电气自动化中无功补偿技术的应用探讨

陈波波

（深圳市科信通信技术股份有限公司，广东 深圳 518000）

电气自动化中无功补偿技术的应用探讨

陈波波

（深圳市科信通信技术股份有限公司，广东 深圳 518000）

随着我国社会经济的快速发展以及自动化技术水平的不断提高，电气自动化水平日益提高，无功补偿技术在电气自动化中的应用也越来越广泛。无功补偿技术是电气自动化中的一项重要技术，能够降低电路中的电能损耗，对其展开探讨十分必要。对无功补偿技术进行了介绍，分析了电气自动化中无功补偿技术应用中存在的问题，并对其应用措施进行了介绍，以期为有关单位提供参考。

无功补偿技术；电气自动化；功率负荷；额定值

目前，常采用的无功补偿措施是将一些有容性及感性功率负荷的电气设施以并联的方式连接在电路中，能量在这两种负荷中相互转换，即某一负荷进行能量释放时，另一负荷进行吸收。在此过程中，无功功率得到了有效补偿。通常电路在感性的情况下，会对无功功率进行吸收，出现阻止电流增大、达到额定值减缓的现象；相反，容性电路则释放无功功率，电压到达额定值减缓。这2种形式电路的无功功率也会表现出感性和容性两种，其作用都是保证电气设备形成足够的磁场，这也是无功补偿技术的原理。

1 无功补偿作用

无功补偿的作用主要体现在保证供电质量、减少能量损耗、保证稳定性以及对无功功率的平衡调节上。

1.1 提高电压质量

电压质量的好坏主要由电压损失决定，通过无功功率的补偿，可以有效减少电路中无功功率的传输，使功率因数升高，相应的电压损失也就减少，从而保证了电压的质量。

1.2 减少投资

投资的减少主要体现在变压器的功效提高上，通过无功功率的补偿，可以有效减少电路中无功功率的传输，使得功率因数升高；当功率因数提高后，相应的变压器能够高效运转，无需使用较大的变压器，节省了输变电设备的开支。

1.3 减少用电费用

我国对功率因数有明确的规定值，如果用户端的功率因数低于此值，则会有相应的处罚，而无功补偿技术可使电路中的功率因数明显提高，不至于受到处罚。另外，还可以避免电路因无功功率的传导造成的能量损失，从而减少用电费用的支出。

1.4 提高传输能力

电路的传输能力体现为在有功功率一定的前提下，电路传输电力的功率及视在功率与功率因数成反比，进行无功功率的补偿后使得功率因数变大，相应的实际功率变小，电路的传输能力更强。

2 无功补偿技术的设计思路

2.1 TCR与稳定滤波设备相结合

TCR指的是晶闸管控制电抗器，它可以对晶闸管的导通时间进行调整，且其有效电抗能够不间断地改变。当晶闸管控制电抗器的磁饱和度时，能够作用于电路中的感性电流，平衡与其并联的稳定滤波设备中的容性无功功率。

2.2 调压式无功补偿

该设计思路是利用电压调节器对电路中的滤波器或电抗器电压进行调整，进而控制无功功率的输出。这种设计方法能够实现动态的无功补偿，实际的补偿效果要好于常规的补偿方式，且补偿装置占用的面积较小，年损耗率低于2%，维修方便，但也存在响应时间慢、滤波效果不理想的问题。总体上该设计方法还需要继续完善，技术水平有待于提高。

2.3 可控饱和电抗器与过滤谐波装置组合

可控饱和电抗器能够有效提高功率因数，维持电路电压的稳定，与过滤谐波装置相组合，可以串联电抗器，以及与晶闸管反并联，以此达到平衡无功功率的目的，更可以防止谐波造成的污染，延长电气设备的使用寿命，减少电路系统的运行损耗。但该方法建造成本较为高昂，技术要求高，在运行过程中存在一定的风险，尚需进一步改进，以扩大应用范围。

3 应用中存在问题

3.1 应用的局限性

无功补偿技术在我国已经有了较多的应用，但由于我国在此方面的起步较晚，在应用中出现了诸多问题，限制了无功补偿技术的发展，主要体现在2方面：①技术本身的成熟度不足，存在缺陷；②我国的设备相对而言不先进。

3.2 系统谐波的影响

在某些整流设备、电弧炉等非线性的负荷或电力拖动设备运行的过程中，会使电力系统出现谐波，谐波的存在会使得无功补偿电容长期承载电流，进而使其出现过热损坏的情况，而电容器的投放会进一步加剧谐波电流的产生，这就会使得电容器及电路的安全性得不到保证。

3.3 无功补偿的配置问题

根据无功功率的原理，电力从发电站输入到高压变电站时，通常会出现无功电流的输送，还要经过多个低压变电站，特别是长距离输电时，距离越长，无功电流的传输就越多。针对此问题，某些变电站采取的方法是整组投切，以此补偿电容量，但这种方法并不能有效达到平衡转变负荷的目的，相反带来了过高的负荷，也会影响倒置传输过程，加大了传输过程的风险和能量损失。

4 应用措施解析

电气自动化过程中会有较多的能量损耗，主要是无功功率的传输引起的，补偿技术的应用可以避免无功功率引起的损耗，提高电气自动化的安全性，使企业成本降低，更可以保证企业生产运行的安全。因此，需要采取措施使无功补偿能在自动化电气中发挥最大的效果。

4.1 应用于配电线路

确定分支线路中的无功损耗量，然后分析需要补偿的容量，做好分支电路的选择，补偿方式可以选用业主自主的方式，达到补充容量的目的。确定分支线路中的无功损耗量时，通常使用配电变压器，计算其空载无功损耗，选用补充容量充足的补偿设备，避免线路补偿不足；进行优化时，以时间或电压变化为依据进行优化和投入，使得补偿效果最优。

4.2 并联补偿

在同一电路中，对用电负荷以并联的方式与电容器连接，达到提高功率因数的目的。并联电容器应用无功补偿技术有利于降低供电网路的能量损失。采用此方法减少电路中电压的损失，提高功率因数，是在电气自动化中应用无功补偿的常用措施。

4.3 电力用户补偿

在电气自动化中应用无功补偿技术时，通常也应考虑用户的无功补偿，这样会使用户的供电电路中的能量损失大幅度减少，满足了用户节约用电的要求，也符合国家制订的相关规定。根据用户区的用电特点，可以选用不同的补偿方式，比如集中安装电容器组、按照用户的用电规模分成几组安装电容器、针对某一电气设备单独安装电容器。

5 结束语

综上所述，当前电力行业向着电气自动化的方向快速发展，而无功补偿技术对电气自动化的发展具有重要意义。因此，相关技术人员要对无功补偿技术展开研究，将其合理应用于电气自动化中，确保无功补偿技术效益的充分发挥，从而提高电气自动化水平，促进我国电力行业的快速发展。

［1］邹地长，陈卸水，李人才.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.通讯世界，2015（04）.

［2］韦星，陈余寿.无功补偿技术在电气自动化中的应用思考［J］.山东工业技术，2015（07）.

TM77

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.144

2095－6835（2017）21－0144－02

〔编辑：张思楠〕