電氣自動化中的無功補償技術探析

黃希桐

摘 要：基于無功補償技術的特點，將其應用到電氣自動化中，爭取提高電氣系統的整體運行效果，減少線損以及變壓器損耗，降低不同系統用戶之間的差異，進一步提高供電質量。此次探析主要是結合無功補償技術的特點與種類，對其在電氣自動化中的應用方向進行了簡單分析。

關鍵詞：電氣自動化;無功補償;線路損耗

無功補償對于電氣自動化整個系統來講具有至關重要的作用，可以有效改善供電環境，減少各類運行問題的產生。目前無功補償技術已經被廣泛的應用到電氣自動化中，并取得了良好效果，實際建設中應根據需求確定應用方式，并做好各要點控制，確保將其具有的優勢充分發揮出來。

一、無功補償技術特點

電氣自動化中無功補償技術的應用已經取得了良好效果，一直以來都是技術研究的要點，其不僅能夠提高電氣設備應用率，同時還可以調整電力負載功率，能夠降低線損與變電器損耗，使得電壓質量得到進一步提高。一般來講電力負載功率與線路損耗為反比關系，實際設計中完全可以利用無功補償來提高電能應用效率，達到降低線路損耗的目的。無功補償技術功能的實現，需要確定電氣自動化設備性能特點，將其作為基礎的同時，與無功、諧波、負序等進行有效結合，對電氣系統作用進行補償，可以說是電氣自動化系統的重要裝置，不僅可以保證供電效率，同時還能夠優化供電環境。[1]

二、無功補償技術實際應用方向

（一）變電站應用

將無功補償技術應用到變電站中，能夠有效維持電網的無功平衡，同時可有效改善功率因數，穩定終端變電所母線側電壓，完成變電站主變與輸電線路的無功損耗補償。[2]一般在建設中需要將補償裝置與母線連接，降低后期運維難度。

（二）配電線路應用

針對配電線路來進行無功補償技術的應用分析，應確定電容器在其中的重要作用，科學設計補償點，保證補償點數量設置的合理性。同時盡量選擇復雜度較低的控制方式，尤其是避免應用分組投切的方式，避免因為補償容量過大而出現過補償問題。可選擇線路補償的方式進行設計，想線路與公用變提供必要無功，建設成本低，短期回收效益高，并且后期維護難度小，多適用于負荷大且功率因數低的較長線路。城鎮供電用戶基本上均為單相負荷，且系統內用戶之間的負荷大小以及用電時間存在顯著差異，這樣就產生了不平衡電流，且無法有效預測，這樣就造成電網系統長時間處于不平衡運行狀態。[3]并且受不平衡電流影響，系統變壓器鐵損以及銅損會增加，如果無法及時采取措施處理還會對電氣設備的正常運行帶來威脅，影響三相電壓的平衡。因此將無功補償技術應用到其中，不僅能夠對線路進行補償，同時還可以對有功電流進行調節，保證三相功率因數補償到1，維持三相電流的平衡。

（三）電氣自動化應用

1.隨機補償

隨機補償技術的應用，可以通過對電動機和低壓電容器組的并接來實現，同時需要將控制裝置和保護裝置一同與電動機投切。對于縣級配電網，電動機為主要的無功功率來源，通過無功補償，來維持無功平衡，降低損耗的同時提高出力。采用隨機補償方式在設備處于正常運行狀態的情況下就可以投入無功補償，并且在設備停運后無功補償自動退出。所需投資更少，占地面積小，現場安裝工藝簡單，后期運行可靠性高，事故發生率比較低。應用于電動機補償效果顯著，尤其是通過補償勵磁無功，能夠進一步對配網的無功峰荷進行有效限制。

2.隨器補償

隨器補償主要是對配變空載的無功補償，以低壓熔斷器為基礎，將低壓電容器和配變二次側連接處理。當配變保持空載或者輕載的狀態運行時，相應的無功負荷為空載勵磁無功。在實際應用中此種補償方式更為簡單，接線設計復雜度低，后期運行管理難度小。以及能夠有效補償配變空載無功，對無功基荷進行一定程度的限制，維持無功就地平衡，減少系統運行網損，配電實際利用率進一步提高，為現在最為常用且有效的補償手段。

3.跟蹤補償

跟蹤補償與隨器補償兩者之間功能相似，但是其主要是通過抵押電容器組實現用戶配變低壓側的有效補償，同時還要以投切裝置作為保護裝置和主要控制，一般適用于超過100kVA的配變用戶。跟蹤補償技術的應用能夠可靠跟蹤無功負荷的變化情況，且操作運行靈活性更高，具有較高的補償效率。但是相比其他補償方式，其所需要的投資更大，并且投切裝置結構復雜度較高，如果存在任何元器件故障，就會影響到整個電容器的投切效果，一般適用于容量與負荷較大的配變系統。

三、無功補償技術應用要求

通過無功補償在電氣自動化中的應用，來提高電壓質量，減少變壓器與線路損耗，前提是要確定技術應用的要求，保證與實際需求相滿足。第一，合理選擇變壓器與電動機。即做好變壓器數量、容量以及電動機類型的選擇，并且要求其在一定程度上可以降低線路感抗，保證無功補償技術能夠在整個電氣自動化系統中發揮作用。第二，電容器應用條件。如果系統自然功率因數提高，但是受工藝與設計因素限制，為彌補存在的差距，就需要選擇無功補償裝置，并且確定以并聯為主的電容器。其中，必須要確定電容器使用條件，即低壓供電單位功率因數小于0.85，或者規定高壓供電單位電壓為10kV，以此來降低電容器損耗，維持較高的輸電效率。

四、結語

無功補償技術在電氣自動化中的應用優勢顯著，提高整個電氣系統運行可靠性與穩定性，減少線路損耗。這樣就需要基于實際條件來選擇合適的補償方式，通過細節控制，確保將其具有的優勢完全發揮出來。

參考文獻：

[1]張娜，苗穎超.電氣自動化中無功補償技術的應用[J].科技創新與應用，2019（12）：157-158.

[2]陳泓亦.無功補償技術在電氣自動化中的應用[J].通信電源技術，2019，36（03）：225-226.

[3]何述堂.淺談電氣自動化中無功補償技術[J].山東工業技術，2019（05）：201.