电气自动化中无功补偿技术的应用

刘运嘉，董欣然，张 轩

（山东科技大学济南校区，山东 济南 250031）

0 引 言

将电气自动化中无功补偿技术应用在电力行业中，不仅可以保障电压的稳定性，节约更多电力资源，而且可以降低维护费用，提高电力资源的传输质量。因此，可以将无功补偿技术高效广泛地应用在变电站、用户设备、配电线路中，充分发挥其价值与作用。

1 电气自动化中无功补偿技术的作用

1.1 保障电压稳定

电气自动化技术与设备的应用，实现了电网的高效化、自动化、智能化、一体化管理，加快了电力行业发展步伐。而无功补偿技术的应用，可以让电网始终处于稳定状态，有效控制设备运行中的破坏电流，保障设备内部的各个零件始终处于高效稳定的运行状态，提高电压质量。此外，可以降低电压损失与电能损耗，满足现阶段的电力使用需求，保障各个电气设备与电路的稳定性。

1.2 节约电力资源

电网使用的电线以铜线为主，虽然其导电性能良好、使用寿命较长，但是相比于金，还是会出现产生一些损耗。因此，我国每年的电能损耗量较大，不利于电力企业可持续发展。通过无功补偿技术的应用，可以稳定电压，提高电力资源的传输质量，避免各种因素的干扰，有效降低损耗，从而节约大量的电力资源，帮助人们节约更多电费，有利于稳定社会秩序。

1.3 降低维护费用

电网系统一旦出现故障，就要立即展开维修。在维修中，不仅需要消耗大量的人工费与材料费，还会因为停电致使人们遭受经济损失。因此，只有保障电网高效、稳定运行，才能降低成本费用，保障人们的生活工作有序进行。通过无功补偿技术的应用，可以提高变压器、电网线路等运行效率，保障其运行安全，减少故障的出现概率。这样不仅降低了维修、管理费用，还减少了设备投入的开支，保障了电力行业高效稳定发展。

1.4 提高传输质量

在有功功率的电路传输中，功率因数与传输电力功率、可用功率呈反比，也就是指功率因数越高，传输电力功率、可用功率越低。这就会导致电力传输质量较低，无法满足人们的实际用电需求。而通过无功补偿技术的应用，既提高了功率因数，也有效控制了可用功率，提高了传输质量。可见，无功补偿技术在电网中的应用有着非常深远的意义。

2 电气自动化中无功补偿技术的应用

2.1 在变电站的应用

变电站是电网的重要组成部分，也是电网的核心与心脏。通过无功补偿技术的应用，可以优化电网，降低损耗，提高电力资源的质量。首先，通过无功补偿技术的应用，可以保证电网的无功功率始终处于平衡状态。再通过适当的无功补偿，可以提高各个设备与环节的运行质量与性能。例如，关联电容器、同步调相机等设备，通过无功补偿技术的应用，可以将其电压控制在合理的范围内，并且有效防止过压等现象。其次，通过无功补偿技术的应用，可以优化电网的运行环境，提高电力资源的质量。原因在于利用无功补偿技术，便于工作人员及时找出运行中存在的问题，并且分析原因，提出有效的解决措施，实现集中与高效管理。最后，通过低压分组补偿的方法，可以保障电压始终处于稳定状态，提高整个变电站的安全性[1,2]。

2.2 在用户设备中的应用

电网的终端为用户设备，由于用户设备数量较多、分布较为疏散，需要加强无功补偿技术的应用。加之随着社会经济的高速发展，人们的用电需求在不断增加，电器设备的数量在不断增多，用电负荷在不断加大，为了保障人们的正常用电需求，需要实现电子自动化技术与设备的广泛应用，最终进行无功补偿。现阶段，家家户户都会使用一些大型的电冰箱、洗衣机等电器，电视机、空调、电磁炉等使用频率也比较高，这对电网的供电能力与输送质量提出了很高的要求。如果无法满足实际的用电需求，不仅容易出现短路及断路现象，还会增加人们的电费缴纳负担。而采用无功补偿技术对电器设备的电压与电流进行有效控制，可避免受到各种因素的干扰，降低无功损耗，提高电器设备利用效率。如表1所示，通过无功补偿技术的应用，用户设备的无功补偿率均在1.04以上。

表1 无功补偿技术在用户设备中的应用效果

无功补偿技术在用户设备中的应用需注意以下两个方面：第一，加大节能宣传力度，引导广大群众认识到无功补偿的重要性，并且主动参与无功补偿的应用，积极使用符合国家相关规定的电气设备；第二，将无功补偿技术广泛应用在用户内部的配电网中，降低无功能耗，让用户直观感受到电费的减少，这样还可以降低检修、维护的成本费用[3,4]。

2.3 在配电线路中的应用

实现电气自动化，是实现电力行业可持续发展的关键措施，更是电网改革的重要环节。为了保障电网运行的稳定性，需要对电网进行改造升级，加大电气自动化的运用力度，并且积极应用无功补偿技术。将无功补偿技术应用在配电线路中，主要是通过分支线路的补偿来平衡分支线路的无功功率。这样就可以降低设备损耗，提高使用效率，保障电力资源高效、安全、稳定传输。而如何控制分支线路无功消耗的补偿，降低主干线路为分支线路的无功传输率，是整个应用中的关键点与核心。由于节点的电压水平会根据无功功率的变化而改变，因此可以通过无功功率的调节来稳定电压，提高节点的负荷力，将配电线路的电压控制在合理范围内。

3 电气自动化中无功补偿技术应用要点

3.1 选择适宜的设备

将无功补偿技术应用在电力行业中，需要选择适宜的设备，才能充分发挥无功补偿技术的作用。其中，选择适宜的智能无功补偿投切开关是非常重要的，通常可以选择固态继电器，其是目前电力行业应用比较广泛的设备之一。其优点表现如下：（1）智能化，工作人员可以根据相应的标准将电网运行中可能出现的故障特点进行预设；（2）准确化，投切开关可以根据预设标准，准确判断故障源与故障点，并且快速切断线路；（3）节能化，在投切开关的使用中既不会耗费电力资源，也不会投入较多的成本费用，使用寿命较长。另外，可以使用智能一体化开关。随着社会经济的高速发展，很多现代化信息技术随之出现，如互联网信息技术、物联网技术、大数据技术等，不仅广泛应用在各个行业与领域中，还实现了各行工作的高效化、智能化与一体化。智能一体化开关在社会经济的高速发展下出现，作为现代化信息技术的产物，它广泛应用在各个行业与领域中，通过人工智能技术将开关智能化，可实现自动控制、报警预警以及远程通信，大大提高了各行工作的高效化、智能化与一体化。

3.2 提高变电站容量

变电站是电网的心脏与核心。将无功补偿技术应用在变电站中，需要适当提高其容量，这样才能为电力企业带来更多的经济效益。首先，工作人员要密切观测变电站的容量输出，结合当地的用电情况，根据变电站的实际情况，进行无功补偿容量的适当调整。其次，需要借助先进的、专业的检测仪器，使用高科技技术，通过输电过程的工艺优化、技术提升来提高无功补偿的应用效率，最终降低电能损耗。

3.3 使用高效装置

高效的无功补偿装置与无功补偿技术的有效结合，可以达到无功补偿的目的，满足实际用电要求，节约更多的电力资源。首先，可以使用晶闸管相控电抗器，通过对触发角的调整来改变无功容量。采用这种无功装置，需要经过科学合理的计算分析，再将其调整数据输入无功装置中，进而实现投切。这种无功装置可以实现连续、快速补偿，但是使用次数越多，寿命会缩短。其次，使用双晶闸管或者晶闸管反并联相控电抗器，通过无触点开关的控制来实现投切。这样就可以根据无功功率的变化，做出相应的判断，最终可以稳定电压，保障电力资源的稳定传输。最后，使用磁控电抗器型静止无功补偿装置，将三项饱和电抗器工作的绕组相互并联到电网中进行无功补偿。通过该装置的使用，不仅可以改变无功功率，还可以将不同的装置有效连接，实现紧密配合，最终改变无功功率与电能饱和度。但是在实际使用中能耗损失较大，需要根据实际情况进行灵活运用。

4 结 论

在电气自动化无功补偿技术的应用中，需要注意以下要点：选择适宜的设备，降低电能损耗；提高变电站容量，提高使用效率；使用高效装置，延长使用寿命等。