無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探析

董金鳳 劉 揚(yáng)

摘 要：隨著現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展，電力的智能化自動(dòng)化也發(fā)展緩慢，受到人們的重視。在現(xiàn)代電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，無功補(bǔ)償技術(shù)作為其主要?jiǎng)恿χ?，?duì)現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用，不僅可以提高供電效率，而且可以有效地控制供電過程中各種設(shè)備的損耗。本文主要討論了無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用，并闡述了其應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；無功補(bǔ)償技術(shù)；應(yīng)用；研究

無功補(bǔ)償技術(shù)是一種基于無功補(bǔ)償技術(shù)的理論研究，主要是指電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)臒o功功率源和負(fù)載端，它是提高供電系統(tǒng)的功率因具有重要意義，同時(shí)也可以有效地減少相關(guān)設(shè)備和輸電線路損失的過程中，可以有效地提高電源的效率，網(wǎng)格對(duì)內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。無功補(bǔ)償技術(shù)的基本機(jī)理是將電容和感應(yīng)功率的負(fù)載并聯(lián)。通過這種方式，電網(wǎng)中的電能可以有效地減少電力傳輸過程中的損耗，從而可以通過兩種方式形成電感和電容式的無功補(bǔ)償，從而穩(wěn)定電網(wǎng)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。無功補(bǔ)償技術(shù)可以根據(jù)不同的補(bǔ)償方法大致分為三大類，主要包括就地補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。不同的補(bǔ)償方法可以適應(yīng)電網(wǎng)不同的運(yùn)行要求。

一、無功補(bǔ)償技術(shù)的主要特點(diǎn)

很早開始，我國對(duì)于無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用就有著一定的研究和應(yīng)用，特別是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，無功補(bǔ)償技術(shù)也逐漸得到了補(bǔ)充和創(chuàng)新，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用變得越來越廣泛。[1]隨著電氣自動(dòng)化的應(yīng)用和發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)也在逐漸的適應(yīng)著電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)和安全需求，目前為止，無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)成為了電氣自動(dòng)化的主要?jiǎng)恿χ?。針?duì)無功補(bǔ)償技術(shù)，它不僅有利于降低電力輸送過程中的電力消耗，同時(shí)對(duì)于國家電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全有著重要的意義。無功補(bǔ)償技術(shù)由于其無功服務(wù)獲取形式比較多，除了發(fā)電機(jī)以外，還可以通過相關(guān)的輸送線路獲得，因此它具有很重要的作用。另外，隨著電氣自動(dòng)化程度的不斷升高，感性無功技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，有效的保障了國家電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全。無功補(bǔ)償技術(shù)雖然具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是由于其無功服務(wù)主要是進(jìn)行投資費(fèi)用，這就造成了其費(fèi)用分析較為繁瑣和系統(tǒng)。

二、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的必要性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化發(fā)展與應(yīng)用逐漸滲透到了人們生活中的很多方面，對(duì)于人們的日常生活有著重要的影響。而無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全有著重要的影響，因此無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于人們的生活有著很重要的意義。目前來說，雖然電氣自動(dòng)化發(fā)展較快，但是還具有一定的不足和弊端，比如單相電力牽引作用下產(chǎn)生的負(fù)荷變化等問題。這些問題的存在已經(jīng)嚴(yán)重影響了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定，在某些情況下不僅會(huì)提高電力輸送過程中的電力能源消耗，降低電力系統(tǒng)中電力輸送效率，同時(shí)也會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運(yùn)行。而這些問題的解決離不開無功補(bǔ)償技術(shù)，因此無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用的必要性和重要性不言而喻。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中資源的耗損，同時(shí)還可以保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，在一定程度可以說其應(yīng)用具有很重要的意義。

三、無功補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)的途徑

1、借助濾波器

無功補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑有很多種，其中借助濾波器和其他設(shè)備之間的配合，從而實(shí)現(xiàn)濾波，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，這是比較常見的一種實(shí)現(xiàn)途徑。這種方式可以通過可控飽和電路器來進(jìn)行電路負(fù)載的改變，從而與TCR相互配合來提高功率因素。由于這種方法比較簡(jiǎn)單，所以在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用也是較為廣泛。

2、通過固定電抗與電容器

除了借助濾波器與其他設(shè)備的配合之外，通過固定電抗和電容器來實(shí)現(xiàn)濾波的目的也是一種實(shí)現(xiàn)途徑。這種實(shí)現(xiàn)途徑具有一定的局限性，其應(yīng)用在一定程度上受到限制。[2]通過固定電抗和電容器的方式來實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，它是基于較小的變化幅度下，只可以實(shí)現(xiàn)某些諧波的濾波，另外其濾波效果也并不理想，也不能精確地確定方式，具有很大的限制。

3、利用真空斷路器

除了上述的兩種實(shí)現(xiàn)途徑以外，還有一種方式來實(shí)現(xiàn)濾波的目的，就是利用真空斷路器來切斷電容器，從而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用。這種實(shí)現(xiàn)途徑需要在基于過零投切技術(shù)上進(jìn)行的應(yīng)用，通過制造電位差來實(shí)現(xiàn)線路阻抗的提高，進(jìn)而在電壓過零時(shí)，利用真空斷路器投切電容器，從而避免電容器涌流現(xiàn)象的出現(xiàn)。由于這種方式簡(jiǎn)單快捷，另外其實(shí)現(xiàn)成本也較低，因此得到了較為廣泛的應(yīng)用。

四、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用

1、真空斷路器

真空斷路器是基于無功補(bǔ)償理論而研制成的，由于其構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，而且成本較為廉價(jià)，對(duì)于有效的維持電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全有著重要的作用，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。真空斷路器的作用機(jī)理主要是將固定濾波器和合閘管調(diào)節(jié)電抗器來結(jié)合，從而達(dá)到在原本的工作效果技術(shù)上無功補(bǔ)償?shù)哪康模瑥亩S持電網(wǎng)系統(tǒng)中電流的平衡狀態(tài)，降低諧波對(duì)于電流功率的影響，將自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)功率因數(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。除此之外，真空斷路器還可以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備的無功補(bǔ)償服務(wù)，降低了相關(guān)的電力和能源消耗。

2、固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)器串聯(lián)

在基于真空斷路器的設(shè)計(jì)理論下，將晶閘管調(diào)節(jié)器替換合閘管調(diào)節(jié)電抗器，能夠以調(diào)節(jié)晶閘管的模式調(diào)節(jié)感性電流。除了串聯(lián)之外，將其進(jìn)行并聯(lián)，還可以實(shí)現(xiàn)容性電流的補(bǔ)償操作，對(duì)于維持電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定有著重要的作用和意義。一般而言，應(yīng)用這種技術(shù)并不需要很多的晶閘管，同時(shí)固定濾波器也不需要頻繁更換，這在一定程度上降低了成本，再加上其反應(yīng)速度較快，應(yīng)用越來越廣泛。但是需要注意的是，它在工作過程中也會(huì)造成一定的諧波出現(xiàn)。

3、用戶和回路補(bǔ)償技術(shù)

通常而言，針對(duì)用戶的無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用是在用戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)中，為了將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的電能消耗降到最低，提高電力利用率，降低無功消耗，從而降低電氣自動(dòng)化成本。[3]這種技術(shù)的應(yīng)用，是基于固定濾波器的基礎(chǔ)上來進(jìn)行內(nèi)部磁能飽和程度的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到回路的無功補(bǔ)償?shù)哪康?。這種技術(shù)的應(yīng)用，有利于電路中電流平衡狀態(tài)的保持，可以有效的控制電路中的負(fù)載電壓。另外，用戶和回路補(bǔ)償技術(shù)是一種用戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)中常用的一種無功補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)于維護(hù)用戶配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性有著重要的意義。除此之外，串聯(lián)的濾波器和電抗器的加入，對(duì)于整個(gè)用戶的配電網(wǎng)絡(luò)來說，可以在一定程度上控制母線電壓，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)無償操作。

五、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化對(duì)人們的影響越來越大。[4]人們生活的許多方面都無法脫離電力，供電工作已成為一個(gè)大問題。無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用，不僅有利于電力自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，而且對(duì)降低能耗、提高電力利用率具有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]金永旺.對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)В?015（14）：349+370.

[2]于軍，騰立國.電氣自動(dòng)化中的無功補(bǔ)償技術(shù)研究[J].河南科技，2014（17）：115.

[3]張建平.淺談無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2015（06）：10-11.

[4]高亢.對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2016（27）：144.