电气自动化中无功补偿技术及其应用探究

电气自动化中无功补偿技术及其应用探究

韩莉

身份证号码：620522197007290024

摘要：近年来，随着中国电气技术水平的提高，供电能力与供电质量显著提升。与此同时，随着电力系统规模的扩大以及设备接入数量的增多，系统运行状态受到电压波动、谐波增大等因素的影响，稳定性较差。在这一背景下，无功补偿是改善供电环境与提高供电效率的重要技术举措，也为谐波治理等问题提供了可行的解决途径。

关键词：电气自动化；无功补偿技术；应用

引言

如今，人们生产生活对电能需求量不断增加，电力系统建设规模不断扩增，复杂度也随之增加，电气设备运行中面对更为复杂的环境及本体非线性因素增多，直接增加了电气控制难度，电气设备自动化发展情况得到全社会的关注。无功补偿技术作为基于无功功率理论发展起来的一种全新补偿办法，主要是运用容性及感性功率负荷变化情况及有关控制装置并联在电路内，通过能量转换的过程调整运行条件，实现对被控对象的有关管控。电气设备运行中合理运用无功补偿技术，能有效控制无功损耗、谐波等问题给输电效率带来的影响，为电气自动化发展提供可靠的技术支持。

1无功补偿作用

无功补偿技术主要起到减少线损量、减少电气设备容量2项作用。其中，减少线损量是通过补偿无功功率、增加有功功率比例常数来调整功率因数，功率因数与线损率密切相关，功率因数越高，则实际线损率越低，避免电能在线路输送期间产生过大损耗，这对降低系统运行成本有着十分重要的现实意义。而减少电气设备容量则是因电路功率因数的增大而节省一部分设备容量，放宽对电气设备设计容量的要求，进而起到减少系统建设成本的作用。例如，在某电气自动化项目中，通过应用无功补偿技术，功率因数由0.8cosФ提升至0.98cosФ，原有配置1kvar电容器的容量节省0.52kW，间接上增加了已配置电气设备的容量。

2电气自动化中无功补偿技术及其应用

2.1自动采集电气设备的电流电压参数

电气自动化控制过程中，在构建出补偿控制模型后，可以实时自动采集设备电压与电流，通过观察电压及电流参数改变情况明确电力设备的运行状态，为后期电容投切方式控制提供可靠依据。既往多通过测量电压与电流之间的相位差去表示电气设备的功率因数，以上这种传统采样方式具有一定局限性，仅能在电压与电流都是正弦基波的情况下才能确保采集数据的高精准度。为规避以上问题，本课题运用三相电路瞬时无功功率检测法去测量电气设备运行中的电压及电流值。具体采集时要合理运用无功补偿器，其能及时、精准地获得无功功率数据，利用该数据阐述投入电容容量。电容容量被投入后，若电气设备的功率因数出现改变，则电流与电压均会改变，基于以上变化，能较客观地呈现出电气设备的实际运行状态。采集参数时，将工业标准的RS-485通信接口及DL·T645通信协议引进无功补偿器内，建立健全组网结构，提升电气设备运行中的电流、电压参数的采集及传输效率。

2.2智能补偿投切开关

在科学技术发展过程中，推动电气设备的多元化发展，加之人们对电力需求不断增加，从而导致传统电网配置不能很好地满足人们生产和生活需求，需要对其进行技术改进。目前，在电气工程自动化发展阶段，最好围绕机电一体化来对电力资源进行科学、合理分配，以期发挥最大化的功率效果。同时，在电气工程自动化发展过程中，要结合实际情况来对智能真空开关进行选择和安装，这样既可以借助永磁和低压真空灭弧室来使电网使用寿命延长，而且还可以确保系统运作的安全性和可靠性。此外，在电气工程自动化中，除了真空开关外，也包括了真空断路器，其可以借助真空断路器投切电容器来避免由于设备串联而产生的谐波，并通过对变压器和滤波器进行科学、合理设置来有效降低运作成本，进而使电容器节能调控水平得到有效提高。在应用智能无功补偿技术时，还可以使用电效率和管理水平得到有效提升，并通过变压器与滤波器的结合，来提升电压灵活调解能力，以期为人们的日常工作和生活带来极大便利。智能补偿投切开关的应用还可以实现对自动化无功补偿技术的有效控制，并通过对传统工作理念的借鉴来有效提高电压调控水平和系统的保护值，进而有效降低谐波带来的不利影响，实现经济效益的最大化。

2.3静止无功发生器

静止无功发生器属于有源形补偿装置的一种，应用到脉冲宽度调制、电压电源逆变等新型技术，采取并联方式或经由电抗器把自换相桥式电路接入到系统当中，对电路交流侧端所输出的电压幅度、电压相位等参数进行调节控制，或是调整交流侧输出电流值，从而起到吸收以及提供无功功率的作用。根据实际情况来看，在电气自动化领域，静止无功发生器具备快速动态响应、双向补偿、占地面积小、无级调节、电容电抗容量要求宽泛的优点，可以跟踪负载冲击电流和跟踪补偿谐波电流，综合性能远超过传统无功补偿装置。例如，从无级补偿角度来看，传统补偿装置普遍采取有级补偿方法，设立3～10个级别，各级别的无功千伏安波动较大，每增减一级时变动数十无功千伏安，而静止无功发生器可以从0.1无功千伏安起进行补偿，在实质意义上做到了精确补偿。而从响应速度角度来看，静止无功发生器可以在5ms内完成响应动作，由额定容性无功迅速转换到额定感性无功。

2.4加强用户端的管理

新时期下，无功补偿方案的应用不仅要连续提升自身技术的应用水平，也要加强用户端的管理力度，帮助更多的电力用户明确无功补偿技术应用的优势，循序渐进确立无功补偿观念，能进一步完善无功补偿的应用性能，使电力自动化系统运行稳定性得到更大保障。为达成以上目标，管理人员应加大无功补偿技术理念的宣传传播力度，全面提升用户对该项技术的认可度，进而更有效、便捷地应用无功补偿方案为广大用户提供可靠电能。另外，结合无功补偿技术的应用现状，在技术层面上再进行突破，进一步提升其成熟度、先进性，使其在电气自动化系统内表现出更大的作用。整体来说，通过加强用户端管理，能为无功补偿技术有效应用创造更好的环境条件。

2.5优化设计

对于电气工程自动化而言，设备控制是其主要控制内容，因此在电气工程运行过程中，职能化设计尤为关键。在对其进行优化设计过程中，可以选择智能无功，其不仅可以降低设计所需时间，而且还可以提高其整体设计水平。同时，在进行电气工程优化设计过程中，遗传算法对比较常见的智能无功集中补偿技术，其能够提高智能化技术应用效果。通过对电气工程进行优化设计，能够全面提高设计水平，并强化电气设备远程监控，从而有效提高电气工程自动化水平。此外，在电气工程远程监管中，引入智能无光补偿技术，还可以提高系统运行的独立性与稳定性，进而提高企业的经济效益，推动企业的健康、可持续发展。

结语

新时期，我国提出了节能降耗的发展理念，将无功补偿技术用在电气自动化领域，十分契合以上理念。合理应用无功补偿技术，能显著提升电力系统的功率因数，减少供电变压器及输电线路的损耗，进而提升电能资源的利用效率，极大地改善了供电环境。后续发展中要不断完善无功补偿技术的应用过程，提升其发展水平及实际应用的稳定性，辅助增加电力系统运行效率，为社会经济发展做出更大的贡献。

参考文献

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