摘要：当前社会发展迅速，人们对电能的依赖程度不断增加，保证电能供应质量，关系着供电单位的外在形象以及经济效益的增长。无功补偿可保证电气设备的正常运行，降低给有功功率造成的不良影响，降小配电网线损的同时，保证供电质量，因此，供电单位应做好无功补偿技术的研究，保证配电网安全稳定运行，为人们的生产生活提供优质的电能，满意的服务。
关键词：配电网；无功补偿技术；电气自动化；应用
一、电力无功补偿的关键技术
无功补偿技术能够优化解决负序、无功功率问题，是电力行业重要的新型技术。无功补偿技术通过提高低压配电网以及高压配电网的稳定性，减少电气元件被电气自动化过程中产生的电流所破坏，从而使电气自动化系统能够稳定运行。具体来说，无功补偿的关键技术主要从电力负荷的功率因数（PowerFactor）入手。
功率因数用符号cosΦ表示，是指交流电路中电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦，其数值为有功功率和视在功率（Apparent）的比值，即cosΦ=P/S.可以看出，功率因数可以通过电力设备的视在功率将大部分供给有功功率。在电力网的运行过程中，为了减少无功功率的传输和有功功率的损耗，应在合理范围之内尽可能地提高功率因数，从而提高供电设备使用功能以及电压质量。因此，在这种情况下，电压与电流之间的相位差（Φ）为0时，功率因数为1，提高功率因数便能够减少用电设备的无功功率需用量。
二、配电网无功补偿技术在电气自动化中的应用
（一）真空熔断器设计
在现代电力系统中，真空熔断器是非常重要的一种保护装置，质量不同的真空熔断器在电气自动化生产中有不同的影响。配电网无功补偿技术可以实现固定滤波器和合闸管调节电抗器的有效结合，并形成一种新的无功补偿装置。目前在电气自动化中应用配电网无功补偿技术，可以保证在滤波器无功补偿中的电流一直处在平衡的状态下，这样对于电力自动化系统中功率因数的需求也是一种满足，并保证在更短的时间内完成对系统和内部电压的无功补偿操作。这样在积极推广电气自动化的应用中，也可以降低其运行过程中不必要的能量损耗。
（二）优选补偿装置
配电网无功补偿的实现需借助专门的补偿装置，因此，补偿装置选择的合理与否直接影响补偿质量，这就要求供电单位提高认识，结合配电网负荷情况，认真对比不同补偿装置性能，选择工作稳定、性能优良，又能满足无功补偿需要的补偿装置。目前配电网无功补偿装置有：同步发电机、静止无功补偿器、静止无功发生器等，其中同步发电机在额定状态运行时，可产生无功功率，计算公式为：
Q=S×sina=P×tga
其中S表示视在功率、P表示有功功率、a为功率因数角。静止无功补偿器由晶闸管控制的投切电抗器、电容器等构成，其中晶闸管反应灵敏度较高，而且通断次数无限制。一旦电压发生变化，补偿器能够快速反应，实现平滑的调节，以满足配电网无功补偿需求。另外其还可应用到分相补偿，以及存在冲击负荷、三相不平衡负荷的环境中。但需要注意的是，投切过程中容易产生高次谐波，应安装滤波器。静止无功发生器在晶闸管控制下，可将电容上的直流电源转化为何电力系统相适应的三相交流电压，通过变压器以及电抗器接入到配电网中。对发生器的输出电压进行适当控制，可改变其运行状态，包括零负荷、感性、容性等状态。该装置产生的谐波较少，而且注入的无功功率明显。综上，供电单位选择无功补偿装置时应明确各自的优缺点及适用范围，选择性能优良的补偿装置。
（三）晶闸管投切电容器
晶闸管投切电容器的晶闸管开关没有触点，因此操作寿命极长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于可以精确控制晶闸管的投切时刻，因而能够降低操作难度，提升电容器投入速度，并减少投切的冲击电流。晶闸管投切电容器的动态响应时间通常在0.01~0.02s，TSC能快速跟踪冲击负荷的突变，维持最佳馈电功率因数，进行动态无功补偿，使无功补偿能够及时跟着实际需求量进行变化，降低电压波动，从而提高电能质量并节约电能。
（四）LC滤波器
LC滤波器是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，能够对主要次谐波构成低阻抗旁路，从而滤除谐波。这种方式的缺点是仅能对确定频率谐波进行滤波和固定的补偿。LC滤波器可分为单调谐滤波器、高通滤波器等若干种，在实际应用中，LC滤波器通常是由若干组单调谐滤波器和高通滤波器共同组成。其中，高通滤波器有一阶、二阶、三阶和C型4种。一阶高通滤波器由于电容需求高、基波损耗大，因此较少采用；二阶高通滤波器的滤波性能最好，但是基波损耗比三阶高；三阶高通滤波器比二阶的多一个电容，容量比很小，从而提高滤波器对基波频率的阻抗，有效降低基波损耗；C型高通滤波器的C2与L调谐在基波频率上，因此降低基波损耗。其性能介于二阶和三阶之间，缺点是基波频率失谐和元件参数漂移对其影响较大。
（五）对电能用户的无功补偿
目前应用无功补偿技术对电能用户实施无功补偿时，通常使用的方法有两种。一种方法是经过无功补偿，将配电网的功率因数提高到国家相关部门所规定的标准范围，这种方法还能使电能用户得到更多电费补偿。因此，还应当对相关政策进行大力的宣传推广，不但实现对广大电能用户的无功补偿，有效减少电能损耗，也加强了广大电能用户的节电意识，缓解当前我国用电紧张的情况。另一种方法是在电能用户的配电网中采用无功补偿技术，降低电能损耗，较大程度地减少电能资源浪费，有效降低用户的电费支出。
（六）对回路电流的无功补偿
这种无功补偿方式是通过调整固定滤波器低饱和电感器内部的磁能饱和程度，改变流入回路的感性电流，使其与滤波器中剩余的电容性电流相互抵销，从而实现电流平衡。再通过串联滤波器与电抗器，调节变压器的降压按钮，从而降低母线的电压，最终实现无功补偿。
三、配电网无功补偿技术在电气自动化中的应用对策
（一）建立健全宣传机制
要加强电气自动化中配电网无功补偿技术的应用，就要为广大客户群开展无功补偿技术相关知识的宣传。因此，要针对这一问题大力宣传无功补偿技术，并建立完善相应的机制，为客户普及配电网无功补偿技术的基础内容，让他们了解到应用无功补偿技术为电气自动化带来的积极影响。这样用户就会认识到配电网无功补偿技术在节省耗电量中的作用，有利于提高人群的用电效率，强化电力客户的用电量。
（二）满足客户用电量需求
运用无功补偿技术需要内在设置精确，所以必须要选择一些与无功补偿技术更加贴合的配件或部件，保证其内部设计的科学性。如果其设计运用与实际的规范要求相一致，此时无功补偿设施及其相关部件才能正常运行，并保证电容器可以达到其既定的完善功率标准。对于内在线路里出现的谐波也要最大限度降低，避免这些谐波会影响设备的内在电容，对无功补偿技术设施产生影响，难以发挥其正常功能，用电效率就会大大降低。
四、结论
电力电气自动化中无功补偿技术的运用，对于谐波补偿以及降低负序目的的达成具有较好的应用效果。其在电力自动化中的具体运用中，可以通过分散补偿以及对混合并联有源滤波器的应用来实现，同时还应注重技术运用的合理性，只有这样才能使技术运用水平得到提高。从长远的角度看，无功补偿技术在电气自动化中的应用能够更好的解决用户的问题，同时也能够根据变电站无功补偿实际容量的大小实现对技术的合理应用，这是技术发展的一个主要趋势。
参考文献：
［1］朱晶晶，曾龙，王善彪．智能无功补偿技术在电气工程自动化中的应用［J］．山东工业技术，2017，(10):160．
［2］亓蕾．论无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］．工程技术:引文版，2016，(12):287．
论文作者:徐德平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：滤波器论文; 技术论文; 电能论文; 功率因数论文; 基波论文; 配电网论文; 功率论文; 《电力设备》2018年第14期论文;