摘要：我国电气自动化经过几十年的发展，取得了一定进展但也存在诸多短板，电力系统的负序、谐波、无功功率等问题仍较为普遍，在电气自动化中引入无功能补偿技术，是电气自动化在实践应用方面的科学性改进。本文结合多年工作经验，从技术角度就电气自动化中无功补偿技术的具体应用进行粗浅探讨，以期参考。
关键词：无功补偿；电气自动化；应用
电气自动化是指以计算机技术为依托，实现自动化的检测发电和控制发电、配电等，我国电气自动化兴起于上世纪70年代，经过几十年的发展，虽然取得了一定进展但也存在诸多短板，电气自动化变化规律的不确定性、非线性因素的影响等等，使得负序、谐波、无功功率等问题难以避免。在电气自动化中引入无功能补偿技术，是指将电容器、调相机等无功功率电源安设在电力网和负荷电压端间，继而促使无功功率发生电力系统中的流动改变，该技术措施不但能不但能有效地解决以上电路输送弊病，还能降低电能耗损，最终实现电能做功实际功率的提高，有效满足电网负荷的相关需求，是电气自动化在实践应用方面的科学性改进。现本文结合多年工作经验，就电气自动化中无功补偿技术的具体应用进行粗浅探讨。
1无功补偿的实践应用方法
当前，国外关于无功补偿技术在电气自动化中的应用已经取得了一些较为完备的体系，如IEEE Std519、ERG5＼3等，我国因对该技术的研究起步较晚，因此技术水平相对较弱，但也取得了一套较为基础的方案，初步形成了以下三种常用的无功补偿实现方式：1）利用饱和电抗器过滤谐波。该补偿方式主要是借助调节电抗器的饱和程度提高供电系统的功率因素，减少负序，但该方式滤波效果较差，较难将谐波进行抵消或消除。2）利用真空断路器投切电容器。该补偿方式主要以利用真空断路器控制电容性的涌流，在电压过零时利用真空断路器投切电容器，从而有效避免因电容器和电网之间的电位差过高而出现涌流现象。该方式操作简单且成本较低，但合闸状态下高压较多，易出现设备高压击穿毁损问题，且不能频繁投切，实践中为降低电流冲击力可与电抗器进行串联处理。3）利用滤波器配合其他设备滤波。该补偿方式主要是借助各滤波设备（有源滤波器、无源滤波器、固定滤波器）和其他设备的配合对电源问题进行有效补偿，从而稳定电路满足电源相关需求。该方式可适当调节运行速度，有较强的灵活性，且效率较高，但价格较高故使用范围有所限制。实践中，借助固定滤波器与晶闸管调整电抗器配合、固定滤波器与可控制饱电抗器配合、固定滤波器与电容器配合等方式均较为可行，以固定滤波器与晶闸管调整电抗器的并联配合应用为例，该方式能进一步提高滤波设备的稳定性从而达到抵消功率的目的，但应用中为保证电抗器的磁饱及程度在可控范围内应尽可能减少晶闸管数量。
2无功补偿技术在电气自动化中的应用措施
电气自动化过程中，无功功率的传输会造成较大的电能损耗，采用补偿技术能有效避免无功功率引发的损耗问题，保障电气自动化的安全性和稳定性，实践中，可结合具体情况采取相应措施，以最大限度地发挥无功补偿在自动化电气中的效果，具体应用措施主要如下：
2.1应用于配电网。由线路、变压器通过时负荷将出现功率、电能损耗现象，而在配电网中应用无功补偿技术，能减少无功功率损耗的负荷，提高功率因素，并有效降低电网线路损耗问题，从而满足供电系统实际要求确保其安全稳定运行。实践中，由于电网的功率因数与配电变压器有着直接关系，因此对于大型电力变压器负荷而言，配电变压器无疑是最主要的无功补偿对象，应充分考虑配电变压器低压引线区域的电容器组补偿功率问题，以实现合理补偿的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在操作过程中，首先要对无功电流经过变压器和用电线路后会出现的各种电能损耗问题进行重点考虑和系统化的分析、计算，然后再以此为依据对电容器组配置情况进行科学研判，依据供电设备的实际需求对电容器组进行正确补偿，应尽可能使电容器容量与变压器在空载状态下的无功功率一致，以达到有效补偿的目标。
2.2应用于变电站。在输电过程中，电能从发电站输送到各高压变电站和中低压变电站的过程中通常会出现无功电流，输电距离越长无功电流的传输就越多，无功损耗就越大，对此以往变电站主要采取整组投切的方式来实现电容量的补偿，但该方法不但不能有效达到平衡转变负荷的目的，相反可能带来过高负荷进而对倒置传输造成不利影响，因此在变电站电气自动化系统中应用无功补偿技术已成为常态。实践中，应结合不同区域的实际状况，按照主变压器的容量取值范围（10%～30%）对配电容量展开合理补偿与差异化调整，以尽可能减少或杜绝电能输送过程中因无功率而造成电流倒送问题出现。此外，为最大限度地发挥无功补偿技术在变电站中的效益，还应进一步细化方案，以确保变电站供电的稳定性、可靠性。
2.3应用于电力用户。无功补偿技术在电力用户中的应用，按照方式和规模的不同可分为集中补偿、分组补偿和个别补偿三种。集中补偿方式，主要是在配电变压器高压侧等设备上集中安装电容器组，从而大大减少并就地补偿变压器的无功损耗，以最大限度地降低输电线路的电能损耗，保证电容器能达到自动投切，自动补充调节无功负荷，进而提高电能的利用率达到节约用电的目的。分组补偿方式，是按照用户的用电规模对电容器进行合理分组安装，每组设备均装配相应母线，进而实现分组补偿的目标。该方式能有效实现各车间无功电力的平衡，并对上级线路运输中产生的电能损耗进行有效控制。个别补偿方式，主要是将某一独立设备与电容器进行连接，保证电容器能同时实现功率的投入与产出，使得设备自身得到无功补偿，该方式在一些大、中型的异步电动机中应用效果明显。实践中，可根据用户区的用电特点对补偿方式进行适当选择。
3电气自动化无功补偿技术需注意问题
电气自动化中无功补偿技术种类多而复杂，而实践中不同的电气自动化系统对无功补偿有着不同的要求，因此在应用无功补偿技术时我们必须结合实际情况合理确定补偿方案，切忌生搬硬套，以免不但达不到预期使用效果，还会造成资源的浪费。实践中，选择无功补偿技术时应考虑如下几大因素：1）滤波器和电抗器的性能指标。以上两种设备能使通过它们的电流相互抵消，从而有效保证自动化系统工作的稳定性。2）滤波器的可控饱和性。即滤波器的饱和度能人为地控制，以保证静态工作点的稳定性，从而促进电流的融合，减少无功电流。3）电压控制器VCO的性能指标。通过电压控制器对装置的工作状态进行合理控制，增强系统可控性，实现系统电流的有效调节，从而大大减少无用电流及无用电压，增强功率利用率。
总之，近年来在相关技术人员的共同努力下，我国电气自动化在智能化、功能化、电气化方面均取得了不错的进展，而无功补偿技术在其中发挥了重要的作用，但我们同时也要注意，电气自动化无功补偿技术的应用依然存在一些问题，如谐波含量超标导致的电容器损害问题依然普遍、因配置不合理而造成的质量安全问题依然存在，等等，这在一定程度上限制了无功补偿技术在我国电气自动化中的发展步伐，因此今后我们还要继续加大这方面的研究力度，以促进我国电气自动化的又好又快发展。
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[3]王槐青.无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨 [J].电子技术与软件工程，2015（3）：144-145.
论文作者:刘循
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
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