无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨

无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨

王辉

（中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司辽宁省沈阳市110000）

摘要：在电子自动化发展与日俱增的今天，电气自动化的发展也应该跟上脚步。无功补偿技术作为电气自动化中应用较为广泛的一种新兴技术，能够有效降低电路中的电能消耗，对电气自动化的发展有着较大意义，所以相关人员应该首先针对该技术展开研究，使无功补偿技术同电气自动化更加契合，以便能够充分发挥无功补偿技术的效益，最终提高电气自动化技术水平。

关键词：电气自动化；无功补偿技术；实际应用

引言

随着我国社会经济的不断发展，电气自动化技术在众多行业中得到了广泛应用，使我国社会经济得到了快速的发展。无功补偿技术作为电气自动化行业中的重要技术之一，主要是充分利用自动化技术中的相关特征，利用无功、谐波等对系统进行补偿，以此来减少电力损耗，为电气系统的运行提供更多的安全保障。

1无功补偿概述

在电网调度和运行中，当交流电通过纯电阻时，电能转化为热能，而在纯电容或纯感性负载的情况下，则不做任何工作。也就是说，没有能量消耗，即无功功率。没有纯粹的情感或纯电容负载，所以当电流通过负载组合时，部分工作(其中一些工作不起作用)的功率因数小于1，如果要提高电源效率，应派遣无功补偿。

无功补偿技术可称为电压无功控制服务技术，是指电网在固定发电机组中运行，以保持网络的正常运行，保证输电线路电压的总体平衡，加强对权力运作的控制。在电力系统故障的情况下，可以使用无功补偿来防止电网系统瘫痪。

随着经济和科技的发展，电气自动化技术的发展进入了一个新的阶段。目前，电气自动化技术在高速电气化铁路牵引变电所等领域得到越来越广泛的应用，但高速电气技术的应用也存在一些缺陷，如复杂单相电力牵引负荷问题。如果这些条件可以添加到电力系统的负序谐波中，则可以增加无功功率。不良后果最终可能导致两方面的问题:一是影响电力系统的安全性;其次，降低电气自动化系统的资源利用率，整体经济效益不高。根据目前对电气自动化系统的研究和分析，无功功率，负序和谐波是最重要的问题。尽管国内外已有一些研究成果，但由于我国人口众多，电网自动化应用的压力将更大。例如，大同电厂事故是一起严重事故，无功补偿技术的应用为解决电气自动化系统的非线性问题提供了极大的方便。

2无功补偿技术的设计思路

2.1调压式无功补偿

调压式无功补偿是通过控制滤波器、抗压器的电压，进而控制无功功率输出，其优点在于能够动态化地实现对电路的无功补偿。另外，经笔者实际调查发现，这种设计思路的优点还具有更优的实际补偿效果，经统计，其效果一般高于常规补偿方式4%—5%。同时该补偿方式还有减小设备体积，缩小设备占地面积，方便管理人员及时维修等优点。但是该设计方式的补偿响应时间较长，对滤波的补偿效果并不明显，在实际生活中的应用也要继续完善。

2.2组合装置的应用

在电气及其自动化中，主要应用的组合装置为可控饱和电抗器与过滤谐波装置。其中，可控饱和电抗器的优点就是能够在最大程度上提高功率因数，保证电路的稳定。可控饱和电抗器与过滤谐波装置的组合在无功补偿中的设计思路一般是串联电抗器、反并联晶闸管。这种连接方式不仅可以平衡无功功率，还能减少谐波污染，延长电气设备的寿命，降低电路运行中的无关损耗。但是这种设计较为昂贵，对安装技术和设计水平也要有较高的要求，如果安装不到位，在运行中可能会引发不必要的危险。

3应用现状

在我国电气自动化技术迅猛发展的背景下，为了提升电气系统中的相关功率因数，使负序电压降到最低，主要采用的方式为滤波技术，这种技术在实际应用中简单有效，近年来，我国在该技术的基础上又进一步加强研究，无功补偿技术诞生，能够对谐波进行更好的处理，提升高功率因数，使负序电压得到进一步的降低。由于滤波通路是在原有基础上产生的，因此可以将谐波进行有效的消除，具有十分重大的现实应用意义。

4电气自动化系统中无功补偿技术的应用

无功补偿技术在电力工程及其自动化中应用时，首先需要合理选择变压器、电动机的数量和容量，在满足高压侧功率因数与用电要求高度符合的基础上，一般采用低压补偿的方式对10kV和35kV进行补偿。

4.1应用目标和方式

在供电系统中，电能质量属于十分重要的指标，电压又属于对电能质量产生较大影响的要素，因此在电气自动化系统中对无功补偿技术的应用目标和方式进行分析和明确显得十分必要。在电力系统当中，无功功率受到外界因素的影响较大，主要包括设备功率、阻抗等因素。在电气自动化中，较为普遍的方式为AT供电，这种供电方式是利用SCOTT变压器来实现的，利用晶闸管电子开关对电容投切进行控制，此种无功补偿方式能够有效控制和解决负序电压的问题，尤其在我国目前的铁路运行中进行应用，对运行状况的分析效果十分显著。

4.2制定合理的无功补偿方案

在电气自动化的运行过程中，可以采用无功补偿的方式进行引导和规划，但首先需要制定出正确合理的无功补偿方案，使整个电气自动化系统得到有效的提升。该技术的应用应从整体系统出发，在目前电器运输设备和电压的具体情况基础上，进行无功补偿方案的制定，通过最低损耗和最佳传输的方式对制定的方案进行优化和改进，进而提升自动化系统的补偿效率。由于我国目前店里运输设备中存在着一些异常现象，因此并不能够将无功补偿技术直接应用到设备运行当中，而是需要安装一些仪器作为辅助，以此来确保整个电网系统的正常运行，缓解电网中存在的无功补偿问题。

4.3加强对先进管理方式和技术的应用

现阶段，我国在此方面较为先进的管理模式和技术为:(1)谐波注入式无功补偿，这种方案使用较为便利，并且投入的成本较低，具有良好的性价比，适用于低压电网安装，在我国农村地区的使用较为普遍。(2)并联混合式有缘滤波。此种方式能够有效缓解由于电力牵引而引发的滤波器过度补偿问题。现阶段，此种方案可以作为自动化系统的调节方案进行应用。(3)电容器以分散的形式安装在电网当中。这种方式能够充分实现无功分散补偿，使电网中存在的补偿问题得到良好高效的解决。

4.4积极组织培训，扩大无功补偿的应用范围

供电企业应积极加强对相关工作人员的培训工作，定期对专业人员展开培训工作，使其个人的综合素质和技能水平都得到有效的提升，使更多的工作人员了解和掌握这项技术，并且有针对性的对部分电气工作人员展开专项技能培训，并且加强对新员工的培训和锻炼力度，使管理人员和操作人员的管理和技术水平都能够得到进一步的增强。另外，也可以聘请相关专家和学者到企业中来开展讲座或者座谈会，亲自“手把手”的讲授无功补偿过程中存在的相关问题，使工作人员的实际操作水平和经验积累得到有效提升，能够利用积极正确的应对措施面对电力事故的处理问题。

结束语

随着经济的不断发展，自动化水平也随之得到了很大提升，尤其是电子自动化的发展，更是与日俱增。其中，无功补偿技术是电气自动化中较为常用的一种技术。无功补偿技术能够有效降低电路的电能损耗。所以对电气自动化中无功补偿技术的应用是非常有必要的。

参考文献：

[1]李颖.刍议电气自动化中的无功补偿技术[J].通讯世界,2017(22):225-226.

[2]陈波波.电气自动化中无功补偿技术的应用探讨[J].科技与创新,2017(21):144+147.

[3]陈伶.探究无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].通讯世界,2017(17):192-193.

[4]田云.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(17):155-156.