电气自动化中无功补偿技术的运用分析

电气自动化中无功补偿技术的运用分析

陈伟军

国网福建浦城县供电有限公司陈伟军

摘要：无功补偿技术的出现对电气自动化行业的影响是巨大的，本文首先对无功补偿技术进行概述，然后对无功补偿技术的运用进行了分析，并针对一些问题给出了笔者的建议，希望通过本文的论述，从而促进无功补偿技术的应用以及改善，从而达到保护电网系统以及提高电气自动化设备稳定性的目的。

关键词：电气自动化；无功补偿；应用电气自动化

随着经济以及科技的快速发展，其程度越来越深，电气自动化技术的应用范围也越来越广。但是，电气自动化设备中的非线性因素也在不断的增加，单向电力牵引负荷的变化规律也日益复杂，所以电网中负序与谐波的注入量和无功功率势必会增加。无功补偿技术应运而生了。它不仅能够对电网系统进行保护，同时能够增加电气自动化设备的稳定性。所以，在电气自动化设备中，无功补偿技术的应用是非常重要的，并且其前景广阔。

一、无功补偿技术概述电力系统中，存有大量的感性负载，当系统工作时，需要向这些负载提供大量的感性无功。也就是说在工作时，感性负载会向系统中注入大量的容性无功，这样系统中的容性无功功率就会过剩，从而影响电气自动化系统的安全运行。并联电容器组可以进行无功补偿，从而使得系统的功率因数得以提高，并且能够减少功率损耗以及提高供电电压稳定能力，使电网的电能质量大大提高。

换言之，无功补偿技术相关设备的使用，就是为了降低某电气系统的能耗，提升电网质量。所以，在选择无功补偿的设备时，要按照实际供电需求，这样才能真正发挥无功补偿技术的作用。否则，若没有按照实际供电需求进行选择，势必会带来一系列的问题，诸如：增加电网中负序与谐波的注入量以及无功功率等。

二、电气自动化中无功补偿技术的应用分析我国的电气自动化技术相较于国外发达国家还是比较落后的，所以，我们要积极借鉴国外的先进技术，深入研究无功补偿技术，对电气自动化的应用状况进行改善。

在工业生产中，相关数据证明，无功功率的消耗主要来源于异步电动机和变压器。其中，异步电动机的无功功率浪费超过了60%，变压器的无功功率浪费超过了20%。为了使得功能以及效率发挥到最佳，从而满足设备的经济运行要求，对各类供用电设备造成的无功功率损失进行补偿，主要采取以下几种补偿方式：（1）电容器无功补偿。电容器无功补偿是最常用的补偿设备，通过电容器过滤谐波，提高电动机的功率因数和降低负序电流；（2）有源滤波器无功补偿。有源滤波器通过利用自身产生的，与负载电路谐波、大小相同、相位相反的负序电流，抵消无功电流与谐波。

（3）电抗器、固定滤波器和电容器共同组合的无功补偿。

该技术将电抗器、固定滤波器和电容器共同组合，通过改变变压器上电抗器或滤波器的无功状态进行无功补偿。

（4）晶闸管与滤波器组合的无功补偿。该技术将晶闸管与滤波器组合，通过调节电抗器来进行无功补偿。

（5）真空断路器无功补偿。闭合电路中连接点的瞬间，电容器会产生电流，这时真空断路器对电容器进行投切，避免了电容器产生电流。

1、无功补偿装置的合理选用实际工作中对无功补偿装置的选用，要以实事求是为原则，对电网的负荷特征进行了解以及分析，在此基础上再对无功补偿装置进行选择。

例如，对于采用连续工作制的工业企业而言，就要选择机械式投切电容器：这是由于在这类企业中，用电设备的运行周期较长，且其用电电荷平稳；对于大功率的电力网络，使用晶闸管、机械式投切电容器的联合应用方式；对于那些存在大量冲击性负荷的电力网络，使用晶闸管投切电容器。

2、对电力用户的无功补偿对电力用户开展无功补偿的途径有以下两种：一是经济补偿。许多电力用户认为无功补偿是供电公司的事与自己没什么关系，因此对无功补偿积极性不高。为提高电力用户的节能意识，在实际工作中采取最合理的补偿容积和补偿方案，通过经济补偿让广大群众认识到无功补偿的重要性，进而达到减少电能无谓流失的目的。二是在电力用户内部配电网中运用无功补偿技术，减少无功消耗，达到节能的目的。

按照对电力用户供电方法和供电范围的不同，无功补偿的方式可以分为三类：一是分批补偿，将电容器进行分组然后安置在电动机上，产生多组的群集补偿，这种方式的优势是使每一个设备的无功电力得到均衡，不吸取上级变压器和线路的无功，使得上级线路消耗的资源量显著降低；二是个别补偿，在每一个电动机上分别并联电容器，形成个别补偿；这种方式的优势是电动机的适用范围拓宽，特别是对大中型电动机进行有效的补偿；三是集中补偿，在用户配电室或变电站的母线上集中安装电容器组，对线路内所有用电机器形成集中补偿，这种方式的优势是能够自动与电容器搭配并调整补偿容积，提高了电容器组的利用率，并有效杜绝了发生欠补偿和过补偿现象，在设备的保养和检修方面也比较便利，使得故障率大大降低，但是集中补偿的缺陷也十分明显，那就是必须通过下级的电抗和电阻来运输无功，所以它无法有效的降低内部的功率损失。

需要特别注意的是，在补偿分支线路时，必须要维持无功功率的平衡，使得分支线路的损耗大大降低，从而弥补了很大一部分的无功需求量。到目前为止，我国的配电线路建设还不十分完善，能做到这一点已经是难能可贵了。

3、电气自动化中无功补偿技术应用存在的问题及解决对策将无功补偿技术应用到电气自动化系统中，显著提高了电气自动化系统的稳定性和安全性，有效降低了电力企业的成本。

但是，无功补偿技术应用到电气自动化系统中时，也会存在一些问题：一是电容器组会受到电气自动化系统中的谐波的影响，大大缩短使用寿命，个别装置在运行时自身也会形成谐波，当电容器组的抗谐波能力不足以承受系统内的谐波强度时，自身会受到损害，直至无法继续工作；二是在电气自动化方面，我国的无功补偿技术还不是很完善，存在许多不足之处，因技术水平落后、实践经验不足等方面原因，无功补偿装置的个别容量配置可能存在漏洞，存在电路高负荷运行时功率因数偏低、低负荷运行时功率因数偏高等问题，这都给电气自动化系统的运行埋下了安全隐患。

所以，在应用无功补偿技术时，应特别注意其在运行时出现的问题，尽量减少流通环节的电流消耗，达到节能的目的。

同时，减轻变压器的负担，同时在为电气自动化系统选择使用哪种无功补偿技术时，应当结合其实际情况和自身特点，从而保证技术的合理性和安全性。最后，提高人员的理论知识水平和操作技能，通过科学的管理和控制降低耗电量。

三、无功补偿技术发展前景到目前为止并联混合式有源滤波的无功补偿技术最为先进，它能有效控制电力牵引负荷变化，解决电力滤波器补偿量相对偏大的问题。在大规模的电气自动化系统的无功补偿装置，有机的结合了LC和APF，采取注入式的无功补偿方式。该方式不但无功补偿效果好，实施成本也相对较小，具有很高的投资性价比。

通过分散布置的电容器，对电网进行无功分散补偿，运行时，该方式具有方便维护、运营安全等特点。

上述两种无功补偿技术通过实践的检验，凭借自身优势得到广泛应用，并表现出了较为理想的发展前景。

四、结束语无功补偿技术在电气自动化过程中引入和应用，使得系统能够得到有效的无功补偿，从而显著的降低系统运行产生的能耗，从而提高系统运行的稳定性以及安全性，为企业长早更大的经济效益。

参考文献：[1]侯静，崔丽蓉无功补偿在电气自动化中的应用研究[J].中国科技纵横，2012，23（12）：17-19.[2]苏健雄电气自动化中的无功补偿技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，34（15）：247-249.