电气自动化中无功补偿技术论述

2019-11-29李相军

建材发展导向 2019年1期

李相军

（山东港通工程管理咨询有限公司，山东烟台 264001）

在电气自动化中广泛的应用无功补偿技术，可以使电能在电力系统中的损耗有效降低，电气自动化的功率因数进一步提高并使供电质量得到有力保障，为社会及企业创造更大的经济效益。本文主要针对该技术在电气自动化中的应用措施及效果进行探究，使其能够在电网建设中充分发挥自身作用，促进电网能够运行平稳。

1 无功补偿技术的工作原理

当前多数用电设备如电动机、配电变压器等是将电磁感应原理作为依据进行工作的，它们传递和转换能量需要通过交变磁场的建立才能顺利进行，在此期间感应磁通和交变磁场建立所需的电功率即无功功率。无功功率并不是指该电功率没有用处，而是指功率无法转化成热能、机械能，在供用电系统中的无功和有功电源依旧不能缺少。将无功补偿技术相关设备在电网中安装，可以为感性电抗消耗的无功功率进行提供，使电网电源通过线路输送及提供给感性负荷的无功功率降低。当无功功率的流动在电网中减少时，便能够使无功功率在输送过程中变压器和线路产生的电能损耗大大减少，也就是无功补偿。该技术在高次谐波产生时，通过对局部过热部分进行降温，还可以使电容器及电缆仪器的用电安全性得到有效保护。电气自动化运行的一些问题会通过对该技术的合理利用而减少，有力保障系统应用的安全性。

2 无功补偿技术在电气自动化中的应用

2.1 相关设备的应用

首先该技术能够补偿处理投切电容器、断路器，并且能够以比较简单的操作在设备上独立安装。通过将熔断器安装在电容器组中，当发生短路现象时对设备进行保护。合闸作业进行期间会因为过高的电容器过电压受到影响，可以使用电抗器对串联谐振现象和电流冲击力进行串联处理使其降低。其次进行滤波器或固定晶闸管的补偿需要串联两者在一块，对电抗器的感性电流进行有效控制和合理调整，在其与容性无功补偿电流可以相互作用的条件下将功率进行有效抵消。在实践过程中可通过固定滤波器将晶闸管的数量适量减少，使前者能够将自身的性能发挥至最佳状态，同时在可控制范围中有效控制电抗器的磁饱及程度。再次使用电容器等进行补偿，将电抗器和固定滤波器电压在系统运行过程中进行整合固定，使低压侧母线电压降低。同时为了将滤波目标实现并使无功功率的稳定性得以确保，可将设备的数量进行适当增加。最后对有源滤波器进行充分利用，电流形成的建立基础为电力电子装置，对于负序电流、谐波电流相位等可借助设备相应的进行调整，从而对功率进行抵消。这种方式灵活性更佳，并且能够得到更加显著的调节效果[1]。

2.2 变电站中的应用

电压场所能够通过变电站得以改变，并且变电站可以对不同的电压等级配电线路进行利用从而为广大用户进行电能提供。在运行期间变电站采取的两种途径为就地补偿和分级补偿，要想使负荷侧方面和主变压器的无功损耗在实际应用中实现，可将容性无功补偿装置进行设置。在实际执行期间对变压器详细的容量情况进行观察，配置工作以主变压器的容量取值范围作为依据，从而为变电站的电能提供打下坚实基础[2]。

2.3 配电线路中的应用

配电线路是电力系统能够有序正常运行的基础，线路性能能否更好的充分发挥会受到配电线路可靠安全运行的直接影响。无功补偿技术在配电线路中的应用主要借助分支线路对无功功率进行平衡，同时对无功消耗进行补偿，使主干线传输和配电线路的无功损耗得以减少。注意对补偿点进行选择时应选用有比较小负荷的分支线，分组补偿容量的选择中应当根据配电变压器空载无功率在分支线路中的实际状况合理选择[3]。

2.4 电力用户的应用

无功补偿根据供电方法和提供用户的电量可分成个别、分组和集中补偿三种方式，其中个别补偿是在单一的用电设备上直接并联电容器，这种方式通过电容器与电机一起退出和工作，从而补偿电机自身的无功损耗，减少输电线路上的无功损耗。这种补偿方式对于大中型异步电动机有一定效果，但是小型异步电动机的控制保护难度较大，常常在使用期间受到限制。由于电容器放电时会出现积磁现象并产生电压导致电机运作停止，为了将这种情况杜绝补偿量的判定会将空载无功损耗作为依据，欠补偿状态在电动机运行在负荷的状况下会长时间保持。分组补偿则是在配电母线上特定分好的数个小组中安装电容器，从而使若干分散补偿形成。这种方式能够使各个车间都无功电力在独立进行的无功补偿中趋于平衡，不会向变压器索取无功且不越级，从而将上级线路消耗降低。集中补偿是指在配电室低压侧母线或变电站中集中装备电容器，或是在变压器高压侧统一装配。这种方式可以将无损功耗就地补偿，并使输电线路中发生的电力损耗降低，能够得到较高的利用率和投入时间，效益也更加明显。但是这种方式依然要通过下级网络的电抗器电阻，实质上并不会将内部损耗减少。