對電氣自動化無功補償技術的研究

【摘要】隨著社會主義市場經濟的發展與改革開放的不斷推進，電氣自動化技術的應用范圍越來越廣，在促進我國社會經濟的發展與提升人們的生活水平等方面發揮著至關重要的作用。但在現實生活中，電氣自動化中逐漸增強的非線性因素與單向電力的牽引負荷在很大程度上增加了電力系統的無功功率與負序。因此，對電氣自動化與無功補償技術進行研究，將有助于提升電氣自動化控制的穩定性。

【關鍵詞】電氣自動化；無功補償；應用研究

一、關于電氣自動化的研究

電氣自動化，是指涉及電氣技術、電氣設備、電力自動化技術、自動化設備的原理與分析方法的技術。它所涉及的科目包括：電力基礎、工程數學、C 語言程序設計、數字電子技術、計算機文化基礎、電力電子技術、高等數學以及自動檢測技術等。

二、針對無功補償技術的研究

（一）無功補償的含義

所謂無功補償，就是指在電子供電系統中起到提升電網的功率因數的作用，它可以在一定程度上降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提升供電效率及改善供電環境。在大的供電系統中，無功補償可以用于調整電網電壓及提升電網的穩定性，在小的電力系統中，無功補償主要被用于調整三相不平衡電流。

（二）無功補償的工作原理

無功補償的工作原理：電力系統的供電功率可以分為有功功率和無功功率兩種，其中無功功率不能進行遠距離的傳輸，為此對于一些下屬用電和配電變壓器的無功功率可以進行就地補償。無功補償是通過在供電系統中安裝無功補償裝置的方式進行的，無功補償設備可以與電路中的用電設備以及配電變壓器等相互抵消無功功率，提高功率因數，以達到從整體上減少無功功率的目的。它主要是把感性功率負荷與容性功率負荷裝置兩者連接在同一電路，使能量在兩種不同的負荷中間進行相互交換，進而使得容性負荷輸出的無功功率補償感性負荷需要的無功功率。

（三）無功補償技術的實現路徑

無功補償技術的實現路徑主要包括以下四項內容：一是電容器、固定濾波器以及電抗器調壓技術的有效結合；二是晶閘管調節的電抗器與固定濾波器的有效結合；三是電抗器與固定電容器相結合形成單調諧濾波器；四是可飽和的電抗器與固定的濾波器相結合。

三、針對無功補償技術在電氣自動化中的應用存在問題的研究

（一）問題之一—無功補償技術在電氣自動化中應用存在的問題

無功補償技術在電氣自動化中應用存在問題的主要表現是：第一點是在發電企業中有很多無功潮流不斷地涌向高壓的變電站，通過輸電線路不斷地輸送到低壓變電站和中壓變電站，在這個過程中很容易出現遠距離運輸無功潮流問題；第二點是很多電力企業在電氣自動化技術與設備運行的過程中，沒有合理地配置無功補償的合理容量，有些變電站的無功補償電容是整個機組的投切，完全沒有辦法按照負荷的實際變化需求完成就地平衡的目標，很容易出現低負荷時無功倒送，高負荷時無功補償的功率低的狀況。

（二）問題之二——無功補償方式存在著一些問題

無功補償方式存在的問題包括以下四項內容：第一是諧波問題：飽和或者靜止電容器都具有一定的抗諧波能力，但當諧波含量過大時，會對電容器的壽命產生不利影響，嚴重時甚至會造成電容器的過早損壞。同時由于電容器對諧波有很大程度上的放大作用，因而也使得電力系統的諧波干擾更為嚴重。

第二是補償方式問題：是當前很多電力部門或者用戶對于無功補償的出發點，只注重補償功率的因素，沒有從根本上立足于降低電氣自動化系統的損耗問題。

第三是無功倒送問題：無功倒送在電力系統中是不允許的，尤其是在電力系統負荷低谷的時侯，無功倒送會在很大程度上導致電力系統電壓的偏高，產生大量的無功功率。

第四是電氣自動化系統電壓調節方式的補償設備所潛在的問題：有一些無功補償設備是跟據電力系統的電壓來確定無功投切量的，這雖然在一定程度上有助于保證用戶的電能質量，但對電力系統的安全運行而言卻是非常不可取的。因為線路的電壓水平是由電力系統的運行情況決定的，當線路電壓的基準偏低或者偏高的時侯，電力系統實際的需求可能會和無功的投切量相差很大，從而出現無功過補或欠補的現象。

（三）問題之三——缺乏專業的技術人才

很多電力企業在電氣自動化技術的發展過程中，缺乏專業的技術人才。其主要表現是：電氣自動化技術要求工作人員要具備專業的電氣自動化技術與計算機操作知識，比如說，電氣技術、電氣設備、電力自動化技術、自動化設備的原理與分析方法的技術。但在現實的生產過程中，很多電力企業缺乏專業的電氣自動化與無功補償技術人才。究其原因，主要是很多電力企業在招聘人才的時候，沒有統一的招聘標準，而且為了降低企業的生產成本，在招聘流程中簡化了實踐操作的步驟。

四、針對問題提出的解決措施

（一）措施之一—要采取措施加強客戶的側管理

要加強客戶的側管理，就要做到以下兩點：一是要利用各種宣傳媒介加強對客戶側無功補償方面的節能降耗與管理的宣傳，在最大程度上讓客戶意識到無功補償技術的重要性；二是要在實際的生產與運用過程中，加強無功補償技術的應用，使得客戶明確強化無功補償的應用，可以降低有功功率的損失，從而減少電費的花銷。

（二）措施之二——無功補償裝置在設計與使用的過程中需要注意的問題

無功補償裝置在電氣自動化的設計與使用過程中需要注意的問題包括：一是要選擇適合電力系統運行的電力電容器，并且要正確無誤地使用額定電壓的電力電容器；二是在設計電力補償電容器的過程中，要減少電力系統的諧波對電力補償電容器所產生的不利影響，從而提升無功補償裝置的安全運行能力；三是要選擇合適的補償控制器以提升無功補償裝置的運行質量與水平。

（三）措施之三——采取措施提升電力企業中工作人員的專業素質

要提升電力企業中工作人員的專業素質，就要做到以下兩點：一是在平時的工作過程中，定期或者不定期對工作人員進行無功補償技術與電氣自動化技術相關專業知識的培訓工作，并增加相應的實踐機會，使得工作人員可以將學到的知識有效地應用到實踐中去，努力提升他們的專業技術水平與能力；二是要聘請專業人員在企業內部召開電氣自動化技術與無功補償技術相關知識的講座與演講等活動，鼓勵全體員工積極參與，實現在潛移默化中提升他們的專業技術能力與處理突發事件能力的目標。

五、結語

隨著電氣自動化技術的發展與應用，其在供電系統、高速電氣化的鐵路牽引系統的發展過程中所發揮的作用也變得越來越大。但隨之而來的無功功率增加、負序與諧波含量增大等問題，在很大程度上影響著電氣自動化技術的發展。因此，加快對電氣自動化與無功補償技術的研究，是當前擺在人們面前的一項重大而又緊迫的任務。

參考文獻

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