摘要：我国社会主义经济在近些年来处于快速上升的发展阶段，电气自动化行业也在快速发展，但由于电气自动化设备中存在单相电力牵引负荷变化非常复杂的情况，非线性因素也随着单向负荷的复杂程度而不断增加，需要人们研究一定的应对措施克服这个弊端所造成的不良影响。中国的电气自动化技术在世界上是非常有成就的，好多国家都在使用中国的研究成果。高速电气化的铁路牵引系统的出现和供电变电站的建立都是中国自动化技术取得成功的标志。
关键词：无功补偿技术；电气自动化；创新拓展
引言
新形势下，我国提出了节能降耗的指导思想，电气自动化中无功补偿的运用，很好的契合了这一宗旨。所谓无功补偿，全称为无功功率补偿，在电力供电系统中能够有效提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，从而提高能源利用率，供电环境也得以改善。通过科学合理的分析，运用无功补偿装置能够提高电网质量、减少损耗，相反，如果选择装置不够合理，就会导致供电系统的电压波动、谐波增大等问题，不能发挥无功补偿应有的作用。
1 无功补偿
电气自动化系统中利用无功补偿技术可以不仅起到减少线路输送及供电变压器损耗的作用，同时还可使功率因素得到有效提升，实现供电环境的改善和供电效率的提高。在供电系统中补偿装置位置的选择是否合理至关重要。若补偿装置使用不当或是位置选择不合理，会增大谐波、造成电压波动，严重的甚至会对整个电网造成损害。目前，在电气自动化系统中无功补偿技术逐渐得到推广普及，在城市节能增效方面发挥着重要作用。无功补偿技术即是在电能运输过程中尽量降低热转化以及提高供电稳定性的技术。相关研究显示，造成电能浪费的根本原因在于交流电在通过负载（纯电阻性）时，电能会被转化成热能，造成电能传输中断。解决这一问题需要研究不同元素所组成的导电体之间的导电能力差异。根据现有的研究成果，交流电运输在通过纯感性或纯容性负载材料时，能源消耗为零。但现阶段并未发现任何可能的纯感性或纯容性负载，目前，世界范围内的研究方向都集中在最大限度提升混合性负载中纯感性或纯容性负载所占的比例，从而减少交流电通过负载时转化的热能，降低损耗，提升利用率。
2 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（Power Factor）入手[1]。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。
3 无功补偿技术在电气自动化中的应用方法
3.1 谐波问题
由于电气自动化系统中电容器的抗谐波性能偏弱，一旦谐波值超出其承受范围，就会对电容器造成损害，严重的甚至会损坏其他相关设备。同时电容器对谐波还具有放大作用，即谐波在通过电容器时，会瞬间增大，这样剧烈的波动，会对整个电网供电稳定性造成直接影响，严重的甚至会造成整个电网停止运行。现阶段而言，无功补偿技术在我国电气自动化电气系统中应用主要有两种类型。一是利用电容器达到对电气自动化系统中单线进行特别补偿的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是利用单相或三相电容器，并将专用变压器配置于系统主线中，从而实现电气自动化系统的集中补偿。集中补偿模式相较于特殊补偿模式，虽然补偿范围更大，但在补偿效率、耐压性以及实际补偿效果方面相对较弱，因而特殊补偿模式应用更为普遍。
3.2 并联混合有源滤波器
采用混合APE与LC技术，对电气自动化系统的无功补偿技术的调整至关重要。我们对谐波采用注入方式。这种方式可以节省开销，节省成本，可以将效益与投资的性价比提高，比较适用于低压电网中。这种方式能够有效地对农村地区电网中存在的问题。我们经过不断地运行和调试，在实际生活中进行具体实践，我们观察到分散的补偿技术运行的时候更加安全可靠，可以节省成本，方便安装和维护。
3.3 设计真空断路器
在电气自动化技术中应用无功补偿技术进行设计之后，将会很大程度上的减少相关建设的成本，同时，这种技术设备的组成结构以及结构构造也是十分的简单，在进行实际的生产实践当中，这种技术的应用将可以最大程度上减少成本。但是目前相关的技术还是不够很完善，所以经常会出现一些技术方面的问题。可以采用将固定滤波器和合闸管调节电抗器相互结合的这种技术，从而达到这种设备起到无功补偿技术的目的。另外在这种技术实际的应用过程中，可以在根本上保证无功补偿技术所生出的一种电流一直处于一种稳定的平衡状态，从而能够很好的达到相关设备所需要的功率需求，避免出现电力资源浪费的问题，保证了资源的节省。
3.4 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。
3.5 供电企业补偿方式的选择
当前大多数供电企业在无功补偿时没有考虑无功功率的情况，对设备实际无功功率的变化情况未作合理分析，这样一来就使得无功补偿往往在电网高功率运行状态下，无法实现真正有效补偿。亦或是无功补偿在电网电功率负荷运行条件下，补偿率超出，进而造成浪费问题。以上情况主要是供电企业没有从整体上控制电气自动化系统，技术和设备运用失当。无功补偿技术的基本是用户侧，应用的关键在于补偿方法的选择，同时在应用中需从整体出发，充分考虑城市电网的整体能源消耗情况，而非只关注某一用电侧功率因数的补偿。只有将无功补偿技术应用于整个城市电网中，才能够真正达到节能降损的目的。
结束语
综上所述，电气自动化中运用无功补偿技术符合我国经济发展的客观规律，能够有效提高能源利用效率和经济效益，所以加强对电气自动化中无功补偿的运用研究是十分必要的。我们简述了无功补偿技术的实践意义，并且列举了几项基本的运用，然而，无功补偿技术的发展初期，存在诸多的问题，我们尝试对此做出优化，希望通过本文的探讨能够对电气自动化中无功补偿的运用起到积极的促进作用。
参考文献：
[1]孙永芳，张刚. 基于电气自动化中无功补偿技术的应用研究[J]. 自动化与仪器仪表，2016，（12）：198-199．
[2]邹地长，陈卸水，李人才等. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].通讯世界，2015（4）：151-152.
论文作者:李烽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/13
标签：技术论文; 滤波器论文; 谐波论文; 基波论文; 功率论文; 功率因数论文; 电气自动化论文; 《基层建设》2018年第10期论文;