電氣自動化中無功補償技術論述

李相軍

（山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺 264001）

在電氣自動化中廣泛的應用無功補償技術，可以使電能在電力系統中的損耗有效降低，電氣自動化的功率因數進一步提高并使供電質量得到有力保障，為社會及企業創造更大的經濟效益。本文主要針對該技術在電氣自動化中的應用措施及效果進行探究，使其能夠在電網建設中充分發揮自身作用，促進電網能夠運行平穩。

1 無功補償技術的工作原理

當前多數用電設備如電動機、配電變壓器等是將電磁感應原理作為依據進行工作的，它們傳遞和轉換能量需要通過交變磁場的建立才能順利進行，在此期間感應磁通和交變磁場建立所需的電功率即無功功率。無功功率并不是指該電功率沒有用處，而是指功率無法轉化成熱能、機械能，在供用電系統中的無功和有功電源依舊不能缺少。將無功補償技術相關設備在電網中安裝，可以為感性電抗消耗的無功功率進行提供，使電網電源通過線路輸送及提供給感性負荷的無功功率降低。當無功功率的流動在電網中減少時，便能夠使無功功率在輸送過程中變壓器和線路產生的電能損耗大大減少，也就是無功補償。該技術在高次諧波產生時，通過對局部過熱部分進行降溫，還可以使電容器及電纜儀器的用電安全性得到有效保護。電氣自動化運行的一些問題會通過對該技術的合理利用而減少，有力保障系統應用的安全性。

2 無功補償技術在電氣自動化中的應用

2.1 相關設備的應用

首先該技術能夠補償處理投切電容器、斷路器，并且能夠以比較簡單的操作在設備上獨立安裝。通過將熔斷器安裝在電容器組中，當發生短路現象時對設備進行保護。合閘作業進行期間會因為過高的電容器過電壓受到影響，可以使用電抗器對串聯諧振現象和電流沖擊力進行串聯處理使其降低。其次進行濾波器或固定晶閘管的補償需要串聯兩者在一塊，對電抗器的感性電流進行有效控制和合理調整，在其與容性無功補償電流可以相互作用的條件下將功率進行有效抵消。在實踐過程中可通過固定濾波器將晶閘管的數量適量減少，使前者能夠將自身的性能發揮至最佳狀態，同時在可控制范圍中有效控制電抗器的磁飽及程度。再次使用電容器等進行補償，將電抗器和固定濾波器電壓在系統運行過程中進行整合固定，使低壓側母線電壓降低。同時為了將濾波目標實現并使無功功率的穩定性得以確保，可將設備的數量進行適當增加。最后對有源濾波器進行充分利用，電流形成的建立基礎為電力電子裝置，對于負序電流、諧波電流相位等可借助設備相應的進行調整，從而對功率進行抵消。這種方式靈活性更佳，并且能夠得到更加顯著的調節效果[1]。

2.2 變電站中的應用

電壓場所能夠通過變電站得以改變，并且變電站可以對不同的電壓等級配電線路進行利用從而為廣大用戶進行電能提供。在運行期間變電站采取的兩種途徑為就地補償和分級補償，要想使負荷側方面和主變壓器的無功損耗在實際應用中實現，可將容性無功補償裝置進行設置。在實際執行期間對變壓器詳細的容量情況進行觀察，配置工作以主變壓器的容量取值范圍作為依據，從而為變電站的電能提供打下堅實基礎[2]。

2.3 配電線路中的應用

配電線路是電力系統能夠有序正常運行的基礎，線路性能能否更好的充分發揮會受到配電線路可靠安全運行的直接影響。無功補償技術在配電線路中的應用主要借助分支線路對無功功率進行平衡，同時對無功消耗進行補償，使主干線傳輸和配電線路的無功損耗得以減少。注意對補償點進行選擇時應選用有比較小負荷的分支線，分組補償容量的選擇中應當根據配電變壓器空載無功率在分支線路中的實際狀況合理選擇[3]。

2.4 電力用戶的應用

無功補償根據供電方法和提供用戶的電量可分成個別、分組和集中補償三種方式，其中個別補償是在單一的用電設備上直接并聯電容器，這種方式通過電容器與電機一起退出和工作，從而補償電機自身的無功損耗，減少輸電線路上的無功損耗。這種補償方式對于大中型異步電動機有一定效果，但是小型異步電動機的控制保護難度較大，常常在使用期間受到限制。由于電容器放電時會出現積磁現象并產生電壓導致電機運作停止，為了將這種情況杜絕補償量的判定會將空載無功損耗作為依據，欠補償狀態在電動機運行在負荷的狀況下會長時間保持。分組補償則是在配電母線上特定分好的數個小組中安裝電容器，從而使若干分散補償形成。這種方式能夠使各個車間都無功電力在獨立進行的無功補償中趨于平衡，不會向變壓器索取無功且不越級，從而將上級線路消耗降低。集中補償是指在配電室低壓側母線或變電站中集中裝備電容器，或是在變壓器高壓側統一裝配。這種方式可以將無損功耗就地補償，并使輸電線路中發生的電力損耗降低，能夠得到較高的利用率和投入時間，效益也更加明顯。但是這種方式依然要通過下級網絡的電抗器電阻，實質上并不會將內部損耗減少。

3 結語

當前該技術在電氣自動化中的應用仍然有一些問題存在，但是其開發價值并不會因此受到影響。技術人員應當根據實際工作情況，借助科學技術進行不斷創新，將相關管理方案不斷完善，才可以使該技術的應用質量得到有力保證，從而使我國供電系統真正朝著健康的方向發展。