无功补偿技术在电气自动化中的应用研究

摘 要：以科技的发展脚步为基础，各种电气自动化走进了各行各业的生产，也影响着各个行业的稳定发展，甚至在现代的生产中对电气系统产生了一定的依赖。如今，多样化的电气系统的研究成为科研人员的焦点话题，电气自动化技术一直以来是科研人员的一个研究方向，本文针对电气自动化技术中的无功补偿技术的应用进行了阐述，针对无功补偿的概率进行了相关论述；并对电气自动化的现状作了研究；提出了提高电气自动化中无功补偿技术的几点建议。

关键词：电气自动化；制造技术；无功补偿技术

电气自动化技术在如今的应用中变得越来越广泛，其正以“雨后春笋”般的态势快速发展，并将其触角深入到各个行业中，例如我们常见的电网变压站，制造业中的各种自动化机械，以及电气化铁路高速牵引系统等。虽然电气化正以其独特的优势在各行业中被广泛应用，但是其还存在某些方面的不足，降低了电力系统的使用效率，所以在现代的研究中，为了减少电气自动化系统的缺陷，以确保电力系统的通畅与稳定，无功补偿技术得到了科研人员的重视。

一、无功补偿的概念

电气自动化控制系统所涉及到的领域十分广泛，小到日常生活中所使用的电灯开关系统，大到各种宇航飞船的操作与控制系统。在现代的经济发展中，新开发出的电气自动化系统从科学技术以及经济的发展中取得了很多便利，如今的电气自动化被广泛地应用于降压或变压电站以及高铁的牵引系统中[1]。但是，由于实际的电气自动化应用中的单相电力牵引技术还不够成熟，牵引过程中复杂的负荷变化使得高速电气自动化系统不能高效地发挥其应用价值，增加了电力系统的无功功率，并且其中的谐波和附加程序也会增加，最终使得电力系统的安全性能降低，电气系统不能达到人们的预期水准。

二、无功补偿技术在电气自动化中的研究现状

（1）真空技术。真空断路投切电容器是当前的电气自动化系统中较为典型的真空应用技术，这个设备的设计、制造、使用均比较简单，且相应的投资成本也较低，但在实际的应用运行中，该设备存在的明显弊端就是在合闸时产生较高的电压，严重影响设备的使用效率。此外，这个设备的使用寿命很短，如果长时间频繁的操作会加速其老化与报废速度，因此需要有节制地操控。

（2）可控饱和电抗器技术。这种设备的应用功能是通过调节设备的饱和度来控制电流的整个回路，使电流满足电气自动化系统的需要。此外，并联电路中的滤波器的运行过程中会形成较多的无功功率，在电抗器的作用下，这些无功功率将与感性电流相融合，对整个系统的运行过程提供保障。该设备解决了电气自动化系统的长期投入的问题，但该系统的运行过程会有一些谐波产生，并且会有严重的噪声，导致设备的损害程度增大，不能实现长期的持续使用。

（3）有源滤波器技术。有源滤波器技术会被应用于电气自动化系统中，是由于其可以在电力电子装置的使用过程中，促进其产生与负序电流及谐波相反的电流，使三者之间相互融合、相互消除，进而满足电源要求。这种设备具有调节速度快、补偿灵活，以及可以控制系统中谐振现象的产生的优势，得到了科研人员一定的认可，但其具有较高的制造与应用成本，因此在目前的电气自动化中的应用也有所限制。

三、关于无功补偿技术的几点建议

（1）重视配网无功补偿技术。荷载电流的流通环节中，其对线路以及变压器的损害程度是不容小觑的，电流流通过程会有不同程度的功率及电损。以科学的角度来讲，功率因素的大小与所需耗费的电力功率的大小呈反向增长的关系，即功率因素变大，所需要消耗的功率则会越小，对线路的损害程度也越小，反之亦然[2]。因此，将无功补償的装置合理地安装在承受端，可以在一定程度上减少无功功率的耗损量。从以上分析中可以得到启示，为了满足节能降耗的需要，最直接的方法就是提高功率因数，降低对线路的耗损。由于变压器一般为公用系统，因此需要综合考虑多种影响因素，重视对配网无功补偿技术的提高。

（2）合理分析变电站无功补偿的容量。在现在的电气自动化的无功补偿技术的应用中，电压在220kv的变电站具有较大的调节作用，且在用电高峰期时，其最大的功率因素为0.98，而实际的容量调节应该根据实际情况来综合考虑。针对变电站的无功补偿技术，应侧重于变压器与变低侧负荷的无功补偿应用，且利用科学的方法分析所能补偿的最大容量，防止无功补偿超过实际的补偿需要。

（3）加强电力用户端的管理。加强电力用户端的无功补偿管理，提高用户对无功补偿的意识，争取让更多的用户意识到降能损耗的价值。即使那些容量较小的用户，也应该加强其无功补偿的管理，减少内部传输因素导致的无功耗损，进而降低每个用户的电力使用成本。

（4）加强新进的电气自动化无功补偿技术的研发与引进。新进的无功补偿技术对于消除滤波器的补偿因素具有较好的应用前景，利用对无功电流的技术控制，达到电力负荷在电网中的控制标准。混合型的滤波器是目前较为新进的无功补偿技术，将LC与APF相混合使用，对其他单一的滤波器所存在的问题起到了控制作用，这种方法的投入较少，而回报价值较高，因此得到人们的广泛认可[3]。因此，该项技术的应用比较实惠，特别在低电压电网中的应用更具实效性。

在现代的生产中，电气自动化的应用领域变得十分广泛，比较突出的应用有变压站以及高铁高速的牵引技术，而电网的使用过程将会有较多的无功电流，这对电网具有较大的损耗程度，因此需要大力引进无功补偿技术，加快对新进的无功补偿技术的研究与引进，从最高程度降低无功功率的消耗。

参考文献

[1]韦星，陈余寿.无功补偿技术在电气自动化中的应用思考[J].山东工业技术，2015，07：204-205.

[2]吴大鹏.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].电子世界，2016，02：95-97.

[3]吕宇.无功补偿技术在电气自动化中的应用研究[J].山东工业技术，2017，02：199.

作者简介

李杨（1993.8-），男，陕西省西安市蓝田县人，大学本科，研究方向为：电气工程及其自动化。