电气自动化中无功补偿技术的应用

张立冬

安达市电业局

电气自动化中无功补偿技术的应用

张立冬

安达市电业局

在自动化电气设备中，各种非线性因素以及不可预知的变化规律增加了电网中谐波、负序的无功功率。在电气自动化广泛运用的今天，非线性因素以及各种不可预知的变化规律都有可能直接影响电气自动化的运作。所以，我们必须要根据电气自动化系统以及负荷的特点，制定出负序、谐波的综合治理方法，保护电网系统。

电气自动化；无功补；技术应用

对于现代的社会而言，科技越是发达，对电气自动化的运用就越为广泛。可是，在电气自动化中，不断增加的非线性因素以及各种不可预知的变化规律以及电力牵引负荷增加了电网谐波以及负序的注入量和无功功率。为了能够彻底解决这些问题，要按照自动化电气系统以及负荷的特点，制定出一套负序、无功和谐波的综合处理办法，在提高电气自动化控制设备的同时，保护好电网系统不受损害。

一、无功补偿技术概念

（一）无功补偿的设计

1.在设计无功补偿的时候，一定要降低线路感抗，选择合适的电动机型号、台数以及各种变压器。如果这些制作工艺都符合各项要求，那么就可以使用同步电机和空歇工作设备提升用电单位的自然功率因数。

2.如果在使用过程中，发现提高自然因数的方法并不能够

满足实际生产需要，那么就可以利用并联电力电容器的办法来达到实际需求。在使用这种方法的时候，要注意选用功率因数高于1的高压供电单位；或者选择功率因素小于0.9的低供压单位。

3.假如无功补偿装置是电力电容器，则必须要遵守“平衡原则”。换句话说就是，高压电容器对其进行高压部分的无功负荷补偿；低压容器对其进行低压部分的无功负荷补偿，二者各尽其责。当那些容量通常比较大、用电量高而且相对稳定的无功计算符合大于100Kvar时，可以在附近对这些设备进行补偿。作为补偿的装置必须和设备同时断电。在对无功负荷的电容组进行补偿的时候，只能在变电所中集中补偿。当这些装置都在变电所内集中补偿时，还需要注意一点，那就是要使用自动调节式的补偿装置，这样做是为了防止无功负荷倒送。

（二）实现无功补偿的方法

1.使用晶闸管调节变压器和固定滤波器的方法。这两种设备可以用高漏抗变压器，对其导致有功损耗，所以晶闸管调节变压器和固定滤波器这两种装置在实际生产中并没有得到广泛运用。

2.使用真空断路器透切电容器方案。真空断路器的价格便宜、操作简单，但是它在合闸时电容器上所产生的电压非常高，很容易烧坏其他设备，而且这种设备的开关寿命非常短，不能够进行频繁的投切。基于这些原因，这种设备大大影响到了设备的补偿效果。

3.使用有源滤波器方案。有源滤波器会让电子装置产生与负序电流相反的电流，让这些电流在装置中相互抵消，满足电源对总谐波以及无功电流的需求，这种方案的特点是补偿非常灵活，不会和各个系统之间产生谐振现象，调节和恢复的速度也非常快。但是有一点需要注意，那就是这种装置的价格通常比较贵。直到今天，我国对无功补偿采用了很多技术和方法，可随着现在电气自动化应用范围的不断拓宽，电气自动化对电网造成的各种不利因素也是日益剧增，因此，研发电气自动化设备的无功补偿就具有十分重大的意义。

二、在应用中存在的各种问题及解决方案

（一）目前存在的问题

在现代电气自动化系统中利用无功补偿技术具有较高的经济性，可是在实际运用的时候，还是存在着很多问题。第一，发电场里的无功潮流会直接涌向变电站，通过输电线路，把这些电流传输到变电站中，在这个时候，就有了远距离传输出现无功潮流的问题；另外，不能对无功补偿的容量进行科学配置，很多变电场中的电容量都使用的是整组投切，并不可能按照要求来实现就地平衡，会经常出现“高负荷时功率低，低负荷时功率高”的情况；最后，在使用电气自动化系统的过程中，还会遇见电网倒送的问题，这种到送可以大量增加电网的损耗，缩短其使用寿命，对电线路增加各种不合理负担，尤其是那些利用固定点补偿的用户，当遇见负荷较低的时候，最有可能出现无功倒送的问题。

（二）对以上问题的解决办法

1.首先要知道本地变电站的无功补偿量。230千伏左右的变电场的无功调节水平都比较高，在保证高峰负荷的同时，功率因素不能低于1，其中的调节容量必须要根据实际情况来设定。一定要科学合理的对变电站的补偿容量进行配置，从源头上避免无功倒送等问题的出现。

2.要时刻关注无功配网的无偿。当负荷电流通过线路以及变压器时，会产生电能消耗以及功率，其中功率因素越低，需要的功率就越多，线损也就会越大。所以，在受电端末尾处安装一个无功补偿装置，可以防止无功率的损耗，提高它们的功率因数，这同样也是节能损耗最经济、最方便的手段之一。

三、电气自动化无功补偿的运作方式

电能质量是供电系统评价体系中最为重要的评价标准。影响电能质量的关键因素则是电压，现如今，很多电气自动化系统出现无功状态都是因为受到阻抗问题以及功率因素问题的影响，当这些电网波发生变形时，电压就会出现偏移，电能质量也会从中受到严重影响，导致整个电网出现安全隐患。无功补偿作为一门新技术，它不但降低了资源浪费，而且还提升了电气自动化的整体系统，单从这两个方面看，无功补偿就可以直接降低行业投入，这种安全性的提升可以大大降低事故处理预算，只有将这种技术真正利用起来，才可以帮助行业带来更大的效益和发展。

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