【工学论文】无功补偿技术在电气自动化中的应用分析

 摘要 ：众所周知，在当前国家经济大幅发展的情况下，各类电气自动化行业的发展也逐渐走向成熟，诸如高铁．供电等领域的应用等等 ，但同时电气自动化技术本身也存在着单相电力牵引符合变化复杂等一些缺点，这导致了电气化系统的经济性受到一定影响 ，无功补偿技术正是针对电气自动化应用的缺点进行的改进型应用。本文分析了电气自动化中应用无功补偿的重要性，了解目前电气自动化应用的实际情况，最后结合实际提出在电气自动化中合理应用无功补偿技术的策略 。

关键词 ：无功补偿；电气自动化；应用现状；策略

1 前言

1.1 电气自动化发展中应用无功补偿技术的意义

　目前．在我国经济快速发展的情况下，供电和高铁等等领域的各种电气自动化技术走向成熟，与此同时．电气自动化技术其本身还是存在着一些不可忽视的缺点的．其直接影响到了电气自动化系统的经济性 ，而无功补偿技术是对电气自动化应用缺点的一个改进。

　在我国科技与经济同时得到了很大的进步，电气自动化领域也发生着日新月异的变化，在变电站，高铁牵引系统中都应用了电气自动化技术。然而高速电气自动化技术的应用中存在着关于单相电力牵引的负荷复杂变化的问题．这些问题不仅会会导致无功功率的提升．还会增加注入电力系统的谐波和负序。这样一来。影响了电气自动化系统的资源利用率、降低了电力系统的安全性和系统的总体效益。根据现有的电气自动化系统研究．我们可以知道 ．其中较为明显的主要有 三个问题，谐波、负序和无功。虽然目前国外已经有了不少对这些问题的研究结果。但是，对于我国这个人口大国来说，电气自动化在供电所应用的压力非常大．其中非线性因素带来的不可控问题更为严重了。近年来．出现的一些较为严重的大型电机厂组事故等．给企业和社会带来了巨大的经济损失．通过引入无功补偿技术．能够达到解决电气自动化系统非线性等问题。

1.2 电气自动化中应用无功补偿的现状

　　近些年，我国对电气自动化中的无功补偿技术做了很多深入的研究，为了构成有效的滤波通路、滤除谐波、降低负荷，提高电气的功率因数．其中很多无功补偿技术的引用目的都是在基波下牵引负荷的感性无功功率。这些无功补偿技术主要有以下种：

　　　(1)真空断路投切电容器 ，此设备简单且投资小，但是在合闸的时候会产生过高的电压，容易导致设备发生损坏，而且对于这个设备 ，不能有过于频繁的投切。因为它受到开关寿命的限制。

　　　(2)可控饱和电抗器 ，这个设备是通过对电抗器饱和程度的调节来改变整个回路的电流．主要让并联滤波器中的多余容性无功功率被感性电流抵消从而达到平衡点。此设备的特点是可以再电气自动化系统中长期投入．但是，它会产生谐波．噪声较大，对设备来说也会产生一定的损耗。

　　　(3)有源滤波器 此设备是的使用目的是让电力电子装置负产生与负序电流和谐波电流相反的电流，使得其满足电源的要求，互相抵消。这种方案的有着调节速度快 、补偿灵活 、不会和系统产生谐振现象等优点 ．但是其设备的价格比较昂贵 ．

　　　(4)有源滤波器和无源滤波器 ，这个设备是以有源滤波器产生的电流和负荷中谐波电流进行中和，相互抵消，最终达到满足电源要求。其特点是充分利用了有源补偿和无源补偿的可控性和灵活性。虽然，无功补偿技术在我国已经得到了比较广泛的应用，但是电气自动化设备中的问道使得我们对无功补偿技术的研究必须有更深的研究 。

3 无功补偿技术在电气自动化应用中存在的问题和解决的方法

　　　首先，电气自动化系统中的谐波会大幅度的缩短无功补偿装置中电容的寿命。虽然当前无功补偿技术中的电容器已经均具备了较好的抗谐波能力，但是个别无功补偿技术装置在运行的过程中，自身也会产生谐波 ，一旦系统内部的谐波超过了电容器能够承受的最大限度，便会对其造成严重损害，甚至导致无功补偿设备无法正常工作。

　　　其次,由于我国应用于电气自动化中的无功补偿技术的发展年代较晚，因此技术还存在着一定的缺陷，需要不断的进行完善。当前，我国电气自动化中无功补偿的容量配置依然存在有一定的不合理现象，很容易导致电气自动化系统在的运行的过程中发生安全问题。引发该问题的主要原因是，由于技术水平和实际经验的限制，无功补偿装置在配置的过程中会出现个别漏洞，令电气自动化系统中的电路在高负荷时功率因数过低，而低负荷时叉出现过补偿的现象 ，从而使无功补偿技术的效果大打折扣 ，严重的甚至会对电气自动化系统的正常运行产生干扰。因此，我国在将无功补偿技术引入到电气自动化建设的过程当中，需要高度童视无功补偿技术在配网中的应用，以减少电流在流通过程中发生的损耗。节约能源的目的，同时还可以起到降低变压器负荷的功能，能够对我国的电气自动化建设起到良好的推动作用。

　　　另外，在将无功补偿技术应用到电气自动化当中时，应当时刻结合电气 动化系统的具体情况，对不同的系统进行对号人座 ，根据系统自身的特点和系统功能的要求选择恰当的无功补偿技术，以期最大限度的确保每一个区域技术应用的合理与安全。 最后，在电气自动化中应用无功补偿技术时，要加强用户侧无功补偿的控制管理、降低线路节能损耗的宣传力度，提高用户对无功补偿技术的认识 ，进一步推广无功补偿技术 ，降低电气自动化系统的耗电量 。

4 应用效果分析及发展趋势

4.1 应用效果

　无功补偿技术在电气自动化中的应用得出的结论有以下两个方面：一方面 ，在新阶段，为了提高电气的功率因数以及降低负序 ，同时构成有效的滤波通路 以滤除或抵消指定谐波，无功补偿技术和谐波综合治理方法给我们带来了新的技术方向；另一方面基于不同无功补偿技术装置具有不同适应性，我们需根据实际情况需要选择最佳的无功补偿方案。

4.2 发展趋势

　根据用户对无功补偿技术要求的变化情况，以及当前我们研究的基本现状 来看，未来的技术发展方向主要呈现以下几大发展主流趋势：一是在低压供电系统的无功功率补偿领域内以无涌流电容投切器为代表的智能控制型装置，是下一阶段的主流趋势；二是静止无功补偿领域内VG三相桥式变流装置，将是人们研究的重点方向；三是新型的动态抑制、无功补偿电力电子装置电力有源滤波器向大容量，高频化方向发展，是最有前景的方向。

结语

　　随着我国电力电子技术和控制技术的不断发展，将有更多的具有无级调节能力的无功补偿装置被设计并投入生产使用，这些装置能够有效的满足市场的 需求，快速，灵活地对系统进行无功补偿，降低电气自动化系统的能耗，确保系统的运行稳定与使用安全，更好的推动我国电气自动化行业的发展。

参考文献

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