無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用

朱江龍+陳順平

摘 要：隨著信息技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，電氣自動化也隨之逐漸走向成熟。電氣自動化技術(shù)受到單相電力負荷變化的影響，并且一些非直接因素逐漸凸顯。鑒于此，本文以無功補償技術(shù)在電氣自動化中的重要性，分析目前電氣自動化的實際運用情況，結(jié)合實際情況提出合理運用無功補償技術(shù)的方法。

關(guān)鍵詞：無功補償技術(shù)；電氣自動化；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.178

當今社會各個領(lǐng)域均處于高速發(fā)展時期，電氣自動化領(lǐng)域也隨之發(fā)生著翻天覆地的變化。例如，在高鐵牽引系統(tǒng)中使用的電氣自動化技術(shù)等。但是，在轉(zhuǎn)變的過程中問題也出現(xiàn)了。電氣自動化中的缺點：變化規(guī)律的不確定性、非直接因素的出現(xiàn)等都增加了在電路輸送過程中線路的負序電力、無功功率等。無功補償技術(shù)恰可以解決電氣自動化中的無功功率現(xiàn)象，提高了電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和降低電氣設(shè)備的電能損耗，是電氣自動化在運用方面的改進。

1 電氣自動化中應用無功補償技術(shù)的作用

1.1 無功補償技術(shù)原理在電氣自動化中的運用

在實際生活中分為有功功率和無功功率，有功功率是將電能轉(zhuǎn)變成機械能、熱能等形式；無功功率是指在直接消耗電能的前提下，將電能轉(zhuǎn)化成另一種形式的能，且該種形式的能在電氣使用的過程中可以與電能進行定期交換，達到減小無功功率在輸送過程中的流動，因此降低了線路和變壓器在運輸過程中的電能損耗。

1.2 無功補償技術(shù)在電氣自動化中的作用

隨著電氣自動化引入無功補償技術(shù)，提高了電氣自動化水平。在一定程度上達到節(jié)約電能，降低電能損耗。即無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用不僅避免了無功功率的增加而且提高了用戶用電的損耗，達到了降低電能的消耗，確保電氣系統(tǒng)的安全運行。在電網(wǎng)中補償系統(tǒng)的無功功率，增加電網(wǎng)中無功功率的比例。即不同的用電設(shè)備在不同的電壓環(huán)境下的無功功率不同，在額定電壓下，其無功功率與電壓保持一致，當電力系統(tǒng)的用電緊張時，運用無功補償技術(shù)可以補償電網(wǎng)中的無功功率，為此達到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。還可以降低用電設(shè)備容量，減少線損。即為了達到以最小的成本，發(fā)揮最大化的使用功能。在無功補償技術(shù)下，提高功率因素，同時降低電網(wǎng)中輸電線路的線損，最終實現(xiàn)提升電力系統(tǒng)中有功功率的輸送。

2 電氣自動化中應用無功補償技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，在電氣使用上，圍繞提高功率、減低負序，以達到電氣自動化的有效利用。我國對電氣自動化中無功補償技術(shù)的應用需要，大部分是在基波牽引負荷的無功功率。無功補償技術(shù)主要有以下幾種：

（1）真空短路投切電容器。該設(shè)備在電路輸送中控制電壓，但是在合閘的過程中電壓會發(fā)生很大的變化，因此，在使用該設(shè)備時應盡可能的減少頻繁的切換；

（2）可控飽和電抗器，該設(shè)備通過電抗器飽和程度，控制回路中的電流，從而達到在并聯(lián)電路中將多余的無功功率與電流抵消而達到平衡。但是該設(shè)備會產(chǎn)生諧波，噪聲較大，在一定程度上產(chǎn)生損耗；

（3）有源濾波器，即是讓電子裝置產(chǎn)生與負序電流和諧波電流相反的電流，使之滿足電源的要求。該設(shè)備調(diào)節(jié)速度快、靈活、不會產(chǎn)生諧振等特點，但是該設(shè)備價格較昂貴；

（4）固定濾波器、電容器和電抗器的調(diào)壓，該設(shè)備是通過連接低壓母線上的電抗器或者濾波器、調(diào)節(jié)降壓器的低壓側(cè)母線電壓，達到改變無功功率的目的，結(jié)合加裝晶閘管分接和通斷開關(guān)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)穩(wěn)定無功功率與濾波的作用；

（5）有源濾波器和無源濾波器，該設(shè)備在濾波器的作用下將產(chǎn)生的電流和電荷中的諧波電流進行中和、抵消，最終實現(xiàn)電源的要求。雖然無功補償技術(shù)在自動化中得到較為廣泛的使用，但還需不斷深入的探討與分析，以達到更高的自動化水平。

3 電氣自動化中應用無功補償技術(shù)的策略

在供電系統(tǒng)中，電能的質(zhì)量受到供電部門的關(guān)注。在電力輸送過程中，功率是影響電氣自動化系統(tǒng)狀況的主要因素。例如，在輸送的過程中產(chǎn)生的諧波，導致整個電網(wǎng)的整體波形畸形，當畸形指數(shù)變大時，導致電壓的偏移，電能質(zhì)量受到影響，很可能對整個電網(wǎng)的安全產(chǎn)生影響。

無功補償技術(shù)在電氣自動化中的使用，不僅提高了電氣自動化的安全性，還降低了資源的有效配置，在很大程度上，降低了行業(yè)的成本，不僅在資源的利用，還在安全性方面考慮的預算，都極大減小了行業(yè)的成本。因此，一項好的技術(shù)可以給行業(yè)的推廣和長遠的發(fā)展帶來更有利的效益。但是，在我國不同地區(qū)的情況不同，因此，在使用無功補償技術(shù)時，應根據(jù)本地區(qū)的實際情況采取相應的手段，并將應用方案具體化，防止無功倒送，以確保無功補償技術(shù)在電氣自動化中使用的效益最大化。例如遠距離的輸送電力，在電力輸送的過程中，通過低壓變壓器，形成無功流的遠距離傳輸，產(chǎn)生很大的影響。

采用并聯(lián)混合有緣濾波器等一些先進的濾波技術(shù)和管理方式，不僅在一定程度上解決了電力牽引負荷的不可控變化造成的電力濾波補償容量過大的問題，也是一些大型的電氣自動化系統(tǒng)無功補償技術(shù)的解決方案，對諧波進行定量、定性的無功補償。同時，也有一些電廠采用晶閘管濾波裝置，將濾波在回路中吸收，諧波不在線路中形成通路，進而減小電網(wǎng)的污染和危害。

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