無功補償技術在電氣自動化中的應用分析

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　　摘要：眾所周知，在當前國家經(jīng)濟大幅發(fā)展的情況下，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(jīng)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。本文分析了電氣自動化中應用無功補償?shù)闹匾�性，了解目前電氣自動化應用的實際情況，最后結(jié)合實際提出在電氣自動化中合理應用無功補償技術的策略 。

　　關鍵詞 ：無功補償;電氣自動化;應用現(xiàn)狀;策略

　   前言

　　1 電氣自動化發(fā)展中應用無功補償技術的意義

　　目前.在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的情況下，供電和高鐵等等領域的各種電氣自動化技術走向成熟，與此同時.電氣自動化技術其本身還是存在著一些不可忽視的缺點的.其直接影響到了電氣自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟性 ，而無功補償技術是對電氣自動化應用缺點的一個改進。

　　在我國科技與經(jīng)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。然而高速電氣自動化技術的應用中存在著關于單相電力牽引的負荷復雜變化的問題.這些問題不僅會會導致無功功率的提升.還會增加注入電力系統(tǒng)的諧波和負序。這樣一來。影響了電氣自動化系統(tǒng)的資源利用率、降低了電力系統(tǒng)的安全性和系統(tǒng)的總體效益。根據(jù)現(xiàn)有的電氣自動化系統(tǒng)研究.我們可以知道 .其中較為明顯的主要有 三個問題，諧波、負序和無功。雖然目前國外已經(jīng)有了不少對這些問題的研究結(jié)果。但是，對于我國這個人口大國來說，電氣自動化在供電所應用的壓力非常大.其中非線性因素帶來的不可控問題更為嚴重了。近年來.出現(xiàn)的一些較為嚴重的大型電機廠組事故等.給企業(yè)和社會帶來了巨大的經(jīng)濟損失.通過引入無功補償技術.能夠達到解決電氣自動化系統(tǒng)非線性等問題。

　　2 電氣自動化中應用無功補償?shù)默F(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(chǎn)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(diào)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。此設備的特點是可以再電氣自動化系統(tǒng)中長期投入.但是，它會產(chǎn)生諧波.噪聲較大，對設備來說也會產(chǎn)生一定的損耗。

　　(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(chǎn)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(diào)節(jié)速度快 、補償靈活 、不會和系統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)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。雖然，無功補償技術在我國已經(jīng)得到了比較廣泛的應用，但是電氣自動化設備中的問道使得我們對無功補償技術的研究必須有更深的研究 。

　　3 無功補償技術在電氣自動化應用中存在的問題和解決的方法

　　首先，電氣自動化系統(tǒng)中的諧波會大幅度的縮短無功補償裝置中電容的壽命。雖然當前無功補償技術中的電容器已經(jīng)均具備了較好的抗諧波能力，但是個別無功補償技術裝置在運行的過程中，自身也會產(chǎn)生諧波 ，一旦系統(tǒng)內(nèi)部的諧波超過了電容器能夠承受的最大限度，便會對其造成嚴重損害，甚至導致無功補償設備無法正常工作。

　　其次,由于我國應用于電氣自動化中的無功補償技術的發(fā)展年代較晚，因此技術還存在著一定的缺陷，需要不斷的進行完善。當前，我國電氣自動化中無功補償?shù)娜萘颗渲靡廊淮嬖谟幸欢ǖ牟缓侠憩F(xiàn)象，很容易導致電氣自動化系統(tǒng)在的運行的過程中發(fā)生安全問題。引發(fā)該問題的主要原因是，由于技術水平和實際經(jīng)驗的限制，無功補償裝置在配置的過程中會出現(xiàn)個別漏洞，令電氣自動化系統(tǒng)中的電路在高負荷時功率因數(shù)過低，而低負荷時叉出現(xiàn)過補償?shù)默F(xiàn)象 ，從而使無功補償技術的效果大打折扣 ，嚴重的甚至會對電氣自動化系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生干擾。因此，我國在將無功補償技術引入到電氣自動化建設的過程當中，需要高度童視無功補償技術在配網(wǎng)中的應用，以減少電流在流通過程中發(fā)生的損耗。節(jié)約能源的目的，同時還可以起到降低變壓器負荷的功能，能夠?qū)ξ覈�的電氣自動化建設起到良好的推動作用。

　　另外，在將無功補償技術應用到電氣自動化當中時，應當時刻結(jié)合電氣 動化系統(tǒng)的具體情況，對不同的系統(tǒng)進行對號人座 ，根據(jù)系統(tǒng)自身的特點和系統(tǒng)功能的要求選擇恰當?shù)臒o功補償技術，以期最大限度的確保每一個區(qū)域技術應用的合理與安全。 最后，在電氣自動化中應用無功補償技術時，要加強用戶側(cè)無功補償?shù)目刂乒芾�、降低線路節(jié)能損耗的宣傳力度，提高用戶對無功補償技術的認識 ，進一步推廣無功補償技術 ，降低電氣自動化系統(tǒng)的耗電量 。

　　4 應用效果分析及發(fā)展趨勢

　　4.1 應用效果

　　無功補償技術在電氣自動化中的應用得出的結(jié)論有以下兩個方面：一方面 ，在新階段，為了提高電氣的功率因數(shù)以及降低負序 ，同時構成有效的濾波通路 以濾除或抵消指定諧波，無功補償技術和諧波綜合治理方法給我們帶來了新的技術方向;另一方面基于不同無功補償技術裝置具有不同適應性，我們需根據(jù)實際情況需要選擇最佳的無功補償方案。

　　4.2 發(fā)展趨勢

　　根據(jù)用戶對無功補償技術要求的變化情況，以及當前我們研究的基本現(xiàn)狀 來看，未來的技術發(fā)展方向主要呈現(xiàn)以下幾大發(fā)展主流趨勢：一是在低壓供電系統(tǒng)的無功功率補償領域內(nèi)以無涌流電容投切器為代表的智能控制型裝置，是下一階段的主流趨勢;二是靜止無功補償領域內(nèi)VG三相橋式變流裝置，將是人們研究的重點方向;三是新型的動態(tài)抑制、無功補償電力電子裝置電力有源濾波器向大容量，高頻化方向發(fā)展，是最有前景的方向。

　　結(jié)語

　　隨著我國電力電子技術和控制技術的不斷發(fā)展，將有更多的具有無級調(diào)節(jié)能力的無功補償裝置被設計并投入生產(chǎn)使用，這些裝置能夠有效的滿足市場的 需求，快速，靈活地對系統(tǒng)進行無功補償，降低電氣自動化系統(tǒng)的能耗，確保系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與使用安全，更好的推動我國電氣自動化行業(yè)的發(fā)展。

　　參考文獻

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