摘要：电气工程作为国家经济发展的支柱性产业，在社会需求、国家政策等诸多因素的影响下获得了长足发展。电气自动化成为行业发展的主流趋势，但随着产业规模化发展，电气自动化在运行中出现很多问题，在很大程度上限制了其自身积极作用的发挥。而无功补偿技术的出现和应用，能够有效解决自动化问题，提高自动化水平。文章以无功补偿技术内涵为切入点，对无功补偿技术进行分析，最后探讨无功补偿技术在电气自动化中的应用，仅供参考。
关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用
1 引言
随着我国社会主义经济的高速发展，电气自动化技术在高铁和供电等各个领域都发挥着及其重要的作用，但是随之而来的是电气自动化技术本身存在的相关缺点而引发的一系列问题，这对电气自动化的进一步发展有着极其重要的影响，而无功补偿技术的出现则是解决这一系列问题的关键。
2 无功补偿简介
在电气设备的运行过程中不仅要利用电能中的有功功率做功，还需要无功功率来维持电磁场的正常运转，如果在进行电力传输过程中，无功功率不足，则会使得电气设备无法在额定的功率下运转，其电压随之降低，因此在为电气设备供电时，除了平衡有功功率外，还要考虑无功功率的补偿。目前常采用的无功补偿措施是将一些有容性及感性功率负荷的电气设施以并联的方式连接在电路中，能量在这两种负荷中相互转换，即某一负荷进行能量释放时，另一负荷进行吸收，在此过程中，无功功率得到了有效的补偿。通常的电路在感性的情况下，会对无功功率进行吸收，表现出阻止电流增大，到达额定值减缓的现象，相反的容性电路则释放无功功率，电压到达额定值减缓，这两种形式电路的无功功率也会表现出感性和容性两种，其作用都是保证电气设备形成足够的磁场，这也是无功补偿技术的原理。
3 电气自动化系统中应用无功补偿技术的共性问题
无功补偿技术不但可以有效解决资源使用时的浪费问题，而且也可以有效解决了电气自动化系统使用时的安全问题。从这两方面来看，该技术可以提升企业的经济效用，也大大降低了风险预估，从而使企业的预算控制在合理范围内。目前我国的无功补偿技术大多使用在变电站等大型变电机组方面，发电厂对变电站输入无功电流，再通过线路实现无功电流的远距离传输，而通过无功补偿技术可以有效实现分区补偿。
4 无功补偿技术在电气自动化中的应用
4.1 以实际需求为依据
对供电系统进行评价能够全面了解和掌握系统运行状况。电能质量作为关键评价指标，而影响电能质量的关键在于电压。目前，电气自动化系统中，无功现象的发生多是由阻抗、功率因素引起的，对电力系统稳定运行产生直接影响。通常而言，系统自身具有的特殊性对无功补偿要求也有所差别，在应用无功补偿技术时，要以事实为依据，加强对系统使用需求的分析，合理选择无功补偿技术，提高补偿效果，稳定电压，提高电能质量。
4.2 实现方案
4.2.1就目前我国主要的无功补偿技术实现方案来说，大致可将其分为以下几类：①固定电抗及电容器过滤谐波。该方案能够相对提高电气自动化系统的功率因数、降低系统负序，但谐波指定准确度较低，对于谐波的消除差强人意；②真空断路器投切电容器。如过零投切技术，即电容器在连接点闭合的瞬间产生同流，真空断路器在电压过零时投切电容器。该方案能够有效避免电容性涌流的产生，具有实施方便、投资小等优点，但实际运用中频繁的投切可严重降低设备使用寿命；③滤波器配合其他设备滤波。如将滤波器与TCR配合使用，以提高功率因数、调整电路负载。
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4.2.2高压补偿柜配置要求至少包括：高压真空接触器、氧化锌避雷器、带发信装置的高压熔断器、自愈式高压并联电容器组、中性点串联铁芯电抗器、电压互感器和开口三角形保护继电器、高压带电显示器和电磁锁、凝露控制器、柜体、紫铜母排、及其他附属设备等。功率因数调节器：要求智能型、数字化装置，具有在线检测、计算配电系统的功率因数和无功功率，具有自动、手动分段投切电容器组功能，带RS485/CAN接口，能与计算机控制系统通讯，能实现遥测、遥调、遥信、遥控即“四遥”功能。实时监视电容器运行温度、报警、跳闸信号，通讯与RTU于一体，并可于计算机连网，实现无人值守。为确保停电检修时的设备人身安全，进线柜应配置隔离/接地开关，应有高压带电显示器、电磁锁、观察窗、电压表、电流表、指示灯，手动投切按钮、转换开关等附属设备。设置电压互感器作为电容器放电系统，要求在断电后5S内将残余电压降到额定电压的10%以下；应带有开口三角形保护继电器接点。
4.2.3电容器补偿容量的计算：无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定，其计算公式如下：QC=p（tgφ1-tgφ2）或是QC=pqc。式中：Qc：补偿电容器容量；P：负荷有功功率；COSφ1：补偿前负荷功率因数；COSφ2：补偿后负荷功率因数；qc：无功功率补偿率，kvar/kw。
4.3 加强共性问题处理
无功补偿技术在实践的应用，能够兼顾减少资源消耗与提高系统稳定性双重目标。目前，我国无功补偿技术多应用在变电站中，但是发电机运转中，往往会形成大量无功涌进变电站，通过变电站向低压线路传输。在此过程中，无功流会对整个传输系统产生不良影响。故在供配电管理中，要根据片区具体用电情况，坚持针对性原则，以变电站需要的无功补偿作为切入点，通过变压器优化无功补偿方案，实现对补偿容量的优化配置，从而避免出现无功倒送现象。
4.4 电力用户补偿
在电气自动化中应用无功补偿技术，通常也考虑用户的无功补偿，这样会使用户的供电电路中的能量损失大幅度减少，满足了用户节约用电的要求，也符合国家制定的相关规定。根据用户区的用电特点，可以选用不同的补偿方式，如集中安装电容器组的方式、按照用户的用电规模分成几组安装电容器或者针对某一电气设备单独安装电容器。在实际应用中，还应做好无功补偿技术对于节电效果的宣讲，使用户能够了解无功补偿的重要意义，另外还要做好管理工作，优化无功补偿技术及设备配置，以实现最优的节电效果。
4.5 深入分析基本作用方式
电压是影响电能质量的核心要素，电能质量是评价整个供电系统最为重要的标准，现阶段，功率因数、阻抗等问题是造成我国电气自动化系统无功状况的主要因素。受到无功效果的影响，难以制定的谐波将大量形成，最终可导致电网整体波形畸变、电压偏移，进而使得电能质量严重降低。为此，应当对无功补偿技术的基本作用方式进行深入分析，提高基础功率因数、稳定电压、提高电能质量，如可在牵引变电站的位置设置补偿装置和滤波装置等。
5 结束语
工业高速发展，科技进步，电气自动化中的无功补偿技术应该得到更进一步的开发和应用。小到家用电器，大到输电设备，铁路牵引系统都和电网分不开。如何提高电气自动化运行质量和稳定性使一项艰巨的任务。对于用电设备负荷的变化和不可控因素导致的电力谐波阻碍都会使得负序电流增加。如何减少能源损耗、防止电力系统无法运作，针对这些问题，目前我们应该把更高效的无功补偿技术运用在电气自动化的各领域，达到国家经济和科技的全面发展。
参考文献：
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[2] 禹华军，潘俊民.无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用[J].电工电能新技术，2005，03：22-26.
论文作者:沈荣喜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
标签：技术论文; 电容器论文; 功率论文; 功率因数论文; 电能论文; 电气自动化论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第20期论文;