无功补偿技术在电气自动化中的应用研究

摘要：电子自动化为人们的生产与生活带来了极大的便利，促进了社会经济的发展，电子自动化中的无功补偿技术能够保障其作用的发挥。基于此，笔者从无功补偿技术的作用入手，对其在电气自动化中的应用进行了分析，主要介绍了应用范围以及促进无功补偿技术应用的措施，技术人员需要加强对电网的管理，提高对无功补偿的重视及应用效率，这样才能保障电气自动化系统的稳定运行。

关键词：无功补偿技术；电气自动化；有源滤波器

城市化的发展使人们对电力的需求日益增加，对电网的功率提出了更高的要求。如果电网出现功率不足与功率过大等现象，则会导致电网的电压大幅度变化，不利于供电线路的正常运行，很容易导致电力不足以及电力不稳定问题的出现，会对高压元器件以及电力系统造成损害。无功补偿技术的应用可以有效解决上述问题，确保电力系统可以稳定运行。因此，对于无功补偿技术的分析是很有必要的。

1 无功补偿技术概述

无功补偿技术主要是在不损耗电能的条件下，应用电容器等多种无功电源，将电能转变为机械能或者热能等能源，以此提高电压的质量，减少线路的损耗，有助于电力系统经济效益的提升。对于电气自动化系统而言，无功补偿技术的主要应用形式如下：在自动化设备中安装相应的无功电源，通过动态补偿，改变系统内的无功功率，减少电能在线路中的损耗。具体而言，无功补偿技术主要有以下作用：

第一，提高电气自动化系统的可靠性。无功补偿技术能够有效调节并控制系统的电压，保障电压的稳定性，以此提高系统的可靠性与安全性，在避免其余因素干扰的情况下，从整体上提升系统的电能输出效率，为用电用户提供稳定可靠的电能。

第二，为电容器等设备提供保护。电气自动化系统在运行的过程中，会出现高次谐波，大部分设备都会在高次谐波的影响下出现局部过热现象，从而对设备造成损害。无功补偿技术的应用可以有效调节系统的电压负载，避免局部过热现象的出现，为电容器等设备提供保护。

第三，节约系统成本。将无功补偿技术应用于电气自动化系统中，能够在电网负载功率因数降低的情况下，减少系统的经济损失；在三相负载出现失衡的情况下，平衡三相间的功率，降低电力系统中的电能损耗，以此节约系統的成本。[1]

2 无功补偿技术在电气自动化中的应用

2.1 无功补偿技术的应用范围

在无功补偿技术方面，我国的研究比较晚，但是研究学者通过先进技术的借鉴，使无功补偿技术在以下器件中有十分广泛的应用。

第一，真空断路器投入电容器。该器件具有使用简单、成本低等优点，这种优点会使该器件在某个方面存在缺陷。通常来说，电容器会在合闸的过程中产生极高的过电压，虽然一次过电压不会对电容器造成损害，但是长此以往，会对电容器的使用寿命造成不利影响。因此，需要根据无功补偿技术进行该器件的重新设计，延长电容器以及开关的使用寿命。

第二，有源滤波器。该器件能够将电力电子装置产生和谐波电流、负序电流相反的电流，以此实现互相抵消，确保电流能够符合电源的运行要求。通过有源滤波器这一无功电源的应用，能够提高补偿的效果，使无功补偿更具灵活性，调解速度非常快，可控性也比较高，还不会出现谐振现象，具有显著的优势。但是有源滤波器的价格比较高，不利于有源滤波器的普及。

第三，固定滤波器。固定滤波器能够与多种器件进行配合使用，以此实现无功补偿。该器件与可控饱和电抗器的配合使用，能够根据磁饱和的程度，进行饱和电抗器的调节，通过感性电流的调节，使电抗器和滤波器具备的无功功率达到平衡关系，利用两种相反电流的抵消，满足器件对于无功电流的要求；该器件与由晶闸管进行调节的电抗器配合使用，晶闸管与电抗器的串联使其与滤波器内流经的电流达到平衡关系，确保功率因数负荷相关要求，这种无功补偿技术的应用具有响应速度快且使用寿命长等优点，但是在实际的应用过程中，会出现一定的谐波。

2.2 促进无功补偿技术应用的措施

第一，加强对电网的管理。对于电气自动化系统而言，加强对电网的管理，能够促进无功补偿技术的应用，确保无功补偿线路及设备的有效应用，这样才能够充分发挥出无功补偿技术的作用，减少电能的损耗。因此，电力企业的技术人员在进行无功补偿设备的安装时，需要严格按照规范流程，在满足用电用户需求的基础上，提高电能的应用效率，以此提高电气自动化系统的经济效益以及能源效益。

第二，提高对无功补偿的重视。线路与变压器中流经的电流会有一定程度电损与功率的出现。一般来说，功率因数和损耗的功率呈负相关关系，功率因数越小，需要的功率越大，则线损越高。因此，电力企业需要提高对无功补偿的重视，将无功补偿装置安装在电力系统的手电段，减少无功功率的损耗。与此同时，电力企业需要根据变压器的实际负荷状况，选择最佳的补偿量。

第三，提高无功补偿技术的应用效率。无功补偿技术在电气自动化中的应用效率会对电网系统造成直接影响。电力企业的技术人员需要加强技术创新，进一步扩大无功补偿技术的应用范围，不断完善无功补偿技术的应用规范，促进无功补偿技术的良好发展。比如，技术人员可以将LC和APF进行配合使用，对谐波进行无功补偿注入，减少电力系统的电能损耗。

3 结论

综上所述，无功补偿技术能够在电气自动化中发挥重要作用，需要进行进一步推广与普及。通过对无功补偿技术的分析可知，无功补偿技术可以通过多种无功电源的应用，发挥其减少电路损耗，保障系统稳定运行的作用，对于电容器、有源滤波器以及固定滤波器这三种无功电源来说，具有不同的应用效果与适用条件，需要技术人员进行合理选择。本文的分析仍旧存在不足之处，仅供参考。

参考文献：

[1]盛剑辉，李海玲.电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用[J].江西建材，2018（01）：173+175.

[2]夏淳生.电气自动化中关于无功补偿技术的应用研究[J].科技风，2014（22）：80.

作者简介：李想（1987），男，河北唐山人，本科，机电工程助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。