文/陳可夫

1 引言

無功補償技術(shù)是一種先進技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，能夠有效推進電氣自動化發(fā)展?，F(xiàn)如今，電氣自動化技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備已得到普及，這類設(shè)備需采用無功補償技術(shù)，有效提升供電質(zhì)量，同時減少電能損耗。由此可見，在電氣自動化中，無功補償技術(shù)至關(guān)重要，對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用方式進行深入研究迫在眉睫。

2 無功補償技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

在電氣自動化系統(tǒng)中，無功補償技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，不僅能夠保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，而且還能夠減少系統(tǒng)運行成本。無功補償技術(shù)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，具體包括切除判斷裝置、系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)元件、輸出電路輸電系統(tǒng)信號檢測采集系統(tǒng)、電容器投入以及補償情況判斷識別元件等等。通過將上述元件設(shè)備進行有機組合，即可形成完整的無功補償體系。

在傳統(tǒng)的電氣自動化輸送和傳遞過程中，電氣設(shè)備的功率損耗比較大，同時電量損耗較大，因此，輸電系統(tǒng)的運行效率比較低。隨著無功技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，電氣自動化系統(tǒng)已發(fā)生較大變化。通過合理應(yīng)用無功補償技術(shù)，有利于提升電力系統(tǒng)的輸電效率，同時在最大程度上降低電能損耗，進而有效促進電氣自動化系統(tǒng)發(fā)展，為人們的日常生活提供便利。

另外，在電氣自動化輸電系統(tǒng)的運行過程中，三相輸電負載不平衡的問題比較常見，對此，可積極應(yīng)用無功補償技術(shù)，提升三相輸電穩(wěn)定性，進而改善電力系統(tǒng)的使用性能，促進電器設(shè)備抗干擾能力提升。除此以外，在傳統(tǒng)的電氣自動化輸電系統(tǒng)運行中，高壓電網(wǎng)以及低壓電網(wǎng)的瞬間電流穩(wěn)定性較差，對此，也可以應(yīng)用無功補償技術(shù)，進而提升電網(wǎng)運行安全性和穩(wěn)定性，為電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

3 無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

3.1 主要的補償方法

（1）聯(lián)合運用晶閘管調(diào)節(jié)電抗器以及固定濾波器。在該方式的實際應(yīng)用中，需要嚴格依據(jù)諧波相關(guān)標準和要求，對固定濾波器進行優(yōu)化設(shè)計，同時還可以對晶閘管反并聯(lián)，串聯(lián)電抗器和晶閘管，為了保證電抗器中感性電流的流過方式可得到有效調(diào)節(jié)，要求對晶閘管的觸發(fā)角進行調(diào)整。通過應(yīng)用上述補償方式，能夠有效平衡并聯(lián)濾波器中的多余容性無功補償電流以及晶閘管。

（2）真空斷路器投切電容器。這一補償方式的應(yīng)用要點如下：無需安裝放電設(shè)施，通過應(yīng)用電容器組，即可對高壓母線上電壓互感器的一次繞組電阻放電，在電容器組上安裝熔斷器，可以避免其在高壓狀態(tài)下被擊穿，同時還能夠避免其受到短路因素影響而造成損害。對于電抗器，應(yīng)綜合考慮電力系統(tǒng)實際情況，采用串聯(lián)的連接方式，避免電容器組在合閘狀態(tài)下發(fā)生沖擊，除此以外，還能夠避免在電容器組以及線路電感中發(fā)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象。

3.2 配電線路的無功補償

（1）采用具有較大負荷的分支線確定補償點。

（2）對于小分支配電變壓器，應(yīng)結(jié)合實際情況，準確確定補償容量以及補償點。

（3）對于分組補償容量，可綜合考慮分支線路中配電電壓器的空載無功損耗來確定。

（4）對于配電變壓器中的負載無功損耗，還可采用用戶自主補償方式來補償，如果補償容量的補償方式不當，則應(yīng)該采用主干線對其進行無功補償。

3.3 變電站的無功補償

（1）在供電系統(tǒng)中，變電站為十分重要的供電中心，通過應(yīng)用變電站，電力用戶能夠從各個等級的配電線中獲得電能。在此過程中，必須嚴格依據(jù)分級補償原理，如果變電站配電線路以及電力用戶的無功功率能夠達到良好的平衡狀態(tài)，則變電站無需為電力用戶提供無功電能。

（2）容性無功補償設(shè)備。該設(shè)備主要被應(yīng)用于變壓器無功補償中，在確定主變壓器容量的基礎(chǔ)上，即可幫助了解容性無功補償設(shè)備的容量，通常情況下，對于容性無功補償設(shè)備的容量，可根據(jù)主變壓器容量的10%～30%進行配置。需要注意，如果容性無功補償設(shè)備已經(jīng)達到主變壓器最大負荷，則可能會對電力系統(tǒng)運行安全性構(gòu)成威脅，對此，應(yīng)注意將其高壓側(cè)功率因數(shù)提升0.95。除此以外，如果每一臺主變壓器的容量均在40MVA以上，則對于各個變壓器，均應(yīng)安裝2組以上的容性無功補償設(shè)備。

3.4 電力用戶的無功補償

3.4.1 個別補償

個別補償方式指的是在補償過程中，對于電容器以及用電設(shè)備，可采用并聯(lián)方式進行連接。個別補償方式如果被應(yīng)用于小型異步電動機中，則保護方式以及控制方式均比較復(fù)雜，但是，如果將其應(yīng)用于大中型異步電動機中，則能夠達到良好的補償效果，可保證電動機與電容器同時運行，進而對電動機中的無功損耗起到補償作用，降低配電網(wǎng)絡(luò)電能損耗。

3.4.2 分組補償

分組補償方式指的是首先對電容器進行分組，然后將其分別安裝在配電母線中，形成分散型補償方式，分組補償方式的應(yīng)用優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)車間無功電力平衡。

3.4.3 集中補償

集中補償方式指的是在電力用戶配電室或者變壓器低壓側(cè)母線上，集中安裝電容器組。在集中補償方式的應(yīng)用中，可以實現(xiàn)就地補償變壓器無功損耗，有效降低變壓器無功功率，同時促進變壓器有功功負荷的增加。

4 無功補償技術(shù)在變電站電氣自動化中的應(yīng)用實例

某變電站為某一區(qū)域的供電中心，在為電力用戶供電時，該變電站提供多種電壓等級的配電線路，并應(yīng)用輸電線路分級補償、就地平衡方式，保證配電線路與電力用戶之間無功功率可保持平衡狀態(tài)。

在該變電站中，容性無功補償設(shè)備的作用是對變壓器的無功損耗發(fā)揮補償作用，同時對于負荷側(cè)也可起到無功補償?shù)淖饔?。該變電站容性無功補償裝置的容量應(yīng)根據(jù)變壓器容量進行調(diào)整，要求滿足35～110kV主變壓器的要求。對于該變電站的補償容量，要求綜合考慮以下因素合理確定：

（1）該變電站可采用補償變壓器的方式實現(xiàn)無功補償，而功率損耗因素有空載和負載。對于該變電站中的35kV變壓器以及110kV變壓器，其補償容量分別按主變壓器容量的10%以及20%進行配置。

（2）在該變電站運行中，有時可能處于輕負荷運行狀態(tài)，對于補償容量，可取主變壓器容量的10%。隨著變電站供電負荷的不斷增加，可結(jié)合實際情況對補償容量進行適當調(diào)整，確保滿足實際需要。

（3）在該地區(qū)的用電高峰期，變電站的供電負荷也會隨之增加，同時電壓不斷下降，這樣就會對供電穩(wěn)定性造成不良影響，對此，應(yīng)對補償容量進行及時調(diào)整。另外，還可以適當安裝臨時設(shè)備，有效轉(zhuǎn)移多余的補償容量。

（4）在無功補償設(shè)備的應(yīng)用中，為了有效減少設(shè)備應(yīng)用成本，應(yīng)注意適當減少無功補償設(shè)備的分組數(shù)量。對于二次負荷側(cè)母線，可采用分段運行模式，將無功補償設(shè)備分為兩組，這樣不僅能夠保證兩臺主變電器投入和切除的正常進行，同時還能夠減少資源浪費。

5 無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用策略

5.1 運用并聯(lián)混合有源濾波器補償技術(shù)

現(xiàn)如今，在各類無功補償技術(shù)中，并聯(lián)混合有源濾波器的補償技術(shù)發(fā)展比較快，是一種新型無功補償技術(shù)，并逐漸被推廣應(yīng)用于電網(wǎng)輸送中。在這一補償技術(shù)的應(yīng)用中，通過將原始輸電技術(shù)進行結(jié)合應(yīng)用，可有效解決電氣自動化中的功率補償問題，減少電荷功率損耗，降低配電網(wǎng)絡(luò)運行成本，為電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。需要注意，在應(yīng)用并聯(lián)混合無功補償技術(shù)時，對于輸配電中的電容設(shè)備的安裝方案，應(yīng)結(jié)合實際情況優(yōu)化，全面落實這一補償技術(shù)，確保輸配電系統(tǒng)能夠處于良好的運行狀態(tài)。

5.2 結(jié)合地區(qū)用電情況確定無功補償方案

在無功補償技術(shù)的應(yīng)用中，還應(yīng)綜合考慮地區(qū)用電情況合理選用技術(shù)，對于用電需求量比較大的地區(qū)，應(yīng)盡量采用分散補償方式，在低壓區(qū)域，可結(jié)合實際情況適當安裝多個電容器組件，進而營造出安全穩(wěn)定的無功補償輸電環(huán)境，延長電氣自動化系統(tǒng)的使用壽命，減少電能輸送過程中的電壓損耗，在最大程度上降低電能運輸成本。在無功補償技術(shù)相關(guān)設(shè)備安裝中，在無功補償設(shè)備中，一般還需要安裝電壓電容器，為配電變壓器的正常運行奠定基礎(chǔ)。對于電容器的安裝規(guī)模以及安裝數(shù)量，應(yīng)綜合考慮無功補償設(shè)備的數(shù)量、型號、規(guī)模以及安裝要求等因素，并根據(jù)無功補償方案，合理推算電壓器安裝方案。

6 結(jié)語

綜上所述，本文主要對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用方式進行了詳細探究。無功補償方式有很多種，并被應(yīng)用于配電線路、變壓器等無功補償中，能夠有效改善電氣自動化的供電環(huán)境，有效節(jié)約能源，保證配電線路運行經(jīng)濟性和安全性，在實際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合具體情況制定科學合理的無功補償方案。