樊伟平

摘要：本文主要分析了电气自动化中的无功补偿技术要点，并探讨了无功补偿技术在电气自动化中的应用。

关键词：电气；自动化；无功补偿；变压器

随着经济的迅速发展，我国的电气行业自动化业方面更进了一步。电气自动化技术被日益广泛的运用于国民生产中，比方说被运用于高速电气化铁路的牵引系统中。但是因为电气自动化设备中单相电力牵引负荷的复杂性，因此，无功功率增大和注入电力系统较大的负序及谐波含量的可能性极大，而这种情况会因为电气自动化程度的加深不断扩大，最终导致电气自动化不够安全可靠。

1.电气自动化中的无功补偿技术要点

首先，合理确定补偿容量：补偿容量是电力补偿中的重要参数，应该以科学方式来确定补偿容量，以便实现智能补偿；确定补偿数据比较复杂，计算时应该充分考虑供电系统和使用用户，并且还应在确定补偿容量后，才能推动系统的正常运转。其次，选择合适的常规补偿方式，应用较多的有三相共补、分相补偿、综合补偿，选择时要根据具体情况开展。再次，注重系统补偿级数的选择。从实质上来讲，电容的分组数量就是补偿级数，越高的补偿级数，就需要越高的补偿精度，此时会增加装置成本，还会增加设备的体积。所以，应当综合考虑多方面的因素，科学选取补偿级数。最后，选择适当的系统投切方式。在具体选择时，应该尽量优化和减少装置的体积，有效提高其可靠性，也就是把一定的容量比分组安装于电容器中，组合投切可以利用自动化软件来实现。

2.无功补偿技术在电气自动化中的应用

2.1无功补偿技术的应用方案

2.1.1应用真空断路器投切电容设备

这个设备比较简单，并可以节省开支。但是也有其局限性：合闸阶段，电容器会形成较高的过电压，导致设备受损。再者，在开关寿命的限定影响下，无法快速投切，进而会对动态补偿功能形成不良影响。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。这个设备科持久运用于固定滤波器，所需晶闸管总量不多，运行响应敏捷性强，但是会形成谐波现象。

2.1.2固定晶闸管和滤波器，调节电抗器

按照谐波要求设计，固定滤波器，反并联晶闸管与电抗器串联，通过改变晶闸管触发角，控制和调节对流过电抗器的感性电流进，抵消感性电流与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流，最终实现电流平衡，满足功率因数要求。使用固定滤波器寿命长，速度快，调节性能好。

2.1.3固定滤波器、电容器和电抗器调压

通过连接滤波器和电抗器电压，调节降压变压器的低压侧母线电压，可以达到无功出力的目的。调节时，使用晶闸管通断和分接开关的无载调节是不受限制的，但是在实际应用中以加装来提供稳定的无功功率，能达到滤波的目的。

2.1.4使用有源滤波器

有源滤波器通过电力电子装置产生电流，与和负序电流相位以及负荷中的谐波电流相互抵消，从而满足电源对总谐波和无功电流的要求。这种补偿方式比较灵活，调节速度比较快，且不会与系统发生谐振现象，充分利用了有源补偿的灵活性和可控性。

2.2变电站的无功补偿技术

变电站是运用不同电压等级的配电线路为用户提供电能的供电中心。变电站遵守“分级补偿，就地平衡”的原则，使电力用户和配电线路之间达到无功功率平衡。容性无功补偿装置的核心是补偿主变压器无功损耗，并兼顾负荷侧的无功补偿。由于主变压器容量不同，所以容性无功补偿装置的容量也是不同的。无偿装置可以根据主变压器容量的10%～30%来进行配置，如果满足35～110kV主变压器最大负荷的时候，无偿装置的高压侧功率因数不低于0.95。如果主变压器单台容量高于40MVA的时候，那么应该为主变压器配置多于2组的容性无功补偿装置。

2.3注重配电线路的无功补偿

分支线路补偿的基本原则是保证分支线路的无功功率平衡，补偿分支线路的无功消耗，减少分支线路向主干线路索取无功。主要通过以下做法来实现：①根据分支线路所带配电变压器的空载无功损耗来确定分组补偿量。②补偿点定在负荷较大的分支线上。③将小分支和个别配电变压器作为主干线上的近似均匀分支负荷，按照需要确定补偿容量和补偿点。④配电变压器的负载无功损耗以用户自己补偿为主，但当用户补偿不足时，可像主干线索取补偿。从这可以看出，线路补偿容是根据配电变压器的空载损耗确定的。

2.4电力用户的无功补偿技术

2.4.1集中补偿

这是指将电容器组集中装设在配电变压器高压侧、用户变电站、配电室的低压侧母线上。在集中补偿过程中，会适当减少变压器的无功功率，而会增加变压器所带的有功负荷，可以不增容或少增容。集中补偿的方式能够就地补偿变压器的无功损耗。集中补偿可以自动追踪无功负荷的变化，然后调节补偿容量，防止过补偿或欠补偿。就地补偿无需向上级线路索取无功，能够有效地减少变电站和配电站上输电线路和配电线路的电能损耗。确定电容器组的容量要结合用户的需要。

2.4.2分散补偿

这就是是将需要安装的电容器分成好几组，分别车间的配电母线上进行装设，形成多组分散补偿。分组补偿在各车间分别进行无功补偿，最终实现各车间的无功电力的就地平衡，无需跟上级线路或者变压器索取无功，能够降低线路的损耗。

2.4.3个别补偿

这是指把电容器直接并联在单个用电设备旁。因为电容器会随着电动机一起投入和退出运行，所以电动机本身的无功损耗大部分都可以得到补偿，减少装设点以上配电网络的无功损耗。个别补偿对于大中型异步电动机，效果非常好；个别补偿对于小型异步电动机，会受到一定的限制，而且难以控制。

参考文献：

[1]侯静，崔丽蓉.无功补偿在电气自动化的应用研究[J].中国科技纵横.2012，23（12）：17～19.

[2]苏键熊.电气自动化中的无功补偿技术分析[J].城市建设理论研究.2012，34（15）：247-249.

[3]王兆安，杨君，刘进军，王跃.谐波抑制和无功功率补偿[J].机械工业出版社.2010（01）.