電氣自動化中的無功補償技術研究

中海油石化工程有限公司 田 飛

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，科技的發(fā)展也是十分的迅速的，目前在許多生產(chǎn)中都運用了高科技技術支持，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)逐漸地被取代了。如今電氣自動化技術在迅速的發(fā)展中，電氣自動化技術的應用十分的廣泛，帶給人們在工作上和生活上很多的便利，與此同時，在電氣自動化系統(tǒng)中也存在著一些問題，電氣自動化系統(tǒng)會隨著單相電力負荷的變化產(chǎn)生影響，會出現(xiàn)浪費電嚴重的現(xiàn)象。

面對這一問題技術工作人員迫切地需要進行解決，而無功補償技術是一種綜合的補償方法，通過無功、負序和諧波的方式讓電氣自動化系統(tǒng)能夠更加高效率的運行，電氣自動化無功補償技術的應時而生，在根本上解決了在生活中人們電能浪費的問題，從而對電氣自動化的優(yōu)化作出了貢獻，也為我國資源節(jié)約型社會的建立起到了積極的作用。

1 電氣自動化無功補償技術

無功補償技術是運用物理的原理，用不同的裝置把容性功率和感性功率的負荷同時連接在一條電路上面，然后產(chǎn)生的能量能夠進行轉換或者是替換。將容性負荷轉換為感性負荷，這樣產(chǎn)生的無功功率進行輸出的補償[1]。這種技術是將電力變壓器中的無功功率進行向外的電容器轉化，這樣的轉化可以使自動化系統(tǒng)中的電壓在一定范圍內得到有效的維持，從而使工作能夠正常的進行。無功補償技術能夠使電氣系統(tǒng)更加安全，更加順暢的進行工作，對于工作效率也大大的提高了。無功補償技術會從本質上提高電氣系統(tǒng)中的電壓水平，實現(xiàn)節(jié)約電能的效果。

2 無功補償技術的意義

隨著我國科技快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的主要技術是電氣自動化，而電氣自動化無功補償技術能夠保證電力系統(tǒng)正常的運行，這個技術目前應用十分的廣泛。因此，對于無功功率補償技術在電氣自動化的應用是可以提高系統(tǒng)的整體性和抗干擾性的，無功補償技術的作用如下：

彌補電壓不穩(wěn)定的缺點。電網(wǎng)的模式分為三種，分別是低壓電網(wǎng)、中壓電網(wǎng)和高壓電網(wǎng)，電力系統(tǒng)工作中低壓電網(wǎng)和高壓電網(wǎng)的電壓流動穩(wěn)定性不足。而無功補償技術的應用，完美的彌補了這個缺點，不僅提高工作效率，還能夠對電力系統(tǒng)進行優(yōu)化。

保護電氣自動化的電容器。無功補償技術提高了電網(wǎng)的工作電壓，還改變了內部系統(tǒng)的無功功率的流向，這樣能夠對電容器進行保護，在很大程度上降低了電容器的熱度，降低安全事故的發(fā)生幾率。

節(jié)約電能。在工作原理上，無功補償技術提高電網(wǎng)和負載的功率，通過理論計算驗證，無功補償技術在一定程度上降低用電設備需要的容量，從而節(jié)約電能。

設備的供電能力要提升。運用無功補償技術，不僅提升了有功功率，而且還在很大程度上降低了無功功率，有功功率數(shù)值不變時無功功率會減少，供電設備的配電數(shù)量和規(guī)模也會降低，在供電能力的設備上進行有效的提升；提高有功功率的效率，在一定程度上對變量進行控制，對發(fā)電、供電設備要有要求，如果這個設備的容量能夠保持一直是恒定的狀態(tài)，那么，無功補償技術的應用能夠有效提高功率因數(shù)，并且能夠在一定的程度上進行無功功率的消耗和損壞，從而提升有功功率的最大潛能；無功補償技術能夠充分地對額定出力的效果進行提升應用。

電能的質量有所提高。電壓的質量與電壓損壞的數(shù)量有關，如果電壓在使用的過程損壞的數(shù)量很多，那么電壓的質量自然會降低；相反，損失少、電壓質量就越好。電壓的質量又會影響電器設備的運行的穩(wěn)定性，在電力設備中，要進行合理的地配置無功補償?shù)脑O備需求，再對這項技術加以利用，這樣才能對電能的使用質量有效的進行提高[2]。電力系統(tǒng)運行是復雜的，無功補償?shù)脑O備是能夠改善供電環(huán)境的，這樣才能提高電能的質量。

電費支出減少。功率的因數(shù)如果低于規(guī)定值，用戶會受到處罰，通過無功補償技術，用戶可以有效提高功率因數(shù)，這樣才能夠避免處罰，因此能夠使電費的支出數(shù)額減少。因為無功補償設備的應用，無功補償在一定程度上是能夠減少有功功率的損壞和消耗的，這樣一來，對于電器設備資金的節(jié)約，在某種程度上來說是對有功功率的利用程度是有所提升的，這樣也能夠減少電費。

電能的損耗量降低。運用無功補償技術，電能的損耗量能夠降到最低，在供電線路中有很多的感性設備，這些設備在運行時會消耗很多的無功功率，而應用無功補償技術是能夠減少設備的無功功率的流動問題，這樣在很大程度上對電能的損耗量有所降低。

3 電氣自動化無功補償技術存在的問題和原因分析

電容器損壞頻繁。電容器是無功補償技術的主要的設備之一，在無功補償技術使用的過程中，電容器頻繁損壞，這就造成了無功補償設備的使用年限會有所降低，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行維護就會非常困難。

電容器的外熔器熔斷。電容器的外熔器時常會發(fā)生熔斷，這樣就會導致無功補償設備的壽命和效果會大大地降低，這樣的使用率降低也對能源消耗。電能的質量和穩(wěn)定電壓帶來了不小的影響[3]。

電容器組的使用率不高。電容器組的投入使用不高，這就導致了無功補償技術的發(fā)揮效率是比較低的。

分析問題的原因。在電氣的運行中，諧波背景對電壓存在著一定的影響因素，在選擇電壓的級別的時候往往會忽略這一影響，這樣就對電壓的選擇有影響，會使選擇的級別不高，最后導致在使用電壓時發(fā)生電容器的損壞現(xiàn)象頻發(fā)；造成電容器外熔斷器的原因是，合閘涌流會對外熔斷器有影響，在選擇熔斷器的時候，熔斷器的額定電流是非常小的，這也使得外熔斷器的熔斷頻繁發(fā)生；電容器使用率低的原因就非常多了，但是有一個非常重要的原因是，在電容量的分配和選擇上是沒有按照合理的配置進行的，這樣就直接導致了電容器分配不合理。

問題改進對策。要引進先進的自動化技術，先進的技術對濾波器數(shù)量大、無功電流要加以控制，并對電力網(wǎng)中的負荷量進行控制，先進的技術可以用最小的投入獲得非常大的經(jīng)濟的效益，在電力網(wǎng)的運行中，是性價比比較高的技術，最適合的在低壓電網(wǎng)中使用。

4 電氣自動化無功補償技術的運用

隨著我國電氣自動化技術的逐漸發(fā)展，電氣自動化無功補償技術也被廣泛的應用在生產(chǎn)工作中，這種技術能夠保證電力系統(tǒng)的安全運行，還可以和不同的電氣設備組合使用。

真空斷路器投切電容器。補償方式的特點是：操作簡單，投入少。這種補償方式是不需要再安裝放電設備，其自身的結構是電容器在利用電壓互感器阻礙工作電阻進行放電，這樣做的目的是電阻器的熔斷器是起到保護短路的作用的。眾所周知，高壓電力系統(tǒng)運轉停止時，在關閉電閘的時候，高電壓能夠對設備有所損壞，這樣的情況下就有一定的安全隱患。基于這個問題，在關閉電閘的時候，在一定程度上對電容器產(chǎn)生的高沖擊電波進行降低處理，這樣就能夠在電抗器上面有效的降低高壓電的發(fā)生[4]。

固定晶閘管和濾波器調節(jié)電抗器。無功補償?shù)脑肀砻?，固定濾波器的同時，采用相反的并聯(lián)方式將晶閘管和電抗器串聯(lián)起來，這種方式是可以非常有效果的進行補償。晶閘管是為了調節(jié)電抗器，感性電流調節(jié)好了、在與濾波器并聯(lián)起來，這樣可以和多余的電流抵消，從而達到電流的平衡關系。還有一個非常好的優(yōu)點，就是濾波器的使用年限是比較長的，而晶閘管被需求的數(shù)量少，調節(jié)的性能又比較好。固定濾波器，對電抗器的飽和度進行調節(jié)，但是這種補償方式不建議使用，原因是在使用的過程中會有分貝超級高的噪音，這樣長時間的噪音會對電力設備有所損傷。

濾波器和電抗器連接。把濾波器和電抗器的電壓連接起來，這樣能夠對降壓變壓器中的低壓側母線的電壓進行調節(jié)，從而起到補償?shù)淖饔?，在實際的生產(chǎn)工作中，濾波器的安裝可以進行濾波，這樣可以在一定程度上保護設備。

有源濾波器。利用電子裝置的電流，電流和在負荷中的諧波電流進行抵消，這樣的方式是可以起到平衡的作用，這種補償方式的調節(jié)性能非常好，和電力系統(tǒng)能夠和平相處，不能發(fā)生諧振[5]。

5 電氣自動化無功補償技術的注意事項

負荷量的核準。在負荷量較低的線路使用過度補償技術，會有過度補償?shù)默F(xiàn)象出現(xiàn)，在這種情況下對降低無功功率是沒有效果的，而且還會使無功功率的消耗有所增加，得不償失。

功率因數(shù)的有效提升。在使用電氣自動化無功補償技術的時候會出現(xiàn)一個問題，就是功率因數(shù)增加，而補償效率就會變弱，這樣一來固定容量的損耗程度的減少也有所變化，因此要將功率因數(shù)提升上去。無功補償技術時，功率因數(shù)一般是在0.95，如果高于這個數(shù)值無功補償?shù)男Ч麜p少[6]。

增加技術工作人員的業(yè)務培訓。電氣自動化的工作人員要進行培訓，并且要定期的進行，工作人員要與時俱進地學習，不斷地對自身的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)進行提升，對于無功補償技術進行宣傳，這樣能夠使工作人員的工作熱情有所提升，工作人員主動的進行學習技術。

無功補償技術的宣傳。目前，電氣自動化技術的發(fā)展在快速的進行著，市面上出現(xiàn)了很多無功補償技術，這種新技術增加宣傳力度，客戶會對無功補償技術有一個很好的了解，知道這項技術可以很好的節(jié)省用電量，這樣才能更好的配合將這項技術在內部配電網(wǎng)中有一個很好的應用效果。

客戶的無功補償。用電客戶的無功補償有兩個方面：第一，無功補償技術能使電力功率的因數(shù)達到國家的規(guī)定，可以幫助客戶得到電費補償。在政策的引導下，客戶的節(jié)約用電的意識會增加，在最大限度上可以使電流損耗的程度降低，這樣能夠有效的緩解用電緊張；第二，在客戶的配電網(wǎng)內部應用補償技術，這樣能夠使無功消耗降低，電能的損耗會大大的降低，這樣就會使客戶的用電成本減少[7]。

制定方案。要制定一份詳細的無功補償?shù)姆桨?，這樣可以確保正確的使用這項技術，電氣自動化的系統(tǒng)使用能夠有效合理的進行規(guī)劃，從宏觀角度出發(fā)，并考慮到電氣運輸設備和傳輸電壓的實際情況來制定合理的無功補償方案,以低損耗和高傳輸?shù)脑瓌t制定方案。針對我國的電力運輸和儀器設備條件，應引進國際上先進的設備和技術，并科學有效的運用。如果將配電變壓器放置到最合適的位置上，同時采用無功補償技術，這樣能夠在很大程度上對補償?shù)男ЧM行提升[8]。

6 結語

電氣自動化的無功補償技術的應用，是可以使電氣系統(tǒng)能夠更加安全、更加快捷的高效率地工作的，同時還能夠節(jié)約成本，為我國建設節(jié)約型社會起到積極的作用。因此，在電氣自動化中應用無功補償技術是非常占有技術優(yōu)勢的，但是無功補償技術也帶來了相應的問題，在使用的過程中對待問題要及時地進行處理，這樣才能夠對電氣自動化系統(tǒng)帶來更好的輔助作用。