電氣自動化中的無功補償技術(shù)探析

黃希桐

摘 要：基于無功補償技術(shù)的特點，將其應(yīng)用到電氣自動化中，爭取提高電氣系統(tǒng)的整體運行效果，減少線損以及變壓器損耗，降低不同系統(tǒng)用戶之間的差異，進(jìn)一步提高供電質(zhì)量。此次探析主要是結(jié)合無功補償技術(shù)的特點與種類，對其在電氣自動化中的應(yīng)用方向進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;無功補償;線路損耗

無功補償對于電氣自動化整個系統(tǒng)來講具有至關(guān)重要的作用，可以有效改善供電環(huán)境，減少各類運行問題的產(chǎn)生。目前無功補償技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到電氣自動化中，并取得了良好效果，實際建設(shè)中應(yīng)根據(jù)需求確定應(yīng)用方式，并做好各要點控制，確保將其具有的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

一、無功補償技術(shù)特點

電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了良好效果，一直以來都是技術(shù)研究的要點，其不僅能夠提高電氣設(shè)備應(yīng)用率，同時還可以調(diào)整電力負(fù)載功率，能夠降低線損與變電器損耗，使得電壓質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。一般來講電力負(fù)載功率與線路損耗為反比關(guān)系，實際設(shè)計中完全可以利用無功補償來提高電能應(yīng)用效率，達(dá)到降低線路損耗的目的。無功補償技術(shù)功能的實現(xiàn)，需要確定電氣自動化設(shè)備性能特點，將其作為基礎(chǔ)的同時，與無功、諧波、負(fù)序等進(jìn)行有效結(jié)合，對電氣系統(tǒng)作用進(jìn)行補償，可以說是電氣自動化系統(tǒng)的重要裝置，不僅可以保證供電效率，同時還能夠優(yōu)化供電環(huán)境。[1]

二、無功補償技術(shù)實際應(yīng)用方向

（一）變電站應(yīng)用

將無功補償技術(shù)應(yīng)用到變電站中，能夠有效維持電網(wǎng)的無功平衡，同時可有效改善功率因數(shù)，穩(wěn)定終端變電所母線側(cè)電壓，完成變電站主變與輸電線路的無功損耗補償。[2]一般在建設(shè)中需要將補償裝置與母線連接，降低后期運維難度。

（二）配電線路應(yīng)用

針對配電線路來進(jìn)行無功補償技術(shù)的應(yīng)用分析，應(yīng)確定電容器在其中的重要作用，科學(xué)設(shè)計補償點，保證補償點數(shù)量設(shè)置的合理性。同時盡量選擇復(fù)雜度較低的控制方式，尤其是避免應(yīng)用分組投切的方式，避免因為補償容量過大而出現(xiàn)過補償問題。可選擇線路補償?shù)姆绞竭M(jìn)行設(shè)計，想線路與公用變提供必要無功，建設(shè)成本低，短期回收效益高，并且后期維護(hù)難度小，多適用于負(fù)荷大且功率因數(shù)低的較長線路。城鎮(zhèn)供電用戶基本上均為單相負(fù)荷，且系統(tǒng)內(nèi)用戶之間的負(fù)荷大小以及用電時間存在顯著差異，這樣就產(chǎn)生了不平衡電流，且無法有效預(yù)測，這樣就造成電網(wǎng)系統(tǒng)長時間處于不平衡運行狀態(tài)。[3]并且受不平衡電流影響，系統(tǒng)變壓器鐵損以及銅損會增加，如果無法及時采取措施處理還會對電氣設(shè)備的正常運行帶來威脅，影響三相電壓的平衡。因此將無功補償技術(shù)應(yīng)用到其中，不僅能夠?qū)€路進(jìn)行補償，同時還可以對有功電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證三相功率因數(shù)補償?shù)?，維持三相電流的平衡。

（三）電氣自動化應(yīng)用

1.隨機補償

隨機補償技術(shù)的應(yīng)用，可以通過對電動機和低壓電容器組的并接來實現(xiàn)，同時需要將控制裝置和保護(hù)裝置一同與電動機投切。對于縣級配電網(wǎng)，電動機為主要的無功功率來源，通過無功補償，來維持無功平衡，降低損耗的同時提高出力。采用隨機補償方式在設(shè)備處于正常運行狀態(tài)的情況下就可以投入無功補償，并且在設(shè)備停運后無功補償自動退出。所需投資更少，占地面積小，現(xiàn)場安裝工藝簡單，后期運行可靠性高，事故發(fā)生率比較低。應(yīng)用于電動機補償效果顯著，尤其是通過補償勵磁無功，能夠進(jìn)一步對配網(wǎng)的無功峰荷進(jìn)行有效限制。

2.隨器補償

隨器補償主要是對配變空載的無功補償，以低壓熔斷器為基礎(chǔ)，將低壓電容器和配變二次側(cè)連接處理。當(dāng)配變保持空載或者輕載的狀態(tài)運行時，相應(yīng)的無功負(fù)荷為空載勵磁無功。在實際應(yīng)用中此種補償方式更為簡單，接線設(shè)計復(fù)雜度低，后期運行管理難度小。以及能夠有效補償配變空載無功，對無功基荷進(jìn)行一定程度的限制，維持無功就地平衡，減少系統(tǒng)運行網(wǎng)損，配電實際利用率進(jìn)一步提高，為現(xiàn)在最為常用且有效的補償手段。

3.跟蹤補償

跟蹤補償與隨器補償兩者之間功能相似，但是其主要是通過抵押電容器組實現(xiàn)用戶配變低壓側(cè)的有效補償，同時還要以投切裝置作為保護(hù)裝置和主要控制，一般適用于超過100kVA的配變用戶。跟蹤補償技術(shù)的應(yīng)用能夠可靠跟蹤無功負(fù)荷的變化情況，且操作運行靈活性更高，具有較高的補償效率。但是相比其他補償方式，其所需要的投資更大，并且投切裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜度較高，如果存在任何元器件故障，就會影響到整個電容器的投切效果，一般適用于容量與負(fù)荷較大的配變系統(tǒng)。

三、無功補償技術(shù)應(yīng)用要求

通過無功補償在電氣自動化中的應(yīng)用，來提高電壓質(zhì)量，減少變壓器與線路損耗，前提是要確定技術(shù)應(yīng)用的要求，保證與實際需求相滿足。第一，合理選擇變壓器與電動機。即做好變壓器數(shù)量、容量以及電動機類型的選擇，并且要求其在一定程度上可以降低線路感抗，保證無功補償技術(shù)能夠在整個電氣自動化系統(tǒng)中發(fā)揮作用。第二，電容器應(yīng)用條件。如果系統(tǒng)自然功率因數(shù)提高，但是受工藝與設(shè)計因素限制，為彌補存在的差距，就需要選擇無功補償裝置，并且確定以并聯(lián)為主的電容器。其中，必須要確定電容器使用條件，即低壓供電單位功率因數(shù)小于0.85，或者規(guī)定高壓供電單位電壓為10kV，以此來降低電容器損耗，維持較高的輸電效率。

四、結(jié)語

無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，提高整個電氣系統(tǒng)運行可靠性與穩(wěn)定性，減少線路損耗。這樣就需要基于實際條件來選擇合適的補償方式，通過細(xì)節(jié)控制，確保將其具有的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]張娜，苗穎超.電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（12）：157-158.

[2]陳泓亦.無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2019，36（03）：225-226.

[3]何述堂.淺談電氣自動化中無功補償技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（05）：201.