無功補償技術在電氣自動化中的應用

劉秀林+邢峰

摘 要：隨著社會的快速發展，以及科學技術的不斷提高，我國的電氣自動化技術也獲得了長足的發展，在目前的社會形勢下，在電氣自動化系統中應用無功補償技術降低了無功功率，減少對電能的損耗，在今后使用無功補償技術是一種必然的趨勢。下面，本文就將對無功補償技術的基本原理、應用情況等進行詳細的介紹。

關鍵詞：無功補償技術；電氣自動化；作用研究

隨著社會以及科學技術的發展進步，我國的電氣自動化技術也得到了一定的發展。但是隨著電氣自動化水平的逐漸提高問題也開始凸顯。電氣設備中的非線性因素以及變化功率使得輸電線路的諧波、無功功率等增加，這樣就會造成電能的較多損耗。不過無功補償技術的出現以及應用，漸漸提高了電器設備在運行過程中的穩定性，同時也降低了無功功率，使得電氣設備的電能損耗減小，下面本文就將對無功補償技術的基本原理等進行詳細的介紹。

一、無功補償技術的基本原理

我們知道在電氣自動化運行的過程中既會產生有功功率也會產生無功功率。有功功率指的是將電能轉化成了機械能或者熱能等其它形式的能。而無功功率則是不消耗電能，直接將電能與其他形式的能進行轉化。減小無功功率在電網中的流動，就能夠降低線路以及變壓器因為輸送無功功率而白白產生的電能損耗。

二、無功補償技術的意義

我們知道負序、諧波以及無功是電氣自動化系統中三大重點的問題，隨著科學技術的發展，電器自動化領域的研究也在不斷的進行著進步，比如，在變電站，高鐵牽引系統之中都在應用者電氣自動化技術，但是卻存在著有關單相電力牽引的負荷復雜變化的問題，也正是由于這個問題，導致整個電力系統之中的諧波以及負序大大增加，也會使得無功功率進行提升，雖然我國已經對如何應對這些問題進行了一定的研究，但是依舊面臨著較重的壓力，而且非線性因素帶來的不可控問題變得更為嚴重。嚴重時甚至會帶來較為大型的事故，為社會以及企業會帶來較為嚴重的損失，在電氣自動化系統中引入無功補償技術，能夠解決電氣自動化系統非線性問題。

三、電氣自動化應用無功補償的現狀

近年來，在對電氣自動化中的無功補償技術做深入的研究，現在無功補償技術有很多種的分類，但是主要目的都是在基波下牽引負荷的感性無功功率，以便于濾除諧波、降低負荷，提高電氣的功率因數。下面本文將對這些技術進行簡單的介紹。

（一）真空斷路投切電容器

這個設備在使用的時候較為簡單并且所需要的投資也比較的小，但是在進行合閘的一瞬間可以產生較大的電壓，然后產生較大的電流，這樣整個設備較為容易損壞，另一方面這個設備開關的壽命直接影響到它的使用壽命，所以這個設備在使用的時候不能夠很頻繁的投、切。

（二）可控飽和電抗器

可控飽和電抗器這個設備正式通過對電抗器飽和程度的調節來達到控制回路電流的目的。而對電流的控制則是讓并聯濾波器里面的多余的容性無功功率被感性的電流得到抵消，這樣達到一種相對平衡的狀態。但是這個設備在使用的過程中會產生較大的噪聲以及諧波，在電氣自動化系統中可以長期的投入使用。

（三）有源濾波器

有源濾波器較為昂貴，它是為了讓電力電子裝置產生與負序電流以及諧波電流相反的電流，通過這樣的方式使得電流相抵消。除了價格較為昂貴這個缺點之外，這種方法也有著速度較快、調節靈活、不會和系統發生諧振等種種的優點。

四、電氣自動化中運用無功補償的策略

首先，需要弄清楚在整個電氣自動化系統中，運用無功補償的方向。我們知道，在供電系統中，電能質量是用來評價的重要標準，而電壓的質量在很大的程度上對電能的質量產生著影響。在電氣自動化系統中，很多無功情況產生的原因就是存在阻抗以及功率因素。我國現在的電氣化電路在應對無功電路的時候應用AT供電的方式，這種策略能夠有效的解決長輻射路線上存在的負序問題。

在電氣自動化系統中應用無功補償存在著諸多的共性問題，在使用無功補償技術的時候能夠很大程度的降低資源的浪費，另一方面也能夠保證系統的安全。比如在應用較多的發電站方面，我們可以看出，來自發電廠的無功電流在流入變電站，經過線路傳向低壓電路的時候就就形成了無功電流的遠距離傳輸，為了避免這個問題，就可以以分區的方式，對變電站進行無功補償，而且需要根據本地區的實際情況制定詳細的策略，對變壓器進行合理的調節以及補償，這樣才能夠使無功補償技術達到最佳的效果。

提高無功補償的有效策略之一就是采用先進的技術以及管理方式。從我國目前的情況來看，一種較為先進的管理方案就是并聯混合式有源濾波的無功補償方案。這種方案主要是讓LC以及APF進行混合，然后對諧波進行無功補償。這個方案對于電力濾波器補償量較大的問題能夠很好的進行解決，也可以對較為大型的電子自動化系統的補償技術進行調整優化。她的成本較低，而且也能夠獲得較大的收益，具有很高的性價比，因此得到了較為廣泛的應用與認可。

另外，還需要注意倒送配電網以及諧波現象。在實際的應用過程中，用戶端往往會存在倒送配網的現象，這樣就使得電網產生較大的損耗并且也會大大的增加整個輸電線路的負擔。尤其要引起重視的是如果無功補償設備在負荷低谷的時候，就會加劇無功倒送現象。而諧波現象則是無功補償裝置電容器的重要影響因素，雖然在上文中提到過利用無功補償技術能夠緩解諧波帶來的傷害，但是實際情況則是在增強設備康諧波性能的同時，無功補償設備也會產生一定的諧波，當就電力系統內部的諧波大于電容器的額定容量時，無功補償設備就會面臨無法使用的尷尬。

五、小結

隨著科學技術的發展，我們可以預見到，在不久的將來就會有越來越多的無功補償裝置放到電力系統之中。這樣不僅僅會變得更加靈活，更加便于控制，另一方面也是對人力，電能的節約，保障了電氣系統的安全，使之能夠高效的運行。創造更大的經濟效益以及社會效益。本文在對無功補償技術的基本原理進行介紹的同時，也提出了一些提高它應用效果的策略，希望能夠有所益處。

參考文獻：

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