無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

譚積成于　軍

（1.沈陽市和平區(qū)城市建設(shè)管理局，遼寧 沈陽 110000；2.大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116300）

無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

譚積成1于軍2

（1.沈陽市和平區(qū)城市建設(shè)管理局，遼寧 沈陽 110000；2.大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116300）

隨著電氣自動化的不斷發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)成為電氣自動化系統(tǒng)中必不可少的組成部分，同時也是改善供電環(huán)境的有效手段，無功補(bǔ)償是一種很傳統(tǒng)的電力技術(shù)，它代表了一個國家電力水平的高低，無功補(bǔ)償?shù)淖饔皿w現(xiàn)在能夠合理地形成磁場，并且還會對無功功率進(jìn)行消耗，是確保電廠能夠安全生產(chǎn)的新型技術(shù)。本文主要介紹了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的特點(diǎn)，并簡單分析了無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用問題。

無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動化；應(yīng)用必要性

所謂的電氣自動化是指涉及到電氣生產(chǎn)和計算機(jī)工程等多門綜合性技術(shù)以及方法原理，作為傳統(tǒng)的專業(yè)，它囊括了電力電子設(shè)備及技術(shù)要素，也包括了電力基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)工程在內(nèi)的一系列理論基礎(chǔ)，其特點(diǎn)是計算機(jī)技術(shù)與自動化技術(shù)相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的電氣化、自動化。電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用有著自身的必要性，它的技術(shù)通俗來說就是將低壓變壓器傳輸過來的無用功率變?yōu)橛杏霉β?，所以，要想電氣自動化水平能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就要從無功補(bǔ)償技術(shù)問題入手，提高技術(shù)的水平。

一、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的重要性

打個比方：無功補(bǔ)償技術(shù)就像人的喉嚨一樣，它決定著電路的流通是否通暢。不僅如此，無功補(bǔ)償技術(shù)還是線路中的保險裝置，作為一種保護(hù)裝置，它可以為企業(yè)的安全負(fù)責(zé)，能減少企業(yè)的線路損壞的概率，可見無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的重要性。

1.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用的重要作用

（1）電氣工程的高度自動化給社會生活的各個領(lǐng)域帶來了數(shù)不盡的改變，人們對這項(xiàng)技術(shù)的過度依賴也意味著電能損耗在同步快速地增長著，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展與壯大，電氣自動化已經(jīng)成為電力系統(tǒng)在未來的幾十年間發(fā)展的主要方向。電力電子產(chǎn)品和自動化設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的普及，將大量的無功補(bǔ)償裝置放入工業(yè)電力系統(tǒng)中，其優(yōu)越的性能已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)可與使用，無功補(bǔ)償裝置具有靈活、可控和選擇的特性，不僅可以節(jié)約大量的人力物力資源，還能降低電能電力的損耗。因此，在電氣自動化中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)是電力系統(tǒng)安全且高效運(yùn)行的重要保障，也是降低電氣自動化系統(tǒng)能源消耗的重要措施。

（2）無功補(bǔ)償技術(shù)能自發(fā)的、迅速的對電力系統(tǒng)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，這就意味著整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)安全故障的風(fēng)險大大降低了，從而提高了電能的利用率，減輕了電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中的壓力，達(dá)到了節(jié)能的效果。同時，無功補(bǔ)償技術(shù)對電氣設(shè)備的控制方面也有著嚴(yán)格的要求，在保證電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定的同時，還可以要求電氣設(shè)備發(fā)揮出最大的作用。

2.無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用裝置

（1）首先MSC無功補(bǔ)償裝置的原理是通過機(jī)械式的開關(guān)閉合來實(shí)現(xiàn)電容器組投切的，是一種比較簡單的無功補(bǔ)償裝置，但它并不屬于動態(tài)無功補(bǔ)償，MSC這種裝置因?yàn)閮r格低廉，適用于負(fù)荷波動不頻繁的場所。且這種無功補(bǔ)償裝置還有著自我檢測系統(tǒng)，可以手動投切或自動投切。MSC裝置適用于以連續(xù)工作制為主的工業(yè)企業(yè)，主要用電設(shè)備長期運(yùn)行，用電負(fù)荷特性平穩(wěn)，無功負(fù)荷變化小。

（2）TSC是集電子、機(jī)電和微機(jī)為一體的新型無功補(bǔ)償裝置。和MSC裝置不同的是，TSC無功補(bǔ)償裝置的工作原理是通過合閘之后的電流涌動產(chǎn)生的一種非常簡便的且易于改動的一種裝置，這種裝置在投切的控制上有著機(jī)電和微機(jī)操控的技術(shù)的身影。TSC裝置適用于含有大量沖擊性，負(fù)荷容量較大，負(fù)荷電流瞬間變化大，負(fù)荷沖擊強(qiáng)，無功負(fù)荷瞬時變化的場合。

（3）除了以上的兩種無功補(bǔ)償裝置以外，還有一種非常簡便靈活的無功補(bǔ)償裝置，不過這種裝置安裝起來比較復(fù)雜，它就是由前兩種無功補(bǔ)償裝置合并出現(xiàn)的一種無功補(bǔ)償裝置。MSC+TSC這種裝置的特點(diǎn)非常多，例如：它擁有TSC無功補(bǔ)償裝置的不具備的自我檢測功能，它的反應(yīng)速度很快，它可以使用的材料非常靈活，具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。MSC+TSC裝置適合用于住宅、商場、寫字樓等用電場所，這些場所存在較多的單相負(fù)荷，又有電梯、空調(diào)等動力負(fù)荷，這類負(fù)荷采用MSC+TSC混補(bǔ)的補(bǔ)償方式可取得較好的補(bǔ)償效果。

二、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的作用

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國際化能源緊張局勢的加劇，加強(qiáng)電能能源質(zhì)量和節(jié)能降耗管理已成為國家政策中的重要內(nèi)容。

1.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的必要性

無功功率對于供電系統(tǒng)和負(fù)荷運(yùn)行十分重要，對整個電力系統(tǒng)的潛在效益也很大。在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中，電動機(jī)等感性負(fù)荷占據(jù)相當(dāng)大的比重，為保證電動機(jī)拖動系統(tǒng)的可靠性，在選擇電動機(jī)時，往往容量偏大，使電機(jī)負(fù)荷率降低，造成功率因數(shù)和效率下降，同時，在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，阻感負(fù)載占有很大的比例，比如：對于變壓器、電器等設(shè)備來說都要吸收無功功率進(jìn)行工作，它們在工業(yè)中都是阻感負(fù)載。這是由它們本身的性質(zhì)所決定的。除此之外，在缺乏無功補(bǔ)償在電氣自動化的應(yīng)用過程中，工作人員在工作時一定要注意供電系統(tǒng)的功率參數(shù)，并及時地對電力系統(tǒng)進(jìn)行評價，了解電力電子設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，注意功率因數(shù)的高低，從而能夠更好地將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用到電氣自動化中，提高供電過程中的安全性，并且確保電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益同步提升。

2.提高功率因數(shù)，降低能源損耗

無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)在一同一個電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。功率因數(shù)是采用無功補(bǔ)償?shù)姆椒▉硖岣叩?，無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔檬墙档湍茉促Y源和電氣設(shè)備的損耗，提高供電質(zhì)量和穩(wěn)定電壓。新時期電氣自動化水平在不斷提高，在有效地降低人力資源投入的同時，也很大程度地造成了電能資源的浪費(fèi)，因此，在電氣自動化中運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)，不僅可以使電氣設(shè)備利用率得到提高，電壓質(zhì)量得到改善，還可以減少線路的損耗，避免電氣設(shè)備中因?yàn)闊o功功率的增加造成的能源資源浪費(fèi)，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，極大地推進(jìn)了電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。當(dāng)前，國內(nèi)外都廣泛采用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，這種方法安裝方便、建設(shè)周期短、運(yùn)行維護(hù)簡便、成本低、自身損耗小。

3.提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少線損

無功補(bǔ)償技術(shù)是電網(wǎng)中無功功率分配調(diào)節(jié)的一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，在電氣自動化應(yīng)用中，不同的應(yīng)用設(shè)備在不同的運(yùn)行情況下都存在著一定的無功功率，而且，無功功率很大程度上受到用電設(shè)備自身特點(diǎn)和運(yùn)行電壓的限制。一方面，對于在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的能源損失過多，電壓負(fù)荷增大的問題，利用無功補(bǔ)償技術(shù)，不僅可以最大限度地提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還可以達(dá)到降低損害的目的。另一方面，在電力系統(tǒng)供電的同時電網(wǎng)功率因素調(diào)低，會導(dǎo)致電力在輸送過程中對輸電線路和變壓器造成損壞，要解決這一問題就要依靠無功補(bǔ)償技術(shù)，以保持輸電的穩(wěn)定與平衡，盡可能地用最小的成本發(fā)揮最大化的功效，在節(jié)省成本的同時，優(yōu)化用電設(shè)備，改善用電質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少線損，從而提升電力系統(tǒng)的有功功率的輸送效率。

4.無功補(bǔ)償控制具有多樣性

一般情況下，頻率的控制是需要實(shí)現(xiàn)有功功率補(bǔ)償，而無功補(bǔ)償電壓的控制也需要實(shí)現(xiàn)無功功率補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定，但是，在電力傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，會出現(xiàn)線路損耗的情況，所以無功補(bǔ)償在線路當(dāng)中各個節(jié)點(diǎn)會有不平衡的情況，只有達(dá)到各個節(jié)點(diǎn)的平衡，電能才能有效控制。有功補(bǔ)償?shù)纳a(chǎn)只能依靠發(fā)電機(jī)或其他能源的轉(zhuǎn)換來提供，生產(chǎn)費(fèi)用較高，形式比較單一。但是，無功補(bǔ)償除了可以用發(fā)電機(jī)來提供以外，還可以通過電容器、發(fā)生器以及多種線路來提供，成本相對較低，運(yùn)用率較高，又有很好的實(shí)用效果，無功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用具有多樣性，要結(jié)合實(shí)際采用最合理的方式運(yùn)用到電氣自動化中，以保證電力的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

目前，無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的發(fā)展趨勢主要有兩種。一種是分布式的信息化結(jié)構(gòu)，這種方法主要是在網(wǎng)絡(luò)中建立一個獨(dú)立的信息化結(jié)構(gòu)，在保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時，減少由系統(tǒng)故障帶給電氣工業(yè)發(fā)展帶來的損失；另一種是開放式的信息化，這種方法和分布式信息結(jié)構(gòu)有著本質(zhì)的區(qū)別，是對系統(tǒng)的各方面了解，從而提高工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)對信息的處理能力。這兩種方法為當(dāng)前的多功能自動化時代提供了良好的發(fā)展空間。

結(jié)論

綜上所述，隨著科技不斷地進(jìn)步，發(fā)展到今天，電氣自動化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)有著越來越重要的作用，無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用也是日新月異，所以，正確地認(rèn)識到電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢，準(zhǔn)確地把握住無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化的發(fā)展優(yōu)勢，是社會發(fā)展的蓬勃動力。

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[3]章軍.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用分析[J].電工文摘，2013（8）：20.

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