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浅谈电气自动化中无功补偿技术乔梁

发表时间：2020/9/15 来源：《基层建设》2020年第15期作者：乔梁

[导读] 摘要：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。

        东营筑城建筑设计有限公司山东东营 257091
        摘要：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。
        关键词：电气自动化;无功补偿技术;应用
        1无功补偿技术概述
        1.1无功补偿的概念
        所谓的无功补偿技术又称为无功率补偿技术，主要是应用到电力系统里，通过该项技术来提高电网的效率，进而降低变压器的损耗，能够极大程度上提高供电的效率，改善供电周边的环境，当我们应用无功补偿装置时，可以很大程度上提高供电的质量，同时还可以提高线路的使用寿命，降低电力系统中其他因素的影响，该技术是提高电气自动化的有效手段之一。
        1.2无功补偿技術的技术特点
        无功补偿技术的技术特点主要为以下几点：1）能从多方面获取电能。传统的发电是有功发电，该种方式获取电能主要是通过发电机来获取的，但是无功补偿技术是通过无功服务获取电能的方式多种多样，除了从发电机获取之外，还可以从静止无功补偿器和调相机来获取。2）进行远距离的电能输送时，无功补偿技术的缺点就显示出来了，一旦进行远距离的输送，就会对发电系统以及受电终端提出了要求，需要这两端存在着够大的电压差，但一旦存在着较大的电压差，就会使所出输出的有功功率损耗较大，相应的造成供电的效益低，使电器节能工程开展缓慢，所以无功补偿技术并不适应与长距离运输电能。3）要对电压进行分别控制，在整个电力系统之中，对频率的控制通常是以有功平衡为主体，然而相对应的电压控制是通过无功平衡来实现的，但是频率是全网所统一的，所以想要对电网的节点的电压进行控制，进而达到无功平衡[1]。
        2无功补偿技术在电气自动化中应用的意义
        2.1提升功率因数
        无功补偿技术降低能源消耗的原理主要就是因为它能够将具有容性功率负荷装置和感性功率负荷装置并联在同意电路中，能量可以在两种负荷之间顺利转换。无功补偿技术的作用就在于能够在保持供电水准不下降的情况下，有效降低能源和电器设备的损耗，提升资源和设备的利用率。节约了大量的成本和人力资源，避免了能源浪费。
        2.2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。
        3无功补偿技术应用于电气自动化中的基本要求
        3.1对变压器与电动机进行选择
        在进行无功补偿技术的应用时，变压器的数量、容量以及电动机的选择都是十分关键的，我们需要根据自身的情况进行选择，另外，我们所选的变压器以及电动机需要能够一定程度上降低线路的感抗，进而确保无功补偿技术能够顺利的融入到整个电气自动化的系统中去。若我们当前的工艺条件与最初设计的条件不相符时，我们可以通过两种方法来提高电力系统的自然功率因数，即同步电动机与间歇工作制设备。

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        3.2了解电容器的使用条件
        当系统的自然功率因数提升之后，如果相关的工艺与设计仍然有着较大的差距，我们就需要选择无功补偿装置，在无功补偿装置的选择上我们通常是选择以并联为主的电容器，同时对电容器有所要求，我们所规定的电容器的规格为：低压供电单位的功率因数要比0.85小，或将高压供电的单位电压规定为10kV，因为此种方法可以减少对于电容器的损耗，很大程度上提高了输电的效率。
        3.3采用平衡性原则
        在无功补偿技术中应用平衡性原则主要体现在两个方面：1）通过运用抵押电容器来进行系统中的低压无功负荷，然后运用高压电压器进行系统中的高压无功电荷补偿。2）当用电设备的负荷相对平衡以后，同时使用的次数相对较多，容量也相对来说加大时，我们就需要将无功补偿的装置与电气设备进行同时通电。
        4电气自动化中无功补偿技术的运用措施
        电气自动化领域中，无功补偿技术的应用十分广泛，但在实际应用中存在一定的问题，需要采取有针对性的方案予以解决。
        4.1确定补偿方案
        供电系统评价标准的核心是电能质量，而电压直接影响电能质量。功率和阻抗是造成电气自动化无功功率出现的主要因素[4]。AT供电技术作为铁路领域使用最广泛的无功补偿技术，采用SCOTT变压器，并利用晶闸管电子开关控制电容投切。结合我国铁路发展现状，该方法可在较长的辐射路线上有效地控制和降低负序。
        4.2无功补偿的共性问题
        在电气自动化中应用无功补偿技术，不仅提高了电气系统的安全性，而且提高了资源的使用效率。通过降低电网事故的处理成本，可实现预算系统应用中经济利益的有序增长。发电厂转移到变电站的无功电流通过线路流入到低压线时，产生无功电流远距离传输。因此，变电站无功补偿技术在生产领域中应用广泛，且需要将变电站总区域划分为若干个子区域展开无功补偿。通常，220kV变电站具有较多的调节功能，可灵活调节容量，甚至可达到负荷功率的最高值（0.98）。具体地，需结合当地实际情况判断变电站是否配备了无功补偿技术，然后科学调整补偿变压器。
        4.3正确选取智能补偿
        正确选择智能补偿方案，需遵循合理布局、就地平衡及分级补偿的原则。全面发挥最大补偿效益，需从以下三方面出发。
        电力部门与用户补偿的结合。在用户中加入无功功率补偿，可提高电气在工作运行中的功率因素，减少用户在日常用电中消耗的有功功率，降低用户电费。结合有关调查结果可知，约40%的无功功率消耗在线路和配电变压器，60%的无功功率消耗在用户电气设备。
        集中与分散补偿结合。变电站集中无功补偿时，需对电网电线路、配电变压器及设备分散补偿，提高无功补偿的经济效益。此外，由于无功补偿数值并非越高越好，分散补偿技术在实际运用中需合理布置、正确选择。实际操作中，由于分散补偿维护困难，多数采用集中补偿方法。
        降损与调压方式结合。降损可有效提高电气自动化系统的运行效益，而合理的调压可保障电压满足用户的实际使用需求。当电网运行电压偏高或处于用电高峰期时，电气系统将提高自身损耗量，甚至出现线损等问题。
        结束语
        随着现代社会的不断发展，科学技术的创新，无功补偿技术的应用在各行业都被广泛应用，社会关注度也越来越高。无功补偿技术作为现代社会的时代标志之一，主要运用在电气自动化工作当中，负责优化解决负序，无功功率问题的技术。通过运用无功补偿技术，最大程度上减少在实际生产和传输中所耗费的能源，保证电气自动化系统稳定运作。
        参考文献
        [1]杨委东.电气自动化中的无功补偿技术分析[J].科技风，2017（23）：156.
        [2]李颖.刍议电气自动化中的无功补偿技术[J].通讯世界，2017（22）：225-226.
        [3]陈波波.电气自动化中无功补偿技术的应用探讨[J].科技与创新，2017（21）：144+147.