智能無功補償技術在電氣工程自動化中應用

潘培峰

摘要：伴隨著我國電氣自動化技術水平的不斷提升，在原有技術基礎上，又新增了一項無功補償技術。通過這項技術的應用，使我國電氣自動化水平又得到了進一步提升。然而，相對于日益提高社會生產需求而言，無功補償技術在提高供電質量、減少電能損耗等方面還存在很大的開發價值。因此，有必要針對其技術的應用方法進行全方位、系統化的研究。

關鍵詞：電氣自動化;無功補償技術;電力

1 無功補償技術概述

在很多電氣自動化設備中，都會帶有一個電磁線圈。要想讓這個電磁線圈運轉起來，必須為其先建立一個專用磁場。這也就意味著在電磁圈運轉的過程中會消耗掉功率，如果用字母Q來表示無功功率，其單位則是“乏”或者“千乏”。具體說，就是在一臺電動機運行之前，需要事先為其建立一個專門的磁場，通過該磁場使轉子旋轉起來，之后再帶動電動機進行同步運動。也就是說，在電動機運行的過程中，轉子所產生的磁場幾乎都是通過電源里面的無功功率所形成的。當電氣自動化中變壓器工作時，整個運行過程同樣離不開無功功率的支持。由此得知，通過一次線圈轉動會形成對應的磁場，通過二次線圈轉動則會產生電壓。所以，如果缺少了無功功率的支持，電動機就無法運行，變壓器也無法正常執行其工作任務。通常情況下，只要當用電設備在電源中單獨得到有功功率之后，便可以獲得無功功率。但是，當電網里面所提供的無功功率無法滿足實際需求時，就會導致電氣自動化設備得不到足夠的磁場供給，從而失去運行動力。也可以將其理解成如果缺少了穩定無功功率的保障，大部分電氣自動化設備都無法正常地運行。

2.智能無功補償技術的特點

2.1設備電壓受電磁互感的影響

在電力自動化系統中，電力設備都是基于電磁感應原理實現運行的。一發電機組為例，線圈是促使發電機組運行的根本元件，發電轉子通過磁感線切割運動完成交流電的生成。在如變壓器依靠電磁感應傳輸電壓。因此，電力設備電壓在電網運行中受電磁感應的影響，智能無功補償也受電磁互感的影響。

2.2設備運行的功率影響著電能損耗

電力設備中的電阻抗、電容抗與電感器、電容器在電網運行狀態下會產生一定的諧波，諧波會造成無功功率的產生，導致電力損耗的發生。要提高電網運行的質量，就必須控制諧波的產生。智能無功補償技術通過在電網中裝設智能無功補償裝置，來降低電網運行中產生的諧波，提高了電力設備運行的有功功率，從而減少了電力設備運行中的損耗。

2.3智能無功補償與無功功率控制緊密相關

電力系統運行的效率和運行質量與無功功率的管理有著緊密的關系。通過科學的管理和控制電網運行中的電壓，可以實現對于功率因數的調節，補償無功功率造成的設備損耗，提升電力系統運行的秩序性和合理性，從而有效的控制電力設備運行中的無功功率，提高有功功率，減少電網系統中整體電能的損耗，提高電力系統運行質量。

3.無功補償方式

3.1集中補償

將無功補償裝置裝設在總變電所6-35kv母線上，用于控制高壓線路無功損耗的無功補償方式。它的優勢在于降低線路損耗的同時還有助于提高供電質量。

3.2分散補償

將無功補償裝置裝設在功率因數較低的線路端，如村鎮終端、車間、配電所高低壓母線上的無功補償方式。它的優勢在于無功補償效率高、效果好。

3.3就地補償

將無功補償裝置裝設在電感性用電設備或異步電機附近的無功補償方式。它的優勢在于提高用電設備供電回路的功率因數，從而有助于提高電壓設備供配電質量。

4.智能無功補償技術在電氣自動化中的具體應用

4.1應用于固定濾波器和電抗器

理論上來講，如果這種無功補償的能夠得意完全實現，智能補償裝置便可以最大程度發揮其對有源補償的可控性，從而靈活補償電力系統運行過程中的功率損失。但是實際上電力設備運行時條件并不是單一的，而是會因為設備質量、人為操作、外界環境等多方面原因導致其供電功能產生變化，相應的電流和電壓狀況也各不相同，要想達到良好的無功補償效果，就要準確衡量電力系統中的電能質量，其中最為重要的就是電壓質量。而電氣自動化的變電所和接觸網無功狀況會在很大程度上受到負荷消耗的無功率作用，從而給電氣自動化運行系統帶來很大的負面影響，導致電網產生高頻次諧波，而且規模也會比較大，這對于維護電網的安全性以及電氣自動化系統的質量來說是極為不利的。

4.2應用于電容器同固定濾波的結合

電容器和固定濾波的結合在為電氣自動化系統實現智能無功補償的過程中可以說是必然趨勢，此二者結合是具有一定科學性的，其主要目的就是更加合理地對電壓消耗進行調整。但是在推行該項措施的前期階段，相關工作人員還是要根據電氣自動化系統的實際運行情況，對電流電壓量值以及能耗情況進行全面了解和分析，然后有針對性地做出調整計劃。有研究表明，利用靜壓管來進行智能無功補償，可以更加可靠地保障電氣自動化裝備的運行功能。但是目前而言，我國的智能無功補償技術雖然取得了很多成績，但是該種技術方法還未能全面普及應用，仍然處于測試研究階段。當在電氣自動化系統中使用智能無功補償技術時，會有大量的無功電流涌向高壓變電站，然后再經由相應的輸電線路將電能傳送給低壓變電站。但是該過程電力能源需要進行遠距離傳輸，如果使用的無功補償技術配置不合理，也會出現無功功率向配電網倒送的現象，反而造成更大的電力能源損耗。相反，如果該技術能夠進一步得到優化改進，我國電力行業的發展水平必然能夠邁入新的臺階。

4.3對回路電流進行無功補償

在對回路電流進行無功補償時，可采用固定濾波器，對飽和電感器運行中的磁能飽和情況進行調節控制，改變流入回路中的感性電流，進而達到無功補償效果。在回路運行中會產生一定的感性電流，對此，可與濾波器中的電容性相消除，進而保證電流均衡性。另外，通過利用濾波器及電抗器，還可達到電壓串聯效果，通過對變壓器降壓按鈕進行調整，并對側母線電壓采取有效的控制措施，能夠保證無功補償效果。

4.4對用電客戶進行無功補償

在電氣工程自動化中，對于電力用戶無功補償的形式包括以下幾種：①通過無功補償措施對電力功率因數進行有效控制，確保能夠符合國家相關規定，同時還應加大宣傳教育，提升用戶節能意識，進而實現無功補償。②在客戶內部配電網中，通過利用無功補償措施，能夠有效減少電力用戶經濟負擔。

結語

綜上所述，本文主要對智能無功補償技術在電氣工程自動化中應用進行了詳細探究。隨著社會經濟的快速發展，電力需求量不斷增加，傳統的無功補償技術已無法滿足供電質量管理實際需要。對此，可采用人工智能技術，通過將智能無功補償技術應用于電氣工程自動化中，能夠有效提升電氣工程運行穩定性。

參考文獻

[1]馬興旺.無功補償技術在電氣自動化中的應用及其研究[J].當代化工研究，2019（05）：145-146.

[2]陳可夫.基于電氣自動化中無功補償技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（09）：129-130.

[3]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.

[4]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.

[5]范瑞云.淺談無功補償技術在電氣自動化中的應用[J].南方農機，2019，50（03）：252-253.