无功补偿技术，就是指无功补偿在电力网、负荷端设置的无功电源，比如调相机，从而达到电力网和负荷端电压水平的规定要求。，由于整流设备、电抗器及架空供电线路在整个电气自动化设备中占电感性负荷比例较少，而异步电动机、变压器等设备却占有最多的负荷。由此可知，在异步电动机、变压器等设备方面，无功功率体现较多。究其本质，提高电气自动化的高功率因素是无功补偿技术主要目标，也即减少用电设备的无功功率需要量，将无功补偿技术与现有的谐波技术结合起来，以此达到补偿谐波、降低负序的目的。电力负荷的功率因素，即电力网中变压器、通电线路的视在功率供给与有功功率之比。正常情况下，如果电力网运行中功率因素越大，则效果越好。所以适当提高电力用户的功率因素，可以改善电压质量，与此同时也可以降低有功功率的损耗。
2.无功补偿技术的现状及作用
无功补偿技术即以增加电力负载功率的方式来降低线路电能损耗，电气节能稳定技术是其中最为普遍的一种。
2.1 无功补偿技术现状
在高新科技与电气化程度日益普及的今天，为提高功率因数，我们必须降低负序，使之产生科学的滤波通路，避免出现指定谐波。近年来，在国外技术经验的基础上，我国也建立了一套自己的标准，同时在治理电气化铁道变电所谐波及无功补偿方面，建立了多套无功补偿应对方案，这样做就是希望能够利用基波下的牵引负荷感性无功功率补偿，来提高功率因数，降低负序，使之形成合理的滤波通路，抵除指定谐波。
2.2 电气自动化发展中应用无功补偿技术的作用
科技与经济共同发展的今天，电气自动化技术也日益提高。现阶段，不少领域及产业中都用到了电气自动化技术，比如高速电气化铁路牵引系统、变电站等。然而，在广泛运用的同时，高速电气化技术也出现了一些问题，如无功、负序、谐波、单相电力牵引的负荷变化等。这些问题不仅威胁电力系统的安全性，对降低系统电气自动化的利用率，对提高系统的整个经济效益也非常不利。近年来大同电厂机组事故等就是其中一个典型，而无功补偿技术对于解决电气自动化系统非线性问题非常有帮助。无功补偿技术在电气自动化中的应用情况及问题。
从目前的无功补偿技术的发展现状来看，无功补偿技术的应用取得了很大的进步和成绩。在谐波处理问题上应用无功补偿技术，不仅降低了供电系统与配电系统的损耗，通过对功率因素的调整，控制供配电系统网络电压幅值，还稳定了配
电系统的电压，将谐波电流对供电系统的破坏程度降到最低。但也暴露了不少问题。下面简述无功补偿技术在电气自动化应用中存在的一些问题：
（1）系统谐波影响
系统谐波给无功补偿技术带来诸多影响：一方面，在整个电气自动化系统运行阶段，无功补偿装置中的电容寿命会被谐波缩短，这样一来便增加了维护成本。另一方面，在实际生产应用中，系统本身结构也会产生谐波，对设备也会造成损害。
（2）配置的不合理
在通过发电厂向高压变电站传输无功电流的过程中，经过多个低压变电站，尤其是远距离的传输，带来的后果就是传输更多的无功电流。不仅如此，变电站若是采用整组投切的方式补偿电容量，不但无法均衡负荷转变，还会因功率因素低，负荷状态高于常态，而导致补偿产生。除此之外，在倒置传输过程中，不仅电网的损耗会明显增大，伴随着的风险也是如此。
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（3）发展的局限性
从无功补偿技术的发展现状来看，由于无功补偿技术在我国的应用比较晚，所以在电气自动化的应用当中，仍然存在很多仍待发展和完善的地方。对于设备本身，就存在一定的缺陷；在技术方面，更是需要进一步的提高与完善。在以往的应用中，总是会存在由于设备或是技术问题，给整个效果带来不小的影响，无功补偿技术在电气自动化中的应用中受到一定的影响。
3.电气自动化中合理应用无功补偿的策略
3.1 深入研究电气自动化中应用无功补偿的方向及基本作用方式
电能质量是衡量供电系统优劣的重要标准，电压是决定电能质量的关键要素。现阶段，影响电气自动化系统无功状况的两大要素是功率因数与阻抗问题，这种无功效果对电网影响很大。如电网与牵引变压器之间的阻抗导致线路上的整流非线形负荷与谐波出现，使得整个电网的波形发生异变。一旦出现这种状况，最直接的表现是电压发生偏移，电能质量和电网的安全性此时也会受到很大的影响。从我国电气化铁路方面分析，针对无功补偿，他们最常用的是AT供电方式，通过SCOTT变压器，在电力机车上增加补偿装置，以增加基础的功率因数，其结构主要包括：串联的电容器与电抗器两部分，通过调节晶闸管电子开关来对电容进行投切；在牵引变电站的部位上增加补偿与滤波装置。这种方式在铁路的短区段能得到较好的使用效果，不过从我国铁路现状分析，尽管在铺设线路延长的情况下，负序问题会大大减少，但却不能彻底解决牵引变电站的实际问题。在配网中必须重视无功补偿负荷电流过程中，变压器、线路时出现的电能损耗及功率问题，一旦功率因数变低，则电网所需的功率就会加大，电能损耗也就会越多。因此，在受电端安装无功补偿装置时，要尽可能地降低负荷无功功率及线损耗，增加功率因数，这也是实现节能降损最有效、最经济的一种方式。针对产生较大负荷的公用变压器，在配变低压侧应安装好电容器，也能实现无功补偿。
3.2 重视电气自动化系统中应用无功补偿的共性问题
无功补偿技术能有效提高电气自动化系统的安全系数，尽可能节约资源，从而减少行业投入及事故处理预算成本，更充分地利用有效资源，因此，推广先进的无功补偿技术，可为整个行业带来较高的经济效益。在我国，无功补偿技术主要应用于变电站等领域，并逐步向输电线路推广应用。当发电厂的无功流流入变电站，经线路传输到低压线路时，无功流也就实现了远距离传输，它带来的影响很大。在无功调节方面，220kV变电站的能力较强，即便在用电高峰期，其功率因数也有0.98，另外，在不同地方，无功补偿调节容量也会有所不同，变电站无功补偿要对变低侧负荷与变压器负荷进行无功补偿，就必须科学配置补偿容量，避免出现无功倒送。尽管目前国内的无功补偿的技术得到了较快提高，不过在应用过程中，还是出现了很多与片区实际不协调的情况，所以，我们应细化研究和调整应用方案，以便提高其应用效果。
3.3 运用并联混合有缘滤波器等先进滤波技术及管理方式
国内出现的比较先进的混合式解决方案为：并联混合式有源滤波的无功补偿，它能较好地解决电力牵引负荷复杂变化所引起的电力滤波器补偿容量过高等问题，该方案同样适用于大型电气自动化系统的补偿技术的协调工作，它结合运用APF与LC，来对谐波展开注入式的无功补偿。国内还有部分电厂安装了FTFC晶闸管滤波装置，该装置主要是利用谐波源负荷（如各种变流系统）的电力系统中并联上由电容器C与电抗器L串联组成的交流滤波器，当L-C滤波器串联谐振频率与低阻抗相近时，谐波电流（5次）与另一谐波（如5次谐波）频率平衡时，滤波回路也会被回收，在此回路上，谐波电流不会再成为通路，大量谐波电流在此处返回电网，能够有效地降低电网的污染及损害程度。该技术在低压电网领域运用较为广泛，其成本比较低廉，整体效率及性价比相对来说都较高。
4.结语：
综上所述，就目前形式而已，通过分析与探讨无偿补偿技术在电气自动化中的应用，结合国外先进技术，使无功补偿技术在我国的电气自动化领域得到更好的应用与发展。
论文作者:李伟群
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/22
标签：谐波论文; 技术论文; 负荷论文; 功率论文; 变电站论文; 电气自动化论文; 功率因数论文; 《基层建设》2016年第34期论文;