隨著技術(shù)與經(jīng)濟的同步發(fā)展，無功補償技術(shù)在鐵路電氣化、變電站、電廠等領(lǐng)域得到了廣泛運用。本文主要對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用進行了分析探討。

　　《上海電力學(xué)院學(xué)報》(雙月刊)是由上海市教委主管、上海電力學(xué)院主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的學(xué)術(shù)性刊物，是上海市高等學(xué)校(自然科學(xué)版)優(yōu)秀學(xué)報。本刊主要刊登電力、熱能動力、信息與控制、計算機技術(shù)，以及相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科(數(shù)、理、化、力學(xué))等的研究成果，同時也刊登涉及電力內(nèi)容的文科類論文。

　　在最近這些年來，隨著現(xiàn)代化科技的蓬勃發(fā)展，以及無功補償技術(shù)在實際生活中的應(yīng)用日趨普及，致使人們對于無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用給予了越來越多的關(guān)注和重視。無功補償技術(shù)，作為新形勢下電氣自動化在解決無功功率、負(fù)序、諧波等幾個方面的問題的一門關(guān)鍵性技術(shù)，能夠在利用電氣自動化及其設(shè)備系統(tǒng)中的負(fù)荷特點的基礎(chǔ)上，對無功、負(fù)序和諧波進行補償，能夠在一定程度上降低電力資源在生產(chǎn)、傳輸過程當(dāng)中的損耗，并保障電氣自動化系統(tǒng)的正常安全運行，對于推動電氣自動化的革新和發(fā)展，有著不可取代的意義。

　　一、將無功補償技術(shù)應(yīng)用在電氣自動化中的必要性

　　科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟的發(fā)展促進了電氣自動化的發(fā)展與應(yīng)用�，F(xiàn)階段，電氣自動化技術(shù)在諸多產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，如變電站、電氣化鐵路高速牽引系統(tǒng)等。然而在電氣自動化技術(shù)中還存在一些缺陷，尤其是在單相電力牽引作用下產(chǎn)生的負(fù)荷復(fù)雜變化問題，在一些特定情況下，會導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的諧波及負(fù)序大幅增加，造成無功功率大幅提高，不僅會對電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定造成不利影響，還會降低電氣自動化系統(tǒng)資源的利用效率，使系統(tǒng)總體的經(jīng)濟效益受到較大影響。從總體看來，在電氣自動化應(yīng)用中，諧波、無功與負(fù)序是較為明顯的問題，而這些問題的解決都離不開無功補償技術(shù)的應(yīng)用。

　　二、無功補償技術(shù)的現(xiàn)狀及作用

　　無功補償技術(shù)即以增加電力負(fù)載功率的方式來降低線路電能損耗，電氣節(jié)能穩(wěn)定技術(shù)是其中最為普遍的一種。

　　1、無功補償技術(shù)現(xiàn)狀

　　在高新科技與電氣化程度日益普及的今天，為提高功率因數(shù)，我們必須降低負(fù)序，使之產(chǎn)生科學(xué)的濾波通路，避免出現(xiàn)指定諧波。近年來，在國外技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我國也建立了一套自己的標(biāo)準(zhǔn)，同時在治理電氣化鐵道變電所諧波及無功補償方面，建立了多套無功補償應(yīng)對方案，這樣做就是希望能夠利用基波下的牽引負(fù)荷感性無功功率補償，來提高功率因數(shù)，降低負(fù)序，使之形成合理的濾波通路，抵除指定諧波。

　　2、電氣自動化發(fā)展中應(yīng)用無功補償技術(shù)的作用

　　科技與經(jīng)濟共同發(fā)展的今天，電氣自動化技術(shù)也日益提高。現(xiàn)階段，不少領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)中都用到了電氣自動化技術(shù)，比如高速電氣化鐵路牽引系統(tǒng)、變電站等。然而，在廣泛運用的同時，高速電氣化技術(shù)也出現(xiàn)了一些問題，如無功、負(fù)序、諧波、單相電力牽引的負(fù)荷變化等。這些問題不僅威脅電力系統(tǒng)的安全性，對降低系統(tǒng)電氣自動化的利用率，對提高系統(tǒng)的整個經(jīng)濟效益也非常不利。近年來大同電廠機組事故等就是其中一個典型，而無功補償技術(shù)對于解決電氣自動化系統(tǒng)非線性問題非常有幫助。

　　三、目前在電氣自動化中應(yīng)用的無功補償技術(shù)

　　現(xiàn)階段在國際上普遍使用的無功補償技術(shù)核心內(nèi)容都是對功率因數(shù)加以提高，使負(fù)序降低，保證濾波通路更為有效，從而將諧波過濾甚至抵消。目前在電氣自動化中使用最多的無功補償技術(shù)主要包括以下幾種：

　　1、單調(diào)諧濾波器無功補償技術(shù)

　　在電力系統(tǒng)中，單調(diào)諧濾波器包括電抗器或電容器，是常用的無功補償設(shè)備。在工作過程中，這一設(shè)備可以利用電抗器或電容器對某波段諧波進行有效過濾甚至抵消，從而使設(shè)備功率因數(shù)得到提高，使其負(fù)序降低。

　　2、有源濾波器的無功補償技術(shù)

　　這一技術(shù)是對有源濾波器產(chǎn)生與負(fù)載的電路諧波、大小相同、相位相反的負(fù)序電流加以利用，對無功電流與諧波進行有效抵消。

　　3、將電抗器、固定濾波器和電容器共同組合而成的無功補償技術(shù)

　　將電抗器、固定濾波器和電容器共同組合，同時，在降壓變壓器低壓側(cè)母線電壓上連接上電抗器或濾波器，對電抗器或濾波器的無功狀態(tài)進行改變。在調(diào)節(jié)時，無載調(diào)節(jié)通過分解開關(guān)實現(xiàn)，通斷控制由晶閘管控制實現(xiàn)。

　　4、真空斷路器無功補償技術(shù)

　　真空斷路器在運行中需對電容器進行投切，常用技術(shù)主要為過零投切技術(shù)。在閉合連接點瞬間，電容器產(chǎn)生同流;在涌流形成時，電網(wǎng)及電容器中的電位差相對較高，線路阻抗值提高，當(dāng)電壓過零時，真空斷路器對電容器進行投切，從而使電容性電流得到有效避免。這一技術(shù)雖然投資相對較小，實施起來較為方便，但在具體使用中，常會出現(xiàn)一些問題，如在電力系統(tǒng)運行中，常會出現(xiàn)由于電容器上電壓過高造成的電容器擊穿問題，對相關(guān)設(shè)備造成破壞。另外，使用中還會對開關(guān)壽命造成影響，嚴(yán)重時會造成投切難以展開，從而對動態(tài)補償質(zhì)量造成較大影響。

　　四、無功補償技術(shù)在電氣自動化中的實際應(yīng)用情況

　　1、無功補償技術(shù)在電氣自動化應(yīng)用中存在的問題

　　1.1系統(tǒng)諧波對無功補償裝置造成的影響

　　一方面，在電氣自動化系統(tǒng)整個運行階段，該系統(tǒng)的諧波會縮短無功補償裝置中的電容壽命，增加維護成本。另一方面，在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的諧波，也會造成設(shè)備損壞。

　　1.2我國無功補償技術(shù)發(fā)展的局限性

　　從無功補償技術(shù)的發(fā)展情況來看，無功補償技術(shù)在我國的起步較晚，致使該技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用當(dāng)中存在很多不完善的方面，主要包括技術(shù)層面上的不完善以及設(shè)備本身的缺陷兩方面。例如其中的真空斷路器設(shè)備，由于其技術(shù)的不完善，致使該設(shè)備在合閘時產(chǎn)生的高電壓會給動態(tài)補償效果帶來不利影響，一定程度上影響了無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用。

　　1.3輸電途中無功補償配置的不合理

　　在無功電流通過發(fā)電廠向高壓變電站傳輸?shù)倪^程中，由于要經(jīng)過多個低壓變電站，尤其是遠距離傳輸時，更會導(dǎo)致很多無功電流在傳輸。而且若是變電站采用整組投切的方式補償電容量，不但無法實現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)變的均衡，還會因負(fù)荷狀態(tài)高，功率因素低，而導(dǎo)致補償產(chǎn)生。此外，在進行倒置傳輸時，對于電網(wǎng)的損耗及其過程中存在的風(fēng)險也會明顯增大。

　　2、無功補償技術(shù)在電氣自動化應(yīng)用中的解決措施

　　2.1加強用戶側(cè)的管理力度

　　通過加強用戶側(cè)的節(jié)能和管理力度，讓用戶充分意識到無功補償技術(shù)在電氣自動化當(dāng)中的重要性作用，樹立正確對待無功補償技術(shù)與電能損耗關(guān)系的意識，可以從很大程度上從內(nèi)部減少傳輸線路中電能的損失。

　　2.2確定變電站無功補償?shù)膶嶋H容量大小

　　在確定變電站無功補償?shù)膶嶋H容量大小時，應(yīng)該充分認(rèn)識到各地區(qū)實際情況的不同，變電站的調(diào)節(jié)也存在差別。在此基礎(chǔ)上，采用無功補償技術(shù)對變電站的低負(fù)荷、變壓器加以無功補償，并借助電力行業(yè)的最新工藝、裝置及技術(shù)，合理配置補償容量。此外，還需要加強工作人員的技能培訓(xùn)工作，盡量減少和預(yù)防無功回送現(xiàn)象的發(fā)生。

　　2.3有效補償配電網(wǎng)低壓一側(cè)的電容器組

　　在這方面，需要重視無功電流傳輸時流經(jīng)的變壓器及線路所導(dǎo)致的功率和電能的降低情況，而對于共用變壓器機組負(fù)荷較大的，需要考慮是否在配電網(wǎng)低壓一端配置電容器組，實行有效補償。