探讨电气自动化中的无功补偿技术

探讨电气自动化中的无功补偿技术

宋振波1王洪伟2申帅

宋振波1王洪伟2申帅3(河南省安阳市安阳钢铁集团有限公司河南安阳455004)

摘要：近几年来，电气自动化行业得到迅速的发展，其取得的成就是有目共睹的。由于电气自动化技术在应用过程中存在着一些问题与矛盾，严重影响着电力系统与企业的正常发展本文将从电气自动化与无功补偿技术的角度才出发，对电气自动化中的无功补偿技术进行研究。

关键词：电气自动化；无功补偿技术

前言：随着经济飞速的发展，针对目前而言，电气自动化技术在我国逐渐得到了普及应用，大量的线性和非线性负载投入运行，使得电气线路的无功补偿不足和谐波污染问题日益严峻，给电气自动化系统造成了大量的电能损耗，极大的制约了电气自动化技术的健康发展，为了提高电力线路的运行质量和改善资源利用率，在电气自动化系统线路中引入了无功补偿装置，从而为保证供电系统的安全性和经济性和提高电气系统运行稳定性提供了有力保障。

1.无功补偿技术的价值和意义在进行无功补偿设计的时候必须要选择合适的变压器容量和台数、电动机型号，并降低线路感抗。针对目前而言电力运行模式主要分为三种；一是高压网，二是中压网，三是低压网，排除中压网，另外两种电网都很不稳定，怎么保持高、低压网在运行期间的稳定，在电气自动化技术研究中怎么改变高、低压网运行期间的效率是重点，在降低高、低压网运行效率后，只有这样才能进一步提高电网系统的运输能力与运行效率，并且对电力运输系统过程中抗干扰能力进行不断的提高，对电力自动化技术进行有效的改革，无功补偿技术在电气自动化中起到作用，减少电网面对电力的巨大消耗，从而增强设备的运营效率。无功补偿技术可以在一定的程度上提高电力系统的供应效率，主要表现为两个方面：一方面是并联电容器实施无功补偿的技术；另一方面补偿电网的无功率损耗。无功补偿技术对电力网在运行中的损耗进行了有效的降低，对电力资源的利用率进行不断的提高，也就是供电设备的提高，不仅实现了供电系统电压的控制，实现了对配电系统中的电压进行有效的控制，也在一定的程度上，促进了企业对电力设备以及系统的控制能力。

2.无功补偿装置的常用形式在需无功补偿的线路中并联电力电容器组是当前最为常用而且有效的无功补偿手段之一，在形式上主要有msc无功补偿装置、tsc无功补偿装置和msc+tsc无功补偿装置等。

2.11msc无功补偿装置msc无功补偿装置的电容器组投切主要通过机械式开关来实现，并且msc无功补偿装置有自动检测系统，可以通过采样获知线路的无功需求，从而控制交流接触器对分组后的电容器进行手动或自动投切。由于受交流接触器本身通断特性的影响，使得该装置在进行电容器组投切时，会在线路中产生相当大的合闸涌流，并且也是因为交流互感器的原因，该装置的投切通断动作很难在短时间内完成，使得该装置的补偿响应存在着一定的滞后，在现场应用时msc无功补偿装置的投切响应时间一般会大于10秒，而且频繁的投切动作在接触器触点间产生的拉弧现象，会直接导致交流接触器触头烧毁，给装置运行维护增加了工作量。

2.22tsc无功补偿装置tsc无功补偿装置是针对msc无功补偿装置投切动作的合闸涌流问题进行有益改进的装置，并且该装置在投切控制上引入了机电、微机控制技术，投切回路也将交流接触器用晶闸管代替，使其在投切整体性能上得到了大大的提升。tsc无功补偿装置通过自动控制器对线路的无功电流实施快速检测，并对检测结果进行对比和判定，然后根据判定结果形成编码方式的通断信号，并以此信号作为晶闸管的控制信号来源，从而达到对电力电容器组投切控制的目的。由于该装置通过通断信号以过零触发电路对电容器进行投切，大大削弱了合闸涌流，在实践应用中其合闸涌流一般能够控制在线路额定电流的3倍以内，而且其响应时间也大大缩短，一般能够达到100ms以内。

2.33msc+tsc无功补偿装置msc+tsc装置在msc无功补偿装置和tsc无功补偿装置的基础上进一步改造，该装置同时采用了这两种补偿装饰所使用的交流接触器和晶闸管，并是这两种开关器件并联与投切回路中，这样就使得该装置具备了后两种装置的优越性而克服了他们的缺点。msc+tsc装置在工作原理上与tsc无功补偿装置相同，在工作方式上以过零触发电路形成的触发信号实现对晶闸管的通断控制，当晶闸管输出端和输入端所施加的电压为零时，检测并发出触发信号，触发晶闸管导通，当晶闸管处于导通状态持续10个周波后，自动控制器发出合闸信号给交流接触器控制其闭合，然后晶闸管在持续导通10个周波后又控制器发出断开信号使其断开；当检测系统传来的检测信号通过对比和判定决定对某电容器组实施切除操作时，不是直接切断闭合的交流接触器，而是首先控制导通晶闸管，在持续10个周波无其他信号传来时则使交流接触器断开，然后晶闸管再接着导通10个周波后又控制器控制进行切断动作，从而达到将电容器完全从回路中切除的目的。

3.电气自动化中无功补偿技术发展和应用伴随电气自动化领域的快速发展，我国不断借鉴国外先进研究技术，对无功补偿与谐波全面治理展开了深化研究，相关成果有效提升了功率因数，并形成了良好的滤波通路，令负荷合理下降，并令固定谐波实现了抵消。然而该类无功补偿手段在具体应用途径上存在差异，同时呈现出既有特征。应用真空断路器投切电容设备，其特征具体为，较为简单同时无需大量的投资。当然也呈现出一定缺陷。即合闸阶段中，电容器将形成较高过电压，易令设备不良受损。反并联晶闸管以及电抗器进行串联，可令多出的容性无功补偿电流形成抵消，并实现平衡，进而可符合功率因数标准。

固定滤波器按谐波要求设计，反并联晶闸管与电抗器串联，通过改变晶闸管触发角来调节流过电抗器的感性电流，使其与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流平衡，满足功率因数要求。优点是固定滤波器长期投人，需要的晶闸管数量少，响应速度快，调节性能好，缺点是tcr也产生谐波。固定滤波装置以及可控饱和电抗器，通过变化调控磁饱和水平影响回路之中的感性电流，而后可令感性电流同并联滤波装置中的多出无功功率实现作用抵消，进而实现有效平衡。

有缘滤波装置采用电力电子系统形成同负荷电流与负序电流相位反方向的电流，进而可形成两相低效的效果，负荷电源对无功电流以及总体谐波的相关标准。该方案特征在于补偿处理更为灵活，同时调节处理速率更快，同时不会同系统形成谐振问题。当然，该过程应当注意的问题为，电力电子体系设施其成本价格较为昂贵。该调解阶段中需要借助晶闸管以及开关无载完成。由电气寿命层面来讲，并不会受到影响限制，然而实际应用阶段中可利用加装实现可靠的无功功率并发挥滤波作用。有源以及无源滤波装置无功补偿技术的实践应用，仍旧停留在开发研究时期，基于负荷谐波电流反方向的基础上，可令其实现互相抵消，并符合电源应用总谐波电流的标准。

4.结语无功补偿技术是电气化自动中关键的技术之一，在电力系统中起着不可或缺的作用，对降低网络降损，提高节能有着非常重要的意义。

随着电气自动化技术与无功补偿技术的应用与发展，无功补偿技术在电气自动化中的应用与发展存在着一些问题与矛盾从电气自动化与无功补偿技术以及相关装置的角度进行研究并找出相应的解决措施，是当前摆在人们面前的一项重大而又紧迫的任务。

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（6）：26—27.[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（中旬刊），2011，23（7）：563—565.