电气自动化中无功补偿技术及其应用探究

张美娟

摘要：电气工程自动化具有实用性强、融合多项技术等特点，在电气工程中发挥着重要作用。无功电源和有功电源具有一定的相似性，都是为电力体系发展提供帮助，减少损耗量，保证电网体系有效运行。伴随着电网存量增加，网络电压下降，功率因素降低，电气设备的利用十分不理想。因此，在新形势下，解决无功补偿问题具有一定的价值。如何依托电气自动化理念，确保发挥无功补偿技术的作用是值得相关人员重点研究的内容。基于此，本文主要对电气自动化中无功补偿技术及其应用进行探究，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词： 电气自动化；无功补偿；技术应用

引言

在传统的电气自动化控制系统中，实现电气系统自动化的运行必须建立在“高能耗”的基础上；而在“碳中和”理念下，在维持电气系统自动化运转的同时，还应探索降低能源消耗量、有效利用天然能源的方式，最终达到降低碳排放量的目的。

1 无功补偿技术在电气自动化中的价值

无功补偿技术具备较多的应用价值，在电气自动化技术中具有有效应用，具体表现在以下几方面内容中：①提升电压质量。电压在实际利用中会出现损耗，电压损耗低则电压质量高，设备运行中，电气设备是否运行影响着电压质量。在电气自动化领域中，无功补偿技术控制电路输送无功功率，确保电压损耗控制在一定范畴内，降低能量损耗，满足电气设备运行的实际需求。②减少资金投入。无功补偿技术对无功功率起到了控制性作用，强化电力功率，减少了资金投入；除此之外，提高电压器运转功率，对运行设备的要求也降低了，节省了在输变电设备的资金投入。因此无功补偿输具有良好的应用，可减少企业投入成本，提升经济效益。③确保电路输送电力。电力输送无功率时，如果为有功功率，功率因素和传输电力功率为反比状态，可以利用无功补偿技术提升电路功率因数；电气设备运行过程中，功率不断减少，利用无功补偿技术可以降低电路运行负荷，提升电路功率运输效率。

2 电气自动化中无功补偿技术及其应用

2.1对回路电路的无功补偿

回路电路中存在回路电流、电能损耗。因此，回路电路的无功补偿可减少电能损耗。补偿方式主要以过滤波器原理为核心，确保回路电路无功补偿。在电源中，滤波器为滤波电路，由电阻、电容和电感 3 部分构成。滤除电路指定频点，获得特定频率电源信号。安装滤波器，调整滤波器频率范围，电容电流和回流电路感性电流抵消，回路电流平稳。当电流运行为平稳状态，和滤波器串联，减少电压，保证回流电路无功补偿。

2.2 对无功补偿技术进行应用

在电气工程的供电系统当中，经常会涉及到变配电变压器、升降压变压器以及输配电线路等内容，通过各项内容的有效组合，能够对系统终端客户的供电需求进行有效的满足，但在实际运行中，经常会出现无功消耗的情况，这不仅会降低电路当中的电压，同时还会对供电系统的运行质量及效率造成一定的影响。而无功消耗的主要表现为功率因数降低，这种问题会导致电能消耗增加，进而提升用电成本。针对这种问题，还需要相关单位在节能设计过程中对无功补偿设备进行应用。应用该设备能够增加功率因数，确保功率平衡，使供电系统的运行更加平稳，不仅能够确保供电质量，还能满足电气工程领域的节能设计要求，并为工程运行带来良好的经济收益。当然，想要将无功补偿设备的效用充分的发挥出来，还需要对其进行合理的选择。一方面，要根据电气工程供电系统的运行参数来落实选择活动，另一方面则要根据电网实际情况进行选择。如果负荷相对较小，可以对静态设备进行选择，反之，如果具有较高的负荷，则需要对动态设备进行应用。具体可以选择跟踪准确，且具有较强适用性的设备来提高补偿效果。

2.3 发电环节应用

供电网络是一个由多种设备组成的系统性网络，在实际运行过程中，设备运行状态及电力系统运行状态之间呈现出明显的正相关关系，电力系统的运行可靠性会随着设备运行状态的提升而提升。具体分析即是，结合非线性控制理论内容，并充分利用数字化微机控制技术优势，可以提升可控硅产品性能，确保各环节运行状态满足发电平稳性要求。主电路以及调节电路是构成可控硅静止励磁的主要因素，其中调节电路在实际应用过程中由采样、对比、放大以及触发四个部分组成。在电力系统发电环节中，应用电工电子技术可以有效提升发电设备的运行效率，降低能耗，实现可持续发展战略目标。

2.4无触点晶闸管

无触点晶闸管应归属于固态继电器设备，在实际应用过程中在确保在电网电压值为 0 的条件，通过可控硅可以实现对线路开关进行自动断开处理，最大限度地避免电容器设备接触器在切投动作执行过程中出现烧毁或损坏等问题而影响电网运行可靠性。案例系统在实际设计过程中充分认识到无触点晶闸管设备的优势，并利用其替代传统继电器，有效实现了将无功补偿自动控制风险降到最低的目标。但是，无触点晶闸管也存在一定短板，案例系统在实际设计过程中发现，电容器运行过程中，可控硅导通后存在 0.7 V 的压降，导致电容器正常运行受到一定阻碍，因此，技术人员将研发更加先进的无功补偿自动控制装置作为当前工作重点。

2.5基于功率补偿、抑制设备损耗的措施

电气工程自动化水平不断提高，有效推动了电力行业的发展。在电能输配的过程中，存在一种“有功功率”，此种功率与“无功功率”相对照。前者是指电能运输的过程中，会有一部分消耗，包括机械能、热能、化学能、声能等；而无功功率不做功，不消耗电能，会将部分电能转化成一种其他形式的能。若无功功率如果不能得到有效控制，那么输配电过程中损耗的电能量必定较大。基于此，应用功率补偿原理，不仅能够达到节能的目的，还可以在一定程度上抑制设备损耗进程。例如可减少发电、供电设备的设计容量。如果有功功率因数增加，那么电容器可节省设备容量。目前，电气自动化工程中，有关无功补偿的有效方式分为集中补偿、分组补偿、单台电动机就地补偿等。经过补偿，线路有功功率因数（但该项参数并不是越高越好，控制在0.95，便是最合理的补偿）得到提升，功率消耗降低，那么线损率会下降。如此一来，设计容量和投资会同时降低，电网中有功功率输送比例会提升，线损降低，最终使供电企业的经济效益得到提升。

结语

总而言之，无功补偿技术可降低变压器和输电线路损耗，提高工作效率。采用无功补偿装置后，供电电压质量会进一步提高。电网中的变压器和电动机属于感性负载，向这一部分设备提供无功功率，能够减少无功功率在电网中的流动，降低变压器和线路所造成的电能损耗，从而达到无功补偿的目的。

参考文献

［1］李永泉.试析电气自动化中无功补偿技术要点［J］.工程技术（文摘版），2018（19）：112.

［2］杨有禄，兰吉宗，雒金环，等.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.中国新技术新产品，2015（6）：5.

［3］徐煜韬.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.经营管理者，2018（18）：382.

［4］刘国强.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.科技创新与应用，2019（4）：23.

［5］罗辉.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用［J］.大科技，2014（24）：91-92.

［6］盛瑞雪，张天博.电气自动化中的无功补偿技术分析［J］.中外企业家，2020（4）：175.