浅析电气自动化中无功补偿技术的应用

摘 要：在智能电网建设的宏观背景下，电气自动化建设是当下配电网建设与管理中一项重要的工作。然而，为了满足日益增加的社会电力需求，当下的配网建设规模不断增大，同时配网建设的技术和安全要求越来越高，此时为了有效确保电气自动化系统运行可靠性，就必须要积极采用无功补偿技术等先进的配网供电技术。为此，本文在充分了解无功补偿原理的基础上，对电气自动化中无功补偿技术的应用进行了分析，以期有效提升电气设备运行的安全稳定性。

关键词：电气自动化;无功补偿;原理

1 引言

无功补偿技术在电气自动化中的合理应用，有助于提高配电网的功率因数，确保配网运行的稳定性与安全性，同时也有助于减少线损率，降低电气自动化设备出现运行故障的发生概率。在实际的应用中，可以将无功补偿技术应用于对用电客户进行无功补偿，科学设计真空断路器设备，对回路电流进行无功补偿和有效牵引荷载的无功功率等方面，力求有效发挥无功补偿技术在促进电气自动化建设健康发展方面的积极作用。

2 电气自动化中无功补偿技术的应用

电气自动化的普及，不仅促进了市场经济的快速发展，增加了国民收入，还极大地降低了工作人员的操作难度，为企业生产减少了人力物力的成本投入，增加了企业的经济效益;同时还提高了电气自动化的安全性，为安全生产提供了有力的保障。随着电气自动化技术水平的不断提高，在电气自动化发展中呈现出了越来越多的问题，电气设备中电能资源的过度浪费，已经引起了社会的高度重视。电气自动化中无功补偿技术的大量应用，可以有效地降低电气设备的电能消耗情况，完善电气自动化体系，确保国民经济和社会主义现代化建设的健康发展。

（1）真空断路器投切电容器。这种补偿方式中电容器组利用高压母线上电压互感器的一次绕组电阻放电，一般不装设专门的放电装置。为防止电容器高压击穿，在电容器组中接有熔断器fu作为短路保护。为降低电容器组在合闸时产生的冲击涌流及防止电容器组与线路电感发生串联谐振，可串联适当的电抗器。它能有效地对高压母线前主变压器、高压线路及电力系统无功功率进行补偿，能有效地提高工厂的功率因数，而且总投资少。

（2）固定滤波器和晶闸管调节电抗器。固定滤波器按谐波要求设计，反并联晶闸管与电抗器串联，通过改变晶闸管触发角来调节流过电抗器的感性电流，使其与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流平衡，满足功率因数要求。优点是固定滤波器长期投人，需要的晶闸管数量少，响应速度快，调节性能好，缺点是tcr也产生谐波。

（3）变电站无功补偿技术。变电站是一个供电区域的供电中心，用不同电压等级的配电线路向用户供电。按照“分级补偿，就地平衡”的原则，配电线路和电力用户应该基本达到无功功率平衡，不向变电站索取无功电力。容性无功补偿装置以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量可根据主变压器容量来确定，可按主变压器容量的10%～30%配置，并满足35～110kv主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95的要求。当主变压器单台容量为40mva及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。

（4）配电线路的无功补偿。电力网中，配电线路数量很多，其线损约占总线损的60%-70%。因此，对配电线路进行无功补偿，降低配电线路的功率损耗十分重要。对配电线路进行无功补偿，在美、英等发达国家得到了广泛应用。

分支线路补偿法的基本原则是以分支线路的无功功率平衡为主，对分支线路的无功消耗进行补偿，尽可能减少分支线路向主干线索取无功，从而减少无功损耗：1）以分支线路所带配电变压器的空载无功损耗来确定分组补偿容量;2）选择负荷较大的分支线确定补偿点;3）对于小分支和个别的配电变压器，可视为主干线上的近似均匀分佰负荷.可按需要确定补偿点和补偿容量（补偿空载无功损耗）;4）所有配电变压器的负载无功损耗均以用户自主补偿为主，如果用户未进行补偿或补偿容量不足，仍需向主干线索取无功。从以上分析可见，线路的补偿容量是按配电变压器的空载无功损耗来确定的。带上负载以后，如果用户补偿设备投人不足，线路就会处于欠补偿状态。这虽然不是最优补偿方式，但可以达到补偿无功需求量70%左右的水平，对于目前我国的配电线路来讲，能做到也不容易了。

3 电气自动化中无功补偿技术的相关建议

（1）在电力系统网中要高度重视对变压器、配电线路电能损耗的无功补偿，必须提高功率因数的功率值，增强供、配电系统的利用率，降低电力资源的消耗量。在安装受电端无功补偿装置时，要尽可能地减低负荷无功功率的消耗，减少配电线路的损耗，提高功率因数。这种无功功率补偿是最直接、最经济的节能减耗的方式。

（2）在电气自动化无功补偿技术应用中，要加强对用户侧无功补偿的管理力度，加大对节能降耗的宣传力度。在用户群中形成对无功补偿技术的充分认识，减少用户侧中对有功功率的消耗，降低成本的投入，提高功率因数，实现对电气自动化系统的有效无功补偿。

（3）在电气自动化无功补偿技术中并联电容器也占有重要地位。并联电容器无功补偿是为了更好地节约电能和提高供电的质量，主要方法是通过提高用电负载的功率因数，减少电力网的用电损耗，目前这种节电方式已经得到了人们的广泛认可。通过提高功率因数不仅能够减少有功功率的消耗量，还能减少无功功率的消耗量，同时还能增加变压器和电力线路容量的利用率，这就有利于并联补偿电容器与补偿设备之间的连接，提高电力功率因数。

4 结束语

综上所述，作为现代社会的支柱型能源，电能应用程度的高低直接标志着一个国家发展水平与综合国力。无功功率是交流电力系统设计及运行过程中的一个关键性的要素，于电力系统的稳定性、安全性及经济性密切相连。在电力工业迅猛发展的今天，针对无功功率电力系统提出了更高的要求，无功补偿技术对现代电力系统的重要性愈加突显。因此做好无功补偿技术研究工作具有重要的现实意义。

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