電氣自動化中的無功補償技術應用

李 鑫

（山東科技大學濟南校區，山東 濟南 250031）

1 無功補償技術的應用解析

1.1 概 念

無功補償技術在電力系統內的應用，主要目標是提升電網效率。它的應用可以降低變壓器損耗，提升供電效率，改善供電周邊環境[1]。無功補償裝置有利于延長有關線路的使用壽命，降低其他因素對電力系統運轉帶來的負面影響，保障供電質量。

1.2 技術特征

第一，在輸送較遠距離的電能時，提升了對受電終端、發電系統的要求，兩端需要滿足充足的電壓差。但是，電壓差較大時，輸出有功功率的損耗會增大，進而降低供電的效益，導致電氣節能工程開展緩慢，因此該技術不適應遠距離電能運輸。第二，電能獲取的多面性。在傳統發電模式下，有功發電是主流。該方式對電能的獲取以發電機獲取為主。無功補償技術的運用利用無功服務獲得電能的方法較為多樣，除發電機之外，還有從調相機途徑獲取等方式[2]。第三，該技術的使用需要分別控制電壓。整體電力系統中，控制頻率時一般以有功平衡作為主體，但對應電壓控制卻利用無功平衡實現，在全網統一頻率的背景下控制好電網節點的電壓，進而能達成無功平衡的效果。

1.3 應用問題

對國內當下的無功補償技術分析可知，該技術現階段的發展十分迅速，也已經取得了一定的發展成果，但也存在一些問題影響了技術應用的效果。第一，無功補償類裝置會受到系統諧波等方面的影響。當電力系統運轉時，補償裝置本身的電容壽命會因系統諧波而受到影響，導致設備的維護成本增長。此外，系統本身產生的諧波最終也會增加設備的損壞概率。第二，輸電過程中配置的欠合理會影響技術應用的效果。無功電流傳輸進高壓變電站時，也會經過不同低壓變電站，此時若進行遠距離電流運輸，則運輸途中會導致電能加高，造成電路存在較大損傷。第三，分析現階段國內的無功補償技術應用狀況發現，當下該技術仍存在一定的局限性。該技術在國內的起步相對較晚，但發展速度相對較快，易導致技術應用時面臨一定的設備、技術欠完善問題，最終影響技術應用的實際效果。

1.4 應用現狀

隨著電氣自動化的高速發展，更多新型技術融入其中。其中，無功補償的應用提高了電氣系統本身的穩定性，并增強了整體系統的抗干擾性能。在無功補償技術的廣泛應用下，該技術被應用于不同領域，不僅代表著該技術的深入發展，更標志著國內多領域的進一步優化及發展。例如，該技術可應用于固定濾波器、可控飽和電抗器，通過對后者飽和程度的持續性調節，改變系統內回路感性電流，使得無功補償技術內電流以及多余容性的無功電流互相結合，充分改善工作環境，降低設備的不必要損耗以及可能導致的經濟損失，且最大程度上降低設備產生的噪音。此外，該技術在電容器、電抗器調壓以及固定濾波器中的應用，能持續性調節電氣系統內的變壓器，從而降低系統的資源損耗?？梢?，該技術的應用對國內電氣自動化的發展影響重大。電氣工作者要了解該技術的應用意義、應用問題以及應用要求，從實際應用需求出發進行技術應用，并不斷嘗試和優化，使其充分發揮作用。

2 電氣自動化中無功補償技術的應用要求及意義

2.1 應用要求之利用平衡性原則

第一，用電設備負荷實現相對平衡后，使用次數將相對增長，容量也會相對增大，此時要對無功補償類裝置和電氣設備同時通電。第二，系統內低壓無功負荷需要低壓電容器來開展，并借助高壓電壓器作出系統內高壓無功電荷的補償。

2.2 應用要求之明確電容器運用條件

系統內自然功率因數提升時或者有關工藝以及設計存在較大差距時，工作人員可利用無功補償裝置。在該類裝置選擇上，以并聯電容器為主。此外，電容器的規格也有所要求：高壓供電單位電壓10 kV，以降低對電容器帶來的損耗，或低壓供電單位功率因數在0.85以下，以保障輸電工作的效率。

2.3 應用要求之選擇電動機和變壓器

變壓器容量和數量或者電動機的選擇，都與無功補償技術的應用相關。工作人員要從實際狀況出發進行選擇。電動機、變壓器要在一定程度上能降低線路感抗，以保障該技術的應用，較為順利地融入電氣自動化系統。當現有工藝、條件與設計條件不符時，工作人員可利用間歇工作制設備或者同步電動機兩類方式，提升電力系統內的自然功率因數。

2.4 無功補償技術的應用意義

作為一類應用于線路的保護類裝置，無功補償裝置以及技術的應用肩負著保障企業安全的重要職責，能在最大程度內降低企業線路的損害，延長線路壽命，為企業節約成本。第一，該技術在電力系統內

的應用屬于自發進行狀態，可在較短時間內完成電力系統內無功功率的補償，保障電力系統本身的運行安全及穩定。運行中，電氣設備的壓力大大降低，最終充分發揮電力設備的功能及作用。第二，國內的經濟發展帶動著電氣工程持續發展，而電氣工程的持續發展也在很大程度上改善著國內民眾的生活。不同人群的生產和生活對電氣工程的依賴性不斷增長，會加大電氣損耗。電氣系統中，無功補償技術是較為重要的組成部分，但應用效果需要進一步提升。因此，要結合無功補償技術應用的不足，討論和分析該技術在電氣自動化中的應用，爭取逐步提升其應用質量，促進國內電氣自動化事業進一步發展。在近年機電一體化的發展影響下，電氣自動化的發展呈現良好的發展狀況，其中無功補償的應用程度更高、應用范圍更廣。補償裝置本身具有多方面優點，能實現對人力物力資源的節約和合理利用，降低能源損耗，充分提高電力系統的運行安全性，對國內電氣自動化的發展意義深遠。

3 電氣自動化中無功補償技術的應用方向

3.1 跟蹤補償

跟蹤補償是利用低壓電容器組以補償用戶的配變低壓側結果。此外，需同時利用投切裝置，將其作為主要控制和保護裝置。該類狀況一般適用的配變用戶標準大于100 kVA[3]。跟蹤補償能可靠跟蹤無功負荷的變化狀況，運行操作靈活性較高且補償效率也較高。但和其他方式相比，該類補償所需的投資更多，投切裝置的結構復雜，當某一元器件發生故障，會影響整體的電容器投切效果，一般較適應于負荷和容量都較大的一類配變系統。

3.2 隨機補償

隨機補償需要經低壓電容器組和電動機兩者間的并接實現，并要把保護裝置和控制裝置同時與電動機進行投切。以縣級配電網為例，無功功率的來源主要是電動機，以無功補償的方式進行無功平衡的維持，能在提升出力的同時降低損耗。當設備正常運轉時，隨機補償方式的應用能及時無功補償，且當設備停運后自動退出無功補償。所需的投資相對更小，且占地面積較小，現場安裝所需的工藝技術較為簡單，在后續運行中的可靠性較高，事故發生概率也低。隨機補償的特征優勢促使它的補償效果更顯著，值得電力企業結合實際需求進行研究運用。

3.3 隨器補償

隨器補償在于對配電空載進行無功補償，基礎是低壓熔斷器，并把配電二次側以及低壓電容器進行連接處理[4]。當配變在輕載和空載的狀態下進行運行時，相對應無功負荷是空載勵磁無功。運用中該類補償更加簡單和直接，接線設計的復雜性較低，且后期開展運行管理的難度較小，是當下較常見且效果較佳的一類補償方法。

4 電氣自動化中無功補償技術的應用功能

該技術屬于電網分配調節中的一類專門技術，運用時不同設備存在的無功功率自然也有差異，且無功功率會受多個方面的直接限制。電路中進行無功補償，主要功能和作用在于兩個方面。一方面，電力系統供電中，電網功率會降低，此時線路和變壓器會造成損傷。無功補償能解決該類問題，提升輸電平衡性和穩定性，在改善用電質量的同時，降低損耗，節約成本。另一方面，系統內損耗能源的數目較多時，電壓電荷會變大，應用該技術能進一步提升系統效率，有效降低電力系統帶來的損耗。

5 電氣自動化中無功補償技術的應用完善

5.1 以用戶需求選擇裝置

運用該項技術時需要進行有關裝置的選擇。工作人員要能從用戶的需求出發進行裝置選擇。選擇元器件中，以無功補償的有關標準進行選擇，以此降低因諧波而對電容造成的影響。

5.2 合理確定無功補償容量

確定容量中，工作人員需對各地狀況開展實地考察，從實際狀況出發，選擇新興技術、熟練技術配置配電網，盡可能提升補償有效性，進而達成無功補償的主要目標。

5.3 強化宣傳和技術培訓

在宣傳內容方面，工作人員需對客戶進行無功補償知識點的適度宣傳和普及，使其明確該類技術的優勢，了解其具備的功能，如節約用電量等。在宣傳手段上，要將常規宣傳和線上宣傳同步抓起，在線上利用視頻、圖文等方式向人們介紹技術的使用優勢、有關設備等，并利用耗電實驗的展示，使人們真切從數據層面體會到無功補償的好處。在技術培訓上，主要針對工作人員展開。有關企業需要針對該項技術對內部員工、新聘員工進行定期性技術培訓，使其熟悉無功補償的技術操作以及各設備的選擇標準、安裝運轉等狀況，從而滿足無功補償的作業需要。此外，工作人員對應急性的處理措施的掌握也十分重要。工作人員應了解熟悉電力系統、無功補償運轉中會出現的各類狀況以及解決方法，提升解決問題的能力，并細致制定應急預案，從而預防并處理各類突發狀況。

6 結 論

在電氣自動化中，無功補償技術的運用十分關鍵。因此，闡述無功補償技術的概念，探索其技術特征、應用要求、應用方向以及應用功能和完善措施，力求能為業內工作者提供理論經驗，發揮無功補償技術的功效，促使電氣自動化實現持續發展。