无功补偿技术在电气自动化中的应用及其研究

张瑞

【摘 要】目前，电气自动化在实际发展过程中仍有很多不足之处。输电线路发生相对严重的损失，电力设备经常受损等对我国电力事业的发展产生不可忽视的影响。但是，通过应用无功补偿技术，您可以持续优化电气自动化设备的自我性能，从而在正常电源的基础上在一定程度上提高电力系统的安全性。鉴于此，本文对无功补偿技术在电气自动化中的应用及其研究进行了分析，以供参考。

【关键词】无功补偿技术;电气自动化;应用;研究

引言

无功补偿技术在实际的应用过程当中拥有传统技术所不具备的技术优势，工作人员对于电网方面的技术管理、技术与电网工作的实际应用都影响着无功补偿技术在电气自动化当中的实际应用，通过一系列的分析，对相应的措施进行探究，能够提高无功补偿技术在实际当中的应用效率。

1无功补偿的内容及装置选择

1.1无功补偿技术的内容概述

电气自动化的发展是以发展中的发电产业为基础的，电气自动化的正常运作可以说是一个离不开电的产业。但是电力是自动化的，但电力资源损失严重的现象，无功补偿技术在这种背景下发生。一种将电容器等无功电力的电力变成工业生产所需的机器或热量的方法。无功补偿技术可显着提高发电电压的质量，改变系统范围的功率，从而减少因船上过多而造成的功耗损失。尤其是无功补偿技术具有以下性能：第一点是，您可以自动控制整个系统的电压，更改输出功率，从而确保整个电路系统的稳定性和可靠性。第二点是，您可以保护电容器等设备，防止谐波的作用导致过热，从而减少对设备的损害作用。第三点是可以大大节约成本，减少能源损失。一般来说，无功补偿技术主要包括以下方面：第一个方面是电力因素对电力负荷的分析，电力自动化的迅速发展使电网和变压器设备密不可分。大多数电力使用企业都想减少传输的损耗电力，从而降低无功电力所占的比重，提高有效电力。

1.2无功补偿装置选择

在实际的工作中，需要对用户的具体用电负荷特性进行分析讨论，并以不同的用电负荷为基础选择不同的无功补偿装置（图 1）。

（1）以持续工作制为主的工业企业使用机械切换容器（MSC）设备比较合适，其中长期运行的只有最主要的电气设备。此时，电气负荷特性相对稳定，无功负荷的变化也最小化。MSC装置必须安装在低压配电室中，以便集中补偿。（2）适用于具有大量冲击负载、容量和电流瞬时变化的TSC设备，上述几种情况如果采取 MSC 无功补偿装置。在这几种情况下，使用MSC无功补偿装置会导致电容器无法正常工作的问题，从而使燃烧交流接触器或完成电容器损坏变得更加容易。使用TSC（控制器交换机容器，晶闸管开关电容器）无功补偿装置可获得更好的补偿结果。（3）大型购物中心、高层住宅区、写字楼等电气设备可以通过MSC+TSC混合补偿方法有效地补偿这些负荷，该补偿方法涵盖空调、电梯等电力负荷和许多单相负荷。在电源上配置无功补偿装置不仅可以提高功率因数和电气设备的有效效率，还可以有效地降低负载无功耗。MSC+TSC混合补偿方法适用于电子电源技术的开发，将静止同步并行有源滤波器和补偿器相结合，可获得更好的质量和效果。

2电气自动化的发展现状

2.1自动化水平偏低，生产效率不高

电气工程及其自动化凭借安全可靠、快速、高效等独特优势被广泛运用于各个领域中。在实际应用过程当中，不仅提高了工业生产的速度和效率，为企业创造利益最大化，还在一定程度上提高了企业的市场竞争力。现代企业的发展，其生产效率直接影响企业的经济效益，因为电气工程及其自动化在不同行业中所扮演的角色和所起作用不同，其水平也存在差异性。中国的部分企业，因为企业本身所具备的设备老旧和落后，其掌握的电气工程及自动化水平也相对偏低，所以，不管是设备还是技术都不具备优势，也就导致企业无法充分发挥电气工程及其自动化高效的性能，造成企业无法获得较大的经济效益，无法在激烈的市场竞争中存活下来，也影响了电网系统的安全运行，加上各种其他因素的影响，电气工程及自动化水平也得不到创新和发展，因此，在企业未来的发展中，如果不具备先进的电气工程及其自动化技术以及设备，就无法在激烈的市场竞争中存活，即使暂时存活，也无法给企业带来长远的发展。

2.2能源消耗量较大，效益不高

除了自动化水平偏低效率低下之外，电气工程及自动化建设和发展中存在能源消耗量较大、效益低的问题，特别是在工业生产过程中，其应用是工业生产顺利开展的前提条件，同时也是整个过程的核心环节。现阶段，电气化设备已经被广泛运用到现代工业生产中，很大程度上使得企业的生产效率和质量都得到很大的提升，但是能源消耗量大、效益不高等问题始终存在。21世纪的中国提倡可持续发展，节能降耗，以缓解能源急剧消耗的问题。

3电气自动化应用无功补偿技术存在的意义

3.1能够对功率因素进行加强

对于无功补偿技术而言，对能源消耗进行有效降低的主要原因就是将容性以及感性功率符合装置等在同一电路中进行并联，母的可以在两个负载下正确转换能量。在此阶段，无功补偿技术本身的具体作用基于电源水平完全不下降，不仅有助于节约能源，还有助于节约电气设备能源，并在一定程度上提高资源和相关设备的利用率。也可以以节约成本为基础，避免不必要的浪费。目前，我国的电气自动化是通过合理使用无功补偿装置来提高电气系统效率的比较明显的加强，在发展过程中也进一步促进了其速度。

3.2对电力系统在运行中的效率进行保证

应用电气自动化后，如果使用不同的设备，在操作过程中的功率可能会受到更多条件的限制。例如，如果可能会出现电力系统的能量损失或增加等条件，并且无法有效地改善初始时间，则电力系统设备的使用年限将大大缩短。对于无功补偿技术，在工作时提高电力系统的效率，同时促进电网中无功功率的合理分布，從而进一步加强电气系统科学的有效运行。尽可能避免不必要的损失问题。另外，在供电过程中，电量相对较少的话，变压器会丢失，但应用无功补偿技术可以积极改善这一点，基于提高输电稳定性，在输电过程中提高效率。

4电气自动化中无功补偿技术应用要求

4.1合理选择变压器与电动机

在电气自动化中应用无功补偿技术的关键是确定变压器的数量、容量和电动机类型，为实现无功补偿功能的优点提供条件。根据实际情况对比选择确定选定的变压器和电动机可有效减少电路减热，并有效地将无功补偿技术应用于电气自动化系统。即使实际工艺条件与初始设计不符，同步电动机和间歇性操作设备的应用也可以提高电力系统的自然功率因数。

4.2确定电容器应用标准

电气自动化系统的自然功率因数提高后，如果工艺和设计之间仍然存在差异，为了确保正常的生产操作，必须选择相应的无功补偿装置处理。一般来说，您可以选择基于并行的电容器，设备低压电源功率因数不应超过0.85，高压电源电压应确定为10kv。确定电容器的使用标准，最大限度地控制实际工作损失，并保持较高的传输效率。选择低压电容器实现系统低压无功负载，并通过使用高压电压器补偿系统高压无功电荷提高无功补偿技术应用的公平性。

5无功补偿技术在电气自动化中的应用初探

5.1在异步发电机中运用无功补偿技术

在异步发电机的应用过程中，我们可以运用试验的方法来分析在使用异步发电机时无功补偿技术的运行过程。首先，选择2.2kVA的发电机和三组四极笼型的异步发电机，具体试验的电路见图2。

本次试验中主要采用了11组的补偿电容，除第11组补偿电容为500V（AC）、50Hz以及 CBB60-2μF之外，其余均为500V（AC）、50Hz和CBB60-4μF参数。实验分别调整3组电压调节器和异步电动机的速度，以确保异步电动机的差别化功率输出和无功补偿技术的应用，并进行相应的数据测量。在额定电压为100%且不变的情况下测量的测试数据如表1所示。

通过上述测试和测量数据，无功补偿技术可以得出结论，结合发电状态下感应电动机的有效功率，在补偿每个工作状态下的感应电动机之前和之后集中和集成管理功率因数，感应电动机补偿之前和之后的功率因数准确性，以及高效的预测和管理，从而确保整个电气运行系统的稳定安全运行。

5.2对电力用户的无功补偿

无功补偿技术在电气设备中的应用可以通过三种方式对电气设备用户执行无功补偿：个人补偿、数据包补偿和集中补偿。个人补偿是，在对电气设备的补偿过程中，可以将电容器和电气设备串联起来，以达到补偿目的。个别补偿主要适用于一些小型异步电动机，小型异步电动机电压的補偿方法和控制方法更加复杂，因此同时应用于应用程序和大型中型异步电动机可以获得非常好的补偿效果，从而有效地保证电动机和电容器的同时工作，从而进一步减少配电网络中的电能损耗。

5.3在电气自动化固定滤波器和晶闸调节器中的有效应用

电气设备系统在正常运行过程中，电路的逆向分流晶闸管和反应堆排成一行，在此过程中，可以利用无功补偿技术和相应的电流合理抵消和处理固定过滤器的剩余容量。这样不仅可以确保电气系统的平衡，还可以控制电气系统的功率因数，以满足电气自动化的应用需求。短时间内无功补偿技术必须与电气系统有效结合，才能控制电路电压并实现对系统的补偿效果，从而减少电路电压损失，提高电气系统操作的经济效率，并确保其操作的安全性和可靠性。

5.4配电线路应用

电力配电线路无功补偿技术的应用分析需要确定科学设计补偿点，以确定电容器的重要作用，并确保补偿点数设置的合理性。它还充分利用数据包交换的应用方法，以避免复杂的控制方法，尤其是容量补偿过高所带来的补偿问题。线路补偿方法可选设计，想线路与公用变提供必要无功，、低建筑成本、高短期回收效率以及负载低和功率因数低的长线路。城市电力用户基本上是单相负载，系统中用户之间的负载大小和电力使用时间存在显着差异，导致电流不平衡，无法有效预测，从而导致电网系统长期不平衡地运行。并且受不平衡电流的影响，系统变压器铁和铜损失也会增加，如果不能采取适当的措施，电场费的正常运行会受到威胁，从而影响三相电压的平衡。因此，可以应用无功补偿技术，不仅调节线，还调节有效电流，确保3相功率因数校正为1，维持三相电流的平衡。。

5.5合理调控信号传输节点

随着科学技术的不断进步，在控制的过程当中工作人员可以控制相应的网络节点来控制设备当中的运行程序，从而促使智能化设备在运行过程当中的顺利，促使电气自动化应用过程当中的效率进一步提升。相关的工作人员在工作的过程当中应当不断地对相应设备和技术软件进行定期的更新和设定。同时技术人员应当不断提升网络的传输速率，加强信息资料在传输过程当中的保密性，有效的控制信息资料的传输路径，控制信息传输数量与质量，减少网络当中资料遭受破坏的风险。电气自动化在应用的过程当中会促使无功补偿技术的进一步提升，加强各个节点之间的有效转化，高效的运行各项软件当中的程序，从而有效地调节网络当中的信号传输节点，精准的调控自动化程度当中的运行，增强电气自动化当中的智能化程度和现代化程度，不断地满足人们日益增长的需求。

6无功补偿技术现状与应对策略

无功补偿技术提高了电路的质量，但也有急需解决的缺点。首先，设备运行时会产生系统高潮，影响无功补偿装置，损坏电气设备，改善维护成本，从而加重电气行业的经济负担。同时，它会损坏系统本身产生的谐波设备，从而提高企业的运营成本。第二，无功补偿技术刚在我国开始，一些电工不太清楚这项技术的重要性，因此不足以推进。与此同时，电气行业在输电时电压下降会破坏设备和布线。最后，无功补偿技术的应用应继续完善探索，如下：①要多做宣传努力。我国目前的研发水平不断提高，各种新技术、新费用、新概念层出不穷，导致各部门、行业紧张，电气行业对无功补偿技术的理解不足。为了保证无功补偿技术的应用和普及，有关部门要开展技术宣传活动，建立完善的宣传机制，积极在生产中使用新技术，认识到电工无功补偿技术的重要性，不断改进无功补偿技术，提升我国电力产业的质量。②加强相关人士培训。无功补偿技术是当前的新技术手段，对我国电力行业相关人士的技术水平提出了高度要求。技术人员是电力产业运营的根本，技术人员的水平直接决定着我们电气工程的质量。因此，电气行业必须提高自己的责任感，定期培训技术人员，熟悉无功补偿技术的概念和技术，并灵活地将其用于工作。技术知识培训，以及提高工作人员的风险防护能力、设置应急措施、预测风险和设置合理的应急计划，以及确保电气自动化的安全性。

结束语

无功补偿技术在电气自动化中的应用，能够进一步提高系统运营稳定性，支持生产和管理效率的提高。从实际情况开始，总结无功补偿技术的特点，确定其应用方向，努力提高功率因数，确保电力系统运行效率，减少电气设备运行错误，并为高效生产提供可靠的保证。

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（作者单位：甘肃机电职业技术学院）