電氣自動(dòng)化中的無功補(bǔ)償技術(shù)分析

【摘要】伴隨著我國(guó)電氣自動(dòng)化的快速發(fā)展，電氣系統(tǒng)中也有越來越多問題暴露出來，其中根據(jù)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，相關(guān)工作人員展開了一系列探究。文章中筆者主要針對(duì)電氣系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行基本介紹，并對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)的選擇方式進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；無功補(bǔ)償技術(shù)；分析

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，社會(huì)需求的不斷擴(kuò)大，對(duì)電氣事業(yè)的要求也越來越高，跟隨著電氣自動(dòng)化的發(fā)展腳步，我國(guó)電氣事業(yè)進(jìn)入到了黃金時(shí)期。為了提高電氣供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，電氣公司應(yīng)用了無功補(bǔ)償技術(shù)。由于無功補(bǔ)償技術(shù)的特殊性，很多電廠還不能將其完整運(yùn)用到電氣系統(tǒng)中，本文詳細(xì)介紹了無功補(bǔ)償?shù)囊恍┭b置，并最無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的運(yùn)用展開敘述。旨在為我國(guó)電氣研究人員提供更多參考理論。

一、無功補(bǔ)償技術(shù)的含義和工作原理

所謂無功補(bǔ)償技術(shù)，就是在電氣系統(tǒng)中扮演提升電網(wǎng)功率的角色，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)中對(duì)供電變壓器損耗的有效降低，為電氣公司提供良好穩(wěn)定的供電環(huán)境。而針對(duì)部分小型電力系統(tǒng)，無功補(bǔ)償主要用來調(diào)整系統(tǒng)中三相不平衡電流，而對(duì)于部分大型系統(tǒng)而言，無功補(bǔ)償為電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和安全性提供了有利的保障。針對(duì)無功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟碓僦v，主要可分為兩個(gè)部分：有功功率、無功功率。其中無功功率也存在一些弊端：不能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，所以只能針對(duì)一部分下屬用電的無功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償。要在供電系統(tǒng)中安裝無功補(bǔ)償?shù)难b置方式，無功補(bǔ)償設(shè)備才能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能夠與配電變壓器相互抵消無功功率，以此實(shí)現(xiàn)提高功率因數(shù)的目標(biāo)，進(jìn)而也從整體上減少了電氣系統(tǒng)中的無功功率。

二、正確選擇無功補(bǔ)償裝置

由于用戶的用電負(fù)荷特性有所不同，所以在無功補(bǔ)償裝置的選擇上，要根據(jù)不同特性選擇相應(yīng)屬性的無功補(bǔ)償裝置，也將無功補(bǔ)償?shù)氖褂脙r(jià)值最大化。

（一）MSC裝置。一般來說，MSC裝置多用于連續(xù)性工作制度的工業(yè)企業(yè)中，該裝備能夠在用電裝備長(zhǎng)期運(yùn)行過程中幫助電負(fù)荷保持平穩(wěn)狀態(tài)。另外可將其安裝在低壓配電室，對(duì)一些無功負(fù)荷較小的設(shè)備進(jìn)行集中性補(bǔ)償。

（二）TSC裝置。這種裝置相比MSC裝置來說，有較強(qiáng)的無功補(bǔ)償能力，能夠針對(duì)大容量、大負(fù)荷的電氣設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，特別是一些負(fù)荷沖擊強(qiáng)和負(fù)荷電流變化較大的場(chǎng)合，若選用TSC裝置，就能夠取得很好的無功補(bǔ)償效果。如某個(gè)變壓器容量高達(dá)1000kvA電壓廠，其中自然功率因數(shù)不超過0.6，根據(jù)該廠負(fù)荷沖擊強(qiáng)和無功量瞬時(shí)變大的特點(diǎn)，采用了TSC無功補(bǔ)償裝置，并在車間配電室對(duì)其進(jìn)行集中補(bǔ)償，并采用編碼投切的方式對(duì)補(bǔ)償容量進(jìn)行明確分組，進(jìn)行無功補(bǔ)償后，其自然功率因素高達(dá)0.96，該裝置的補(bǔ)償效果立竿見影。

（三）MSC+TSC裝置。目前，該裝置多用于大型商場(chǎng)和高層住宅等用電場(chǎng)所，由于這些場(chǎng)所大多擁有較多的動(dòng)力負(fù)荷和單相負(fù)荷，因此最好采用混合補(bǔ)償?shù)姆绞?。也有一部分小區(qū)采用的是MSC裝置，但因小區(qū)白天通常電壓負(fù)荷較小，主要是電梯運(yùn)行占據(jù)了大部分電壓負(fù)荷，但由于電梯運(yùn)行的不連續(xù)性，導(dǎo)致MSC裝置在運(yùn)行過程中投切頻率高，致使交流器故障率變高，致使運(yùn)行維修量大增，因此不適合使用MSC裝置。根據(jù)該小區(qū)電壓特點(diǎn)，特使用MSC+TSC組合型無功補(bǔ)償裝置，考慮到小區(qū)內(nèi)的電腦等電器量較多，在補(bǔ)償回路中連接了0.5%的電抗器，防治電器的斷續(xù)性使會(huì)用打亂裝置的運(yùn)行狀態(tài)。另外，在受電端裝配無功補(bǔ)償裝置，還能夠有效降低電壓中無功功率的消耗量，并增加功率因數(shù)，局研究發(fā)現(xiàn)，將該裝置與有源濾波裝置相結(jié)合會(huì)有更好的補(bǔ)償效果。

三、無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

（一）有源濾波器的應(yīng)用。有源濾波器的裝置，最大程度的實(shí)現(xiàn)了電源對(duì)總諧波的相關(guān)要求，并為額外電流的相互抵消提供了有利的保障。由于安裝該裝置后，其產(chǎn)生的電流剛好與負(fù)序的電流相位相反，正好可以相互抵消，大大降低了資源的利用率，也達(dá)到了很到的效果。另外裝置還具有以下特點(diǎn)，①調(diào)節(jié)速度相對(duì)較快；②補(bǔ)償特性相對(duì)比較靈活；③性能穩(wěn)定，在運(yùn)行過程不會(huì)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。雖然該裝置性能和使用效果較好，但還要考慮到該裝置昂貴的價(jià)格，并斟酌購買適量的裝置。

（二）真空斷路器投切電容器的應(yīng)用。該設(shè)備設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，且成本較低，但是在受用過程中，電容器會(huì)受到合閘影響從而產(chǎn)生較大的過電壓，從而導(dǎo)致設(shè)備負(fù)荷不了而損壞，通常情況下，開關(guān)只有一定的使用周期，如投切的次數(shù)太過于頻繁，則會(huì)對(duì)設(shè)備的補(bǔ)償工作造成一定程度的影響。

（三）電抗器和電容器的調(diào)壓。在該裝置應(yīng)用過程中，應(yīng)該注意對(duì)電抗器和電容器進(jìn)就行適當(dāng)調(diào)壓，主要對(duì)降壓變壓器的低壓側(cè)母線進(jìn)行正確調(diào)節(jié)，要將低壓母線上的濾波器和電抗器電壓相連接，通過連接達(dá)到無功出力的目的。另外還要對(duì)閘管進(jìn)行通斷和對(duì)開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，要采用增加裝置的方式來提高無功功率的穩(wěn)定性，以實(shí)現(xiàn)濾波的目標(biāo)。

四、無功補(bǔ)償技術(shù)中存在的問題及解決辦法

（一）遠(yuǎn)距離運(yùn)輸無功潮流。問題：在眾多電氣電廠中，涌向高壓變電站的無功潮流有很多，并通過輸電電路被輸送到各個(gè)中壓或低壓變電站中，由于各電壓站分布位置的不同，也就出現(xiàn)了無功潮流需要遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)膯栴}。解決辦法：首先要選擇能夠適應(yīng)電氣系統(tǒng)運(yùn)行的電容器，并針對(duì)不同用戶的電壓負(fù)荷情況采用相應(yīng)的電容器；其次在電力補(bǔ)償電容器過程中要努力提高電容器運(yùn)行能力，盡量減少電氣系統(tǒng)對(duì)電容器產(chǎn)生的負(fù)面影響；最后要利用補(bǔ)償控制器幫助電容器提高運(yùn)行速度和質(zhì)量，從而保證無功潮流在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸工程中的安全穩(wěn)定性。

（二）技術(shù)人員素質(zhì)普遍不高。問題：在電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展的過程中，技術(shù)人員卻沒有相應(yīng)提高技術(shù)水平，其中有大部分工作人員在電氣自動(dòng)化知識(shí)方面十分欠缺，也導(dǎo)致了工作進(jìn)程慢和設(shè)備的使用價(jià)值得不到很好體現(xiàn)。解決措施：要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行不定時(shí)培訓(xùn)，并對(duì)部分員工進(jìn)行外派，以學(xué)習(xí)到更多更完善的電氣自動(dòng)化知識(shí)。另外針對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的講解，并積極開展有關(guān)電氣自動(dòng)化演講活動(dòng)，加深工作人員對(duì)電氣自動(dòng)化的了解，從而將掌握到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中去。

（三）用戶對(duì)無功補(bǔ)償?shù)恼J(rèn)識(shí)不全面。問題：目前，大多數(shù)電力企業(yè)和用戶對(duì)于無功補(bǔ)償?shù)睦斫?，只停留在補(bǔ)償功率上，并沒有認(rèn)識(shí)到降低系統(tǒng)損耗的重要性。解決措施：首先，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，技術(shù)人員要加強(qiáng)無功補(bǔ)償技術(shù)的使用，幫助用戶了解無功補(bǔ)償?shù)木唧w應(yīng)用情況，并向用戶闡明降低無功補(bǔ)償損耗的重要性，從而引導(dǎo)用戶減少電器使用率，以降低有功功率的損失；其次要充分利用媒介的宣傳向廣大用戶宣傳無功補(bǔ)償?shù)墓δ芤约白⒁馐马?xiàng)，最大程度幫助用戶認(rèn)識(shí)到無功補(bǔ)償技術(shù)的重要性。

結(jié)束語

綜上所述，無功補(bǔ)償技術(shù)的使用過程具有一定的復(fù)雜性，需要技術(shù)人員熟練掌握無功補(bǔ)償專業(yè)知識(shí)，正確認(rèn)識(shí)無功補(bǔ)償中存在的問題以及解決方法。在電氣自動(dòng)化的發(fā)展過程中，電氣事業(yè)更好更穩(wěn)的發(fā)展，就要將無功補(bǔ)償技術(shù)合理利用到電氣系統(tǒng)中去，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展創(chuàng)造更高的價(jià)值。

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