試論電氣自動化的補償技術

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一、無功補償技術的涵義

無功補償技術在電氣自動化中獲得廣泛應用，不僅能促進電氣自動化的持續、健康發展，而且還能提高電氣自動化的運行效率。同時，無功補償技術的運用，還能有效改變電力系統內部無功功率的流向，不斷提高整個電力系統的電壓。此外，對于電能的有效節省，配電線路方面費用的減少，用戶使用成本的降低，該項技術都起到了非常重要的作用。最重要的是，無功補償技術的運用，可以讓電網在更安全、更經濟、更穩定的狀態下運行。

二、國內發電廠對相關技術的研究現狀與評價

近年，隨著學界對外國相關技術的研究與探索，我國各類發電廠對電氣自動化的無功補償與諧波積極進行綜合治理，提出了很多無功補償的有效方案。以下是這些補償技術的特點以及弊端：（1）由固定電容器與電抗器組成的單調諧濾波器。這種方案，在設計時就要指定需濾除的諧波，同時要兼顧功率因數的提高，負序的降低。（2）真空斷路器與投切電容器的結合。該方案最大的優點在于簡單、投資小；而缺點也很明顯，合閘時，由于電容器上產生了很高的電壓，很可能導致設備損壞。考慮到開關的壽命有限，不能頻繁的操作，使動態補償效果大打折扣。（3）固定濾波器與晶閘管的結合。將反并聯的晶閘管串聯到電抗器上，來平衡濾波器中產生的多余補償電流，從而達到功率因數的要求。該方案的優點是使濾波器的長期投入相對固定，并且晶閘管的需要數量不多，同時響應速度快，缺點同樣很明顯，它產生的諧波也會使效果大打折扣。通過對電氣化在發電廠中該技術發展的現狀進行分析，可得出以下的結論：無功補償技術是隨著電氣自動化設備中的單相電力牽引負荷變化復雜和非線性因素增強而迫切需要被深入研究的；在新的階段，為了達到提高功率因數同時降低負序，從而構成有效的濾波方式，一些發電廠的變電站在無功補償技術與諧波的治理方面深入研究，已經提出了很多的應用方案；并聯混合濾波器作為一種無功補償方案具有很強的現實可能性，其實現方案利用無源補償大容量，具有靈活性和可控性。

三、如何合理使用無功補償

（一）深入地分析無功補償的應用方向和其基本的作用方式

對現代供電系統的評價，最重要的標準就是電能的質量，電壓又是電能質量的核心要素所在，目前常見的各種電氣自動化系統的無功狀況大多數都是由于功率因數和阻抗的問題，然后電網受到來自無功的影響，也就是說，牽引變壓器之間存在的阻抗引起了線路上的負荷，形成了難以指定的諧波，從而導致電網的波形畸變。同時，電網波形畸變時，變化最明顯的基礎性指標就是電壓，而這就嚴重影響了電能的質量，進而會對電網的總體安全造成影響。

（二）注意電氣自動化系統的共性問題

無功補償技術不僅僅提高了自動化系統的整體安全性，同時還降低了浪費資源的可能性，而從兩個方面都可以降低行業的投入，不論是直接的還是間接的。同時，安全性的提高還能降低事故的處理預算，從而提高資源的有效利用，全面的提高該應用的經濟效用。我國還存在一種情況，國內對無功補償技術的研究多體現在變電站上，而忽略了這樣一種情況，發電廠的無功流傳輸到變電站且通過線路再傳送給低壓線路時就會形成無功流遠距離傳輸的情況，這種情形會產生更大的影響。針對這種狀況，可以結合實際，根據片區來進行無功補償，通常情況下，220kV的變電站有很多的相應調節功能，它的負荷功率因索峰值能達到0.98，調節的容量隨地區不同而有所不同，所以無功補償更應用應該針對實際的用電情況，例如運用變壓器與變低側負荷結合來調整的方案，從而合理的配置產生的補償容量，避免無功發生倒送的情況。雖然針對無功補償的技術手段已經趨于成熟，但是在應用方面依然存在著和與實際背離的情況，所以必須細化應用方案，提升應用效果。

（三）采用一些先進濾波技術

并聯混合式的有源濾波無功補償的方案是我國目前處于領先地位的混合式方案，這個方案不但能有效的解決一些問題，例如店里的牽引負荷產生的不可控變化造成的濾波器補償容量太大的問題，同時還能對一些大型的電氣自動化系統進行的協調式的調整，該技術是通過APF與LC的混合，是對諧波進行的注入式無功補償。這種技術非常適用于低壓的電網，它的成本相對來說比較低，重要的是從效益與投資的比較來看，該技術是非常有性價比的。

四、結束語

無功補償技術作為電氣自動化的關鍵技術，其在整個的電力系統里起著極為重要的作用，不僅能提高電氣自動化的運行效率，并且能有效地節約資源，改善資源浪費的現狀。當然，我們要繼續對無功補償技術不斷地研究，解決當前依然存在的難題。

本文作者:謝昌檸工作單位:福建水口發電集團有限公司