电气自动化控制中无功补偿技术的运用

电气自动化控制中无功补偿技术的运用

杨妹仔

广东省博罗县

摘要：随着科技的进步，社会的发展，在过去的几十年间，我国加大了对于电力相关技术及行业的发展，社会用电量也在不断攀升，电气设备的应用标准也在不断地提升，这也就导致了当前社会相关行业对于电气设备的工作需求力度不断提升。但相对而言，电气设备运行环境及其他非线性因素都在不断增加，需要面临更加复杂的使用环境，完整复合更重的任务，也使得对电气设备的控制难度在不断提升，越来越多的问题也逐步显现，成为了相关学者的重要研究话题。其中最为重要的莫过于电气设备运行中三相电流无法达到平衡状态，进而影响工作效果的问题。

关键词：电气自动化；无功补偿

所谓的无功补偿技术，就是无功功率的补偿技术，它是一种新型的提高电网功率的技术。通过交换磁场与电场起到作用。从而进行补偿的一种模式，这种模式在电气设备中有着十分广泛的应用。无功功率并非直接对外做功，而是通过转换的方式来进行做功。其主要模式为通过对无功发生器装置的控制实现感性无功和容性无功的补偿，采取并联的办法连接需要控制的设备（装置），进而实现能量转换和对象控制。目前，这种模式已经在我国电气控制应用行业广泛地使用，很大程度上提高了设备的稳定运行，降低损耗，降低对电力传输过程中高的影响，进而提高工作效率。

1 电气自动化概述

1.1 电气自动化概念

电气的传统意义为创造生产电气和电子系统相关科学的统称，但随着科技的不断发展，当前电气意义已经被极大的扩展了，几乎涵盖了所有与电子、光子等科技相关的工程行为[1]。

自动化是要求设备或系统在没有人工或较少人工的参与下能够自我完成工作的一种行为，随着社会的不断发展，电气自动化是相关科技发展的必然趋势。且自动化的性能和优势会不断地拓展，变得越来越集成化和智能化。也因此，电气自动化设备作为时代发展的必然趋势，是当前社会必不可少的应用设备，被越来越广泛地应用于多个行业当中。

1.2 常见电气自动化控制设备

1.2.1 微机保护装置

由微型计算机构成的继电保护装置，是在电力系统应用中的主要发展趋势，不但工作性能较强，具有较高的灵敏性和计算能力，同时还拥有输入输出和通信及人机接口，能够广泛的应用于多个行业，例如：电力、矿山冶炼、化工等行业。

微机保护装置是将主要的计算和控制能力汇聚于芯片当中，包括CPU、存储器等，小巧且功能强大，在未来的发展当中会不断增添更强大的工作能力。

1.2.2 直流屏

直流屏是一种通过数字化控制的全新的直流系统，主要用于对电力工作的检测与控制，并且具有较强的互动性能。其内部包含了电池巡检、电池活化、微机中央信号等功能，并配有液晶显示屏[2]。直流屏能够为系统提供远程检测和控制的功能，确保大型工作设备的远程控制工作，对一些具有危险性或较偏远的工作十分有利，例如发电站、化工加工等等。

2 无功补偿技术概述

2.1 无功补偿技术概念

电网在工作中，大部分电力负荷都属于感性负荷，因此需要提供相应的无功功率，才能有效地消除负荷的波动和影响，确保设备或线路更加稳定的运行。当电网中安装了并联的无功补偿设备后，便可以提供相应抵消的无功功率，提供了无功功率补偿就减少无功功率提高感性功率，从而有效地减少了电网中无功功率的流动，进而降低了线路中的电能损耗，完成无功补偿工作。

2.2 基本原理

电网在工作过程中会产生两种功率，一种是有功功率，将电能转化成为热能、动能、机械能等应用能做工，从而产生正向的工作意义。另外一种就是无功功率，无功功率虽然也消耗电能，但无法产生应用能，只是将一种能转化成为了另外的一种能，这是电气设备工作中必须输出功率[3]。但同时，过多的无功功率会给系统和电路带来负担，因此需要相关技术予以抵消，才能确保设备的稳定运行。

2.3 工作意义

无功补偿能够有效地增强电网中的无功功率，提高电气自动化设备的工作效果。除此之外，还能减少相关系统和设备的设计容量，降低前期投入成本，减少资源浪费。除此之外，无功补偿工作还能够降低线损，线损率下降后，能够提高电网中的有功功率输送比例，对于供电企业来说，能够有效地提高经济收益。

2.4 静态补偿

2.4.1 投切介绍

投切装置一般采用电容器投切装置，投切方式是一种“静态”补偿模式，利用延时投切的方式防止过于频繁的操作动作造成电容器损坏，进而防止电容器因不同投切而导致供电系统出现问题。

电容器投切装置中起到延时投切的期间可以使接触器、选相开关或者复合开关。电容器专用接触器与电容器内其他零部件串联再并联到主设备中，通过辅助接点的电阻让电容器预充电，进而限制电容器的投入涌流。选相开关是近些年来在无功功率补偿技术上的发展处的新技术，使用机械开关更准确地进行开关动作，从而限制电容器的涌流，实现无涌流投入。复合开关则是将继电器与晶闸管进行并联应用，但成本较高，晶闸管的特性也使得其极易被损坏[4]。

2.4.2 交流投入型

电容器是一种电压不能进行顺便的器件，因此电容器在投入的过程中会形成较大的涌流，进而对整个电网进行干扰，而电网的波动又会影响电气自动化设备的正常工作与运行，影响自动化的判断能力，同时也会降低电容器的使用寿命。所以需要降低涌流，采用交流投入型的无功功率补偿技术，预先将电容器通过限流电阻电路进行预充电，再转接到正常电路当中，以此来控制涌流量。

2.4.3 投入型置

这类补偿是针对复合开关工作中，晶闸管容易收到冲击造成损坏的问题而研发的。为了避免晶闸管的损坏，必须要求零触发，也就是当晶闸管两端电压为零时才能触发信号。因此晶闸管没有触发限制，能够有效地实现动态补偿，因此投入型置的无功补偿技术适用于频繁投切的电容器工作，适应频繁变化的工作场景。但缺点是造价高、损耗大，因此应用范围较小[5]。

2.4.4 复合型装置

复合型装置就是复合开关技术的应用，让晶闸管实现零触发，有继电器接点来通过连续电流，从而有效的降低晶闸管的损耗问题，能使用与更广泛的工作场所，这种方式虽然精度和工作性能较高，但技术应用相对也更加复杂，晶闸管的敏感性较高，因此应用范围同样很小。

2.4.5 同步投入装置

该技术是近些年来所发展的新技术，能够利用机械开关进行闭合或断开，增强对电容器的控制，但要求是，开关接点两端的电压必须为零，这一点与复合型装置的要求相同。同步开关虽然性能更强，但仍旧无法负荷过为频繁的投切，但因为安全性能更强、性价比更高，是当前大部分企业的主要应用装置。

3结束语

综上所述，无功功率补偿技术对于电气自动化控制的稳定性和精准度有着重要的影响，无功功率的产生会影响电路进而影响设备，降低工作能力，引出需要一定的补偿，才能起到稳定的作用。可以采用构建无功功率补偿模型、自动采集电压电流数据以及电气设备电容投切开关的控制的方式来提高无功功率补偿技术的应用，达到更好的工作效果。

参考文献

[1] 张文斌．电气自动化控制中无功补偿技术的运用[J]．电器工业，2022(9):66-68,72.

[2] 方爱秋．电气自动化控制中无功补偿技术的应用[J]．自动化应用，2021(10):119-120.

[3] 仓伟，成月良．电气自动化中无功补偿技术分析[J]．花炮科技与市场，2020(3):270.

[4] 黄亚健．电气自动化中无功补偿技术应用分析[J]．湖北农机化，2019(16):49-50.

[5] 龙海．电气自动化中无功补偿技术分析[J]．科技风，2019(19):129.