導(dǎo)語(yǔ)：電氣設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和實(shí)現(xiàn)的途徑

隨著電氣化迅速的發(fā)展，為使電氣化高功率因素能從根本上得以提升，把負(fù)序降至最低，最根本的途徑還在于與目前的濾波技術(shù)相結(jié)合，從而抵消電氣化里的諧波。最近研究表明，在先進(jìn)技術(shù)支持之下，我國(guó)這方面的成績(jī)也非常突出，通過(guò)在諧波治理中使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，使負(fù)序降低功效和功率因數(shù)的提高在最大程度上得以實(shí)現(xiàn)，并在原有基礎(chǔ)之上形成了有效濾波通路，從而達(dá)到對(duì)電氣化里諧波予以抵銷或?yàn)V除的目的。(1)大量無(wú)功潮流由發(fā)電廠經(jīng)高壓輸電站送至低壓變電站，導(dǎo)致大量的無(wú)功功率進(jìn)行了遠(yuǎn)距離輸送。(2)盡管電容器能將一部分諧波抵消掉，但諧波成分過(guò)多還是會(huì)對(duì)電容壽命產(chǎn)生影響。在電容器不可以使諧波得到有效減小之時(shí)，它自身放大作用返回使諧波強(qiáng)度增大。(3)由于變電站無(wú)法根據(jù)負(fù)荷變化對(duì)容量裝置進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致高負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)太低，而在低負(fù)荷之時(shí)又會(huì)產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償?shù)臓顩r。通常狀況下，要使無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，相關(guān)途徑如下：首先，可以安裝固定電抗器和電容器，來(lái)構(gòu)成簡(jiǎn)單諧濾波器。但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，需要安裝人員以電抗器和電容器實(shí)際的功率作為出發(fā)點(diǎn)，從而確保其能在運(yùn)行的過(guò)程中真正可以使功率因素得以提高，使負(fù)序作用得以降低。其次，應(yīng)用真空斷路器，可以憑借其操作簡(jiǎn)單、投資小的優(yōu)勢(shì)得到人們喜愛(ài)。但是在實(shí)際的應(yīng)用里，它的缺點(diǎn)便是一旦工作人員合閘，便會(huì)在電容器上面形成過(guò)高電壓，并對(duì)整個(gè)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果產(chǎn)生影響。最后，將電抗器、電容器、固定濾波器予以組合進(jìn)行調(diào)壓。通常狀況下，電抗器或?yàn)V波器的電壓是通過(guò)對(duì)降壓變壓器的低側(cè)母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到的，在進(jìn)行調(diào)節(jié)之時(shí)，使用晶閘管通斷，對(duì)開(kāi)關(guān)分接，進(jìn)行無(wú)載調(diào)節(jié)，理論上不會(huì)對(duì)電氣壽命產(chǎn)生限制作用。

無(wú)功補(bǔ)償在電氣自動(dòng)化里應(yīng)用實(shí)例

供電設(shè)計(jì)和運(yùn)行質(zhì)量非常重要的評(píng)價(jià)標(biāo)志便是電能質(zhì)量，而電能質(zhì)量非常重要的一項(xiàng)標(biāo)志又是電壓。南京某汽輪公司最主要的業(yè)務(wù)便是加工機(jī)械，它們的大型數(shù)控設(shè)備到處都是，在大型機(jī)床的運(yùn)用中變頻技術(shù)已成為工業(yè)自動(dòng)化的一種趨勢(shì)。但變頻系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果：造成電壓的嚴(yán)重波動(dòng)和偏移；大規(guī)模非線性負(fù)荷出現(xiàn)，致使高次諧波產(chǎn)生，從而使當(dāng)?shù)毓╇姴ㄐ萎a(chǎn)生形變。應(yīng)對(duì)這一狀況具體的解決措施便是：在大型機(jī)床上面安裝無(wú)功補(bǔ)償?shù)臑V波裝置，由互相串聯(lián)的電抗器和電容器構(gòu)成補(bǔ)償裝置，然后接在機(jī)床主回路上。對(duì)電抗器進(jìn)行合理選用能使高頻系統(tǒng)造成的高次諧波得以被消除，通過(guò)無(wú)涌流的電容投切器進(jìn)行就地補(bǔ)償，從而使功率因數(shù)得以提高。運(yùn)用低壓補(bǔ)償裝置能使成本降低，進(jìn)行就地補(bǔ)償能使補(bǔ)償可靠性得到提升，從而使線路耗損得到有效地改善。(1)目前國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償解決方案便是并聯(lián)混合式的有源濾波無(wú)功補(bǔ)償方案，此方案能將電力牽引符合不可控變化形成的電力濾波器的補(bǔ)償量過(guò)大問(wèn)題解決掉，此方案當(dāng)然也是某些大型的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中協(xié)調(diào)式的補(bǔ)償技術(shù)調(diào)整方案，此技術(shù)通過(guò)混合LC和APF，注入諧波進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。因?yàn)闋恳?fù)荷是非線性的負(fù)荷，因此這里將電容C1變成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男问剑绱吮隳艿玫窖a(bǔ)償裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。在圖1中：開(kāi)關(guān)在中央處理器控制之下按照負(fù)荷動(dòng)態(tài)的大小將電容器組C1投入，從而使負(fù)荷無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，并將往系統(tǒng)逆返傳送容性無(wú)功進(jìn)行有效控制；在中央處理器控制之下，有源濾波會(huì)向牽引供電系統(tǒng)里注入和負(fù)荷諧波相位相反、大小相等的反向諧波，從而達(dá)到將諧波濾除的目的；C2、L2所組成的基頻率的濾波器最主要是用在對(duì)基波提供電流通路，確保對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，并對(duì)諧波形成高阻，使有源濾波器在體積和容量上都得以降低，最終減少運(yùn)行的成本。(2)對(duì)晶閘調(diào)節(jié)電抗器和固定濾波器來(lái)說(shuō)，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)里反并聯(lián)晶閘管和系統(tǒng)里的電抗器是屬于串聯(lián)的形式，通過(guò)這種電路連結(jié)的形式使固定濾波器里剩余容性和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)里的電流彼此相互抵消，使電流在系統(tǒng)上面達(dá)到平衡，從而使系統(tǒng)功率所需參數(shù)得以滿足，最終達(dá)到使系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性得到提高和能源得以節(jié)約的目的。(3)在可控飽和的電抗器與固定濾波器中使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，最主要是通過(guò)對(duì)飽和電抗器飽和的程度進(jìn)行不斷的調(diào)整，來(lái)達(dá)到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)里回路感性電流進(jìn)行改變的目的，從而在最大程度上將感性電流控制住，使其在系統(tǒng)電路里的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和無(wú)功電流能集合，使工作環(huán)境改善，使設(shè)備的經(jīng)濟(jì)損失和必要損耗得以降低，最大程度將設(shè)備在工作里的噪音降低。(4)事實(shí)上，對(duì)任何無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)來(lái)說(shuō)，它不能在所有電氣自動(dòng)化中都完完全全適用。而在有源濾波里使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是利用諧波器里剩余應(yīng)用電流和諧波電流相反的特性，讓二者可以相互抵消，以此來(lái)達(dá)到控制整個(gè)電源電流的目的，它的特點(diǎn)是可控性強(qiáng)、靈活多變。(5)在電抗器和電容器以及固定濾波器調(diào)壓里使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，它是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)里變壓器進(jìn)行不斷的調(diào)節(jié)，使整個(gè)系統(tǒng)的電流得以被不斷的調(diào)節(jié)，最終達(dá)到減少系統(tǒng)能源耗費(fèi)的目的。

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

此種裝置是通過(guò)智能控制來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊环N裝置，它具有如下特點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)無(wú)涌流、頻繁的操作；動(dòng)態(tài)跟蹤速度快、時(shí)間短；具有多重保護(hù)功能：諧波分量超限保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、缺相保護(hù)；平時(shí)不耗電，只在投切瞬間耗電，從而使成本得到有效降低；使用編碼循環(huán)形式對(duì)電容器進(jìn)行投切，讓各電容器具備相同的使用率，從而延長(zhǎng)了壽命。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)把功率開(kāi)關(guān)所形成三相橋式的變流電經(jīng)由電抗器或直接并聯(lián)入電網(wǎng)，通過(guò)與之匹配的電壓逆變技術(shù)提供超前或滯后的無(wú)功功率，以此實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。它的運(yùn)行原理是通過(guò)把晶閘管形成的交流電壓串聯(lián)在相電壓上，以此對(duì)其相角和幅值加以改變，從而使無(wú)功與有功功率的調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)和上一項(xiàng)有所不同，這是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)諧波技術(shù)，能使不斷變化諧波的無(wú)功補(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)依然面臨著電流存在高次諧波以及單臺(tái)容量低和成本高的問(wèn)題。但伴隨技術(shù)的不斷發(fā)展以及電力半導(dǎo)體的不斷發(fā)展，此項(xiàng)技術(shù)必會(huì)有更好的應(yīng)用前景。

總而言之，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)等不斷的發(fā)展，各類電氣在自動(dòng)化技術(shù)方面也在不停的創(chuàng)新，電氣自動(dòng)化的發(fā)展也對(duì)生活品質(zhì)和生產(chǎn)效率的提高起到了促進(jìn)的作用。特別是在對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)加以運(yùn)用之后，在應(yīng)用效果上電氣自動(dòng)化技術(shù)得到了非常有效的提升，不但使電能消耗量得以大幅減小，并且還使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行安全上得到了保證，從而提升了電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和供電質(zhì)量。伴隨無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)研究人員在應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)上的不停積累，相信無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效果也會(huì)變得越來(lái)越好，從而為人們的生活和生產(chǎn)提供更有效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

本文作者：吳時(shí)孔工作單位：湛江三隆設(shè)備安裝有限公司