摘要：众所周知在当前国家经济大幅发展的情况下,各类电气自动化行业的发展也逐渐走向成熟,诸如高铁、供电等领域的应用等等,但同时电气自动化技术本身也存在着单相电力牵引符合变化复杂等一些缺点,这导致了电气化系统的经济性受到一定影响,无功补偿技术正是针对电气自动化应用的缺点进行的改进型应用。本文分析了无功补偿技术在电气自动化中的应用。
关键词：无功补偿技术；电气自动化；应用；
随着经济与科技的快速发展，电气自动化的程度越来越深，电气自动化的应用范围也越来越广。但是，与此同时，电气自动化设备中的非线性因素也越来越强，单向电力牵引负荷的变化规律也越来越复杂，这增加了电网中负序与谐波的注入量和无功功率。无功补偿技术就是为了解决以上的这些问题而进行应用的，其在保护电网系统的同时还能够提高电气自动化设备的稳定性。因此，在电气自动化的发展中，无功补偿技术的作用不可取代，因此它的发展前景是十分广阔的。
一、概述
1.无功补偿的概念。无功功率补偿就是指在电力系统中为了使功率因数作用提升而运用的一种补偿方法，其应用能够使供电效率得到增强，使供电环境得到改善。由此，无功补偿在电力系统中占据的作用非常大，能够最大限度的将电网损耗减少，使电网运行质量提升。
2.无功补偿的原理和意义。在电力系统，电网功率的输出方式有两种，即为有功功率和无功功率。而无功功率与有功功率最大的区别就在于无功功率不损耗电能，而是通过其他的形式把电能转化为能够使电气设备运作的其他功能，如电容器建立电场所占的电能就是无功功率。而无功功率补偿，就是使感性负荷所需要的无功功率由容性负荷输出，无功功率补偿不仅减少发电、供电设备的设计容量，可以大幅度地减少资金投入，而且可以减低线损，线损的减低直接关系着供电部门的经济。比如：在功率因数增大至0.9以后，则要在系统中安装一个可以省点的电容器，通过实践显示，安装以后，能够节省的电容量为0.67KW；但如果增加至了0.89KW，则表示原有的设备其供电容量增大了。
二、无功补偿技术在电气自动化中的应用
1.同步发电机。同步发电机可以认为是原始的无功补偿装置。在电力系统中，它既能够输送有功也能够输送无功。通过调节发电机的电压，可以保证网络的电压控制。发电机无功功率的调节，是保证电网电压的主要措施，还可以通过调节运行方式控制系统的多余的无功功率。同步调相机可以看成是一种不带任何负载的同步电动机，其补偿特点是既能过励磁运行，发出感性无功功率使电压升高，也能欠励磁运行吸收感性无功功率使电压降低。由于实际运行的需要和对稳定性的要求，欠励磁运行方式的最大容量只有过励磁容量的50%～ 60%，装有自动励磁调节装置的同步调相机能根据装设地点的电压等级要求平滑改变输出（或吸收）的无功功率，以实现电压调节。
2.并联电容器组。并联电容器组作为一种简单而又经济的补偿方式得到了广泛应用，其通常与断路器组合使用，也用于系统节点永久性连接。在现场，电容器以并联的方式使用最为普遍，该方法十分灵活，有分散、集中以及分相等形式。并联电容器组作为无功补偿的方案，具有成本低、维护简单、损耗非常低的优点，其不足之处是不能够连续可调、动态无功调节性能较差，因此在电压降低时反应不可靠。开关一般分为断路器开关和电力电子开关。断路器开关属于机械式，时延较大，很难满足电力系统快速动态变化的要求，其开关过程容易引起操作过电压和过电流，烧坏设备的触点，并使电容器组承受很大的冲击电流，导致故障或烧毁。而电力电子技术的发展带来了新的可能，能够实现快速、准确投切的作用。无功功率是保证电力系统正常运行的非常重要的参数。为了保证电力系统正常运行，电源端向负载输送的功率有两种，其一为有功功率，其二为无功功率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆前者是保证电气设备正常运行而需要的电功率，后者是把电能转变为其他形式能量的电功率（如热能、光能、动能等）。有功功率是实在的、消耗的能量，无功功率则是为了系统内电场与磁场的转换而需要的电功率。
3.提高用电设备的功率因数。根据物理电能公式推论，电力系统运用无功补偿后，负载电流明显减低，输电线路的能耗明显下降。由于电力系统中不存在纯电阻，因此功率因数规定在0 ～1 范围内，电力系统中的用电设备（变压器等）会产生大小不一的无功功率，输电线路存在一定程度的电能损耗，此时电容器提供无功补偿，提高系统的功率因数，功率因数大于0.9，电力系统达到稳定运行状态。电网系统功率因数提高，可以有效提高电能计量的准确性，使用户实际用量和电能计量相符。单纯从计量角度去说，功率因数的高低，对有功电能的计量精度影响不大，但从整个用电系统来说，功率因数提高了，既不过补，又不欠补，总用电电流就会相应减小，线路上的损耗电量就会减小，会节省一部分电能，有功表会少走一些。
4.补偿三相不平衡。补偿三相不平衡是通过负荷的需要和不同负荷状态存在不同的无功补偿，来达到三相不平衡补偿的实际需求的目的，该无功补偿方式对电能计量的准确性影响较大。电力系统出现三相不平衡现象时，会出现零序和负序的状况，通过无功补偿后，电力系统的负荷逐渐平衡。三相不平衡通过排除无功功率对输电系统影响，来保证电能计量的准确性，根据三相不平衡的无功功率的大小，选择合理的电容器，可以有效降低无功功率对电能计量的影响。存在无功向配电网倒送现象，无功倒送大大增加了电网的损耗，对配电线路造成了极大地不合理负担。
三、无功补偿技术应用存在的问题及其相关建议
1.无功补偿技术在电气自动化中应用时存在的问题。无功补偿技术在电气自动化设备中发挥着不可替代的作用，但是在应用中还是存在着不少的问题。具体来说有以下几个方面：第一，存在远距离传输无功潮流的问题。在发电站中有大量的无功潮流涌向高压变电站，随后这些无功潮流随着输电线路被输送到了中压变电站和低压变电站；第二，对无功补偿容量的配置不合理。有些变电站的补偿电容是整组投切的，不能根据负荷变化的实际需求进行平衡，时常发生高负荷的时候功率因数过低而低负荷的时候功率因数又过高既造成过补偿的现象；第三，存在无功向配电网倒送的现象。无功倒送大大增加了电网的损耗，对配电线路造成了极大地不合理负担。
2.无功补偿技术在电气自动化中应用时的相关建议。针对上述问题，对无功补偿技术在电气自动化中的应用提出如下的建议：第一，对本地变电站的无功补偿容量进行明确。对变电站的无功补偿容量根据本地实际进行科学合理的配置，这样能够有效的避免出现无功倒送的问题，从而降低电网的损耗，减轻配电线路的负担。第二，提高对配网无功补偿问题的关注度。在负荷电流通过线路或者变压器的时候会产生功率和电能损耗，功率因数的高低直接决定着电网所需的功率，因数越低需要的功率越多，对线路的损耗就越大。因此可以看出，提高功率因数，能够降低对线路的损耗，是节能降损最直接的方法。尤其是将跟用户息息相关的电费支出可以减少这一点进行反复宣传，形成全民一起努力减低损耗的趋势，共同为提高电网质量贡献自己的一份力量。
电气自动化和无功补偿技术本身都有其显著的优势，两者的结合在电气功率的提高上有极其重要的意义。为推动我国工业和生活用电的效率，需要我们对电气自动化和无功补偿技术的结合做更为深入的研究，以取得更大的经济效益，为推动我国经济发展的整体水平做出更大的贡献。
参考文献：
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[3]王李杨. 浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J]. 价值工程,2016(06)
论文作者:段传琪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/5
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