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摘要：在供电系统中，无功补偿能提高电网运行的功率因素，提高供电效率，改善电网运行的环境，还能降低输电线路和供电变压器的损耗。本文主要从无功补偿的内涵和特点出发，分析无功补偿技术在电气自动化中的应用情况，进而展望无功补偿技术的未来发展方向，为当前的电网建设提供相关意见的参考。
關键词：无功补偿技术；电气自动化；应用
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
一、无功补偿概述
在电网调度运行中，当交流电通过纯电阻的时候，电能全部转化成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没有消耗电能，即为无功功率。但在电网的运行中，一般不存在纯感性或纯容性的负载，因此，当电流通过混合性的负载时，有一部分是做功的，有一部分不做功，功率因素小于1时，如果要想提高电能的利用效率，则应进行电网调度运行的无功补偿。
无功补偿技术又可称之为无功电压的控制服务技术，指的是发电机组向运行电网注入定额功率，用以维持电网的正常运行，保证输电线路电压的总体平衡，加强对电力运行情况的控制，在电力系统出现故障时，能够利用无功补偿技术防止整个电网系统的瘫痪。
二、无功补偿技术在电气自动化的应用
（一）主要方案分析
无功补偿技术的应用，可以有以下两种方案：
一是真空断路器。这种方式一般不会安装专门的放电设备，而是利用高压母线中电压互感器一次绕组的电阻放电，在电容器中安装了熔断器PU来防止电容器的断路故障。为了降低电容器组合同线路电感的串联谐振和合闸的涌流冲击，可以将电抗器串联在线路中。
二是利用晶闸管和滤波器来调节电抗器。将晶闸管和滤波器串联起来，对电抗器的感性电流进行调节，使滤波器中多余的容性电流保持总体平衡，使其能够满足电网的功率要求。
（二）变电站的无功补偿
在变电站的无功补偿中，由于变电站是区域供电中心，是通过电压等级来分层配置送电线路，因此，变电站的无功补偿应遵循分层补偿和就近原则，在保证区域内的输电线路电压总体平衡的基础上，适当提高无功补偿的效率。在无功补偿装置上，应以变压器容量而定，满足110KV的主变电压供电负荷，将无功补偿容量控制在变压器容量的10%~30%之间。在变压器容量高达40MVA时，应增加无功补偿的数量，以满足变压器安全运行的需求，保证电力系统的正常供电。
（三）配电线路的无功补偿
在电力系统中，对配电线路进行合理规划，不仅能保证电力系统运行的安全，还能极大提高电力运行的效率，减少电能的浪费。配电线路的无功补偿主要是对分支线路的无功消耗进行及时补偿，减少分支线路从主干线路索取无功，以减少电力系统的无功损耗。可以通过以下几种方式：一是以分支线路自带的配电变压器无功损耗的情况确定分组补偿的容量。二是选取负荷数大的分支线路作为补偿点。三是对于小分支的少数配电变压器，应按照该分支的实际需求进行无功补偿。四是配电变压器负载的无功损耗应主要以用户自主补偿，在用户自主补偿量不足时，才能向主干线路索取无功。因此，配电线路的无功补偿应按照变压器空载的无功损耗来确定，如果无功补偿容量不足，则可能导致线路无功补偿不足，增加电力系统的损耗。
（四）电力用户无功补偿
电力用户无功补偿主要有三种：集中补偿、分组补偿、个别补偿。首先，集中补偿。集中补偿指的是将电容器组安装在配电室低压侧或者用户变电站的母线上，也可以集中安装在变压器的高压侧。集中补偿能够及时补偿变压器无功损耗，可以大大减少向上级主干线路索取无功的情况，减少输电线路的电能浪费，增加了变压器的有功负荷，提高电网的运行效率。同时，集中补偿过程中，电容器自动投切设备与集中补偿能够紧密结合，对输电线路的无功负荷的变化情况进行分析，及时调节无功补偿的容量，能够有效减少电力系统的无功补偿不足的情况。再者，由于电容器组容量的确定是通过正常的无功补偿量而定，装置的额利用率高，使用时间较长，且易于设备的保养和维护，无功补偿的效益较好。其次，分组补偿。分组补偿指的是将拟安装电容器分为若干组，以分组形式安装在母线上，从而形成分组补偿的形式。分组补偿能够对电力系统进行分散补偿，保证各组无功补偿的总体平衡，减少向上级变压器和线路索取无功的情况，降低对上级线路和变压器的损耗，能够有效保证电力系统运行的稳定和安全。最后，个别补偿。个别补偿值得是将分组补偿中的电容器并联在单独的用电设备旁边，对该设备的无功负载进行就近补偿。由于个别补偿是对单个用电设备进行无功补偿，电容器能够与电动机的投入、退出状态保持一致，从而使得电动机的无功损耗得到及时补偿，减少配电网络无功损耗。因此，个别补偿适用于大中型的异步电动机，而对于小型的异步电动机，个别补偿的应用受到一定的限制。
三、无功补偿技术在电气自动化应用的未来发展趋势
（一）无涌流电容投切器
随着计算机技术和网络技术的发展，智能化无功补偿技术是未来电气自动化的发展方向。无涌流电容投切器通过智能化系统来实现对电力系统的无功补偿容量的控制，该装置有以下优点：一是由于该设备无涌流，因而能够频繁操作。二是其跟踪相应的时间比较快，能够将跟踪时间控制在0.02s。三是能够实现缺相保护、过压保护和谐波限量等特殊的保护功能。四是该装置只有在瞬时投切时才会耗费电能，其他时候并不耗电，这样就能减少电能的耗费，降低电力运行的成本，进而大大提高电力系统的经济效益。
（二）电力有源滤波器
该装置能够在电力系统的动态运行中实现无功补偿和谐波抑制，是一种新型的电力电子装置，能够对谐波的大小和频率变化等进行动态的无功补偿。从目前的电力系统来看，由于电流的告辞谐波、成本较高和单台的容量较小等问题，对电网的安全、稳定运行产生不利影响，电子半导体设备朝着高频化、大容量方向发展，电力有源的滤波器的未来发展前景广阔。
（三）静止无功发生器
该装置能够将三相桥式的变流电连接到局域电网，以电源逆变技术为电网提供无功功率补偿。由于SVG的成本较低、电容量的体积较小，且能够对电网的电压进行调节，在输电电压很低的情况下还能持续输出无功电流，SVG成为未来无功补偿技术的发展方向。
（四）综合潮流控制器
该装置将晶闸管换流器的交流电压连接起来，并将其连接到输电线路的电压上，使晶闸管的相角和幅值都能根据输电线路电流情况变化而变化，以及时对输电线路进行无功补偿，减少电力系统的不稳定因素。UPFC技术是目前输配电技术的发展方向，对我国的电网建设有着重要的影响。
结束语：
随着电气自动化技术的发展，无功补偿技术在电网调度运行越来越显示出其重要性。无功补偿技术通过对电网运行中的空载无功消耗等进行调节，保证电力系统的无功补偿，提高电网调度运行的效率。无功补偿技术在电力自动化的应用，可以从变电站的无功补偿、配电线路的无功补偿和电力用户无功补偿三个方面来实现。无功补偿技术由于其成本较低，对电网调度运行的优化作用明显，无功补偿技术的未来发展前景广阔。
参考文献：
[1]王李杨. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 价值工程,2011,06:79.
[2]高亢. 对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J]. 科技资讯,2011,27:144.
[3]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.
[4]祝永涛. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2012,13:1.
[5]张安. 无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2012,24:103.
[6]柳宏伟. 无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2010,24:27.
關键词：无功补偿技术；电气自动化；应用
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
一、无功补偿概述
在电网调度运行中，当交流电通过纯电阻的时候，电能全部转化成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没有消耗电能，即为无功功率。但在电网的运行中，一般不存在纯感性或纯容性的负载，因此，当电流通过混合性的负载时，有一部分是做功的，有一部分不做功，功率因素小于1时，如果要想提高电能的利用效率，则应进行电网调度运行的无功补偿。
无功补偿技术又可称之为无功电压的控制服务技术，指的是发电机组向运行电网注入定额功率，用以维持电网的正常运行，保证输电线路电压的总体平衡，加强对电力运行情况的控制，在电力系统出现故障时，能够利用无功补偿技术防止整个电网系统的瘫痪。
二、无功补偿技术在电气自动化的应用
（一）主要方案分析
无功补偿技术的应用，可以有以下两种方案：
一是真空断路器。这种方式一般不会安装专门的放电设备，而是利用高压母线中电压互感器一次绕组的电阻放电，在电容器中安装了熔断器PU来防止电容器的断路故障。为了降低电容器组合同线路电感的串联谐振和合闸的涌流冲击，可以将电抗器串联在线路中。
二是利用晶闸管和滤波器来调节电抗器。将晶闸管和滤波器串联起来，对电抗器的感性电流进行调节，使滤波器中多余的容性电流保持总体平衡，使其能够满足电网的功率要求。
（二）变电站的无功补偿
在变电站的无功补偿中，由于变电站是区域供电中心，是通过电压等级来分层配置送电线路，因此，变电站的无功补偿应遵循分层补偿和就近原则，在保证区域内的输电线路电压总体平衡的基础上，适当提高无功补偿的效率。在无功补偿装置上，应以变压器容量而定，满足110KV的主变电压供电负荷，将无功补偿容量控制在变压器容量的10%~30%之间。在变压器容量高达40MVA时，应增加无功补偿的数量，以满足变压器安全运行的需求，保证电力系统的正常供电。
（三）配电线路的无功补偿
在电力系统中，对配电线路进行合理规划，不仅能保证电力系统运行的安全，还能极大提高电力运行的效率，减少电能的浪费。配电线路的无功补偿主要是对分支线路的无功消耗进行及时补偿，减少分支线路从主干线路索取无功，以减少电力系统的无功损耗。可以通过以下几种方式：一是以分支线路自带的配电变压器无功损耗的情况确定分组补偿的容量。二是选取负荷数大的分支线路作为补偿点。三是对于小分支的少数配电变压器，应按照该分支的实际需求进行无功补偿。四是配电变压器负载的无功损耗应主要以用户自主补偿，在用户自主补偿量不足时，才能向主干线路索取无功。因此，配电线路的无功补偿应按照变压器空载的无功损耗来确定，如果无功补偿容量不足，则可能导致线路无功补偿不足，增加电力系统的损耗。
（四）电力用户无功补偿
电力用户无功补偿主要有三种：集中补偿、分组补偿、个别补偿。首先，集中补偿。集中补偿指的是将电容器组安装在配电室低压侧或者用户变电站的母线上，也可以集中安装在变压器的高压侧。集中补偿能够及时补偿变压器无功损耗，可以大大减少向上级主干线路索取无功的情况，减少输电线路的电能浪费，增加了变压器的有功负荷，提高电网的运行效率。同时，集中补偿过程中，电容器自动投切设备与集中补偿能够紧密结合，对输电线路的无功负荷的变化情况进行分析，及时调节无功补偿的容量，能够有效减少电力系统的无功补偿不足的情况。再者，由于电容器组容量的确定是通过正常的无功补偿量而定，装置的额利用率高，使用时间较长，且易于设备的保养和维护，无功补偿的效益较好。其次，分组补偿。分组补偿指的是将拟安装电容器分为若干组，以分组形式安装在母线上，从而形成分组补偿的形式。分组补偿能够对电力系统进行分散补偿，保证各组无功补偿的总体平衡，减少向上级变压器和线路索取无功的情况，降低对上级线路和变压器的损耗，能够有效保证电力系统运行的稳定和安全。最后，个别补偿。个别补偿值得是将分组补偿中的电容器并联在单独的用电设备旁边，对该设备的无功负载进行就近补偿。由于个别补偿是对单个用电设备进行无功补偿，电容器能够与电动机的投入、退出状态保持一致，从而使得电动机的无功损耗得到及时补偿，减少配电网络无功损耗。因此，个别补偿适用于大中型的异步电动机，而对于小型的异步电动机，个别补偿的应用受到一定的限制。
三、无功补偿技术在电气自动化应用的未来发展趋势
（一）无涌流电容投切器
随着计算机技术和网络技术的发展，智能化无功补偿技术是未来电气自动化的发展方向。无涌流电容投切器通过智能化系统来实现对电力系统的无功补偿容量的控制，该装置有以下优点：一是由于该设备无涌流，因而能够频繁操作。二是其跟踪相应的时间比较快，能够将跟踪时间控制在0.02s。三是能够实现缺相保护、过压保护和谐波限量等特殊的保护功能。四是该装置只有在瞬时投切时才会耗费电能，其他时候并不耗电，这样就能减少电能的耗费，降低电力运行的成本，进而大大提高电力系统的经济效益。
（二）电力有源滤波器
该装置能够在电力系统的动态运行中实现无功补偿和谐波抑制，是一种新型的电力电子装置，能够对谐波的大小和频率变化等进行动态的无功补偿。从目前的电力系统来看，由于电流的告辞谐波、成本较高和单台的容量较小等问题，对电网的安全、稳定运行产生不利影响，电子半导体设备朝着高频化、大容量方向发展，电力有源的滤波器的未来发展前景广阔。
（三）静止无功发生器
该装置能够将三相桥式的变流电连接到局域电网，以电源逆变技术为电网提供无功功率补偿。由于SVG的成本较低、电容量的体积较小，且能够对电网的电压进行调节，在输电电压很低的情况下还能持续输出无功电流，SVG成为未来无功补偿技术的发展方向。
（四）综合潮流控制器
该装置将晶闸管换流器的交流电压连接起来，并将其连接到输电线路的电压上，使晶闸管的相角和幅值都能根据输电线路电流情况变化而变化，以及时对输电线路进行无功补偿，减少电力系统的不稳定因素。UPFC技术是目前输配电技术的发展方向，对我国的电网建设有着重要的影响。
结束语：
随着电气自动化技术的发展，无功补偿技术在电网调度运行越来越显示出其重要性。无功补偿技术通过对电网运行中的空载无功消耗等进行调节，保证电力系统的无功补偿，提高电网调度运行的效率。无功补偿技术在电力自动化的应用，可以从变电站的无功补偿、配电线路的无功补偿和电力用户无功补偿三个方面来实现。无功补偿技术由于其成本较低，对电网调度运行的优化作用明显，无功补偿技术的未来发展前景广阔。
参考文献：
[1]王李杨. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 价值工程,2011,06:79.
[2]高亢. 对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J]. 科技资讯,2011,27:144.
[3]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.
[4]祝永涛. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2012,13:1.
[5]张安. 无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2012,24:103.
[6]柳宏伟. 无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2010,24:27.