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摘 要 随着现代化科学技术的迅速发展，无功补偿技术在各个领域中得到广泛应用，导致人们对电气自动化中无功补偿技术的运用引起了广泛的关注与重视。本文就对电气自动化中运用无功补偿技术进行探讨，结合无功补偿技术在电气自动化中的发展现状，提出有效的解决途径，使无功补偿技术在电气自动化发展中发挥着重要作用。
关键词 电气自动化；无功补偿技术；应用研究
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0046-01
电气自动化中无功补偿技术的应用，主要是在利用电气自动化及其设备系统中的负荷特点的基础上，有效解决无功功率、负序、谐波等几个方面的问题。无功补偿技的应用，不仅有效降低电能在生产及传输过程中的损耗，也可以确保电气自动化设备系统的正常运行，具有十分重要的意义。因此，电气自动化系统中，无功补偿技术的应用显得尤为重要。
1 无功补偿技术概述
无功补偿技术，是指对电力网和负荷端设置的无功电源进行无功补偿，如电容器、调相机等，以满足电力网、负荷端电压水平的要求。在整个电气自动化设备中，由于异步电动机、变压器等设备占电感性负荷最多，而整流设备、架空供电线路及电抗器所占比例较少。由此可知，无功功率主要体现在异步电动机、变压器等设备方面。从本质上看，无功补偿技术的主要目的是提高电气自动化的高功率因素，即减少用电设备的无功功率需要量，通过与现有的谐波技术相结合，以达到谐波补偿、降低负序的目的。然而，对于电力负荷的功率因数，是指电力网中通电线路、变压器的视在功率供给占有功功率的百分数，一般电力网运行中功率因素越大越好，适当提高电力用户的功率因素，改善了电压质量，同时也减少了有功功率的损耗，从现阶段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较为可观的成绩，通过将无功补偿技术应用到谐波处理问题上，既降低了供、配电系统的损耗，通过对功率因素的调整，是吸纳对供配电系统网络电压幅值的控制，同时也稳定了配电系统的电压，降低了谐波电流对供电系统的破坏作用。
2 电气自动化中无功补偿技术的应用
1）应用方案设计。
对于无功补偿技术在电气自动化中的应用方案，在设计过程中，①采用稳定谐波器、电容器结合的方式，首先必须对变压器低压部分两侧母线电压进行调整，通过连接电抗器的电压，这样就可以达到无功补偿的目的。但结合目前的形式来看，实现稳定滤波器、电容器相结合的技术水平还不够成熟和完善，这种补偿方案还没有得到广泛应用。②固定滤波器、晶闸管调节电抗器相结合的方式，该方式能够在调节饱和电抗器时，对流入回路的感性电流有一定的影响，促进并联电路器满足了功率因素的要求。由于该方式可以不定期投入滤波器，在很大程度上减少晶闸管的使用，同时也确保了系统的处理速度，但缺点是TCR容易产生滤波。③真空断路器投切电容器，该方式不需要装设专门的放电装置，只需要电容器组利用高压母线上的电压互感器的一次绕组电阻进行放电。在电容器组中连接具有短路保护功能的熔断器FU，可以避免电容器高压击穿事故的发生。与此同时，在电容器组中串联适当的电抗器，通过对高压母线前的主变压器及电力系统进行无功补偿，既提高了功率因素，也防止了电容器组与线路电感发生串联谐振的现象，成本较低。
2）无功补偿技术的实际应用情况。
以某变电站的电子自动化建设为例，该变电站主要用不同等级电压的配电线路向电力用户用电。按照分级补偿、就地平衡的原则，容性无功补偿装置同时兼顾补偿主变压器无功损耗和负荷侧的无功补偿、根据主变压器容量的15～35%配置，以及功率因素高于0.96的要求来确定容性无功补偿装置的容量，这样配电线路、电力用户就可以基本达到无功功率平衡。为此，对于变电站的无功补偿技术，应以补偿主变压器无功损耗为主，在无功补偿技术应用中，应遵循以下原则：①以主变压器无功损耗补偿为主，包括空载、负载无功损耗，据相关资料表明，对于110 kV变电站而言，主要按照主变容量的15%～20%来确定补偿容量，而35 kV变电站的补偿容量按主变压器的10～15%l来确定；②对于变电站出现负荷重、电电压质量不高的现状，可以根据提高电压幅度的要求来确定补偿容量，但选择的补偿容量通常要大于经济补偿容量。在无功补偿中，对于配电线路的无功补偿，若采用分支线路补偿法，遵循的基本原则应是以无功功率平衡为主，在尽可能减少分支线路向主干线路索取无功的情况下的，对无功消耗进行补偿。首先，必须确定补偿点，通常选择负荷较大的分支线路；其次，分组补偿容量按照分支线路中配电变压器的空载无功损耗来确定；再者，小分支的配电变压器按照主干线上的分支负荷情况来确定补偿点和补偿容量；最后，对于所有配电变压器的负载无功损耗补偿，以用户自主补偿为主，在条件不允许的情况下，需要向主干线索取无功。由于最优补偿容量及补偿点的确定都是利用计算机来确定的，按照电容器组的分组原理，主要分为固定式、可投切式两种。对于可投切式电容器组，可根据负荷的变化情况或按照电压值进行自动投入和退出，以达到最优补偿的要求。
然而，对于电力用户的无功补偿，主要目的是通过无功补偿技术，使电力用户供电设备的无功线损率降到最低，以满足国家规定的功率因素标准。满足标准的功率因素后，需要确定采用的最优无功补偿方式，根据电力用户的供电规模和供电方式要求，可分为个别补偿、集中补偿和分组补偿的方式。其中，集中补偿方式是将在用户变电站低压侧或高压侧母线上集中装设电容器组的方式，该方式可以就地补偿变压器的无功损耗，不再向主干线路索取无功，减少了通过变压器的无功功率，同时也相应地增加了变压器所带的有功负荷。通过与电容器自动投切装置配套，调整了补偿容量，有效避免了过补偿的情况发生。
3 总结
随着科学技术的发展及电力体制改革的不断要求，无功补偿技术在电气自动化中得到了广泛的应用，通过无功补偿技术，提高通电线路及设备中的无功功率因素，根据负荷的变化情况适当补偿容量，以达到最优补偿的要求。
参考文献
[1]于军，腾立国.电气自动化中的无功补偿技术研究[J].河南科技，2013（17）：115.
[2]张建平.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].机电信息，2012（06）：10-11.
关键词 电气自动化；无功补偿技术；应用研究
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0046-01
电气自动化中无功补偿技术的应用，主要是在利用电气自动化及其设备系统中的负荷特点的基础上，有效解决无功功率、负序、谐波等几个方面的问题。无功补偿技的应用，不仅有效降低电能在生产及传输过程中的损耗，也可以确保电气自动化设备系统的正常运行，具有十分重要的意义。因此，电气自动化系统中，无功补偿技术的应用显得尤为重要。
1 无功补偿技术概述
无功补偿技术，是指对电力网和负荷端设置的无功电源进行无功补偿，如电容器、调相机等，以满足电力网、负荷端电压水平的要求。在整个电气自动化设备中，由于异步电动机、变压器等设备占电感性负荷最多，而整流设备、架空供电线路及电抗器所占比例较少。由此可知，无功功率主要体现在异步电动机、变压器等设备方面。从本质上看，无功补偿技术的主要目的是提高电气自动化的高功率因素，即减少用电设备的无功功率需要量，通过与现有的谐波技术相结合，以达到谐波补偿、降低负序的目的。然而，对于电力负荷的功率因数，是指电力网中通电线路、变压器的视在功率供给占有功功率的百分数，一般电力网运行中功率因素越大越好，适当提高电力用户的功率因素，改善了电压质量，同时也减少了有功功率的损耗，从现阶段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较为可观的成绩，通过将无功补偿技术应用到谐波处理问题上，既降低了供、配电系统的损耗，通过对功率因素的调整，是吸纳对供配电系统网络电压幅值的控制，同时也稳定了配电系统的电压，降低了谐波电流对供电系统的破坏作用。
2 电气自动化中无功补偿技术的应用
1）应用方案设计。
对于无功补偿技术在电气自动化中的应用方案，在设计过程中，①采用稳定谐波器、电容器结合的方式，首先必须对变压器低压部分两侧母线电压进行调整，通过连接电抗器的电压，这样就可以达到无功补偿的目的。但结合目前的形式来看，实现稳定滤波器、电容器相结合的技术水平还不够成熟和完善，这种补偿方案还没有得到广泛应用。②固定滤波器、晶闸管调节电抗器相结合的方式，该方式能够在调节饱和电抗器时，对流入回路的感性电流有一定的影响，促进并联电路器满足了功率因素的要求。由于该方式可以不定期投入滤波器，在很大程度上减少晶闸管的使用，同时也确保了系统的处理速度，但缺点是TCR容易产生滤波。③真空断路器投切电容器，该方式不需要装设专门的放电装置，只需要电容器组利用高压母线上的电压互感器的一次绕组电阻进行放电。在电容器组中连接具有短路保护功能的熔断器FU，可以避免电容器高压击穿事故的发生。与此同时，在电容器组中串联适当的电抗器，通过对高压母线前的主变压器及电力系统进行无功补偿，既提高了功率因素，也防止了电容器组与线路电感发生串联谐振的现象，成本较低。
2）无功补偿技术的实际应用情况。
以某变电站的电子自动化建设为例，该变电站主要用不同等级电压的配电线路向电力用户用电。按照分级补偿、就地平衡的原则，容性无功补偿装置同时兼顾补偿主变压器无功损耗和负荷侧的无功补偿、根据主变压器容量的15～35%配置，以及功率因素高于0.96的要求来确定容性无功补偿装置的容量，这样配电线路、电力用户就可以基本达到无功功率平衡。为此，对于变电站的无功补偿技术，应以补偿主变压器无功损耗为主，在无功补偿技术应用中，应遵循以下原则：①以主变压器无功损耗补偿为主，包括空载、负载无功损耗，据相关资料表明，对于110 kV变电站而言，主要按照主变容量的15%～20%来确定补偿容量，而35 kV变电站的补偿容量按主变压器的10～15%l来确定；②对于变电站出现负荷重、电电压质量不高的现状，可以根据提高电压幅度的要求来确定补偿容量，但选择的补偿容量通常要大于经济补偿容量。在无功补偿中，对于配电线路的无功补偿，若采用分支线路补偿法，遵循的基本原则应是以无功功率平衡为主，在尽可能减少分支线路向主干线路索取无功的情况下的，对无功消耗进行补偿。首先，必须确定补偿点，通常选择负荷较大的分支线路；其次，分组补偿容量按照分支线路中配电变压器的空载无功损耗来确定；再者，小分支的配电变压器按照主干线上的分支负荷情况来确定补偿点和补偿容量；最后，对于所有配电变压器的负载无功损耗补偿，以用户自主补偿为主，在条件不允许的情况下，需要向主干线索取无功。由于最优补偿容量及补偿点的确定都是利用计算机来确定的，按照电容器组的分组原理，主要分为固定式、可投切式两种。对于可投切式电容器组，可根据负荷的变化情况或按照电压值进行自动投入和退出，以达到最优补偿的要求。
然而，对于电力用户的无功补偿，主要目的是通过无功补偿技术，使电力用户供电设备的无功线损率降到最低，以满足国家规定的功率因素标准。满足标准的功率因素后，需要确定采用的最优无功补偿方式，根据电力用户的供电规模和供电方式要求，可分为个别补偿、集中补偿和分组补偿的方式。其中，集中补偿方式是将在用户变电站低压侧或高压侧母线上集中装设电容器组的方式，该方式可以就地补偿变压器的无功损耗，不再向主干线路索取无功，减少了通过变压器的无功功率，同时也相应地增加了变压器所带的有功负荷。通过与电容器自动投切装置配套，调整了补偿容量，有效避免了过补偿的情况发生。
3 总结
随着科学技术的发展及电力体制改革的不断要求，无功补偿技术在电气自动化中得到了广泛的应用，通过无功补偿技术，提高通电线路及设备中的无功功率因素，根据负荷的变化情况适当补偿容量，以达到最优补偿的要求。
参考文献
[1]于军，腾立国.电气自动化中的无功补偿技术研究[J].河南科技，2013（17）：115.
[2]张建平.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].机电信息，2012（06）：10-11.