电气自动化中无功补偿技术的应用

王先军 尚贞

1.中广核新能源山东分公司 山东青岛 266309

2.山东诚信工程建设监理有限公司 山东济南 250000

1 无功补偿技术的简要概述

1.1 基本内涵无功补偿技术

在电气自动化中的运用，主要是利用滤波技术构建起谐波补偿体系，进而使负序得到相应降低。当前应用在电气自动化中的无功补偿技术类型众多，主要包括源滤波器、固定滤波器以及真空短路投切电容器等。

1.2 重要作用

（1）有助于提高功率。因数电气自动化中，运用无功补偿技术可在相同电路中实现容性与感性功率负荷装置的有效并联，从而使能量在这两种不同负荷中实现自由转换。运用无功补偿技术，可使供电水准始终维持在一定水平，并能控制电气设备能源损耗，实现资源与设备的充分利用，有助于控制电气管理成本，使功率因数得到明显提升。

（2）提升系统的运行效率。基于电气自动化的应用设备在运行中均会面临功率受限的问题。例如，电力系统存在能源损耗的情况，电压和负荷会有所增加，进而影响电力系统设备的正常使用。电气自动化中，运用无功补偿技术将无功功率在电网中进行科学分布，有助于提升电力系统的整体运行成效，防治出现损耗现象。无功补偿技术的运用，可有效防止电力系统在供电状态下因电网功率因数较低而导致输电不稳定、变压器损耗较大的情况，使电力系统能快速、高效地完成电力输送。

2 电气自动化中无功补偿技术在其中的具体应用

2.1 无功补偿技术在电气自动化固定滤波器和晶闸调节电抗器中的合理应用系统

在实际运行过程中，其中的反并联晶闸管和电抗器是在电路当中，以一种串联的方式存在。但是无功补偿技术以及相对应的电流，在实际应用时，可以实现对固定滤波器剩下容性合理的抵消和处理。这样不仅能够从根本上保证系统的平衡，而且还能够尽可能满足电气自动化系统对功率因数的整体需求。

2.2 无功补偿技术在电气自动化固定滤波器、电容器、电抗器的应用通过无功补偿技术

在电气自动化中的实际应用，不仅能够实现对电气系统当中变压器的有效调节，而且还能够对电流进行实时有效的调节。通过这种方式，能够最大限度保证降低电气系统在运作过程中对能量的消耗。

2.3 无功补偿技术在电气自动化源滤波器、无源滤波器中的应用

在现阶段我国科学技术不断进步和快速发展的背景下，电气自动化技术在其中也得到了一定的进步和发展。无功补偿技术虽然现阶段仍然处于刚刚起步的阶段，无论是在技术的研究或者是在技术的应用上，并不是很成熟。但是无功补偿技术在应用时，对有源滤波器和无源滤波器能够产生一定的作用。

2.4 变电站应用无功补偿技术

为保证电网无功达到平衡，需在变电站开展集中补偿，常采用静止补偿器、并联电容器和同步调相机三种补偿装置。其主要目的在于保持电网无功平衡，改善功率因数，保证终端变电所母线侧电压，补偿变电站主变及输电线路的无功损耗。补偿装置通常集中和母线相接，便于管理和维护，但对10kV配网而言，无法起到应有的降损作用[1]。

2.5 配电线路应用

无功补偿技术线路无功补偿指采用电容器进行无功补偿。线路中，补偿点不能太多，控制方式需要尽量简化处理，通常不进行分组投切，补偿容量不能太大，以免造成过补偿。对保护而言，应尽量简化，将避雷器及熔断器等作为过压及过流保护。采用线路补偿的方式，可以为线路及公用变提供必要无功，不仅回收较快、成本低，而且管理与维护较为方便，尤其适用于负荷较重且功率因数低的较长线路。

2.6 无功补偿技术在风电场中的应用

风电场大多都处于电网结构末端,随着风电在电网比例中的加大，风电的接入给整个电网的稳定性带来很大的影响。当电力系统事故或扰动引起并网点电压跌落时，如何保证在一定的电压跌落范围和时间间隔内，风电机组乃至整个风电场不脱完连续运行，这就对无功补偿提出了更高要求[2]。

目前风电场无功容量按照分层和分区基本平衡的原则进行配置，且无功补偿装置具有自动电压调节能力，动态调节的响应时间不大于30ms，在装机容量不超过50MW时，补偿容量最低要求为-6至+12MVar。并且动态无功补偿装置应满足在风电场各种工况下全容量在线动态调整的要求。风场无功补偿装置在低电压穿越过程中，应实现动态无功支撑能力，在并网点处于标称电压的20%-90%区间内时，风电场应能通过注入无功电流支撑电压恢复，并网点电压跌落出现的时刻起，最大超调量不大于目标值的20%，调节时间不大于150ms，无功电流注入持续时间应不少于该电压持续时间。

在电网正常运行情况下，风电场无功补偿应适应电网各种运行方式变化和运行控制要求，风电场无功动态调整的响应速度应与场内风电机组故障穿越能力相匹配，确保在调节过程中风电机组不因电压异常而脱网[3]。

风电场无功消耗的设备主要有箱变、主变、场内集电线路、送出线路，无功补偿的合理配置可有效抑制电压波动、闪变，并可减少电力系统中的谐波、负序，提高功率因数，改善电能质量，大大提高了电网运行稳定性。

3 结语

综上所述，无功补偿在电力系统具有重要作用和意义。根据电力系统实际情况选择合适的补偿方式与装置，能有效降低电网损耗，大幅提高电网供电质量。若选择的补偿方式与装置不合理，则会造成电压波动和谐波增大等实际问题。