【摘要】隨著科技的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)日益成熟，但在實(shí)際的電力供電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中不可避免的還是存在一些問(wèn)題。無(wú)功補(bǔ)償作為電力系統(tǒng)中可以提高電網(wǎng)功率因素的先進(jìn)技術(shù)，可更好的改善供電環(huán)境。本文將從無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的原理、作用來(lái)探討無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用分析

引言

無(wú)功功率補(bǔ)償簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)功補(bǔ)償，在供電系統(tǒng)中起著降低供電變壓器及輸送線(xiàn)路的損耗，改善供電狀況的巨大作用。而電力能源是我們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中必不可少的重要能源。近幾年，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，電氣自動(dòng)化行業(yè)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)越來(lái)越受到重視，并得到了廣泛的應(yīng)用，已然成為電力供電系統(tǒng)中一個(gè)不可缺失的組成裝置。

一、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑?/p>

無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砭褪前丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并接在同一電路時(shí)，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量，而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可從容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑怼?/p>

二、無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

（1）增加供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償，可減少發(fā)電設(shè)備以及供電設(shè)備的容量，從而降低成本。可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)，減少線(xiàn)損率，從而提高電能的利用率和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。這對(duì)企業(yè)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也有著直接的聯(lián)系，因此，實(shí)行無(wú)功補(bǔ)償是很有必要的。

（2）降低電能損耗，改善電能質(zhì)量

電網(wǎng)中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的合理配置，與電網(wǎng)的供電電壓質(zhì)量關(guān)系十分密切。合理安裝補(bǔ)償設(shè)備可以改善電壓質(zhì)量，從而改善整個(gè)供電環(huán)境，。

（3）調(diào)整三相不平衡電流

按照“王氏定理”中的在“相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流?！钡脑?，對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線(xiàn)之間接入不同容量的電容器，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，那么不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。

（4）延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命

無(wú)功補(bǔ)償相對(duì)于集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償是一種較為完善的補(bǔ)償方式，有利于降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)與控制設(shè)備的使用壽命。

三、無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?/p>

無(wú)功補(bǔ)償按其安裝位置和接線(xiàn)方法可分為三種補(bǔ)充類(lèi)型：高壓集中補(bǔ)償、低壓分組補(bǔ)償和低壓就地補(bǔ)償。其中補(bǔ)償區(qū)域最大，效果也好的是低壓就地補(bǔ)償。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。而高壓集中補(bǔ)償和低壓分組補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬?duì)較小，利用率也高，且能補(bǔ)償變壓器自身的無(wú)功損耗。所以各自都有著優(yōu)缺點(diǎn)，都有著相適應(yīng)的應(yīng)用范圍，我們?cè)谶x擇的時(shí)候應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況、確定了使用場(chǎng)合和使用目的后，再進(jìn)行取舍，使三種補(bǔ)償類(lèi)型可以恰當(dāng)使用，各司其職。

四、無(wú)功補(bǔ)償在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

（1）有源濾波器與無(wú)源濾波器結(jié)合

濾波器主要分為有源濾波器和無(wú)源濾波器。主要作用是讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的反射。濾波器一般有兩個(gè)端口，一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)，利用這個(gè)特性可以選通通過(guò)濾波器的一個(gè)方波群或復(fù)合噪波，而得到一個(gè)特定頻率的正弦波。濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開(kāi)。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動(dòng)直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。有源濾波器和無(wú)緣濾波器的組合目前是作為電網(wǎng)諧波抑制課題研究的一個(gè)發(fā)展方向，還在進(jìn)一步的探索之中。二者的結(jié)合，可以濾除電流的諧波，從而使配電網(wǎng)清潔高效，滿(mǎn)足國(guó)家對(duì)配電網(wǎng)諧波的要求。電流中的諧波過(guò)多還會(huì)引起系統(tǒng)的不平衡，所以該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還可以因諧波而產(chǎn)生的系統(tǒng)不平衡問(wèn)題，進(jìn)行適度的無(wú)功率補(bǔ)償，抑制電網(wǎng)諧振。

（2）真空斷路器投切電容器

電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償可通過(guò)安裝同步補(bǔ)償機(jī)、安裝電容器組等方式來(lái)提高電網(wǎng)功率。在投切電容器組中，真空斷路器投切電容器有著很多的優(yōu)點(diǎn)，可以很好地解決一些實(shí)際問(wèn)題。首先，真空斷路器有著上萬(wàn)次的機(jī)械動(dòng)作壽命。在運(yùn)行過(guò)程中，真空滅弧室觸頭無(wú)需維修，可經(jīng)受高溫，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。但也存在著缺點(diǎn)，由于在合閘時(shí)，電容器上會(huì)產(chǎn)生很大的過(guò)電壓，因此會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的損害。同時(shí)，它的開(kāi)關(guān)使用壽命有限，所以對(duì)于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償也造成了一定的影響。

（3）固定濾波器及晶匣管調(diào)和器的結(jié)合

固定濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)際所需的諧波有關(guān)，再按諧波要求設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上反并聯(lián)晶匣管調(diào)和器，串聯(lián)電抗器。其工作原理是通過(guò)改變晶匣管的觸發(fā)角來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)電抗器的感性電流，與并聯(lián)濾波器中容性無(wú)功補(bǔ)償電流平衡，從而滿(mǎn)足對(duì)功率因素的要求。它們所具備的優(yōu)點(diǎn)是需要的晶匣管數(shù)量上，并且固定濾波器可以長(zhǎng)期投入使用，二者結(jié)合，反應(yīng)時(shí)間短，速度快，調(diào)節(jié)效果也是非常樂(lè)觀(guān)的。但是也存在著一定的缺點(diǎn)，那就是在運(yùn)行的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定量的諧波。

（4）可控的飽和器和固定的濾波器

可控的飽和器和固定的濾波器的應(yīng)用主要是通過(guò)調(diào)節(jié)飽和電抗器的磁飽和程度來(lái)改變流入回路的磁飽和感性電流。這時(shí)感性電流與并聯(lián)濾波器中的多余的容性無(wú)功功率會(huì)相互抵消，最后以一種穩(wěn)定的狀態(tài)存在。固定濾波器的并聯(lián)濾波支路可以長(zhǎng)期的投入使用，這是它的一大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，但同樣的也有著一些缺點(diǎn)，比如，也會(huì)產(chǎn)生諧波，因此長(zhǎng)期以往，對(duì)于設(shè)備會(huì)造成損傷和影響，而且在使用的過(guò)程中，噪音較大，帶來(lái)噪音污染。

（5）無(wú)功功率補(bǔ)償控制器

一般無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置由控制器、晶閘管、并聯(lián)電容器、電抗器、過(guò)零觸發(fā)模塊、放電保護(hù)器件等組成。裝置實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量負(fù)荷的電壓、電流、無(wú)功功率和功率因數(shù)，通過(guò)微機(jī)進(jìn)行分析，計(jì)算出無(wú)功功率并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量并發(fā)出指令，由過(guò)零觸發(fā)模塊判斷雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)沖擊地投入并聯(lián)電容器組。在電網(wǎng)中，不平衡的電流會(huì)增加線(xiàn)路及變壓器的銅損，還會(huì)增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，最終會(huì)造成三相電壓的不平衡。調(diào)整不平衡電流無(wú)功補(bǔ)償裝置，就可以有效地解決這個(gè)難題，該裝置具有在補(bǔ)償線(xiàn)路無(wú)功的同時(shí)調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，三相電流調(diào)整至平衡。實(shí)際應(yīng)用表明，可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以?xún)?nèi)。因此，被十分廣泛的應(yīng)用在電氣自動(dòng)化的設(shè)備之中。

結(jié)語(yǔ)

電氣自動(dòng)化的潮流正以不可阻擋的雄壯氣勢(shì)涌入到更多重要的大型機(jī)構(gòu)建設(shè)之中，因此，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)作為電氣自動(dòng)化的重要構(gòu)成也會(huì)不斷地被完善。我們應(yīng)正視目前所存在的問(wèn)題，挖掘它本身的巨大潛力，不斷地進(jìn)行探索。

參考文獻(xiàn)

[1]王超.電氣自動(dòng)化中的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)分析[J].廣西輕工業(yè)，2008（5）.

[2]尚晶.淺談無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)[J].科技風(fēng).2009.（14）

[3]張偉林.宋修臣.淺談電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性測(cè)試的方法[J]中小企業(yè)管理與科技，（下旬刊）2009（7）