電氣自動化中無功補償技術探析

李輝 申政 廖紅星

摘?要：此文簡單介紹了無功補償技術的有關概述與主要特點，詳細分析了電氣自動化中無功補償技術的應用，并研究了無功補償技術發展前景。

關鍵詞：電氣自動化;無功補償技術;探析

隨著科技的不斷進步，人們對電氣自動化提出了更高的要求，尤其是傳統的電氣控制系統不僅需要消耗大量的人力、物力，還會對環境造成一定程度的影響，這與可持續發展的基本國策背道而馳。而無功補償技術在電氣自動化中的應用，不僅降低了生產消耗，還有效的提高了工作效率。因此加強對無功補償技術的研究與探索則尤為重要，也只有如此才能夠為電氣自動化技術的發展帶來更大的經濟效益與社會效益。

1?無功補償技術概述

電氣自動化技術的發展離不開電力行業，但與此同時也伴隨著電力資源的嚴重耗損，這與我國的可持續發展國策背道而馳。也正是基于此背景下，無功補償技術出現，并被應用到電氣自動化技術之中，得到了社會各界的高度關注與青睞。這是因為無功補償技術能夠將電容器等無功電源中的電能，順利的轉換成為工業生產過程中需要的機械能、熱能，進而大大的提高了發電電壓質量，改善整個電力系統功率，降低因為線路過多而造成的不必要電力資源損耗。所以說，無功補償技術在電氣自動化技術中的應用，大大促進了電氣自動化技術的良好發展^[1]。

2?無功補償技術主要特點

在電氣自動化設計中應用無功補償技術，主要是通過提高電力系統負載功率因數達到降低設備容量、減少功率損耗的目的。具體地說，其技術優勢主要表現在以下三個方面：第一，使電網和受電兩端的電壓變得更加穩定。在長距離輸送電能的過程中，通過動態無功補償裝置的合理設置，可以有效地提高輸電系統的穩定性，進而提高輸電能力，確保整個配電網的安全穩定運行;第二，在電氣自動化設備運行的過程中，需要一個相對穩定的電壓，但在其運行過程中，難免會發生一些電壓損耗，當損耗程度越大時，電壓質量受到的影響越大。而通過無功補償技術可以將這種損耗降至最低，確保輸送電壓的穩定性能夠充分滿足電氣自動化設備的需要，從而使設備的運行功率得到保障;第三，當電氣自動化設備遇到供電不足、電壓質量較低等情況時，不但其運行效率會受到影響，還容易因為損耗程度過大而造成損毀^[2]。

3?電氣自動化中無功補償技術應用

3.1?維護電力用戶利益

現如今，無論是社會生產還是人們的日常生活，都離不開電力資源。因此，供電企業必須保證供電過程中的穩定性與可靠性。但實際上，由于在交流電路中電抗器參與會產生一定的電源能量交換，也就是無功功率，這種情況雖然不會造成實質上的電能耗損，但卻會對電網的供電效率造成不良影響。因為考慮到這一點，供電企業在設計變壓器時，基本上都是利用無功補償技術對電力用戶給予補償，為客戶利益提供保障。在對無功補償容量進行計算時，主要包括以下兩種方式：第一種，根據變壓器容量進行估算。通常情況下，補償容量為變壓器容量的30%，例如，當變壓器容量為1000kva時，其功補償量則為300kvar;當變壓器容量為1600kva時，無功補償量為500kvar;第二種，通過查詢“無功補償容量計算系數表”進行計算。在該系數表內，載明了1kW有功功率所需要補償的數值。如果設備負載的有功功率通過P來表示，運行時的功率因數和需要補償的目標功率因數分為cosφ1和cosφ2，其具體計算如下，當有功功率為1000kW、運行功率因數為0.58、補償功率因數為0.7時，通過查詢“無功補償容量計算系數表”可以得知，補償容量系數為0.39，補償容量則為1000×0.39=390kvar。通過以上兩種方式，都可以使用戶的利益得到有效保障^[3]。

3.2?對回路電流進行無功補償

由于電流本身具有連續性，所以，在回路電路當中必然存在回路電流，而電流也必然會產生一些電能損耗。因此，對回路電路進行無功補償，可以有效降低電能損耗，其補償方式主是要通過濾波器原理對回路電流進行無功補償。電源中的濾波器是一種由電容、電感和電阻共同組成的濾波電路，通過它可以濾除電路中的指定頻點，最終得到特定頻率的電源信號。因此，通過在電路中安裝濾波器，可以使濾波器頻率范圍得到優化調整，并且使濾波器中的電容電流與回流電路中的感性電流互相抵消，最終使回流電流保持在一種相對穩定的運行狀態中，不再持續做功。在電路穩定運行狀態下，還可以同時串聯濾波器適量地降低電壓，從而對回流電路進行無功補償^[4]。

3.3?無功補償技術在變電站中的應用

電能要想進行遠距離的輸送，就必須采取有效措施減少傳輸過程中的電能損耗。首先，先將電壓轉換成高壓電，傳輸到接近指定地點時，再將高壓電降低至用戶可以使用的數值，而這個電壓升降工作則需要依靠變電站來完成。需求說明的是，當電力用戶所使用的變壓器為無功功率變壓器時，就意味著該用戶已得到了無功補償，無須再提供無功補償服務。當變電線路處于正常運行狀態時，代表供電效率良好，在這種情況下，也無須向用戶提供無功補償服務。而無功補償技術主要用于非無功功率變壓器中，其應用方式與無功功率變壓器相同，需要通過變壓器容量進行計算。需要注意的是，容性無功補償設備的容量與無功功率變壓器存在一定的差異，所以，補償設備的最大容量值不能達到變壓器的最大容量值，否則，就會對整個電力系統造成重大安全隱患。

3.4?無功補償技術在真空斷路器設備中的應用

與傳統斷路器相比而言，真空斷路器具有體積小、重量輕、適用操作、不必經常檢修等優勢特點。因此，在電氣自動化設備中，真空斷路器是一種比較常見的保護裝置。但是，由于真空斷路器的型號較多，而每種型號的適用范圍和使用性能上又存在差異，導致將無功補償技術難以引用到真空斷路器的制造中。但是，如果在制造過程中引入無功補償技術，可以使真實斷路器的內部結構得到優化調整，進而使其制造成本得到大幅降低^[5]。

4?無功補償技術發展前景

無功補償技術是伴隨著電氣自動化水平不斷發展而漸漸衍生出來的，它的誕生與應用在很大程度上緩解了電氣自動化設備中由單相電力牽引負荷所引發的諸多問題。但是，從我國當前電氣自動化設備的應用現狀來看，其還存在著比較突出的非線性問題，這就給無功補償技術提供了很大的發展空間。例如，最近發展起來的有源濾波器，就推動了無功補償技術的發展。這也在程度上說明了無功補償技術還將具有較大的發展空間，相信通過技術人員和研發人員的不懈努力，其發展速度還將獲得大幅提升^[6]。

5 結語

綜上所述，對于無功補償技術而言，其最大優勢在于能夠在電氣自動化設備運行的過程中降低電能損耗，使電路始終處于高效運行的狀態下。在供電過程中，通過無功補償技術可以使電力用戶的利益得到保障，提高供電企業的服務質量與經濟效益。

參考文獻：

[1]王延濤.電氣自動化中無功補償技術的有效應用研究[J].建材與裝飾，2018（41）：205-206.

[2]陳永敏.無功補償技術在電氣自動化中的應用探析[J].通訊世界，2018（09）：184-185.

[3]李想.無功補償技術在電氣自動化中的應用研究[J].科技風，2018（25）：115.

[4]羅晨.電氣工程及其自動化無功補償技術的實際應用分析[J].中國高新區，2018（13）：169.

[5]張明輝，吳心國，傅磊.工程電氣及其自動化無功補償技術的實際應用[J].自動化應用，2018（04）：157-158.

[6]張筱璐，楊雨佳.新時期無功補償技術在電氣自動化中的應用研究[J].內燃機與配件，2018（07）：210-212.