周廣杰　王睿

摘要：眾所周知，在當前國家經濟快速發(fā)展下，各類電氣自動化行業(yè)的發(fā)展也逐漸走向成熟，諸如高鐵.供電等領域的應用等等，但同時電氣自動化技術本身也存在著單相電力牽引符合變化復雜等一些缺點，這導致了電氣化系統(tǒng)的經濟性受到一定影響，無功補償技術正是針對電氣自動化應用的缺點進行的改進型應用。電氣自動化中存在著一些負荷的非線性變化，這些不可控因素都會導致電力系統(tǒng)的諧波增加，負序電流增加。這些會直接導致電力系統(tǒng)在輸配電方面的損耗增加，造成資源的浪費。甚至會造成電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定，導致設備損壞，或者電力系統(tǒng)癱瘓。針對這些問題，無功補償技術就應運而生。最直接的作用就是減少電力系統(tǒng)中的諧波和負序電流從而來維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，本文主要從無功補償?shù)囊饬x和具體實施方案著手來討論無功補償技術在實際中的應用。

關鍵詞：無功補償，電力系統(tǒng)，電氣自動化，功率因數(shù)

一、 無功補償技術在電氣自動化中應用意義

在我國科技與經濟同時得到了很大的進步，電氣自動化領域也發(fā)生著日新月異的變化，在變電站，高鐵牽引系統(tǒng)中都應用了電氣自動化技術.隨著工業(yè)的告訴發(fā)展，電氣自動化的應用越來越廣泛。我們的輸電網絡也越來越大，智能電網的建設也緊鑼密鼓的進行著。針對電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，威脅最大的一個問題就是諧波，諧波的存在對于電力系統(tǒng)的健康穩(wěn)定運行是一個隱患。這是由于負荷變化情況復雜，不是線性變化。諧波會對正常的供配電系統(tǒng)造成很大的影響。最直接的一個影響就是增加線路的損耗。特別是在我們的輸電網絡上，這種效應會更加劇烈。與建設節(jié)約型環(huán)保型社會的目標不相符合。另一個更為嚴重的危害是影響供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成電壓電流的不穩(wěn)定，輕則損壞設備，重則造成整個有關聯(lián)的系統(tǒng)癱瘓。給國民經濟造成巨大的損失。所以從這里我們可以看到無功補償技術對于電氣自動化的發(fā)展具有很重要的作用，對于電力系統(tǒng)的運行起著至關重要的作用，

二、 我國無功補償技術的發(fā)展現(xiàn)狀

近些年，我國對電氣自動化中的無功補償技術做了很多深入的研究，為了構成有效的濾波通路、濾除諧波、降低負荷，提高電氣的功率因數(shù).其中很多無功補償技術的引用目的都是在基波下牽引負荷的感性無功功率。這些無功補償技術主要有以下種：

（1）真空斷路投切電容器，此設備簡單且投資小，但是在合閘的時候會產生過高的電壓，容易導致設備發(fā)生損壞，而且對于這個設備，不能有過于頻繁的投切。因為它受到開關壽命的限制。

（2）可控飽和電抗器，這個設備是通過對電抗器飽和程度的調節(jié)來改變整個回路的電流.主要讓并聯(lián)濾波器中的多余容性無功功率被感性電流抵消從而達到平衡點。

（3）有源濾波器，此設備是的使用目的是讓電力電子裝置負產生與負序電流和諧波電流相反的電流，使得其滿足電源的要求，互相抵消。這種方案的有著調節(jié)速度快、補償靈活、不會和系統(tǒng)產生諧振現(xiàn)象等優(yōu)點.但是其設備的價格比較昂貴.

（4）有源濾波器和無源濾波器，這個設備是以有源濾波器產生的電流和負荷中諧波電流進行中和，相互抵消，最終達到滿足電源要求。其特點是充分利用了有源補償和無源補償?shù)目煽匦院挽`活性。

對于無功補償，基本上采用的技術就是提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。因為諧波的存在最直接的是降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)，增加負序電流，從而電能的利用率遭到了很大的影響，加上我國的輸電網路區(qū)域廣闊，造成的浪費非常巨大，這就要求對無功補償技術進行深入的探討研究，來解決這個亟待解決的大問題。綜合比較一下國際上的研究和國內的研究我們可以找到自己的差距，從而找準方向取得更大的進步。目前國際上針對這方面的研究技術已經比較成熟。已經具備了比較先進的無功補償設備來提高功率因數(shù)，降低系統(tǒng)中的負序電流這在一定程度上保證了電能的安全有效的利用。我國雖然與國際上的技術還有不少差距，但是經過這些年的技術積累已經取得了不錯的成績。隨著工業(yè)化進程的加速目前我國已經將無功補償技術應用到各個行業(yè)，包括供配電，輸電網絡，電氣化鐵路動力牽引方面。而且也取得了很好的效果?？傮w來說，無功補償技術在我國正處于快速發(fā)展階段，各方面的技術已經相對成熟，已經有不少研究成果，目前應用的領域正在逐步擴大。為電力穩(wěn)定做出了不少貢獻。

三、無功補償?shù)木唧w技術手段

無功補償?shù)暮诵囊鼐褪翘岣呦到y(tǒng)的功率因數(shù)，從而來減少諧波和負序電流。對于功率因數(shù)的提高目前用的比較多的就是電容和電抗相結合的方式。具體有以下幾種方式：

1.用固定的電容器和電抗器。這是一種最簡單的方式，通過電容的濾波來減少線路的諧波。提高功率因數(shù)，但是這種方法有很大的局限性，因為用固定的電容器，就只能針對固定頻率的諧波進行過濾，而對不同頻率的諧波還是不能起到作用，所以效果也不好。

2.真空斷路器投切電容器。這種方法也是一種比較簡單的方法。目前有一部分場合在使用，這個方法的缺點就是在投切的瞬間電路中的電容器會產生瞬間高電壓，特別是投切次數(shù)比較多時及其容易對設備造成損壞。

3.有源濾波器。有源濾波器是電力電子技術研究的課題，電力電子技術在電氣技術上有很大的應用。有源濾波器的原理也很簡單，主要是針對系統(tǒng)中存在的諧波和負序電流，通過有源濾波器來產生與之相反的諧波和負序電流，然后在運行中經過抵消，達到降低諧波，提高功率因數(shù)的目的，而且這種方法可以在很多場合進行使用。實用性比較強，但是不是非常經濟，因為電力電子是一門精密的學科，所需要的設備元件都很昂貴，所以代價也比較大。

四、無功補償轉置在我國應用中的具體問題及解決方法

1.目前在應用中存在的問題

首先，無功補償轉置也是一種電力設施，在安裝后其自身也會受到電路諧波的影響，對裝置中電容的影響很大。嚴重影響裝置的使用時間。甚至造成設備損壞。其次，主要是由于我國的技術還不夠完善，一些設備打不到標準，比如在投切電容器時產生的高電壓，通過技術手段是可以消除的，但是目前我們的技術不夠成熟，達不到最好的效果。還有我國的輸電網絡跨距大，所覆蓋區(qū)域廣，電力在傳送中經過多個變電所進行升降壓，自身的諧波會更難治理。

2.目前的解決方法

一方面就是加大在無功補償方面的投入力度，擴大資金的投入，整合一支優(yōu)秀的研發(fā)隊伍，對無功補償設備進行研究，通過技術創(chuàng)新可以從根本上解決問題。另一方面是增強用戶的意識，讓用戶意識到諧波的危害，認識到無功補償?shù)膬?yōu)點，積極配合有關部門進行無功補償?shù)膽?。在電流經過變壓器時要在低壓側配置電容器，進行有效的補償，通過多方面的措施的實施，無功補償在我國的應用一定會越來越廣泛，并且效果也一定會越來越好。

五、結語

通過以上對我國無功補償裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，以及具體技術手段的分析和目前的應用情況，我們可以看到無功補償在我國還有很長的路要走。目前我國最主要的是提升自己的技術實力，對無功補償裝置的研發(fā)要更上一層樓，加大對新技術的探索。目前要加大對負荷的非線性變化方面的研究從根本上解決諧波的產生原因，另外要通過技術整合，把多項設備進行整合性研究，從而達到一個最優(yōu)的配合狀態(tài)實現(xiàn)最好的效果。為了更好的減少電能在傳輸上的損耗和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要迫切的進行政策的指導和規(guī)劃，只有良好的引導才能更快更迅速的發(fā)展。

參考文獻

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