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摘要：无功补偿技术是电气节能稳定技术中最为普遍的一种。文章从无功补偿技术的现状及作用入手，阐述其在电气自动化中的应用，最后对在电气自动化中如何合理应用无功补偿技术，提出措施及建议。
关键词：无功补偿技术；电气自动化；电能质量
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0050-02
1 无功补偿技术的现状及作用
无功补偿技术即以增加电力负载功率的方式来降低线路电能损耗，电气节能稳定技术是其中最为普遍的一种。
1.1 无功补偿技术现状
在高新科技与电气化程度日益普及的今天，为提高功率因数，我们必须降低负序，使之产生科学的滤波通路，避免出现指定谐波。近年来，在国外技术经验的基础上，我国也建立了一套自己的标准，同时在治理电气化铁道变电所谐波及无功补偿方面，建立了多套无功补偿应对方案，这样做就是希望能够利用基波下的牵引负荷感性无功功率补偿，来提高功率因数，降低负序，使之形成合理的滤波通路，抵除指定谐波。
1.2 电气自动化发展中应用无功补偿技术的作用
科技与经济共同发展的今天，电气自动化技术也日益提高。现阶段，不少领域及产业中都用到了电气自动化技术，比如高速电气化铁路牵引系统、变电站等。然而，在广泛运用的同时，高速电气化技术也出现了一些问题，如无功、负序、谐波、单相电力牵引的负荷变化等。这些问题不仅威胁电力系统的安全性，对降低系统电气自动化的利用率，对提高系统的整个经济效益也非常不利。近年来大同电厂机组事故等就是其中一个典型，而无功补偿技术对于解决电气自动化系统非线性问题非常有帮助。
2 无功补偿技术在电气自动化中的应用
最近几年，我国在借鉴国外先进技术及经验的基础上，也深入研究了治理电气自动化变电所在谐波及无功补偿技术方面的问题，最为突出的是如何在基波下使牵引负荷的无功功率增加补偿，以便提高其电气功率因数、降低负荷，使滤波通路通畅、抵除指定谐波。无功补偿技术用在不同地方会表现出其不同的优势及不足：
首先，安装固定电抗器与电容器可组建单一的谐滤波器。在设计工作中，应滤除指定谐波、提高功率因数并降低负序。无功补偿技术在此时表现出投资小、简单的优势，不足点在于，合闸过程中，电容器上会产生高电压，投切不以重复进行，动态补偿效果也会因此受影响。
其次，晶闸管调节电抗器与固定滤波器结合运用。反并的联晶闸管串联电抗器后，联晶闸管与联滤波器中的无功补偿电流能达到平衡状态，从而增加功率因数。这样做的好处在于：固定滤波器的寿命会延长，晶闸管数也不需要那么多，且响应速度非常快，不足之处是会出现一定的谐波。
再次，可控饱同电抗器和固定滤波器结合运用。利用磁饱和程度来改变流入的感性电流，可适时调节饱和电抗器，使之与并联滤波器中的无功功率达到平衡状态。它的优点在于：固定并联滤波的支路可长期投入，在滤波器可形成跟负序电流、负荷中谐波电流反串的电流，并通过互相抵消来满足无功电流、电源总谐波的相关要求。该方案的优势在于：补偿灵动性强，可快速调节，不会跟系统发生谐振现象，缺点在于电力电子设备价格较贵。
最后，固定的滤波器、电抗器调压、电容器三者结合运用。调解降压变压器中低压侧母线电压、有效控制与低压母线上的电抗器相连接的滤波器电压，能较好地改变无功出力。不过，无缘过滤器与源滤波器结合运用的技术目前还处于初步探索状态，使用有源滤波器所形成的谐波电流与负荷中谐波电流相反，两种电波之间抵消才能满足总谐波电流的要求。
3 电气自动化中合理应用无功补偿的策略
3.1 深入研究电气自动化中应用无功补偿的方向及基本作用方式
电能质量是衡量供电系统优劣的重要标准，电压是决定电能质量的关键要素。现阶段，影响电气自动化系统无功状况的两大要素是功率因数与阻抗问题，这种无功效果对电网影响很大。如电网与牵引变压器之间的阻抗导致线路上的整流非线形负荷与谐波出现，使得整个电网的波形发生异变。一旦出现这种状况，最直接的表现是电压发生偏移，电能质量和电网的安全性此时也会受到很大的影响。
从我国电气化铁路方面分析，针对无功补偿，他们最常用的是AT供电方式，通过SCOTT变压器，在电力机车上增加补偿装置，以增加基础的功率因数，其结构主要包括：串联的电容器与电抗器两部分，通过调节晶闸管电子开关来对电容进行投切；在牵引变电站的部位上增加补偿与滤波装置。这种方式在铁路的短区段能得到较好的使用效果，不过从我国铁路现状分析，尽管在铺设线路延长的情况下，负序问题会大大减少，但却不能彻底解决牵引变电站的实际问题。在配网中必须重视无功补偿负荷电流过程中，变压器、线路时出现的电能损耗及功率问题，一旦功率因数变低，则电网所需的功率就会加大，电能损耗也就会越多。因此，在受电端安装无功补偿装置时，要尽可能地降低负荷无功功率及线损耗，增加功率因数，这也是实现节能降损最有效、最经济的一种方式。针对产生较大负荷的公用变压器，在配变低压侧应安装好电容器，也能实现无功补偿。
3.2 重视电气自动化系统中应用无功补偿的共性问题
无功补偿技术能有效提高电气自动化系统的安全系数，尽可能节约资源，从而减少行业投入及事故处理预算成本，更充分地利用有效资源，因此，推广先进的无功补偿技术，可为整个行业带来较高的经济效益。
在我国，无功补偿技术主要应用于变电站等领域，并逐步向输电线路推广应用。当发电厂的无功流流入变电站，经线路传输到低压线路时，无功流也就实现了远距离传输，它带来的影响很大。在无功调节方面，220kV变电站的能力较强，即便在用电高峰期，其功率因数也有0.98，另外，在不同地方，无功补偿调节容量也会有所不同，变电站无功补偿要对变低侧负荷与变压器负荷进行无功补偿，就必须科学配置补偿容量，避免出现无功倒送。尽管目前国内的无功补偿的技术得到了较快提高，不过在应用过程中，还是出现了很多与片区实际不协调的情况，所以，我们应细化研究和调整应用方案，以便提高其应用效果。
3.3 运用并联混合有缘滤波器等先进滤波技术及管理方式
国内出现的比较先进的混合式解决方案为：并联混合式有源滤波的无功补偿，它能较好地解决电力牵引负荷复杂变化所引起的电力滤波器补偿容量过高等问题，该方案同样适用于大型电气自动化系统的补偿技术的协调工作，它结合运用APF与LC，来对谐波展开注入式的无功补偿。国内还有部分电厂安装了FTFC晶闸管滤波装置，该装置主要是利用谐波源负荷（如各种变流系统）的电力系统中并联上由电容器C与电抗器L串联组成的交流滤波器，当L-C滤波器串联谐振频率与低阻抗相近时，谐波电流（5次）与另一谐波（如5次谐波）频率平衡时，滤波回路也会被回收，在此回路上，谐波电流不会再成为通路，大量谐波电流在此处返回电网，能够有效地降低电网的污染及损害程度。该技术在低压电网领域运用较为广泛，其成本比较低廉，整体效率及性价比相对来说都较高。
4 结语
随着技术与经济的同步发展，无功补偿技术在铁路电气化、变电站、电厂等领域得到了广泛运用。但国内的无功补偿应用技术还处于发展阶段，存在一定的缺陷与不足，因此，我们在应用过程中，必须酌情分析片区实际情况，制定和调整电气自动化中合理应用无功补偿的相关策略及措施，以实现其最高的经济效益。
参考文献
[1] 吾布里·阿依丁，郭辉.无功分散补偿在农村电网中
的应用[J].科技创新导报，2008，（29）.
[2] 丛民滋.无功补偿技术在定西配电网中的应用[J].水
利电力机械，2007，（10）.
[3] 李良，崔家才.无功补偿技术在矿井供电中的几点体
会[J].中国产业，2011，（6）.
[4] 孙晓辉.电气自动化的发展现状与在机械采煤中的运
用[J].科技资讯，2010，（19）.
[5] 胡高峰，高金梅，宋珂全.无功补偿技术对低压电网
功率因数的影响[J].中国电力教育，2011，（15）.
关键词：无功补偿技术；电气自动化；电能质量
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0050-02
1 无功补偿技术的现状及作用
无功补偿技术即以增加电力负载功率的方式来降低线路电能损耗，电气节能稳定技术是其中最为普遍的一种。
1.1 无功补偿技术现状
在高新科技与电气化程度日益普及的今天，为提高功率因数，我们必须降低负序，使之产生科学的滤波通路，避免出现指定谐波。近年来，在国外技术经验的基础上，我国也建立了一套自己的标准，同时在治理电气化铁道变电所谐波及无功补偿方面，建立了多套无功补偿应对方案，这样做就是希望能够利用基波下的牵引负荷感性无功功率补偿，来提高功率因数，降低负序，使之形成合理的滤波通路，抵除指定谐波。
1.2 电气自动化发展中应用无功补偿技术的作用
科技与经济共同发展的今天，电气自动化技术也日益提高。现阶段，不少领域及产业中都用到了电气自动化技术，比如高速电气化铁路牵引系统、变电站等。然而，在广泛运用的同时，高速电气化技术也出现了一些问题，如无功、负序、谐波、单相电力牵引的负荷变化等。这些问题不仅威胁电力系统的安全性，对降低系统电气自动化的利用率，对提高系统的整个经济效益也非常不利。近年来大同电厂机组事故等就是其中一个典型，而无功补偿技术对于解决电气自动化系统非线性问题非常有帮助。
2 无功补偿技术在电气自动化中的应用
最近几年，我国在借鉴国外先进技术及经验的基础上，也深入研究了治理电气自动化变电所在谐波及无功补偿技术方面的问题，最为突出的是如何在基波下使牵引负荷的无功功率增加补偿，以便提高其电气功率因数、降低负荷，使滤波通路通畅、抵除指定谐波。无功补偿技术用在不同地方会表现出其不同的优势及不足：
首先，安装固定电抗器与电容器可组建单一的谐滤波器。在设计工作中，应滤除指定谐波、提高功率因数并降低负序。无功补偿技术在此时表现出投资小、简单的优势，不足点在于，合闸过程中，电容器上会产生高电压，投切不以重复进行，动态补偿效果也会因此受影响。
其次，晶闸管调节电抗器与固定滤波器结合运用。反并的联晶闸管串联电抗器后，联晶闸管与联滤波器中的无功补偿电流能达到平衡状态，从而增加功率因数。这样做的好处在于：固定滤波器的寿命会延长，晶闸管数也不需要那么多，且响应速度非常快，不足之处是会出现一定的谐波。
再次，可控饱同电抗器和固定滤波器结合运用。利用磁饱和程度来改变流入的感性电流，可适时调节饱和电抗器，使之与并联滤波器中的无功功率达到平衡状态。它的优点在于：固定并联滤波的支路可长期投入，在滤波器可形成跟负序电流、负荷中谐波电流反串的电流，并通过互相抵消来满足无功电流、电源总谐波的相关要求。该方案的优势在于：补偿灵动性强，可快速调节，不会跟系统发生谐振现象，缺点在于电力电子设备价格较贵。
最后，固定的滤波器、电抗器调压、电容器三者结合运用。调解降压变压器中低压侧母线电压、有效控制与低压母线上的电抗器相连接的滤波器电压，能较好地改变无功出力。不过，无缘过滤器与源滤波器结合运用的技术目前还处于初步探索状态，使用有源滤波器所形成的谐波电流与负荷中谐波电流相反，两种电波之间抵消才能满足总谐波电流的要求。
3 电气自动化中合理应用无功补偿的策略
3.1 深入研究电气自动化中应用无功补偿的方向及基本作用方式
电能质量是衡量供电系统优劣的重要标准，电压是决定电能质量的关键要素。现阶段，影响电气自动化系统无功状况的两大要素是功率因数与阻抗问题，这种无功效果对电网影响很大。如电网与牵引变压器之间的阻抗导致线路上的整流非线形负荷与谐波出现，使得整个电网的波形发生异变。一旦出现这种状况，最直接的表现是电压发生偏移，电能质量和电网的安全性此时也会受到很大的影响。
从我国电气化铁路方面分析，针对无功补偿，他们最常用的是AT供电方式，通过SCOTT变压器，在电力机车上增加补偿装置，以增加基础的功率因数，其结构主要包括：串联的电容器与电抗器两部分，通过调节晶闸管电子开关来对电容进行投切；在牵引变电站的部位上增加补偿与滤波装置。这种方式在铁路的短区段能得到较好的使用效果，不过从我国铁路现状分析，尽管在铺设线路延长的情况下，负序问题会大大减少，但却不能彻底解决牵引变电站的实际问题。在配网中必须重视无功补偿负荷电流过程中，变压器、线路时出现的电能损耗及功率问题，一旦功率因数变低，则电网所需的功率就会加大，电能损耗也就会越多。因此，在受电端安装无功补偿装置时，要尽可能地降低负荷无功功率及线损耗，增加功率因数，这也是实现节能降损最有效、最经济的一种方式。针对产生较大负荷的公用变压器，在配变低压侧应安装好电容器，也能实现无功补偿。
3.2 重视电气自动化系统中应用无功补偿的共性问题
无功补偿技术能有效提高电气自动化系统的安全系数，尽可能节约资源，从而减少行业投入及事故处理预算成本，更充分地利用有效资源，因此，推广先进的无功补偿技术，可为整个行业带来较高的经济效益。
在我国，无功补偿技术主要应用于变电站等领域，并逐步向输电线路推广应用。当发电厂的无功流流入变电站，经线路传输到低压线路时，无功流也就实现了远距离传输，它带来的影响很大。在无功调节方面，220kV变电站的能力较强，即便在用电高峰期，其功率因数也有0.98，另外，在不同地方，无功补偿调节容量也会有所不同，变电站无功补偿要对变低侧负荷与变压器负荷进行无功补偿，就必须科学配置补偿容量，避免出现无功倒送。尽管目前国内的无功补偿的技术得到了较快提高，不过在应用过程中，还是出现了很多与片区实际不协调的情况，所以，我们应细化研究和调整应用方案，以便提高其应用效果。
3.3 运用并联混合有缘滤波器等先进滤波技术及管理方式
国内出现的比较先进的混合式解决方案为：并联混合式有源滤波的无功补偿，它能较好地解决电力牵引负荷复杂变化所引起的电力滤波器补偿容量过高等问题，该方案同样适用于大型电气自动化系统的补偿技术的协调工作，它结合运用APF与LC，来对谐波展开注入式的无功补偿。国内还有部分电厂安装了FTFC晶闸管滤波装置，该装置主要是利用谐波源负荷（如各种变流系统）的电力系统中并联上由电容器C与电抗器L串联组成的交流滤波器，当L-C滤波器串联谐振频率与低阻抗相近时，谐波电流（5次）与另一谐波（如5次谐波）频率平衡时，滤波回路也会被回收，在此回路上，谐波电流不会再成为通路，大量谐波电流在此处返回电网，能够有效地降低电网的污染及损害程度。该技术在低压电网领域运用较为广泛，其成本比较低廉，整体效率及性价比相对来说都较高。
4 结语
随着技术与经济的同步发展，无功补偿技术在铁路电气化、变电站、电厂等领域得到了广泛运用。但国内的无功补偿应用技术还处于发展阶段，存在一定的缺陷与不足，因此，我们在应用过程中，必须酌情分析片区实际情况，制定和调整电气自动化中合理应用无功补偿的相关策略及措施，以实现其最高的经济效益。
参考文献
[1] 吾布里·阿依丁，郭辉.无功分散补偿在农村电网中
的应用[J].科技创新导报，2008，（29）.
[2] 丛民滋.无功补偿技术在定西配电网中的应用[J].水
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[3] 李良，崔家才.无功补偿技术在矿井供电中的几点体
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