淺談無功補償技術在電氣自動化中的應用

摘 要：隨著第三次科技革命漸趨尾聲，改革開放的不斷推進與社會主義市場經(jīng)濟高速發(fā)展，與人們的生產(chǎn)生活有著十分緊密的聯(lián)系電氣自動化技術發(fā)展非常迅速，技術規(guī)模也逐漸走向了成熟。小到一個電燈、電視的開關，大到宇宙飛船的實驗、高速鐵路的輸配電網(wǎng)絡，都與之銜接緊密。在電氣自動化系統(tǒng)之中，無功補償技術是不可或缺的重要部分，是確保電力系統(tǒng)得以安全穩(wěn)定生產(chǎn)的新型技術。文章針對上述現(xiàn)象，對無功補償技術在應用現(xiàn)狀與應用意義等方面做了簡略的闡述，希望對相關人員有所幫助。

關鍵詞：水務行業(yè)；無功補償技術；電氣自動化

前言

在現(xiàn)階段社會發(fā)展中，水資源與電力資源是促進經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素。它的發(fā)展規(guī)模如何，決定著我國經(jīng)濟的發(fā)展快慢。而電氣自動化在水務行業(yè)的發(fā)展與應用也日益廣泛。我國電網(wǎng)儲存量逐漸增多，相對來說對電網(wǎng)無功要求的標準也在逐年上升。然而，在電氣自動化之中存在與負荷有關的非線性變化，隨之而來的不可控因素會導致電力系統(tǒng)中負序電流與諧波的增加，也就是電力系統(tǒng)增加了輸配電方面的損耗，浪費了資源，無功補償技術就是針對這種情況而出現(xiàn)的。

1 無功補償技術概述

1.1 無功補償技術的定義

無功補償，也可以稱之為無功功率補償。它在電力供電系統(tǒng)之中可以起到提高電網(wǎng)功率因數(shù)的效果，降低電力在供電變壓器與輸送線路方面的損耗。也因此得以提高供電、改善供電環(huán)境，最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，為人們營造良好的電網(wǎng)環(huán)境[1]。

1.2 無功補償技術的原理

在我國現(xiàn)今使用的國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)中，電網(wǎng)輸出功率包含兩類：其一是有功功率，它的內在特色為直接消耗電能，首先將電能轉化為熱能、聲能、化學能或機械能，然后再利用這些能做功，有功功率即是針對這部分而言。而另一大類則是文章所研究的無功功率：它的內在特色則是不消耗電能而是將電能轉化為另一種形式的能，在電網(wǎng)之中這種能是可以與電能進行周期性的轉化。這一部分功率被稱作無功功率。

1.3 無功補償?shù)姆绞?/p>

在與水務行業(yè)相關領域的電網(wǎng)中常用的無功補償方式有以下幾種：一類是分組補償，即是在用戶車間配電屏與配電變壓器低壓側安裝并聯(lián)補償電容器。另一類則為集中補償，即是在高低壓配電線路內裝置并聯(lián)電容器組。最后一種則為電動機就地補償，比較適用于單臺電動機，在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器等等（如圖1）。

2 無功補償技術在電氣自動化中的應用

2.1 無功補償技術的應用現(xiàn)狀

我國幅員遼闊，電力傳輸?shù)姆秶鷱V大，無形之中增加了傳輸浪費。再加之人口眾多，在生產(chǎn)生活中對電力的大量需求對電力傳輸技術的迫切提高產(chǎn)生了巨大壓力。這就要求現(xiàn)今社會對無功補償技術進行探討與更深層次的研究，來攻克這個亟待解決的難題。將我國無功補償技術與國際上目前的研究進展以及美國、西歐等老牌發(fā)達區(qū)域的的應用現(xiàn)狀進行比較，可以得出我國在利用無功補償設備來提高功率因數(shù)、降低系統(tǒng)內負序電流等領域上存在一定差距。但是隨著工業(yè)化時代的加速到來，我國也憑借著多年來的技術積累取得了一定成績，在電氣化鐵路動力牽引、供配電、輸電網(wǎng)絡等方面我國已經(jīng)將無功補償技術順利應用其中?？偠灾?，在無功補償技術方面我國已經(jīng)邁入快速發(fā)展時期，技術較為成熟，也取得了一定的研究成果，即將在多個領域投入實施[2]。

2.2 無功補償技術在應用中出現(xiàn)的問題

一方面是隨著功率因數(shù)的不斷提高，每千伏電壓補償容量減少損耗的作用會減少許多，在一般情況中，合理的補償即為將功率因數(shù)提至0.95。另一方面，在輕負荷狀態(tài)下盡量不要過度補償。倒送無功反而會導致功率損耗增加，造成經(jīng)濟資源浪費。

2.3 無功補償技術的優(yōu)點

其一，無功補償技術可以有效減少電能在水利應用傳輸過程中的損耗，減少資源與經(jīng)濟的浪費，從而改善生態(tài)環(huán)境，減少環(huán)境污染，有助于營建資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)人與自然和諧統(tǒng)一。其二，無功補償技術同時可以改善電能質量。它通過電網(wǎng)中與無功補償有關設備的合理配置，密切了與電網(wǎng)中供電電壓質量的關系。此外，合理安裝設備亦可以改善電力環(huán)境與電壓質量。其三，挖掘發(fā)電、供電設備的潛在能力。如在長江三峽、錢塘江等地的水力發(fā)電機器中安裝智能無功補償設備，即可令發(fā)電機少發(fā)無功功率，間接多發(fā)有功功率。系統(tǒng)接受無功補償之后，將使無功負荷降低，發(fā)電機就會多發(fā)有功，少發(fā)無功。

3 無功補償技術在電氣自動化中應用的意義

3.1 有利于節(jié)約資源，保護環(huán)境

在我國，作為電力系統(tǒng)大規(guī)模用電的水務行業(yè)，往往較為注重抗旱防汛等水利設施的建設，卻忽略了節(jié)約電力資源的重要性與迫切性。而怎樣節(jié)約電力資源，則是當前技術改革方面的一個重要問題。實施無功補償技術可以有效減少電力在傳輸過程中的消耗與不必要的浪費，亦可以延長供配電機器的使用年限。從而達到節(jié)約資源，保護環(huán)境，響應國家實現(xiàn)資源節(jié)約型社會與環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略方針。

3.2 有利于促進水務行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展

當今社會，有關水問題的嚴重性與重要性日益成為國際社會的共識?；诖耍覈泄仓醒牒透鞯卣约跋嚓P機構都把水資源匱乏、水資源污染等問題提升到重要位置。水資源對于廣大民眾生產(chǎn)生活的重要性不言而喻。此時，如何有效利用現(xiàn)代化技術，節(jié)約水傳輸過程中電力資源的使用則是有效降低水價，節(jié)約生產(chǎn)生活成本的重要一項。實施無功補償技術，既可以節(jié)約資源，減輕供配電過程中對環(huán)境與社會的壓力，又可以有效改善電能質量，穩(wěn)定電壓，保障電力供應穩(wěn)定不中斷，保護人民群眾的用電安全，保障現(xiàn)代化經(jīng)濟高速發(fā)展。

3.3 有利于完善穩(wěn)定供配電網(wǎng)絡系統(tǒng)

電氣自動化的應用，應該緊緊跟隨第四次工業(yè)革命開展的腳步而向前迅速發(fā)展。在我國，隨著經(jīng)濟的不斷增長，國內的供配電網(wǎng)絡日趨復雜，對水利資源傳輸、水能資源應用的影響不斷擴大。截止至2016年，我國設有南方電網(wǎng)與國家電網(wǎng)公司，著力于向祖國大陸各地輸送電能。然而在電力系統(tǒng)中還存在一種被稱作諧波的隱患。對于電力系統(tǒng)來說它的存在是一種較大的威脅。這從它符合多變、自身沒有較規(guī)律的線性變化性質即可得出結論。它對電力系統(tǒng)最大的破壞即表現(xiàn)在線路損耗這一方面。特別是在我國的各輸電網(wǎng)絡之中，這種破壞尤為明顯。在供配電系統(tǒng)受損這一方面，諧波也發(fā)揮力量：電流與電壓無法穩(wěn)定運行，還會造成設備受損，嚴重時甚至會導致相聯(lián)系統(tǒng)受到威脅，進而導致經(jīng)濟損失。從這些優(yōu)缺點中可以得出結論：在我國經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)階段，無功補償技術對于電氣自動化的發(fā)展是尤為關鍵的。相應的也就推動了水務行業(yè)發(fā)展。

4 結束語

在改革開放新經(jīng)濟模式下發(fā)展的今天，限制我國水務行業(yè)電氣自動化發(fā)展的原因已經(jīng)不僅僅是技術與設備方面，較多表現(xiàn)為無功補償技術的發(fā)展上。因此水務行業(yè)與電力系統(tǒng)的有關部門應該高度重視此項技術，建立技術管理體系，更新設備管理方法，提高操作人員科學素質?？偠灾?，在水務行業(yè)的電氣自動化技術成長過程之中，需要國家的相關部門以及技術人員等多方面的共同努力。完善各大中小型企業(yè)的供電體系，促進水務行業(yè)又好又快發(fā)展。

參考文獻

[1]楊鵬，楊穗，鐘建新.基于無功補償技術在電氣自動化中的應用的設計與實現(xiàn)[J].微計算機信息，2012（10）：33.

[2]張青培，王直，Sigsbee.無功補償技術在電氣自動化中的應用系統(tǒng)設計[J].電子設計工程，2013（1）：18.