对电气自动化中无功补偿技术的相关问题分析

2015-04-16张军涛

建材与装饰 2015年33期

关键词：电抗器功率因数电容器

张军涛

（身份证号：130124197409251217）

对电气自动化中无功补偿技术的相关问题分析

张军涛

（身份证号：130124197409251217）

本文主要对电气自动化中的无功补偿技术应用的相关问题进行阐述。通过介绍无功补偿设计的基本要求，对无功补偿装置的选择做了详细的分析。了解电气自动化中应用无功补偿的现状，提出电气自动化中合理应用无功补偿的策略。

无功补偿；电气自动化；现状与应用

1 引言

随着社会主义经济的高速发展我国的电气自动化技术也得到了很大的发展，电气自动化系统的设备中往往受到来自比较复杂的单相电力负荷变化的影响其非线性因素也逐渐增强。讨论无功补偿设计的基本要求，分析无功补偿技术的选择方式与原则，讨论无功补偿技术在电气自动化中的应用方法，为电气自动化提高资源利用效率和系统稳定程度提供依据。了解电气自动化中应用无功补偿技术的现状，介绍了一些在无功在电气自动化中合理采用无功补偿技术的策略。

2 无功补偿设计的基本要求

（1）在设计中的变压器台数和容量、电动机选择要合适，降低线路的感抗。当工艺条件与要求相符合时，可以通过同步电动机的采用和空歇工作制设备的选用等措施，将用电单位的自然功率因数提高。

（2）在以提高自然功率因数的方法进行处理后，仍然无法满足要求的时候，可以通过无功补偿装置完成目的，多采用并联电力电容器。如果10kV或35kV的高压电单位的功率因数在0.9以上，或低压供电单位的功率因数在0.85以上，以并联电力电容器做为无功补偿。

（3）以电力电容器做为无功补偿的装置，要将平衡原则做为主要原则。低压的无功负荷通过低压电容器进行补偿，高压部分的无功负荷通过高压电容器进行补偿。容量比较大且负荷平衡、使用频率较高的用电设备的无功计算负荷大于100kVar时，可在设备附近就地补偿。补偿装置宜与设备同时通断电。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配变电所内集中补偿。集中补偿时，宜采用自动调节式补偿装置，防止无功负荷倒送。居住区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。

3 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几种：

3.1 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。

3.2 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。

3.3 固定滤波器、电容器和电抗器的调压

这个设备通过连接低压母线上的电抗器或者滤波器，调节降压变压器的低压侧母线电压来调节，以达到改变无功出力的目的。这个过程的实现是通过加装晶闸管分接和通断开关来调节，实现提供稳定的无功功率并实现滤波作用的。

3.4 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队无功补偿技术的研究必须有更深的研究。

4 电气自动化中合理应用无功补偿的方法

4.1 深入分析无功补偿在电气自动化中应用中的基本方式和方向

在供电系统中，一个非常重要的评价标准是电能质量，而电压是电能质量的最核心的影响因素。常见的很多关于电气自动化系统出现无功状况，多是受到阻抗问题和功率因素问题的影响，从而导致电网受到无功效果的。我国的电气化铁路对无功补偿的应用主要方式是AT供电方式，用的是SCOTT变压器，用晶闸管电子开关来控制电容的投切。这个策略在我国铁路的现状上看来，能够很大程度上的降低较长辐射路线上存在的负序问题。

4.2 采用并联混合有缘滤波器等先进技术和管理方式

目前国内较为先进的混合式解决方案主要是并联混合式有缘滤波的无功补偿方案。此方案能够解决由电力牵引负荷的不可控制的变化带来的电力滤波器补偿量过大的问题，这个方案同时也是对大型电气自动化系统的补偿技术的协调调整方案其主要通过LC和APF的混合，对谐波进行注入式的无功补偿。这种方案的成本相对比较低、效益与投资性价比高、适用于低压电网。