1、 分析电气自动化控制中无功补偿技术的运用童理（中海油能源发展装备技术有限公司）摘要：在电气自动化控制过程中，由于电气设备无法让三相电流达到一个平衡的状态，因此在长久的运行当中，受环境影响，有可能会引发设备运行异常的状况，因此需要进行相关的无功补偿来稳定三相电流的平衡状态，确保电气自动化设备的运行稳定。本文将深入分析无功补偿技术在电气自动化控制当中的应用，包括如何构建无功补偿模型、相关的电气设备运行资料采集以及电容投切开关的控制等，通过综合分析多方要素对于帮助电气设备进行三相电流状态平衡的功效侧重，从而提出一种全新的控制方式，以此提高工作效率和工作质量，提升工作环境的安全性能，为电气设备的稳定运
2、行提供技术条件。关键词：电气自动化；电气设备；无功补偿 引言随着科技的进步，社会的发展，在过去的几十年间，我国加大了对于电力相关技术及行业的发展，社会用电量也在不断攀升，电气设备的应用标准也在不断地提升，这也就导致了当前社会相关行业对于电气设备的工作需求力度不断提升。但相对而言，电气设备运行环境及其他非线性因素都在不断增加，需要面临更加复杂的使用环境，完整复合更重的任务，也使得对电气设备的控制难度在不断提升，越来越多的问题也逐步显现，成为了相关学者的重要研究话题。其中最为重要的莫过于电气设备运行中三相电流无法达到平衡状态，进而影响工作效果的问题。所谓的无功补偿技术，就是无功功率的补偿技术，它是
3、一种新型的提高电网功率的技术。通过交换磁场与电场起到作用。从而进行补偿的一种模式，这种模式在电气设备中有着十分广泛的应用。无功功率并非直接对外做功，而是通过转换的方式来进行做功。其主要模式为通过对无功发生器装置的控制实现感性无功和容性无功的补偿，采取并联的办法连接需要控制的设备（装置），进而实现能量转换和对象控制。目前，这种模式已经在我国电气控制应用行业广泛地使用，很大程度上提高了设备的稳定运行，降低损耗，降低对电力传输过程中高的影响，进而提高工作效率。电气自动化概述.电气自动化概念电气的传统意义为创造生产电气和电子系统相关科学的统称，但随着科技的不断发展，当前电气意义已经被极大的扩展了，几乎
4、涵盖了所有与电子、光子等科技相关的工程行为 。自动化是要求设备或系统在没有人工或较少人工的参与下能够自我完成工作的一种行为，随着社会的不断发展，电气自动化是相关科技发展的必然趋势。且自动化的性能和优势会不断地拓展，变得越来越集成化和智能化。也因此，电气自动化设备作为时代发展的必然趋势，是当前社会必不可少的应用设备，被越来越广泛地应用于多个行业当中。.常见电气自动化控制设备.微机保护装置由微型计算机构成的继电保护装置，是在电力系统应用中的主要发展趋势，不但工作性能较强，具有较高的灵敏性和计算能力，同时还拥有输入输出和通信及人机接口，能够广泛的应用于多个行业，例如：电力、矿山冶炼、化工等行业。微机
5、保护装置是将主要的计算和控制能力汇聚于芯片当中，包括 、存储器等，小巧且功能强大，在未来的发展当中会不断增添更强大的工作能力。.直流屏直流屏是一种通过数字化控制的全新的直流系电气技术与经济 技术与应用 统，主要用于对电力工作的检测与控制，并且具有较强的互动性能。其内部包含了电池巡检、电池活化、微机中央信号等功能，并配有液晶显示屏 。直流屏能够为系统提供远程检测和控制的功能，确保大型工作设备的远程控制工作，对一些具有危险性或较偏远的工作十分有利，例如发电站、化工加工等等。无功补偿技术概述.无功补偿技术概念电网在工作中，大部分电力负荷都属于感性负荷，因此需要提供相应的无功功率，才能有效地消除负荷的
6、波动和影响，确保设备或线路更加稳定的运行。当电网中安装了并联的无功补偿设备后，便可以提供相应抵消的无功功率，提供了无功功率补偿就减少无功功率提高感性功率，从而有效地减少了电网中无功功率的流动，进而降低了线路中的电能损耗，完成无功补偿工作。.基本原理电网在工作过程中会产生两种功率，一种是有功功率，将电能转化成为热能、动能、机械能等应用能做工，从而产生正向的工作意义。另外一种就是无功功率，无功功率虽然也消耗电能，但无法产生应用能，只是将一种能转化成为了另外的一种能，这是电气设备工作中必须输出功率 。但同时，过多的无功功率会给系统和电路带来负担，因此需要相关技术予以抵消，才能确保设备的稳定运行。.工
7、作意义无功补偿能够有效地增强电网中的无功功率，提高电气自动化设备的工作效果。除此之外，还能减少相关系统和设备的设计容量，降低前期投入成本，减少资源浪费。除此之外，无功补偿工作还能够降低线损，线损率下降后，能够提高电网中的有功功率输送比例，对于供电企业来说，能够有效地提高经济收益。.静态补偿.投切介绍投切装置一般采用电容器投切装置，投切方式是一种“静态”补偿模式，利用延时投切的方式防止过于频繁的操作动作造成电容器损坏，进而防止电容器因不同投切而导致供电系统出现问题。电容器投切装置中起到延时投切的期间可以使接触器、选相开关或者复合开关。电容器专用接触器与电容器内其他零部件串联再并联到主设备中，通过
8、辅助接点的电阻让电容器预充电，进而限制电容器的投入涌流。选相开关是近些年来在无功功率补偿技术上的发展处的新技术，使用机械开关更准确地进行开关动作，从而限制电容器的涌流，实现无涌流投入。复合开关则是将继电器与晶闸管进行并联应用，但成本较高，晶闸管的特性也使得其极易被损坏 。.交流投入型电容器是一种电压不能进行顺便的器件，因此电容器在投入的过程中会形成较大的涌流，进而对整个电网进行干扰，而电网的波动又会影响电气自动化设备的正常工作与运行，影响自动化的判断能力，同时也会降低电容器的使用寿命。所以需要降低涌流，采用交流投入型的无功功率补偿技术，预先将电容器通过限流电阻电路进行预充电，再转接到正常电路当
9、中，以此来控制涌流量。.投入型置这类补偿是针对复合开关工作中，晶闸管容易收到冲击造成损坏的问题而研发的。为了避免晶闸管的损坏，必须要求零触发，也就是当晶闸管两端电压为零时才能触发信号。因此晶闸管没有触发限制，能够有效地实现动态补偿，因此投入型置的无功补偿技术适用于频繁投切的电容器工作，适应频繁变化的工作场景。但缺点是造价高、损耗大，因此应用范围较小 。.复合型装置复合型装置就是复合开关技术的应用，让晶闸管实现零触发，有继电器接点来通过连续电流，从而有效的降低晶闸管的损耗问题，能使用与更广泛的工作场所，这种方式虽然精度和工作性能较高，但技术应用相对也更加复杂，晶闸管的敏感性较高，因此应用范围同样
10、很小。.同步投入装置该技术是近些年来所发展的新技术，能够利用机械开关进行闭合或断开，增强对电容器的控制，但要求是，开关接点两端的电压必须为零，这一点与复合型装置的要求相同。同步开关虽然性能更强，但仍旧无法负荷过为频繁的投切，但因为安全性能更强、性价比更高，是当前大部分企业的主要应用装置。.动态补偿无功功率的补偿方式有许多，其最终的选择要根据实际工作需求而定，要了解补偿原理以及对线路的需求，才能选择合适的补偿方式，达到更好的工作效果。对于负荷较大、变化较快的工程，应当选择动态电气技术与经济 技术与应用 补偿装置。无功功率的动态补偿分为三类：无功功率型、无功电流型和功率因数型。.控制方式其主要区别
11、在体现在对控制器的选择上，而工作方式均为物理控制 。控制器可以看做是无功补偿装置的核心，是发出指令的大脑。其中包括了全部的指挥系统，例如采样、发送信号、计算、测量等等。这种依靠控制器的动态补偿模式，具有较高的集成生产性，但由于缺乏监管，目前市场上的产品质量参差不齐。.无功功率型无功功率型具有良好的内核设计，拥有较强的智能化性能，具有稳定的补偿性能，但其技术还有较大的发展空间，还无法作用于全部工作场合，价格也比较昂贵。.无功电流型无功电流型方式对域控制器的要求较高，要求抗干扰性能强、运算速度快、补偿能力高，但同时还能够兼顾静态无功型技术的特点 。.功率因数补偿功率因数补偿是根据有功功率的占比来进
12、行补偿，如若线路中没有无功损耗，那么就会自动减少相应的补偿。电气自动化控制中无功补偿技术的应用.构建自动化无功补偿控制模型无功补偿技术主要是针对电气设备的自动化功能，因为在自动化工作中，其工作指令最容易收到设备波动的影响，从而降低自动化的工作性能，而无功补偿能够有效地提高稳定性，进而提升自动化电气设备的工作稳定性，此文的无功功率补偿的办法是，将开关电容器连接上无功补偿器再并联到电气设备，通过可控的无功功率补偿。无功功率补偿器内分别有一个高、低压接电，为了确保无功功率补偿器稳定的运行，使其内部是稳定状态需要注意两个重要参数值，容性极限值和感情极限值。静止补偿是无功补偿的工作方式，所以在电气设备使
13、用过程中，无功补偿并不能能够起到控制先行范围的功能，通过把电压源和斜率阻抗进行串联，可以取得容性极值。如果无功补偿器是处于先行控制范围内的运动过程，那么此时便可以将其视为一个不变的电纳。.电气设备运行电流电压参数的自动采集为了更好地起到无功补偿作用，让无功补偿模型发挥更好的工作作用，需要对电气设备的先关参数进行详细的搜集，因为不同的电气设备工作性能、工作环境等问题各有不同，其工作参数无法一概而论 ，应当根据实际情况来判断。因此，在完成了无功补偿控制模型构造，那么此时便需要及时的对电气设备的电压等相关信息展开实时全面的收集，并构建相应的数据模型，切实的反应电气设备最真实的工作状态，这样一来便可以
14、对后续电容投切控制具有非常重要的意义，可以为其提供相应的信息数据。但在传统的电气设备参数采样技术中，是通过测量电流和电压之间的相位差来进行采样，但这种模式仅适用于电压和电流为正弦波的状态下，不够全面和完善，无法更好的应用到工作中。因此可以采用三相电路瞬时无功功率的检测方式来进行改善，在采集的过程中融入无功补偿技术，得到准确的、科学的数据。投入电容量以后，电气设备工作中参数的变化会引起电压及电流等数据的变化，通过该变化数据来反应电气设备的运行状态 。.电气设备电容投切开关的控制在构建无功补偿模型并采集到有效的数据后，便需要依照电气设备实际的运行需求来控制电容投切开关。首先，在进行电容投切开关与电
15、容器组进行连接的时候应该采取并联方法，这样一来便可以更好的对电气设备的控制调节能力进一步增强，最终能够实现无功功率的平衡效果。这里可以采用的公式为：（）其中，为电压的损耗量；为电阻；为补偿的容量；为补偿前的电抗；表示根据前期准备所采集到的运行电压。这个公式能够有效的计算出电气设备在运行过程中的损耗，进而便可以利用无功补偿来展开相应的补偿。如果无功补偿与电气设备的容量数值是一样的话，系统则自动确认无功补偿工作完成。为了进一步的确保电气设备的平稳运行，在构建无功补偿技术的工作模型外，还应当引入传感器装置和信号接收及发送设备。这样才能够长期有效的掌控电气设备运行时的确切参数，进一步提升无功补偿的工作
16、效率，保持电气设备的工作稳定性。除此之外，在自动化技术不断发展的当代，对于无功补偿技术也可以采取远距离的控制模式，进一步提高设备的安全性。电气技术与经济 技术与应用 无功补偿技术的应用案例分析某城市供电中心的变电站给用户供电时，输电线路应用分级补偿、就地平衡方式，保持多种电压等级的配电线路与用户之间无功功率的平衡状态。为满足变电站 主变压器的要求，变电站容性无功补偿装置的变电站容性无功补偿装置的容量由以下几个方面确定：第一，无功补偿采用补偿变压器，变压器以及 变压器的补偿容量分别配置主变压器容量的 以及 。第二，变电站轻负荷运行过程中，补偿容量取主变压器容量的 。随供电负荷的不断增加，补偿容量适当增大。第三，在该城市的用电高峰期，电压下降会造成供电稳定性不良，要及时调整补偿容量。第四，无功补偿设备分组数量要尽量减少，避免成本的增加。将无功补偿设备分为两组，保证两台主变电器投入和切除的顺利运行。结束语综上所述，无功功率补偿技术对于电气自动化控制的稳定性和精准度有着重要的影响，无功功率的产生会影响电路进而影响设备，降低工作能力，引出需要一定的补偿，才能起到稳定的作用。可以采用构建无功功率补
