無功補償技術在電氣自動化中的應用及其研究

馬小明

天偉化工有限公司 新疆石河子 832000

無功補償技術通過對電力負載功率變化進行相應調整，以降低電力線路耗損，提高電氣設備應用效率。因此，探究電氣自動化中無功補償技術的有效應用，有助于人們正確認識無功補償技術和靈活運用無功補償技術。

1 無功補償技術在電氣自動化當中的重要性

1.1 減少能源的浪費

無功補償技術可以將具有容性負荷的裝置和感性功率負荷進行連接，使其可以在同一線路當中，可以在兩種負荷之間隨意轉換能量。無功補償技術可以將能源損耗降低，還可以減少電氣設備的損耗，將供電水平提高。隨著電氣自動化水平的不斷提高，會消耗大量的人力和物力以及成本，如果對無功補償技術的使用進行加強，就會減少這些方面的消耗，減少資源方面的浪費，可以將電氣設備的使用壽命提高，從而將電氣設備的利用率提高，提高電器系統的運轉效率。采用無功補償技術，還可以降低使用成本，不斷提升電氣自動化的水平[1]。

1.2 提高電力系統的運行效率

無功補償技術是一項電網無功功率分配調節技術，不同設備的不同運行狀況在電氣自動化的應用當中有著對應的無功功率，但是會有一些對應的條件對無功功率進行限制。無功補償技術可以在電力系統當中有能源消耗時，減少損耗，或者是對損耗情況進行避免。無功補償系統可以對電壓進行有效的控制和調節，保障電壓可以更加穩定的運行。如果在電力系統供電的同時電網功率因素調低，那么就會損壞變壓器，在使用無功補償技術時，可以將輸電的穩定性提高，節省成本，將電力系統有功功率的輸送效率提升，促進用電的用戶電能的平穩運行。

1.3 保護電容器設備

如果設備在運行的過程當中出現高次諧波，就會產生局部過熱的現象，嚴重損害電氣設備，但是電氣自動化系統在運行的過程當中，就會出現高次諧波這種狀況，會造成設備的損傷。這時就需要發揮無功補償技術的作用，無功補償技術可以對電壓的負載進行有效的調節，對局部過熱的現象進行避免，從而減少高次諧波的產生對設備的影響，保護電容器設備，提高電容器設備的利用率，提高運行效率[2]。

2 無功補償技術在電氣自動化中的應用要點

2.1 應用于電力用戶

現階段，無功補償技術在電力用戶領域也得到了相應使用。運用在電力用戶中的無功補償機制多種多樣，各補償機制具備的優勢也不盡相同。為使無功補償技術的優勢效用在電力用戶中得到充分發揮，需相關工作人員立足電力用戶實際情況，合理選用相應的補償機制。例如，運用于電力用戶的集中補償機制中，工作人員通常會采用將電容器組集體安裝于所有電力用戶變電裝置內部的方式，使變壓器無功功率損失量得到有效控制，從而達到節點效益最大化的目標。無功補償技術的運用使輸電線路損失明顯降低，在保障相應運行條件處于自動投切狀態下，工作人員適時補充調節無功負荷，既滿足了電力用戶的用電需求，又獲得了良好的節點效益。此外，可根據實際情況選擇使用分組補償機制。相關工作人員需要為電力用戶合理分配電容器，依照組別深入分析處理配電線的具體工序和實際配比要求等，以構建分組補償機制，從而使各組變壓器無功補償實現有效平衡。將上級線路無功功率降至最少，避免線路與變壓器出現大量損耗，有助于實現電力系統的安全穩定運行。運用于電力用戶的個別補償機制中，工作人員主要通過并聯電力用戶的具體用電設備以及電容器，從而及時補償各電氣設備的無功功率負載。因單次補償屬于無功補償，單獨一臺電力設備電容基本和電機輸入與輸出狀態相同，故而能夠實現對電機無功損耗的及時補償。通常在大型或中型的異步電機中比較適合使用個別補償機制。

2.2 并聯電容器補償

并聯電容器在早期電網中十分常見，因為其經濟實用、結構簡單、維護方便且沒有轉子。它的工作原理是在負載兩端發出容性無功來補償兩側的感性無功，提高回路的功率因數，降低網損。通過對補償對象的測量，確定所需要的電容器容量，再來確定要投入的電容器組數。由于控制電容器投入、切除的是機械開關，所以很難準確判斷投切電容器的時刻。并聯電容器一般設有投切延時功能，所以當電網無功不足時，最好在高峰負荷到來前將電容器并聯到負載兩端，才能有效避免負載端電壓不足，因此不能滿足快速、準確地對電網進行無功補償需求[3]。

并聯電容器的機械開關不宜頻繁切換，因為其合閘涌流很大，有時甚至能達到補償電容器額定電流的幾十倍甚至上百倍。在開關斷開時，它還會產生弧光，且運行時的噪音較大，因此頻繁投切會縮短并聯電容器的壽命。所以，并聯電容器僅適用于負載較穩定的系統。

2.3 應用于配電線路

將無功補償技術運用于配電線路中，有助于電氣自動化獲得更高的運行性能和運行成效，實現分支線路的有效無功補償。配電線路中運用無功補償技術時，需借助配電變壓器詳細分析分支線路的具體無功損耗情況，全面了解無功損耗具體應用結構，以確定具體補償容量，使工作人員可選擇適宜的分支線路。補償設備正常運行狀態下，配電線路將處于欠補償狀態，相關工作人員應根據時間節點和具體電壓變化情況科學判定電容器投入過程和具體用量等，從而有效實現全面最優補償。

3 結語

綜上，在運行電氣自動化系統的過程當中，對無功補償技術進行有效的應用，不斷對其進行完善。無功補償技術可以將電網的整體性能進行提高，減少對資源的消耗，將電氣自動化消耗的電源能量減少。同時要對無功補償技術進行不斷的創新和完善，從而促進該技術的發展，提高電氣自動化的運行效率。