智能无功补偿技术在电气工程自动化中应用

潘培峰

摘要：伴随着我国电气自动化技术水平的不断提升，在原有技术基础上，又新增了一项无功补偿技术。通过这项技术的应用，使我国电气自动化水平又得到了进一步提升。然而，相对于日益提高社会生产需求而言，无功补偿技术在提高供电质量、减少电能损耗等方面还存在很大的开发价值。因此，有必要针对其技术的应用方法进行全方位、系统化的研究。

关键词：电气自动化;无功补偿技术;电力

1 无功补偿技术概述

在很多电气自动化设备中，都会带有一个电磁线圈。要想让这个电磁线圈运转起来，必须为其先建立一个专用磁场。这也就意味着在电磁圈运转的过程中会消耗掉功率，如果用字母Q来表示无功功率，其单位则是“乏”或者“千乏”。具体说，就是在一台电动机运行之前，需要事先为其建立一个专门的磁场，通过该磁场使转子旋转起来，之后再带动电动机进行同步运动。也就是说，在电动机运行的过程中，转子所产生的磁场几乎都是通过电源里面的无功功率所形成的。当电气自动化中变压器工作时，整个运行过程同样离不开无功功率的支持。由此得知，通过一次线圈转动会形成对应的磁场，通过二次线圈转动则会产生电压。所以，如果缺少了无功功率的支持，电动机就无法运行，变压器也无法正常执行其工作任务。通常情况下，只要当用电设备在电源中单独得到有功功率之后，便可以获得无功功率。但是，当电网里面所提供的无功功率无法满足实际需求时，就会导致电气自动化设备得不到足够的磁场供给，从而失去运行动力。也可以将其理解成如果缺少了稳定无功功率的保障，大部分电气自动化设备都无法正常地运行。

2.智能无功补偿技术的特点

2.1设备电压受电磁互感的影响

在电力自动化系统中，电力设备都是基于电磁感应原理实现运行的。一发电机组为例，线圈是促使发电机组运行的根本元件，发电转子通过磁感线切割运动完成交流电的生成。在如变压器依靠电磁感应传输电压。因此，电力设备电压在电网运行中受电磁感应的影响，智能无功补偿也受电磁互感的影响。

2.2设备运行的功率影响着电能损耗

电力设备中的电阻抗、电容抗与电感器、电容器在电网运行状态下会产生一定的谐波，谐波会造成无功功率的产生，导致电力损耗的发生。要提高电网运行的质量，就必须控制谐波的产生。智能无功补偿技术通过在电网中装设智能无功补偿装置，来降低电网运行中产生的谐波，提高了电力设备运行的有功功率，从而减少了电力设备运行中的损耗。

2.3智能无功补偿与无功功率控制紧密相关

电力系统运行的效率和运行质量与无功功率的管理有着紧密的关系。通过科学的管理和控制电网运行中的电压，可以实现对于功率因数的调节，补偿无功功率造成的设备损耗，提升电力系统运行的秩序性和合理性，从而有效的控制电力设备运行中的无功功率，提高有功功率，减少电网系统中整体电能的损耗，提高电力系统运行质量。

3.无功补偿方式

3.1集中补偿

将无功补偿装置装设在总变电所6-35kv母线上，用于控制高压线路无功损耗的无功补偿方式。它的优势在于降低线路损耗的同时还有助于提高供电质量。

3.2分散补偿

将无功补偿装置装设在功率因数较低的线路端，如村镇终端、车间、配电所高低压母线上的无功补偿方式。它的优势在于无功补偿效率高、效果好。

3.3就地补偿

将无功补偿装置装设在电感性用电设备或异步电机附近的无功补偿方式。它的优势在于提高用电设备供电回路的功率因数，从而有助于提高电压设备供配电质量。

4.智能无功补偿技术在电气自动化中的具体应用

4.1应用于固定滤波器和电抗器

理论上来讲，如果这种无功补偿的能够得意完全实现，智能补偿装置便可以最大程度发挥其对有源补偿的可控性，从而灵活补偿电力系统运行过程中的功率损失。但是实际上电力设备运行时条件并不是单一的，而是会因为设备质量、人为操作、外界环境等多方面原因导致其供电功能产生变化，相应的电流和电压状况也各不相同，要想达到良好的无功补偿效果，就要准确衡量电力系统中的电能质量，其中最为重要的就是电压质量。而电气自动化的变电所和接触网无功状况会在很大程度上受到负荷消耗的无功率作用，从而给电气自动化运行系统带来很大的负面影响，导致电网产生高频次谐波，而且规模也会比较大，这对于维护电网的安全性以及电气自动化系统的质量来说是极为不利的。

4.2应用于电容器同固定滤波的结合

电容器和固定滤波的结合在为电气自动化系统实现智能无功补偿的过程中可以说是必然趋势，此二者结合是具有一定科学性的，其主要目的就是更加合理地对电压消耗进行调整。但是在推行该项措施的前期阶段，相关工作人员还是要根据电气自动化系统的实际运行情况，对电流电压量值以及能耗情况进行全面了解和分析，然后有针对性地做出调整计划。有研究表明，利用静压管来进行智能无功补偿，可以更加可靠地保障电气自动化装备的运行功能。但是目前而言，我国的智能无功补偿技术虽然取得了很多成绩，但是该种技术方法还未能全面普及应用，仍然处于测试研究阶段。当在电气自动化系统中使用智能无功补偿技术时，会有大量的无功电流涌向高壓变电站，然后再经由相应的输电线路将电能传送给低压变电站。但是该过程电力能源需要进行远距离传输，如果使用的无功补偿技术配置不合理，也会出现无功功率向配电网倒送的现象，反而造成更大的电力能源损耗。相反，如果该技术能够进一步得到优化改进，我国电力行业的发展水平必然能够迈入新的台阶。

4.3对回路电流进行无功补偿

在对回路电流进行无功补偿时，可采用固定滤波器，对饱和电感器运行中的磁能饱和情况进行调节控制，改变流入回路中的感性电流，进而达到无功补偿效果。在回路运行中会产生一定的感性电流，对此，可与滤波器中的电容性相消除，进而保证电流均衡性。另外，通过利用滤波器及电抗器，还可达到电压串联效果，通过对变压器降压按钮进行调整，并对侧母线电压采取有效的控制措施，能够保证无功补偿效果。

4.4对用电客户进行无功补偿

在电气工程自动化中，对于电力用户无功补偿的形式包括以下几种：①通过无功补偿措施对电力功率因数进行有效控制，确保能够符合国家相关规定，同时还应加大宣传教育，提升用户节能意识，进而实现无功补偿。②在客户内部配电网中，通过利用无功补偿措施，能够有效减少电力用户经济负担。

结语

综上所述，本文主要对智能无功补偿技术在电气工程自动化中应用进行了详细探究。随着社会经济的快速发展，电力需求量不断增加，传统的无功补偿技术已无法满足供电质量管理实际需要。对此，可采用人工智能技术，通过将智能无功补偿技术应用于电气工程自动化中，能够有效提升电气工程运行稳定性。

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