電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

賓建勇

摘 要：隨著電力系統(tǒng)可靠性的提高和逐漸智能化的發(fā)展趨勢，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的比重逐漸加大，越來越多的電力自動(dòng)化設(shè)備在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，不管是電網(wǎng)的輸電、配電、乃至電能的生產(chǎn)離不開電氣自動(dòng)化技術(shù)。本文簡單的介紹了電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展情況，就其在電力系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償方面重點(diǎn)描述。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；電力系統(tǒng)；應(yīng)用；無功補(bǔ)償

引言

電氣自動(dòng)化技術(shù)是基于基本的自動(dòng)化控制理論，應(yīng)用常用的自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析方法和生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法控制電氣設(shè)備，使其完成預(yù)期的目標(biāo)任務(wù)。設(shè)計(jì)到電力自動(dòng)化方面的知識(shí)有很多，其中電力電力技術(shù)、電機(jī)及電力拖動(dòng)、單片機(jī)技術(shù)、過程控制系統(tǒng)等都是電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心技術(shù)。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐漸全球化，大量外資企業(yè)的不斷涌入，給電氣自動(dòng)化技術(shù)有注入了新的活力，新的技術(shù)，新的材料及制造工藝的引進(jìn)，大大提高了自動(dòng)化設(shè)備的可靠性和多樣性。強(qiáng)電、弱點(diǎn)的 不斷結(jié)合，我國在硬件方面的不斷發(fā)展都促進(jìn)了電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步。

1 電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)存在的必要性

各行各業(yè)的發(fā)展互相都存在著一定的促進(jìn)作用，我國近幾年的發(fā)展都是有目共睹，信息化方面的發(fā)展速度可見一斑，電力行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全的保證，也在不斷的提高自身的業(yè)務(wù)能力。同時(shí)，能源緊缺也是如今討論的熱點(diǎn)問題之一，電能雖不是我們討論的一級(jí)能源，但是與一些有限能源有著不可分割的關(guān)系。我國的發(fā)電方式主要分為兩種：火電和水電。而煤炭資源的日益短缺已引起人們重視，水資源的極度浪費(fèi)以及水污染也仍在治理，這從一方面也反映了電能的緊缺。雖然我國的電力覆蓋面積每年都在逐漸擴(kuò)大，但是仍有部分地區(qū)沒有供電，特別是一些農(nóng)村地區(qū)，雖然享受電力的帶來的方便，但是由于電力設(shè)備的老化以及電網(wǎng)拓?fù)涞年惻f結(jié)構(gòu)，時(shí)常發(fā)生停電現(xiàn)象。一些自然災(zāi)害的發(fā)生所導(dǎo)致的供電中斷也造成了不可估計(jì)的損失，供電中斷中如果不能及時(shí)處理發(fā)生的事故，就會(huì)引發(fā)無法預(yù)想的損失，造成社會(huì)秩序混亂，擾亂國民經(jīng)濟(jì)，嚴(yán)重者會(huì)影響國家安全。

以上的種種都提醒我們，要更加重視電能的有效利用，重視電力系統(tǒng)的可靠性，這些都是推動(dòng)電網(wǎng)智能化發(fā)展的重要因素。電力自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)智能化發(fā)展中是必不可少的，其中的一些設(shè)備可以有效的提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高電力設(shè)備的壽命，保證可靠地電能質(zhì)量，還可以消除諧波污染問題，根據(jù)系統(tǒng)需要，補(bǔ)償電網(wǎng)所需的特定次諧波。有的設(shè)備則擔(dān)任起了采集數(shù)據(jù)，傳輸和分析的功能，有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，對(duì)重要的電力系統(tǒng)部分實(shí)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)分析其當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷滲透，大大提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，助我國發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)可靠地智能電網(wǎng)一臂之力，是我國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

2.1 在變配電所的應(yīng)用

2.1.1 實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。對(duì)電網(wǎng)中的過電壓、過電電流等進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)類型有：線路保護(hù)、出線保護(hù)、自閉線路保護(hù)、電容器保護(hù)、變壓器保護(hù)。

2.1.2 通信功能。設(shè)備和設(shè)備之間的通信，保證可靠地?cái)?shù)據(jù)傳輸，發(fā)送程序程序命令，上報(bào)故障指令等，是構(gòu)成智能電網(wǎng)的關(guān)鍵組成。

2.1.3 遠(yuǎn)程控制與管理。技術(shù)人員通過實(shí)時(shí)監(jiān)測到得畫面，輸入指令，對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以調(diào)看任何自己想要的資料，選擇以圖表方式或者數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式，曲線描繪等方式查看。通過觀察到得數(shù)據(jù)或電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管理。

2.2 電氣自動(dòng)化設(shè)備的廣泛應(yīng)用

伴隨現(xiàn)代科技的進(jìn)步，出現(xiàn)了多種多樣的用電設(shè)備，而這些耗電設(shè)備里采用了大量的電感、電容對(duì)電網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的影響，最為顯著的是降低了網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)，無功增大，電能損耗加大；網(wǎng)側(cè)的電流產(chǎn)生畸變，對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備都造成了不利的影響，縮短了設(shè)備使用的壽命?，F(xiàn)如今出現(xiàn)了一批自動(dòng)化設(shè)備能夠有效的改善以上情況。

SVG（Static Var Generator）靜止無功發(fā)生器，它是由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置，是目前無功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。國家電力部門規(guī)定，凡是安裝有低壓變壓器的地方及大型用電設(shè)備旁邊都應(yīng)該配備有無功補(bǔ)償裝置，尤其是那些功率因數(shù)較低的工礦、企業(yè)、居民區(qū)必須安裝。農(nóng)村用電更要引起電力部門重視，農(nóng)村地區(qū)用電狀況惡劣，大多數(shù)地區(qū)供電不足，電壓波動(dòng)很大，導(dǎo)致功率因數(shù)很低，這就需要加裝補(bǔ)償設(shè)備改善供電狀況，提高電能利用率。無功補(bǔ)償裝置一般采用電容器對(duì)無功進(jìn)行補(bǔ)償，傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置只能對(duì)特定的諧波次數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償后的功率因數(shù)一般為0.8～0.9。SVG應(yīng)用電源模塊進(jìn)行無功補(bǔ)償，補(bǔ)償之后的功率因數(shù)可達(dá)0.98以上，大大提高了用戶的用電質(zhì)量，這是截止目前為止最先進(jìn)的電力技術(shù)。在補(bǔ)償時(shí)間方面，傳統(tǒng)的補(bǔ)償裝置最快需要200毫秒，SVG將這一時(shí)間縮短了約1/10，使得無功補(bǔ)償在瞬時(shí)完成，有效的補(bǔ)償無功。在使用壽命上SVG也是占盡了優(yōu)勢，國內(nèi)使用的傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備一般采用接觸器或者可控硅控制，使用壽命較短，一般三年左右，自身損耗也大，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)，增加了各種成本。SVG使用可達(dá)數(shù)十年之久，自身損耗較低，基本上無需進(jìn)行維護(hù)。

無功補(bǔ)償技術(shù)代表了一個(gè)國家電力水平的高低。就全國來講，線路的損耗主要是由無功分量引起的損耗，該損耗約占全部損耗的12%，SVG的投入使用能夠減少50%以上的線路損耗，一年可以節(jié)約電量500億度左右。

電網(wǎng)中的微機(jī)保護(hù)裝置，可以滿足各種類型變配電站的各種設(shè)備的各種保護(hù)要求，這就給變配電站設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)提供了很大方便。微機(jī)保護(hù)中的硬件采用最新的芯片提高了技術(shù)上的先進(jìn)性，模擬量輸入回路多達(dá)24路，采到的數(shù)據(jù)用DSP信號(hào)處理芯片進(jìn)行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動(dòng)校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數(shù)據(jù)，就構(gòu)成一個(gè)多CPU系統(tǒng)，通信采用CAN總線。具有通信速率高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進(jìn)行現(xiàn)場觀察與各種保護(hù)方式與保護(hù)參數(shù)的設(shè)定。

發(fā)展電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)投資少，見效快的提高電能質(zhì)量的必經(jīng)技術(shù)。網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的提高，對(duì)企業(yè)的電力罰款也作出了一定貢獻(xiàn)，改善的電能質(zhì)量，延長了用電設(shè)備的壽命，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上，電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位，它滲透在電力系統(tǒng)的每一個(gè)重要環(huán)節(jié)，并且發(fā)揮著不可替代的作用。文章先引入電氣自動(dòng)化技術(shù)，就其發(fā)展?fàn)顩r先做深刻的討論，然后分析其在電力系統(tǒng)中存在的必要性，電氣自動(dòng)化技術(shù)，是發(fā)展智能電網(wǎng)，改善目前較為落后的供電狀況所走的必由之路。無功補(bǔ)償技術(shù)代表了一個(gè)國家電力水平的高低，最后就無功補(bǔ)償技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用重點(diǎn)描述。

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