無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用研究

摘要：電子自動化為人們的生產(chǎn)與生活帶來了極大的便利，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電子自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)能夠保障其作用的發(fā)揮。基于此，筆者從無功補(bǔ)償技術(shù)的作用入手，對其在電氣自動化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，主要介紹了應(yīng)用范圍以及促進(jìn)無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的措施，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對電網(wǎng)的管理，提高對無功補(bǔ)償?shù)闹匾暭皯?yīng)用效率，這樣才能保障電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動化；有源濾波器

城市化的發(fā)展使人們對電力的需求日益增加，對電網(wǎng)的功率提出了更高的要求。如果電網(wǎng)出現(xiàn)功率不足與功率過大等現(xiàn)象，則會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓大幅度變化，不利于供電線路的正常運(yùn)行，很容易導(dǎo)致電力不足以及電力不穩(wěn)定問題的出現(xiàn)，會對高壓元器件以及電力系統(tǒng)造成損害。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決上述問題，確保電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對于無功補(bǔ)償技術(shù)的分析是很有必要的。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)概述

無功補(bǔ)償技術(shù)主要是在不損耗電能的條件下，應(yīng)用電容器等多種無功電源，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能或者熱能等能源，以此提高電壓的質(zhì)量，減少線路的損耗，有助于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的提升。對于電氣自動化系統(tǒng)而言，無功補(bǔ)償技術(shù)的主要應(yīng)用形式如下：在自動化設(shè)備中安裝相應(yīng)的無功電源，通過動態(tài)補(bǔ)償，改變系統(tǒng)內(nèi)的無功功率，減少電能在線路中的損耗。具體而言，無功補(bǔ)償技術(shù)主要有以下作用：

第一，提高電氣自動化系統(tǒng)的可靠性。無功補(bǔ)償技術(shù)能夠有效調(diào)節(jié)并控制系統(tǒng)的電壓，保障電壓的穩(wěn)定性，以此提高系統(tǒng)的可靠性與安全性，在避免其余因素干擾的情況下，從整體上提升系統(tǒng)的電能輸出效率，為用電用戶提供穩(wěn)定可靠的電能。

第二，為電容器等設(shè)備提供保護(hù)。電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，會出現(xiàn)高次諧波，大部分設(shè)備都會在高次諧波的影響下出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，從而對設(shè)備造成損害。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓負(fù)載，避免局部過熱現(xiàn)象的出現(xiàn)，為電容器等設(shè)備提供保護(hù)。

第三，節(jié)約系統(tǒng)成本。將無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化系統(tǒng)中，能夠在電網(wǎng)負(fù)載功率因數(shù)降低的情況下，減少系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)損失；在三相負(fù)載出現(xiàn)失衡的情況下，平衡三相間的功率，降低電力系統(tǒng)中的電能損耗，以此節(jié)約系統(tǒng)的成本。[1]

2 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

2.1 無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用范圍

在無功補(bǔ)償技術(shù)方面，我國的研究比較晚，但是研究學(xué)者通過先進(jìn)技術(shù)的借鑒，使無功補(bǔ)償技術(shù)在以下器件中有十分廣泛的應(yīng)用。

第一，真空斷路器投入電容器。該器件具有使用簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，這種優(yōu)點(diǎn)會使該器件在某個方面存在缺陷。通常來說，電容器會在合閘的過程中產(chǎn)生極高的過電壓，雖然一次過電壓不會對電容器造成損害，但是長此以往，會對電容器的使用壽命造成不利影響。因此，需要根據(jù)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行該器件的重新設(shè)計(jì)，延長電容器以及開關(guān)的使用壽命。

第二，有源濾波器。該器件能夠?qū)㈦娏﹄娮友b置產(chǎn)生和諧波電流、負(fù)序電流相反的電流，以此實(shí)現(xiàn)互相抵消，確保電流能夠符合電源的運(yùn)行要求。通過有源濾波器這一無功電源的應(yīng)用，能夠提高補(bǔ)償?shù)男Ч篃o功補(bǔ)償更具靈活性，調(diào)解速度非常快，可控性也比較高，還不會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，具有顯著的優(yōu)勢。但是有源濾波器的價格比較高，不利于有源濾波器的普及。

第三，固定濾波器。固定濾波器能夠與多種器件進(jìn)行配合使用，以此實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償。該器件與可控飽和電抗器的配合使用，能夠根據(jù)磁飽和的程度，進(jìn)行飽和電抗器的調(diào)節(jié)，通過感性電流的調(diào)節(jié)，使電抗器和濾波器具備的無功功率達(dá)到平衡關(guān)系，利用兩種相反電流的抵消，滿足器件對于無功電流的要求；該器件與由晶閘管進(jìn)行調(diào)節(jié)的電抗器配合使用，晶閘管與電抗器的串聯(lián)使其與濾波器內(nèi)流經(jīng)的電流達(dá)到平衡關(guān)系，確保功率因數(shù)負(fù)荷相關(guān)要求，這種無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用具有響應(yīng)速度快且使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，會出現(xiàn)一定的諧波。

2.2 促進(jìn)無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的措施

第一，加強(qiáng)對電網(wǎng)的管理。對于電氣自動化系統(tǒng)而言，加強(qiáng)對電網(wǎng)的管理，能夠促進(jìn)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，確保無功補(bǔ)償線路及設(shè)備的有效應(yīng)用，這樣才能夠充分發(fā)揮出無功補(bǔ)償技術(shù)的作用，減少電能的損耗。因此，電力企業(yè)的技術(shù)人員在進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝時，需要嚴(yán)格按照規(guī)范流程，在滿足用電用戶需求的基礎(chǔ)上，提高電能的應(yīng)用效率，以此提高電氣自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益以及能源效益。

第二，提高對無功補(bǔ)償?shù)闹匾暋＞€路與變壓器中流經(jīng)的電流會有一定程度電損與功率的出現(xiàn)。一般來說，功率因數(shù)和損耗的功率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，功率因數(shù)越小，需要的功率越大，則線損越高。因此，電力企業(yè)需要提高對無功補(bǔ)償?shù)闹匾暎瑢o功補(bǔ)償裝置安裝在電力系統(tǒng)的手電段，減少無功功率的損耗。與此同時，電力企業(yè)需要根據(jù)變壓器的實(shí)際負(fù)荷狀況，選擇最佳的補(bǔ)償量。

第三，提高無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效率。無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用效率會對電網(wǎng)系統(tǒng)造成直接影響。電力企業(yè)的技術(shù)人員需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步擴(kuò)大無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用范圍，不斷完善無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范，促進(jìn)無功補(bǔ)償技術(shù)的良好發(fā)展。比如，技術(shù)人員可以將LC和APF進(jìn)行配合使用，對諧波進(jìn)行無功補(bǔ)償注入，減少電力系統(tǒng)的電能損耗。

3 結(jié)論

綜上所述，無功補(bǔ)償技術(shù)能夠在電氣自動化中發(fā)揮重要作用，需要進(jìn)行進(jìn)一步推廣與普及。通過對無功補(bǔ)償技術(shù)的分析可知，無功補(bǔ)償技術(shù)可以通過多種無功電源的應(yīng)用，發(fā)揮其減少電路損耗，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的作用，對于電容器、有源濾波器以及固定濾波器這三種無功電源來說，具有不同的應(yīng)用效果與適用條件，需要技術(shù)人員進(jìn)行合理選擇。本文的分析仍舊存在不足之處，僅供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛劍輝，李海玲.電氣工程及其自動化無功補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用[J].江西建材，2018（01）：173+175.

[2]夏淳生.電氣自動化中關(guān)于無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2014（22）：80.

作者簡介：李想（1987），男，河北唐山人，本科，機(jī)電工程助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。