無功補償技術在電氣自動化中的應用探討

崔保功

（荊州理工職業(yè)學院，湖北荊州 434000）

無功補償技術在電氣自動化中的應用探討

崔保功

（荊州理工職業(yè)學院，湖北荊州 434000）

電力產業(yè)是基礎能源產業(yè)，在社會經濟結構中占有越來越重要的位置，無功補償技術是電氣自動化系統(tǒng)中的重要技術，對于抵御外界干擾，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性具有重要意義，本文對無功補償技術進行概述，探討了基于無功補償技術的電氣自動化，并分析了無功補償技術應用中存在的問題及解決方法。

無功補償技術 電氣自動化 應用

隨著科學技術的發(fā)展，電氣工程的自動化水平不斷提高，各類技術的發(fā)展為電氣工程自動化提供支持，促進了電力企業(yè)的進一步發(fā)展，其中，無功補償技術在電氣自動化中的應用較為廣泛，該技術對于提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。

1 無功補償技術概述

1.1 無功補償技術的原理

無功補償技術的理論依據是無功功率，無功功率是一個抽象概念，一般在電路電場中發(fā)揮交換作用，將電能轉換為其他形式的能量。例如，如果一個電器設備中存在電磁線圈，就會在周圍形成磁場，該磁場會消耗掉一部分無功功率。在一個并聯電路中，一條線路安裝容性功率負荷，另一條線路安裝感性功率負荷，這兩種負荷就會實現能量交換，其中一條線路運轉所需要的功率就可以通過另一條線路來補償，這就是無功補償技術的原理。將無功補償技術應用于電氣自動化中，能夠提升電力系統(tǒng)的電網功率因數，同時降低輸電過程的功率損耗，有效改善供電環(huán)境。隨著電氣自動化的進一步發(fā)展，無功補償裝置已經在整個電力系統(tǒng)中占據越來越重要的位置，人們有效運用該項技術來控制非線性因素對電氣自動化的影響，提高電能利用率，保障用電質量［1］。

1.2 無功補償技術的應用特點

首先，該技術獲得電能的方式很多，傳統(tǒng)的有功發(fā)電中主要通過發(fā)電機來獲取電能，而無功補償裝置除了可以從發(fā)電機獲取電能以外，還可以從調相機或者靜止無功補償器中獲取電能；其次，無功補償技術在運用的過程中對供電地域有一定要求，如果要實現該部分電能的遠距離輸送，發(fā)電系統(tǒng)與用電系統(tǒng)之間就必須有較大電壓差，但是如果滿足這種條件，電能在輸送過程中又會產生很大損耗，導致供電效率低，不符合輸電用電過程中低損耗、高效率的原則，因此，要盡量避免遠距離輸送，從這個層面分析，我們不得說無功補償技術應用于電氣自動化系統(tǒng)中存在一定的地域局限性；最后，該技術對系統(tǒng)中電壓的控制具有一定的分散性。每個電力系統(tǒng)對頻率的控制原則都是有功平衡，而對電壓的控制則正好相反，要以無功平衡為主，我國全網統(tǒng)一使用單頻率，所以只要對整個系統(tǒng)進行有功平衡控制就會達到頻率的要求，但是系統(tǒng)中每個節(jié)點的電壓是不同的，因此要保證無功平衡就必須對系統(tǒng)中所有節(jié)點進行分別控制，才能達到電壓的無功平衡要求。

2 基于無功補償技術的電氣自動化探討

2.1 應用于固定濾波器及有源濾波器中

固定濾波器在運行過程中就很好的應用了該項技術，濾波器在運用該項技術后會產生電流，而電網系統(tǒng)運行時則會產生諧波電流，二者之間正好相互抵消，保證了系統(tǒng)的電力平衡，不僅節(jié)約了電力資源，還有效提升了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該技術應用于有源濾波器中也是類似的道理，有源濾波器運行時產生的電流會與無功補償裝置產生的電流結合，然后相互抵消，通過這種方式來減少能源損耗，減少諧波電流對環(huán)境的污染，同時降低運行成本［2］。

2.2 應用于飽和電抗器中

無功補償裝置能夠自動調節(jié)飽和電抗器，在通過調整其飽和程度來控制感性電流，使得系統(tǒng)在運行過程中產生的多余電流與無功補償裝置產生的電流相互融合，實現了對電網設備的維護，使變壓器一類設備損耗程度降低，同時減小設備運行過程中產生的噪音，一方面減小了不必要的損失、降低成本，另一方面有效改善了系統(tǒng)的運行環(huán)境。

2.3 對電力用戶的無功補償

對電力用戶進行無功補償有以下兩種方式：一種是經過無功補償后，系統(tǒng)的運行達到預期功率因數標準，從而獲取電費獎勵，功率因數達到一定水平后，電力企業(yè)就要設計補償方案，實現對用戶的無功補償；另一種方式是將該項技術應用到用戶的配電網中，直接降低用戶用電系統(tǒng)的無功消耗，提升能源利用率。具體可以分為以下三種形式：第一種是分批補償，將電容器進行分組，按照規(guī)劃在配電母線上安裝這些電容器，通過多組集群進行分批補償，進而實現整個系統(tǒng)的無功補償；第二種是少數補償，這種補償形式是將分批補償作為基礎，電容器與用電器之間是并聯關系，因此用電器耗能越高，系統(tǒng)就能夠得到越多的無功補償；第三種是集中補償，電容器不分散安裝，而是以群組的形式集中安裝在母線上，或者是直接安裝在變電站里，實現集中補償。每種補償形式都有自身的優(yōu)勢，分批補償能夠將所有設備的無功功率進行均衡，且均衡過程中不需要使用其他線路中的功率，降低了上級電路的無功消耗，少數補償能夠擴大電動機的使用范圍，對各種類型的電動機進行實時補償，而集中補償能夠自動調節(jié)補償容量，將補償度控制在合適的范圍內［3］。

3 無功補償技術應用中存在的問題及解決方法

諧波電流與電路損耗是無功補償技術在應用過程中比較容易出現的問題，電容器雖然具有抑制諧波的功能，但是如果諧波電流的強度過大，就會對電容器造成損傷，也會對整個電網系統(tǒng)的正常運行造成干擾。而電路損耗問題是電氣自動化發(fā)展過程中一直面臨的問題，一方面浪費資源、污染環(huán)境，另一方面會嚴重影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。針對這些問題，在選擇無功補償裝置時要考慮綜合因素，盡量限制諧波電流對整個系統(tǒng)的干擾，保證該裝置能夠有效發(fā)揮作用。在選擇電線等硬件設備時要充分考慮環(huán)境因素，盡量使用那些適應性較強的硬件裝置，同時要提升輸送電壓和電流過程的穩(wěn)定性，減少輸電過程的電能損耗。

4 結語

本文大致介紹了無功補償技術的應用原理及特點，分析了該項技術在自動化系統(tǒng)中的多方面應用，通過這些應用我們可以看出，無功補償技術能夠幫助電網系統(tǒng)抵御外界因素的干擾，降低系統(tǒng)的運行成本，提高電力系統(tǒng)的自動化水平，有利于電力企業(yè)的健康發(fā)展。

［1］周揚.無功補償技術在電氣自動化中的應用探討［J］.機電信息，2014，33：99+101.

［2］郭奉凱.電氣自動化過程中無功補償技術的相關分析［J］.山東工業(yè)技術，2015，02：219.

［3］王李楊.淺析無功補償技術在電氣自動化中的應用［J］.價值工程，2011，06：79.