电气自动化中的无功补偿技术分析

穆国东+吴俊敏+陈庆新

摘 要：随着我国工业技术的不断发展，各项技术的更新换代速度也在加快，更多的技术在不断的改进和优化的过程中不断的向智能化和自动化进化，电气自动化无疑是其中的具有代表性的产业。在工业生产过程中电气自动化系统的无功补偿技术受到业内的普遍关注。由于其自动化的原因自身的优越性得到了快速的普及和完善。笔者根据多年的工作经验，主要针对电气自动化中的无功补偿技术进行分析和讨论。

关键词：电气自动化；无功补偿技术

经济的发展与工业技术的进步息息相关，电气自动化行业的迅速崛起对于工业技术的发展有着非常重要的作用。在生产和发展的过程中，由于电气自动化设备在单相电力的牵引负荷变化不会遵循某一个特定的模式，与此同时其非线性因素也在不断的增强，因此只有对电气自动化的无功补偿技术进行不断的研究和完善，才能在电气自动化行业的发展过程中攻克所有的技术壁垒，开拓更为宽广的天地。

1 电气自动化的简述

我国的电气运输系统存在着这样或那样的问题，在这些问题中，最令我们关注的就是阻抗问题和功率利用率的问题，这两个问题是十分关键的，因为它们容易导致在电力运输时出现无用功过多的问题。

电力自动化则是将电力系统运行中的主要环节集成起来，对电力系统进行灵活控制。电气自动化技术的基础就是对其控制系统的完善设计，主要设计思路集中于监控方式。虽然电气自动化技术诞生于20世纪70年代，算是一个新兴科学，虽然它的发展时间不长，但是，它已经成为高新技术产业中较为重要、发展前景较好的部分。并且它的应用范围已经不单单的局限在电力系统，它现在已经应用于我们的工业生产和生活的方方面面，我们与这项技术的联系已经越来越密切了。并且现在的电气自动化已经和IT技术很好地有机结合起来了，使得电气自动化技术越来越大众化，更容易被人接受。

2 无功补偿技术的特点

无功补偿指的是指无功补偿的设备向电网内注入或者吸收无功的功率，用以来维持系统在运行时侯电压的波动水平在正常允许的范围之内，如果电力系统在发生故障后可以提供出足够的无功支持用来预防系统的电压崩溃的服务。无功电压其实是一种辅助的服务，它是保证电能的交易可以顺利实施的一个条件；同时可以提高电能的质量、降低损耗等，也就是说有功补偿可以降低电网的运行成本并且提高供电质量。下面就详细阐述一些无功补偿都有哪些特点：

2.1 分析的复杂性

无功补偿的运行费用相对有功补偿会高一些，然而投资的费用也是很大的，所以分析起来也会比有功的复杂很多。在一些非国家的电网当中，因为在整个电网当中电压控制的各个参与者都要去承担，也就是说无论发电厂还是用户都需要满足自己所需要电压以及功率的限制，而且由于无功调整具有多样性和地域性的特点，所以说无功调整在合理定价这个问题上相比有功电价就复杂很多。

2.2 手段的多样性

无功补偿除了发电机可以提供以外，静止无功补偿器和调相机也可以，就连一些输电线路等无功源甚至都可以，可是有功却只有一种手段那就是发电机。

2.3 控制的分散性

无功补偿是来进行控制电压的平衡的，这与有功平衡来控制频率是类似的。单频率要依赖全网的有功平衡，也是全网都统一的，可是电压的各节点却是不相同的，所以一定要对这个节点上的电压控制所依赖。

2.4 供应有地域性

如果想要远距离地输送无功，就需要受电和发电两端具有比较大的一个电压差，在这个过程中有功功率还会引起一些损耗，这就造成了很多的浪费，因此无功功率只适于近距离的传输的特点。

3 无功补偿技术分析

3.1 无功功率分析

对于整个电力系统网絡中，大多数用电设备都是参照电磁感应的基本原理工作，比如应用磁场就能够实现变电器有效改变电力系统中的电压，并把这种能量传输出去，确保电动机能够正常转动，对于机械负荷而言具备一定带动作用。磁场周围产生出来的磁场能经过该过程来获取，在转换能量上电动机以及变压器就能够构建出相关交变磁场，将一定时间中释放功率和所获取功率相等，这种所获取功率就为感性无功功率。

3.2 负荷自然功率因素

自然功率因素也是自然功率数，就是没有给电力系统任何补偿情况下电网用电设备所具备的固定功率因素。也就是各种供用设备没有进行无功补偿之前，自身具备的现有有功功率比值和有功功率，属于一种自然功率因素，这种没经过补偿自然功率因素大都处于1.6-0.9间，对于电网中的电负荷基本上都是针对综合性用电负荷，设计到许多不同类型用电设备，所以这样所体现出来自然功率因素，和电网中各个用电设备具备十分密切关系，因此用电设备的负荷性以及相关特征基本上是由自然功率因素所确定。依照相关数据资料，常常电网中用电设备依据一些相关数据进行估算。

3.3 增强电路功率因素方法

因为电网中所用到的设备功率因素和设备无功功率联系比较密切，因此降低了用电设备的无功功率能够提升用电设备功率因素。假如用电设备处于轻载状态或者空载状态，必然具备较低的功率因素，但是如果这些设备属于满载状态，就会具备较高功率因素。所以各种用电设备在运行之时就要尽可能降低或避免用电设备处于轻载状态或者空载状态，能够选择合理设备容量。对于电网电感性负载两侧，一旦接上了相应电容器就能够提升电力系统用电设备具备的功率因数。因此电网的电感性负载两侧连接上电容器，能够有效降低电路中的无功功率。电容器能够对电感中的无功功率进行补偿，对这种电容器就称为补偿电容。并且电容器不会给用电设备运行造成任何不良影响，也不会改变用电设备运行中所需要电流、功率因素以及电压。

并且所连接的电容器也不会改变用电负载的特性，但是还是会改变电网中电路总电流以及总电压间的相位差，对电路总电流大小起到一定改变作用。所以把补偿电容器和用户变电所总负载相连接，就能够起到无功功率补偿作用，能够给电路提供有效功率因数。

结束语

伴随计算机技术、信息技术、电子技术等不断的发展，各类电气在自动化技术方面也在不停的创新，电气自动化的发展也对生活品质和生产效率的提高起到了促进的作用。特别是在对无功补偿技术加以运用之后，在应用效果上电气自动化技术得到了非常有效的提升，不但使电能消耗量得以大幅减小，并且还使电气自动化系统在运行安全上得到了保证，从而提升了电气系统的经济效益和供电质量。伴随无功补偿技术研究人员在应用经验上的不停积累，相信无功补偿技术的应用效果也会变得越来越好，从而为人们的生活和生产提供更有效、优质的服务。

参考文献

[1]秦炎，陆海龙.电力网谐波抑制与无功补偿方案分析[J].北京电力高等专科学校学报：自然科学版，2011（11）.

[2]侯静，崔丽蓉.无功补偿在电气自动化的应用研究[J].中国科技纵横，2012，23（12）：17～19.

[3]苏键熊.电气自动化中的无功补偿技术分析[J].城市建设理论研究，2012，34（15）.

[4]蓝天.电气自动化中无功补偿技术的应用[J].广东科技，2012（19）.