電氣自動化中無功補償技術的應用

劉運嘉，董欣然，張 軒

（山東科技大學濟南校區，山東 濟南 250031）

0 引 言

將電氣自動化中無功補償技術應用在電力行業中，不僅可以保障電壓的穩定性，節約更多電力資源，而且可以降低維護費用，提高電力資源的傳輸質量。因此，可以將無功補償技術高效廣泛地應用在變電站、用戶設備、配電線路中，充分發揮其價值與作用。

1 電氣自動化中無功補償技術的作用

1.1 保障電壓穩定

電氣自動化技術與設備的應用，實現了電網的高效化、自動化、智能化、一體化管理，加快了電力行業發展步伐。而無功補償技術的應用，可以讓電網始終處于穩定狀態，有效控制設備運行中的破壞電流，保障設備內部的各個零件始終處于高效穩定的運行狀態，提高電壓質量。此外，可以降低電壓損失與電能損耗，滿足現階段的電力使用需求，保障各個電氣設備與電路的穩定性。

1.2 節約電力資源

電網使用的電線以銅線為主，雖然其導電性能良好、使用壽命較長，但是相比于金，還是會出現產生一些損耗。因此，我國每年的電能損耗量較大，不利于電力企業可持續發展。通過無功補償技術的應用，可以穩定電壓，提高電力資源的傳輸質量，避免各種因素的干擾，有效降低損耗，從而節約大量的電力資源，幫助人們節約更多電費，有利于穩定社會秩序。

1.3 降低維護費用

電網系統一旦出現故障，就要立即展開維修。在維修中，不僅需要消耗大量的人工費與材料費，還會因為停電致使人們遭受經濟損失。因此，只有保障電網高效、穩定運行，才能降低成本費用，保障人們的生活工作有序進行。通過無功補償技術的應用，可以提高變壓器、電網線路等運行效率，保障其運行安全，減少故障的出現概率。這樣不僅降低了維修、管理費用，還減少了設備投入的開支，保障了電力行業高效穩定發展。

1.4 提高傳輸質量

在有功功率的電路傳輸中，功率因數與傳輸電力功率、可用功率呈反比，也就是指功率因數越高，傳輸電力功率、可用功率越低。這就會導致電力傳輸質量較低，無法滿足人們的實際用電需求。而通過無功補償技術的應用，既提高了功率因數，也有效控制了可用功率，提高了傳輸質量。可見，無功補償技術在電網中的應用有著非常深遠的意義。

2 電氣自動化中無功補償技術的應用

2.1 在變電站的應用

變電站是電網的重要組成部分，也是電網的核心與心臟。通過無功補償技術的應用，可以優化電網，降低損耗，提高電力資源的質量。首先，通過無功補償技術的應用，可以保證電網的無功功率始終處于平衡狀態。再通過適當的無功補償，可以提高各個設備與環節的運行質量與性能。例如，關聯電容器、同步調相機等設備，通過無功補償技術的應用，可以將其電壓控制在合理的范圍內，并且有效防止過壓等現象。其次，通過無功補償技術的應用，可以優化電網的運行環境，提高電力資源的質量。原因在于利用無功補償技術，便于工作人員及時找出運行中存在的問題，并且分析原因，提出有效的解決措施，實現集中與高效管理。最后，通過低壓分組補償的方法，可以保障電壓始終處于穩定狀態，提高整個變電站的安全性[1,2]。

2.2 在用戶設備中的應用

電網的終端為用戶設備，由于用戶設備數量較多、分布較為疏散，需要加強無功補償技術的應用。加之隨著社會經濟的高速發展，人們的用電需求在不斷增加，電器設備的數量在不斷增多，用電負荷在不斷加大，為了保障人們的正常用電需求，需要實現電子自動化技術與設備的廣泛應用，最終進行無功補償。現階段，家家戶戶都會使用一些大型的電冰箱、洗衣機等電器，電視機、空調、電磁爐等使用頻率也比較高，這對電網的供電能力與輸送質量提出了很高的要求。如果無法滿足實際的用電需求，不僅容易出現短路及斷路現象，還會增加人們的電費繳納負擔。而采用無功補償技術對電器設備的電壓與電流進行有效控制，可避免受到各種因素的干擾，降低無功損耗，提高電器設備利用效率。如表1所示，通過無功補償技術的應用，用戶設備的無功補償率均在1.04以上。

表1 無功補償技術在用戶設備中的應用效果

無功補償技術在用戶設備中的應用需注意以下兩個方面：第一，加大節能宣傳力度，引導廣大群眾認識到無功補償的重要性，并且主動參與無功補償的應用，積極使用符合國家相關規定的電氣設備；第二，將無功補償技術廣泛應用在用戶內部的配電網中，降低無功能耗，讓用戶直觀感受到電費的減少，這樣還可以降低檢修、維護的成本費用[3,4]。

2.3 在配電線路中的應用

實現電氣自動化，是實現電力行業可持續發展的關鍵措施，更是電網改革的重要環節。為了保障電網運行的穩定性，需要對電網進行改造升級，加大電氣自動化的運用力度，并且積極應用無功補償技術。將無功補償技術應用在配電線路中，主要是通過分支線路的補償來平衡分支線路的無功功率。這樣就可以降低設備損耗，提高使用效率，保障電力資源高效、安全、穩定傳輸。而如何控制分支線路無功消耗的補償，降低主干線路為分支線路的無功傳輸率，是整個應用中的關鍵點與核心。由于節點的電壓水平會根據無功功率的變化而改變，因此可以通過無功功率的調節來穩定電壓，提高節點的負荷力，將配電線路的電壓控制在合理范圍內。

3 電氣自動化中無功補償技術應用要點

3.1 選擇適宜的設備

將無功補償技術應用在電力行業中，需要選擇適宜的設備，才能充分發揮無功補償技術的作用。其中，選擇適宜的智能無功補償投切開關是非常重要的，通常可以選擇固態繼電器，其是目前電力行業應用比較廣泛的設備之一。其優點表現如下：（1）智能化，工作人員可以根據相應的標準將電網運行中可能出現的故障特點進行預設；（2）準確化，投切開關可以根據預設標準，準確判斷故障源與故障點，并且快速切斷線路；（3）節能化，在投切開關的使用中既不會耗費電力資源，也不會投入較多的成本費用，使用壽命較長。另外，可以使用智能一體化開關。隨著社會經濟的高速發展，很多現代化信息技術隨之出現，如互聯網信息技術、物聯網技術、大數據技術等，不僅廣泛應用在各個行業與領域中，還實現了各行工作的高效化、智能化與一體化。智能一體化開關在社會經濟的高速發展下出現，作為現代化信息技術的產物，它廣泛應用在各個行業與領域中，通過人工智能技術將開關智能化，可實現自動控制、報警預警以及遠程通信，大大提高了各行工作的高效化、智能化與一體化。

3.2 提高變電站容量

變電站是電網的心臟與核心。將無功補償技術應用在變電站中，需要適當提高其容量，這樣才能為電力企業帶來更多的經濟效益。首先，工作人員要密切觀測變電站的容量輸出，結合當地的用電情況，根據變電站的實際情況，進行無功補償容量的適當調整。其次，需要借助先進的、專業的檢測儀器，使用高科技技術，通過輸電過程的工藝優化、技術提升來提高無功補償的應用效率，最終降低電能損耗。

3.3 使用高效裝置

高效的無功補償裝置與無功補償技術的有效結合，可以達到無功補償的目的，滿足實際用電要求，節約更多的電力資源。首先，可以使用晶閘管相控電抗器，通過對觸發角的調整來改變無功容量。采用這種無功裝置，需要經過科學合理的計算分析，再將其調整數據輸入無功裝置中，進而實現投切。這種無功裝置可以實現連續、快速補償，但是使用次數越多，壽命會縮短。其次，使用雙晶閘管或者晶閘管反并聯相控電抗器，通過無觸點開關的控制來實現投切。這樣就可以根據無功功率的變化，做出相應的判斷，最終可以穩定電壓，保障電力資源的穩定傳輸。最后，使用磁控電抗器型靜止無功補償裝置，將三項飽和電抗器工作的繞組相互并聯到電網中進行無功補償。通過該裝置的使用，不僅可以改變無功功率，還可以將不同的裝置有效連接，實現緊密配合，最終改變無功功率與電能飽和度。但是在實際使用中能耗損失較大，需要根據實際情況進行靈活運用。

4 結 論

在電氣自動化無功補償技術的應用中，需要注意以下要點：選擇適宜的設備，降低電能損耗；提高變電站容量，提高使用效率；使用高效裝置，延長使用壽命等。