魏振兴+苑小权

摘 要：在提升电网运行安全性、经济性及稳定性方面，无功补偿技术的使用具有重大意义。将无功补偿技术合理应用于电气自动化中，需对电气自动化内无功补偿技术的使用需求进行深入分析，并在电气自动化应用中重视无功补偿技术的共性问题，将新技术、新工艺、新设备充分引入电网建设中，只有这样才能最大限度发挥无功补偿技术的作用，才能推进我国电气行业的持续、健康发展。

关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.045

伴随科学技术的不断进步，电气自动化也得到了极大发展。现阶段，在变电站、电气化铁路高速牵引系统等多个行业广泛应用了电气自动化技术。但在实践应用中，电气自动化技术存有诸多不足之处。如单相电力牵引作用下出现的负荷复杂变化情况，将对推进电气自动化发展造成严重影响，甚至会大幅增加电力系统内的谐波、负序，出现无功功率增大的问题。此时，不仅会对电力系统运行的安全性、稳定性造成极大影响，还会不利于电气自动化系统资源的有效利用，最终损害整体系统的经济性。为有效解决上述问题，应合理引入无功补偿技术，这样才能提高电力系统的电压水平，才能降低网络损耗，才能对配电线路进行优化控制，才能确保电网安全运行。

1 案例分析

郑州地铁1号线一期程主要采用400V有源滤波装置、制动能量回馈装置进行无功补偿，但因2016年2月份2号线一期牵引列车调试用电接入新华主所以及1号线大、小系统分时段开启造成感性负载减少等原因，使得当月功率因数大幅下降，力调电费明显增加。根据2016年2月份1号线电能消耗及电费缴纳数据显示，2月份力调电费环比上月增加35.64万元，同比2015年2月份增加44.33万元；同时新华主所、通泰主所功率因数分别降低至0.56、0.68，较上月下降高达32%；2月份功率因数下降的主要原因为2号线一期工程牵引负荷投入使用，供电线路延长，但动力照明负荷未投用；同时1号线一期采取了大范围的节能措施造成动照负荷减少，总体造成感性负载降低。为了提高郑州地铁1号线一期通泰主所以及新华主所的功率因数，进而实现降低每月力调电费支出，节省运营成本，针对电气自动化中无功补偿技术相关内容进行一系列研究。

2 无功补偿技术的概况

无功功率补偿也就是我们通常所说的无功补偿（Reactive power compensation）。电网输出功率可分为有功功率、无功功率两种，有功功率是指电能直接消耗，將电能向机械能、热能及化学能等转变，通过以上各类能作功，则此部分功率即被叫做有功功率；无功功率是指电能不消耗，只是将电能向其它形式能转化，同时，在电网内该类能可以和电能实现周期性转换，此类功率即可被看作是无功功率。在电力供电系统内无功补偿能够起到电网功率因数提升的目的，同时针对供电变压器、输送线路等可达到减少损耗的作用。

3 电气自动化中无功补偿技术的应用

随着科学技术的不断进步，我国在对西方发达国家先进技术借鉴的同时，进一步深入研究了电气自动化中谐波综合治理及无功补偿技术等内容，其最主要的就是在基波作用下能够有效不创牵引负荷的无功功率，大幅提升电气功率因素，减少负荷，形成合理、有效的滤波通路，将指定谐波抵消或滤掉，因无功补偿技术应用途径不同，则其特点也不尽相同，具体应用如下：

（1）安装固定电抗器和电容器构成单调谐波滤器。设计环节，需及时滤掉指定谐波，并做到提升功率因素及减少负序的作用。其具备成本低、操作简便等优势。但在实际应用中，发现极易有高过电压产生于合闸过程中的电容器内，投切次数过多时效果不佳，进而制约动态补偿功效的充分发挥。

（2）晶闸管调节电抗器结合固定滤波器。反并的联晶闸管需串联电抗器，保证其可以与并联滤波器内的无功补偿电流保持平衡，以此达到功率因数的根本需求。与其他类型相比，该方法具有固定滤波器使用年限长，晶闸管数使用少、响应速度快等优势，但其应用环节将会出现相应的谐波。

（3）可控饱和电抗器结合固定滤波器。利用磁饱和程度，调节饱和电抗器能够改

变流入的感性电流，保证其与并联滤波器内的无功功率具有平衡关系。作为长期投入环节固定并联滤波支路在滤波器内产生的电流，与负序电流、负荷谐波电流不同，具有相反性。利用两种电流的互相抵消，满足无功电流、电源总谐波需求。与其他方法相比，该方法具有更为灵活的补偿方式，具有更快的调节速度且不会与系统产生谐振问题，但成本高，不具经济性。

4 电气自动化中无功补偿技术水平提升的措施

在评价供电系统中，电能质量是主要指标之一，而电能质量又与电压存有密切联系。这种情况下，应通过电压评价供电系统。现阶段功率因素、阻抗问题是导致电气自动化系统产生无功状态的主要原因，且该状态将直接影响到电气自动化系统的稳定性。为确保系统运行正常，必须深入了解及分析电气自动化对无功补偿的要求，通过无功补偿技术的合理选择，提升电气系统的安全性。

4.1 重视配电网无功补偿

由线路、变压器通过时负荷将出现功率、电能损耗现象，功率因数与所需功率、线损之间存有反比关系，如降低功率因数，将增加所需功率，加大线损程度。基于此，将无功补偿装置设置于受电端时，应尽可能降低负荷无功功率损耗，提升功率因数，最大限度减少线损。

4.2 确定变电站无功补偿容量

220kv变电站应具备良好的无功调节能力，待高峰负荷功率因数较高时，如0.98左右，可根据当地实际情况进行容量适当调节。变压器、变低侧负荷无功补偿是变电站无功补偿的根本内容，应与补偿容量相互配合，避免无功倒送问题出现。

4.3 加强用户侧管理

加大用户侧无功补偿管理力度，做好节能减耗工作。保证所有用户都能够对无功补偿有一个清晰的认识，通过无功补偿技术的合理运用，避免无功功率在内部分配、传输等环节出现有功功率损耗问题，最大限度减少系统费用的目的。

5 结束语

综上所述，在经济社会高速发展的今天，科学技术水平也越来越高。更多新技术、新工艺被广泛应用到电力行业。无功补偿技术在电气自动化中的大量使用，不仅能够提升系统运行效率，降低能耗，还能确保系统运行的稳定性、安全性。

参考文献：

[1]刘蓓，汪沨，陈春，黄纯，曹一家，张飞，董旭柱.一种配电网故障阶段式恢复方法[J].电力系统保护与控制，2014（03）.