電氣自動化中無功補償技術(shù)的有效應(yīng)用研究

王延濤

（甘肅金橋水科技（集團）有限公司 甘肅蘭州 737100）

1 無功補償技術(shù)原理

在無功補償技術(shù)應(yīng)用的過程中，要借助濾波技術(shù)建立諧波補償體系，從而降低負(fù)序，也為電力系統(tǒng)優(yōu)化管理奠定基礎(chǔ)，并且對供電指令予以綜合性分析，從而確保控制器操作工序和指令管理不能滿足操作要點，結(jié)合動態(tài)補償機制為電網(wǎng)頻率變動和電網(wǎng)抗阻沖突的縮減奠定基礎(chǔ)[1]。也就是說，無功補償技術(shù)作為無功電壓控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，要借助發(fā)電機組對無功功率展開系統(tǒng)化配送，以保證電網(wǎng)配置工作的合理性，也為電力系統(tǒng)維持工作的全面開展奠定基礎(chǔ)，有效提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

2 無功補償技術(shù)類型

對于電網(wǎng)建設(shè)而言，無功補償技術(shù)具有重要的意義和價值，電氣電壓穩(wěn)定性和系統(tǒng)功率的提升也非常關(guān)鍵，目前應(yīng)用較為有效的就是以下集中無功補償技術(shù)：

（1）有緣濾波器，能調(diào)控電力裝置形成負(fù)序電流，并且滿足電源的基礎(chǔ)需求，能與和諧波電流形成抵制過程，并且一定程度上調(diào)節(jié)實際運行速度，為靈活性補償工作的開展奠定基礎(chǔ)。

（2）固定濾波器，主要是和濾波器進行連接，從而一定程度上改善無功出力的問題，并且實現(xiàn)開關(guān)通斷的調(diào)節(jié)工作，也為無功率濾波穩(wěn)定運行創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境[2]。

（3）可控飽和電控器，設(shè)備在實際運行時要借助電阻抗器飽和度管理工作對回路電流進行統(tǒng)籌調(diào)整，有效抵消并聯(lián)濾波器中的無功功率電流。然而，因為設(shè)備應(yīng)用過程中會出現(xiàn)較大的噪音，因此需要在應(yīng)用一段時間后進行集中維護和管理。

（4）真空短路投切電容器，在設(shè)備應(yīng)用過程中，具有投資少且操作便捷化的優(yōu)勢，但是，若是進行合閘操作，則會造成電壓參數(shù)較大，使得設(shè)備運行過程受到影響。

3 電氣自動化中無功補償技術(shù)的有效應(yīng)用

在電氣自動化中應(yīng)用無功補償技術(shù)，因為無功補償技術(shù)發(fā)展較晚，依舊還存在一些亟待解決的問題，需要技術(shù)部門結(jié)合設(shè)備運行要求和電氣自動化應(yīng)用水平建立更加完整的運行應(yīng)用規(guī)劃，減少后期維護成本的同時，確保電氣自動化產(chǎn)業(yè)能實現(xiàn)全面發(fā)展的目標(biāo)[2]。

3.1 異步發(fā)電機中應(yīng)用無功補償技術(shù)

要想發(fā)揮異步發(fā)電機的應(yīng)用效果，在實驗室內(nèi)對其進行模擬試驗操作，需要對電參量進行驗證，從而準(zhǔn)確判定發(fā)電系統(tǒng)的高功率因數(shù)。3.1.1建立試驗平臺

圖1 試驗平臺電路示意圖

結(jié)合電路圖可知，試驗對象選取的是2.2kVA發(fā)電機，三組四極籠型異步電機進行模擬，補償電容為11組，第1組～第10組利用電容參數(shù)為500VAC、50Hz、CBB60 以及 4μF；第 11 組利用補償電容為 500VAC、50Hz、CBB60以及2μF。在試驗過程中，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器能有效模擬電網(wǎng)電壓變化，在調(diào)整原動機轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上，就能保證異步機能夠輸出差異化功率，也為試驗效果全面調(diào)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

3.1.2 測量試驗功率

對異步機進行了電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)兩種情況下有功功率數(shù)值的測量，數(shù)據(jù)如表1～2。

表1 異步機電動狀態(tài)下有功功率數(shù)值（100%額定電壓）

表2 異步機發(fā)電狀態(tài)下有功功率數(shù)值（100%額定電壓）

3.1.3 無功補償試驗

對異步電動工作中的電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)予以統(tǒng)籌監(jiān)督和管控，并且對不同運行點異步電動補償前后的動率因數(shù)予以統(tǒng)籌監(jiān)督，集中對補償前后的功率因數(shù)進行記錄和統(tǒng)計，有效對異步電機補償前后功率因數(shù)的變化展開系統(tǒng)化控制

通過試驗可知，異步電機在110%額定電壓系統(tǒng)中，要從電網(wǎng)吸收無功功率，且整體效果較為明顯，相應(yīng)的勵磁電流的增加也會導(dǎo)致功率因數(shù)出現(xiàn)降低的問題，這就會增加補償電容器的投入，甚至?xí)?dǎo)致電壓數(shù)值不斷增高，相應(yīng)的磁通密度增大，較高的磁通密度會導(dǎo)致電機損耗，使得電機效率出現(xiàn)降低，整個異步電機發(fā)電量也會隨之減少，不能滿足節(jié)能需求。而在電網(wǎng)電壓升高后，運行性能也會逐漸降低，因此，需要借助專用的異步發(fā)電機，發(fā)揮高性能指標(biāo)的應(yīng)用機制，確保波動能對性能產(chǎn)生較小的影響。

3.2 配電線路中的無功補償

在配電線路中，合理性建立無功補償機制，能有效提升電氣自動化應(yīng)用和運行效果，也是對分支線路實現(xiàn)無功補償?shù)闹匾侄危@種方法需要利用配電變壓器對分支線路中的無功損耗情況以及無功損耗應(yīng)用結(jié)構(gòu)予以分析，有效補償具體容量，也為分支線路選擇奠定基礎(chǔ)。需要注意的是，在整個操作應(yīng)用體系的最后要利用用戶自主補償?shù)姆绞綄θ萘窟M行合理性補充。而實際補充量的判定則要依據(jù)變壓器空載無功損耗項目進行，補償設(shè)備若是沒有故障，線路就會處于欠補償?shù)臓顟B(tài)，此時，需要技術(shù)人員按照時間節(jié)點和電壓變化情況判定電容器的投入過程和實際用量，真正實現(xiàn)全面最優(yōu)補償?shù)墓ぷ鱗3]。

3.3 并聯(lián)電容器補償

在并聯(lián)電容器應(yīng)用管理工作開展的過程中，要實施無功補償機制，才能有效降低整個系統(tǒng)中電網(wǎng)的損失，因此，提升用電負(fù)載的實際功率也能成為節(jié)電管理工作的關(guān)鍵。另外，操作人員要利用并聯(lián)電容器的方式降低電壓的損耗問題，提升整體結(jié)構(gòu)的功率數(shù)值，也為無功補償機電自動化的開展奠定基礎(chǔ)。值得一提的是，在同一個電路內(nèi)，并聯(lián)補償就是將電容器和被補償設(shè)備進行連接，能提高功率應(yīng)用的意義和價值。

3.4 電力用戶的無功補償

在進行無功補償處理的過程中，要對節(jié)能措施予以宣傳和管理，并且確定最優(yōu)化補償機制和方式。在不同補償機制中，要對集中補償、分組補償以及個別補償?shù)冗M行統(tǒng)籌監(jiān)督和管理，按照實際情況選擇適宜的補償機制。

（1）集中補償。用戶的變電裝置中，要利用集體安裝電容器組的方式減少變壓器無功功率損失量，并且保證節(jié)電效益，有效采取補償機制和補償措施，確保輸電線路的損失能降到最低，將相應(yīng)運行條件控制在能達(dá)到自動投切的階段，對無功負(fù)荷予以補充調(diào)節(jié)，提高利用效率。

（2）分組補償。主要是指相關(guān)技術(shù)部門要合理性分配不同的電容器，并且結(jié)合組別對配比要求以及配電線處理工序進行分析，建立分組補償機制，也為把不同車間之間無功電力負(fù)荷予以一體化平衡。

（3）個別補償。主要是將用電設(shè)備和電容器進行串聯(lián)處理，為電容器同時投入和同時產(chǎn)出提供保障，并且對機身無功損耗創(chuàng)設(shè)補償條件，以保證大型異步電動機效果較好。

4 結(jié)論

總而言之，在我國電氣自動化和無功補償技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的基礎(chǔ)上，要對技術(shù)體系和技術(shù)要點展開深度管理，確保補償優(yōu)勢得以突出，并且充分發(fā)揮無功補償技術(shù)和電氣自動化融合體系的優(yōu)勢，推動我國工業(yè)生活用電效率的全面進步，也為實現(xiàn)經(jīng)濟效益的增長提供保障，真正助力我國經(jīng)濟發(fā)展整體水平的提高。