无功补偿技术在电气工程中的应用分析

黄凌志 赵海鹄

摘要：随着电气技术的发展和推广，电力自动化技术及相关设备广泛应用于各行各业。电气技术和设备的运用，使得大量的线性和非线性负载投入运行，造成电气线路的无功补偿和谐波污染问题突出。为此，本文针对电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用进行一定程度的探讨与研究，为电气工程及其自动化无功补偿技术的应用和正常运行电气自动化系统提供技术参考。

关键词：无功补偿技术;电气工程;应用分析

前言：随着社会的发展，电气工程及其自动化技术在市场上得到广泛应用。电气工程包含了计算机技术、电力电子技术、电机与电气技术、高电压绝缘技术、强电与弱电相结合技术、软件与硬件相结合技术等。目前，我国仍属于发展中国家，各行各业用电量呈现增长过程，电力的需求日益变大。因此对电气设备的整体设计、日常运营也要求甚高。无功补偿技术的应用能保证电气设备的正常运营和达到企业控制成本的目标。

无功补偿技术主要是指利用电力自动化技术特点，采用无功、负序、谐波等综合补偿方式，将电能损失减至最小化，同时也为电气自动化技术的正常运行提供了一定的安全保护技术。将电气自动化技术融入现代化的生活是时代发展的必然趋势。通过电气工程的自动化无功补偿技术应用于电力智能化领域，能够提高电力线路的运行质量和改善资源利用率，并能保证供电系统的运行稳定性、安全性和经济性。通过无功补偿技术的合理应用，降低了电气设备损坏程度，降低了电力运输的损耗，提高电力资源的使用效果，改善了供配电环境，促进了我国电气自动化技术的发展。无功补偿技术还可以在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面广泛应用。

一、电气自动化中应用无功补偿技术的意义

开发和设计电气自动化技术是为了最大限度地提高产品生产和电气自动化的效率。在保证基础质量的前提下，借助电气自动化技术可以在短时间内完成大量的工作，并且还能够通过自动化管理和阶梯式防损来规避风险。无功补偿技术能够使得系统供电的品质与安全性得以最大限度改善，从而更加平衡整个系统的总电压，并且通过选择恰当的调节器，使系统中整体输电的能力得到了有效增强，将无功补偿技术应用到了电力自动化控制系统之中，能够防止因为所产生的高次谐波原因，而导致用电器过热的情况。无功补偿技术也对改变电源負载的功率因数起着重要影响，针对那些供电设备中所需的电能存量效果也非常好。除此之外，无功补偿技术对供电网络的有功损耗现象，也可以在一定的程度上实现有效降低，通过合理的电流管理，使整个动力系统的无功功率电流流动也得到了合理的控制，也由此使得其在整个动力系统中电流的稳定性水平得到了提高，也由此极大地提高了电能的品质。除此之外，还使得整个电力系统的抗干扰能力水平得到了显著的提升。无功功率控制应用于动态无功功率补偿装置中，通过采用相应的调节装置，能够提高其在电力系统中的动态性能输电线的传输能量与稳定性，在静止无功补偿器上，无功补偿技术也能够改善电网的电压波浪形，从而减少了高频率谐波传动分量以及解决过负电流的问题。提高自动化无功补偿技术的应用，这样我国才可以有效地提高企业的整体综合经济实力，增强电气企业在市场上的竞争力，促进我们的相关企业长期、稳定地健康发展。

二、电气工程无功补偿技术的应用分析

1、制定合理的无功补偿方案

在制定方案的过程中，需要以电气自动化整体体系为基础，以最小损失、最佳传输效率为基本原则，以降本增效、合理调峰的方式，提高自动化的无功补偿效益。针对当前电网中运输设备的特性，必须将安装仪器与无功补偿技术结合使用，才能实现电网工作的安全，以及解决无功补偿实行中所面临的各种问题。与此同时制定方案应借鉴国际先进的企业管理技术与方法，如用并联混合式有缘滤波技术可有效解决由于电力对牵引负载的不可控制的问题，这项技术在工业自动化控制系统中，也可做为协调的补充方法而出现。另外谐波电流注入式的无功补偿技术在使用过程中不需要投入过多的成本，所以，经济性比较优良，也有利于在低压电网的应用。

2、科学选择智能补偿的投切开关

随着电气新科技的迅速发展，多种电力装置应运诞生，随着人们对于电能的需求量愈来愈高，传统的供电装置已不适应现代设备的实际需要。因此，新科技提出了机电一体化理念，将传统的电气工程技术与智能化科技进行了有效融合，实现了对电气资源的灵活分配，从而达到了更加完善的电气效益。在机电一体化改进中，系统设计者可选择或配备高智能的投切开关，投切开关不但可以延长电网的寿命，还能提高系统的稳定性，降低了投资成本。另外，在自动无功补偿系统中还可以采用真空断路器投切电容装置的方法，能有效减少电容装置与电子传感设备在并联过程中产生的谐波，进而达到降低成本的效果。此外，设计人员还需要对滤波器和变压器进行合理的设计和匹配，以达到对各种电抗器的有效运用与科学调节。

3、电力用户无功补偿方式

功率因数是电力系统经常用到的因数，是衡量电气设备功率高低的一个系数。电气设备中为了提高功率因数，必须减少无功率。电力用户无功补偿方法主要有随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。随机补偿是将低压电容器组与电机并接，通过控制、保护，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主。随机补偿优点：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备退出，不需要频繁调整补偿容量。随器补偿是将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功补偿。随器补偿配变在轻载或空载旁，能有效补偿配变空载无功，是无功补偿最有效的手段之一。随器补偿优点：接线简单、维护管理方便，能有效补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，降低无功，网损经济性好。跟踪补偿是指无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器补偿在大用户0.4Kv母线上的补偿方式。跟踪补偿适用于100KVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式。跟踪补偿优点：运行方式灵活，运行维护工作量小，寿命长，运行可靠。

三、结束语

无功补偿技术通过多种途径实现对无功功率的补偿，有效降低的线路损耗，解决电气自动化系统非线性问题，能为供电公司和用户提升电能效率和供电因数，将国家电网运营中的能量损耗减至最少，从而切实保障了国家电网系统实现安全、稳定、高效经济的运营，提高了供电系统的水平，推动电气自动化的发展。所以，有关工作人员应当在结合实际需要的基础上，更加严密地按照有关技术标准要求，科学地、合理地运用无功补偿技术，并研制更多功能强大的智能无功补偿设备，从而充分发挥其应有功能，以此来取得更加理想的电网工作效益。

参考文献：

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基金项目：中央财政林业科技推广示范项目[2018]TG 21号

作者简介：黄凌志（1971—），男，广西崇左市人，高级工程师，主要从事林业机械和农村能源研究

通讯作者：赵海鹄（1977—），女，广西田东县人，高级工程师，主要从事林业研究

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