浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用

应用现状与应用意义等方面做了简略的阐述，希望对相关人员有所帮助。

关键词：水务行业；无功补偿技术；电气自动化

前言

在现阶段社会发展中，水资源与电力资源是促进经济发展的关键因素。它的发展规模如何，决定着我国经济的发展快慢。而电气自动化在水务行业的发展与应用也日益广泛。我国电网储存量逐渐增多，相对来说对电网无功要求的标准也在逐年上升。然而，在电气自动化之中存在与负荷有关的非线性变化，随之而来的不可控因素会导致电力系统中负序电流与谐波的增加，也就是电力系统增加了输配电方面的损耗，浪费了资源，无功补偿技术就是针对这种情况而出现的。

1 无功补偿技术概述

1.1 无功补偿技术的定义

无功补偿，也可以称之为无功功率补偿。它在电力供电系统之中可以起到提高电网功率因数的效果，降低电力在供电变压器与输送线路方面的损耗。也因此得以提高供电、改善供电环境，最大限度的减少电网的损耗，为人们营造良好的电网环境[1]。

1.2 无功补偿技术的原理

在我国现今使用的国家电网与南方电网中，电网输出功率包含两类：其一是有功功率，它的内在特色为直接消耗电能，首先将电能转化为热能、声能、化学能或机械能，然后再利用这些能做功，有功功率即是针对这部分而言。而另一大类则是文章所研究的无功功率：它的内在特色则是不消耗电能而是将电能转化为另一种形式的能，在电网之中这种能是可以与电能进行周期性的转化。这一部分功率被称作无功功率。

1.3 无功补偿的方式

在与水务行业相关领域的电网中常用的无功补偿方式有以下几种：一类是分组补偿，即是在用户车间配电屏与配电变压器低压侧安装并联补偿电容器。另一类则为集中补偿，即是在高低压配电线路内装置并联电容器组。最后一种则为电动机就地补偿，比较适用于单台电动机，在单台电动机处安装并联电容器等等（如图1）。

2 无功补偿技术在电气自动化中的应用

2.1 无功补偿技术的应用现状

我国幅员辽阔，电力传输的范围广大，无形之中增加了传输浪费。再加之人口众多，在生产生活中对电力的大量需求对电力传输技术的迫切提高产生了巨大压力。这就要求现今社会对无功补偿技术进行探讨与更深层次的研究，来攻克这个亟待解决的难题。将我国无功补偿技术与国际上目前的研究进展以及美国、西欧等老牌发达区域的的应用现状进行比较，可以得出我国在利用无功补偿设备来提高功率因数、降低系统内负序电流等领域上存在一定差距。但是随着工业化时代的加速到来，我国也凭借着多年来的技术积累取得了一定成绩，在电气化铁路动力牵引、供配电、输电网络等方面我国已经将无功补偿技术顺利应用其中。总而言之，在无功补偿技术方面我国已经迈入快速发展时期，技术较为成熟，也取得了一定的研究成果，即将在多个领域投入实施[2]。

2.2 无功补偿技术在应用中出现的问题

一方面是随着功率因数的不断提高，每千伏电压补偿容量减少损耗的作用会减少许多，在一般情况中，合理的补偿即为将功率因数提至0.95。另一方面，在轻负荷状态下尽量不要过度补偿。倒送无功反而会导致功率损耗增加，造成经济资源浪费。

2.3 无功补偿技术的优点

其一，无功补偿技术可以有效减少电能在水利应用传输过程中的损耗，减少资源与经济的浪费，从而改善生态环境，减少环境污染，有助于营建资源节约型与环境友好型社会，实现人与自然和谐统一。其二，无功补偿技术同时可以改善电能质量。它通过电网中与无功补偿有关设备的合理配置，密切了与电网中供电电压质量的关系。此外，合理安装设备亦可以改善电力环境与电压质量。其三，挖掘发电、供电设备的潜在能力。如在长江三峡、钱塘江等地的水力发电机器中安装智能无功补偿设备，即可令发电机少发无功功率，间接多发有功功率。系统接受无功补偿之后，将使无功负荷降低，发电机就会多发有功，少发无功。

3 无功补偿技术在电气自动化中应用的意义

3.1 有利于节约资源，保护环境

在我国，作为电力系统大规模用电的水务行业，往往较为注重抗旱防汛等水利设施的建设，却忽略了节约电力资源的重要性与迫切性。而怎样节约电力资源，则是当前技术改革方面的一个重要问题。实施无功补偿技术可以有效减少电力在传输过程中的消耗与不必要的浪费，亦可以延长供配电机器的使用年限。从而达到节约资源，保护环境，响应国家实现资源节约型社会与环境友好型社会的战略方针。

3.2 有利于促进水务行业的现代化发展

当今社会，有关水问题的严重性与重要性日益成为国际社会的共识。基于此，我国中共中央和各地政府以及相关机构都把水资源匮乏、水资源污染等问题提升到重要位置。水资源对于广大民众生产生活的重要性不言而喻。此时，如何有效利用现代化技术，节约水传输过程中电力资源的使用则是有效降低水价，节约生产生活成本的重要一项。实施无功补偿技术，既可以节约资源，减轻供配电过程中对环境与社会的压力，又可以有效改善电能质量，稳定电压，保障电力供应稳定不中断，保护人民群众的用电安全，保障现代化经济高速发展。

3.3 有利于完善稳定供配电网络系统

电气自动化的应用，应该紧紧跟随第四次工业革命开展的脚步而向前迅速发展。在我国，随着经济的不断增长，国内的供配电网络日趋复杂，对水利资源传输、水能资源应用的影响不断扩大。截止至2016年，我国设有南方电网与国家电网公司，着力于向祖国大陆各地输送电能。然而在电力系统中还存在一种被称作谐波的隐患。对于电力系统来说它的存在是一种较大的威胁。这从它符合多变、自身没有较规律的线性变化性质即可得出结论。它对电力系统最大的破坏即表现在线路损耗这一方面。特别是在我国的各输电网络之中，这种破坏尤为明显。在供配电系统受损这一方面，谐波也发挥力量：电流与电压无法稳定运行，还会造成设备受损，严重时甚至会导致相联系统受到威胁，进而导致经济损失。从这些优缺点中可以得出结论：在我国经济发展的现阶段，无功补偿技术对于电气自动化的发展是尤为关键的。相应的也就推动了水务行业发展。

4 结束语

在改革开放新经济模式下发展的今天，限制我国水务行业电气自动化发展的原因已经不仅仅是技术与设备方面，较多表现为无功补偿技术的发展上。因此水务行业与电力系统的有关部门应该高度重视此项技术，建立技术管理体系，更新设备管理方法，提高操作人员科学素质。总而言之，在水务行业的电气自动化技术成长过程之中，需要国家的相关部门以及技术人员等多方面的共同努力。完善各大中小型企业的供电体系，促进水务行业又好又快发展。

参考文献

[1]杨鹏，杨穗，钟建新.基于无功补偿技术在电气自动化中的应用的设计与实现[J].微计算机信息，2012（10）：33.

[2]张青培，王直，Sigsbee.无功补偿技术在电气自动化中的应用系统设计[J].电子设计工程，2013（1）：18.

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