无功补偿技术在电气自动化中应用分析

无功补偿技术在电气自动化中的应用分析
摘要：随着现代化科学技术的不断发展，电气自动化不但得到了广泛的应用，而且其自动化水平也越来越高。

但是，伴随着电气自动化水平的提高，注入整个电力系统中的负序与谐波也在不断增加，这样常常会使无功功率大大提高，甚至会导致整个电力系统故障，造成重大安全事故。

在这种情况下，大力加强无功补偿在电气自动化中的应用研究，对于避免电力系统安全事故，提高电力系统的效率具有非常重要的意义。

关键词：无功补偿；电气自动化；补偿技术
中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：
应用无功补偿技术电气自动化发展中具有重要的意义。

随着经济与科技的共同进步,电气自动化技术也产生了日新月异的发展,目
前社会许多领域和产业都应用到了电气自动化技术,例如较为常见的高速电气化铁路牵引系统、变电站等等。

但是高速电气化技术的应用也存在单相电力牵引的负荷变化复杂的问题,这在某些情况下会导致注入电力系统的负序和谐波增加,同时会导致无功功率提升,一是会引起电力系统的安全性;二是会影响系统电气自动化系统的资源利用率,降低系统的总体经济效益。

就目前电气自动化系统的研究来看,其中最为明显的三大问题就是无功、负序和谐波问题,虽然国内外已经有相应的研究成果,但是对我国这样一个人口大国来说,变电所所的电气自动化应用压力更大,非线性因素所带来的不
可控问题更为严重,例如近年来较为严重的大同电厂机组事故等都
极为严重,而无功补偿技术是最为适合解决电气自动化系统非线性问题的技术。

1无功补偿技术的发展现状及实现途径
1.1无功补偿技术的发展现状
面对当前电气化的迅速发展，为从根本上提高电气化的高功率因数，将负序降到最低，其根本途径在于结合当前现有的滤波技术，对电气化中的谐波进行抵消。

通过近几年的研究发现，在先进技术的支持下，我国在这一方面也取得了较好的成绩，通过将无功补偿在谐波综合治理中的应用，最大限度的实现了功率因数提高、负序降低的功效，并在原有的基础上构成了有效的滤波通路，对电气化中的谐波进行滤除或抵消。

1.2 无功补偿技术的实现途径
一般来讲，在实现无功补偿技术的相关途径中，主要包括以下几个方面：首先，通过安装固定的电容器与电抗器，则能组成简单的谐滤波器。

但在实际设计时，需要安装人员能够从电容器与电抗器的实际功率出发，确保其在运行中，能够真正起到提高功率因数，降低负序的作用。

其次，真空断路器的应用，能够凭借自身投资小、操作简单的优势受到人们的欢迎。

但在实际应用中，其缺点在于工作人员一旦合闸，则会在电容器上产生过高的电压，并由此来影响整个动态的补偿效果。

最后，固定滤波器、电容器、电抗器等组合调压。

在实际应用中，一般是通过调节降压变压器低压侧的母线电压来调节连接在低压母线上的滤波器或电抗器的电压，从而改变其
无功出力。

调节时用晶闸管通断，分接开关无载调节，电气寿命理论上不受限制。

2 无功补偿技术在电气自动化中的实际应用
在上述实现的无功补偿技术途径中，虽然使用的方法不同，但其补偿的原理却是一样的。

需要注意的是，在不同的设备中，受设备自身性质的影响，单一的无功补偿技术是无法满足设备自身运行需要的，并由此并产生了多种类型的无功补偿技术，以此来满足多种设备的运行需求。

一般来讲，作为所有无功补偿设备中结构最为简单的设备，单协调滤波器的应用，主要是由固定电容器与电抗器两个部分组成，通过对特定滤波的过滤来提高系统自身的功率因数，在降低系统负序的同时，还能最大限度的实现无功补偿。

而真空断路器投切电容器作为一种构造简单、成本低廉的无功补偿装置，在实际应用中，能够从投资者的角度出发，将投资成本降到最低。

但在实际应用中，该装置仍存在较大的缺陷，即合闸通电后整个电容器便会出现高电压，对电容器的使用寿命造成了极大的威胁。

与此同时，在实际使用中，若频繁的进行开闸、合闸，还对对整个开关寿命造成影响，并最终影响整个电气自动化系统无功补偿的实际效果。

以下是无功补偿电压的调整：
并联补偿电容器的投入与切除都要引起变压器负载侧电压的变化，因此可以通过电容器投入与切除来提高变压器负载侧的电压质量，下面分别给出电容器的投入与切除对变压器进行电压调整的计
算式。

（1）电容器投入对变压器负载侧电压的调整。

在电容器投入前变压器负载侧功率因数为cosφ0，负载侧电压值为u20，而当电容器投入后负载功率因数提高为 cosφ+，则电容器投入后负载侧电压值增加为u2+，其计算式为：
（2）电容器切除对变压器负载侧电压值的调整。

在电容器切除前变压器负载侧功率因数为 cosφ0，负载侧电压值为 u20，而当电容器切除后负载侧功率因数下降为 cosφ-，则电容器切除后负载侧电压值下降为 u2-，其计算式为：
3无功补偿技术在电气自动化应用存在的问题及完善途径
要认真分析在电气自动化对无功补偿使用的要求。

电能质量是评价供电系统的最重要的指标。

在供电系统中，能够对电能质量产生影响的关键因素就是电压。

当前电气自动化系统中最常见的无功状况主要是因为功率因数与阻抗问题，使整个电力系统都受到无功状况的影响。

不同的电气自动化设备对于无功补偿的要求不相同，在进行无功补偿时，必须认真分析电气自动化设备对无功补偿的要求，从而有效提高整个电气自动化系统的稳定性。

结合无功补偿技术在电气自动化应用中存在的问题，主要体现在以下两个方面：首先，在整个电气自动化系统运行的过程中，其系统中的谐波能够在原有的基础上缩短无功补偿装置中的电容寿命，并由此来增加电气自动化的应用成本。

在当前使用的无功补偿技术中，其电容器虽然经过相应的处理，具备了必要的抗谐波能力，但
在实际应用中，受自身结构的影响，也会产生一定的谐波，一旦内部谐波的积累量超过了电容器自身的最大承受范围，将会损坏电容器的内部构造，使其无法正常运行。

其次，与国外一些发达国家相比，电气自动化中的无功补偿技术在我国发展应用中起步比较晚，因而整个技术体系在很大程度上表现出一定不完善，仍需相关人员结合着电气自动化的实际发展状况进行完善。

一般来讲，在电气自动化的实际运行中，无功补偿容量配置仍存在着一定的不合理现象，并由此影响到电气自动化系统的实际运行效果。

而在引发这些问题的原因中，既包括技术原因，也包括设备自身存在的漏洞，这些，都会使无功补偿技术效果大打折扣，甚至在情况严重的前提下，直接干扰电气自动化系统的正常运行。

在解决这一问题的过程中，要想从根本上实现无功补偿技术在电气自动化中的应用，其核心在于完善无功补偿技术与配网的结合。

这就要求电气科研人员能够在原有的基础上加快研究步伐，将无功补偿技术与配网相结合，以减少电流在流通过程中发生的损耗为目的，最大限度的实现能源节约的目的，在降低变压器负荷功能的同时，还能进一步推动我国电气自动化行业的发展。

4 总结
综上所述，无功补偿技术在电气自动化中的应用，在提高电气自动化运行效率的同时，还避免了能源浪费的现象。

针对其应用中存在的问题，相信在科研人员的努力下，必能将其克服。

参考文献
[1]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[j].价值工程，2011，(06).
[2]王浩.浅谈现代控制技术在电气工程系统中的应用[j].河北企业，2011，(07).
[3]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).
[4]高亢.对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[j].科技资讯，2011，(27).
[5]薛双苓，王磊.试论电气自动化中无功补偿技术的应用[j].科技资讯，2011，(29).。