無功補償技術在電氣自動化中的應用

陶源

摘 要：隨著現代科學技術的不斷發展，電氣自動化技術應用也快速的發展滲透于各行各業，無功補償技術作為電氣自動化設備中的一項重要技術，它為電網運行中的安全性、經濟性和穩定性提供了強大的保證。合理應用無功補償技術對優化電氣自動化具有重要意義。

關鍵詞：無功補償技術；電氣自動化；應用分析

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.154

當今社會很多生產活動都離不開電氣自動化的應用，但是在電氣自動化的應用過程中設備的使用效果往往也受到結構復雜的單相電力負荷變化所帶來的影響。本文以提升企業電氣自動化應用效率為出發點，以改良系統內部非線性因素為目的，針對無功補償技術展開討論。

1 無功補償技術應用概述

無功功率補償簡稱無功補償技術，即通過應用電容器等無功電源在不消耗電能的情況下轉化電能為聲能、熱能、機械能、化學能等來改變電網負荷功率、降低供電線路損耗、改善電壓質量，從而提高經濟運行水平。無功補償技術在電氣自動化系統中的應用，主要是為了提升電氣設備的應用效率，同時穩定電網中電壓和電流等相關的參數。通常，電力負荷和線路損耗之間往往成反比例關系。目前在電氣自動化發展進程中，提升電能的應用效率，在對相關技術不斷進行開發和引進，其中主要以無功補償技術為重點。

電氣自動化系統中無功補償技術的具體應用方式是將無功電源安設在自動化用電設備中，從而使電力系統中無功功率的流動發生改變，這樣就提高了系統中的電壓質量改善了整體供電環境。同時，降低系統中的供電損耗，達到降低控制線路成本、提高經濟運行水平的效果。無功補償技術通過控制電壓來綜合分析供電指令，達到控制器準確執行操作的目標，這種動態的相互補償，使電氣自動化系統運行中出現沖突的可能性達到最小甚至避免。

2 電氣自動化中無功補償技術應用發展現狀

目前，在我國電氣自動化應用于高鐵牽引系統、變電站等，其高效發展為社會生產和人們生活帶來了巨大改變，越來越多的受到社會各界的關注。在電氣自動化系統的正常運行過程中，存在很多方面的原因對設備運行造成影響，這時技術上的缺陷就會表現出來。比如單相電力牽引的負荷變化復雜的問題就為電氣自動化的推進帶來了阻礙，牽引負荷會大幅增加電力系統中的負序及諧波，進而提升無功功率，這就對電力系統的安全穩定運行和自動化系統資源有效利用都帶來一定的影響，安全風險提高了嚴重的還會降低電氣自動化系統整體經濟效益。這種情況下，無功補償技術就會被人們選擇利用，系統缺陷在這種技術的是合理使用下會得到彌補改進。

隨著科學技術水平的快速發展，電氣自動化領域也跟著發生了突飛猛進的變化，對電子自動化系統中的無功補償技術也開展了大量的研究工作。根據實際應用過程中的現狀發現電氣自動化系統發展中最受困擾的三個問題是無功、負序和諧波，這些問題關系到電力系統的安全穩定運行，同時還影響到電氣自動化系統的運行效率，最終將會導致整體的經濟效益受損。參考當今國際上在這些方面的研究成果，當然我國地大物博人口眾多國情相對更為復雜，電氣自動化在供電領域的應用的問題較多。近些年來，也有發生一些電氣自動化設備相關的安全事故，對社會和企業都造成了巨大損失。

在這個背景下，通過運用無功補償技術嘗試解決電氣自動化系統發展中的無功、諧波和負序等主要問題，具有重要的價值。由于無功補償技術其實在國內的發展歷史并不長，因此目前在實際使用中還存在一定的局限，主要體現在下述幾個方面：

有緣濾波器，其主功能在于促使設備能夠生成負序電流，從而能夠保證設備內和諧波電流與電源需求之間達成一種互相抵制的平衡。

固定濾波器，常用來與濾波器連接共同作用于改變無功出力，達到調節開關通斷的目的，有效的提供穩定的無功率濾波。

可控飽和電控器，該設備主要優勢在于通過調節電阻抗器的飽和度調整對回路電流，能夠抵消并聯濾波器當中的無功功率電流，投入使用的時間段較長，不足之處是會產生的噪音污染。

真空短路投切電容器，相比前三種裝置該設備投資少，操作簡便。缺點是在合閘的瞬間可能產生較大的電壓，容易致使設備損壞，因此該裝置使用時不宜頻繁的開關。

有源濾波器和無源濾波器，該設備能夠將負荷中諧電波流與有源濾波器所產生的電流進行中和，中和之后能夠達成電源所需求的狀態。

3 無功補償技術在電氣自動化中的應用

供電系統的關鍵評價指標之一是電能質量，而電壓又是影響電能質量最為關鍵的要素。在目前的電氣自動化系統發展過程中，無功補償技術對改善電壓質量，提升電能應用效率有重要影響。然而，不同的電氣自動化系統對無功補償技術的要求也不盡相同。所以，在電氣自動化系統中推進無功補償技術時需要技術人員合理有針對性的選取適用的無功補償技術，應深入分析在電氣自動化中對于無功補償技術的使用需求，重點關注無功補償技術在電氣自動化應用中的共性問題，積極引進國內外先進技術設備結合實際開發投入使用。這樣才能電氣自動化系統的穩定性和可靠性從整體上得到提升。

（1）全面分析電氣自動化對無功補償技術的需求。實際應用過程中，相關技術人員一定要根據實際使用環境、生產規模等方面綜合考慮分析，選取合理有效的無功補償技術，實現電氣自動化系統整體可靠性的提升。

（2）不同的電氣自動化系統對無功補償技術的要求也不盡相同，重點抓取無功補償技術在電氣自動化應用中的普遍共性，同時考慮其特殊個性的開發，發揮好共性和個性的和相互轉化補償，從而達到降低投入成本，提升收入增長的目的。

（3）密切關注無功補償技術最新發展動態，積極引進國內外先進技術設備并且投入使用。在這個過程中，要加強對相關技術人員的專業素質培訓鍛煉，要求掌握國內外最新無功補償技術設備知識。

目前，無功補償技術主要是通過組合源濾波器與有源濾波器然后通過注入方式實現補償，具體應用有以下幾種方式：固定的電坑器或電容器上使用；與可控飽和電坑器結合固定濾波器一起使用；電坑器、電容器和固定濾波器三者結合等。其中發展應用較為先進的是并聯混合有源濾波器中的無功補償技術。

與此同時，我們也應當關注電氣自動化系統中應用無功補償的共性問題：一般來說如果在電氣自動化系統中所出現的一些無功現象，多是因為功率因素或者是阻抗問題。以國內電氣化鐵路為例，目前主要是通過AT供電的形式使得無功補償應用于電氣化鐵路當中，所采用的為SCOTT變壓器，主要借助晶閘管電子開關來完成對于電容投切的控制。從目前實際應用的效果來看，這種應用形式對于我國鐵路的發展還是具有積極重要的影響的，能夠通過降低負序問題來節約資源，減少資源浪費的情況，同時也能夠通過無功補償技術來保障整個電氣自動化系統的運作穩定性與安全性。另一方面，我們也能夠發現國內很多多變電站中也廣泛地采用了無功補償技術，在這種應用環境下，無功電流從發電廠出發流入變電站，在經過低壓線路時就產生了無功電流的這種遠距離傳輸模式。具體應用中，也需要針對不同變電站的地理位置進行分區化地無功補償，一般來說220V電壓的變電站，其無功調節功能往往比較多，調節功能所產生的調節容量也會因為地區的不同而不同呢。結合實情，我們就應當明白在應用無功補償的過程中，變電站必須要充分考慮每個分區的不同特點，要根據實情進行區分化調整和區分化補償，只有針對性更強，才能夠確保方案的后期應用效果是最好的。無功補償技術的基本邏輯可能大同小異，但是正是這種“小異”才是各個應用場所所需要關注的地方。

4 結語

電氣自動化技術的深入推進給工業生產和人們生活帶來了巨大影響，推動了整個社會經濟的發展和進步。電氣自動化發展過程中暴露出一系列的矛盾和不利影響，無功補償技術的開發應用有利于提高電氣自動化的可靠性，推動電氣自動化不斷進步發展。值得注意的是，雖然無功補償技術有很多優勢，但是切勿隨意濫用，以免無功倒送現象的發生。

參考文獻

[1]韋星.無功補償技術在電氣自動化中的應用思考.山東工業技術，2014，（01）.

[2]邵長娟.淺談電氣自動化智能無功補償技術應用.中國信息化，2013，（14）.

[3]王李楊.淺析無功補償技術在電氣自動化中的應用.價值工程，2013，（06）.