无功补偿技术在电气自动化中的应用

2019-12-02张鹏飞

电子技术与软件工程 2019年14期

文/张鹏飞

传统的工业电气控制系统不仅仅需要消耗较大成本的人力以及物力，还对当前的环境造成了一定程度上的威胁。而通过无功补偿技术在电气自动化当中的应用，相关部门可以实现工业生产的低消耗。这不仅仅降低了对资源的损耗，还可以改善工作的效率。本文将围绕着这一目的来展开，实现无功补偿技术的高效利用。

1 无功补偿技术内容概述以及电气自动化发展的现状

电气自动化技术的普及，无功补偿技术这一个新兴的词语也在进入到这一行业当中。那么，无功补偿技术到底是什么，以下将围绕着无功补偿技术的含义以及我国电气自动化的发展状况这两个方面的内容来展开。

1.1 无功补偿技术的内容概述

电气自动化的发展是基于不断发展的发电业的，可以说电气自动化的正常运行离不开电力的行业。但是，电气自动化的但同时伴随着电力资源损耗严重的现象，无功补偿技术在这一背景下产生的。它是通过将诸如电容器等的无功电源中的电能转变为工业生产中所需要的机械的或者是热能的一种方式。无功补偿技术可以大大的提升发电电压的质量，并且还可以通过改变整个系统内的功率，来减少由于线路过多而带来的电力损耗。具体看来，无功补偿技术还具有以下几个性能。第一点是能够自动调控整个系统的电压，可以改变输出功率，从而保证了整个电路系统的稳定性以及可靠性。第2点是能够保护电容器等设备，避免由于高次谐波的作用而产生的过热现象，从而降低了对设备的损害作用。第3点是它可以大大的节约成本，降低能源的损耗。一般来说，无功补偿技术主要包含以下几个方面。第1个方面是电气负荷方面的功率因素分析内容，电气自动化的快速发展离不开电网以及变压器设备。大多数用电企业都希望通过降低传输的损耗功率，降低无功功率所占的比例，提升有功功率。通过这一项技术分析可以实现这一方面的内容。第2个方面是并联电容器补偿无功功率。这一个步骤主要发生在电网以及负荷端之间，在电容器安装工作完成之后，采用无功补偿低无功功率的比例。通过并联补偿技术，更是在极大的程度上提升了相关的功率因数。从而有助于电网企业的可持续性发展。其次，并联电容器的运用还能够改善变压器的电压调节的方式，从而有助于提升变压器的质量。

1.2 当前我国电气自动化的发展现状

电气自动化这个词汇已经慢慢进入到人们的生活中，我国也对这一系统不断的进行创新以及改善，培养了一套完善的发展体系以及运营模式。我国在电气自动化领域上取得的成就是值得推崇的，但是不可否认的是，这一行业在快速发展的过程中存在着一些问题。诸如负荷方面的问题，而这一问题的根源主要是由于单相电器功能不足引起的。其次是采用传统的增多非线性现象已经无法满足快速发展的电气自动化系统的要求了。因此，无功补偿技术的出现则显得越发珍贵。此外当前我国各领域也在引进了先进的电气自动化技术，除去应用较为普遍的工业生产，还包括高速铁路以及供电所等地区，都在创建先进的电气自动化模式，引入符合发展方向的无功补偿电源内容。为相关行业的发展带来了新的活力。

2 无功补偿技术在电气自动化中的应用以及改进方案

以上分析了无功补偿技术的内涵，并且根据当前我国电气自动化行业的发展，我们可以得知无功补偿技术是符合当前我国发展现状的一项先进的技术，如何使这项技术更好的应用在电气自动化领域当中，以下的内容将围绕这一主题展开。

2.1 无功补偿技术在真空断路器投入电容器中的应用

无功补偿技术主要是运用在元器件当中，而真空断路器这一元件具备着经济成本较低、操作较为方便等优点。但是也存在着一些问题，其中最为突出的就是在电容器和炸的过程中会产生极高的电压，长时间的高电压影响会使得电容器的寿命大大的缩短。因此通过引入无功补偿技术，可以对于整个元器件进行再生改造，从而延长了电容器以及开关等元器件的使用寿命。从另一个层面上也可以大大的降低整个电气自动化系统运营所需要的成本。

2.2 无功补偿技术在有源滤波器当中的应用

有源滤波器的主要作用是保证运载的电流能够符合电源运行的要求。是通过以下的原理来进行的：有源滤波器作用在电子装置中，使其产生和谐波电流以及与负序电流相反的电流，从而使这两种电流互相抵消，实现了匹配电流的目的。通过无功补偿技术的引入，可以大大的提升电流互相抵消的效果，从而使得无功补偿更具备可调节性，也可以保证无功补偿的调节速度可以大大的提升。最重要的一点是这种方式并不会出现谐振现象，从而保护了元器件，延长了使用的寿命。但是这一技术仍存在着一些问题，那就是有源滤波器的成本较高，从而不利于这一元器件的普及。这是在应用当中要注意的一项问题。

2.3 无功补偿技术在固定滤波器当中的应用

固定滤波器的无功补偿是通过与其他期间的配合作用来实现的。比如说固定滤波器与可控饱和电抗器相互结合使用，通过磁饱和的程度，实现对于饱和电抗器的调节。并通过对于感性电流的调节，使得固定滤波器以及可控饱和电抗器二者达到无功功率平衡的状态，再加上利用相反电流互相抵消的原理，从而使得器件达到无功电流的要求。此外，期间还可以与由晶闸管进行调节的电抗器互相结合使用，通过二者的串联使得流经的电流达到平衡，从而使得功率因数负荷达到相关的要求。固定滤波器参与下的无功补偿技术相对来说具有高度的灵活性以及较长的使用寿命，但是存在着容易出现谐波，从而造成谐振现象的问题。

2.4 促进无功补偿技术在电气自动化当中应用的改进方案

促进无功补偿技术在电气自动化当中的应用，首先是要提升相关的技术。具体的应用以及原理上文已经有所提及。但是仅仅只靠技术的提升是不能够实现无功补偿技术全面普及的，因此相关的部门还要提升对于无功补偿的重视程度。相关部门要认识到无功补偿所带来的优势，在使得整个电气自动化系统获得最佳补偿量的同时，还要在最大程度上的缩减无功功率的损耗。其次是要加强对于电网设备的管理，通过严格的工作流程以及监管体系来保证成功无功补偿技术得以落实，保障无功补偿技术能够在电气自动化建设当中发挥重要的作用。这对于提升电能的应用率，提高电气自动化系统的效益是有着极大的作用的。第4点则是要不断的提升无功补偿技术的应用效率，这也是无功补偿技术的关键。相关的部门也应该对这一技术不断的创新，实现无功补偿技术的不断延伸，努力使其覆盖到电力企业所工作的方方面面当中。比如说可以对谐波进行无功补偿技术的引入，这样一来也可以减少整个电气自动化系统的无功功率的损耗。

2.5 无功补偿技术在变电站中的应用

对于变电站而言，无功补偿技术的应用主要是为了保持电网无功功率的平衡，其一般为变电站提供集中补偿无功功率，该阶段选择的无功补偿装置主要有同步调相机、并联电容器与静止补偿器等，其同样可以选择SHFC型高压无功自动补偿装置。同时，将并联电容器组安装在6kV-10kV变电站Ⅰ段与Ⅱ段之间的母线上，并根据电压质量自动投切电容器，以确保母线电压维持在规定范围内，避免变电站配电网电力体系出现过压问题，导致配电网母线无功损耗降低，进而有效优化电网的运行环境，在提升变电站配电网运行功率的同时，确保电网的经济效益。这种无功补偿技术被广泛的应用于变电站10kV母线上，具备方便维护、容易集中管理等特点，可以有效提高电网电能的质量。