无功补偿技术在输配电网电气自动化中的应用

高泳平

摘 要：随着时代的发展和社会经济的进步，我国电气自动化技术在不断的发展，电气设备的应用范围也越来越广，在给人们的生活和工作带来极大便利的同时，动态无功补偿以及谐波治理问题也日益突出。文章简要分析了无功补偿技术在输配电网电气自动化中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用分析

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）21-0103-01

1 无功补偿的概念及其特点

无功补偿指的是将一些无功电源设置在电力网和负荷端，比如电容器、调相机等，目的是为了满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求。

无功功率最多的设备是电感性负荷，比如异步电动机、变压器等等，其中，有60%的是异步电动机，20%是变压器，剩下的20%包括整流设备、电抗器以及架空供电线路等等。通过这些叙述，我们可以发现，主要在异步电动机、变压器以及架空供电线路中存在着无功功率。

动态无功补偿的意义重大，一是在降低供配电系统损耗的基础上，实现供配电系统利用率提高的目的；二是通过合理调整功率因数，来有效的控制供配电系统网络电压幅值；三是保持供配电系统网络电压的稳定；四是避免供电系统受到谐波电流过大的损坏。

2 电气自动化中应用无功补偿的现状

近年来，相关的部门和人员越来越重视无功补偿技术的研究，经过调查研究，目前采用的主要有以下几种形式的无功补偿：

①真窄断路投切电容器。这种电气化设备十分的简单，不需要投入很多的资金，但是也存在着一些缺点，在合闸的时候，会在很短的时间内急剧升高，可能会严重损坏到设备，并且这种设备的反复投切不能够有过大的频率，否则会影响到设备开关的寿命。

②可控饱和电抗器。可控饱和电抗器的电流回路所做出的调节，都是依据电抗器的饱和状态所进行的，这是为了保证可以有效的消除掉并联滤波器里存在的无功功率和感性电流，达到平衡的目的。在电气自动化系统中，可以长期投入使用这种设备，但是，在运行的过程中，会产生较大的噪声，并且有一定的谐波产生，使用时间久了，在一定程度上就会破坏到设备。

③有源滤波器。有源滤波器的功能主要是使电力电子装置产生与谐波电流相反的电流，这样就可以促使其相互抵消掉，达到平衡的目的。这种技术具有很多的优点，比如有着较快的调节速度，补偿方式比较的灵活，谐振现象通常不会发生等，但是设备的价格比较昂贵。

④固定滤波器、电容器和电抗器的调压。利用低压母线，来有效的连接这种电气化设备和电抗器与滤波器，它的实现借助于变压器调节低压侧母线上的电压。在整个实施的过程中，调节目的的实现，主要利用的通断开关以及架设的晶闸管分接，从而保证无功功率达到稳定的状态，并且在滤波方面也可以发挥出作用。

⑤有源滤波器和无源滤波器的结合。这种设备将有源补偿和无源补偿有机的结合了起来，在灵活性和可控性方面更加的好。

3 无功补偿技术在输配电电气自动化中的应用

应用的具体方式为：通过对电能质量的观察，可以对供电系统在设计时以及运行时的设备状态进行有效地判断，而电压是电能质量非常重要的一个衡量指标；变电所中发生的无功现象，指的是有无功功率产生于负荷中，并且牵引变压器和接触网中阻抗大小造成的影响，这样就会在很大程度上影响到整个电网的正常运行。比如，有一些非线性负荷是突然出现的，并且规模比较大，高次谐波随之产生，这样就一定会影响到很大面积电网的电压质量。而电网电压发现了偏移或者波动的状态，就会对电网运行的安全和电能的质量产生不利影响。目前，采用的一些常用方法如下：将功补滤波等装置加设在电力机车上，这样就可以有效地提升机车上的功率因数，主要是利用电容器以及电抗器实施串联组成了补偿装置上的电路，并且在牵引绕组上进行连接，利用的是主变压器，投切的实施，利用的是晶闸管电子开关。

目前在具体应用中主要出现如下问题：一是将无功补偿技术应用于电气自动化系统里，可以产生十分显著的经济效益，但是，应用的范围还不是十分的广泛。二是发电厂中庞大的无功潮流需要经过高压变电站，然后才可以转送到中低压的变电站中，利用的是铺设好的输电线路，这样整个无功潮流只能够进行远距离的传输。三是目前无功补偿装备中的大部分都没有合理的进行容量配置，部分变电站中都是直接整组投切补偿电容，调节的时候，没有严格依据负荷的实际变化，这样就会出现诸多问题，比如在负荷高时，只有较低的功率因素；而负荷低时，却有较高的补偿。四是无功存在着倒送配电网的现象，如果长期存在着这种现象，就会加重电网的损耗状况，让整个配电线路的负担不断加大。

可采用以下先进技术和管理方式来解决相关问题：目前，有源滤波器并联混合式的解决方法是我国应用比较广泛的无功补偿方案，主要是有效的混合LC和APF，从而有效的解决电力滤波器中存在着过剩补偿量的问题，通过实践研究表明，采用这种方式在调整的时候，还可以有机的结合大型电气自动化系统中的补偿技术，将无功补偿注入的方式实施在谐波上。我们都知道，普遍采用分散式安装的方式将电容器组安装在电网里面的电力线路中，这样做是为了实现无功分散补偿。无功分散补偿是为了对农村电网中的无功补偿情况进行缓解和解决，目前，无功分散补偿的方法已经被很多地区的配电变压器所试用。经过大量的运行实践表明，采用这种分散的无功补偿方式，可以非常便捷的进行安装和维护，并且不需要投入那么多的资金，运行的安全性和可靠性也可以得到保证。

4 结 语

随着人们生活质量和生活水平的不断提高，电气设备在每一个家庭都十分的常见，在电力传输的过程中，由于种种因素的共同作用，难免会产生谐波问题，严重影响到电力供应的质量和电网运行的安全。近些年来，谐波治理问题引起了人们的重视，关于这些方面的研究也越来越多。经过实践研究表明，在电气自动化中应用无功补偿技术，具有十分好的效果。本文简要分析了无功补偿技术在输配电网电气自动化中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献：

[1] 陈亮.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].机电信息，2012，（24）.

[2] 李晓凤，郝敏.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].神州，2011，（14）.

[3] 葛峰伟.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].电源技术应用，2013，（5）.

[4] 张安.无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J].科技创新与应用，2012，（24）.