基于電氣自動化中無功補償技術的應用

文/陳可夫

1 引言

無功補償技術是一種先進技術，被廣泛應用于電力系統中，能夠有效推進電氣自動化發展。現如今，電氣自動化技術以及相關設備已得到普及，這類設備需采用無功補償技術，有效提升供電質量，同時減少電能損耗。由此可見，在電氣自動化中，無功補償技術至關重要，對無功補償技術在電氣自動化中的應用方式進行深入研究迫在眉睫。

2 無功補償技術應用優勢分析

在電氣自動化系統中，無功補償技術的應用至關重要，不僅能夠保證電力系統安全穩定的運行，而且還能夠減少系統運行成本。無功補償技術系統的組成結構比較復雜，具體包括切除判斷裝置、系統參數調節元件、輸出電路輸電系統信號檢測采集系統、電容器投入以及補償情況判斷識別元件等等。通過將上述元件設備進行有機組合，即可形成完整的無功補償體系。

在傳統的電氣自動化輸送和傳遞過程中，電氣設備的功率損耗比較大，同時電量損耗較大，因此，輸電系統的運行效率比較低。隨著無功技術的不斷發展和應用，電氣自動化系統已發生較大變化。通過合理應用無功補償技術，有利于提升電力系統的輸電效率，同時在最大程度上降低電能損耗，進而有效促進電氣自動化系統發展，為人們的日常生活提供便利。

另外，在電氣自動化輸電系統的運行過程中，三相輸電負載不平衡的問題比較常見，對此，可積極應用無功補償技術，提升三相輸電穩定性，進而改善電力系統的使用性能，促進電器設備抗干擾能力提升。除此以外，在傳統的電氣自動化輸電系統運行中，高壓電網以及低壓電網的瞬間電流穩定性較差，對此，也可以應用無功補償技術，進而提升電網運行安全性和穩定性，為電氣自動化系統的應用奠定基礎。

3 無功補償技術在電氣自動化中的應用

3.1 主要的補償方法

（1）聯合運用晶閘管調節電抗器以及固定濾波器。在該方式的實際應用中，需要嚴格依據諧波相關標準和要求，對固定濾波器進行優化設計，同時還可以對晶閘管反并聯，串聯電抗器和晶閘管，為了保證電抗器中感性電流的流過方式可得到有效調節，要求對晶閘管的觸發角進行調整。通過應用上述補償方式，能夠有效平衡并聯濾波器中的多余容性無功補償電流以及晶閘管。

（2）真空斷路器投切電容器。這一補償方式的應用要點如下：無需安裝放電設施，通過應用電容器組，即可對高壓母線上電壓互感器的一次繞組電阻放電，在電容器組上安裝熔斷器，可以避免其在高壓狀態下被擊穿，同時還能夠避免其受到短路因素影響而造成損害。對于電抗器，應綜合考慮電力系統實際情況，采用串聯的連接方式，避免電容器組在合閘狀態下發生沖擊，除此以外，還能夠避免在電容器組以及線路電感中發生串聯諧振現象。

3.2 配電線路的無功補償

（1）采用具有較大負荷的分支線確定補償點。

（2）對于小分支配電變壓器，應結合實際情況，準確確定補償容量以及補償點。

（3）對于分組補償容量，可綜合考慮分支線路中配電電壓器的空載無功損耗來確定。

（4）對于配電變壓器中的負載無功損耗，還可采用用戶自主補償方式來補償，如果補償容量的補償方式不當，則應該采用主干線對其進行無功補償。

3.3 變電站的無功補償

（1）在供電系統中，變電站為十分重要的供電中心，通過應用變電站，電力用戶能夠從各個等級的配電線中獲得電能。在此過程中，必須嚴格依據分級補償原理，如果變電站配電線路以及電力用戶的無功功率能夠達到良好的平衡狀態，則變電站無需為電力用戶提供無功電能。

（2）容性無功補償設備。該設備主要被應用于變壓器無功補償中，在確定主變壓器容量的基礎上，即可幫助了解容性無功補償設備的容量，通常情況下，對于容性無功補償設備的容量，可根據主變壓器容量的10%～30%進行配置。需要注意，如果容性無功補償設備已經達到主變壓器最大負荷，則可能會對電力系統運行安全性構成威脅，對此，應注意將其高壓側功率因數提升0.95。除此以外，如果每一臺主變壓器的容量均在40MVA以上，則對于各個變壓器，均應安裝2組以上的容性無功補償設備。

3.4 電力用戶的無功補償

3.4.1 個別補償

個別補償方式指的是在補償過程中，對于電容器以及用電設備，可采用并聯方式進行連接。個別補償方式如果被應用于小型異步電動機中，則保護方式以及控制方式均比較復雜，但是，如果將其應用于大中型異步電動機中，則能夠達到良好的補償效果，可保證電動機與電容器同時運行，進而對電動機中的無功損耗起到補償作用，降低配電網絡電能損耗。

3.4.2 分組補償

分組補償方式指的是首先對電容器進行分組，然后將其分別安裝在配電母線中，形成分散型補償方式，分組補償方式的應用優勢在于能夠實現車間無功電力平衡。

3.4.3 集中補償

集中補償方式指的是在電力用戶配電室或者變壓器低壓側母線上，集中安裝電容器組。在集中補償方式的應用中，可以實現就地補償變壓器無功損耗，有效降低變壓器無功功率，同時促進變壓器有功功負荷的增加。

4 無功補償技術在變電站電氣自動化中的應用實例

某變電站為某一區域的供電中心，在為電力用戶供電時，該變電站提供多種電壓等級的配電線路，并應用輸電線路分級補償、就地平衡方式，保證配電線路與電力用戶之間無功功率可保持平衡狀態。

在該變電站中，容性無功補償設備的作用是對變壓器的無功損耗發揮補償作用，同時對于負荷側也可起到無功補償的作用。該變電站容性無功補償裝置的容量應根據變壓器容量進行調整，要求滿足35～110kV主變壓器的要求。對于該變電站的補償容量，要求綜合考慮以下因素合理確定：

（1）該變電站可采用補償變壓器的方式實現無功補償，而功率損耗因素有空載和負載。對于該變電站中的35kV變壓器以及110kV變壓器，其補償容量分別按主變壓器容量的10%以及20%進行配置。

（2）在該變電站運行中，有時可能處于輕負荷運行狀態，對于補償容量，可取主變壓器容量的10%。隨著變電站供電負荷的不斷增加，可結合實際情況對補償容量進行適當調整，確保滿足實際需要。

（3）在該地區的用電高峰期，變電站的供電負荷也會隨之增加，同時電壓不斷下降，這樣就會對供電穩定性造成不良影響，對此，應對補償容量進行及時調整。另外，還可以適當安裝臨時設備，有效轉移多余的補償容量。

（4）在無功補償設備的應用中，為了有效減少設備應用成本，應注意適當減少無功補償設備的分組數量。對于二次負荷側母線，可采用分段運行模式，將無功補償設備分為兩組，這樣不僅能夠保證兩臺主變電器投入和切除的正常進行，同時還能夠減少資源浪費。

5 無功補償技術在電氣自動化中的應用策略

5.1 運用并聯混合有源濾波器補償技術

現如今，在各類無功補償技術中，并聯混合有源濾波器的補償技術發展比較快，是一種新型無功補償技術，并逐漸被推廣應用于電網輸送中。在這一補償技術的應用中，通過將原始輸電技術進行結合應用，可有效解決電氣自動化中的功率補償問題，減少電荷功率損耗，降低配電網絡運行成本，為電氣自動化技術的應用奠定基礎。需要注意，在應用并聯混合無功補償技術時，對于輸配電中的電容設備的安裝方案，應結合實際情況優化，全面落實這一補償技術，確保輸配電系統能夠處于良好的運行狀態。

5.2 結合地區用電情況確定無功補償方案

在無功補償技術的應用中，還應綜合考慮地區用電情況合理選用技術，對于用電需求量比較大的地區，應盡量采用分散補償方式，在低壓區域，可結合實際情況適當安裝多個電容器組件，進而營造出安全穩定的無功補償輸電環境，延長電氣自動化系統的使用壽命，減少電能輸送過程中的電壓損耗，在最大程度上降低電能運輸成本。在無功補償技術相關設備安裝中，在無功補償設備中，一般還需要安裝電壓電容器，為配電變壓器的正常運行奠定基礎。對于電容器的安裝規模以及安裝數量，應綜合考慮無功補償設備的數量、型號、規模以及安裝要求等因素，并根據無功補償方案，合理推算電壓器安裝方案。

6 結語

綜上所述，本文主要對無功補償技術在電氣自動化中的應用方式進行了詳細探究。無功補償方式有很多種，并被應用于配電線路、變壓器等無功補償中，能夠有效改善電氣自動化的供電環境，有效節約能源，保證配電線路運行經濟性和安全性，在實際應用中，應結合具體情況制定科學合理的無功補償方案。