无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨

崔保功

（荆州理工职业学院，湖北荆州 434000）

无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨

崔保功

（荆州理工职业学院，湖北荆州 434000）

电力产业是基础能源产业，在社会经济结构中占有越来越重要的位置，无功补偿技术是电气自动化系统中的重要技术，对于抵御外界干扰，提升系统运行的稳定性具有重要意义，本文对无功补偿技术进行概述，探讨了基于无功补偿技术的电气自动化，并分析了无功补偿技术应用中存在的问题及解决方法。

无功补偿技术 电气自动化 应用

随着科学技术的发展，电气工程的自动化水平不断提高，各类技术的发展为电气工程自动化提供支持，促进了电力企业的进一步发展，其中，无功补偿技术在电气自动化中的应用较为广泛，该技术对于提高电力系统的安全性和稳定性具有重要意义。

1 无功补偿技术概述

1.1 无功补偿技术的原理

无功补偿技术的理论依据是无功功率，无功功率是一个抽象概念，一般在电路电场中发挥交换作用，将电能转换为其他形式的能量。例如，如果一个电器设备中存在电磁线圈，就会在周围形成磁场，该磁场会消耗掉一部分无功功率。在一个并联电路中，一条线路安装容性功率负荷，另一条线路安装感性功率负荷，这两种负荷就会实现能量交换，其中一条线路运转所需要的功率就可以通过另一条线路来补偿，这就是无功补偿技术的原理。将无功补偿技术应用于电气自动化中，能够提升电力系统的电网功率因数，同时降低输电过程的功率损耗，有效改善供电环境。随着电气自动化的进一步发展，无功补偿装置已经在整个电力系统中占据越来越重要的位置，人们有效运用该项技术来控制非线性因素对电气自动化的影响，提高电能利用率，保障用电质量［1］。

1.2 无功补偿技术的应用特点

首先，该技术获得电能的方式很多，传统的有功发电中主要通过发电机来获取电能，而无功补偿装置除了可以从发电机获取电能以外，还可以从调相机或者静止无功补偿器中获取电能；其次，无功补偿技术在运用的过程中对供电地域有一定要求，如果要实现该部分电能的远距离输送，发电系统与用电系统之间就必须有较大电压差，但是如果满足这种条件，电能在输送过程中又会产生很大损耗，导致供电效率低，不符合输电用电过程中低损耗、高效率的原则，因此，要尽量避免远距离输送，从这个层面分析，我们不得说无功补偿技术应用于电气自动化系统中存在一定的地域局限性；最后，该技术对系统中电压的控制具有一定的分散性。每个电力系统对频率的控制原则都是有功平衡，而对电压的控制则正好相反，要以无功平衡为主，我国全网统一使用单频率，所以只要对整个系统进行有功平衡控制就会达到频率的要求，但是系统中每个节点的电压是不同的，因此要保证无功平衡就必须对系统中所有节点进行分别控制，才能达到电压的无功平衡要求。

2 基于无功补偿技术的电气自动化探讨

2.1 应用于固定滤波器及有源滤波器中

固定滤波器在运行过程中就很好的应用了该项技术，滤波器在运用该项技术后会产生电流，而电网系统运行时则会产生谐波电流，二者之间正好相互抵消，保证了系统的电力平衡，不仅节约了电力资源，还有效提升了电力系统的稳定性。该技术应用于有源滤波器中也是类似的道理，有源滤波器运行时产生的电流会与无功补偿装置产生的电流结合，然后相互抵消，通过这种方式来减少能源损耗，减少谐波电流对环境的污染，同时降低运行成本［2］。

2.2 应用于饱和电抗器中

无功补偿装置能够自动调节饱和电抗器，在通过调整其饱和程度来控制感性电流，使得系统在运行过程中产生的多余电流与无功补偿装置产生的电流相互融合，实现了对电网设备的维护，使变压器一类设备损耗程度降低，同时减小设备运行过程中产生的噪音，一方面减小了不必要的损失、降低成本，另一方面有效改善了系统的运行环境。

2.3 对电力用户的无功补偿

对电力用户进行无功补偿有以下两种方式：一种是经过无功补偿后，系统的运行达到预期功率因数标准，从而获取电费奖励，功率因数达到一定水平后，电力企业就要设计补偿方案，实现对用户的无功补偿；另一种方式是将该项技术应用到用户的配电网中，直接降低用户用电系统的无功消耗，提升能源利用率。具体可以分为以下三种形式：第一种是分批补偿，将电容器进行分组，按照规划在配电母线上安装这些电容器，通过多组集群进行分批补偿，进而实现整个系统的无功补偿；第二种是少数补偿，这种补偿形式是将分批补偿作为基础，电容器与用电器之间是并联关系，因此用电器耗能越高，系统就能够得到越多的无功补偿；第三种是集中补偿，电容器不分散安装，而是以群组的形式集中安装在母线上，或者是直接安装在变电站里，实现集中补偿。每种补偿形式都有自身的优势，分批补偿能够将所有设备的无功功率进行均衡，且均衡过程中不需要使用其他线路中的功率，降低了上级电路的无功消耗，少数补偿能够扩大电动机的使用范围，对各种类型的电动机进行实时补偿，而集中补偿能够自动调节补偿容量，将补偿度控制在合适的范围内［3］。

3 无功补偿技术应用中存在的问题及解决方法

谐波电流与电路损耗是无功补偿技术在应用过程中比较容易出现的问题，电容器虽然具有抑制谐波的功能，但是如果谐波电流的强度过大，就会对电容器造成损伤，也会对整个电网系统的正常运行造成干扰。而电路损耗问题是电气自动化发展过程中一直面临的问题，一方面浪费资源、污染环境，另一方面会严重影响电力系统运行的稳定性。针对这些问题，在选择无功补偿装置时要考虑综合因素，尽量限制谐波电流对整个系统的干扰，保证该装置能够有效发挥作用。在选择电线等硬件设备时要充分考虑环境因素，尽量使用那些适应性较强的硬件装置，同时要提升输送电压和电流过程的稳定性，减少输电过程的电能损耗。

4 结语

本文大致介绍了无功补偿技术的应用原理及特点，分析了该项技术在自动化系统中的多方面应用，通过这些应用我们可以看出，无功补偿技术能够帮助电网系统抵御外界因素的干扰，降低系统的运行成本，提高电力系统的自动化水平，有利于电力企业的健康发展。

［1］周扬.无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨［J］.机电信息，2014，33：99+101.

［2］郭奉凯.电气自动化过程中无功补偿技术的相关分析［J］.山东工业技术，2015，02：219.

［3］王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.价值工程，2011，06：79.