电气自动化中的无功补偿技术研究

中海油石化工程有限公司 田 飞

随着我国经济的快速发展，科技的发展也是十分的迅速的，目前在许多生产中都运用了高科技技术支持，传统的生产模式已经逐渐地被取代了。如今电气自动化技术在迅速的发展中，电气自动化技术的应用十分的广泛，带给人们在工作上和生活上很多的便利，与此同时，在电气自动化系统中也存在着一些问题，电气自动化系统会随着单相电力负荷的变化产生影响，会出现浪费电严重的现象。

面对这一问题技术工作人员迫切地需要进行解决，而无功补偿技术是一种综合的补偿方法，通过无功、负序和谐波的方式让电气自动化系统能够更加高效率的运行，电气自动化无功补偿技术的应时而生，在根本上解决了在生活中人们电能浪费的问题，从而对电气自动化的优化作出了贡献，也为我国资源节约型社会的建立起到了积极的作用。

1 电气自动化无功补偿技术

无功补偿技术是运用物理的原理，用不同的装置把容性功率和感性功率的负荷同时连接在一条电路上面，然后产生的能量能够进行转换或者是替换。将容性负荷转换为感性负荷，这样产生的无功功率进行输出的补偿[1]。这种技术是将电力变压器中的无功功率进行向外的电容器转化，这样的转化可以使自动化系统中的电压在一定范围内得到有效的维持，从而使工作能够正常的进行。无功补偿技术能够使电气系统更加安全，更加顺畅的进行工作，对于工作效率也大大的提高了。无功补偿技术会从本质上提高电气系统中的电压水平，实现节约电能的效果。

2 无功补偿技术的意义

随着我国科技快速发展，电力系统的主要技术是电气自动化，而电气自动化无功补偿技术能够保证电力系统正常的运行，这个技术目前应用十分的广泛。因此，对于无功功率补偿技术在电气自动化的应用是可以提高系统的整体性和抗干扰性的，无功补偿技术的作用如下：

弥补电压不稳定的缺点。电网的模式分为三种，分别是低压电网、中压电网和高压电网，电力系统工作中低压电网和高压电网的电压流动稳定性不足。而无功补偿技术的应用，完美的弥补了这个缺点，不仅提高工作效率，还能够对电力系统进行优化。

保护电气自动化的电容器。无功补偿技术提高了电网的工作电压，还改变了内部系统的无功功率的流向，这样能够对电容器进行保护，在很大程度上降低了电容器的热度，降低安全事故的发生几率。

节约电能。在工作原理上，无功补偿技术提高电网和负载的功率，通过理论计算验证，无功补偿技术在一定程度上降低用电设备需要的容量，从而节约电能。

设备的供电能力要提升。运用无功补偿技术，不仅提升了有功功率，而且还在很大程度上降低了无功功率，有功功率数值不变时无功功率会减少，供电设备的配电数量和规模也会降低，在供电能力的设备上进行有效的提升；提高有功功率的效率，在一定程度上对变量进行控制，对发电、供电设备要有要求，如果这个设备的容量能够保持一直是恒定的状态，那么，无功补偿技术的应用能够有效提高功率因数，并且能够在一定的程度上进行无功功率的消耗和损坏，从而提升有功功率的最大潜能；无功补偿技术能够充分地对额定出力的效果进行提升应用。

电能的质量有所提高。电压的质量与电压损坏的数量有关，如果电压在使用的过程损坏的数量很多，那么电压的质量自然会降低；相反，损失少、电压质量就越好。电压的质量又会影响电器设备的运行的稳定性，在电力设备中，要进行合理的地配置无功补偿的设备需求，再对这项技术加以利用，这样才能对电能的使用质量有效的进行提高[2]。电力系统运行是复杂的，无功补偿的设备是能够改善供电环境的，这样才能提高电能的质量。

电费支出减少。功率的因数如果低于规定值，用户会受到处罚，通过无功补偿技术，用户可以有效提高功率因数，这样才能够避免处罚，因此能够使电费的支出数额减少。因为无功补偿设备的应用，无功补偿在一定程度上是能够减少有功功率的损坏和消耗的，这样一来，对于电器设备资金的节约，在某种程度上来说是对有功功率的利用程度是有所提升的，这样也能够减少电费。

电能的损耗量降低。运用无功补偿技术，电能的损耗量能够降到最低，在供电线路中有很多的感性设备，这些设备在运行时会消耗很多的无功功率，而应用无功补偿技术是能够减少设备的无功功率的流动问题，这样在很大程度上对电能的损耗量有所降低。

3 电气自动化无功补偿技术存在的问题和原因分析

电容器损坏频繁。电容器是无功补偿技术的主要的设备之一，在无功补偿技术使用的过程中，电容器频繁损坏，这就造成了无功补偿设备的使用年限会有所降低，对于系统的稳定性进行维护就会非常困难。

电容器的外熔器熔断。电容器的外熔器时常会发生熔断，这样就会导致无功补偿设备的寿命和效果会大大地降低，这样的使用率降低也对能源消耗。电能的质量和稳定电压带来了不小的影响[3]。

电容器组的使用率不高。电容器组的投入使用不高，这就导致了无功补偿技术的发挥效率是比较低的。

分析问题的原因。在电气的运行中，谐波背景对电压存在着一定的影响因素，在选择电压的级别的时候往往会忽略这一影响，这样就对电压的选择有影响，会使选择的级别不高，最后导致在使用电压时发生电容器的损坏现象频发；造成电容器外熔断器的原因是，合闸涌流会对外熔断器有影响，在选择熔断器的时候，熔断器的额定电流是非常小的，这也使得外熔断器的熔断频繁发生；电容器使用率低的原因就非常多了，但是有一个非常重要的原因是，在电容量的分配和选择上是没有按照合理的配置进行的，这样就直接导致了电容器分配不合理。

问题改进对策。要引进先进的自动化技术，先进的技术对滤波器数量大、无功电流要加以控制，并对电力网中的负荷量进行控制，先进的技术可以用最小的投入获得非常大的经济的效益，在电力网的运行中，是性价比比较高的技术，最适合的在低压电网中使用。

4 电气自动化无功补偿技术的运用

随着我国电气自动化技术的逐渐发展，电气自动化无功补偿技术也被广泛的应用在生产工作中，这种技术能够保证电力系统的安全运行，还可以和不同的电气设备组合使用。

真空断路器投切电容器。补偿方式的特点是：操作简单，投入少。这种补偿方式是不需要再安装放电设备，其自身的结构是电容器在利用电压互感器阻碍工作电阻进行放电，这样做的目的是电阻器的熔断器是起到保护短路的作用的。众所周知，高压电力系统运转停止时，在关闭电闸的时候，高电压能够对设备有所损坏，这样的情况下就有一定的安全隐患。基于这个问题，在关闭电闸的时候，在一定程度上对电容器产生的高冲击电波进行降低处理，这样就能够在电抗器上面有效的降低高压电的发生[4]。

固定晶闸管和滤波器调节电抗器。无功补偿的原理表明，固定滤波器的同时，采用相反的并联方式将晶闸管和电抗器串联起来，这种方式是可以非常有效果的进行补偿。晶闸管是为了调节电抗器，感性电流调节好了、在与滤波器并联起来，这样可以和多余的电流抵消，从而达到电流的平衡关系。还有一个非常好的优点，就是滤波器的使用年限是比较长的，而晶闸管被需求的数量少，调节的性能又比较好。固定滤波器，对电抗器的饱和度进行调节，但是这种补偿方式不建议使用，原因是在使用的过程中会有分贝超级高的噪音，这样长时间的噪音会对电力设备有所损伤。

滤波器和电抗器连接。把滤波器和电抗器的电压连接起来，这样能够对降压变压器中的低压侧母线的电压进行调节，从而起到补偿的作用，在实际的生产工作中，滤波器的安装可以进行滤波，这样可以在一定程度上保护设备。

有源滤波器。利用电子装置的电流，电流和在负荷中的谐波电流进行抵消，这样的方式是可以起到平衡的作用，这种补偿方式的调节性能非常好，和电力系统能够和平相处，不能发生谐振[5]。

5 电气自动化无功补偿技术的注意事项

负荷量的核准。在负荷量较低的线路使用过度补偿技术，会有过度补偿的现象出现，在这种情况下对降低无功功率是没有效果的，而且还会使无功功率的消耗有所增加，得不偿失。

功率因数的有效提升。在使用电气自动化无功补偿技术的时候会出现一个问题，就是功率因数增加，而补偿效率就会变弱，这样一来固定容量的损耗程度的减少也有所变化，因此要将功率因数提升上去。无功补偿技术时，功率因数一般是在0.95，如果高于这个数值无功补偿的效果会减少[6]。

增加技术工作人员的业务培训。电气自动化的工作人员要进行培训，并且要定期的进行，工作人员要与时俱进地学习，不断地对自身的专业技能和职业素养进行提升，对于无功补偿技术进行宣传，这样能够使工作人员的工作热情有所提升，工作人员主动的进行学习技术。

无功补偿技术的宣传。目前，电气自动化技术的发展在快速的进行着，市面上出现了很多无功补偿技术，这种新技术增加宣传力度，客户会对无功补偿技术有一个很好的了解，知道这项技术可以很好的节省用电量，这样才能更好的配合将这项技术在内部配电网中有一个很好的应用效果。

客户的无功补偿。用电客户的无功补偿有两个方面：第一，无功补偿技术能使电力功率的因数达到国家的规定，可以帮助客户得到电费补偿。在政策的引导下，客户的节约用电的意识会增加，在最大限度上可以使电流损耗的程度降低，这样能够有效的缓解用电紧张；第二，在客户的配电网内部应用补偿技术，这样能够使无功消耗降低，电能的损耗会大大的降低，这样就会使客户的用电成本减少[7]。

制定方案。要制定一份详细的无功补偿的方案，这样可以确保正确的使用这项技术，电气自动化的系统使用能够有效合理的进行规划，从宏观角度出发，并考虑到电气运输设备和传输电压的实际情况来制定合理的无功补偿方案,以低损耗和高传输的原则制定方案。针对我国的电力运输和仪器设备条件，应引进国际上先进的设备和技术，并科学有效的运用。如果将配电变压器放置到最合适的位置上，同时采用无功补偿技术，这样能够在很大程度上对补偿的效果进行提升[8]。

6 结语

电气自动化的无功补偿技术的应用，是可以使电气系统能够更加安全、更加快捷的高效率地工作的，同时还能够节约成本，为我国建设节约型社会起到积极的作用。因此，在电气自动化中应用无功补偿技术是非常占有技术优势的，但是无功补偿技术也带来了相应的问题，在使用的过程中对待问题要及时地进行处理，这样才能够对电气自动化系统带来更好的辅助作用。