電氣自動化中運用無功補償技術(shù)的研究

李振清　張平

摘 要 隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，無功補償技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致人們對電氣自動化中無功補償技術(shù)的運用引起了廣泛的關(guān)注與重視。本文就對電氣自動化中運用無功補償技術(shù)進行探討，結(jié)合無功補償技術(shù)在電氣自動化中的發(fā)展現(xiàn)狀，提出有效的解決途徑，使無功補償技術(shù)在電氣自動化發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞 電氣自動化；無功補償技術(shù)；應(yīng)用研究

中圖分類號：TM92 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）23-0046-01

電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用，主要是在利用電氣自動化及其設(shè)備系統(tǒng)中的負荷特點的基礎(chǔ)上，有效解決無功功率、負序、諧波等幾個方面的問題。無功補償技的應(yīng)用，不僅有效降低電能在生產(chǎn)及傳輸過程中的損耗，也可以確保電氣自動化設(shè)備系統(tǒng)的正常運行，具有十分重要的意義。因此，電氣自動化系統(tǒng)中，無功補償技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要。

1 無功補償技術(shù)概述

無功補償技術(shù)，是指對電力網(wǎng)和負荷端設(shè)置的無功電源進行無功補償，如電容器、調(diào)相機等，以滿足電力網(wǎng)、負荷端電壓水平的要求。在整個電氣自動化設(shè)備中，由于異步電動機、變壓器等設(shè)備占電感性負荷最多，而整流設(shè)備、架空供電線路及電抗器所占比例較少。由此可知，無功功率主要體現(xiàn)在異步電動機、變壓器等設(shè)備方面。從本質(zhì)上看，無功補償技術(shù)的主要目的是提高電氣自動化的高功率因素，即減少用電設(shè)備的無功功率需要量，通過與現(xiàn)有的諧波技術(shù)相結(jié)合，以達到諧波補償、降低負序的目的。然而，對于電力負荷的功率因數(shù)，是指電力網(wǎng)中通電線路、變壓器的視在功率供給占有功功率的百分數(shù)，一般電力網(wǎng)運行中功率因素越大越好，適當(dāng)提高電力用戶的功率因素，改善了電壓質(zhì)量，同時也減少了有功功率的損耗，從現(xiàn)階段的無功補償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，無功補償技術(shù)的應(yīng)用取得了較為可觀的成績，通過將無功補償技術(shù)應(yīng)用到諧波處理問題上，既降低了供、配電系統(tǒng)的損耗，通過對功率因素的調(diào)整，是吸納對供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓幅值的控制，同時也穩(wěn)定了配電系統(tǒng)的電壓，降低了諧波電流對供電系統(tǒng)的破壞作用。

2 電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用

1）應(yīng)用方案設(shè)計。

對于無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用方案，在設(shè)計過程中，①采用穩(wěn)定諧波器、電容器結(jié)合的方式，首先必須對變壓器低壓部分兩側(cè)母線電壓進行調(diào)整，通過連接電抗器的電壓，這樣就可以達到無功補償?shù)哪康?。但結(jié)合目前的形式來看，實現(xiàn)穩(wěn)定濾波器、電容器相結(jié)合的技術(shù)水平還不夠成熟和完善，這種補償方案還沒有得到廣泛應(yīng)用。②固定濾波器、晶閘管調(diào)節(jié)電抗器相結(jié)合的方式，該方式能夠在調(diào)節(jié)飽和電抗器時，對流入回路的感性電流有一定的影響，促進并聯(lián)電路器滿足了功率因素的要求。由于該方式可以不定期投入濾波器，在很大程度上減少晶閘管的使用，同時也確保了系統(tǒng)的處理速度，但缺點是TCR容易產(chǎn)生濾波。③真空斷路器投切電容器，該方式不需要裝設(shè)專門的放電裝置，只需要電容器組利用高壓母線上的電壓互感器的一次繞組電阻進行放電。在電容器組中連接具有短路保護功能的熔斷器FU，可以避免電容器高壓擊穿事故的發(fā)生。與此同時，在電容器組中串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍蛊?，通過對高壓母線前的主變壓器及電力系統(tǒng)進行無功補償，既提高了功率因素，也防止了電容器組與線路電感發(fā)生串聯(lián)諧振的現(xiàn)象，成本較低。

2）無功補償技術(shù)的實際應(yīng)用情況。

以某變電站的電子自動化建設(shè)為例，該變電站主要用不同等級電壓的配電線路向電力用戶用電。按照分級補償、就地平衡的原則，容性無功補償裝置同時兼顧補償主變壓器無功損耗和負荷側(cè)的無功補償、根據(jù)主變壓器容量的15～35%配置，以及功率因素高于0.96的要求來確定容性無功補償裝置的容量，這樣配電線路、電力用戶就可以基本達到無功功率平衡。為此，對于變電站的無功補償技術(shù)，應(yīng)以補償主變壓器無功損耗為主，在無功補償技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)遵循以下原則：①以主變壓器無功損耗補償為主，包括空載、負載無功損耗，據(jù)相關(guān)資料表明，對于110 kV變電站而言，主要按照主變?nèi)萘康?5%～20%來確定補償容量，而35 kV變電站的補償容量按主變壓器的10～15%l來確定；②對于變電站出現(xiàn)負荷重、電電壓質(zhì)量不高的現(xiàn)狀，可以根據(jù)提高電壓幅度的要求來確定補償容量，但選擇的補償容量通常要大于經(jīng)濟補償容量。在無功補償中，對于配電線路的無功補償，若采用分支線路補償法，遵循的基本原則應(yīng)是以無功功率平衡為主，在盡可能減少分支線路向主干線路索取無功的情況下的，對無功消耗進行補償。首先，必須確定補償點，通常選擇負荷較大的分支線路；其次，分組補償容量按照分支線路中配電變壓器的空載無功損耗來確定；再者，小分支的配電變壓器按照主干線上的分支負荷情況來確定補償點和補償容量；最后，對于所有配電變壓器的負載無功損耗補償，以用戶自主補償為主，在條件不允許的情況下，需要向主干線索取無功。由于最優(yōu)補償容量及補償點的確定都是利用計算機來確定的，按照電容器組的分組原理，主要分為固定式、可投切式兩種。對于可投切式電容器組，可根據(jù)負荷的變化情況或按照電壓值進行自動投入和退出，以達到最優(yōu)補償?shù)囊蟆?/p>

然而，對于電力用戶的無功補償，主要目的是通過無功補償技術(shù)，使電力用戶供電設(shè)備的無功線損率降到最低，以滿足國家規(guī)定的功率因素標(biāo)準(zhǔn)。滿足標(biāo)準(zhǔn)的功率因素后，需要確定采用的最優(yōu)無功補償方式，根據(jù)電力用戶的供電規(guī)模和供電方式要求，可分為個別補償、集中補償和分組補償?shù)姆绞健Ｆ渲?，集中補償方式是將在用戶變電站低壓側(cè)或高壓側(cè)母線上集中裝設(shè)電容器組的方式，該方式可以就地補償變壓器的無功損耗，不再向主干線路索取無功，減少了通過變壓器的無功功率，同時也相應(yīng)地增加了變壓器所帶的有功負荷。通過與電容器自動投切裝置配套，調(diào)整了補償容量，有效避免了過補償?shù)那闆r發(fā)生。

3 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及電力體制改革的不斷要求，無功補償技術(shù)在電氣自動化中得到了廣泛的應(yīng)用，通過無功補償技術(shù)，提高通電線路及設(shè)備中的無功功率因素，根據(jù)負荷的變化情況適當(dāng)補償容量，以達到最優(yōu)補償?shù)囊蟆?/p>

參考文獻

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