探析電氣自動化中無功補償技術要點

邊茂洲

（兗州東方機電有限公司，山東 濟寧 272000）

無功電源和有功電源具有一定的相似性，都是為電力體系發展提供幫助，減少損耗量，保證電網體系有效運行。伴隨著電網存量增加，網絡電壓下降，功率因素降低，電氣設備的利用十分不理想。因此，在新形勢下，解決無功補償問題具有一定的價值。如何依托電氣自動化理念，確保發揮無功補償技術的作用是值得相關人員重點研究的內容。

1 無功補償闡述

在無功支持服務下或無功電壓控制服務下，進行無功補償，利用發電機組無功補償裝置，將無功功率傳輸到電網內部，保證系統運行，將電壓波動范圍控制在一定范圍。電力體系出現故障給予無功支持，可減少損失。在電力體系中，增加電壓和用電設備吸收無功功率有一定聯系。如果在標準電壓數值周圍，無功功率數值與電壓值變化同步[1]。此外，系統中負荷電壓降低，利用無功功率補償方式可確保系統良好。在電力體系的運行中，無功電壓調控發揮著關鍵作用，不僅可以降低電網功率損失，還能提升傳輸速度，確保供電系統良好運行，提高產業效益。

當前，中國加大了電網建設，基于無功補償技術的研究愈發深入。要想提高無功補償功率，需要開展濾波通路建設過程、消除諧波過程與降低負荷過程等。運用無功補償技術，選取的無功功率基本上是基波牽引下出現的負荷功率。第一種形式是真空斷路投切電容器，這種電容器具備一定優勢，如投入資金少、靈活；但也存在不足，如設備電壓指標高，運用頻繁可能會造成設備線路損毀，基于這樣的情況，不能時常開展投切作業。第二種形式是可控飽和電抗器，其改變了體系回路電源，處于并聯條件下的濾波器可抵除無功功率電流，讓系統運作平衡化；設備長時間使用可能出現諧波和持續化噪聲。無功補償為電網輸出功率，包含2方面內容：一種是有功功率，這種功率將電能轉為機械能與熱能，利用這部分能作功，這部分功率叫做有功功率；另一種是無功功率，將電能轉換為其他形式的能，這種能在電氣設備中是作功的重要條件，這種能在電網中和電能相轉換，為無功功率，如電容器建立電場所占用的電能。

2 無功補償技術在電氣自動化中的價值

無功補償技術具備較多的應用價值，在電氣自動化技術中具有有效應用，具體表現在以下幾方面內容中：①提升電壓質量。電壓在實際利用中會出現損耗，電壓損耗低則電壓質量高，設備運行中，電氣設備是否運行影響著電壓質量。在電氣自動化領域中，無功補償技術控制電路輸送無功功率，確保電壓損耗控制在一定范疇內，降低能量損耗，滿足電氣設備運行的實際需求。②減少資金投入。無功補償技術對無功功率起到了控制性作用，強化電力功率，減少了資金投入；除此之外，提高電壓器運轉功率，對運行設備的要求也降低了，節省了在輸變電設備的資金投入。因此無功補償輸具有良好的應用，可減少企業投入成本，提升經濟效益。③確保電路輸送電力。電力輸送無功率時，如果為有功功率，功率因素和傳輸電力功率為反比狀態，可以利用無功補償技術提升電路功率因數；電氣設備運行過程中，功率不斷減少，利用無功補償技術可以降低電路運行負荷，提升電路功率運輸效率。

3 無功補償技術特征

3.1 無功服務費用具備復雜性

無功補償技術的無功服務從服務費用計算角度分析，具有一定的差異性。有功供電服務費用以開發費用為核心，無功服務費用以無功補償設備和系統建設投資費用為基準，計費過程較復雜。

3.2 功率補償具有多種途徑

有功功率來源以發電機組設備為主，產生途徑單一。但無功功率具有多種補償途徑，可以通過改造發現機組或利用線路改造進行無功補償，確保無功補償器和跳相機設備作用的發揮，實現無功功率補償。

3.3 補償范圍具備地域化特點

無功補償技術中，部分因素影響作用發揮。這是因為遠距離無功功率補償會導致供、受雙方電壓差較大，無功功率補償不能獲得良好效果，更為嚴重的是導致新功率損耗。基于這樣的情況，依據電力供應具體情況，劃分補償范圍區域，以就地補償為基準，集中補償為輔助，確保無功服務的水平。

3.4 追求無損補償效果

在電網設備和電力裝置中，電磁感應是主要原理。無功補償技術以無損補償效果為主，對電磁感應原理而言，應確保電磁周期內電力機械裝置吸入功率與釋放功率具有一致性，降低功率損耗的出現[1]。感性無功功率補償技術是確保無功補償的有效對策。

4 電氣自動化利用無功補償技術面臨的現狀

當前，經濟發展速度加快，電網建設得到較好發展，人們對無功補償技術的研究愈發深入。要想確保功率因數不斷提高，需要落實濾波通路構建，減少負荷工作，確保功率因數增加。

4.1 真空斷路投切電容器

真空斷路投切電容器具備多種價值，如投入少、靈活；但也具有一些缺點，如過高的電壓在實際中引發設備線路損毀。基于這樣的情況，在實際利用中不能頻繁投切，正確利用從而延長壽命。

4.2 可控飽和電抗器

可控飽和電抗器是一種普遍的設備，它可以有效調節電抗飽和程度，全面改變系統回路。在并聯狀態下濾波器可以抵消過多無功功率，實現系統平衡。電氣自動化中利用這種設備也存在一定缺點，如出現諧波、噪聲等。

4.3 需完善技術創新

當前部分技術在設備中運用良好，如在高鐵中出現電氣自動化理論，在供電所中也有相關方案探究。無功補償利用相關先進化模式和信息科技，解決了技術問題。中國對電氣自動化理論的研究較晚，技術應用操作不成熟。因此在發展中應不斷完善技術，豐富理論知識，加強監督管理，加大創新，加快電氣自動化發展，提高電氣自動化工作效率。

4.4 電氣自動化發展仍需完善

當前電氣發展模式趨向自動化，科技含量較高，對人員具有較高技術要求。在電氣自動化行業中，有效運用新型設備，對電氣自動化行業的發展具有推動作用。在具體應用中，預期水平和工作效率存在差距[2]。技術人員應深入探究無功補償技術在電氣自動化行業中的作用，制定有效的研究方法，完善行業監管機制，加快行業發展，健全工作體系。

5 電氣自動化無功補償技術利用

5.1 對回路電路的無功補償

回路電路中存在回路電流、電能損耗。因此，回路電路的無功補償可減少電能損耗。補償方式主要以過濾波器原理為核心，確保回路電路無功補償。在電源中，濾波器為濾波電路，由電阻、電容和電感3部分構成。濾除電路指定頻點，獲得特定頻率電源信號。安裝濾波器，調整濾波器頻率范圍，電容電流和回流電路感性電流抵消，回路電流平穩。當電流運行為平穩狀態，和濾波器串聯，減少電壓，保證回流電路無功補償。

5.2 在電容器中真空斷路器的利用

深入研究無功補償技術不難發現，這種技術在元器件中具有良好應用。真空斷路器是關鍵元器件，具備一定優勢，例如操作具備便捷性、經濟成本低等；但也有缺陷，如容器與閘會出現電壓，長期受電壓影響會影響電容器壽命。要想有效解決此問題，需要關注無功補償，利用這種技術改造元器件，利于提高元器件性能提高利用率[2]。除此之外，利用無功補償技術可減少電氣自動化系統實際運營成本，確保經濟效益提升。

5.3 故障診斷中的利用

系統故障診斷裝置中應用智能無功補償技術，可及時檢修故障，提升故障診斷效率。變壓器在系統運作中發揮著關鍵作用。在電氣工程自動化中應用智能無功補償技術，可減少系統誤差，確保自動化無人操作，實現高效診斷故障。首先，觀察變壓器所滲出的油，分析變壓器故障原因，實現故障定位。其次，利用智能無功補償技術全面檢修電氣系統故障，提升運行效率，降低損失。受科學技術影響，伴隨智能技術的發展，變壓器與開關等設備得到較好利用，不僅利于故障解決，還能提升系統安全性。

5.4 智能補償投切開關

隨著科學技術發展，電能設備愈發增多，人們對電力需求與日俱增。以往的電網配置不能順應時代建設發展，基于這樣的情況，應用電氣工程自動化，以機電一體化為核心，實現電力資源的合理分配，確保功率效果作用的發揮。以智能真空開關為基準，利用低壓真空滅弧室與永磁操作，確保電網利用壽命的延長，提升系統運作的可靠性。在自動化無功補償中包含較多內容，如在真空斷路器作用下，利用投切電容器方式，減少設備串聯產生的諧波，減少運作成本，合理設置濾波器，提升電容器技能調控水平。自動化無功補償技術的實際應用，利于用電效率的提升，提高管理水平，確保濾波器與變壓器組合提升電壓調解能力。

5.5 在電氣自動化中的實際應用

在了解無功補償技術的價值作用，確保電氣自動化系統得到最佳補償量的基準上，依據具體情況降低無功功率實際損耗。加大管理電網設備，確保技術全面落實。依據工作流程和監管體系而實現，確保該技術有效發揮，提高電能應用率。

5.6 電容器和固定濾波的結合

電氣自動化系統中電容器與固定濾波結合，完成智能無功補償，將兩者相聯的目的是為了全面調整電壓消耗。但在具體推行措施前，工作人員以電氣自動化系統運行情況為基準，全方位掌握電流電壓量值數。針對這樣的情況，做好調整計劃，如設置電力系統變壓器母線。這樣設置是為了改變功率消耗狀態，最終實現無功補償效果。調查表明，靜壓管可完成智能無功補償，提高電氣自動化設備運行功能。當前形勢下，縱觀中國智能無功補償技術客觀成績，這種技術方法并不能得到全面應用，正在處于測試階段。電氣自動化系統利用智能無功補償技術，存在無功電流轉向高壓變電站，經由相關輸電線路，確保將電能輸送到低壓變電站，電力能源實現遠距離傳輸。假如無功補償技術配置缺乏科學化，會造成無功功率轉向配電網倒送情況，導致電力能源損耗[3]。反之，全面優化該技術則能加快電力行業快速化發展。

5.7 電力負荷功率因數

電力系統中，電力負荷功率因數是一種極為關鍵的數據，它可以對電力系統電氣設備功率系數加以衡量。例如電力系統中如果電路交變磁場轉換較大，會損耗電力資源，從而功率因數不斷變低。全面控制功率因數，確保功率因數保持最佳狀態，可以降低電力損耗，提升電力系統無功率傳送效率，發揮電壓質量，降低電力損耗。

6 電氣自動化中無功補償技術的應用方向

6.1 關注配電網電能消耗

電氣自動化中應用無功補償技術，需要關注無功補償電流線路中的電能消耗及功率因數低等情況。安裝無功補償技術裝置，可以降低負荷無功功率，提升功率因數，減少實際利用資金。

6.2 加大用戶管理

社會生產、生活等各個領域，電力資源都有非常直觀的應用，發揮著關鍵性作用。作為供電企業，務必要穩定供電過程。因為交流電路內的電抗器參與之后，會有電源能量交換現象產生，即無功功率，盡管不會帶來實質性的電能耗損，卻會降低電網供電效率[4]。基于這樣的情況，建議供電企業在變壓器設計階段，采用無功補償技術補償電力用戶，維護電力用戶的切身利益。計算無功補償容量，可采用以下2種方法：①按照變壓器容量可實施估算。一般補償容量是變壓器容量的30%左右，如果變壓器容量是1 000 kVA，那么無功補償量是300 kVar。如果變壓器容量是1 500 kVA，那么無功補償量則是500 kVar。②可以直接在無功補償容量計算系數表中獲取數值進行計算。系數表中有非常詳細的有功功率需補償數據，若設備負載有功功率以P為代表，那么在運行狀態下的功率因數、需補償目標功率因數可以分別用cosΦ1、cosΦ2表示。如果功率數值是1 200 kW，運行功率因數是0.56，補償功率因數是0.6，在無功補償容量計算系數表中便可以得到補償容量系數，隨之計算實際補償容量，以此來維護電力用戶權益。另外，作為施工單位利用無功補償技術時，需要關注用戶側無功補償管理，加大宣傳節能降耗，確保用戶意識到利用無功補償技術能降低由于內部傳輸導致的有功功率虧損[5]。伴隨電氣科學技術的發展，無功補償技術得到了有效利用，這部分無功補償裝置能滿足施工現場需求，確保系統無功補償。

6.3 加大宣傳管理

伴隨科學技術的快速化發展，在電氣自動化中，無功補償技術具有良好的應用范圍。新形勢背景下，作為工作人員應全面推廣無功補償技術，宣傳技術優勢，讓更多人對其具有清晰認識，掌握無功補償技術的利用價值。利用無功補償技術不僅能節省用電，還能提高用電效率，降低對電力資源的浪費，實現客戶全面化管理。

7 無功補償技術應用發展趨勢

電氣自動化發展進程中，無功補償技術水平得到了顯著提升，電氣自動化的運用，解決了電氣自動化設備因為單相電力牽引負荷導致的問題。現階段中國在電氣自動化設備實際應用方面，仍然需要解決非線性問題，從而為無功補償技術明確了發展方向。比如源濾波器是無功補償技術非常重要的發展助推力，通過該設備也了解到無功補償技術有非常可觀的發展前景[6]。技術與研發人員的不懈努力還會進一步提升其發展速度。

綜合上述分析，無功補償技術在電氣自動化領域的應用優勢，主要表現在電氣自動化設備運行期間，有效減少電能損耗，促使電路一直處于高效運行狀態。供電期間運用無功補償技術，也有助于維護電力用戶切身權益，保證供電質量的同時提高供電企業經濟效益。由此可見，無功補償技術在電氣自動化中的應用方法及策略還需要進行深入研究，才能夠最大程度地發揮出其實際應用價值。

8 結束語

總而言之，無功補償技術最為主要的價值是減少電氣自動化設備運行中的電能損耗，確保電路良好運行。供電時利用無功補償技術，可以保障電力用戶利益，提升供電企業經濟效益[6]。新形勢下需要深入分析無功補償技術，讓其發揮一定的作用。