電氣工程及其自動化無功補償技術的應用

吳波

【摘 要】隨著我國社會經濟的不斷發展，電氣自動化技術在眾多行業中得到了廣泛應用，使我國社會經濟得到了快速的發展，但是能耗問題卻始終困擾著人們，在創建資源節約型，環境友好型社會的背景下，電氣工程也應當不斷的減少電力上的浪費，達到更加良好的發展效果。無功補償技術作為電氣自動化行業中的重要技術之一，主要是充分利用自動化技術中的相關特征，利用無功、諧波等對系統進行補償，以減少電力損耗，為電氣系統的運行提供更多的安全保障。

【關鍵詞】電氣工程;自動化;無功補償技術

1無功補償技術在電氣自動化中應用的要求

1.1變壓器、電動機的設計

在無功補償技術下，變壓器與電動機的數量與作業方式與傳統的電路設計存在很大的不同，為了使無功補償技術能夠更好的融入到系統當中，工作人員不僅需要采用同步電機來調節功率，還需要利用間歇工作制設備提高單位用電量，在此基礎上降低線路的感抗，保證生產條件與系統設計條件的一致性。

1.2電容器的使用條件

提高系統自然功率因數后，若發現實際工藝條件與設計要求仍存在較大差異，此時需要使用無功補償設備，一般使用連接形式為并聯的電容器。電容器的使用條件為：低壓網功率因數小于或等于0.85;高壓網單位電壓10kV或35kV。此情況下，可以使用電容器提高輸電效率，確保工藝條件與設計要求一致。

1.3平衡性原則

所謂的平衡性原則，就是指不同設備需要安裝在制定的位置，發揮其特有的功能，并確保系統整體的穩定性。例如，低壓電容器主要用來負責低壓無功負荷補償。當負荷數超100kVar時，就需要對無功補償技術與自動補償裝置進行搭配使用。

1.4補償方式

在滿足高壓側功率因數符合用電要求的條件下，通常使用低壓補償方式對10kV或35kV進行補償。

2無功補償技術的應用現狀和實現方式

2.1應用現狀

在我國電氣自動化技術迅猛發展的背景下，為了提升電氣系統中的相關功率因數，使負序電壓降到最低，主要采用的方式為濾波技術，這種技術在實際應用中簡單有效，近年來，我國在該技術的基礎上又進一步加強研究，無功補償技術誕生，能夠對諧波進行更好的處理，提升高功率因數，使負序電壓得到進一步的降低。由于濾波通路是在原有基礎上產生的，因此可以將諧波進行有效的消除，具有十分重大的現實應用意義。

2.2實現方式

無功補償技術在電氣自動化的實際應用過程中，主要的實現方式：第一，將電容器與電阻抗相結合達到無功補償的目標。利用電容器和電阻抗建立諧波器的方式，能夠有效做到無功補償，但是在實際安裝的過程中，應充分考慮和保障電抗器和電容器中的實際功率大小，確保其在提升功率因數的過程中，使負序電壓有效降低。第二，采用真空斷路器實現無功補償。真空斷路器的操作簡單，需要投入的資金較少，所以在實現無功補償技術的途徑中非常受歡迎。但需要注意的是，實際應用中，如果工作人員合上閘，電容器就會瞬間出現高壓現象，導致整個系統的補償效果受到影響。

3電氣自動化系統中無功補償技術的應用

3.1應用目標和方式

在供電系統中，電能質量屬于十分重要的指標，電壓又屬于對電能質量產生較大影響的要素，因此在電氣自動化系統中對無功補償技術的應用目標和方式進行分析和明確顯得十分必要。在電力系統當中，無功功率受到外界因素的影響較大，主要包括設備功率、阻抗等因素。在電氣自動化中，較為普遍的方式為AT供電，這種供電方式是利用SCOTT變壓器來實現的，利用晶閘管電子開關對電容投切進行控制，此種無功補償方式能夠有效控制和解決負序電壓的問題，尤其在我國目前的鐵路運行中進行應用，對運行狀況的分析效果十分顯著。

3.2制定合理的無功補償方案

無功補償的改進方案可以對電氣自動化中運用無功補償技術起到一個較好的引導以及規劃作用，使整個電氣自動化系統得到提升。應用無功補償技術需要從整個電力運行系統開展，并且根據電器運輸設備以及傳輸電壓的實際情況來制定無功補償方案，利用最低損耗以及最佳傳輸效果為最優改進原則，從而提高自動化系統的補償效率。由于我國電力運輸設備特殊情況，因此，需要在設備上安裝儀器且與無功補償技術配合使用，繼而保證整個電網的順利運行，解決電網無功補償問題。

3.3加強對先進管理方式和技術的應用

現階段，我國在此方面較為先進的管理模式和技術為：第一，諧波注入式無功補償，這種方案使用較為便利，并且投入的成本較低，具有良好的性價比，適用于低壓電網安裝，在我國農村地區的使用較為普遍。第二，并聯混合式有緣濾波。此種方式能夠有效緩解由于電力牽引而引發的濾波器過度補償問題。現階段，此種方案可以作為自動化系統的調節方案進行應用。第三，電容器以分散的形式安裝在電網當中。這種方式能夠充分實現無功分散補償，使電網中存在的補償問題得到良好高效的解決。

3.4積極組織培訓，擴大無功補償的應用范圍

加強電氣自動化人員的培訓，通過定期培訓提升專業人員的自身素質以及其專業技術知識，對于在電力系統中應用的無功補償知識應該進行大力宣揚，讓更多電氣自動化人員了解無功補償技術，并且有針對性的對部分電氣工作人員展開專項技能培訓，并且加強對新員工的培訓和鍛煉力度，使管理人員和操作人員的管理和技術水平都能夠得到進一步的增強。另外，也可以聘請相關專家和學者到企業中來開展講座或者座談會，親自“手把手”的講授無功補償過程中存在的相關問題，使工作人員的實際操作水平和經驗積累得到有效提升，能夠利用積極正確的應對措施面對電力事故的處理問題。

4應用注意事項的分析

4.1深入自動化無功補償技術的研究方向

為了使電氣自動化能夠達到更好的效果，工作人員應當加強對相關技術的研究，電壓是影響電氣自動化的一項十分重要的因素，它決定了電能的實際運輸質量，為了使電網系統達到無功補償的效果，設計人員會采用AT供電的方法，利用SCOTT變壓器進行電壓調整，該方法在我國鐵路運輸中的應用十分廣泛。

4.2加強對先進技術的應用

目前，我國常用的無功補償技術主要有并聯混合有源濾波與諧波注入等，這些方法可以彌補原系統中的不足，且成本較低，效益也較好，十分適用于我國當前的電網運輸狀況，其中注入式在我國農村地區也得到了廣泛的應用，達到自動化無功補償的良好效果。

4.3加強相關技術培訓

政府應當加大資金與技術上的扶持力度，引導更多的專業技術人員進入到培訓活動當中，學習專業的知識，豐富自身經驗。有關部門云應當加大宣傳力度，讓更多的人了解自動化無功補償技術，為我國電網建設事業奠定良好的基礎。

5結語

在我國科學技術迅猛發展的背景下，我國相關專家和學者仍然不斷的對技術和設備進行研究，無功補償技術的誕生和發展為電力事業發展帶來了新的春天，其在實際應用中的使用使整個電力系統的工作效率得到顯著提升，降低了設備的損害率和對電力資源的破壞。因此，相關部門要極大重視無功補償的重要性，積極引進更為先進的電氣自動化技術及其相關先進的管理模式，制定更為適合自己的無功補償方案，充分發揮出無功補償技術在電氣自動化中的重要作用。

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（作者單位：國網江蘇省電力有限公司沛縣供電分公司）