电气自动化中无功补偿技术探微

【摘要】 电气自动化时代的到来为全世界提供了越来越多的便利，近年来，我国科学技术的发展使得电气自动化技术的日益成熟并被广泛应用于供电、高铁等众多社会领域。但是在实际的发展应用中，由于电气自动化设备中单相电牵引负荷变化复杂，功率因数偏低等众多因素造成电气自动化设备的实际应用受到不同程度的影响。无功补偿技术在电气自动化中的应用不仅能够很好的解决这一系列问题，而且在提高供电质量、降低能量损耗方面具有优势作用。本文就无功补偿技术在电气自动化中的应用进行了如下探究。

【关键词】 电气自动化；无功补偿技术；应用研究

1.无功补偿技术的特点

所谓无功补偿技术，主要指的是利用发电机机组向电网注入功率，以此来将连接点的电压波动控制在允许的范围内，从而起到对系统的保护作用，确保系统运行的安全性和稳定性的一种服务技术。在电力系统运行过程中，一旦系统运行出现故障，我们便可以采用无功补偿技术保护系统，避免整个系统陷入瘫痪状态。其次，在电力系统运行过程中，所涉及的大部分设备的运行都需要电磁感应作为支撑，例如 ：发电机组、变压器以及发动机。每一种类型的电力设备在运行过程中，都需要有相应的电磁互换周期，在此周期内，设备需要进行功率的吸收和释放，如果吸收的功率等于释放的功率，那么就表示设备在运行过程中，没有出现电力损耗的现象，一般来说，这种功率便称为无功功率。也是无功补偿技术的一个主要特点。最后，在电力系统的设计中，为了能够将设备运行过程中的单调谐波有效过滤，提高设备功率因数，必须安装有固定容抗和阻抗的电容器和电感器，无功补偿技术的开发与应用在这方面给予了很大的帮助。与此同时，随着社会发展对电力需求的不断增加，电能损耗问题也越来越严重，不仅影响了系统运行的安全性和稳定性，而且造成了电力资源的大量浪费。

2.无功补偿技术及其应用价值

无功补偿技术是指在用电设备或者是用户变电部分中的相应位置安装无功功率电源，促使整个电力系统中无功功率的流动情况发生变化，使得整个电力系统的电压大幅上升，同时减少供电网络的电能损耗，提高供电质量，保障电力系统的供电安全性。在科学技术高速发展的今天，电气自动化在社会各个领域的应用也日新月异，但是电气自动化技术的应用尚且还不成熟，仍存在着诸如电气自动化设备中单相电牵引负荷变化复杂，功率因数偏低等问题，这些问题的存在不仅严重影响了整个电气自动化系统的安全性和高效性。而将无功补偿技术在电气自动化中的应用可以过对无功、负序、谐波等进行补偿，从而最大程度减少电气自动化过程中的电能损耗，提高供电系统和电力系统的供电质量，保证供电运行过程的安全性和高效性。

3.无功补偿技术在电气自动化中的应用现状

当前，电气自动化过程中采用的无功补偿技术的核心原理大多都是通过增加功率因数，从而使负序降低，以确保滤波通路的有效性，将谐波过滤或者抵消。无功补偿技术在电气自动化中的应用现状如下。

3.1真空断路器无功补偿技术

电气自动化过程中，真空断路器需要通过零投切技术对电容器进行投切，即在涌流形成时，电网、电容器电位差较高，线路阻抗值也较高，电压过零时对电容器进行投切从而及时有效的避免电容性电流。过零投切技术具有操作简单、成本小等优点，但是在实际操作中容易出现因电压过高而造成电容器击穿或破坏其他设备，以及因开关寿命而对投切技术造成影响等问题，都会对补偿质量产生不利用影响。

3.2单调谐滤波器无功补偿技术

单调谐滤波器是电力系统中的重要设备，其无功补偿设备主要包括电抗器或电容器，在运行过程中，单调谐滤波器的电抗器或者电容器可以有效地过滤或者消除相应波段的谐波，提高设备的功率因数，降低其负序。

3.3有源滤波器无功补偿技术

有源滤波器无功补偿技术通过利用有源滤波器中的电路谐波、大小相等但位相相反的负序电流来同无功电流和谐波相抵消，从而使设备的功率因数得到提高。

3.4电抗器、固定滤波器、电容器组合的无功补偿技术

电抗器、固定滤波器、电容器组合在一起，并且在降压变压器的低压端母线上连接电抗器或者滤波器，改变电抗器或者滤波器的无功状态。在调节过程中通过分解开关进行无载调节，通过晶闸管控制通断。

4.无功补偿技术在电气自动化中有效应用的相关策略

4.1无功补偿技术的应用步骤

在电气自动化系统中实施无功补偿技术，主要包括两个步骤，即确定补偿方案和安装。在确定补偿方案阶段，电力部门应该结合自身电力系统中配电变压器的实际情况，采取科学合理的无功补偿措施。在此阶段需要注意的是，由于配电变压器的容量相对来说比较小，所以在方案设计中，不需要对合闸涌流、过电压所产生的影响进行考虑，同时也无需配置保护装置。针对配电变压器的小型分散补偿电容器的配备，主要参考数值是变压器空载时无功功率和用户补偿由电动机等设备产生的无功。在安装阶段，一般来说，低压电容器的安装位置应该设定在配电变压器低压出线杆的横担位置，设备安装完成之后，根据电力系统运行的实际需求，对电容器的数量、规格以及型号等进行确定，最后作出预算，以此来确保低压电容器的安装实现。

4.2对无功补偿技术在电气自动化中的应用方式和方向进行深入剖析

电能质量是评价一个供电系统的重要标准，而电压则是影响电能质量的关键因素。由于功率因素和阻抗的问题导致电网产生无功效果的现象即电气自动化系统的无功状况，这是供电系统常见的一个问题。电气自动化系统与无功补偿技术之间存在相互选择，每一个电气自动化系统都对其运行过程中使用的无功补偿技术的方式和方向有一定的要求，只有合理的选择无功补偿技术才能确保供电质量和整个电力系统的安全性。

4.3着重关注无功补偿技术在电气自动化应用中存在的共性问题

无功补偿技术在电气自动化中的应用不仅有助于减少电力系统的能量损耗和资源浪费，而且能够提高整个系统运行的安全性和稳定性。例如，目前我国的许多变电站中都采取了无功补偿技术，但是在发电机运行过程中，大量的无功流会通过变电站向低压电路中流动，使得整个电力传输系统都受到无功流的负面影响，故而，针对这一共性情况相关负责人员应该根据每个区域不同的用电情况以及变电站的无功补偿技术需求适当的调整无功补偿技术的应用方案，合理分配补偿容量，尽可能的减少无功倒送现象的发生。

4.4相关人员要熟练掌握现行的无功补偿技术及其相关设备

无功补偿技术在电气自动化中的合理应用要求相关工作人员要熟练的掌握当前世界上现行的无功补偿技术以及其相关设备，优先考虑和选择先进的技术和设备以及优良的应用方案，使得无功补偿技术在电气自动化中的应用优势充分显现出来。

结束语

总而言之，无功补偿技术在电气自动化中的应用具有重要的意义，但由于一些不利因素的影响在实际应用中还存在问题，只有解决好这些问题才能使无功补偿技术更加有效和灵活的应用于电气自动化过程中，最大程度的提高供电质量和供电安全性。