无功补偿技术在电气自动化系统中的应用研究

2020-02-10李仁

精密制造与自动化 2020年4期

李仁

(河南工业职业技术学院机电自动化学院河南南阳473000)

近年，城市化进程日益加快，城市中建筑项目数量以及规模正在日益扩大，人们用电量也正在不断的提升，不管无功功率过小或是过大都会直接影响到电压问题，容易导致电压下降或剧增情况产生，导致供电线路电力不稳或电力不足状况，之后势必会对电力系统高级元器件造成一定影响和冲击，甚至很可能会造成电力系统崩溃问题。一旦电力系统崩溃，将会导致城市大范围停电事故。所以需要合理科学应用无功补偿技术，保障电力运行的安全性、稳定性，还可以有效规避安全事故问题。电力系统当中应用无功补偿技术可以充分利用好电力资源，同时保障电气设备电能损耗问题得到规避，让电气设备性能得到最大程度的发挥。

1 无功补偿技术概述

1.1 概念

针对无功补偿技术进行分析，通过无功补偿技术可以满足电网水平以及经济运行相关要求，通常都是在电力网和负荷端两者之间设置无线电源，比如电容器或者是调相机等等。通过无功补偿技术可以促使电网功率因数得到提升，同时可以有效缩减供电过程当中电力损耗，能够充分提高电力资源利用效率，同时可以改善好供电环境。当前供电系统当中，无功补偿技术发挥着重要作用，通过无功补偿技术可以促使电能转换成为另一种形式能量，同时也可以通过利用无功补偿技术让其在电网之间实现规律性能量转变，还可以保障电容元件根据相关比例装入在电路当中，切实让电池元件和电容元件两者之间变相实现相互抵消。电网当中运用好无功补偿技术，还可以让电流电压矢量间的夹角减小，这样就可以促使电能做功能力得到进一步提升[1]。

1.2 特点

在当前需要进一步加强无功补偿技术的良好应用，通过利用无功补偿技术能够实现动态的补偿，通过利用无功补偿技术还可以有效促使功率频率以及功率大小得到有效调整，让控制器当中负荷开关快速有效反应补偿对象。无功补偿技术应用的过程当中实现动态化补偿，可以不和电网阻抗产生相互冲突，同时还可以快速有效跟踪电网当中频率变动情况，能够针对于电路中的电流实现良好的控制和管理，有效促使射频干涉的程度得到大幅度的缩减。当前电网当中通过采用无功补偿技术，能够促使电网内电压、电流、功率参数以及谐波等因素实现良好控制，同时也可以综合分析之后结合供电系统当中指令顺利完成电容投切指令，这样就可以让控制器更加顺利、有效以及准确完成整个操作[2]。

1.3 无功补偿作用

最近几年，我国电力行业得到了迅猛发展，同时也取得了举世瞩目的成就，在当前电力行业发展的过程当中，需要进一步加强无功补偿技术的良好应用，通过采用无功补偿技术，不仅仅可以让电力资源利用效率得到进一步的提升，同时也可以切实保障相关工作人员电气设备操作安全性和稳定性，有效的缩减了操作难度，同时也可以给电力行业带来更大经济效益及社会效益[3]。目前在现代化电力工程项目建设施工的过程当中，需要相关人士能够进一步的加强现代化科学技术良好应用，通过利用无功补偿技术可以促使电能得到更加充分利用，同时也可以让电力工程应用效果得到进一步提高，不仅仅有效的规避了传统无功补偿的不良现象，同时也可以满足现代化电力行业发展要求。最近几年我国能源危机问题日益凸显，对于社会经济发展都造成了严重的负面影响，所以，在实际工作开展的过程当中，需要采取合理科学的措施尽可能的减少电能的浪费，这已经成为了业内人士广泛关注的热点话题。减少电力资源的浪费，对于实现现代化建设以及构建和谐社会、实现经济可持续发展都有着重要的价值[4]。

2 无功补偿技术现状

随着当前社会经济和科学技术发展，国内电气化程度正在日益提升，同时，各种现代化技术得到了广泛的普及。在城乡网络改造建设的过程当中，相关工作人员通常都会采用无功补偿控制器以及配电综合测试仪等方式，通过这些方式能够有效保障电气电压稳定性、可靠性，同时促使电能输送质量和效果得到全面提升。当前无功补偿技术在实际应用过程中，通常都比较侧重于低压系统当中应用。高压系统应用过程当中会受到较大的局限性。所以需要相关人士能够针对于高压无功补偿技术进行更加深层次的研究，这样才能够促使无功补偿技术能够在高压系统当中得到良好的应用。在供电系统当中，电能质量是评价供电系统的重要的一大内容[5]。其中，电压也会对于电能的质量造成重大的影响，同时，由于功率因数导致系统当中无功状况大幅度的增加，电网也同样会由于无功情况而受到影响。在电网内部整体的波形变化主要是由于电网以及牵引器非线性负荷所导致的，如果谐波变化导致电压偏移，将势必会对电能输送质量造成不良的影响，同时也会直接影响到电网整体的安全性和稳定性[6]。

3 无功补偿技术在电气自动化中的应用

（1）要对于智能补偿方式进行合理科学的选取，相关人士在选择无功补偿方式的过程当中，为了促使无功补偿的真正的作用和效果得到充分的发挥，就需要始终严格遵守有关的原则。首先应当在固定补偿的前提之下，有计划结合动态补偿，这主要是由于社会科学技术和社会经济的日益发展造成载荷比较复杂，所以需要比较高质量人工补偿。在电网当中固定传统无功补偿技术显露出了比较多的弊端和问题。为了能够实现电网良好发展，需要实现智能化补偿，要求相关人士有计划结合固定补偿和自动化补偿，这样才能够让能够补偿作用得到真正的发挥。其次，为了实现智能化的补偿，需要综合化利用好补偿的模式，在应用某些新型设备的过程当中，很大程度上会导致二相用电量大幅度的增加，同时也可能会造成电网三相不平衡的问题产生。如果相关人士仅仅只是采取单向补偿的模式，往往会导致成本居高不下，所以需要相关工作人员能够充分利用好共分结合的补偿模式，在共分结合补偿模式应用到智能补偿系统当中之后，就可以促使电力工程经济效益以及社会效益得到显著的提升，同时也可以保证获得理想补偿效果。最后，相关人士还需要将快速跟踪补偿和稳定补偿相互融合起来，这样可以有效的提高补偿的灵活性程度，同时也可以适应时代的发展需求[7]。

（2）需要相关人士对于智能补偿投切开关进行合理科学的选用。目前在市面上出现了很多类型的投切开关，主要包括了下列的内容，首先，过零触发固态继电器。通过这种投切开关设备能够实现快速的动作，并且不会产生冲击作用。实际应用过程当中也有利于实现开关使用寿命的延长，但是，这样的方式却不利于有效节约电能，同时功耗相对比较大。其次，应用复合智能化开关，通过利用复合智能化开关，能够实现机电一体化，同时也可以促使固态继电器以及交流接触器实现稳定运行，通过这样的方式就可以促使两种开关重大优势得到充分的发挥，同时也可以快速有效实现良好的投切。在实际应用过程当中节能效果也比较优异，不会产生过大的功耗，有利于节约成本。但是在具体实践的过程当中，无法切实保障其可靠性以及安全性，所以在很大程度上没有能够得到广泛的推广普及和应用。第三，智能补偿控制措施，智能补偿无功控制的主要原理就是有效采集三相电压及电流，同时也可以针对于系统内部无功变化情况实时跟踪，还可以通过对物理量进行控制，有效针对无功功率实时变化，根据模糊控制理论还可以针对电路进行智能化选择，促使智能控制理论更加良好合理的应用在电容投切控制过程当中[8]。

（3）在目前需要针对于电网进一步实施科学合理的管理，对于当前电气自动化系统来讲，需要进一步加强电网的管理，这样就可以让无功补偿技术得到更加良好的应用，切实保障无功补偿设备合理科学的应用，促使无功补偿真正的作用和效果得到发挥，同时也可以尽可能的减少电能过度损耗。

(4)需要针对无功补偿加强重视。通常而言，功率因数以及损耗功率两者之间呈现反比例的关系时，则需要比较大的功率，所以对于当前的电力企业来讲，需要高度重视无功补偿工作，尤其是在电力系统当中需要安装好无功补偿装置，同时要求企业结合变压器荷载选择最佳补偿量。