淺談電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)

摘要：無功補(bǔ)償技術(shù)的利用既能提供電網(wǎng)的整體性能，提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時(shí)也能降低電網(wǎng)運(yùn)行中的電壓損耗，防止了能源損耗。特定情況下，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用效率和電力損耗，會(huì)被無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所彌補(bǔ)。所以必須要加強(qiáng)無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展，不斷進(jìn)行技術(shù)革新，確保無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性，才能使其跟上時(shí)代發(fā)展的腳步，滿足工業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需求。  

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;無功補(bǔ)償技術(shù);應(yīng)用  

1無功補(bǔ)償技術(shù)概述  

1.1無功補(bǔ)償?shù)母拍? 

所謂的無功補(bǔ)償技術(shù)又稱為無功率補(bǔ)償技術(shù)，主要是應(yīng)用到電力系統(tǒng)里，通過該項(xiàng)技術(shù)來提高電網(wǎng)的效率，進(jìn)而降低變壓器的損耗，能夠極大程度上提高供電的效率，改善供電周邊的環(huán)境，當(dāng)我們應(yīng)用無功補(bǔ)償裝置時(shí)，可以很大程度上提高供電的質(zhì)量，同時(shí)還可以提高線路的使用壽命，降低電力系統(tǒng)中其他因素的影響，該技術(shù)是提高電氣自動(dòng)化的有效手段之一。  

1.2無功補(bǔ)償技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)  

無功補(bǔ)償技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)主要為以下幾點(diǎn)：1）能從多方面獲取電能。傳統(tǒng)的發(fā)電是有功發(fā)電，該種方式獲取電能主要是通過發(fā)電機(jī)來獲取的，但是無功補(bǔ)償技術(shù)是通過無功服務(wù)獲取電能的方式多種多樣，除了從發(fā)電機(jī)獲取之外，還可以從靜止無功補(bǔ)償器和調(diào)相機(jī)來獲取。2）進(jìn)行遠(yuǎn)距離的電能輸送時(shí)，無功補(bǔ)償技術(shù)的缺點(diǎn)就顯示出來了，一旦進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸送，就會(huì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)以及受電終端提出了要求，需要這兩端存在著夠大的電壓差，但一旦存在著較大的電壓差，就會(huì)使所出輸出的有功功率損耗較大，相應(yīng)的造成供電的效益低，使電器節(jié)能工程開展緩慢，所以無功補(bǔ)償技術(shù)并不適應(yīng)與長(zhǎng)距離運(yùn)輸電能。3）要對(duì)電壓進(jìn)行分別控制，在整個(gè)電力系統(tǒng)之中，對(duì)頻率的控制通常是以有功平衡為主體，然而相對(duì)應(yīng)的電壓控制是通過無功平衡來實(shí)現(xiàn)的，但是頻率是全網(wǎng)所統(tǒng)一的，所以想要對(duì)電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)的電壓進(jìn)行控制，進(jìn)而達(dá)到無功平衡[1]。  

2 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的意義  

2.1 提升功率因數(shù)  

無功補(bǔ)償技術(shù)降低能源消耗的原理主要就是因?yàn)樗軌驅(qū)⒕哂腥菪怨β守?fù)荷裝置和感性功率負(fù)荷裝置并聯(lián)在同意電路中，能量可以在兩種負(fù)荷之間順利轉(zhuǎn)換。無功補(bǔ)償技術(shù)的作用就在于能夠在保持供電水準(zhǔn)不下降的情況下，有效降低能源和電器設(shè)備的損耗，提升資源和設(shè)備的利用率。節(jié)約了大量的成本和人力資源，避免了能源浪費(fèi)。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)電氣自動(dòng)化通過無功補(bǔ)償裝置的運(yùn)用，電氣系統(tǒng)效率顯著提高，發(fā)展也更加迅速。  

2.2 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行效率  

電器自動(dòng)化應(yīng)用的過程中，不同應(yīng)用設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下的功率受到諸多條件的限制，比如電力系統(tǒng)出現(xiàn)能源損耗，電壓和負(fù)荷增加，如果不及時(shí)改善，會(huì)嚴(yán)重縮短電力系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。無功補(bǔ)償技術(shù)可以在保證電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí)，合理分布電網(wǎng)中的無功功率，使整個(gè)電氣系統(tǒng)高效運(yùn)行，有效避免損耗現(xiàn)象的發(fā)生。又比如，電力系統(tǒng)在供電時(shí)電網(wǎng)功率因素調(diào)低，極其容易損耗輸電線路和變壓器，而無功補(bǔ)償技術(shù)的改善避免了這種現(xiàn)象，增強(qiáng)了輸電的穩(wěn)定性，提升了電力系統(tǒng)的電力輸送效率。  

3無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中的基本要求  

3.1對(duì)變壓器與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇  

在進(jìn)行無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，變壓器的數(shù)量、容量以及電動(dòng)機(jī)的選擇都是十分關(guān)鍵的，我們需要根據(jù)自身的情況進(jìn)行選擇，另外，我們所選的變壓器以及電動(dòng)機(jī)需要能夠一定程度上降低線路的感抗，進(jìn)而確保無功補(bǔ)償技術(shù)能夠順利的融入到整個(gè)電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)中去。若我們當(dāng)前的工藝條件與最初設(shè)計(jì)的條件不相符時(shí)，我們可以通過兩種方法來提高電力系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，即同步電動(dòng)機(jī)與間歇工作制設(shè)備。  

3.2了解電容器的使用條件  

當(dāng)系統(tǒng)的自然功率因數(shù)提升之后，如果相關(guān)的工藝與設(shè)計(jì)仍然有著較大的差距，我們就需要選擇無功補(bǔ)償裝置，在無功補(bǔ)償裝置的選擇上我們通常是選擇以并聯(lián)為主的電容器，同時(shí)對(duì)電容器有所要求，我們所規(guī)定的電容器的規(guī)格為：低壓供電單位的功率因數(shù)要比0.85小，或?qū)⒏邏汗╇姷膯挝浑妷阂?guī)定為10kV，因?yàn)榇朔N方法可以減少對(duì)于電容器的損耗，很大程度上提高了輸電的效率。  

3.3采用平衡性原則  

在無功補(bǔ)償技術(shù)中應(yīng)用平衡性原則主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）通過運(yùn)用抵押電容器來進(jìn)行系統(tǒng)中的低壓無功負(fù)荷，然后運(yùn)用高壓電壓器進(jìn)行系統(tǒng)中的高壓無功電荷補(bǔ)償。2）當(dāng)用電設(shè)備的負(fù)荷相對(duì)平衡以后，同時(shí)使用的次數(shù)相對(duì)較多，容量也相對(duì)來說加大時(shí)，我們就需要將無功補(bǔ)償?shù)难b置與電氣設(shè)備進(jìn)行同時(shí)通電。  

4電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用措施  

電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的問題，需要采取有針對(duì)性的方案予以解決。  

4.1 確定補(bǔ)償方案  

供電系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的核心是電能質(zhì)量，而電壓直接影響電能質(zhì)量。功率和阻抗是造成電氣自動(dòng)化無功功率出現(xiàn)的主要因素[4]。AT供電技術(shù)作為鐵路領(lǐng)域使用最廣泛的無功補(bǔ)償技術(shù)，采用SCOTT變壓器，并利用晶閘管電子開關(guān)控制電容投切。結(jié)合我國(guó)鐵路發(fā)展現(xiàn)狀，該方法可在較長(zhǎng)的輻射路線上有效地控制和降低負(fù)序。  

4.2 無功補(bǔ)償?shù)墓残詥栴}  

在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)，不僅提高了電氣系統(tǒng)的安全性，而且提高了資源的使用效率。通過降低電網(wǎng)事故的處理成本，可實(shí)現(xiàn)預(yù)算系統(tǒng)應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)利益的有序增長(zhǎng)。發(fā)電廠轉(zhuǎn)移到變電站的無功電流通過線路流入到低壓線時(shí)，產(chǎn)生無功電流遠(yuǎn)距離傳輸。因此，變電站無功補(bǔ)償技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，且需要將變電站總區(qū)域劃分為若干個(gè)子區(qū)域展開無功補(bǔ)償。通常，220kV變電站具有較多的調(diào)節(jié)功能，可靈活調(diào)節(jié)容量，甚至可達(dá)到負(fù)荷功率的最高值（0.98）。具體地，需結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況判斷變電站是否配備了無功補(bǔ)償技術(shù)，然后科學(xué)調(diào)整補(bǔ)償變壓器。  

4.3 正確選取智能補(bǔ)償  

正確選擇智能補(bǔ)償方案，需遵循合理布局、就地平衡及分級(jí)補(bǔ)償?shù)脑瓌t。全面發(fā)揮最大補(bǔ)償效益，需從以下三方面出發(fā)。  

電力部門與用戶補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合。在用戶中加入無功功率補(bǔ)償，可提高電氣在工作運(yùn)行中的功率因素，減少用戶在日常用電中消耗的有功功率，降低用戶電費(fèi)。結(jié)合有關(guān)調(diào)查結(jié)果可知，約40%的無功功率消耗在線路和配電變壓器，60%的無功功率消耗在用戶電氣設(shè)備。  

集中與分散補(bǔ)償結(jié)合。變電站集中無功補(bǔ)償時(shí)，需對(duì)電網(wǎng)電線路、配電變壓器及設(shè)備分散補(bǔ)償，提高無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。此外，由于無功補(bǔ)償數(shù)值并非越高越好，分散補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中需合理布置、正確選擇。實(shí)際操作中，由于分散補(bǔ)償維護(hù)困難，多數(shù)采用集中補(bǔ)償方法。  

降損與調(diào)壓方式結(jié)合。降損可有效提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效益，而合理的調(diào)壓可保障電壓滿足用戶的實(shí)際使用需求。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行電壓偏高或處于用電高峰期時(shí)，電氣系統(tǒng)將提高自身?yè)p耗量，甚至出現(xiàn)線損等問題。此時(shí)，應(yīng)用無功補(bǔ)償設(shè)施即可提高電網(wǎng)中的功率因數(shù)實(shí)現(xiàn)降損的目標(biāo)。  

結(jié)束語(yǔ)  

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用在各行業(yè)都被廣泛應(yīng)用，社會(huì)關(guān)注度也越來越高。無功補(bǔ)償技術(shù)作為現(xiàn)代社會(huì)的時(shí)代標(biāo)志之一，主要運(yùn)用在電氣自動(dòng)化工作當(dāng)中，負(fù)責(zé)優(yōu)化解決負(fù)序，無功功率問題的技術(shù)。通過運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)，最大程度上減少在實(shí)際生產(chǎn)和傳輸中所耗費(fèi)的能源，保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。

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