1、析无功补偿技术在电气自动化中的应用【摘要】在最近这些年来，随着现代化科技的蓬勃发展，以及无功补偿技术在实际生活中的应用日趋普及，致使人们对于无功补偿技术在电气自动化中的应用给予了越来越多的关注和重视。无功补偿技术是电网中无功功率分配调节的一项专业技术，其优越的性能在电气自动化快速发展的今天得到配电系统设计的认可及普遍使用。 【关键词】无功补偿技术，电气自动化，应用 中图分类号：F406 文献标识码： A 一.前言 无功补偿技术，作为新形势下电气自动化在解决无功功率、负序、谐波等几个方面的问题的一门关键性技术，能够在利用电气自动化及其设备系统中的负荷特点的基础上，对无功、负序和谐波进行补偿，能够
2、在一定程度上降低电力资源在生产、传输过程当中的损耗，并保障电气自动化系统的正常安全运行，对于推动电气自动化的革新和发展，有着不可取代的意义。 二.无功补偿技术的原理 无功补偿原理：一般而言，电力系统中的输出功率可以分成两部分，第一部分是无功功率，第二部分是有功功率。其中，有功功率是电力系统运行过程中的那部分直接能量耗损，主要是将电力系统中的电能转化为一部分机械能或其他形式的能（比如热能） ，并利用这些形式的能量进行做功。无功功率实际上并不需要任何形式的电能转换，它与有功功率电能转化存在着巨大的差异性，该种能量通常被用作用电设备的做功基础条件，其主要是在电能和配电网之间实现周期性有效转换。无功补
3、偿的实现，主要是将容性功率荷载设备和感性功率负荷设备并联在配电线路上，电能会在不同负荷设备间有效的交换，其中感性功率荷载所需要的无功功率经容性功率负荷输出的无功功率，即可有效地实现电力系统的无功补偿。实践中我们可以看到，无功补偿技术可有效地增加电力系统中的有功功率常数，同时还可以有效地减少电力系统中供、发电装置的设计容量，以有效地减少整个电力系统的建设投资成本。正是因为这一基本原理，通常新建电力系统都要充分考虑运行过程中的无功补偿，并减少电力线路上的容量设计参数，以降低电力系统的投资建设成本。实践证明，通过提高无功功率的因数，可有效地降低电力系统的电能耗损，进而减少无功补偿、优化设备，从而增加
4、电力系统中的有功功率输送和提高电力企业的经济效益。 三.电气自动化中无功补偿技术的现状及其特点 与国际先进水平相比，我国无功补偿技术在电气自动化应用方面的技术明显处于弱势地位。国际上已经可以利用无功补偿技术实现提高供电系统的功率因素以及降低其负序的作用，对这些技术的研究都已经有了较为完备的体系，例如 IEEEStd519、ERG53 等等。我国由于在这一方面起步较晚，发展较为缓慢，因此远远落后于世界先进水平。尽管如此，在借鉴其他国家的基础之上经过技术人员不断探索我国针对无功补偿技术依然有一套较为基础的方案，在过滤和抵消谐波方面也有相应的处理措施。 经过不断努力和探索，无功补偿技术在我国电气自动
5、化应用方面已经初步形成了一下几种方案： 1.利用固定的电容器和电抗器过滤谐波。这种方案的优点在于能有效地提高供电系统的功率因素，减少负序；缺点在于它无法实现消除谐波，对谐波的过滤效果较差。 2.利用真空断路器投切电容器。这种方案的工作原理在于在于利用真空断路器控制电容性的涌流，只要产生电压真空断路器就立刻投切电容器，这样就可以避免让电容器和电网之间的电位差过高。其优点在于这一方案的操作过程十分方便，成本也较低；缺陷在于同一设备经常使用投切其寿命会大大减少。 3.利用滤波器或其他工具配合滤波。除了滤波器来消除谐波以外，还可以采用 TCP 设备配合滤波器来提高供电系统的功率因素，只要合理控制可控宝
6、和电抗器就可以对电路负载进行适当调整。 四.无功补偿技术在电气自动化应用中存在的问题 1.系统谐波对无功补偿装置造成的影响一方面，在电气自动化系统整个运行阶段，该系统的谐波会缩短无功补偿装置中的电容寿命，增加维护成本。另一方面，在实际应用中，系统本身结构产生的谐波，也会造成设备损坏。2.我国无功补偿技术发展的局限性 从无功补偿技术的发展情况来看，无功补偿技术在我国的起步较晚，致使该技术在电气自动化的应用当中存在很多不完善的方面，主要包括技术层面上的不完善以及设备本身的缺陷两方面。例如其中的真空断路器设备，由于其技术的不完善，致使该设备在合闸时产生的高电压会给动态补偿效果带来不利影响，一定程度上
7、影响了无功补偿技术在电气自动化中的应用。 3.输电途中无功补偿配置的不合理 在无功电流通过发电厂向高压变电站传输的过程中，由于要经过多个低压变电站，尤其是远距离传输时，更会导致很多无功电流在传输。而且若是变电站采用整组投切的方式补偿电容量，不但无法实现负荷转变的均衡，还会因负荷状态高，功率因素低，而导致补偿产生。此外，在进行倒置传输时，对于电网的损耗及其过程中存在的风险也会明显增大。 五.无功补偿技术在电气自动化应用中的解决措施 1.加强用户侧的管理力度 通过加强用户侧的节能和管理力度，让用户充分意识到无功补偿技术在电气自动化当中的重要性作用，树立正确对待无功补偿技术与电能损耗关系的意识，可以
8、从很大程度上从内部减少传输线路中电能的损失。2.确定变电站无功补偿的实际容量大小 在确定变电站无功补偿的实际容量大小时，应该充分认识到各地区实际情况的不同，变电站的调节也存在差别。在此基础上，采用无功补偿技术对变电站的低负荷、变压器加以无功补偿，并借助电力行业的最新工艺、装置及技术，合理配置补偿容量。此外，还需要加强工作人员的技能培训工作，尽量减少和预防无功回送现象的发生。 3.有效补偿配电网低压一侧的电容器组 在这方面，需要重视无功电流传输时流经的变压器及线路所导致的功率和电能的降低情况，而对于共用变压器机组负荷较大的，需要考虑是否在配电网低压一端配置电容器组，实行有效补偿。 4.在电气自动
9、化中，无功补偿技术的应用策略 在电气自动化的领域中，自无功补偿技术运用以来，电能质量的衡量标准就一直是电能的稳固运行与安全防护，此外，在测评配电网系统质量的好坏时，这也是一个有机指标。而电力的稳固性能则受到直接受到电压的制约和影响，因此，绝大部分时电压是否稳定决定着电能是否稳定。通常情况下，铁路与公路系统有用电均是采用滑动触摸碰的方法进行传送电能的。在装置相互接触到的地方火花总会产生，这给电力系统的安全带来了很大的隐患。火花的控制能使安全风险处于萌芽状态，但在此过程中也要用到无功补偿技术。不可否认，电力接触网的无功功率因数、变电站对电力系统短时控制的调整机能和牵引机动车的配电网决定着依靠电力运
10、行的机动车功率因数大小。除此之外，如果接触网的面积与变压器的抗打击性能彼此不同，也会使电力系统在安全防护中面对更多的问题。 六.结束语 通过对无功补偿技术在电气自动化中的发展现状及其实现途径、设计方法，以及在应用过程中所存在的问题加以讨论，并寻求合理有效解决这些问题的方法，能够进一步提高电子自动化的运行效率，减少电力能源在传输过程中的损耗。为进一步推动电气自动化行业的改革和发展，需要相关的技术人员加大研发力度，加强对技术及设备的改进，解决无功补偿技术在电气自动化应用中存在的问题。 参考文献： 1高亢.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析J.科技资讯,2011(27):96-97. 2高卫星.无功补偿技术在电气自动化中的应用分析J.中国科技博览,2012(1):152-154. 3金永旺.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析J.科技致富向导，2012，11， （14）. 4孙静，孙红亮.浅谈电气自动化中无功补偿技术的应用J.现代企业教育，2012，10， （15）. 5李良，崔家才.无功补偿技术在矿井供电中的几点体会J.中国产业，2011（6）. 6高卫星.无功补偿技术在电气自动化中的应用分析J.中国科技博览，2012（1）.
