无功补偿技术在电气自动化中的应用

铁道第三勘察设计院集团有限公司　吴大鹏



无功补偿技术在电气自动化中的应用

铁道第三勘察设计院集团有限公司吴大鹏

【摘要】目前单相电力负荷变化对电气自动化系统设备产生了越来越大的影响，而且具有越来越强的非线性因素，导致谐波治理和无功补偿等工作面临着越来越大的困难。应用有效的无功补偿技术使上述的难题具有了更好的解决方法，因此目前在电气自动化中各种无功补偿技术得到了广泛的应用。

【关键词】无功补偿技术；电气自动化；应用

在电气自动化中无功补偿技术属于一项非常关键的技术，可以使负序、谐波、无功功率等各种问题得到有效的解决，而且还可以降低生产和传输电力资源的过程中出现的各种损耗，具有十分显著的节能作用。为此，本文对无功补偿技术的应用原理、实现方式和重要作用进行了分析，并且重点探讨了在电气自动化中无功补偿技术的具体应用，希望能够对我国电气系统的不断发展具有一定的借鉴意义。

1　无功补偿技术的基本原理

实际运行的电气自动化输出的功率主要包括两种，一种是有功功率，另一种是无功功率。其中的有功功率主要是指通过电能的直接消耗将电能转变成为其他形式的热能、机械能等；而无功功率并不会对电能产生消耗，其只是转化电能，使其变成另外一种形式的能，而且在电网中这种能会与电能之间出现周期性的转换。通过无功补偿技术可以降低在电网中无功功力的流动，因此其可以进一步的减小变压器和线路由于对无功功率的输送而产生的各种电能损耗[1]。

2　无功补偿技术的实现方式

在同一电路中并联感性功率负荷和具有容性功率负荷的装置，就可以在两种负荷之间实现能量的转换，容性负荷输出的无功功率可以对感性负荷所需要的无功功率进行补偿，这样就可以实现无功补偿。将无功补偿设备安装在电力系统中除了可以提升功率因素、降低功率消耗之外，而且还可以极大地加强电气设备的输出功率。一般来说无功补偿主要包括以下几个方面的补偿方式：首先是集中补偿，也就是将并联电容器组安装在高低压输电线路中；其次是分组补偿，也就是将并联补偿电容器安装在用户车间配电屏和配电变压器低压侧；最后是单台电动机就地补偿，其主要是将并联电容器安装在单台电动机处。

3　在电气自动化中应用无功补偿技术的重要作用

首先，无功补偿技术可以有效地降低电能损耗：无功补偿技术在电气自动化中的应用除了可以有效防止电力设备中不断增加的无功功率导致的电能浪费情况，而且还可以降低用户用电损耗，并且保证了电气系统的安全稳定运行。

其次，无功补偿技术可以对电力系统的无功功率进行补偿，使电网运行的功率比例得以增加。在不同的运行状态下各种电气自动化设备都具有一定的无功功率，比如如果实际电压与用电设备的额定电压相接近，这时候用电设备就会产生与实际电压值相一致的无功功率。通过对无功补偿装置的应用，除了可以对无功功率进行有效补偿，而且还可以确保电力系统实现安全稳定运行[2]。

最后，无功补偿技术可以减少用电设备的设计容量，并且有效的降低线损。如果从电力设备的选型角度进行分析，采用无功补偿技术可以在保持原有功能的基础上最大限度的控制成本。比如cosΦ=0.8的功率因素如果加大到cosΦ=0.95，这时候1Kvar 的电容器就等于增加了0.52KW 的容量。除此之外，应用无功补偿技术还可以使功率因数得以极大提升，有效地降低输电线路的线损率，最终能够强化电力系统有功功率的输送率。

4　在电气自动化中无功补偿技术的具体应用措施

4.1对配电网低压位置的电容器组进行补偿

通过分析我国目前电气自动化中无功补偿技术应用存在的各种问题，笔者认为，在安装和操作的实践中相关的技术人员应该采用对配电网低压位置的电容器组进行积极补偿的方式，从而极大地提升变压器线路和供电容器的输出功率，使实践应用中无功补偿技术的优势充分的显示出来。在对配电网低压端电容器组进行补偿的时候，操作人员要高度的关注无功电流在经过变压器和用电线路之后会出现的电能损耗的问题，系统化的分析用电线路和变压器发生的各种电能降低的问题，对配电网低压端需要的电容器组配置情况进行准确判断，依据供电设备的实际需求对接容器组进行正确补偿，从而将无功补偿技术在电气自动化技术中的应用价值充分的发挥出来，全面的提高电网在电力系统中的功率因数，严格的控制输电过程中电网所产生的能源消耗，使供电电网的外部环境得以改善，最终确保供电系统的安全稳定运行[3]。

4.2对电网节能降耗的工作力度进行强化

相关技术部门必须要对电网节能降耗的工作力度进行强化，不断的完善和创新电气自动化设备结构和固有的无功补偿技术，对节能降耗的实践创新活动进行大力推动，从而使电气自动化中无功补偿技术的重要作用充分的发挥出来。相关技术部门在强化电网节能降耗的工作中应该立足于固有的无功补偿技术设计的基础，进一步的完善无功补偿装置。可以将混合型静止无功补偿装置应用于供电系统中，立足于用电设备的实际需求合理的调整设备中的电容器组，确保供电电网具有稳定的外部环境，全面的强化供配电网络的输电效率[4]。

4.3将变电站无功补偿的实际容量进一步的确定下来

工作人员应该认真地分析当地的用电需求，适当地调整变电站的无功补偿容量，从而将无功补偿的实际容量进一步明确下来。变电站工作人员在准确记录变电站无功补偿的相关情况之后，应该通过对各种先进仪器设备的运用，与智能化的安装技术和操作工艺相结合，做好补偿变电站低负荷设备和变压器的无功功率的工作，这样不仅可以使变电站设备的使用寿命得以提升，同时还可以全面的提升输电设备和输电线路的效能。

4.4重视无功补偿在电气自动化系统中的共性问题

目前我国基本上是在变电站方面应用无功补偿技术，在发电厂的无功流经过各个环节传输到低压线路的过程中存在着无功流远距离传输问题，其会产生非常大的不利影响。要想有效地解决这一问题，就可以与实际的应用相结合，按照片区做好变电站的无功补偿工作。220kV变电站高峰时期的负荷功率因素能够达到0.98，不同的地区调节的容量也存在着一定的差异，所以在进行变电站无功补偿的时候必须要严格的按照片区的实际用电情况，比如以变低侧和变压器负荷为依据对无功补偿方案进行调整，对补偿容量进行合理配置，从而有效地避免出现无功倒送的情况。

4.5积极地应用先进的管理方式和滤波技术

目前在我国国内并联混合式有源滤波属于一种比较先进的混合式无功补偿方案，其能够有效地解决由于不可控的电力牵引负荷变化导致的过大的电力滤波器补偿容量的问题，其主要是混合APF和LC，针对谐波采用注入式的方式进行无功补偿。还有一些国内电厂运用了FTFC晶闸管滤波装置，其能够使谐波电流在回路中不会形成通路，有效地降低谐波对电网的污染和危害，这种技术在低压电网中比较适用，具有比较高的效益与投资的性价比。

5　结语

目前在我国的电气自动化行业中无功补偿技术仍然具有非常大的开发价值，比如无功补偿技术现阶段存在着难度较大、内容较多的特点，而且在国内的相关研究方面仍然存在着一定的局限性，缺乏必要的广度和深度。要想在电气自动化中实无功补偿技术的作用充分的发挥出来，必须要加大对无功补偿技术的研究力度，立足于多个角度对武功不差技术进行认真分析，从而有效地推动该技术的完善和发展。

参考文献

[1]王槐青.无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨[J].电子技术与软件工程,2015(23).

[2]李忠文,张文增.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].北极光,2015(10).

[3]温为生.利用无功补偿技术降低电费的措施分析[J].山东工业技术,2014(23).

[4]丁宝华.无功补偿技术在配电网中的应用与分析[J].现代工业经济和信息化,2014(12).