電氣自動化中的智能無功補償技術

謝品俊

摘要：電力在我國生產生活中屬于十分重要的能源，而在電源傳輸的過程中由于室外溫度和傳輸距離的影響，電壓會出現不穩定變化，進而會對生產用電與生活用電造成影響。因此，有必要在電力自動化中運用無功能補償技術來提供穩定電源。

關鍵詞：電氣自動化;智能無功補償;技術

1無功補償技術的特點

1.1電壓優先，自動補償

無功補償技術可以借助一定的技術設備進行相應的系統運行和管理。在應用過程中，無功補償技術根據一定的電壓質量自動切換電容器。當電壓超過最大設定值時，切斷電容器組，以保證電壓的配合和正常工作;當低于設定值時，在保證正常運行的條件下，逐步投入電容器運行，以保證基本電壓運行。在電壓優先的情況下，無功補償技術可以根據負載無功功率自動切換電容器組，從而保證系統處于無功補償狀態。

1.2智能控制、異常報警

在無功補償技術的應用過程中，其處理和應用可以通過智能操作完成一系列動作指令。在運行過程中，無功補償技術通過指令判斷電壓是否超過基本設定閾值。與傳統電氣設備相比，減少了操作動作次數，更好地實現了一次智能控制。同時，在運行過程中，無功補償技術可以對異常的外部環境進行全面的數據監測，并通過電容器實現整個控制回路和自動閉鎖裝置，從而在自動智能運行中實現相應的技術操作。

1.3模糊控制、綜合保護

當系統運行在正常電壓范圍內時，配置環境、儀表受電情況、動作時間、用戶對動作時間的限制等都會導致控制過程中出現錯誤和問題，這就要求在控制中通過模糊控制進行相應的技術操作和應用，從而實現操作過程中的系統自動操作，避免盲點問題。此外，該技術還可以通過一定的補償實現裝置的開關保護和運行保護，通過調節運行過程中的綜合因素，實現整個系統的標準化運行。

2電氣自動化中無功補償技術的現實運用

2.1在真空斷路器等元器件中的運用

在電氣自動化系統電容器中，有一個比較重要的電子元器件，就是真空斷路器，它憑借自身成本低、操作簡單等優勢被廣泛應用在電氣自動化系統中，但是，真空斷路器應用技術本身還存在一些問題，那就是當真空斷路器斷路時，會在瞬間產生一股極高的電壓，如果長期受瞬間高壓的影響，會減低電容器的使用時長，而無功補償技術可以對真空斷路器這個元器件進行良好的改造，有效解決瞬間高壓的問題，通過無功補償技術的應用不僅提高了此元器件的工作性能，還有效保障了元器件的使用壽命。另外，無功補償技術在電氣自動化設備中的有效應用，還降低了企業的運營成本，實現了最大化的經濟效益。

2.2有源電力濾波器

在電力自動化中應用智能無功能補償技術時，還會運用到有源電濾波器設備。有源電力濾波器的主要功能是動態抑制諧波。在諧波的大小與頻率發生變化時，有源電力濾波器能夠對諧波進行無功能補償。有源電力濾波器主要分為兩種：串聯型有源電力濾波器與并聯型有源電力濾波器，其中串聯型有源電力濾波器主要抑制電壓產生的諧波，而并聯型有源電力濾波器主要抑制電流產生的諧波。有源電力濾波器能夠對電流成分進行分析與識別，能夠最大程度降低電流對設備造成的損害，進而延長用電設備的使用壽命。該設備的成本較高，不適合進行大面積使用，需要根據電網的設計圖，精心安排有源電力濾波器的設置點，在提高電流傳輸效率的情況下，盡量降低電網搭建成本。

2.3配電線路補償

配電線路的無功補償主要是通過在線路上安裝一定的電容器來進行補償應用，這種應用模式能夠提供線路與公用變壓器所需要的無功功率，從而保障線路傳輸的穩定性。在應用過程中，由于電網線路復雜，需要在不同位置設置相應的電容器進行補償，但是這種線路的補償點的設置不宜過多，補償的容量也應保持在一個相對合理而穩定的范圍內，從而避免因為補償過多而產生過度補償的現象，影響整個配電線路網的應用效能。比如在應用過程中采用熔斷器來進行配電線路安全與保護的檢測，能夠對線路的電流與電壓進行保護，以此來保障基本的電路運作效率。

2.4在系統回路中的運用

電氣自動化系統中存在連續的電流，這些回路電流必然消耗一定的電能并產生電能損耗。因此，在電氣自動化系統回路中應用無功補償技術可以有效地解決這一問題。該補償技術主要通過濾波原理實現對回路電流的無功補償。電氣自動化系統電源中的濾波器由電容、電感和電阻組成。通過這些元件的相互配合和作用，可以有效地對電路中指定的頻點進行濾波，從而得到特定頻率的功率信號。基于這一原理，在電氣自動化系統的電路中放置濾波器可以優化和調整濾波器的頻率范圍，抵消濾波器中的電容電流和電路中的電感電流，使電路電流保持在相對穩定的工作狀態，無大的波動，降低導通性。同時，在電路狀態穩定運行的過程中，還可以采用串聯濾波器有效降低電路電壓，從而實現環路的無功補償。

2.5選擇合適的智能無功補償開關

除了選擇合適的智能無功補償技術外，還需要選擇智能無功補償的開關。智能無功補償開關在整個無功補償過程中起著重要的作用。不同類型開關的功能不同，其優缺點也不同。選擇合適的智能無功補償開關，不僅可以提高設備的工作效率，而且可以降低電力自動化的投資成本。目前，電力自動化中的智能無功補償開關主要分為三類：（1）智能集成開關。（2）固態繼電器開關。（3）電容器開關。智能集成開關具有經濟性。根據研究數據，該型開關的平均使用壽命可達6000～6500小時。該開關的主要原理是應用真空低壓技術。當開關閉合時，開關處于真空低壓狀態，無導電介質;開關打開時，開關內部處于常壓非真空狀態，可導電。但是，當開關閉合和斷開時，內部狀態變化緩慢，因此操作速度也較慢。固態繼電器開關運行速度較快，但在運行過程中會受到電壓諧波和電流諧波的干擾。運行中會產生一定的噪聲，對電流傳輸有一定的影響。使用過程中必須控制噪音。電容開關也具有運行速度快的特點，但其初始投資成本和后期維護成本較高，不適合在大規模電網系統中大規模使用。這三種智能無功補償開關各有優缺點。在大規模智能無功補償規劃中，這三個開關通常同時使用，并根據每個智能無功補償開關的特點選擇合適的放置位置。在滿足電力自動化要求的情況下，可以大大提高智能無功補償工程的效率，將成本控制在一定范圍內。

2.6跟蹤補償

跟蹤補償是以無功補償裝置作為控制和保護裝置，對大用戶0.4kV母線上的低壓電容器進行補償，實現跟蹤監測的一種補償方法。該運行方式主要適用于100kVA及以上專用配電變壓器的用戶。可替代隨機補償和跟隨補償的功能和特性，補償效果較好;此外，補償過程可與智能電網充分結合，運行高效靈活，運維量相對較小，電容器使用壽命相對較長，可保證長期穩定運行。同時，雖然這種運行方式能夠更有效地跟蹤應用，全面監測無功負荷的變化，實現運行過程中的補償，但其運行方式在應用過程中成本高、投資大，而且整個補償操作裝置的安裝和整定程序比較復雜，如果其中一個元件損壞，會影響整個設備電容器的投切效果。

結論

綜上，無功補償技術最大的優勢就是減低了電氣自動化系統的電能損耗，讓電力系統始終處在高效的運行狀態下，應用在供電網中，不但可以提升供電企業的經濟效益，還可以有效保障用電用戶的利益，讓人們加深對無功補償的認知，提升節約用電的意識，從而推動國家節能理念的深化，對無功補償技術的研究和探索有助于電氣企業提升自身的服務質量和生產效率，因此，有效地分析無功補償技術應用要點，讓其發揮更大的作用和價值。

參考文獻：

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