無功補償技術在電氣自動化中的應用

鐵道第三勘察設計院集團有限公司　吳大鵬

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無功補償技術在電氣自動化中的應用

鐵道第三勘察設計院集團有限公司吳大鵬

【摘要】目前單相電力負荷變化對電氣自動化系統設備產生了越來越大的影響，而且具有越來越強的非線性因素，導致諧波治理和無功補償等工作面臨著越來越大的困難。應用有效的無功補償技術使上述的難題具有了更好的解決方法，因此目前在電氣自動化中各種無功補償技術得到了廣泛的應用。

【關鍵詞】無功補償技術；電氣自動化；應用

在電氣自動化中無功補償技術屬于一項非常關鍵的技術，可以使負序、諧波、無功功率等各種問題得到有效的解決，而且還可以降低生產和傳輸電力資源的過程中出現的各種損耗，具有十分顯著的節能作用。為此，本文對無功補償技術的應用原理、實現方式和重要作用進行了分析，并且重點探討了在電氣自動化中無功補償技術的具體應用，希望能夠對我國電氣系統的不斷發展具有一定的借鑒意義。

1　無功補償技術的基本原理

實際運行的電氣自動化輸出的功率主要包括兩種，一種是有功功率，另一種是無功功率。其中的有功功率主要是指通過電能的直接消耗將電能轉變成為其他形式的熱能、機械能等；而無功功率并不會對電能產生消耗，其只是轉化電能，使其變成另外一種形式的能，而且在電網中這種能會與電能之間出現周期性的轉換。通過無功補償技術可以降低在電網中無功功力的流動，因此其可以進一步的減小變壓器和線路由于對無功功率的輸送而產生的各種電能損耗[1]。

2　無功補償技術的實現方式

在同一電路中并聯感性功率負荷和具有容性功率負荷的裝置，就可以在兩種負荷之間實現能量的轉換，容性負荷輸出的無功功率可以對感性負荷所需要的無功功率進行補償，這樣就可以實現無功補償。將無功補償設備安裝在電力系統中除了可以提升功率因素、降低功率消耗之外，而且還可以極大地加強電氣設備的輸出功率。一般來說無功補償主要包括以下幾個方面的補償方式：首先是集中補償，也就是將并聯電容器組安裝在高低壓輸電線路中；其次是分組補償，也就是將并聯補償電容器安裝在用戶車間配電屏和配電變壓器低壓側；最后是單臺電動機就地補償，其主要是將并聯電容器安裝在單臺電動機處。

3　在電氣自動化中應用無功補償技術的重要作用

首先，無功補償技術可以有效地降低電能損耗：無功補償技術在電氣自動化中的應用除了可以有效防止電力設備中不斷增加的無功功率導致的電能浪費情況，而且還可以降低用戶用電損耗，并且保證了電氣系統的安全穩定運行。

其次，無功補償技術可以對電力系統的無功功率進行補償，使電網運行的功率比例得以增加。在不同的運行狀態下各種電氣自動化設備都具有一定的無功功率，比如如果實際電壓與用電設備的額定電壓相接近，這時候用電設備就會產生與實際電壓值相一致的無功功率。通過對無功補償裝置的應用，除了可以對無功功率進行有效補償，而且還可以確保電力系統實現安全穩定運行[2]。

最后，無功補償技術可以減少用電設備的設計容量，并且有效的降低線損。如果從電力設備的選型角度進行分析，采用無功補償技術可以在保持原有功能的基礎上最大限度的控制成本。比如cosΦ=0.8的功率因素如果加大到cosΦ=0.95，這時候1Kvar 的電容器就等于增加了0.52KW 的容量。除此之外，應用無功補償技術還可以使功率因數得以極大提升，有效地降低輸電線路的線損率，最終能夠強化電力系統有功功率的輸送率。

4　在電氣自動化中無功補償技術的具體應用措施

4.1對配電網低壓位置的電容器組進行補償

通過分析我國目前電氣自動化中無功補償技術應用存在的各種問題，筆者認為，在安裝和操作的實踐中相關的技術人員應該采用對配電網低壓位置的電容器組進行積極補償的方式，從而極大地提升變壓器線路和供電容器的輸出功率，使實踐應用中無功補償技術的優勢充分的顯示出來。在對配電網低壓端電容器組進行補償的時候，操作人員要高度的關注無功電流在經過變壓器和用電線路之后會出現的電能損耗的問題，系統化的分析用電線路和變壓器發生的各種電能降低的問題，對配電網低壓端需要的電容器組配置情況進行準確判斷，依據供電設備的實際需求對接容器組進行正確補償，從而將無功補償技術在電氣自動化技術中的應用價值充分的發揮出來，全面的提高電網在電力系統中的功率因數，嚴格的控制輸電過程中電網所產生的能源消耗，使供電電網的外部環境得以改善，最終確保供電系統的安全穩定運行[3]。

4.2對電網節能降耗的工作力度進行強化

相關技術部門必須要對電網節能降耗的工作力度進行強化，不斷的完善和創新電氣自動化設備結構和固有的無功補償技術，對節能降耗的實踐創新活動進行大力推動，從而使電氣自動化中無功補償技術的重要作用充分的發揮出來。相關技術部門在強化電網節能降耗的工作中應該立足于固有的無功補償技術設計的基礎，進一步的完善無功補償裝置?？梢詫⒒旌闲挽o止無功補償裝置應用于供電系統中，立足于用電設備的實際需求合理的調整設備中的電容器組，確保供電電網具有穩定的外部環境，全面的強化供配電網絡的輸電效率[4]。

4.3將變電站無功補償的實際容量進一步的確定下來

工作人員應該認真地分析當地的用電需求，適當地調整變電站的無功補償容量，從而將無功補償的實際容量進一步明確下來。變電站工作人員在準確記錄變電站無功補償的相關情況之后，應該通過對各種先進儀器設備的運用，與智能化的安裝技術和操作工藝相結合，做好補償變電站低負荷設備和變壓器的無功功率的工作，這樣不僅可以使變電站設備的使用壽命得以提升，同時還可以全面的提升輸電設備和輸電線路的效能。

4.4重視無功補償在電氣自動化系統中的共性問題

目前我國基本上是在變電站方面應用無功補償技術，在發電廠的無功流經過各個環節傳輸到低壓線路的過程中存在著無功流遠距離傳輸問題，其會產生非常大的不利影響。要想有效地解決這一問題，就可以與實際的應用相結合，按照片區做好變電站的無功補償工作。220kV變電站高峰時期的負荷功率因素能夠達到0.98，不同的地區調節的容量也存在著一定的差異，所以在進行變電站無功補償的時候必須要嚴格的按照片區的實際用電情況，比如以變低側和變壓器負荷為依據對無功補償方案進行調整，對補償容量進行合理配置，從而有效地避免出現無功倒送的情況。

4.5積極地應用先進的管理方式和濾波技術

目前在我國國內并聯混合式有源濾波屬于一種比較先進的混合式無功補償方案，其能夠有效地解決由于不可控的電力牽引負荷變化導致的過大的電力濾波器補償容量的問題，其主要是混合APF和LC，針對諧波采用注入式的方式進行無功補償。還有一些國內電廠運用了FTFC晶閘管濾波裝置，其能夠使諧波電流在回路中不會形成通路，有效地降低諧波對電網的污染和危害，這種技術在低壓電網中比較適用，具有比較高的效益與投資的性價比。

5　結語

目前在我國的電氣自動化行業中無功補償技術仍然具有非常大的開發價值，比如無功補償技術現階段存在著難度較大、內容較多的特點，而且在國內的相關研究方面仍然存在著一定的局限性，缺乏必要的廣度和深度。要想在電氣自動化中實無功補償技術的作用充分的發揮出來，必須要加大對無功補償技術的研究力度，立足于多個角度對武功不差技術進行認真分析，從而有效地推動該技術的完善和發展。

參考文獻

[1]王槐青.無功補償技術在電氣自動化中的應用探討[J].電子技術與軟件工程,2015(23).

[2]李忠文,張文增.淺析無功補償技術在電氣自動化中的應用[J].北極光,2015(10).

[3]溫為生.利用無功補償技術降低電費的措施分析[J].山東工業技術,2014(23).

[4]丁寶華.無功補償技術在配電網中的應用與分析[J].現代工業經濟和信息化,2014(12).