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

谢守鹏

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摘要：近年来，在我国科学技术水平的不断提升下，带动了我国各行业领域的进步。现阶段，为全面提升电力系统电气自动化运行水平，要整合技术要点和控制要求，发挥无功补偿技术的优势，建立更加健全可控的技术管理机制，顺应电网供电模式转型需求，降低线路中的电能损耗，打造安全、可靠的电力系统运行管理模式，实现经济效益和安全效益和谐统一的目标。本文简要介绍了无功补偿技术的内涵和原理，并对电气自动化中无功补偿技术的具体应用内容予以分析，最后对运行中存在的问题和优化建议展开了讨论。

关键词：电气自动化；无功补偿技术；电能损耗

引言

无功补偿技术是一种以无功为基础的新型补偿方法，它在电气系统中的应用非常广泛。目前，电气系统中的无功补偿技术还很少被采用，所以根据这种技术的优点，针对越来越难控制的电气设备，进行了自动控制的研究。本文着重讨论了电气自动化系统中的无功补偿技术。

1电气自动化控制中的无功补偿技术特点

电网系统进行电气自动化控制时，将产生一定的有功功率与无功功率。无功功率能够完成电能的合理转换，进而生成相应的热能与机械能。而无功功率的产生，主要是在感性与容性元件的电磁转化过程中形成，该部分的电能损耗，将直接影响到电网运行的经济性。为此则需要合理运用无功补偿技术，如分组补偿时，可在配电变压器的低压侧合理配置并联补偿电容器；如集中补偿时，可在高低压配电线路中科学配置并联电容器，充分发挥出无功补偿设备的运行价值，不断优化电网运行的功率因数，使得电网运行质量得到不断提升。技术特点。通过对电气自动化控制的运行进行分析可知，其系统的无功功率主要源自异步电机、电源线、变压器等。为有效提升电网运行的效能，则可以合理运用无功补偿技术，使得电网系统的运行功率因数得到合理提升。一般情况下，在电网系统功率因数进行调整时，应当将其控制为0.95最为适宜，保证电能得到充分利用。为不断提升电气自动化控制的电压质量，可配置相关的电源装置、分流电容器等，持续改善功率因数，有效控制电网系统运行的无功功率，降低电气自动化控制中的电能损耗。

2电气自动化控制中的无功补偿技术应用

2.1构建自动化无功补偿控制模型

为了实现电气系统的自动控制，采用了无功补偿技术，把无功补偿与带开关的电容器与电气装置相连，从而达到对电气系统的自动控制。该无功补偿装置由一个高电压接触和一个低电压接触组成。在无功补偿装置工作时，存在电容和感性限值，以维持某一稳定状态。将无功补偿模式设定为静态补偿，在电气装置的正常工作条件下，无功补偿总是处于线性控制范围之内，而由高压结点向静态无功补偿，则可以把电压源和斜率阻抗串联起来。在电气装置的工作过程中，当无功补偿装置的容限逐步到达时，它可以被视为把一个容性电纳和一个低压结点相连。在此基础上，建立了自动无功补偿的自动控制模型。LU表示低电压节点，HU表示高电流节点，M代表虚节点，U1,U2则代表高电压。一个可以采用无功补偿的无功补偿模式，即在无功补偿阶段，如果无功补偿器的工作时间总是处于线性的范围以内，那么，这个模式就能够更好地说明了电气设备的等值电路，不管是什么运行情况，只要满足了无功限制，都能够将它视为不变电纳。

2.2强化电网管理力度

为提升电气自动化中无功补偿技术的应用水平，要整合电网管理机制，打造更加科学可控的管理模式，建立基于无功补偿技术应用运行标准的约束流程，从而维持综合管理效能，实现多元化管理目标，具体如下。（1）要强化供电系统中无功补偿线路的保护水平，满足供电网络功率保障需求，配合电能应用管理标准，最大程度地降低电能损耗，将控制工作维持在最低范围内，以便于更好地实现电气自动化规范化管理目标。（2）电力系统维护技术人员在无功补偿设备的安装过程中要秉持全过程质量管理原则，积极落实规范化操作内容，严格按照规范流程予以开展工作，特别是对负荷参数较大的变压器，在安装处理过程中要予以补偿安装作业，在满足客户实际应用需求的同时提高电能的利用率。（3）要积极推动无功补偿技术的技术创新进程，在创新应用方法的同时完善相关的技术规范，共同促进电网协同化管理进步，在一定程度上推动电气自动化多元化发展进程。

2.3晶闸管控制电抗器TCR无功补偿技术

鉴于电气自动化控制系统运行的特殊性，在对系统产生的无功功率进行补偿时，为达到预期功率因数的补偿目标，可合理运用TCR无功补偿技术。在该技术应用时，主要是设定一组与线路并联的电容器、电控器，并基于晶闸管的运行，实现对电控器的控制。为保证电抗器发挥出一定无功补偿作用，则需要将电抗器的容量与电容器保持一致。由于电抗器运行时，受控于晶闸管，使得电抗器的感性无功电流存在一定的变化。若工作人员关闭晶闸管后，电抗器没有电流通过，而在电容器组的运行喜爱，则可以达到该套补偿装置的最大功率因数补偿量。若工作人员在导通晶闸管后，电抗器产生的感性电流，将完成对电容器部分电流的抵消，使得无功补偿容量相对减少。由此可见，在TCR无功补偿装置运行时，晶闸管的导通角度越大，将使得电控器的电流增大，导致无功补偿量逐渐减少。在晶闸管处于全通的状态时，此时电抗器与电容器产生的电流全部抵消，使得TCR无功补偿的容量降为零。在TCR无功补偿系统运行时，若晶闸管的导通角处于90°以内时，此时电抗器的电流为非正弦波形，并携带一定的谐波成分。为实现对电气自动化控制系统的无功补偿目标，则需要对无功补偿装置设计方案进行合理优化，如固定电容器组进行设计时，可将其设计为滤波器形态，保证电容器组运行时，可对电流中的少量谐波进行有效过滤，保证电网系统整体运行的安全性与可靠性。

3无功补偿技术在电气自动化系统中应用的评估

本文认为，无功补偿技术应得到充分的重视，（1）国内电气自动化系统中的许多问题都可以通过无功补偿技术加以改善，既可以减少能耗，又可以减少负载，这一技术应用于电气自动化领域是非常合理的。（2）在运用无功补偿技术时，要根据实际情况，而不是盲目地采用。各装置的使用状况各有差异，要保证各地区的电气使用安全，必须灵活地选用各种装置，并按实际需要进行安装。（3）本文中提出了新的电气系统无功补偿技术,该技术的主要使用范围是:一是使无功补偿技术广泛地应用于电气自动化市场,以改善内部电气系统的效率,从而提升内部电气系统的工作效能。二是由于无功补偿技术的迅速发展,也会使得对电气设备的应用需求进一步扩大,进而提升了电气系统设计的工作效能,进而实现经济效益。

结语

总之，在电气自动化无功补偿技术应用管理控制工作中，要积极整合具体的技术内容和管理规范，打造可控化技术处理模式，进一步顺应科学发展趋势，提高电气自动化设备运行的水平，强化宣传力度和电能损耗管控力度，为电力系统可持续健康发展提供参考价值。

参考文献

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