对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析陆明

对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析陆明

陆明

南京国联电力工程设计有限公司江苏南京210000

摘要：无功补偿技术具有一定的技术难度，内容也相对较为复杂，因此还有一定的开发空间。无功补偿技术在电气自动化中的应用可以增加补偿的可控性以及灵活性，有效降低电能损耗。相关技术人员要加大对无功补偿技术的相关研究，不断进行革新和改善，从多个角度提高无功补偿技术在电气自动化中的具体应用，促进电力系统的安全。本文探讨了对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析。

关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用；分析

随着电气自动化技术和无功补偿技术的运用和发展，其在社会经济每一个范围中所起到的积极作用变得越来越突出。作为电气自动化重要技术的无功补偿技术，其在整个的电力系统里起着非常关键的作用，不但可以提升电气自动化的运行效率，而且可以有效地节约资源，优化资源浪费的现状。把无功补偿技术运用到电气自动化当中时，要时刻结合电气自动化体系的详细状况，对不一样的系统进行对号入座，依据系统自身的特征与系统功能的要求选取合理的无功补偿技术。

1电气自动化中无功补偿技术的应用意义

我国的电力运行模式主要包括高、中、低压网三种不同类型，其中高压网和低压网的电压的稳定性都相对较弱。怎样提升这两种电网运行中的稳定性和运行效率，是当前电气自动化中无功补偿技术研究的重中之重。而要想提升整个电网系统的运行效率和运输能力，提升电力系统运行中的抗干扰性，就必须有效控制高压网和低压网的运行效率。要实现这一目标，就需要在电力自动化技术改革上下工夫，即在电气自动化中应用无功补偿技术，这样方可减少电网在电力中的损耗，进而提高电网运行效率。

无功补偿提高电力系统的供应效率的途径包括对并联电容器进行无功补偿和对电网的无功率损耗进行补偿两种。所谓无功补偿技术，即采用降低运行中的电力网损耗，提升电力资源利用率的一种技术。换言之，它是一种通过提高供电设备的增容，来实现控制供电系统和配电系统的电压，进而有效提升了企业对电力设备和系统的控制力的一种技术。除此之外，电气自动化中无功补偿技术在平稳电网电压、降低外界对电流的破坏干扰等方面都有极大的应用价值。在电气自动化中使用和推广无功补偿技术，不但能有效提升企业电力供应系统的效益，而且对降低企业电力运行成本，提升企业经济效益方面也有极为重要的意义。

2无功补偿技术在电气自动化中的应用方法

2.1断路器投切电容器

断路器投切电容器优势在于结构简单、成本低廉、运行简捷，而缺点是投切滤波支路在合闸时的暂态过程中会产生过电流过电压，从而对电容器及串联电抗器的运行造成影响。此外，切除滤波支路时，触头上恢复电压较高，使开关重燃概率提升，可能会重复击穿，导致电容器上较高过电压而损坏设备。

2.2晶闸管投切电容器

晶闸管投切电容器的晶闸管开关没有触点，因此操作寿命极长。由于可以精确控制晶闸管的投切时刻，因而能够降低操作难度，提升电容器投入速度，并减少投切的冲击电流。晶闸管投切电容器的动态响应时间通常在0.01~0.02s，TSC能快速跟踪冲击负荷的突变，维持最佳馈电功率因数，进行动态无功补偿，使无功补偿能够及时跟着实际需求量进行变化，降低电压波动，从而提高电能质量并节约电能。

2.3LC滤波器

LC滤波器是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，能够对主要次谐波构成低阻抗旁路，从而滤除谐波。这种方式的缺点是仅能对确定频率谐波进行滤波和固定的补偿。LC滤波器可分为单调谐滤波器、高通滤波器等若干种，在实际应用中，LC滤波器通常是由若干组单调谐滤波器和高通滤波器共同组成。其中，高通滤波器有一阶、二阶、三阶和C型4种。一阶高通滤波器由于电容需求高、基波损耗大，因此较少采用；二阶高通滤波器的滤波性能最好，但是基波损耗比三阶高；三阶高通滤波器比二阶的多一个电容，容量比很小，从而提高滤波器对基波频率的阻抗，有效降低基波损耗；C型高通滤波器的C2与L调谐在基波频率上，因此降低基波损耗。其性能介于二阶和三阶之间，缺点是基波频率失谐和元件参数漂移对其影响较大。

2.4有源滤波器

APF的基本原理是利用可关断电力电子器件产生与负荷电流谐波分量相等、相位相反的补偿电流，从而使电源电流接近正弦波。其优势在于响应快、受电源阻抗影响小、没有谐振现象等，缺点是装置成本高。有源电力滤波器可以根据接入电力系统的不同方式，而分为并联型有源电力滤波器、串联型有源电力滤波器、混合型有源电力滤波器等类型。并联型有源电力滤波器在电路中作为电流源工作，适合如带阻感负载的整流电路这样具有电流源性质的谐波源；串联型有源电力滤波器在电路中作为电压源工作，适合如电容滤波形整流电路这种具有电压源型性质的谐波源。在实际应用中，应当针对谐波源的性质差异，合理使用不同的拓扑结构的有源电力滤波器。

3无功补偿技术在电气自动化中的具体应用形式

3.1对电能用户的无功补偿

目前应用无功补偿技术对电能用户实施无功补偿时，通常使用的方法有两种。一种方法是经过无功补偿，将配电网的功率因数提高到国家相关部门所规定的标准范围，这种方法还能使电能用户得到更多电费补偿。因此，还应当对相关政策进行大力的宣传推广，不但实现对广大电能用户的无功补偿，有效减少电能损耗，也加强了广大电能用户的节电意识，缓解当前我国用电紧张的情况。另一种方法是在电能用户的配电网中采用无功补偿技术，降低电能损耗，较大程度地减少电能资源浪费，有效降低用户的电费支出。

3.2对真空断路器进行设计

应用无功补偿技术，设计真空短路，能够简化电气设备的构造，降低用电成本。在电气自动化中，设计真空短路能够减少投资成本，但在实际应用中，容易出现一些技术问题。应用无功补偿技术，将固定滤波器和合闸管调节电抗器有机地结合起来，形成一个完善的、新的无功补偿装置。在应用中，不仅能够保证滤波器中的无功补偿产生的电流处在平衡的状态，从而实现电力自动化对功率因素的种种需求，而且还能根据系统和内部电压迅速对系统进行无功补偿，这样在实现对电气自动化进行推广的同时，还能降低不必要的能量损耗。

3.3对分支线路的无功补偿

对分支线路进行无功补偿时，要保障分支线路中无功功率的均衡，从而减少因分支多而造成电能损耗过大情况出现。就当前我国电气自动化发展水平来说，利用这种分支线路均衡的无功补偿方式可以有效实现电气自动化无功补偿的需求，全面提高电力系统的电能利用率。

3.4回路电流的无功补偿

应用固定滤波器的磁能饱和程度进行调节，能够使流入回路的感性电流发生改变，从而实现无功补偿的效果。在回路过程中产生的感性电流能够抵消滤波器中剩余的电容性，从而实现电流平衡，然后串联电抗器和滤波器，调节变压器的降压按钮，通过降低母线的电压，以达到无功补偿的效果。

综上所述，将无功补偿技术运用于电气自动化系统，不但能够有效提升电网整体性，还能减少电能消耗，达到节省电能应用的效果，在保证电气自动化系统安全运营的同时，实现电能的充分应用。随着我国科学技术的全面发展，无功补偿技术必将在电气自动化领域中广泛应用和普及。

参考文献

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