任国华
济南职业学院 山东省济南市 250104
摘要：近年来，城市化进程日益加快，城市中建筑项目数量以及规模正在日益扩大，人们用电量也正在不断的提升，不管无功功率过小或是过大都会直接影响到电压问题，容易导致电压下降或剧增情况产生，导致供电线路电力不稳或电力不足状况，之后势必会对电力系统高级元器件造成一定影响和冲击，甚至很可能会造成电力系统崩溃问题。一旦电力系统崩溃，将会导致城市大范围停电事故。所以需要合理科学应用无功补偿技术，保障电力运行的安全性、稳定性，还可以有效规避安全事故问题。基于此，本文就电气自动化中无功补偿技术及其应用进行详细探究。
关键词：电气自动化；无功补偿技术；应用
中图分类号：TM761文献标识码：A
1 引言
在高压远距离电力系统发展与普及的过程中人们对电力需求明显增加，电网在运行的过程中对无功功率的需求也在逐年递增。电网设备涉及到较多非线性的电力设施。在实际的运用中智能电力设备功率因素非常低，电力系统运行的过程中无形增加了额外的负担导致电力的质量难以提升。无功补偿技术在电力系统运行中能够起到很好的作用，遏制这种现象的同时还能够提升供电的质量。除此之外无功补偿技术还能够在输电环节和供电环节发挥良好的效能，促进电力系统供电与输电的稳定性。
2 无功补偿技术
2.1 概念
无功补偿又叫做无功功率补偿，是用在电力供电系统中的，主要起到提高电网的功率因数作用，在电力企业中得到了广泛的应。针对无功补偿技术进行分析，通过无功补偿技术可以满足电网水平以及经济运行相关要求，通常都是在电力网和负荷端两者之间设置无线电源，比如电容器或者是调相机等等。通过无功补偿技术可以促使电网功率因数得到提升，同时可以有效缩减供电过程当中电力损耗，能够充分提高电力资源利用效率，同时可以改善好供电环境。当前供电系统当中，无功补偿技术发挥着重要作用，通过无功补偿技术可以促使电能转换成为另一种形式能量，同时也可以通过利用无功补偿技术让其在电网之间实现规律性能量转变，还可以保障电容元件根据相关比例装入在电路当中，切实让电池元件和电容元件两者之间变相实现相互抵消。电网当中运用好无功补偿技术，还可以让电流电压矢量间的夹角减小，这样就可以促使电能做功能力得到进一步提升[1]。
2.2 作用
无功补偿就是以补偿功率为出发点，通过提高电力系统的功率因数，减少对供电变压器以及队形线路的损耗，从而提升供电的效果，调节供电模式的方法。无功补偿在电力系统中具有重要的作用，科学地配置补偿设备，降低对电力系统的伤害，提高配电的效果。如果，没有结合实际供电量进行合理配置，就会影响供电系统的有序运行，电压无法保持在稳定状态，无法满足用户的正常用电需求。它具有减少电能资源损耗的特点；优化电能的使用效果，合理的装置可以提高电能的质量，更好地满足居民的用电需求；激发供电设备的潜质，当有功的数值处于恒定时，那么无功的数值就会逐渐减少，随之需要的配容量的数值也会逐渐地变少。当容量处于恒定时，功率的因数不断上升，无功的功率逐渐减少，电力系统中配送的有功功率逐渐增多。在电路中安装补偿设备，优化功率的有效性。对线路中的功率进行补偿，减少发动机法无功功率的概率；减少用户的电费支出，提高电能的使用体验。
3 电气自动化中无功补偿技术
3.1 静止式无功补偿
静止式无功补偿技术（SVC）装置的适用性非常突出，范围较广。一般来看我们需要对无功进行连续和快速控制时需要安装静止补偿器，满足多个方面的现实要求：一是意识对电压进行调节，二是维持静态和动态的稳定，三是降低过电压并控制电压闪烁，四是减少电流和电压产生的不平衡情况。例如在现代配电网当中，电网三相不平衡会产生负序电流和高次谐波，让电压畸变更加复杂且存在严重的电压闪变情况，功率因素比较低，引起点阿旺电压降和电压波动情况[2]。功率因素降低时的有效控制方法也是安装具有快速响应的SVC无功补偿器让公共节点的电能质量满足国际要求。
3.2 低压集中补偿
低压集中补偿是以电压开关作为纽带把低压电容器连接到变压器低压母线上。无功补偿投切装置起到调节的作用，根据不同的用电需求，进行适当的控制。这种方法有一定的弊端，对电容器的调节具有整体性，无法分批地进行调整。低压集中补偿可以有效地弥补电量的损耗，保证电力系统的电压值处于稳定的状态。它可以优化原有电路中的配变的功率因数，使损耗处于平衡的状态。
低压集中补偿具有操作简单、施工工程量小、后期维护方便、保障无功就地平衡，加强配变利用率，减轻对电线的损害的优点，在建设的过程中支出的金额较少，是目前最常见的补偿方法。但是，只实际的工作中，应该结合电力系统的实际情况进行控制，保障电压水平处于稳定的状态。
3.3 就地无功补偿
这种方式的无功功率补偿接受与用电设备直接使用，用电设备在正常的运行过程当中投入补偿电容，此时设备的运行处于正常状态。整个过程都随着用电设备的正常运行而正常投入运行，如果用电设备停止运行，那么无功功率补偿装置也相对应的切除供应[3]。因此在实际的运用中需要合理设计就地补偿无功功率容量，精确计算电力系统实际所需要的无功功率，精准的计算有利于降低系统运行的成本，提升功率的利用率和补偿率，确保其满足实际所需。就地补偿无功功率的优势是：针对性很强；对于大型配电设备的无功功率补偿而言具有很强的针对性和专业性，可以为其所专用；系统设备简单和制作过程成本较低；无功功率补偿效果非常明显，简单容易操作；具备自动补偿和自动切除的能力。
4 电气自动化中无功补偿技术的应用
4.1 真空断路器协助设计
无功补偿技术的出现对供电系统有很大的作用，不仅能够帮助缓解电路线路的损坏成本，还可以保证电网的安全、经济实惠以及稳定。一般而言，真空断路器的构造很简单，因此也不用投入较多的资金成本。不过，这样的断路器在合闸这个阶段时会产生比较多的电力压力，使得机器设备所承受的负荷压力较大，所以也容易使设备遭受损坏。为了能够保护设备不受电压的因素造成损坏，在对真空断路器进行设计时，可以将无功补偿技术也运用至此中，使其不仅可以降低此断路器的成本投入，还可以减弱设备运行时的电流压力，保证其能够正常运行。正如无功补偿技术协助完成的真空切路器在实际的操作时可以缓解电流的输出，使得电流一直保持在一个平衡的状态，能够满足人们对电力的需求并降低电力的损耗。
4.2 电路仿真
随着现代科学技术的不断发展，人们开始利用计算机辅助分析结合仿真技术来模拟电路设备运行情况，这一技术在电力系统中有广泛的应用。在传统的电路设备中，安装单位都是根据设计部门给的图纸去搭设电路，如果在设计过程中出现问题，在安装时才被发现，就要去修改才能应用，这在一定程度上会造成资源的浪费。随着电气自动化技术的不断发展，电路仿真技术的应用可以更好地去检验电路系统是否合理。通过计算机去搭建电路系统，然后运用仿真技术让其运行，当发现运行过程中存在问题后就可以就行修改直至没有问题。在仿真运行过程中一定要明确电路不存在问题后再进行实施。把电路仿真技术应用到无功补偿自动控制中，在一定程度上可以提高电力系统的自动控制效果，降低线路运行过程中所带来的损耗[4]。
4.3 分布式发电系统
目前的分布式发电系统是解决能源问题和环境问题的一种有效途径，发电机承担着在整个系统当中机械能转化为电能的工作任务。分布式发电系统当中所使用的一般是异步发电机，且很多自动化系统当中都会使用异步发电机。因为其耐用程度较高，结构简单，没有比较复杂的励磁系统，不会产生严重的发电机震荡、失步问题。异步发电机本身对原动机的要求比较低。在无功补偿技术的支持下，为了保障异步发电机的独立运行，提升带载能力与电压稳定性，就需要从异步发电机等效电路入手。其中异步发电机的电压稳定性研究过程当中，负载变化是最为常见的工作情况，其中包括了正常的负载切换也包括意外状态引起的负载扰动现象[5]。由于异步发电机会受到输出端电压负载影响，因此我们需要分析异步发电机的等效电路。在正常运行的状态下定子侧的频率并不是完全不变的，我们从异步电机的等值电路出发，并根据等值电路的参数得到回路阻抗值。异步发电机在正常运行时定子和转子的频率都不是基值频率，所以为了要获取等值电路数据就要展开频率折算。
5 结束语
综上所述，随着社会时代的变化发展以及我国现代科学技术水平的提升，当无功补偿技术出现时，我国的电气行业的自动化进程慢慢地有了质的变化。了解了无功补偿技术在实际应用中存在的问题并提出了相应的完善措施，通过对此的深入分析，我们了解了无功补偿技术对电气自动化进程成长的重要意义，慢慢地会更加重视无功补偿技术的发展完善，通过此来增强我国的电气自动化水平，缓解电流压力以及设备的损耗，使得电气行业能够平稳持续发展。
参考文献：
[1] 崔小亮 . 试析无功补偿技术在输配电网电气自动化中的应用 [J]. 科学技术创新 ,2020(15):?195-196.
[2] 蔡志涛 . 电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用探讨 [J]. 信息记录材料 ,2020,21(6):?202-203.
[3] 周玉军, 卢春红. 配电网无功优化及无功补偿技术[J] . 科技创新导报, 2012( 35) : 85-86.
[4] 蔡志涛 . 电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用探讨 [J]. 信息记录材料 ,2020,21(06):202-203.
[5] 黄秀芳, 仲昭峰. 配电系统无功补偿运行方式探讨[J] . 中国电业( 技术版) , 2015( 4) : 7-9.