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无功补偿技术在电气自动化中的应用刘雪堂

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：刘雪堂

[导读] 摘要：在电气工程及其自动化中发明了无功补偿技术并将这一技术投入到了实际应用之中，从而进一步推动了电气自动化的进一步发展。

        合肥乐凯科技产业有限公司安徽合肥 230041
        摘要：在电气工程及其自动化中发明了无功补偿技术并将这一技术投入到了实际应用之中，从而进一步推动了电气自动化的进一步发展。无功补偿技术可以有效地解决电气自动化很多相关系统中普遍存在地谐波和无功等问题，因此可以提高效率，降低无功损耗，起到节能作用。
        关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用
        引言：在无功补偿这一技术的实际应用之中，尤其需要注意从电气自动化系统以及设备的具体特征出发，从而对整个系统进行无功补偿，使得无功损耗降至最低，一方面可以最大程度的保证整个系统和设备的运行安全，另一方面也可以在实际应用之中达到节省开销的作用，因此研究无功补偿技术在电气自动化中的应用具有一定意义。
        一、无功补偿技术在电气自动化中应用现状概述
        目前来看，无功补偿技术在我国发展迅速，目前已实现普遍应用，但仍不够成熟，在实际应用过程中出现了一些问题需要解决和完善。比如：无功补偿技术在技术层面上无法完全和对应的设备达到适配，从而造成在具体应用过程中，设备会出现意料之外的问题，在一定程度上限制了这一技术的作用的完全发挥，另一方面，在实际应用中这一技术的可靠性也需要提高，需要对无功补偿技术进行优化，避免出现失衡的情况。
        二、无功补偿技术在电气自动化中的实际应用
        （一）采用真空断路器投切电容
        在电气自动化中，应用无功补偿技术需要遵循平衡性原则，在运行中需要满足系统的需求，比如，在需要对低压电容器进行低压大的无功负荷补偿等。采用真空断路方式，一方面操作简便，方便运作，另一方面如果使用在电闸上，不可避免出现短暂高压现象，这就需要工作人员更加重视这一方面的问题，从而可以在一定范围内保证电力系统或相关电气设备可以稳定运行。采用这一补偿方式，不需要安装在各种放电设备和装置上，主要是基于电容组来实现对高压母线中的电压互感器中的一次绕组电阻进行放电。还需要注意在电容器组中安装熔断器，以此避免出现电气设备由于出现高压而被击穿或发生损害的现象。与此同时，针对电容装置，注意优先使用串联连接，一方面有利于防止线路中电感电容发生谐振，另一方面也可以防止在合闸状态下，出现冲击高压的现象。
        例如，采用真空断路器以及电容器不仅可以提高电气设备的运行效率而且可以降低生产成本，但是在实际应用过程中，电容两端电压会在合闸时迅速大幅度增高，从而在一定程度上会对电气设备造成损害。除此之外，无功补偿技术的应用可以在很大程度上改善部分开关使用寿命较短，从而会限制电力系统或电气设备的使用这一问题，确保投切的正常进行，无功补偿技术还可以让电气设备进行连续性的投切，在一定程度上可以提高设备的自动化程度，提高自动化技术的运行效率，具有较大作用。
        （二）在滤波器中的应用
        滤波器一般包括源滤波器和无源滤波器两种，属于智能无功补偿技术的常用装置，这两种滤波器既可以分别单独使用，也可以结合一起使用。滤波器主要时通过谐波抵消无功电力，在智能技术下既可以实现动态补偿也可以实现跟踪补偿，具有较高稳定性、速度快、可调节等优势。除此之外，也可以采用并联混合有源滤波器这一新型技术，相较于传统输电技术，这一技术可以有效解决功率补偿问题，能够降低系统以及配电网络的成本、减小功耗等。
        例如，一些电力企业采用有源滤波器达到无功补偿这一目的，他们通过将其运行一年后的结果与一年前的进行对比，得到有源滤波器的使用成功降低了电网无功损耗的23.1%。

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另一方面，固定滤波器利用磁饱和程度，与可控饱和电抗器结合，实现对电抗器的有效调节，而通过调节感性电流，这二者就可以达到无功功率的平衡，并且由于电流之间可以相互抵消，因此元器件之间就可以完全实现无功电流的根本要求，主要是在电路中对电抗器、反并联晶闸管进行连接，对固定滤波器装置的剩余容性进行抵消，合理调节电抗器感性电流的过流方式来提高系统的平衡与稳定。但是需要注意以下几点：在固定滤波器完成无功补偿这一过程中，为能够达到一定的功率要求，可以外加晶闸管可调节电抗器，将二者串联配合使用，以达到电流平衡；此外，滤波器的使用还需要注意成本这一问题，由于智能无功补偿中的滤波器大多价格都比较昂贵，而且使用面积较大，如果全部都采用滤波器进行无功补偿，可能会造成较大成本，因此可以采用将其与电抗、电容等相结合的方式来实现无功补偿。
        （三）选择适合的无功补偿控制器是非常关键的
        无功补偿在电气自动化的应用中来看，利用智能无功补偿控制器来补偿是一种十分常见的手段，如果选择了合适的无功补偿控制器，可利用智能无功补偿控制器来实现采样和运算功能。
        例如，市面上主要把无功补偿控制器分为动态补偿控制器、无功功率型控制器以及功率因数型控制器这三种，下面我将对这三种无功补偿控制器的优缺点进行分析，动态补偿控制器具有比较强的抗干扰性能，在进行无功补偿的过程中容易实现自动化控制，但是我国在这种控制器的生产和研究方面还不够成熟，所以在电气工程自动化中的应用较低；如果能够把无功功率型控制器在电气工程中广泛应用，不仅能使电路运行稳定性大大提升，还能在设备运行的过程中时刻进行设备检测；第三种补偿器功率因数型控制器在我国已经得到了广泛的应用，它操作起来十分方便，但是假如使用不够熟练或操作不当会产生振荡现象。当我们要选择使用哪种无功补偿控制器时，要秉持具体情况具体分析的原则，并不断在现有的技术上进行技术突破，争取改良优化出新的无功补偿控制器。
        （四）无功补偿技术在变电站中的应用
        在变电站中无功补偿技术的应用也是十分普遍的，这很大程度上确保了变电站电网无功功率的均衡。在变电站中利用无功补偿技术时，主要结构是由同步调相机、并联电容器、禁止补偿器这些无功补偿装置来组合而成的，除了确保无功功率的平衡外，还大大提高了电网的运行和工作效率，提高了经济效益，目前我国大多数配电站已经掌握了无功补偿技术，并且维修技术成熟，管理技术也十分高效，大大提升了电网的供电质量。
        例如，大多数的变电站都会采用容性无功补偿设备来进行无功补偿，进行设备布置时首先要根据变电站主变压器所采用的容量来选择使用哪种容量和数量的无功补偿设备，努力做到将无功补偿设备的容量控制在主变压器容量的百分之三十左右，并根据具体的使用情况对设备进行调整和管理，如果主变压器产生超负荷的现象了，就要提升高压侧的功率参数来最大程度上消除安全隐患。
        总结：综上所述，在电气自动化中，应用无功补偿技术一方面已经渗透到我们生活的方方面面，这一技术的应用不仅可以降低电气设备和系统的电压消耗，全面的提高整体电气工程方面的应用运行效率，而且也可以方便企业提升自身整体运行的可靠性和稳定性，达到降低成本的效果。我们需要对这一无功补偿技术继续进行探索，不断发展和完善这一技术，才能达到节约能源，提高高电压质量的技术应用目的。
        参考文献：
        [1]王立志.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].中国科技投资，2020，（4）：120-121.
        [2]刘洁.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].百科论坛电子杂志，2020，（6）：1927-1928.
        [3]雷正涛，李河杉，陈馗.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].中国宽带，2020，（8）：65.