田小龍

陜西能源麟北發(fā)電有限公司 陜西寶雞 721500

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，與其有關(guān)的設(shè)備也已被廣泛地應(yīng)用在很多行業(yè)之中，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，而無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也得到了更為廣泛的應(yīng)用"無功補(bǔ)償技術(shù)指的是通過對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行最大程度的應(yīng)用，并借助無功!諧波等系統(tǒng)來完成補(bǔ)償，在降低電力損耗的同時(shí)，保證電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好效果，一直以來都是技術(shù)研究的要點(diǎn)，其不僅能夠提高電氣設(shè)備應(yīng)用率，同時(shí)還可以調(diào)整電力負(fù)載功率，能夠降低線損與變電器損耗，使得電壓質(zhì)量得到進(jìn)一步提高[1]。一般來講電力負(fù)載功率與線路損耗為反比關(guān)系，實(shí)際設(shè)計(jì)中完全可以利用無功補(bǔ)償來提高電能應(yīng)用效率，達(dá)到降低線路損耗的目的。無功補(bǔ)償技術(shù)功能的實(shí)現(xiàn)，需要確定電氣自動(dòng)化設(shè)備性能特點(diǎn)，將其作為基礎(chǔ)的同時(shí)，與無功、諧波、負(fù)序等進(jìn)行有效結(jié)合，對(duì)電氣系統(tǒng)作用進(jìn)行補(bǔ)償，可以說是電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重要裝置，不僅可以保證供電效率，同時(shí)還能夠優(yōu)化供電環(huán)境。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用要求

通過無功補(bǔ)償在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，來提高電壓質(zhì)量，減少變壓器與線路損耗，前提是要確定技術(shù)應(yīng)用的要求，保證與實(shí)際需求相滿足。第一，合理選擇變壓器與電動(dòng)機(jī)。即做好變壓器數(shù)量、容量以及電動(dòng)機(jī)類型的選擇，并且要求其在一定程度上可以降低線路感抗，保證無功補(bǔ)償技術(shù)能夠在整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮作用。第二，電容器應(yīng)用條件。如果系統(tǒng)自然功率因數(shù)提高，但是受工藝與設(shè)計(jì)因素限制，為彌補(bǔ)存在的差距，就需要選擇無功補(bǔ)償裝置，并且確定以并聯(lián)為主的電容器。其中，必須要確定電容器使用條件，即低壓供電單位功率因數(shù)小于0．85，或者規(guī)定高壓供電單位電壓為10kV，以此來降低電容器損耗，維持較高的輸電效率

3 電力系統(tǒng)中的諧波抑制技術(shù)

3.1 利用無源濾波器

無源濾波器依據(jù)的是諧振原理，在濾波電路的作用下對(duì)需消除的高次諧波予以調(diào)諧處理，該抑制技術(shù)能夠確保諧振阻抗達(dá)到最低，只要將其安置在諧波附近便能夠?qū)χC波電流進(jìn)行吸收，防止諧波電流進(jìn)入電網(wǎng)，對(duì)諧波產(chǎn)生抑制作用。常見的無源濾波器有以下幾種：（1）單調(diào)諧濾波器，其主要針對(duì)某一次諧波進(jìn)行設(shè)計(jì)，相當(dāng)于一個(gè)低阻通道，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)該次濾波便能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生容抗作用，將諧波消除。（2）雙調(diào)諧濾波器。其由兩個(gè)單調(diào)諧濾波器并聯(lián)而成，能夠同時(shí)對(duì)兩種頻率濾波進(jìn)行吸收，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但對(duì)基波損耗小。（3）二階減幅濾波器。其主要是與單調(diào)諧波濾波器配合使用，對(duì)高于某次的諧波阻抗相對(duì)較小，能夠?qū)⒏哂谠摯我陨系闹C波進(jìn)行濾除，其不僅能夠減少對(duì)濾波器的損耗，而且阻抗頻率特性好，應(yīng)用廣泛。

3.2 利用有源電力濾波器

有源電力濾波器具有較快的響應(yīng)速度與高度可控性，一方面能夠?qū)Ω鞔螢V波起到補(bǔ)償作用，另一方面能夠?qū)﹄妷洪W變起到抑制作用，對(duì)無功電流予以補(bǔ)償，且體積與質(zhì)量較小、便于攜帶。有源電力濾波器自適應(yīng)能力較強(qiáng)，能夠?qū)ρa(bǔ)償變化中的諧波進(jìn)行自動(dòng)跟蹤及補(bǔ)償，對(duì)于頻率及幅值不斷變化中的諧波也能夠進(jìn)行補(bǔ)償，且無需較大的元件，響應(yīng)速度快，不會(huì)受到電網(wǎng)阻抗的影響，能夠避免電網(wǎng)阻抗的諧振風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)串并聯(lián)諧振現(xiàn)象起到抑制作用。除此之外，在有源電力濾波器作用下，采用一臺(tái)裝置便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多次諧波電流以及非整數(shù)倍次諧波電流的同時(shí)補(bǔ)償，在補(bǔ)償期間還可以選擇集中補(bǔ)償或單獨(dú)補(bǔ)償，效率高。

3.3 利用主動(dòng)諧波抑制

諧波產(chǎn)生原理認(rèn)為當(dāng)整流相數(shù)增加時(shí)，網(wǎng)側(cè)電流諧波成分會(huì)減少，此時(shí)電流波與正弦波接近。以晶匣管三相橋式整流電路為例，其中僅有n次奇次諧波，高次諧波振幅值更低，提示諧波次數(shù)的增加會(huì)降低振幅值。

3.4 增加整流變壓器二次側(cè)整流相數(shù)

針對(duì)帶有整流元件設(shè)備，可以最大化提高整流相數(shù)或脈動(dòng)數(shù)，能夠?qū)Φ痛翁卣髦C波起到良好的消除作用，這一措施在應(yīng)用能夠降低諧波源出現(xiàn)的諧波含量，通常在工程設(shè)計(jì)中也就需要考慮到這一點(diǎn)。整流器在整個(gè)供電系統(tǒng)中屬于是一個(gè)重要的諧波源，因此在交流側(cè)出現(xiàn)的高次諧波是tK1次諧波，所以在整流裝置中的6脈動(dòng)諧波次數(shù)為n=6K1，在對(duì)其相數(shù)提高到12脈動(dòng)情況下，所得到的諧波次數(shù)為n=12K1（其中K為正整數(shù)），以此即能夠?qū)?、7等次諧波起到消除作用，所以在諧波抑制中加大整流的相數(shù)或脈動(dòng)數(shù)，能夠?qū)Φ痛沃C波起到良好的消除作用。但是這一方法在應(yīng)用中目前還處于理論階段，實(shí)際中因?yàn)橥顿Y較高，但是所取到的諧波消除效果不夠顯著，因此通常是將這一方法應(yīng)用在大容量的整流裝置負(fù)載[2]。

3.5 整流電路的多重化

整流電路實(shí)現(xiàn)多重化，也就是實(shí)現(xiàn)多個(gè)方波的疊加，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)次數(shù)較低諧波起到消除作用，能夠獲取和正弦波比較接近的階梯波。重?cái)?shù)越多，所形成的波形和正弦波越接近，但是在過程中的電路復(fù)雜度也會(huì)提升。所以這一方法只能夠在大容量場(chǎng)合中應(yīng)用。同時(shí)，這一方法不但能夠降低交流輸入電流諧波，也有助于降低直流輸出電壓中的諧波幅值，與此同時(shí)也有助于提升紋波頻率。這一方法在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)和PWM技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，也就能夠獲取更好的諧波抑制效果，這一方法在橋式整流電路中的應(yīng)用，有助于降低輸入電流的諧波[3]。

4 結(jié)語

新時(shí)期，電力系統(tǒng)得到了前所未有的發(fā)展，接入設(shè)備不斷豐富、類型多樣，其在一定程度上增加了電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此，必須加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償和諧波抑制問題的重視度，給予有效的檢測(cè)與抑制處理，降低諧波危害。