无功补偿技术在电气自动化中的应用思考

韦 星,陈余寿（南京师范大学电气与自动化工程学院电自2012级,南京210042）

无功补偿技术在电气自动化中的应用思考

韦 星,陈余寿
（南京师范大学电气与自动化工程学院电自2012级,南京210042）

摘 要：随着科学技术水平的发展，电气自动化在我国得到迅速发展，应用范围也得到很大的扩展，而无功补偿技术也在电气自动化又很重大的意义。本文将对无功补偿技术在电气自动化中的应用进行介绍，并介绍在电气自动化中如何使用无功补偿技术，对无功补偿技术在电气自动化中的应用进行深入探究。

关键词：无功补偿；技术电气；自动化应用

本文通过对手车式开关柜内部电弧故障的发展过程进行剖析，由此介绍并分析了手车式开关柜内部电弧保护装置的原理，让我们对内部电弧保护装置的应用优势更加明确了然，对手车式开关柜内部电弧保护装置的研究也起到了重要作用。

1 引言

随着我国社会经济水平的迅速发展，电气自动化在各个领域中崭露头角，但在高度的电子自动化的应用过程中还存在着单相电力负荷牵引的问题，对电力的自动化资源以及系统的总体效益有极大的消极作用。无功补偿技术能够有效改善电气自动化系统中存在着的非线性因素，近些年来受到了越来越多人的关注。

2 无功补偿技术和电气自动化

2.1 无功补偿技术的内涵及特点

无功补偿技术是为无功功率补偿，为满足经济发展的需求和电网负荷的需求，在电力网和负荷端之间添入电容器等无功电源，使电能转化为另一种形式，从而使电能做功的功率得到有效提高。其本质上是为了提高电气自动化的高功率因素，并通过与滤波技术相结合的途径，使谐波补偿、降低负序。无功补偿技术在电力系统中发挥着不可替代的作用，它能够有效提高电网功率的因数，降低供电的损耗，从而改善供电的整体环境。

无功补偿技术可以对电网和电压进行控制，从而对供电指令进行综合性分析，使控制器的操作能够达到准确无误，通过动态的补偿，使电网频率变动和电网抗阻发生冲突的可能性达到最小甚至避免，同时也将射频干扰程度降到最低。

无功补偿技术作为无功电压控制系统中的一个环节，充分利用发电机组将无功功率配送到配电网络中去，从而维持电力系统的正常运行，一般运行条件下，部分无功功率会被吸收，当电力系统发生故障时也能够保障电网的顺利运行。

电磁感应是发电机组等电力装置的主要工作原理，变压器能够在电磁感应长中引起电压的变化，从而实现远距离传输的目的，使得在电力传输过程中的电力损耗的得到弥补。电动机中，电流受力，在强度磁场下与变压器进行磁电转换，同时使得电力机械装置能够在电磁周期中具备同等吸入功率和释放功率，防止损耗的出现，产生感性无功功率。

2.2 常见的无功补偿技术

无功补偿是城乡电网建设过程中的关键步骤，对于电气电压的稳定和系统功率的提高发挥着极为重要的作用，尤其是高压无功补偿技术，有更为深广的意义。实际应用过程中，无功补偿技术主要有以下几种方式：

有缘滤波器。这一装置能够使电力装置产生负序的电流，从而满足电源的需求，它能够与和谐波电流相互抵制，有调节速度快和补偿灵活的特点。

固定滤波器。此装置与滤波器相连接来改变无功出力，从而实现对于开关通断的调节，能有有效的提供稳定的无功率滤波。

可控饱和电控器。该设备通过调节电阻抗器的饱和度来实现对回路电流的调整，能够抵消并联滤波器当中的无功功率电流，投入使用的时间段较长，缺点是会产生很强的噪音。

真空短路投切电容器。此种设备相较之下，投资少，操作简单。但是在合闸的瞬间可能产生较大的电压，导致设备的损坏，所以，不宜频繁的开关。

2.3 电气自动化的内涵及特点

电气自动化经常应用于工厂的生产过程中，从而提高企业的整体经济效益。该技术随着工业技术的不断发展得到了更加广泛的应用，在我国工业生产的过程中占据着十分重要的地位。目前，电气自动化仍存在着许多问题，需要在实际的应用于操作中得到解决，从而实现自动化创新，提高自动化的水平。

电气自动化的特点主要是将软件和硬件相结合、原件与系统相结合、强电与弱电相结合、电气技术和电工技术相结合。

2.4 无功补偿技术与电气自动化结合的设计方法

结合晶闸管将电抗器与稳定滤波设备相结合，使得在调节饱和电抗器的磁饱和度时，使得流入回路的感性电流受到影响，并联滤波器中的额外无功率达到均衡。不定期的投入滤波器在一定程度上也使得晶闸管的使用量得到降低，使得系统的处理速度得到极大的提高。

过滤谐波装置与可控饱和电抗器相结合，串联电抗器和反并联晶闸管可以平衡无功功率的补偿电流，满足功率因素方面的要求。与其他技术相比较而言，该项技术投入时间长、调整的速度高、运转操作方便，但该技术要求大、造价相对较高、应用风险性也比较高，这些因素导致此项技术现在没有得到很大范围的应用。

将稳定电压器、电容器严厉调整和电容器有机结合。此种方式使用之前，需要将变压器低压部分的两侧母线进行相应的调整，使连接在低压母线的滤波器和电抗器上的电压能够达到无功功率改变的目的。在现在的实际应用中，将稳定滤波器、电容器压力调整和电容器三者相结合的技术水平还不够成熟。

3 无功补偿技术在电气自动化中的应用

3.1 无功补偿技术应用在电气自动化中存在的问题

我国无功补偿技术的局限性。无功补偿技术在我国起步较晚，使得此技术在电气自动化的应用中存在着各种各样的问题，主要是技术本身的缺陷和设备相对落后两种问题。例如，经常要用到的真空断路器设备，技术上的不完善使得此设备在合闸时易产生高电压，给动态补偿带来不利的作用，影响了无功补偿技术在电气自动化中的应用水平。

系统谐波对无功补偿技术的影响。在电气自动化的整个阶段，此系统的谐波会大大缩短无功补偿装置的电容寿命，提高了后期维护的成本。另一方面，在实际的应用过程中，系统本身也会产生一定的谐波，也会造成设备本省的破坏。

无功补偿在输电途中配置的不合理。通过发电厂向高压变电站提供无功电流传输的过程中，要经过多个低压变电站，尤其是较远距离的传输过程中，更多的无功电流会被传输。有的变电站会采用整组投切的方式进行电容量的补充，无法实现负荷转变的均衡，还会因为功率因素高、负荷状态高而导致补偿的发生。在进行倒置传输的过程中，传输过程的风险以及对电网的损耗风险程度也会明显的增大。

3.2 无功补偿技术在电气自动化中问题的解决措施

电气自动化中应用无功补偿技术能够有效的降低资源的浪费率，同时使得电气自动化的安全程度得到有效的提高，可以有效降低企业的运行成本，对提高系统的安全性、降低安全事故的发生频率、提升经济效益具有很重大的意义。

（1）配电线路实施无功补偿。在配电线路中使用无补偿产技术是提高电气自动化的重要方式，也是在分支线路中实现无功补偿的重要方法。此种方法需要首先使用配电变压器对分支线路中无功损耗的情况进行确定，进而确定补偿的容量，进行分支线路的选择，最后需要采用用户自主补偿的方式进行容量的补充。补充容量确定的基础是变电器的空载无功损耗，补偿设备如果没有保障，线路容易处于欠补偿的状态。将电容器按照符合时间或者电压为变化的基础进行一定的投入，可以达到实现最优补偿的目的。

（2）并联电容器无功补偿。并联电容器实施无功补偿能够有效降低电网的损失，提高用电负载的功率是常见的一种节电措施。并联电容器来降低电压的损耗，提高功率，是实现无功补偿机电自动化的手段之一。并联补偿是指在同一个电路中，将电容器与被补偿设备直接相连，对提高功率有重要的意义。

（3）电力用户的无功补偿。电力用户的补偿也是实现无功补偿电气自动化的重要举措，将用户的供电网络的损耗降低到最小的程度，从而获得最大的节电效益。此种方式需要加强对节能措施的宣传和对无功补偿的管理，从而进一步确定最优的补偿措施和补充的容量。可以根据补偿的方式和补偿的规模分成三种，即集中补偿、分组补偿和个别补偿。

集中补偿是指在用户的变电装置中集体安装电容器组，有效的减少变压器无功功率的损失量，使得节电的效益达到最高。就地补偿措施的采用，使得电能在输电线路中的损失有效降低，使得电容器达到自动投切，无功负荷可以自动的补充调节，有较高的利用率。

分组补偿是指合理的分配需要安装的电容器，并且按照组别对配电线进行一定的装置，从而实现分组补偿。此种方式保证各个车间的无功电力的平衡，在向上级线路运输过程中的损耗也得到饿了一定程度的降低。

个别补偿指的是将用电设备和电容器两者直接相连接，实现电容器的同时投入和产出，使得机身得到无功损耗的补偿，在大中型异步电动机中有更为显著的效果。

4 总结

近年来，我国的电气自动化和无功补偿技术的联合应用得到了很广泛的推广，在对国外先进技术的借鉴和深入的探讨研究中，使得两者的结合更为紧密。电气自动化和无功补偿技术本身都有其显著的优势，两者的结合在电气功率的提高上有极其重要的意义。为推动我国工业和生活用电的效率，需要我们对电气自动化和无功补偿技术的结合做更为深入的研究，以取得更大的经济效益，为推动我国经济发展的整体水平做出更大的贡献。

参考文献：

[1]赵洪升，金虎.电气自动化无功补偿技术应用初探[J].房地产导刊,2014(01).

[2]邵长娟.浅谈电气自动化智能无功补偿技术应用[J].中国信息化,2013(14).

[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).