1、试论电气自动化中无功补偿技术的应用 摘 要：随着电气自动化技术应用范围的不断扩大，动态无功补偿技术和谐波治理的问题越来越严重。系统运行过程中往往出现负荷变化大，带有谐波的现象，传统的无功补偿技术已经不能满足系统运作的这一需求。无功补偿技术是采用无功、负序及谐波的综合补偿方式，对电气自动化系统的正常运行提供了有力的支撑。本文主要对电气自动化中无功补偿技术的作用、应用及建议做了简要的分析。 关键词：电气自动化；无功补偿技术；特点 1 电气自动化中无功补偿技术的作用 电气自动化的普及，不仅促进了市场经济的快速发展 ，增加了国民收入，还极大地降低了工作人员的操作难度，为企业生产减少了人力物力的成本投入
2、，增加了企业的经济效益；同时还提高了电气自动化的安全性，为安全生产提供了有力的保障。随着电气自动化技术水平的不断提高，在电气自动化发展中呈现出了越来越多的问题，电气设备中电能资源的过度浪费，已经引起了社会的高度重视。电气自动化中无功补偿技术的大量应用，可以有效地降低电气设备的电能消耗情况，完善电气自动化体系，确保国民经济和社会主义现代化建设的健康发展。 目前电力系统中所有的用电设备都存有无功功率的现象，这种现象的 产生主要是电压与用电设备的特性所决定的。电气设备运行中，设有额定的电压值，电压在这个值数范围内进行上下波动，这时电气设备的无功功率就会根据电压的波动幅度有所降低，在对电气设备进行无功
3、功率补偿时使用无功电源无法做到及时补偿，无功补偿技术的应用可以合理有效地降低用电设备的电力消耗，确保电气自动化系统的正常运行，提高电气自动化系统的稳定性和可靠性。 2 电气自动化中无功补偿技术的应用 1、电力负荷的功率因数 作为电力系统的重要技术数据，功率因数是衡量电气设备效率的主要系数。如电路无功 功率用于交变磁场转换较大，则表明功率因数低，进而加大线路供电损耗，基于此，必须严格控制功率因数。电气自动化系统内，应确保功率因数最大化，只有这样才能降低无功功率传送，降低损耗有功功率量，才能将供电设备改善电压质量的功能充分发挥出来。电压和电流间的相位差（ ）的余弦在交流电路内被称为功率因数，其表示
4、符号为 cos ，功率因数在数值上为有功功率与视在功率的比例。公式如下： cos=P/S 。 2、并联电容器补偿无功功率的作用 并联电容器能够在工频交流额定电压下长期运行，具有承受相应过电压的性能。 作为节能用电的重要途径，用电容器实施无功补偿，可对用电负载功率因数、电压质量进行有效提升，同时也能起到电网线损有效降低的作用。变压器负载侧电压在投入与切除并联补偿电容器时都会出现相应改变，由此可见，可利用投入或切除电容器的方式对变压器负载侧电压质量进行有效提升 3、真空断路器投切电容器 此类补偿方法中，电容器组通过对高压母线内电压互感器一次绕组电阻放电的充分充分利用，可达到良好的补偿效果，通常不进
5、行专门放电装置的安装。为避免高压击穿电容器，可将熔断器安装到电容器组内进行短路保护。为减少合 闸时电容器组出现的冲击涌流与避免串联谐振现象出现于电容器组和线路电感内，可进行一定量电抗器串联。其能充分补偿高压母线前主变压器、高压线路与电力系统无功功率，对功率因数提升、成本降低极为重要。 4、固定滤波器和晶闸管调节电抗器 根据谐波规定进行固定滤波器的设计，利用晶闸管触发角改变对流过电抗器的感性电流加以调节，并确保其平衡于并联滤波器中剩余容性无功补偿电流，以此与功率因数需求相符。其优势包括长期投入固定滤波器，晶闸管应用少、具有较快的响应速度及良好的调节能力。 5、变电站无功补 偿技术 作为供电区域的
6、供电中心，变电站可通过不同等级电压的配电线路供电给用户。遵循 “ 分级补偿、就地平衡 ” 的要求，确保配电线路无功功率平衡于电力用户无功功率，无需变电站补偿无功电力。主变压器无功损耗为容性无功补偿装置的主体，并具备相应负荷侧无功补偿的功能。按照主变压器容量进行容性无功补偿装置容量的确定，即遵循 10%到 30%主变压器容量合理配置，并能与主变压器（ 30到 110KV）最大负荷相符，要求其高压侧功率因数在 0.95 以上。如 40mva 为主变压器单台最小容量，则每台主变压器需进行 2组以上容性无功补 偿装置的配备。 线路无功补偿装置安装前，因变电站主变压器将一定量无功功率输送给线路，进而降低
7、了主变压器有功功率传输的能力。如安装线路无功补偿装置，可降低主变压器无功功率向外输送的量，进而提升有功功率输送量，这就是主变压器增容。按照补偿前后线路侧功率因素与主变压器额定容量可对主变压器增容进行计算。 6、配电线路的无功补偿 配电线路在电力网内用量较大，其中 60%到 70%为线损率。基于此，必须做好配电线路无功补偿工作，充分减少配电线路功率损耗。因配网线路较为复杂，无法选取统一模式，根 据具体情况，可选取分散、集中、固定与自动等相互结合的模式。具体过程如下：首先根据主变压器容量 15%在变电所内进行固定补偿电容器组安装；其次将固定补偿电容器组安装于线路负荷中心等相关位置；最后将自动补偿电
8、容器组安装于线路负荷中心上侧。 在补偿分支线路无功消耗中，应以平衡分支路线无功功率为主，尽量降低分支线路向主干线进行无功功率索取，尽可能降低无功损耗。其要求如下：第一，分组补偿容量通过分支线路具有的配电变压器空载无功损耗确定；第二，补偿点通过较大负荷分支线确定；第三，以用户自主补偿作为全部配电变压器 负载无功损耗的主体，如用户补偿不足或无补偿，则需向主干线进行无功功率索取。由此可见，可通过配电变压器空载无功损耗对线路补偿容量进行确定。 3 提高电气自动化中无功补偿技术的建议 1、在电力系统网中要高度重视对变压器、配电线路电能损耗的无功补偿，必须提高功率因数的功率值，增强供、配电系统的利用率，降
9、低电力资源的消耗量。在安装受电端无功补偿装置时，要尽可能地减低负荷无功功率的消耗，减少配电线路的损耗，提高功率因数。这种无功功率补偿是最直接、最经济的节能减耗的方式。 2、在电气自动化 无功补偿技术应用中，要加强对用户侧无功补偿的管理力度，加大对节能降耗的宣传力度。在用户群中形成对无功补偿技术的充分认识，减少用户侧中对有功功率的消耗，降低成本的投入，提高功率因数，实现对电气自动化系统的有效无功补偿。 4 结束语 综上所述，近年来随着科技的进步和电气自动化程度的不断加深，无功补偿技术在电气系统中占有重要位置，无功补偿技术采用的是无功、负序及谐波的综合补偿方式，主要目的是节约电能和提高供电的质量。
10、只有扩大无功补偿技术的应用范围，才能使功率因数得到有效提高，负序得到有效降低， 才能形成科学的滤波通路，抵消或滤除指定谐波。才能对电气自动化系统的正常运行提供有力的支撑。 参考文献 肖吉德；信息时代的电气自动化技术 访上海大学陈伯时教授 J；电工技术杂志； 2003 年 04期 刘艳琳；供电无功补偿节能技术在综采工作面的应用研究 J；科技资讯； 2010 年 32期 王亚云；我国电气自动化行业的改革与发展研究 J；科技创业月刊；2010 年 08 期 姚金雄；张涛；林榕；罗迪；牵引供电系统负序电流和谐波对电力系统的影响及其补偿措施 J；电网技术 ； 2008 年 09 期 王大为；邱江霞；丁明锐；谐波环境下的低压无功补偿技术应用的改造J；电气技术； 2007 年 07 期
