在电气自动化中无功补偿应用的探讨

在电气自动化中无功补偿应用的探讨

张瑶辉

（身份证号码：33072419740117xxxx杭州宏创机电设备有限公司310012）

摘要：本文简要概括电力设备中无功功率的产生原理、对电气设备的运行影响、结合无功补偿技术在电气自动化中的设计方法，如稳定滤波器、调压电容器和电容器的组合，晶闸管调相反应器与稳定过滤装置的结合，稳定滤波器谐波器件与可控饱和电抗器的结合等，我们重点提出了无功补偿技术在电气自动化应用中的解决措施。

关键词：无功补偿技术；电气自动化；价值

0引言

在我国经济快速发展的过程中，供电、高速铁路等各个领域的各种电气自动化技术逐渐成熟，无功补偿技术的应用使一系列电气自动化的发展更加科学。因此，无功补偿技术在电气自动化中的应用必须引起重视，因无功补偿技术有其自身的缺点，所以在实际应用中一个严重计算过程是不容忽视的。根据上述情况，本文分别从以下几个方面进行探析，现具体如下。

1无功功率在负载端的产生及运行影响

电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，在这样的电路中，电流波形峰值滞后于电压波形峰值发生，两者波形峰值存在相位差。功率因素即交流电路中电压与电流之间的相位差（Φ）的余弦值，功率因数cosΦ越低，两个波形峰值则分隔越大。

电网输出一个S，叫视在功率（理解为：视作存在的功）；被负载端接收后输出一个P，叫有功功率（直接消耗电能，把电能转变为机械能，热能，化学能或声能，利用这些能作对人们有用的功）；负载端内部消耗需要一个Q，叫无功功率（不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能，它对人们没有用，但负载运行又缺它不可的功）。公式cosΦ=P/S，当S一定时，P越大，功率因素就越大。因此，我们要使电能利用率高，就必须增大cosΦ的值。同时减小了Q，使负载内部作功减小，减少负载发热增加电器使用寿命，提高设备使用性能。

2无功补偿应用的原理

电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°.而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°.在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角Φ缩小。当Φ=0时，cosΦ=1，从而达到理想状态S=P。

在电网系统中，无功补偿还用于调整电网的电压，提高电网的稳定性。在电气回路中，通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。在相与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此，对于三相电流不平衡的系统，只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的电容器，不但可以将各相的功率因数均补偿至接近1，而且可以使各相的有功电流达到平衡状态。

3无功补偿技术在电气自动化中的设计方法

3.1稳定滤波器、调压电容器和电容器的组合

在使用该方法之前，必须调整变压器低压部分两侧母线的电压，并将低压母线或电抗器上的电压与母线连接，以改变无功功率。实观目前发展情况来看，主要体现在设备本身的技术水平缺陷和设备本身的缺陷上，集合稳定滤波器、电容器调整压力和电容器的方式的技术水平还不够成熟。

3.2稳定滤波器谐波器件与可控饱和电抗器的结合

采用串联电抗器，可使并联滤波器的额外电容无功率补偿电流达到平衡状态，使设备的功率满足运行要求。在电气自动化过程中，系统谐波对无功补偿器的影响体现在无功补偿器电容器寿命的影响上，从而缩短了无功补偿器的寿命，还体现在系统本身产生的谐波可能会损坏设备等方面。因此须稳定滤波器谐波器件与可控饱和电抗器的结合使用。

3.3晶闸管调相反应器与稳定过滤装置的结合

为了调节饱和电抗器的磁饱和程度和影响流入电路的感应电流，可以通过组合晶闸管来平衡并联滤波器中的额外电容功率来调节电抗器相和稳定的滤波装置。

4无功补偿技术在电气自动化应用中的解决措施

4.1确定电网侧无功补偿的实际容量大小

在确定变电站无功补偿的实际容量时，应紧密结合不同地区的实际容量需求，实现科学合理的调整，以满足区域需求。一旦确定了变电站的无功补偿的实际容量大小，就可采用无功补偿技术对变电站的低负荷、变压器加以无功补偿，补偿时可以将电力行业的最新工艺、装置及技术应用其中，以合理配置补偿容量。

4.2加强负载侧的管理力度

加强对用户（负载）的管理，主要是加强对用户节能意识的管理，提高用户对无功补偿技术在电力自动化中的重要性的认识，帮助用户实现无功补偿技术与用电的关系，为了从内部减少线路中电路的损耗，对用户侧的管理要求相关部门做好宣传工作，重点在于用户（负载）侧中形成良好的对无功补偿技术的科学认知。

4.3有效补偿配电网低压一侧的电容器组

在补偿配电网低压一侧的电容器组时，应该注意控制供电系统的功率和电能，要控制好无功电流传输时流经的变压器及线路，此时若共用变电器且机组负荷较大，则需要采取在配电网低压一端配置电容器组的方式，以实现对功率的有效补偿。

5结浯

随着社会发展、生活更新，人们对供用电需求增大，但电力供应短缺是一个矛盾点。因此我们要节约能源，把能源提高到最大利用率。无功补偿技术就是保证人们所需的能源中减少能源损耗，还有利于电气自动化设备的稳定性和安全性。随着无功补偿技术在电力自动化中的不断完善，无功补偿设备器件的生产科技提高，使无功补偿器件操作方法简单化，今后无功补偿技术将得到更广泛、更成熟的应用。

参考文献：

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