無功補償技術在電氣自動化中的應用

王亮

摘 ?要：本文結合國網安徽省電力有限公司巢湖市供電公司的實踐經驗，從電力負荷功率因素、并聯電容器技術、串聯無功補償技術、靜態無功補償技術這幾方面入手，分析了電氣自動化中無功補償的關鍵技術，并以回路電流、真空斷路器優化設計、電力用戶無功補償等為切入點，闡述了電氣自動化中無功補償技術的具體應用，旨在推動電氣自動化更好發展。

關鍵詞：電氣自動化;無功補償技術;智能化

引言：

無功補償技術是一種在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境的技術。在維護電力系統的穩定運行中，無功補償技術發揮著重要作用，在電氣自動化中也占據著關鍵地位。依托無功補償技術的引入，能夠實現對電力系統運行的優化，保證電力系統長期穩定、安全、高效運行，因此值得重點探討。

一、電氣自動化中無功補償的關鍵技術分析

第一，電力負荷功率因素。當電網處于正常運行的條件下時，功率因素會為維持在較大范圍內。實踐中，可參考電力設備的設計功率提供有功功率，因此達到降低無功功率傳輸的效果，并同時實現對有功功率產生損耗的有效控制。

第二，并聯電容器技術。通過在電力系統中加設并聯電容器，能夠實現對電力系統感性負荷的無功功率的有效補償，并在此基礎上實現對功率因素的提高，優化電壓質量，促使線路中的損耗下降。目前，常用的并聯電容器主要包含單臺鐵殼式并聯電容器、箱式并聯電容器、集合式并聯電容器、半封閉式并聯電容器、干式并聯電容器、充氣式并聯電容器等等，需要參考電力系統的現實情況以及無功補償需要選取更合適的并聯電容器類型。

第三，串聯無功補償技術。該技術主要依托在電力系統中應用串聯的方式接入無功補償裝置，以此達到對相應電力線路實施無功補償的效果。在當前的實踐中，可以將串聯無功補償技術劃分為兩種類型，即固定串聯補償技術以及可控串聯補償技術。其中，固定串聯補償技術只擁有“補償”、“不補償”這兩種工作狀態;可控串聯補償技術中由于引入了旁路晶閘管和電感，所以具備“閉鎖模式”、“旁路模式”、“容抗調節模式”、“感抗調節模式”這四種工作狀態[1]。

第四，靜態無功補償技術。一旦發現電壓發生變化，靜態無功補償器可以迅速做出反應并實現調節，以此達到無功補償的效果。

二、電氣自動化中無功補償技術的具體應用探究

（一）在回路電流中的應用

實施對供電線路的無功補償中，可以應用固定濾波器達到調節回流線路的效果，也可以依托電感器的磁能飽和程度實現對回流電路的調整，以此完成無功補償。通過在回路電流中應用無功補償技術，能夠有效緩解電流壓力，促使電力系統中的電流長時間穩定在平衡的狀態下，以此促使線路所面對的電力水平壓力下降，從而實現對電力利用率的提高。需要注意的是，上述方法雖然可以達到無功補償的效果，但是在實踐中極容易導致電力系統及配套線路中生成諧波、噪音，會對電力設備造成一定損耗，也一定程度影響著電氣自動化的長期穩定運行。

（二）在真空斷路器中的應用

在維持供電系統運行穩定性方面，無功補償技術發揮出了極高的現實價值，在保護電網運行安全的同時避免出現更大的經濟損失。真空斷路器在電力自動化、電力系統的實際運行中發揮著重要作用，屬于電力系統的核心元件。真空斷路器承擔著保護電力系統及其中包含的電氣設備的作用，不需要頻繁操作與檢修，因此在當前得到了極為廣泛的應用。出于對進一步提高電力系統運行穩定性、電氣自動化效果的考量，對真空斷路器展開優化設計具有極高的現實意義。同時，在真空斷路器的實際運行過程中，合閘時會生成偏高的電力壓力，促使電力系統及配套電氣設備所承受的負荷壓力隨之增高，從而促使電力系統與設備損毀問題的發生概率增高。

為了避免上述問題的發生，可以應用無功補償技術展開對真空斷路器的優化設計。此時，在真空斷路器實際運行的過程中，無功補償技術能夠發揮出緩解電流輸出的效果，促使電流始終穩定在較為平衡的水平下，在切實滿足電力用戶實際用電需求的同時減少電能損耗。同時，通過將無功補償技術引入真空斷路器的優化設計，還可以達到降低真空斷路器成本投入、減小設備運行電流壓力的效果，以此維護電力系統的穩定運行。

（三）在電力用戶無功補償中的應用

無功補償技術的發展與應用推動著電氣自動化的升級，在當前的實踐中，基于電力用戶的無功補償方式可以劃分為兩種類型，具體如下：第一，切實參考國家相關規定要求，對電力用戶實施電力功率的補償，為電力用戶提供電費獎勵。在電力功率補償完成后，為企業提供更為合理且高可行性的補償方案，幫助其展開對電力用戶的無功補償，以此保證所有電力用戶均接收無功補償。第二，依托相關技術的應用促使電力用戶所承擔的用電功率損耗降低，在實現對用電壓力緩解的基礎上推動電壓供應效率增高。

對電力用戶落實無功補償手段主要有以下幾種：第一，分批展開無功補償，對所有的電力用戶劃分為多個小組，并在電力用戶的電容器上加設無功補償線路，以此保證所有用戶均可以接受無功補償[2]。第二，在完成分批無功補償后，針對個別電力用戶落實針對性補償。在分批展開無功補償的過程中，對所有的電力用戶進行了分組，而在單一組內的各個電力用戶之間也存在著用電差異性。在這樣的條件下，出于對平衡小組內各個電力用戶用電的考量，需要對耗電嚴重的電容器引入更多的無功補償。第三，實施集中補償。自此過程中，將區域內所有電力用戶的電容器均集中連接，通過總線路的加設實現對所有電力用戶的用電分配。

（四）智能無功補償技術的應用

1.智能無功補償技術的合理選用

切實參考電力系統、電網搭建的實際情況選取更為適用的智能無功補償技術，以此實現對電力系統、電力設備、用電設備之間存在的電流不平衡問題的有效解決。實踐中，需要切實把握固定補償、分散補償、低壓補償的原則[3]。其中，固定補償主要為在不考慮電力線路實際應用情況的條件下，投入固定量補償，此種補償方法的質量與使用力率有著緊密聯系;分散補償主要為依托電容器的加設，促使電容器在充放電之間頻繁變化從而實現無功補償，此種補償方法的成本偏高，不適合在大型電力系統中應用;低壓補償主要利用對傳輸過程中電流損耗的降低從而得到補償的效果。

2.智能無功補償投切開關的合理選用

無功補償投切開關的質量直接關系著無功補償的效果，因此必須要選用更為合適的智能無功補償投切開關，在降低電力自動化投入成本的同時提升電力設備的運行效率。目前，常用的智能無功補償投切開關包括電容器開關、固態繼電器開關、智能化一體投切開關。相比較而言，智能化一體投切開關能夠在電氣自動化的無功補償中發揮出更高應用價值與使用優勢，其使用年限也相對較長。需要注意的是，智能化一體投切開關在實際的運行中會產生一定噪音，干擾電流傳輸，所以必須要在電力系統中配套引入噪音控制措施。

總結：

綜上所述，在維護電力系統的穩定運行中，無功補償技術發揮著重要作用，在電氣自動化中也占據著關鍵地位。由于并聯電容器技術、串聯無功補償技術、靜態無功補償技術這些無功補償技術在維護電力系統、電力自動化質量方面有著極為理想的效果，所以在當前的回路電流、真空斷路器優化設計、電力用戶無功補償等方面得到了廣泛、深入應用。

參考文獻

[1] 孟垂懿，孫笑雨，宋孚紅，等.無功補償技術在智能電網中的應用[J].電工材料，2021（02）：75-77.

[2] 陳紅剛，吳南群，潘忠潮.電力自動化中的智能無功補償技術的應用[J].集成電路應用，2021，38（01）：32-33.

[3] 周曉麟，蘭位龍，徐擁華.無功補償技術在電氣自動化中的應用探討[J].電子測試，2021（07）：102-105.

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