電氣自動化中的無功補償技術分析

穆國東+吳俊敏+陳慶新

摘 要：隨著我國工業技術的不斷發展，各項技術的更新換代速度也在加快，更多的技術在不斷的改進和優化的過程中不斷的向智能化和自動化進化，電氣自動化無疑是其中的具有代表性的產業。在工業生產過程中電氣自動化系統的無功補償技術受到業內的普遍關注。由于其自動化的原因自身的優越性得到了快速的普及和完善。筆者根據多年的工作經驗，主要針對電氣自動化中的無功補償技術進行分析和討論。

關鍵詞：電氣自動化；無功補償技術

經濟的發展與工業技術的進步息息相關，電氣自動化行業的迅速崛起對于工業技術的發展有著非常重要的作用。在生產和發展的過程中，由于電氣自動化設備在單相電力的牽引負荷變化不會遵循某一個特定的模式，與此同時其非線性因素也在不斷的增強，因此只有對電氣自動化的無功補償技術進行不斷的研究和完善，才能在電氣自動化行業的發展過程中攻克所有的技術壁壘，開拓更為寬廣的天地。

1 電氣自動化的簡述

我國的電氣運輸系統存在著這樣或那樣的問題，在這些問題中，最令我們關注的就是阻抗問題和功率利用率的問題，這兩個問題是十分關鍵的，因為它們容易導致在電力運輸時出現無用功過多的問題。

電力自動化則是將電力系統運行中的主要環節集成起來，對電力系統進行靈活控制。電氣自動化技術的基礎就是對其控制系統的完善設計，主要設計思路集中于監控方式。雖然電氣自動化技術誕生于20世紀70年代，算是一個新興科學，雖然它的發展時間不長，但是，它已經成為高新技術產業中較為重要、發展前景較好的部分。并且它的應用范圍已經不單單的局限在電力系統，它現在已經應用于我們的工業生產和生活的方方面面，我們與這項技術的聯系已經越來越密切了。并且現在的電氣自動化已經和IT技術很好地有機結合起來了，使得電氣自動化技術越來越大眾化，更容易被人接受。

2 無功補償技術的特點

無功補償指的是指無功補償的設備向電網內注入或者吸收無功的功率，用以來維持系統在運行時侯電壓的波動水平在正常允許的范圍之內，如果電力系統在發生故障后可以提供出足夠的無功支持用來預防系統的電壓崩潰的服務。無功電壓其實是一種輔助的服務，它是保證電能的交易可以順利實施的一個條件；同時可以提高電能的質量、降低損耗等，也就是說有功補償可以降低電網的運行成本并且提高供電質量。下面就詳細闡述一些無功補償都有哪些特點：

2.1 分析的復雜性

無功補償的運行費用相對有功補償會高一些，然而投資的費用也是很大的，所以分析起來也會比有功的復雜很多。在一些非國家的電網當中，因為在整個電網當中電壓控制的各個參與者都要去承擔，也就是說無論發電廠還是用戶都需要滿足自己所需要電壓以及功率的限制，而且由于無功調整具有多樣性和地域性的特點，所以說無功調整在合理定價這個問題上相比有功電價就復雜很多。

2.2 手段的多樣性

無功補償除了發電機可以提供以外，靜止無功補償器和調相機也可以，就連一些輸電線路等無功源甚至都可以，可是有功卻只有一種手段那就是發電機。

2.3 控制的分散性

無功補償是來進行控制電壓的平衡的，這與有功平衡來控制頻率是類似的。單頻率要依賴全網的有功平衡，也是全網都統一的，可是電壓的各節點卻是不相同的，所以一定要對這個節點上的電壓控制所依賴。

2.4 供應有地域性

如果想要遠距離地輸送無功，就需要受電和發電兩端具有比較大的一個電壓差，在這個過程中有功功率還會引起一些損耗，這就造成了很多的浪費，因此無功功率只適于近距離的傳輸的特點。

3 無功補償技術分析

3.1 無功功率分析

對于整個電力系統網絡中，大多數用電設備都是參照電磁感應的基本原理工作，比如應用磁場就能夠實現變電器有效改變電力系統中的電壓，并把這種能量傳輸出去，確保電動機能夠正常轉動，對于機械負荷而言具備一定帶動作用。磁場周圍產生出來的磁場能經過該過程來獲取，在轉換能量上電動機以及變壓器就能夠構建出相關交變磁場，將一定時間中釋放功率和所獲取功率相等，這種所獲取功率就為感性無功功率。

3.2 負荷自然功率因素

自然功率因素也是自然功率數，就是沒有給電力系統任何補償情況下電網用電設備所具備的固定功率因素。也就是各種供用設備沒有進行無功補償之前，自身具備的現有有功功率比值和有功功率，屬于一種自然功率因素，這種沒經過補償自然功率因素大都處于1.6-0.9間，對于電網中的電負荷基本上都是針對綜合性用電負荷，設計到許多不同類型用電設備，所以這樣所體現出來自然功率因素，和電網中各個用電設備具備十分密切關系，因此用電設備的負荷性以及相關特征基本上是由自然功率因素所確定。依照相關數據資料，常常電網中用電設備依據一些相關數據進行估算。

3.3 增強電路功率因素方法

因為電網中所用到的設備功率因素和設備無功功率聯系比較密切，因此降低了用電設備的無功功率能夠提升用電設備功率因素。假如用電設備處于輕載狀態或者空載狀態，必然具備較低的功率因素，但是如果這些設備屬于滿載狀態，就會具備較高功率因素。所以各種用電設備在運行之時就要盡可能降低或避免用電設備處于輕載狀態或者空載狀態，能夠選擇合理設備容量。對于電網電感性負載兩側，一旦接上了相應電容器就能夠提升電力系統用電設備具備的功率因數。因此電網的電感性負載兩側連接上電容器，能夠有效降低電路中的無功功率。電容器能夠對電感中的無功功率進行補償，對這種電容器就稱為補償電容。并且電容器不會給用電設備運行造成任何不良影響，也不會改變用電設備運行中所需要電流、功率因素以及電壓。

并且所連接的電容器也不會改變用電負載的特性，但是還是會改變電網中電路總電流以及總電壓間的相位差，對電路總電流大小起到一定改變作用。所以把補償電容器和用戶變電所總負載相連接，就能夠起到無功功率補償作用，能夠給電路提供有效功率因數。

結束語

伴隨計算機技術、信息技術、電子技術等不斷的發展，各類電氣在自動化技術方面也在不停的創新，電氣自動化的發展也對生活品質和生產效率的提高起到了促進的作用。特別是在對無功補償技術加以運用之后，在應用效果上電氣自動化技術得到了非常有效的提升，不但使電能消耗量得以大幅減小，并且還使電氣自動化系統在運行安全上得到了保證，從而提升了電氣系統的經濟效益和供電質量。伴隨無功補償技術研究人員在應用經驗上的不停積累，相信無功補償技術的應用效果也會變得越來越好，從而為人們的生活和生產提供更有效、優質的服務。

參考文獻

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