淺析無功補償技術在電氣自動化的應用

康永偉

（沈陽航空職業(yè)技術學院黎明校區(qū)，沈陽 110000）

淺析無功補償技術在電氣自動化的應用

康永偉

（沈陽航空職業(yè)技術學院黎明校區(qū)，沈陽 110000）

近些年來，電氣自動化技術快速的發(fā)展，無功補償技術在電氣自動化中的應用日漸廣泛，逐漸受到人們的關注。本文便對這個問題進行了分析和探討，闡述了無功補償在電氣自動化中應用的現(xiàn)狀，以及其應用效果。

無功補償技術；電氣自動化；應用

電氣自動化的快速發(fā)展是社會主義經(jīng)濟發(fā)展大潮中的一個重要部分。在電氣自動化的設備運行中，包含的電氣牽引負荷是一個較難控制的部分，其中包括非線性因素等諸多要點。無功補償技術在電氣自動化中的應用是目前需要解決和深入研究的一個重點。

1 無功補償技術在電力系統(tǒng)自動化中應用概述

目前我國的國家建設、人民生活中，時時處處都應用著電氣自動化設備，例如為人們生活提供日常供電的變電站，以及高速電氣化鐵路等。但是，在電氣自動化系統(tǒng)運行時，會有多方面的因素對其安全造成影響。例如由單相電力牽引負荷的非線性因素引起的較大無功功率，以及引起電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大的諧波。在電力自動化系統(tǒng)的運行中，需要對以上現(xiàn)象進行改善和控制，就要對電力系統(tǒng)進行無功補償。無功補償技術在電力系統(tǒng)中的應用雖然日漸發(fā)展，不斷取得突破創(chuàng)新，但是卻還存在很多不足，加上諧波、負序兩個方面，構成了電力系統(tǒng)中的重點難題。國外在這個方面已取得了可喜的研究成果，我國也緊跟步伐，不斷提高著國家電氣自動化水準和應用范圍，變電站也在進行著不斷的擴容。但是，在電力自動化系統(tǒng)運行中，存在許多非線性因素，這些情況是難以盡行預判的，所以很難人工對其進行掌控。無功補償技術應用在電力自動化中時，若沒有強硬的技術支撐，保障其平穩(wěn)運行，就會出現(xiàn)重大的電力事故，不僅為大范圍的供電造成影響，嚴重還會造成人員傷亡。

2 無功補償技術在電氣自動化中的應用與現(xiàn)狀

在經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展后，我國電氣自動化技術有了明顯的改善和提高，通過對負荷的無功功率進行牽引，從而達到了對功率因數(shù)的提升以及負荷的降低，并且成功的消除了諧波。無功補償技術在電氣自動化領域中有著多種應用，下面進行簡要分析：

（1）通過真空斷路器投切電容器實現(xiàn)。這種應用方式不用投入很多花費，真空斷路器因為構造簡單所以易于操作實現(xiàn)。但是該設備在合閘方面有一定的缺陷，電容器由于合閘動作會產(chǎn)生高電壓導致設備故障。其開關的理論開閉上限有嚴格限制，所以在操作中盡量不能進行過多開關，但不能隨時開閉的話，對無功補償?shù)淖饔脮斐捎绊憽?/p>

（2）固定濾波器以及晶閘管調(diào)節(jié)電抗器。為了達到電力系統(tǒng)的額定功率因數(shù)，可以將反并聯(lián)晶閘管串聯(lián)到電抗器的線路中，該電路與濾波器電路并聯(lián)，可以消除電流中的無功補償。這種應用方法可以利用固定濾波器的并聯(lián)效應，外加少量晶閘管，長期使用，較為便捷，并且相應很快。但是這種方法會被諧波所干擾。

（3）固定濾波器以及晶閘管調(diào)節(jié)變壓器。這種應用方式利用的是高漏抗變壓器的干擾效應，但是這種方法會損失大量的有用功，造成很大的能源浪費。

（4）固定濾波器、可控飽和電抗器。這種應用方法是利用飽和電抗器對回路中的電流進行調(diào)節(jié)，并令電流與濾波器總的無功功率相作用而消失。這種方法也是可以進行長期使用的，不需要每次接入。但是這種方法易是電力自動化系統(tǒng)被諧波干擾，而且容易產(chǎn)生設備消耗，產(chǎn)生噪音。

（5）有源濾波器。這種應用方式是令負序電流與有源濾波器生成的諧波電流相抵消，達到平衡狀態(tài)。這種方法易于人工調(diào)節(jié)并且能夠防治諧波產(chǎn)生。但是這種方法耗資較大，使用有源濾波器需要較多投入。

（6）固定濾波器、電容器以及電抗器。這種調(diào)節(jié)方式需要對降壓變壓器進行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)器低壓母線側的電壓，對電抗器和濾波器的電壓產(chǎn)生影響，調(diào)整其無功功率。這種方法調(diào)節(jié)的部位是晶閘管的開關，不會受到調(diào)節(jié)次數(shù)的限制。

（7）有源濾波器以及無源濾波器。這種應用方式還不是十分成熟，是通過抵消有源濾波器產(chǎn)生的負荷電流一些諧波電流來達到系統(tǒng)平衡的，這種方法容易進行人工控制，靈活性較強，并且無源濾波器的無源補償很大，易于進行調(diào)控。但是這項技術尚未完善，雖然無功補償技術已在電力自動化領域廣泛使用，但是在電力自動化系統(tǒng)實際運行中，非線性因素在運行中不斷加強，而且其設備的單相電力牽引負荷的變化越來越難以預測，所以這項技術必須盡快加以完善。

3 無功補償技術在電氣自動化中的應用總結

本文對電力自動化系統(tǒng)中對于無功補償技術的應用進行了簡單闡述和探討，經(jīng)過上文的研究，得出了以下結論。

之所以在近些年，無功補償技術在電力自動化領域備受矚目，并且作為著重發(fā)展的技術，是應為目前電氣自動化設備在運行時，受到多方面的干擾，如非線性因素以及單相電力牽引負荷的無法預知性，這些都為電力自動化系統(tǒng)的運行帶來了阻礙，甚至引起一些重大電力事故。為了解決這些問題，電力自動化系統(tǒng)不斷探索，嘗試了多種消除非線性因素解決牽引負荷的方法，其中利用無功補償技術的方法最為有效實用，可以有效的消除諧波。在無功補償技術中，諧波注入式并聯(lián)混合有源濾波器的方法是最為有效的，其無源補償容量很大，有源補償十分靈活，易于操作，并且沒有開關的限制，在實際應用中是最為實用且最具顯著效果的方法。

4 結語

電氣自動化技術與我們的生活息息相關，大到高速電氣化鐵路的運轉，小到生活用電的供電，都要涉及到電氣自動化技術。目前我國電力自動化技術發(fā)展迅速，并且在逐步的完善過程中?，F(xiàn)階段，電力自動化行業(yè)面對著很多機遇和挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了很多亟待解決的技術問題。電氣設備在實際運行中，容易產(chǎn)生很多非線性因素，影響到電氣設備的運行及安全。電氣設備也會產(chǎn)生單相電力牽引負荷，在實際運行中，這部分符合的變化是無法進行預判的，難以控制?，F(xiàn)階段引入了無功補償技術，來解決電氣自動化系統(tǒng)運行中的各項問題，這項技術雖然還不成熟，但便于操作，解決難點有效，經(jīng)過不斷的完善發(fā)展后，會成為維護電力系統(tǒng)安全運行的有效方法。

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［3]張振華.創(chuàng)新——電氣自動化深化改革的靈魂［J].科技與生活，2010（14）

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