淺談電氣自動化中無功補償技術的運用

王有理

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司 廣西百色 531700）

淺談電氣自動化中無功補償技術的運用

王有理

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司 廣西百色 531700）

近幾年來，我國的經(jīng)濟水平與科技水平上升的速度越來越快，特別是在科技發(fā)展方面，進入到一個前所未有的新階段，我國科學技術的迅猛發(fā)展為我國電氣的自動化發(fā)展及應用提供了有利條件。近年來，電氣自動化在我國的供電、高鐵等行業(yè)得到普遍應用，為這些行業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻，而無功補償?shù)募夹g屬于自動化中的重要技術之一，使得我國電氣得到大幅度的改善與提升，更加具備科學化、自動化。本文重點介紹了該補償技術在電氣中運用的相關知識、原理以及作用、完善方法等，以期為廣大界內人士提供參考依據(jù)，促進我國電氣產(chǎn)業(yè)更好更快的自動化發(fā)展。

電氣；自動化；無功補償；作用

1 前言

近年來，我國經(jīng)濟、文化、政治等快速發(fā)展，推動我國電氣產(chǎn)業(yè)的飛速前進。與此同時，在電氣設備工作運轉的過程中，凸顯出一系列問題，亟待解決。問題的產(chǎn)生總是伴隨著解決方法的出現(xiàn)，近年，無功補償技術的出現(xiàn)，彌補了電氣運轉過程中的問題，提高了電氣設備工作過程中的穩(wěn)定性，降低了工作過程中電能的損耗。本文闡述了無功補償技術的原理，寫出了它在電氣自動化中的作用給出一系列的理論上面的支持，促進我國電氣系統(tǒng)的健康持續(xù)發(fā)展。

2 無功補償在電氣自動化中的作用

①該補償術能夠促進自動化的系統(tǒng)各更加穩(wěn)定性，使得整個系統(tǒng)的電壓得到穩(wěn)定，并且從最大程度上提高電網(wǎng)安全與質量，并且為其配置與之相符合的調節(jié)器來提高整個系統(tǒng)的輸電功能，進而提高系統(tǒng)抗干擾的能力。②電氣設備由于受到高次諧波影響往往會發(fā)生設備局部過熱而影響設備的使用效率，但是應用無功補償之后，就可以經(jīng)此問題很好的解決。該技術通過電氣自動化總系統(tǒng)設置一個靜止的無功補償功能，進而對電力運行過程中電壓負荷給予改善，避免由于電壓過高而發(fā)生設備過熱的現(xiàn)象，進而實現(xiàn)了保護電氣設備的效果。③無功補償不僅能夠提高電力負載功率因數(shù)，還能有效降低電氣設備所需電容量，并且在這些方面的應用效果十分顯著，進而避免設備造成較多損失。④無功補償術還能在三相電壓負載失衡的情況下對其平衡功率起到改善作用，該技術在電氣系統(tǒng)中的有效運用，能夠全面提高電氣系統(tǒng)的安全性，使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，也大幅度提高了系統(tǒng)抗干擾的能力，具有極高的應用價值；無功補償在我國電氣產(chǎn)業(yè)自動化中應用的特別多，如圖1。

圖1

2.1 減少電能的損耗

電氣自動化在工作運行過程中，輸出兩種功率：有功功率與無功功率，有功功率把消耗掉的電能轉變?yōu)槲覀冃枰臋C械能、熱能等；無功功率，把電能轉換為另外一種能，這種能是在電網(wǎng)中和電能進行周期性轉換。電氣自動化水平不斷的提高，一定程度上降低了行業(yè)人力資源的投入，節(jié)約了人力成本，但同時，它也浪費了大量的電能。無功補償技術的產(chǎn)生，避免了電力設備在運轉過程中增加無功功率而造成更多的電能浪費，它可以降低用戶的用電消耗，推動用戶電氣設備的安全運行。

2.2 補償無功功率

在幾乎所有的自動化設備中，當設備進行工作運轉的時候，都會產(chǎn)生無功功率，產(chǎn)生的這種功率與設備自身的特點以及設備運行的電壓有很大關系。當設備在工作中的實際電壓和設備本身的額定電壓趨于接近的時候，設備的無功功率與實際電壓值得變化是一致的。另一個方面，在電力系統(tǒng)中，當無功電源供應不足的時候，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)癱瘓的情況，這種情況下運用無功補償裝置，不僅可以有效的補償無功功率，還可以穩(wěn)定電力系統(tǒng)的安全。

2.3 減少線損

選擇電力設備，要以成本最小化功能最大化作為選擇的根本。選擇的時候，既能夠節(jié)約成本又能夠優(yōu)化功能是最完美的狀態(tài)，無功補償技術，能夠大大提高功率的因素，減少傳輸線路的損耗，提高有功功率的輸送。

3 無功補償在智能電網(wǎng)中的應用

3.1 選取智能補償方式

在智能電網(wǎng)中選擇無功補償?shù)姆绞?，要堅持合理布局、就地平衡以及分級補償?shù)葞讉€原則。這樣才能夠發(fā)揮出無功補償?shù)淖畲笱a償效益。在選擇時候，可以參考以下幾點：

（1）以就地補償為主：把電力部門與用戶補償結合起來

用戶安裝使用無功功率技術，可以提高電氣在工作運行中的功率因數(shù)，減少用戶在傳輸以及分配的過程中消耗掉的有功功率，從而達到節(jié)約用戶電費開支的目的，相關資料統(tǒng)計，智能電網(wǎng)系統(tǒng)運行中無用功率的40%消耗在線路和配電變壓器兩方面，而剩下的60%的無功功率則是消耗在用戶電氣設備中。所以，只有供電方和用戶加強合作，才能使雙方獲得最大的收益。

（2）分散補償為主：集中與分散兩者相結合

把集中與分散結合起來，即是在對變電站進行無功補償?shù)耐瑫r，也要對智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的電線路、配電變壓器以及設備做分散補償，這其中分散補償為主要方面，這樣可以提高無功補償?shù)慕?jīng)濟效益。此外，因數(shù)值并不是越高越好，分散補償技術的使用加裝一定要以實際的情況為根本，合理選擇。操作中，分散補償?shù)姆稚⑿跃S護困難，所以，實際中，多數(shù)使用其中補償?shù)姆椒ā?/p>

（3）低損耗為主：降損與調壓方式相結

降損是無功補償技術的最重要的經(jīng)濟效益，其次便是調壓，通過調壓使電壓能達到用戶的要求質量。在電壓偏高或者用電高峰期，電氣系統(tǒng)會增加體損耗的百分比，甚至導致線損，此時投切無功補償裝置的作用，就是提高電網(wǎng)中產(chǎn)生的功率因數(shù)，達到降損指標的要求。

3.2 智能補償投切開關選擇

智能開關，就是把控制開關和電子元器件組合在一起，實現(xiàn)用戶電氣智能化的通斷。生活中具有開關功能和控制動作等方面功能的所有設備我們都把它歸納到控制開關的范疇里面。無功補償裝置中，投切開關掌握了低壓無功補償電容器的通斷，對在高性能的動態(tài)實時無功補償起著關鍵作用。為了實現(xiàn)機電復合開關控制補償電容器的過零投切，我們可以在原有的復合開關的基礎上，增加一些自動控制的功能，過零觸發(fā)電路等電路，智能化的控制復合開關。智能復合開關的基本原理就是利用了電力開關器件通斷是可控的無觸點通斷，以及電磁式交流接觸器觸點接觸電阻小，負載能力強，無保持損耗的優(yōu)點。它是以常見的復合開關為基礎，綜合機電的特性，具有智能性的新型的電容投切開關。嚴格來講，智能復合開關還不能算智能開關，它是智能開關的雛形，智能開關在無功補償裝置中適用于無功補償中的電容投切，以及自動化控制。智能開關不需要等到電容放電，在短時間內無沖擊電流投入補償電容，快速頻繁投切不影響補償電容的使用壽命，可做到無涌流投切，可靠性高、響應速度快，使用壽命長。同時它還有保護功能，可以智能的監(jiān)控那些可控的部件、電源和負載的運行狀況，具有較為完善的護功能。電力系統(tǒng)無功補償裝置中智能開關是一種智能化的新型控制執(zhí)行部件，與無功補償系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起，開發(fā)和研究這種技術，可以結合無功補償控制器進行。把二者有機的結合起來，能夠使智能開關更加有生機和活力。智能復合開關示意圖如圖2。

圖2

4 結束語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展，科技水平也在不斷提高，電力行業(yè)作為支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，也進入了前所未有的發(fā)展階段。市場經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了廣大人民群眾的生活水平逐步提高，越來越多的電器設備被應用，使得我國電網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程當中所承受的負荷越來越重，加之收到其他外界因素的影響，使得電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全、可靠運行收到一定威脅。無功補償術的應用能夠在促進整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，所以電力工作人員應當不斷對該技術進行研究，借助其無功補償?shù)膬?yōu)勢不斷完善電網(wǎng)系統(tǒng)的抗干擾性，提高其安全性與可靠性等，使得我國電網(wǎng)穩(wěn)定運行，滿足人們的用電需求，促進我國電器自動化又好又快地發(fā)展。

[1]潘孝坤，郝浩磊.淺析電氣自動化中無功補償技術的應用[J].科技與企業(yè)，2014，13（11）：155～156.

[2]李竟達.淺談電氣自動化中無功補償技術的應用[J].山東工業(yè)技術，2016，13（06）：130，173.

[3]格日勒圖，于海洋.無功補償技術在電氣自動化中的應用探析[J].福建質量管理，2016（02）.

TM714.3

A

1004-7344（2016）11-0064-02

2016-3-28

王有理（1973-），男，工程師，本科，主要從事電氣專業(yè)管理工作，主要研究自動化在單體設備上的應用及其數(shù)據(jù)上傳到中心處理機處理，力爭做單體性能發(fā)揮到極至系統(tǒng)又能協(xié)調統(tǒng)一，弱電干擾源及應對等方面的研究。