浅谈电气自动化中无功补偿技术方源

浅谈电气自动化中无功补偿技术方源

方源

(安徽送变电工程有限公司安徽省合肥市230601)

摘要：基于无功补偿在供电系统中的重要作用和意义，在简单介绍无功补偿原理、意义和方式的基础上，深入分析配网无功补偿及其应用，为无功补偿技术的顺利应用，发挥预期效果提供理论支持和依据。

关键词：电气；自动化；无功补偿技术

引言

无功补偿技术的利用既能提供电网的整体性能，提升电力系统的运行效率，同时也能降低电网运行中的电压损耗，防止了能源损耗。特定情况下，电气自动化系统中的应用效率和电力损耗，会被无功补偿技术的优势所弥补。所以必须要加强无功补偿技术的优化和发展，不断进行技术革新，确保无功补偿技术应用的稳定性，才能使其跟上时代发展的脚步，满足工业发展和社会进步的需求。

1无功补偿技术的作用

无功补偿技术属于一种新型的电力运输辅助技术，其能够有效控制配电线路中的电压总数，降低电力资源的损耗，保证整个电力系统的稳定。

1.1稳定电压质量

电压质量对于电气设备的影响较大，尤其是对电气设备运行的效率及稳定性方面。从电压质量的角度来看，其质量的高低取决于电压的损耗，若电压损耗越高，则意味着实际应用的电压量越低，电压质量也就越低。无功补偿技术的应用能够对无功功率进行有效的控制，降低其传输效果和数量，从而实现对于电压损耗的控制，确保电气设备在实际运行中的稳定。由此可见，无功补偿技术对于提高电压质量，稳定电压有着直接的促进作用。

1.2降低成本

从无功补偿技术的应用现状来看，应用无功补偿技术的企业在同等规模消耗的情况下与未使用无功补偿技术的企业相比，其生产效率更高，即无功补偿技术能够提高电气设备对于电压的使用效率，促使企业生产成本降低。由于无功补偿技术具有控制无功功率的功能，同时还能促使电路功率转化质量的上升。当电路功率提高之后，连接电气设备的电压器会呈现出明显的运行效率提高，从而降低电气设备所造成的压力与负荷，这无疑能够有效降低电气设备对于电压的消耗量。

1.3控制电力能源支出

从法律法规的角度来看，国家对于电气设备的功率因数提出了明确的要求。若相关企业所生产的电气设备无法满足国家规定的功率因素范围，则无法通过相关审核，无法进入市场流通。此外，对于电气设备的使用者而言，当功率因素达到既定的范围之内时，电气设备则可以在运行效率与用电损耗方面寻找到一个平衡点，从而在保证生产效率的前提条件下尽可能实现电力能源支出的降低。

1.4保证电力系统运行效率

电器自动化应用的过程中，不同应用设备在运行状态下的功率受到诸多条件的限制，比如电力系统出现能源损耗，电压和负荷增加，如果不及时改善，会严重缩短电力系统设备的使用寿命。无功补偿技术可以在保证电力系统运行效率的同时，合理分布电网中的无功功率，使整个电气系统高效运行，有效避免损耗现象的发生。又比如，电力系统在供电时电网功率因素调低，极其容易损耗输电线路和变压器，而无功补偿技术的改善避免了这种现象，增强了输电的稳定性，提升了电力系统的电力输送效率。

2原理

从电网中输出的功率主要包括两部分。第一，有功功率。它是保持用电设备正常运行所需的电功率，即将电能转换为其他形式能量的电功率，如声能、热能和机械能等。第二，无功功率。虽然它也消耗电能，但仅将电能转换成另外一种形式的能，是电气设备可以实现作功的基本条件。同时，该能在电网中可以和电能在一定周期内进行转换。

3电气自动化中无功补偿技术的应用

3.1变电站应用无功补偿技术

为保证电网无功达到平衡，需在变电站开展集中补偿，常采用静止补偿器、并联电容器和同步调相机三种补偿装置。其主要目的在于保持电网无功平衡，改善功率因数，保证终端变电所母线侧电压，补偿变电站主变及输电线路的无功损耗。补偿装置通常集中和母线相接，便于管理和维护，但对10kV配网而言，无法起到应有的降损作用。

3.2配电线路应用无功补偿技术

线路无功补偿指采用电容器进行无功补偿。线路中，补偿点不能太多，控制方式需要尽量简化处理，通常不进行分组投切，补偿容量不能太大，以免造成过补偿。对保护而言，应尽量简化，将避雷器及熔断器等作为过压及过流保护。采用线路补偿的方式，可以为线路及公用变提供必要无功，不仅回收较快、成本低，而且管理与维护较为方便，尤其适用于负荷较重且功率因数低的较长线路。但是，线路补偿存在适应能力不足，重载条件下补偿效果较差等缺点。城市及农网供电系统中，因为用户以单相负荷为主，且负荷大小与用电时间有所不同，所以电网中必然存在不平衡电流。这种不平衡还没有规律性可循，很难事先预知，导致系统在很长一段时间内处于不平衡状态。针对不平衡电流，从电力部门角度来讲，除了合理分配负荷外，基本没有其他有效的解决方式。不平衡电流会明显增加铜损和变压器铁损，降低出力，严重时还会威胁到变压器实际运行的安全性，导致三相电压无法保持平衡。采用无功补偿的方式，能解决上述问题。除了能对线路进行无功补偿，还能对有效调整有功电流，将三相功率因数补偿至1，进而使三相电流保持平衡。从实践效果来看，正确使用无功补偿后，能将功率因数至少补偿到0.95，并确保不平衡电流小于额定电流的1/10。

3.3维持电气自动化应用滤波传输

电气自动化生产中的滤波传输效率与无功补偿技术有直接关系，无功补偿技术的应用效果决定了滤波传输的质量。电气自动化生产和管理过程中，滤波的稳定性是由电抗器和联晶管共同处理的，而无功补偿急速在加强电抗器中的电压、电阻稳定程度的同事，还保持了联晶管中的电流传输强度，提高电气自动化应用中的无线电波传输稳定性。

3.4有效控制电阻

无功补偿技术的原理是通过调节电流电压，提升输电效率，转换有用功。无功补偿技术在电气自动化应用的过程中，相关设备对电气自动化生产的机械设备中的低电压进行有效调节。可以通过安装智能调节电阻，在电流线路中的电压较低时，降低电阻强度，提高电流传输速度，减少线路损耗。

3.5随机补偿应用

随机补偿实际上是并接电动机和低压电容器组，控制装置及保护装置和电动机一同投切。县级配电网中，绝大部分无功功率都来源于电动机。因此，对电动机进行有效无功补偿，能使无功实现就地平衡，在减少损耗的基础上提高出力。该补偿方式的主要优点为用电设备正常运行过程中，无功补偿正常投入；设备停运后，无功补偿退出，能更大限度降低投资、减小占地、简化安装、方便配置和降低事故发生率。随机补偿在电动机补偿中尤其适用，主要补偿励磁无功，有效限制配网的无功峰荷。对年运行时长超过1000h的电动机而言，建议采用这种补偿方式，更加经济有效。

3.6电力补偿

满足企业对于电力补偿的需求是无功补偿技术的核心设计原理。无功补偿技术既能实现对于无功电流的有效控制，又能降低企业经营过程中的电力能源损耗，实现绿色生产的发展目的。企业在选择补偿方式时，应用综合分析电力配送的范围及大规模用电的时间节点，并有针对性的选择补偿方式。

结束语

综上所述，无功补偿在电力系统具有重要作用和意义。根据电力系统实际情况选择合适的补偿方式与装置，能有效降低电网损耗，大幅提高电网供电质量。若选择的补偿方式与装置不合理，则会造成电压波动和谐波增大等实际问题。

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