电气自动化中的无功补偿技术分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电气自动化中的无功补偿技术分析 摘要：随着我国经济水平的不断 提高以及电子电气技术的快速发展，随 之推进了电气自动化行业的发展速度。 然而，由于电气自动化设备中单相电力 牵引负荷变化十分复杂以及非线性因素 也在不断增强，因此，对其进行无功补 偿就显得尤为重要。本文就电气自动化 中的无功补偿技术进行浅谈。 中国论文网 /2/view-12868089.htm 关键词：自动化,无功补偿,技术 中图分类号：TU855 文献标识码： A 文章编号： Abstract: with the improvement of our country economy and the rapid development of electronic electrical -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 technology and then promote the development of the electric automation industry speed. However, due to electrical automation equipment single-phase electric traction in load change very complex and nonlinear factors and the strengthening, therefore, the reactive power compensation are particularly important. This paper the electrical automation of reactive power compensation on technology. Keywords: automation, the reactive power compensation, technology 一.无功补偿技术概述 (一) 无功功率 无功功率从本质上讲较为抽象， 其主要是用于各电路中电场与磁场的交 换，并用来在电气设备中建立及维持磁 场的功率。无功功率本身对外是不进行 作功的，而是转化为其他的能量形式。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 一般情况下，只要电气设备中带有电磁 线圈，并且要建立磁场的，就必然会消 耗无功功率，通常用符号 Q 来表示无功 功率，其单位是乏和千乏。所谓的无功 功率并非无用的功率。以电动机为例： 电动机工作过程中，需要建立及维持旋 转磁场，以此来使转子转动，进而带动 电动机内的机械运动，其中电动机的转 子磁场主要是靠从电源中取得的无功功 率而建立的；再如变压器，它在工作过 程中也需要无功功率，从而使一次线圈 产生磁场，并在二次线圈感应出电压。 所以，如果没有无功功率，那么电动机 不会转动，变压器则也无法变压。因此， 在正常的情况下，用电设备不仅需要从 电源中获得有功功率，而且还需要从中 获得无功功率。一旦电网中的无功功率 出现供不应求时，便会导致用电设备因 为缺少无功功率而无法建立正常的电磁 场，换言之，这些设备将无法维持在额 定情况下的工作，此时便会造成设备端 电压下降，从而影响正常运行。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 (二) 无功补偿工作原理 将具有感性功率负荷的装置与 容性功率负荷的装置并联接于同一电路 中，能量会在这两种负荷之间相互交换。 在这样的前提下，感性负荷所需的无功 功率便可由容性符合输出的无功功率来 补偿。这一过程实质上就是将原本应该 由变压器或电网提供的无功功率，改为 由交流电力电容器来进行提供。 二、无功补偿的基本类型 按照无功补偿装置所处的位置情 况，可大致将其分为以下几种类型 集中补偿 集中补偿是目前较为常用的一 种无功补偿方式，它是通过将并联的电 容器组安装于变电站的母线上，以此来 改善功率因数，从而提高变电站的终端 电压，并对主变压器中的无功损耗进行 补偿。正常情况下，补偿装置可按照负 荷情况的大小来进行自动投切，借此来 提高功率因数。该方式最主要的优点就 是补偿效率高，并且还易于维护和管理。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 (二) 就地补偿 就地补偿顾名思义就是指将补 偿装置直接安装在电气设备上对其进行 无功补偿，补偿装置通常采用的都是并 联电容器。电容器可以就近供给电气设 备负载时所需的无功功率，进而消除设 备中的无功电流，降低线路损耗。此外 就地补偿还能够有效地改善电压质量， 降低电压损失，以此来改善用电设备的 启动以及运行条件。该补偿方式的优点 是成本低、装置小易于安装在空间狭小 的位置上、节能效果较好。 分散补偿 分散补偿主要是就供配电线路 而言的，电容器组一般多安装在线路的 具体用电点上或是距离供电设备位置较 近的地方，在进行实际安装时可按照分 级补偿原则来确定具体位置。分散补偿 又分为以下三种方式，每种方式分别具 有各自的特点： 1.跟踪补偿。主要是以无功补偿 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 投切装置为保护装置，母线与电容器之 间采取并接的方式。其优点是补偿效果 较好、运行方式安全、可靠；缺点是前 期投入成本较大。 2.随机补偿。是将电容器组经过 熔断器与电动机并接，再利用相应的控 制装置与电动机同时投切。其优点是易 于安装、便于维护、可控性高、故障率 低。 3.随器补偿。是一种补偿配电变 压器空载无功的补偿方式。其优点是经 济适用性较高。缺点是局限性较大。 三、无功补偿技术在电气自动化 中的应用 近年来，我国的电气自动化方 面对于无功补偿技术和谐波综合治理方 法进行了多种深入研究，其中大部分都 是力求在基波下补偿牵引负荷的感性无 功功率，对于提高电气的功率因数、降 低负荷以及构成有效的滤波通路、滤除、 抵消指定谐波有着重要作用 (一) 无功补偿技术应用特点分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 1真空断路器投切电容器。这 个设备的主要特点是简单并且投资较小， 但是却具有一定的缺点，那就是在合闸 时，电容器上会产生很高的过电压，可 能会导致设备的损坏，此外还由于开关 寿命的限制，所以不能对其进行频繁的 投切，最终影响了动态补偿的效果。 2固定滤波器和晶闸管调节电 抗器。反并联晶闸管与电抗器串联，使 其与并联滤波器中多余的容性无功补偿 电流相抵消，最终达到平衡，以满足其 对功率因数的要求，其特点是固定滤波 器可以长期投入使用，而所需要的晶闸 管数量却比较少，响应的速度也较快， 其缺点是会产生谐波现象。 3固定滤波器、可控饱和电抗 器 主要通过调节饱和电抗器的磁饱和 程度来改变流入回路的感性电流，然后 让感性电流与并联滤波器中的多余容性 无功功率相抵消，最终达到一个平衡点， 其特点是固定滤波器的并联滤波支路可 以长期投入，但是会产生谐波，对于设 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 备来说有一定的损耗，噪声也相对较大。 4有源滤波器。有源滤波器是 使用电力电子装置产生与负荷中的谐波 电流以及和负序电流相位相反的电流， 让其得到相互抵消，最终满足电源对总 谐波和无功电流的要求，其方案特点： 补偿比较灵活，调节速度较快，而且不 会和系统发生谐振现象，不过有一点要 注意，那就是电力电子设备的价格比较 昂贵。 5固定滤波器、电容器和电抗 器的调压。其主要是通过调节降压变压 器的低压侧母线电压来调节、连接低压 母线上的滤波器或者电抗器电压的，以 最终而改变其无功出力为根本 II 的，在 调节的过程中，利用品闸管通断和分接 开关的无载调节，从电气寿命理论上来 说是不受限制的，但是在实际的应用过 程中，可以通过加装来提供稳定的无功 功率以及实现滤波作用。 6有源滤波器和无源滤波器。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 对于这一无功补偿技术的应用而言，不 得不承认尚处于研究阶段，在采用有源 滤波器产生和负荷中谐波电流相反的谐 波电流的基础上，使得其相互抵消，最 终满足电源对总谐波电流的要求，其特 点是充分利用了无源补偿大容量和有源 补偿的灵活性、可控性的特性。尽管， 就我国的当前形势分析，已经有很多无 功补偿技术得到了广泛的应用，但是伴 随着我国电气自动化设备中单相电力牵 引负荷变化的不断复杂化和非线性因素 的不断增强，迫切要求人们对无功补偿 技术应用方面有更加深入的发展与应用。 (二) 无功补偿技术应用前景 1无功补偿技术是随着电气自 动化设备中的单相电力牵引负荷变化复 杂和非线性因素增强而迫切需要被深入 研究的。 2新阶段，为了提高电气的功