用效果较为显著，但仍存在许多问题。

2、影响电气自动化发展的非线性因素不断增加，并在发展过程中逐渐暴露出来，谐波含量较大、注入电力系统的负序、无功功率增大等因素对电气自动化的影响都较为显著，特别是单相电力牵引负荷变化，更是需要重点解决的问题，因而无功补偿技术需要被进一步研究，以确保电力系统安全、稳定运行。一、无功补偿技术的概述（一）无功补偿的基本概念无功补偿具有非常重要的位置。在电力供电系统中，无功补偿能够将电网的功率因数提高，功率因数是设备中，有功功率和视在功率的比值，与电路的负荷性质有关。无功补偿是一种降低损耗、提高效率、改善供电环境的技术。电网中的常见无功补偿方式包括集中补偿、分组补偿、单台电动机就地补偿等。无功功率主要来源于

3、异步电动机、供电线路、变压器等設备，通过改变电功率因素，实现设备的节能目的。（二）无功补偿技术的作用当今时代，经济与科技的发展都十分迅猛，在这样的大环境下，电气自动化技术的发展也较快，技术日新月异。电气自动化技术在各领域的应用范围较广，且应用模式日益成熟。在电气自动化发展的过程中，无功补偿技术的应用也随着越来越多，且意义重大1。电气自动化系统会出现谐波、无功、负序、单相电力牵引的负荷变化，威胁整个系统的安全，容易造成安全事故。合理选择无功补偿装置，可以实现电网损耗的降低，提高电力系统质量，挖掘发供电设备潜力，减少用户电费支出，从而提高供电水平。（三）存在的问题1. 电容器损坏频繁。在进行电压等

4、级的选择时，若未能对谐波背景的影响进行考量，就会出现电压等级偏低的问题，电容器在长期的使用过程中，很容易受损。2. 电容器外熔断器在投切电容器组及运行中常发生熔断。合闸涌流会对熔断器造成一定的冲击，同时，熔断器额定电流的选择偏小也会造成熔断问题。不同电抗率组别的电容器组需要根据一定的顺序进行投切，顺序不当，也容易出现熔断问题。3. 电容器组经常投入使用率低。电容器容量的选择需要按照一定的标准进行，以实际需要为原则。电容器容量选择不当，或者分配不合理，都会造成容器组经常投入使用率低的问题。二、无功补偿技术的应用途径分析（一）真空断路器投切电容器真空断路器投切电容器就有两大优点，也是其基本特点，其

5、一是成本低廉，其二是使用简便，容易操作2。同时，真空断路器投切电容器也存在一定的缺陷性，合闸的时候，真空断路器投切电容器的过电压非常高，单次的过电压不会对电容器造成非常大的损失，但是经过长时间的积累，电容器本身就会受到极大的影响，损伤较大。真空断路器投切电容器的开关寿命也存在较大缺陷，难以进行频繁投切，对于动态补偿来说，真空断路器投切电容器存在一定的影响。（二）固定滤波器和晶闸管调节电抗器固定滤波器和晶闸管调节电抗器能够满足相关作业的需要，串联电抗器与反并联的晶闸管，为了将其抵消，可以利用并联滤波器中多余的无功补偿电流，实现平衡。固定滤波器和晶闸管调节电抗器的速度相对合适，能够满足一般的标准需

6、求，且晶闸管的消耗数量也不高，最关键的是，滤波器使用寿命更长，能够长期投入使用。无论是使用成本还是使用质量，固定滤波器和晶闸管调节电抗器都具有良好的保障，综合性能较高。但固定滤波器和晶闸管调节电抗器也不是没有缺点，其主要问题就是谐波现象的产生，同样会在一定程度上影响无功补偿。（三）固定滤波器、可控饱和电抗器在无功补偿方面，固定滤波器、可控饱和电抗器时两个主要仪器之一，在应用过程中，首先要对饱和电抗器进行调节。磁饱和程度不同，能够对感性电流进行有效的改变。滤波器中存在多余容性，这些感性电流能够与之进行无功相抵，实现相对平衡，最终实现无功补偿。通过固定滤波器、可控饱和电抗器实现无功补偿，其出发点是

7、滤波器的长期使用效能3。但是，固定滤波器、可控饱和电抗器存在的问题也比较多，这种方法难免会产生谐波，产生的噪音也很大，对于机械设备来说，固定滤波器、可控饱和电抗器会带来较大的生产损耗。（四）有源滤波器通过电力电子装置，有源滤波器能够制造一定的电流，这种电流是有一定的要求的，需要与负序电流、负荷终端谐波电流相位相反，实现彼此之间的抵消，以进行无功补偿。通过有源滤波器实现无功补偿的方式效果更为灵活。与其他方式相比，这种方法的灵活性更强，更为多变，可以避免谐波现象的产生，无功补偿的速度更快。在综合方面进行考量，有源滤波器能够满足相关作业的要求，整体效果较好。有源滤波器的主要不足就是成本较高，电力电子

8、设备比较昂贵，造价较高，对于资金的需求较大，因而应用是需要考虑预算问题。（五）固定滤波器、电容器和电抗器的调压固定滤波器、电容器和电抗器的调压作为一种无功补偿方式，可以对变压器低压侧母线的电压进行调节，将无功出力现象改变。利用固定滤波器、电容器和电抗器进行调压的过程中，无功补偿效果需要分接开关的调节，更需要晶闸管的通断的保证。客观角度看，在理论上，固定滤波器、电容器和电抗器的调压不会被任何因素限制，但在实际应用过程中，相关研究发现，这种方式的无功功率也是可以提供的，这一目标可以通过加装来实现，从而实现滤波的目的。三、无功补偿技术的应用策略（一）研究无功补偿的方向和作用供电系统优劣的重要衡量标准

9、就是电能质量，决定电能质量的主要因素就是电压。从原因上分析，造成电气自动化系统无功状况的主要因素有两种，包括功率因数与阻抗。对于电力系统来说，无功效果的作用巨大，例如，牵引变压器与电网之间存在阻抗，会引起线路上出现整流非线形负荷与谐波，造成电网的波形变异，表现为电压发生偏移，影响电能的质量，也影响了电力系统的安全性。因而，在受电端安装无功补偿装置时，应降低线损耗，降低负荷无功功率，将功率因数增加，这种方法经济有效，能够达到节能目的。特别是公用变压器的负荷较大，需将电容器安装在配变低压侧，实现无功補偿。（二）重视无功补偿的共性问题无功补偿技术对于电气自动化系统的安全性、节约性有重要作用，且能够降

10、低投入和事故处理费用，实现预算成本的节约，使得资源有效利用，为行业带来经济效益。我国的无功补偿技术在变电站等领域的应用更为广泛，向输电线路延展。无功流经变电站走向低压线路时，实现了远距离传输，造成的影响很大。220kv变电站的无功调节能力较强。同时，调节容量会因地而变，变电站要科学配置补偿容量，对变压器负荷、变低侧负荷进行无功补偿，防止出现无功倒送。无功补偿技术的应用还需在因地制宜方面进行协调，细化研究，调整方案，优化应用效果。（三）运用先进滤波技术及管理方式无功补偿的有效方式之一就是并联混合有缘滤波器，电力牵引负荷复杂变化会在一定程度上造成负面问题，包括电力滤波器补偿容量过高等，并联混合式有

11、源滤波能够解决这一问题，这一补偿技术的协调工作适应于大型电气自动化系统。通过apf与lc的配合，实现谐波的无注入式功补偿。近几年，有些电厂利用ftfc晶闸管滤波装置实现无功补偿，这一方法能够降低电网损害程度，同时降低污染，成本较低，整体的性价比和效率都较高，因而在低压电网领域应用较广。结束语在电气自动化领域，无功补偿已经得到了广泛的应用，且应用效果较为显著。但目前的无功补偿技术还不够完善，相关的研究起步较晚，许多角度的研究还存在缺陷，诸如电力牵引负荷变化复杂方面等。目前，仍需对国外的先进理念和技术进行学习，结合我国的实际情况，促进无功补偿技术进一步发展。在应用无功补偿技术的过程中，还需结合实际情况，制定和完善相应的应用措施，以无功补偿技术提高电力系统的安全性、可靠性。参考文献1 邓显俊，明廷谦，