电气自动化中无功补偿技术探析

李辉 申政 廖红星

摘 要：此文简单介绍了无功补偿技术的有关概述与主要特点，详细分析了电气自动化中无功补偿技术的应用，并研究了无功补偿技术发展前景。

关键词：电气自动化;无功补偿技术;探析

随着科技的不断进步，人们对电气自动化提出了更高的要求，尤其是传统的电气控制系统不仅需要消耗大量的人力、物力，还会对环境造成一定程度的影响，这与可持续发展的基本国策背道而驰。而无功补偿技术在电气自动化中的应用，不仅降低了生产消耗，还有效的提高了工作效率。因此加强对无功补偿技术的研究与探索则尤为重要，也只有如此才能够为电气自动化技术的发展带来更大的经济效益与社会效益。

1 无功补偿技术概述

电气自动化技术的发展离不开电力行业，但与此同时也伴随着电力资源的严重耗损，这与我国的可持续发展国策背道而驰。也正是基于此背景下，无功补偿技术出现，并被应用到电气自动化技术之中，得到了社会各界的高度关注与青睐。这是因为无功补偿技术能够将电容器等无功电源中的电能，顺利的转换成为工业生产过程中需要的机械能、热能，进而大大的提高了发电电压质量，改善整个电力系统功率，降低因为线路过多而造成的不必要电力资源损耗。所以说，无功补偿技术在电气自动化技术中的应用，大大促进了电气自动化技术的良好发展^[1]。

2 无功补偿技术主要特点

在电气自动化设计中应用无功补偿技术，主要是通过提高电力系统负载功率因数达到降低设备容量、减少功率损耗的目的。具体地说，其技术优势主要表现在以下三个方面：第一，使电网和受电两端的电压变得更加稳定。在长距离输送电能的过程中，通过动态无功补偿装置的合理设置，可以有效地提高输电系统的稳定性，进而提高输电能力，确保整个配电网的安全稳定运行;第二，在电气自动化设备运行的过程中，需要一个相对稳定的电压，但在其运行过程中，难免会发生一些电压损耗，当损耗程度越大时，电压质量受到的影响越大。而通过无功补偿技术可以将这种损耗降至最低，确保输送电压的稳定性能够充分满足电气自动化设备的需要，从而使设备的运行功率得到保障;第三，当电气自动化设备遇到供电不足、电压质量较低等情况时，不但其运行效率会受到影响，还容易因为损耗程度过大而造成损毁^[2]。

3 电气自动化中无功补偿技术应用

3.1 维护电力用户利益

现如今，无论是社会生产还是人们的日常生活，都离不开电力资源。因此，供电企业必须保证供电过程中的稳定性与可靠性。但实际上，由于在交流电路中电抗器参与会产生一定的电源能量交换，也就是无功功率，这种情况虽然不会造成实质上的电能耗损，但却会对电网的供电效率造成不良影响。因为考虑到这一点，供电企业在设计变压器时，基本上都是利用无功补偿技术对电力用户给予补偿，为客户利益提供保障。在对无功补偿容量进行计算时，主要包括以下两种方式：第一种，根据变压器容量进行估算。通常情况下，补偿容量为变压器容量的30%，例如，當变压器容量为1000kva时，其功补偿量则为300kvar;当变压器容量为1600kva时，无功补偿量为500kvar;第二种，通过查询“无功补偿容量计算系数表”进行计算。在该系数表内，载明了1kW有功功率所需要补偿的数值。如果设备负载的有功功率通过P来表示，运行时的功率因数和需要补偿的目标功率因数分为cosφ1和cosφ2，其具体计算如下，当有功功率为1000kW、运行功率因数为0.58、补偿功率因数为0.7时，通过查询“无功补偿容量计算系数表”可以得知，补偿容量系数为0.39，补偿容量则为1000×0.39=390kvar。通过以上两种方式，都可以使用户的利益得到有效保障^[3]。

3.2 对回路电流进行无功补偿

由于电流本身具有连续性，所以，在回路电路当中必然存在回路电流，而电流也必然会产生一些电能损耗。因此，对回路电路进行无功补偿，可以有效降低电能损耗，其补偿方式主是要通过滤波器原理对回路电流进行无功补偿。电源中的滤波器是一种由电容、电感和电阻共同组成的滤波电路，通过它可以滤除电路中的指定频点，最终得到特定频率的电源信号。因此，通过在电路中安装滤波器，可以使滤波器频率范围得到优化调整，并且使滤波器中的电容电流与回流电路中的感性电流互相抵消，最终使回流电流保持在一种相对稳定的运行状态中，不再持续做功。在电路稳定运行状态下，还可以同时串联滤波器适量地降低电压，从而对回流电路进行无功补偿^[4]。

3.3 无功补偿技术在变电站中的应用

电能要想进行远距离的输送，就必须采取有效措施减少传输过程中的电能损耗。首先，先将电压转换成高压电，传输到接近指定地点时，再将高压电降低至用户可以使用的数值，而这个电压升降工作则需要依靠变电站来完成。需求说明的是，当电力用户所使用的变压器为无功功率变压器时，就意味着该用户已得到了无功补偿，无须再提供无功补偿服务。当变电线路处于正常运行状态时，代表供电效率良好，在这种情况下，也无须向用户提供无功补偿服务。而无功补偿技术主要用于非无功功率变压器中，其应用方式与无功功率变压器相同，需要通过变压器容量进行计算。需要注意的是，容性无功补偿设备的容量与无功功率变压器存在一定的差异，所以，补偿设备的最大容量值不能达到变压器的最大容量值，否则，就会对整个电力系统造成重大安全隐患。

3.4 无功补偿技术在真空断路器设备中的应用

与传统断路器相比而言，真空断路器具有体积小、重量轻、适用操作、不必经常检修等优势特点。因此，在电气自动化设备中，真空断路器是一种比较常见的保护装置。但是，由于真空断路器的型号较多，而每种型号的适用范围和使用性能上又存在差异，导致将无功补偿技术难以引用到真空断路器的制造中。但是，如果在制造过程中引入无功补偿技术，可以使真实断路器的内部结构得到优化调整，进而使其制造成本得到大幅降低^[5]。

4 无功补偿技术发展前景

无功补偿技术是伴随着电气自动化水平不断发展而渐渐衍生出来的，它的诞生与应用在很大程度上缓解了电气自动化设备中由单相电力牵引负荷所引发的诸多问题。但是，从我国当前电气自动化设备的应用现状来看，其还存在着比较突出的非线性问题，这就给无功补偿技术提供了很大的发展空间。例如，最近发展起来的有源滤波器，就推动了无功补偿技术的发展。这也在程度上说明了无功补偿技术还将具有较大的发展空间，相信通过技术人员和研发人员的不懈努力，其发展速度还将获得大幅提升^[6]。

5 结语

综上所述，对于无功补偿技术而言，其最大优势在于能够在电气自动化设备运行的过程中降低电能损耗，使电路始终处于高效运行的状态下。在供电过程中，通过无功补偿技术可以使电力用户的利益得到保障，提高供电企业的服务质量与经济效益。

参考文献：

[1]王延涛.电气自动化中无功补偿技术的有效应用研究[J].建材与装饰，2018（41）：205-206.

[2]陈永敏.无功补偿技术在电气自动化中的应用探析[J].通讯世界，2018（09）：184-185.

[3]李想.无功补偿技术在电气自动化中的应用研究[J].科技风，2018（25）：115.

[4]罗晨.电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用分析[J].中国高新区，2018（13）：169.

[5]张明辉，吴心国，傅磊.工程电气及其自动化无功补偿技术的实际应用[J].自动化应用，2018（04）：157-158.

[6]张筱璐，杨雨佳.新时期无功补偿技术在电气自动化中的应用研究[J].内燃机与配件，2018（07）：210-212.