電氣自動化中無功補償技術的運用解析

鄭傳琴

（蘇州工業園區職業技術學院，江蘇 蘇州 215021）

0 引 言

隨著我國社會經濟的不斷發展，電氣自動化技術被廣泛應用。隨著我國環保節能理念的不斷深入，電氣自動化問題逐步顯露。提高電力系統承載量和降低電能損耗，成為行業重點關注的問題。在電氣自動化中應用無功補償技術，可有效解決此類問題。無功補償技術在實際應用中存在一定缺陷與不足，可通過不斷探究和完善進一步發揮效能[1]。

1 無功補償技術的含義

無功補償技術也稱為無功功率補償技術。在電力供電系統中，它可有效提高電網功率因數，降低變壓器、輸送線路的損耗，保證供電效率，改善供電環境。無功補償裝置在電氣自動化系統中是不可或缺的裝置，需合理選擇補償裝置，最大程度降低電能損耗。如果無功補償裝置使用不當，可能造成供電系統電壓波動、諧波增大等問題[2]。

當前，電氣自動化在高鐵牽引系統、工廠生產系統及變電站等領域獲得了廣泛應用。任何一項技術的推廣和應用都伴隨一定的弊端，無功補償技術亦是如此。例如，單相電力牽引負荷產生變化、負序增加及無功功率增加等問題，對自動化系統資源和應用功能造成了負面影響，無法確保電力系統的平穩運行。當今，負序、無功和諧波是電氣自動化系統研究的重要內容。

2 無功補償在電氣自動化中的應用優勢

2.1 減少電能損耗

在電氣自動化系統運行中，輸出功率主要包括有功功率和無功功率兩種。其中，有功功率可將消耗的電能轉變為日常所需的機械能和熱能等，無功功率則可將電能轉化為另外一種能源，這樣能源即可在電網中實現周期性轉換。電氣自動化程度的不斷提高，降低了行業的人力資源投入，減少了人力成本，但也浪費了諸多電能。無功補償技術可避免因增加無功功率表造成的資源浪費，降低了用戶用電消耗量，保障了電氣設備的安全運行。

2.2 補償無功功率

電氣自動化設備運行中，將產生一定量的無功功率。這種功率和設備自身特點、運行電壓存在一定關系。當工作電壓與設備額定電壓較接近時，無功功率和實際電壓值相同。在電力系統中，如果無功電源供應不足，將造成電力系統癱瘓。通過使用無功補償裝置，可有效補償無功功率，并保證電力系統的安全[3]。

2.3 減少線損

在電氣設備選擇過程中，需遵循成本最小化、功能最大化的原則，節省成本，同時達到功率最優化的狀態。應用無功補償技術不僅有效提高了功率因素，還可降低線路損耗，加強有功功率的傳送。

3 電氣自動化中無功補償技術的運用措施

電氣自動化領域中，無功補償技術的應用十分廣泛，但在實際應用中存在一定的問題，需要采取有針對性的方案予以解決。

3.1 確定補償方案

供電系統評價標準的核心是電能質量，而電壓直接影響電能質量。功率和阻抗是造成電氣自動化無功功率出現的主要因素[4]。AT供電技術作為鐵路領域使用最廣泛的無功補償技術，采用SCOTT變壓器，并利用晶閘管電子開關控制電容投切。結合我國鐵路發展現狀，該方法可在較長的輻射路線上有效地控制和降低負序。

3.2 無功補償的共性問題

在電氣自動化中應用無功補償技術，不僅提高了電氣系統的安全性，而且提高了資源的使用效率。通過降低電網事故的處理成本，可實現預算系統應用中經濟利益的有序增長。發電廠轉移到變電站的無功電流通過線路流入到低壓線時，產生無功電流遠距離傳輸。因此，變電站無功補償技術在生產領域中應用廣泛，且需要將變電站總區域劃分為若干個子區域展開無功補償。通常，220 kV變電站具有較多的調節功能，可靈活調節容量，甚至可達到負荷功率的最高值（0.98）。具體地，需結合當地實際情況判斷變電站是否配備了無功補償技術，然后科學調整補償變壓器。

3.3 正確選取智能補償

正確選擇智能補償方案，需遵循合理布局、就地平衡及分級補償的原則。全面發揮最大補償效益，需從以下三方面出發。

電力部門與用戶補償的結合。在用戶中加入無功功率補償，可提高電氣在工作運行中的功率因素，減少用戶在日常用電中消耗的有功功率，降低用戶電費。結合有關調查結果可知，約40%的無功功率消耗在線路和配電變壓器，60%的無功功率消耗在用戶電氣設備。

集中與分散補償結合。變電站集中無功補償時，需對電網電線路、配電變壓器及設備分散補償，提高無功補償的經濟效益。此外，由于無功補償數值并非越高越好，分散補償技術在實際運用中需合理布置、正確選擇。實際操作中，由于分散補償維護困難，多數采用集中補償方法。

降損與調壓方式結合。降損可有效提高電氣自動化系統的運行效益，而合理的調壓可保障電壓滿足用戶的實際使用需求。當電網運行電壓偏高或處于用電高峰期時，電氣系統將提高自身損耗量，甚至出現線損等問題。此時，應用無功補償設施即可提高電網中的功率因數實現降損的目標。

4 結 論

電氣自動化系統在實際運行中可能遇到多種問題，而利用無功補償技術已成為必然趨勢。這不僅推動了電力系統的發展，而且保障了電力系統的運行穩定。因此，相關單位需針對無功補償技術應用中的常見問題提出有效的解決措施，從而充分發揮無功補償技術的應用效能。