电力自动化中智能无功补偿技术的应用

谢冬青

摘 要：电力系统在运行过程中，由于受到城乡环境及地域特征等差异影响，导致电力长距离输送过程中容易出现电压不稳定等情况，很多非线性因素增强，对电力系统的安全运行构成威胁。智能无功补偿技术是电力自动化的一项新兴技术，该技术的出现解决了电力输送中电压不稳定的问题，有效提升了电力自动化水平。文章就电力自动化中智能无功补偿技术进行了深入探讨，并详细分析了该技术的具体应用，希望对相关部门的工作有借鉴价值。

关键词：电力自动化；智能无功补偿；电力系统

自动化智能无功补偿技术的应用，可有效提升电力网络的输送效率与调节能力，实现电力的稳定输送。智能无功补偿技术应用时，需要注意的是和电网中各项指标相互配合，尽可能降低电力消耗，使智能无功补偿技术的应用价值得到最大化发挥。

1 无功补偿技术在电力自动化应用中的现实意义

电力自动化单相牵引负荷的变化十分复杂，会使整个电力系统的无功功率提升，在电力系统中会出现谐波，影响电力系统运行的稳定。为解决电力系统运行过程中谐波、负序及无功等几个突出问题，国内外相关专家做了实验和研究。但由于我国情况较为特殊，人口众多，不可避免造成用电量的大幅提升，自动化系统负荷明显比国外高，非线性因素成为我国电力系统的一大难题[1]。电力工作者要认真思考电力系统的发展。通过无功补偿技术，可有效解决这一问题，提升电力行业经济效益的同时，促进其可持续发展。

2 电力自动化智能无功补偿技术的主要特点

（1）电力系统运行时，主要运用电磁感应原理。对于发电机组而言，线圈是整个发电机组的重要部分。发电时切割磁感应线必然会产生交流电，变压器作用时，电压会随之变化，同时也会受到电磁感应的影响，就能够将电能输送到较远的地方，实现有效节能。

（2）设计电力设备时，电感器一般具有阻抗和容抗的特点。这样设计在运行过程中能够有效避免谐波产生[2]。因此，设计时需要提升设计水平和运行功率。影响电力系统发展是否顺利的因素包括电能损耗情况、电能的输送情况等。无功补偿技术为电力系统稳定运行提供先导性技术支持。

（3）电力自动化智能无功补偿技术的实质，就是在发电前将无功功率注入整个电网，使发电机组在运行过程中科学、有序。能够有效控制电压的起伏，避免电压波动太大，对整个电网的安全产生威胁，同时有利于电力系统的管理。智能无功补偿技术的一大技术特点就是在电力系统发生故障时能够有效、及时进行补偿，缓解故障区域电力紧张情况。

3 电力自动化中智能无功补偿技术的主要应用设备

3.1 真空断路投切电容器

真空断路投切电容器是智能无功补偿技术中的核心设备之一，此设备主要的功能是掌控电力运输，使电力工作者及时了解电力损耗情况，从而采取有效的控制和预防措施。真空断路投切电容器的成本低，操作简便，在智能无功补偿技术中却发挥着核心支撑作用。真空断路投切电容器唯一的缺陷是使用时易产生电力损耗，合闸时会产生巨大电压，会给电路造成威胁，有时还可能会对电路中的电力设备造成破坏[3]。

3.2 可控饱和电抗器

此设备是通过调节饱和情况来间接调整电力输送，及时预防电力损耗问题。虽然此电抗器可有效控制电力系统功率，可在实际应用时，电流强度的变化会产生电磁效应，从而出现噪音。只有控制好噪音，才能使电抗器的优势得到最大化的发挥。

3.3 有源滤波器

电路运行过程中会产生负向电流，有源滤波器的功能是能够与负向电流相抵消。有源滤波器能够自动识别电流，根据电路中的电流情况产生相反的电流，有效降低负序电流产生的危害，延长电力设备的使用寿命。可是，有源滤波器的制造成本非常高，使用时也需要投入较大的代价，大范围使用有源滤波器，会使电力系统的运行成本增加，因此，有源滤波器一般仅在主干电路或者确实需要的支线电路上使用。

3.4 固定滤波器

固定滤波器的工作原理是通过调节低压侧母线的电压来降低整个电路中的电力损失。使用固定滤波器时，需将其与电容器等设备安装到电路中，并及时检测电力元件的使用情况，确保安全性。电容器运行过程中，可依据电流、电压的变化及时调整电路情况，及时进行无功补偿。这里要注意的是，在使用固定滤波器时必须安装开关，及时降低电路损耗。

4 智能无功补偿技术在电力自动化中的具体应用对策

电力部门工作人员需要认真了解和学习无功补偿设备的具体安装与使用方法。在设备安装完成后，要进行科学、细致检测，使设备从安装到投入使用，整个过程能够实现科学化、标准化[4]。

4.1 要遵循智能无功补偿方式原则

智能无功补偿需要遵循相关原则。首先要调整电网的电流或者电压，这要根据电力系统中电路运行和连通情况进行。其次，无功补偿分为动态补偿和固定补偿两种，在选择智能无功补偿时需要将二者结合起来。传统的固态补偿方式已经不能满足当前社会发展对电力系统的要求，结合电路的连通情况和电压、电流情况调整电路运行状态。再次，电力运输过程中的运输环境也会影响到电路工作情况，大量电气设备的投入使用，加剧了电力系统中三相不平衡的情况，传统的运行方式一般使用三相共补方式，但是，现在的情况已经不合适，况且单相补偿又要花费较高的成本。因此，选择无功补偿方式时要综合考虑，智能综合补偿措施能够尽可能避免电力损耗，降低运行成本，提高补偿效果。然后，可选择快速跟踪补偿方式。这是一项新技术，且已经在很多电路系统中被采用，这项技术和稳定态补偿技术结合起来成为无功补偿的研究方向，是很多电力系统部门正在努力的方向。最后，电力系统工作人员要掌握和运用方法有效控制电网电压，可以借鉴快速跟踪补偿方式。

4.2 智能无功补偿投切开关的选择

4.2.1 固态继电器

此投切开关能够根据具体情况及时作出反应，从而有效避免可能造成的损失。此外，固态继电器的使用寿命较长，一般短时间内不需要更换，在使用这一设备时不会对电力系统造成任何损失。当然，固态继电器也存在缺陷，例如：噪音很大，同时还会产生谐波，對电网的运行造成一定影响。

4.2.2 一体化智能开关

一体化智能开关的使用需要结合固态继电器，这一设备投切速度较快，综合了固态继电器和接触器的优势。此设备使用方便，智能化程度较高，可有效降低电力损耗。但这种智能开关制造和使用成本很高，很难在电力系统中大范围推广。上文中已经提到，工作人员一般仅在电力系统主干线路上使用。

4.2.3 智能一体化真空开关

真空开关会用到低压真空技术，同时结合永磁技术。智能一体化真空开关能够在电容过零时投切，能够准确控制投切，制造和使用成本也不高，可以被大多数电力部门接受。智能一体化真空开关可靠性高，使用寿命较强，短时间内无需更换。如图1所示。

4.3 智能无功补偿技术对无功控制的措施

智能无功补偿的技术特征是能够控制无功技术，借助计算机设备采集三相电流和电压，实时跟踪电力系统中的无功。在搜集完无功功率后，将其转化为可以控制的物理量。投切的限量需根据用户设定的功率情况，然后选用合适的电容器组合使用。具体包括：科学设置电压限制条件。设置禁切和禁投值，在这个过程中可根据无功功率大小设置投切限制；合理设置延时功能，只有设定好投切的延时时间，发挥无功补偿技术对时间的控制调节作用，才能确保电路的安全稳定运行，及时跟踪补偿情况，同时要将跟踪补偿数值设置为零。

5 结语

综上，智能无功补偿技术的运用使电力系统的运行效率和稳定性得到大幅提升，是电力系统发展的必然趋势。本文探讨了智能无功补偿技术对电力系统的发展的重要性及具体应用，笔者相信，在将来必定会有更多的新技术、新设备应用到无功补偿技术中，为电力系统的可持续发展作贡献。

[参考文献]

[1]高建军.无功补偿技术的发展历程及其在电力自动化系统中的应用[J].科技创新与应用，2012（5）：266-267.

[2]谭喜军.电力自动化智能无功补偿技术的研究[J].自动化技术应用，2013（6）：365-366.

[3]齐俊生.浅析智能无功补偿技术在电力自动化中的应用[J].电源技术用，2012（1）：124-125.

[4]孙静，孙红亮.浅谈电气自动化中无功补偿技术的应用[J].现代企业教育，2012（8）：12.