試析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

摘 要：針對目前電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用過程存在的問題，本文以實際工程項目為例，分析了無功補(bǔ)償技術(shù)在工程電氣自動化建設(shè)中的功能優(yōu)勢，并提出了具體實踐的措施方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。結(jié)果表明，只有在明確無功補(bǔ)償技術(shù)整體應(yīng)用功能與優(yōu)勢的情況下，才能與工程項目的實際建設(shè)需求結(jié)合起來，以提高電子自動化系統(tǒng)運行的可靠性。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動化技術(shù)；機(jī)電安裝工程；有源濾波器

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0097-02

引 言

電氣自動化，作為滿足各行各業(yè)發(fā)展對電力系統(tǒng)運行安全可靠需求的關(guān)鍵，其建設(shè)使用過程易受所處環(huán)境條件因素復(fù)雜，而出現(xiàn)不穩(wěn)定性變化。為此，研究人員應(yīng)對以往機(jī)電安裝工程應(yīng)用電氣自動化無功補(bǔ)償技術(shù)情況進(jìn)行分析，即在明確技術(shù)運用功能與優(yōu)勢的情況下，將無功補(bǔ)償技術(shù)的運用效果充分發(fā)揮出來。這是推動涉及行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的重要科研內(nèi)容，相關(guān)人員應(yīng)將其更多地作用于不同建設(shè)要求與環(huán)境條件的機(jī)電安裝工程，進(jìn)而實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行控制的優(yōu)化目標(biāo)。

1 行業(yè)背景

筆者從事機(jī)電安裝施工管理多年，項目涉及制糖業(yè)、造紙業(yè)、化工廠、熱電站等領(lǐng)域，每個項目的供配電系統(tǒng)也是各不相同，由于機(jī)電安裝工程電氣施工涉及內(nèi)容眾多，因此，研究人員應(yīng)從電氣自動化角度來控制工程電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。要想實現(xiàn)此目標(biāo)，工程建設(shè)者應(yīng)將無功補(bǔ)償技術(shù)充分利用起來，即在明確其技術(shù)運用功能優(yōu)勢的情況下，來使其作用效果充分發(fā)揮出來。

2 電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用功能及優(yōu)勢

（1）當(dāng)機(jī)電安裝工程的電氣自動化建設(shè)在三相負(fù)載作用下出現(xiàn)了不平衡條件，無功補(bǔ)償技術(shù)能夠?qū)θ嘁曉诠β蔬M(jìn)行平衡，進(jìn)而改善工程電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性能。這里的穩(wěn)定性能是指抗干擾性和整體性能[1]。

（2）由于電力網(wǎng)是由大量電力輸電線路組成，因此，可劃分為高、中、低三種模式進(jìn)行控制。經(jīng)實踐證實，高壓電網(wǎng)與低壓電網(wǎng)的流動電壓穩(wěn)定性不高，將無功補(bǔ)償技術(shù)運用于其中能夠改善電氣自動化系統(tǒng)運行的安全可靠性。如此，電力系統(tǒng)就可在此技術(shù)條件下以安裝狀態(tài)運行，進(jìn)而保證涉及系統(tǒng)的輸電質(zhì)量。此外，在實際運行過程中，無功補(bǔ)償技術(shù)的運用還應(yīng)配備相應(yīng)的調(diào)壓器，以與技術(shù)相配合，進(jìn)而大幅提升系統(tǒng)運行的抗干擾性能與整體性能。

（3）當(dāng)無功補(bǔ)償技術(shù)運用于本機(jī)電安裝工程的電氣自動化控制，還可改善電網(wǎng)與負(fù)載的功率因素，并盡可能減少各個用電設(shè)備的電容量，最終實現(xiàn)節(jié)能與降低造價的目標(biāo)。

（4）運用無功補(bǔ)償技術(shù)后，還能為電力系統(tǒng)運行配置相應(yīng)的靜置無功補(bǔ)償器。如此，不僅能夠調(diào)控電氣自動化運行中的電網(wǎng)電壓，還能為電氣自動化運行中的電容器與電纜設(shè)備提供安全運行的保障。從整體角度來看，技術(shù)運用有效防止了因高次諧波給系統(tǒng)局部運行帶來的發(fā)熱故障發(fā)生。

故而，電氣自動化技術(shù)人員需將無功補(bǔ)償技術(shù)充分重視起來，以滿足機(jī)電安裝工程電氣自動化系統(tǒng)建設(shè)的安全穩(wěn)定要求[2]。

3 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用控制策略

3.1 技術(shù)實踐途徑

3.1.1 電抗器、電容器以及固定濾波器

工程電氣自動化安全建設(shè)人員應(yīng)通過控制連接于低壓母線上的變壓器、電抗器以及濾波器，來控制與調(diào)節(jié)電壓，進(jìn)而改良系統(tǒng)無功的出力過程。在具體的調(diào)節(jié)過程中，應(yīng)通過分接開關(guān)的晶閘管與無載調(diào)節(jié)來實現(xiàn)通斷控制。此外，該運行方案的運用，還能為電氣自動化提供穩(wěn)定的濾波與無功功率。

3.1.2 變壓器與固定濾波器的調(diào)節(jié)

上述兩種設(shè)備利用晶閘管的高漏抗變壓器來維持運行效果。這是因為，系統(tǒng)運行過程消耗的能量較大，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合工程項目的實際情況進(jìn)行選用。

3.1.3 固定濾波器與可供飽和電抗器

當(dāng)無功補(bǔ)償技術(shù)采用此配置方案，實質(zhì)上，就是對飽和電抗器中的磁飽和程度進(jìn)行控制，以調(diào)整作用于回路的感性電流。此外，還應(yīng)盡量將處于并聯(lián)狀態(tài)濾波中的剩余容性無功功率與感性電流進(jìn)行抵消，進(jìn)而使其運行處于平衡狀態(tài)。此方案作用于實踐的優(yōu)勢在于，能夠以長期穩(wěn)定狀態(tài)的固定濾波器作用于并聯(lián)濾波支路。但此過程形成的諧波會對設(shè)備帶來一定影響，即導(dǎo)致運行噪聲較大。

3.1.4 靜止無功發(fā)生器

該設(shè)施能夠?qū)⒍嘀鼗夹g(shù)與脈沖寬度調(diào)制技術(shù)集成運用，從而與傳統(tǒng)交換虛擬電路和電阻溫度系數(shù)區(qū)分開來，即諧波含量較低，不會對電網(wǎng)運行造成二次污染影響。在安全性方面，由于運行過程無功發(fā)生器被作為電流源，因此，不會與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振效應(yīng)，具有不可提高的安全控制效果。此外，靜置無功發(fā)生器還能實現(xiàn)電氣自動系統(tǒng)運行的負(fù)載不平衡、負(fù)載諧波以及負(fù)載無功等功能補(bǔ)償。由于其響應(yīng)時間多在5ms以內(nèi)，因此，能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)從額定容性無功功率到額定感性無功功率的轉(zhuǎn)換目標(biāo)，進(jìn)而使響應(yīng)速度能夠以快速狀態(tài)完成沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償控制。如此，電氣自動化運行過程出現(xiàn)的問題，就能通過及時有效的補(bǔ)償控制，來保證工程建設(shè)的安全可靠性[3]。

3.2 技術(shù)控制措施

3.2.1 技術(shù)方向與方式調(diào)控

電能質(zhì)量雖然是判斷電網(wǎng)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，但多數(shù)情況下，電氣自動化系統(tǒng)的無功問題是由阻抗與公路因素所致。因此，無功補(bǔ)償技術(shù)人員應(yīng)采用AT供電方式來達(dá)到電氣自動化的無功補(bǔ)償預(yù)期。具體來說，就是利用晶閘管電子開關(guān)來進(jìn)行電容器的投切處理，并采用SCOTT變壓器來減少較長輻射路線上的運行負(fù)序問題，進(jìn)而強(qiáng)化電能控制質(zhì)量。

3.2.2 并聯(lián)混合有源濾波器

作為當(dāng)前電氣自動化市場環(huán)境中較為先進(jìn)的混合式補(bǔ)償方案，并聯(lián)混合有源濾波器，能夠解決因電力牽引負(fù)荷所帶來的穩(wěn)定性影響，進(jìn)而控制電力濾波器的補(bǔ)償量，以避免超出額定值問題的出現(xiàn)。換句話說，就是混合APF與LC技術(shù)后，協(xié)調(diào)大型電氣自動化系統(tǒng)的補(bǔ)償效果，進(jìn)而對諧波落實注入式的無功補(bǔ)償。該補(bǔ)償方案的運用，能夠有效節(jié)約成本，進(jìn)而高效作用于低壓電網(wǎng)環(huán)境。

具體的技術(shù)運行實踐過程，應(yīng)確定正確有效的補(bǔ)償方案。由于配網(wǎng)無功分配補(bǔ)償主要作用于配電變壓器裝置，因此，可將電容器組安裝至配電變壓器的低壓引線部位。此過程，因電容器容量較小，所以，技術(shù)人員可不考慮保護(hù)裝置、合閘通流以及過電壓等問題帶來的影響。只需將電容器組與配電變壓器一并進(jìn)行投、撤，而后，經(jīng)變壓器低壓繞組設(shè)施來完成相關(guān)的放電控制過程。在計算無功補(bǔ)償過程中，技術(shù)人員應(yīng)在配電變壓器部位設(shè)置小型且分散的補(bǔ)償電容器。如此，電動機(jī)設(shè)備形成的無功功率，就可用于用戶補(bǔ)償數(shù)值的確定。值得注意的是，基于對變壓器空載狀態(tài)的考慮，應(yīng)保證電容器容量與無功功率相符，以此來保證補(bǔ)償數(shù)值確定的精準(zhǔn)性。

相關(guān)設(shè)施的安裝過程，應(yīng)考慮所處的用電環(huán)境，多數(shù)情況應(yīng)將低壓電容器安裝至配電變壓器與低壓出線桿的橫擔(dān)部位。當(dāng)電容器電壓增加時，相關(guān)人員可安裝一個小型支架來對低壓電容器進(jìn)行固定。當(dāng)完成低壓電容器的安裝后，就可將電容器出線頭連接至配電變壓器的低壓引線部位，進(jìn)而通過相關(guān)補(bǔ)償線路的數(shù)據(jù)資料來控制電容器的輔助設(shè)備數(shù)量和安裝數(shù)量，以及相關(guān)規(guī)格型號等。這樣一來，就可為后續(xù)的總體預(yù)算提供重要的數(shù)據(jù)信息[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的運用，需安裝與補(bǔ)償方案合理制定角度入手，來使無功補(bǔ)償技術(shù)的運用效果起到事半功倍的作用，進(jìn)而達(dá)到機(jī)電安裝工程的建設(shè)使用目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[4]張建平.淺談無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2012（06）：10～11.

收稿日期：2018-10-18

作者簡介：莫若荷（1984-），男，工程師，本科，主要從事工程施工管理工作。