無功補償技術在電氣自動化中的運用

來麗媛

摘要：無功補償技術在電力系統(tǒng)中的主要作用是可以減少電網(wǎng)運行損耗，提高電網(wǎng)運行效率，并能在一定程度上提高電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，改善供電環(huán)境。本文闡述了在電氣自動化系統(tǒng)中應用無功補償技術的作用和意義，并對無功補償技術在電氣自動化中的應用進行了分析和探討。

關鍵詞：無功補償 電氣自動化 系統(tǒng) 優(yōu)化

引言：隨著現(xiàn)代控制技術和電力電子技術的快速發(fā)展，無功補償技術作為一項新型的電網(wǎng)輔助技術得到快速的發(fā)展。無功補償裝置在電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)中的應用可以有效的降低電網(wǎng)的運行損耗，提高供電效率，提供供電質量，同時能夠提升電網(wǎng)的安全性和可靠性，因此，無功補償技術近年來在電氣自動化系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，為我國電力系統(tǒng)建設的良性發(fā)展提供了有效的技術支撐。

一、無功補償技術在電氣自動化中的應用價值分析

我國的電力系統(tǒng)中主要包括高壓電網(wǎng)、中壓電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)，其中高壓電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性有待加強，且在電力系統(tǒng)中仍然存在著單相電力牽引的負荷變化復雜的問題，這些問題提高無功功率的同時還為電力系統(tǒng)注入了負序和諧波，因此，采用無功補償技術的重要目的是提高高壓網(wǎng)和低壓網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性，降低電網(wǎng)損耗，提高供電質量及提高供電效率。無功補償主要通過以下兩種技術方案來提高電力系統(tǒng)的供電效率：一種方案是對電網(wǎng)中的并聯(lián)電容器進行無功補償，另一種是電網(wǎng)負荷側的無功損耗進行補償。無功補償技術通過減少電網(wǎng)運行損耗，提高供電設備的負荷容量，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的有效電壓控制，并能有效提高電力資源的利用率?？傊?，無功補償技術在電氣自動化中的應用和推廣，有助于提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率，提升電網(wǎng)電能質量，并節(jié)約用電成本，同時提高了供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

二、電氣自動化系統(tǒng)中無功補償技術應用現(xiàn)狀分析

（一）無功補償技術具體應用現(xiàn)狀

在電氣自動化系統(tǒng)中，無功補償技術的具體應用主要有以下三個方式。第一，利用電抗器與電容器組合，構建簡單的諧濾波裝置，對電力系統(tǒng)進行無功補償，在施工現(xiàn)場應用過程中，技術工作人員需結合電抗器電容器的功率特點，保證其在工作過程中，可靠的提高功率因數(shù)，降低負序。第二，應用真空斷路器實現(xiàn)無功補償，但進行合閘時易導致電容器出現(xiàn)高峰電壓，對整個電力系統(tǒng)有一定的影響。第三，應用電容器、電抗器及濾波器進行組合無功補償，利用降壓變壓器低壓側的母線電壓進而實現(xiàn)對電抗器及濾波器的電壓調節(jié)，但其經(jīng)濟成本較高。我國電力電子技術與控制技術在不斷的創(chuàng)新和進步，電氣自動化在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用也越來越廣泛，無功補償技術作為一種新型的電網(wǎng)輔助技術應用范圍也在不斷的擴大，技術水平也在大量的工程實踐中得到了明顯提升。

（二）當前無功補償技術存在的主要問題

首先，無功補償技術還并未完善，從技術角度來講，作為一種現(xiàn)代電控技術，無功補償裝置在設計研發(fā)方面還有很多需要優(yōu)化和完善的環(huán)節(jié)。比如針對真空斷路器設備，在斷路器合閘時，由于無功補償裝置的原因，容易形成高壓，對電網(wǎng)形成一定沖擊，這種技術上的不完善性限制了無功補償裝置的補償功能，在一定程度上也制約了無功補償技術在自動化系統(tǒng)中的應用。

其次，會出現(xiàn)線路損耗的問題，由于實際補償裝置技術的限制，電氣自動化是實際應用過程中，電流在不同的高壓設備、輸電線路及中低壓變電站中傳輸，無功電流的距離較長，會影響無功電流的傳輸效率。主要的補償電流傳輸方式是變電站整組的切換連接。這種補償方式會在一定程度上影響負載的平衡轉換，導致補償裝置的運行效率下降，電網(wǎng)損耗升高。

第三，電力系統(tǒng)中諧波對電容器有著很大的影響，技術人員在設計無功補償裝置的同時考慮其在電氣自動化系統(tǒng)運行中帶有一定的抗諧波能力，但如果電力電路中諧波含量過高，會對電容器的使用壽命有一定的損耗，導致電容器的使用壽命衰減，進而影響無功補償裝置的運行效率，以及增加運行經(jīng)濟成本。

三、電氣自動化中無功補償技術的優(yōu)化改進措施

（一）正確把握無功補償技術在電氣自動化系統(tǒng)中的應用方法

阻抗問題和電源功率損耗問題是電氣自動化系統(tǒng)中兩個困擾著輸變電部門的重要問題。這兩個問題都能導致電網(wǎng)中增加無功現(xiàn)象。因此應該采用無功補償技術，通過對電網(wǎng)中電容器進行投入和切除控制，在很大程度上能解決了上述兩個問題給電網(wǎng)系統(tǒng)造成的影響，降低了整個電網(wǎng)輸送過程中的功率損耗，保證了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，并提高了電網(wǎng)的運行效率，使電網(wǎng)的供電質量得到有效提高。

（二）采用更先進的電氣自動化技術

現(xiàn)階段，最為先進的電氣自動化系統(tǒng)能夠有效解決無功補償濾波器補償量過大的問題，主要是采用Lc和APE相結合的無功補償技術，以較低的成本投入獲得更高的補償效果和經(jīng)濟效益，這種性價比較高的電氣自動化無功補償技術特別適合在低壓電網(wǎng)中運用。

（三）優(yōu)化無功補償技術方案

電氣自動化系統(tǒng)中的無功補償裝置設計應從整個電力運行的宏觀角度出發(fā)，結合電力輸送設備和輸電電壓的實際情況，在最小補償原則的基礎上，制定科學合理的無功補償方案，以提高電力自動化系統(tǒng)的補償效果。同時降低電網(wǎng)的損耗輸電效率。針對我國電力輸送設備線路和儀器儀表的現(xiàn)狀，有必要將采用更為先進的無功補償技術方案和新型儀器儀表引入無功補償系統(tǒng)裝置中，以優(yōu)化無功補償?shù)膶嶋H運行效果。

結語：綜上所述，電氣自動化系統(tǒng)中應用無功補償技術可以有效提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效率，降低系統(tǒng)損耗，減少輸配電過程中由于電網(wǎng)電能質量波動，對用電負載設備起到了有效的保護作用。因此，電力生產(chǎn)管理部門要充分重視電氣自動化中無功補償技術的價值和作用，利用先進高效的無功補償裝置，不斷創(chuàng)新電氣自動化技術，制定科學合理的無功補償技術方案，著力提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性和運行效率，為我國電力的穩(wěn)定供應提供有力的保障。