周亮

引言：隨著科技的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，目前電氣自動(dòng)化的應(yīng)用非常廣泛，小到家里的電視，洗衣機(jī)等家用電器，大到我國(guó)的輸配電網(wǎng)絡(luò)，鐵路牽引系統(tǒng)的電氣化方面都離不開(kāi)電氣技術(shù)。但是在電氣自動(dòng)化中存在著一些負(fù)荷的非線性變化，這些不可控因素都會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的諧波增加，負(fù)序電流增加。這些會(huì)直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)在輸配電方面的損耗增加，造成資源的浪費(fèi)。甚至?xí)斐呻娏ο到y(tǒng)的不穩(wěn)定，導(dǎo)致設(shè)備損壞，或者電力系統(tǒng)癱瘓。針對(duì)這些問(wèn)題，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)最直接的作用就是減少電力系統(tǒng)中的諧波和負(fù)序電流從而來(lái)維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文主要從無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x和具體實(shí)施方案著手來(lái)討論無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。

一、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用意義

隨著工業(yè)的告訴發(fā)展，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我們的輸電網(wǎng)絡(luò)也越來(lái)越大，智能電網(wǎng)的建設(shè)也緊鑼密鼓的進(jìn)行著。針對(duì)電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，威脅最大的一個(gè)問(wèn)題就是諧波，諧波的存在對(duì)于電力系統(tǒng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)隱患。這是由于負(fù)荷變化情況復(fù)雜，不是線性變化。諧波會(huì)對(duì)正常的供配電系統(tǒng)造成很大的影響。最直接的一個(gè)影響就是增加線路的損耗。特別是在我們的輸電網(wǎng)絡(luò)上，這種效應(yīng)會(huì)更加劇烈。與建設(shè)節(jié)約型環(huán)保型社會(huì)的目標(biāo)不相符合。另一個(gè)更為嚴(yán)重的危害是影響供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定，造成電壓電流的不穩(wěn)定，輕則損壞設(shè)備，重則造成整個(gè)有關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)癱瘓。給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。所以從這里我們可以看到無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有很重要的作用，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，對(duì)于這種情況，一定要加大在這方面的研究，本文結(jié)合我國(guó)目前在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方面的發(fā)展現(xiàn)狀具體分析在技術(shù)應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，并提出一些可行性的解決方案，希望能夠?qū)ψx者有一些啟發(fā)。

二、我國(guó)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償，基本上采用的技術(shù)就是提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。因?yàn)橹C波的存在最直接的是降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)，增加負(fù)序電流，從而電能的利用率遭到了很大的影響，加上我國(guó)的輸電網(wǎng)路區(qū)域廣闊，造成的浪費(fèi)非常巨大，這就要求對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行深入的探討研究，來(lái)解決這個(gè)亟待解決的大問(wèn)題。綜合比較一下國(guó)際上的研究和國(guó)內(nèi)的研究我們可以找到自己的差距，從而找準(zhǔn)方向取得更大的進(jìn)步。目前國(guó)際上針對(duì)這方面的研究技術(shù)已經(jīng)比較成熟。已經(jīng)具備了比較先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提高功率因數(shù)，降低系統(tǒng)中的負(fù)序電流這在一定程度上保證了電能的安全有效的利用。我國(guó)雖然與國(guó)際上的技術(shù)還有不少差距，但是經(jīng)過(guò)這些年的技術(shù)積累已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速目前我國(guó)已經(jīng)將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，包括供配電，輸電網(wǎng)絡(luò)，電氣化鐵路動(dòng)力牽引方面。而且也取得了很好的效果?？傮w來(lái)說(shuō)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)正處于快速發(fā)展階段，各方面的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，已經(jīng)有不少研究成果，目前應(yīng)用的領(lǐng)域正在逐步擴(kuò)大。為電力穩(wěn)定做出了不少貢獻(xiàn)。

三、無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w技術(shù)手段

無(wú)功補(bǔ)償?shù)暮诵囊鼐褪翘岣呦到y(tǒng)的功率因數(shù)，從而來(lái)減少諧波和負(fù)序電流。對(duì)于功率因數(shù)的提高目前用的比較多的就是電容和電抗相結(jié)合的方式。具體有以下幾種方式：

（1）用固定的電容器和電抗器。這是一種最簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)電容的濾波來(lái)減少線路的諧波。提高功率因數(shù)，但是這種方法有很大的局限性，因?yàn)橛霉潭ǖ碾娙萜?，就只能針?duì)固定頻率的諧波進(jìn)行過(guò)濾，而對(duì)不同頻率的諧波還是不能起到作用，所以效果也不好。

（2）真空斷路器投切電容器。這種方法也是一種比較簡(jiǎn)單的方法。目前有一部分場(chǎng)合在使用，這個(gè)方法的缺點(diǎn)就是在投切的瞬間電路中的電容器會(huì)產(chǎn)生瞬間高電壓，特別是投切次數(shù)比較多時(shí)及其容易對(duì)設(shè)備造成損壞。

（3）有源濾波器。有源濾波器是電力電子技術(shù)研究的課題，電力電子技術(shù)在電氣技術(shù)上有很大的應(yīng)用。有源濾波器的原理也很簡(jiǎn)單，主要是針對(duì)系統(tǒng)中存在的諧波和負(fù)序電流，通過(guò)有源濾波器來(lái)產(chǎn)生與之相反的諧波和負(fù)序電流，然后在運(yùn)行中經(jīng)過(guò)抵消，達(dá)到降低諧波，提高功率因數(shù)的目的，而且這種方法可以在很多場(chǎng)合進(jìn)行使用。實(shí)用性比較強(qiáng)，但是不是非常經(jīng)濟(jì)，因?yàn)殡娏﹄娮邮且婚T精密的學(xué)科，所需要的設(shè)備元件都很昂貴，所以代價(jià)也比較大。

（4）LC無(wú)源濾波器。無(wú)源濾波器又稱 LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計(jì)構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，具有補(bǔ)償和濾波功能。其原理分析如下，補(bǔ)償器的阻抗為：

（5）固定濾波器、可控飽和電抗器。電抗的作用就是產(chǎn)生感性電流，在這個(gè)系統(tǒng)中通過(guò)電抗器可以調(diào)節(jié)通過(guò)電抗器的感性電流，而電容的目的是產(chǎn)生容性電流，經(jīng)過(guò)一定的電路連接讓電抗器中的感性電流中和掉線路中多出來(lái)的容性電流，從而達(dá)到過(guò)濾諧波的目的。這種形式的無(wú)功補(bǔ)償可以長(zhǎng)期使用，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)噪聲比較大。

四、無(wú)功補(bǔ)償轉(zhuǎn)置在我國(guó)的應(yīng)用情況

（一）目前在應(yīng)用中存在的問(wèn)題

首先，無(wú)功補(bǔ)償轉(zhuǎn)置也是一種電力設(shè)施，在安裝后其自身也會(huì)受到電路諧波的影響，對(duì)裝置中電容的影響很大。嚴(yán)重影響裝置的使用時(shí)間。甚至造成設(shè)備損壞。其次，主要是由于我國(guó)的技術(shù)還不夠完善，一些設(shè)備打不到標(biāo)準(zhǔn)，比如在投切電容器時(shí)產(chǎn)生的高電壓，通過(guò)技術(shù)手段是可以消除的，但是目前我們的技術(shù)不夠成熟，達(dá)不到最好的效果。還有我國(guó)的輸電網(wǎng)絡(luò)跨距大，所覆蓋區(qū)域廣，電力在傳送中經(jīng)過(guò)多個(gè)變電所進(jìn)行升降壓，自身的諧波會(huì)更難治理。

（二）目前的解決方法

一方面就是加大在無(wú)功補(bǔ)償方面的投入力度，擴(kuò)大資金的投入，整合一支優(yōu)秀的研發(fā)隊(duì)伍，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行研究，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新可以從根本上解決問(wèn)題。另一方面是增強(qiáng)用戶的意識(shí)，讓用戶意識(shí)到諧波的危害，認(rèn)識(shí)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，積極配合有關(guān)部門進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。在電流經(jīng)過(guò)變壓器時(shí)要在低壓側(cè)配置電容器，進(jìn)行有效的補(bǔ)償，通過(guò)多方面的措施的實(shí)施，無(wú)功補(bǔ)償在我國(guó)的應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越廣泛，并且效果也一定會(huì)越來(lái)越好。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)我國(guó)無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，以及具體技術(shù)手段的分析和目前的應(yīng)用情況，我們可以看到無(wú)功補(bǔ)償在我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。目前我國(guó)最主要的是提升自己的技術(shù)實(shí)力，對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置的研發(fā)要更上一層樓，加大對(duì)新技術(shù)的探索。目前要加大對(duì)負(fù)荷的非線性變化方面的研究從根本上解決諧波的產(chǎn)生原因，另外要通過(guò)技術(shù)整合，把多項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行整合性研究，從而達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的配合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)最好的效果。為了更好的減少電能在傳輸上的損耗和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要迫切的進(jìn)行政策的指導(dǎo)和規(guī)劃，只有良好的引導(dǎo)才能更快更迅速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王李楊.淺析無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2011，（06）.

[2]王浩淺.談現(xiàn)代控制技術(shù)在電氣工程系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河北企業(yè)，2011，（09）.

[3]李曉鳳，郝敏.無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].神州，2012，（07）.

（作者單位：長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司）