無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用探討

崔保功

（荊州理工職業(yè)學(xué)院，湖北荊州 434000）

無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用探討

崔保功

（荊州理工職業(yè)學(xué)院，湖北荊州 434000）

電力產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，在社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中占有越來越重要的位置，無功補償技術(shù)是電氣自動化系統(tǒng)中的重要技術(shù)，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(shù)進行概述，探討了基于無功補償技術(shù)的電氣自動化，并分析了無功補償技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及解決方法。

無功補償技術(shù) 電氣自動化 應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣工程的自動化水平不斷提高，各類技術(shù)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(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)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(shù)概述

1.1 無功補償技術(shù)的原理

無功補償技術(shù)的理論依據(jù)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(zhuǎn)換為其他形式的能量。例如，如果一個電器設(shè)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(lián)電路中，一條線路安裝容性功率負(fù)荷，另一條線路安裝感性功率負(fù)荷，這兩種負(fù)荷就會實現(xiàn)能量交換，其中一條線路運轉(zhuǎn)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(shù)的原理。將無功補償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化中，能夠提升電力系統(tǒng)的電網(wǎng)功率因數(shù)，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(jīng)在整個電力系統(tǒng)中占據(jù)越來越重要的位置，人們有效運用該項技術(shù)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(zhì)量［1］。

1.2 無功補償技術(shù)的應(yīng)用特點

首先，該技術(shù)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(diào)相機或者靜止無功補償器中獲取電能；其次，無功補償技術(shù)在運用的過程中對供電地域有一定要求，如果要實現(xiàn)該部分電能的遠(yuǎn)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(chǎn)生很大損耗，導(dǎo)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(yuǎn)距離輸送，從這個層面分析，我們不得說無功補償技術(shù)應(yīng)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(shù)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(wǎng)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(shù)的電氣自動化探討

2.1 應(yīng)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(yīng)用了該項技術(shù)，濾波器在運用該項技術(shù)后會產(chǎn)生電流，而電網(wǎng)系統(tǒng)運行時則會產(chǎn)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(shù)應(yīng)用于有源濾波器中也是類似的道理，有源濾波器運行時產(chǎn)生的電流會與無功補償裝置產(chǎn)生的電流結(jié)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(yīng)用于飽和電抗器中

無功補償裝置能夠自動調(diào)節(jié)飽和電抗器，在通過調(diào)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(chǎn)生的多余電流與無功補償裝置產(chǎn)生的電流相互融合，實現(xiàn)了對電網(wǎng)設(shè)備的維護，使變壓器一類設(shè)備損耗程度降低，同時減小設(shè)備運行過程中產(chǎn)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(jīng)過無功補償后，系統(tǒng)的運行達到預(yù)期功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而獲取電費獎勵，功率因數(shù)達到一定水平后，電力企業(yè)就要設(shè)計補償方案，實現(xiàn)對用戶的無功補償；另一種方式是將該項技術(shù)應(yīng)用到用戶的配電網(wǎng)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(xiàn)整個系統(tǒng)的無功補償；第二種是少數(shù)補償，這種補償形式是將分批補償作為基礎(chǔ)，電容器與用電器之間是并聯(lián)關(guān)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(xiàn)集中補償。每種補償形式都有自身的優(yōu)勢，分批補償能夠?qū)⑺性O(shè)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(shù)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(diào)節(jié)補償容量，將補償度控制在合適的范圍內(nèi)［3］。

3 無功補償技術(shù)應(yīng)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(shù)在應(yīng)用過程中比較容易出現(xiàn)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(wǎng)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(yán)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(shè)備時要充分考慮環(huán)境因素，盡量使用那些適應(yīng)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(jié)語

本文大致介紹了無功補償技術(shù)的應(yīng)用原理及特點，分析了該項技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的多方面應(yīng)用，通過這些應(yīng)用我們可以看出，無功補償技術(shù)能夠幫助電網(wǎng)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(shù)在電氣自動化中的應(yīng)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(shù)的相關(guān)分析［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015，02：219.

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