对无功补偿技术在电气自动化中的应用分析

曹大才

新疆新能源新风投资开发有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

随着工业化进程不断提高，在电气工程建设过程中，要以节约资源建设环境友好型社会为目标，避免产生的电力资源浪费，促进社会更好发展。因此，现阶段在电气工程自动化探究过程中，需要对智能无功补偿技术进行研究，具有至关重要的现实意义，才能更好地促进我国各个事业蓬勃发展。

1 无功补偿技术的特点

特点：①电能获取方式多样性。根据以往发电模式研究发现，发电机为其获取电能的主要来源。但无功补偿技术则不然，运用该技术获取电能的过程中，除了来源于发电机以外，而且还囊括了调相机和静止无功补偿器，②供电地域的局限性。基于无功补偿技术下的电能进行远距离输送时，则要求发电系统与受电终端之间必须存在足够大的电压差，而当前这种情况下，导致电力系统有功功率出现损耗，这对于电力节能工程的开展极为不利。因此，在以该技术为主的电力系统，在实际的运行过程中，尽可能的避免电能的远距离传输[1]。从当前这一角度来分析，该技术的应用有着地域性限制。③电压控制分散性。根据相关数据调查显示，电力系统主要以有功平衡为主的形式对频率进行控制。由于单频率是全网统一的，因此要想实现对频率有效的控制，则需要实现电力系统全网有功平衡，这也是实现上述目标的关键所在。由于电网不同节点电压存在明显的差异性，在这种情况下为了保证无功平衡，应当坚持具体问题具体分析，力求做到分别控制电网节点的电压，以此来实现对全网电压进行有效的控制。

2 电气自动化中无功补偿技术应用

2.1 维护电力用户利益

现如今，无论是社会生产还是人们的日常生活，都离不开电力资源。因此，供电企业必须保证供电过程中的稳定性与可靠性。但实际上，由于在交流电路中电抗器参与会产生一定的电源能量交换，也就是无功功率，这种情况虽然不会造成实质上的电能耗损，但却会对电网的供电效率造成不良影响。因为考虑到这一点，供电企业在设计变压器时，基本上都是利用无功补偿技术对电力用户给予补偿，为客户利益提供保障。在对无功补偿容量进行计算时，主要包括以下两种方式：第一种，根据变压器容量进行估算。通常情况下，补偿容量为变压器容量的30%，例如，当变压器容量为1000kva时，其功补偿量则为300kvar；当变压器容量为1600kva时，无功补偿量为500kvar；第二种，通过查询“无功补偿容量计算系数表”进行计算。在该系数表内，载明了1kW有功功率所需要补偿的数值。如果设备负载的有功功率通过P来表示，运行时的功率因数和需要补偿的目标功率因数分为cosφ1和cosφ2，其具体计算如下，当有功功率为1000kW、运行功率因数为0.58、补偿功率因数为0.7时，通过查询“无功补偿容量计算系数表”可以得知，补偿容量系数为0.39，补偿容量则为1000×0.39=390kvar。通过以上两种方式，都可以使用户的利益得到有效保障[2]。

2.2 对回路电流进行无功补偿

由于电流本身具有连续性，所以，在回路电路当中必然存在回路电流，而电流也必然会产生一些电能损耗。因此，对回路电路进行无功补偿，可以有效降低电能损耗，其补偿方式主是要通过滤波器原理对回路电流进行无功补偿。电源中的滤波器是一种由电容、电感和电阻共同组成的滤波电路，通过它可以滤除电路中的指定频点，最终得到特定频率的电源信号。因此，通过在电路中安装滤波器，可以使滤波器频率范围得到优化调整，并且使滤波器中的电容电流与回流电路中的感性电流互相抵消，最终使回流电流保持在一种相对稳定的运行状态中，不再持续做功。在电路稳定运行状态下，还可以同时串联滤波器适量地降低电压，从而对回流电路进行无功补偿。

2.3 无功补偿技术在变电站中的应用

发电厂要想对电能进行远距离的输送，就必须采取有效措施减少传输过程中的电能损耗。首先，先将电压转换成高压电，传输到接近指定地点时，再将高压电降低至用户可以使用的数值，而这个电压升降工作则需要领先变电站来完成。需求说明的是，当电力用户所使用的变压器为无功功率变压器时，就意味着该用户已得到了无功补偿，无须再提供无功补偿服务。当变电线路处于正常运行状态时，代表供电效率良好，也无须向用户提供无功补偿服务。需要注意的是，容性无功补偿设备的容量与无功功率变压器存在一定的差异，所以，补偿设备的最大容量值不能达到变压器的最大容量值，否则，就会对整个电力系统造成重大安全隐患。

2.4 无功补偿技术在真空断路器设备中的应用

与传统断路器相比而言，真空断路器具有体积小、重量轻、适用操作、不必经常检修等优势特点。因此，在电气自动化设备中，真空断路器是一种比较常见的保护装置。但是，由于真空断路器的型号较多，而每种型号的适用范围和使用性能上又存在差异，导致将无功补偿技术难以引用到真空断路器的制造中。但是，如果在制造过程中引入无功补偿技术，可以使真实断路器的内部结构得到优化调整，进而使其制造成本得到大幅降低。此外，现有的真空断路器在实际应用的过程中，经常会遇到型号不匹配或者兼容性较差等情况，通过无功补偿技术可以将滤波器、电抗器等器件与真空滤波器结合起来，从而使电路电流处于一种平稳运行的状态下，电能损耗因此而得到有效控制[3]。

3 结语

近年来，随着互联网技术不断普及，自动化无功补偿技术渗透到人们生活的各个面面，它能全面提高电气工程的运作效率，改善供配电环境，保证系统稳定运作。与此同时，还需要加大人员技术培训工作，做让更多的专业人员了解自动化无功补偿技术，为我国电网事业蓬勃发展奠定基础。