电气工程及其自动化无功补偿技术的应用

电气工程及其自动化无功补偿技术的应用

丁兴武

梅河口市阜康热电有限责任公司，吉林省梅河口市 135000

摘要:在电气系统中，无功补偿是一项非常重要的工作，它的作用就是对无功功率进行有效的补偿，从而确保电网的稳定与安全。因此，加强电气工程及其自动化无功补偿技术的应用具有非常重要的现实意义，并且从多个层面加强对其应用的研究与分析，以充分发挥它的功能，确保电网的安全稳定运行。

关键词：电气工程；自动化；无功补偿技术；应用

引言

在电气工程及其自动化中应用无功补偿技术，可以显著提高电气系统运行的稳定性和可靠性，提高电能质量，降低电能损失。新时期，从实现“双碳”目标的角度，电力部门应重视无功补偿，依照电气工程的实际情况，选择科学的无功补偿方式，确定好无功补偿容量，以此来保障电气系统的稳定安全运行，为广大用户提供更加优质、更加可靠的供电服务。

1无功补偿技术的概述

1.1原理

无功补偿主要是通过对电网功率进行补偿的方式，提高电力供应的效率，改善电网运行环境，保障电网整体的安全性。通过对电气系统进行无功补偿，能够减少电力传输过程中产生的损耗，提高电网的功率因数和经济性。在电网系统中，电气设备输出的功率可以分为以下两种：第一种是有功功率。有功功率是消耗电能做功，可以将电能转化为其他形式的能量形式，如热能、机械能等；第二种是无功功率。无功功率将电能转化，但是不会直接参与做功，转化后的能量会与电能发生周期性转换。无功补偿的基本原理，是通过连接无功补偿电容器或者无功发生器的方式，提供或者吸收无功功率，对电力系统的电压相位关系或者功率因数进行调整。

1.2意义

在电气工程及其自动化中，无功补偿技术发挥着重要的作用，一是可以切实提高电力系统的功率因数，有效减轻电源以及设备的负荷，对线损以及压降问题进行控制。在引入无功补偿的设备的情况下，可以减少或者消除无功功率，提高功率因数以及系统整体的效率。二是可以保持电压水平稳定，减少电压波动对于电网中设备的影响，降低故障及停电的概率，提高系统运行的稳定性和可靠性。三是可以对系统的运行成本进行控制，实现电气系统运行经济效益的提高。四是可以提高电能质量，无功补偿能够有效消除电力系统中存在的电流谐波，以及电压失真问题，提高电网的电能质量。对于部分敏感度较高的负载，如电子设备、精密仪器、计算机设备等，高质量的电能供应十分必要，而无功补偿能够推动这一目标的顺利实现。

2无功补偿影响因素

2.1用电负荷水平及总体运行特性

不同地区、不同线路的负荷特性差别较大。用电负荷主要包括居民生活负荷、商业运营负荷、工业生产负荷、分布式电源发电负荷等。伴随电力行业的飞速发展,配电网逐步从“无源网”向“有源网”变化,局部地区分布式光伏接入比例非常高,电网下送负荷大幅减少,导致很多线路负荷特性发生巨大变化,如在白天用电负荷高峰时段,线路供电负荷却处在低谷,导致电源点附近电压大幅抬升。

2.2电源装机构成

分布式电源装机种类繁多,形成以光伏为主,储能、水电、风电、生物质发电等为辅的电源装机结构,其中分布式光伏的出力伴随光资源变化而变化,不能根据电网频率的波动而自动调节自身出力,导致电源点附近电压随之波动。

2.3主网对电压的调控能力

在用电高峰时段,局部区域电网下送潮流变轻,甚至出现倒送,提升了电网电压,以致越限,节假日期间更为明显,出力高峰时段的并网点电压有较为明显抬升,严重时将导致电源脱网,影响电网安全。随着电网容量飞速增加,大量负荷被就地消耗,具体表现为实际负荷持续增长的同时,220kV电网层面的网供负荷基本不变甚至减少,相当于替代了部分常规机组出力。而且在电网故障期间不能提供有效的无功功率支撑,使得暂态电压逐渐降低,致使电压出现长时间凹陷。

3电气工程及其自动化无功补偿技术的应用策略

3.1线路补偿

为满足人民群众的日常用电需要，电力公司的输送端通过输电线输送电力给用户终端的各类用电设备。当前，我国电力企业正朝着规模化、网络化、远距离的方向发展。在关注不同区域用户群对用电需要的同时，也要注意在输电过程中可能出现的损失问题。因此，在无功补偿工作中，应以线路的补偿为重点，对无功功率进行优化设计。电容可以将电力收集起来，并进行集中储存。当电力供给不足时，可将电力释放出来，减轻电力负荷。事实上，日常生活中使用的家用电器对电流和电压都有严格要求，当瞬间发生过电流问题时，保险丝能够切断线路，采取断电的方式防止用户出现用电安全问题。

3.2在配电网管理中的应用

加强对配电网络的管理，最根本的工作就是保证电网的安全和稳定。因此，在实际运行中，有必要对无功的有效利用做进一步的研究。为降低电网波动，保障电网无功供给，有必要在电网中加装与之配套的核心无功补偿设备，以提高电网的功率因数，使电网稳定运行。在电气系统中，无功补偿可分为静态无功补偿和静态无功补偿。无功补偿技术在实际无功补偿中起不到太大的作用，只需在一定的范围内按要求的功率来进行补偿即可。最常见的是电感器件，电容器件等。该方法的最大优点是输出功率恒定，不能满足电网的要求。负载可变和固定负载之间的最大区别在于它的适应性，也就是通过调节某一容量来实现对全系统的动态负载补偿。在实际应用中，无功补偿方法具有快速响应、高精度等特点，可有效提高电气系统功率因数，保障无功补偿功能，维持电网安全稳定运行。

3.3在故障诊断中的应用

在电力工程与自动化领域中，无功补偿技术的应用还体现在故障诊断上，它可以自动地收集设备的工作状态的各种参数，从而可以实时地监控目前的运行情况，能够对发生的故障和异常问题进行及时的检测，为后续的故障问题处理提供足够的数据支撑，提高电网的安全稳定运行。因此，为了对电气系统中的电压、电流等参量进行自动测量，必须对无功进行补偿。在这一流程中，必须使用无功自动补偿设备来收集设备的工作状态，并按要求向设备提出相应的无功补偿要求，从而达到无功自动补偿的目的。另外，通过采集电网设备的各项运行参数，还能对电网设备的运行状况进行实时监控和分析，实现电网设备运行的更加稳定和安全。

结束语

本文从无功补偿影响因素出发,对电气工程及其自动化无功补偿技术的应用策略进行重点分析具有重要的作用。因此，运用无功补偿优化控制方法,在合理位置安装无功补偿装置来减少线路有功损耗，从而保障电气系统的顺利运行。另外，电气工程及其自动化是一门以提高电能转化效率，提高电能利用率，保障电网安全运行为目标，采用无功补偿能够降低电网损耗，增强输电经济，并能提

高功率因数、提高输电效率、抑制谐波、提高电能品质、提升发电装置的输出能力。因此，加强电气工程及其自动化无功补偿技术的应用，能最大限度地发挥电气系统的作用。

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