淺談電氣自動(dòng)化的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

湯朋飛

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用范圍越愛(ài)越大，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷變化大，帶有諧波的現(xiàn)象，傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足系統(tǒng)運(yùn)作的需求。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是采用無(wú)功、負(fù)序及諧波的綜合補(bǔ)償方式，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了有力的支撐。為此，本文主要對(duì)電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的作用、應(yīng)用及建議進(jìn)行了分析與探討。

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

隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的大量推廣，大量的線性和非線性負(fù)載投入運(yùn)行，使得電氣線路的無(wú)功補(bǔ)償不足和諧波污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，給電氣自動(dòng)化系統(tǒng)造成了大量的電能損耗，極大的制約了電氣自動(dòng)化技術(shù)的健康發(fā)展，為了提高電力線路的運(yùn)行質(zhì)量和改善資源利用率，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)線路中引入了無(wú)功補(bǔ)償裝置，從而為保證供電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性和提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性提供了有力保障。無(wú)功補(bǔ)償裝置也因其優(yōu)越的性能得到了電力部門和用電企業(yè)的高度重視，并在更深層次和領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用。

一、電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的作用

目前，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)中的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，其具有的意義與作用可以分為以下幾點(diǎn)：

1.提供電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定系統(tǒng)整體的電壓，最大程度的提高電網(wǎng)的質(zhì)量與安全，并為其配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，提高系統(tǒng)的整體輸電能力，為系統(tǒng)的整體抗干擾性。

2.由于高次諧波的存在經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致部分用電器產(chǎn)生局部過(guò)熱的問(wèn)題，通過(guò)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)則可以很好的避免該情況的發(fā)生。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)置靜止無(wú)功補(bǔ)償器，來(lái)改善電網(wǎng)中的電壓負(fù)荷，避免產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，從而可以達(dá)到保護(hù)電容器等用電器的目的。

3.無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)不論對(duì)于提高電網(wǎng)負(fù)載的功率因數(shù)還是大幅度降低用電設(shè)備中所需的電容量都可以起到非常好的作用和效果，從而避免造成更多不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

二、電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

1.真空斷路器投切電容器

這種補(bǔ)償方式中電容器組利用高壓母線上電壓互感器的一次繞組電阻放電，一般不裝設(shè)專門的放電裝置。為防止電容器高壓擊穿，在電容器組中接有熔斷器fu作為短路保護(hù)。為降低電容器組在合閘時(shí)產(chǎn)生的沖擊涌流及防止電容器組與線路電感發(fā)生串聯(lián)諧振，可串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍蛊鳌Ｋ苡行У貙?duì)高壓母線前主變壓器、高壓線路及電力系統(tǒng)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，能有效地提高工廠的功率因數(shù)，而且總投資少。

2.固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器

固定濾波器按諧波要求設(shè)計(jì)，反并聯(lián)晶閘管與電抗器串聯(lián)，通過(guò)改變晶閘管觸發(fā)角來(lái)調(diào)節(jié)流過(guò)電抗器的感性電流，使其與并聯(lián)濾波器中多余的容性無(wú)功補(bǔ)償電流平衡，滿足功率因數(shù)要求。優(yōu)點(diǎn)是固定濾波器長(zhǎng)期投人，需要的晶閘管數(shù)量少，響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能好，缺點(diǎn)是tcr也產(chǎn)生諧波。

3.變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

變電站是一個(gè)供電區(qū)域的供電中心，用不同電壓等級(jí)的配電線路向用戶供電。按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，配電線路和電力用戶應(yīng)該基本達(dá)到無(wú)功功率平衡，不向變電站索取無(wú)功電力。容性無(wú)功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償主變壓器無(wú)功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償。容性無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量可根據(jù)主變壓器容量來(lái)確定，可按主變壓器容量的10%～30%配置，并滿足35～110kv主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95的要求。當(dāng)主變壓器單臺(tái)容量為40mva及以上時(shí)，每臺(tái)主變壓器應(yīng)配置不少于兩組的容性無(wú)功補(bǔ)償裝置。

4.配電線路的無(wú)功補(bǔ)償

電力網(wǎng)中，配電線路數(shù)量很多，其線損約占總線損的60%-70%。因此，對(duì)配電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，降低配電線路的功率損耗十分重要。對(duì)配電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，在美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。分支線路補(bǔ)償法的基本原則是以分支線路的無(wú)功功率平衡為主，對(duì)分支線路的無(wú)功消耗進(jìn)行補(bǔ)償，盡可能減少分支線路向主干線索取無(wú)功，從而減少無(wú)功損耗：（1）以分支線路所帶配電變壓器的空載無(wú)功損耗來(lái)確定分組補(bǔ)償容量;（2）選擇負(fù)荷較大的分支線確定補(bǔ)償點(diǎn);（3）對(duì)于小分支和個(gè)別的配電變壓器，可視為主干線上的近似均勻分佰負(fù)荷.可按需要確定補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償容量（補(bǔ)償空載無(wú)功損耗）;

三、電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)建議

1.在電力系統(tǒng)網(wǎng)中要高度重視對(duì)變壓器、配電線路電能損耗的無(wú)功補(bǔ)償，必須提高功率因數(shù)的功率值，增強(qiáng)供、配電系統(tǒng)的利用率，降低電力資源的消耗量。在安裝受電端無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，要盡可能地減低負(fù)荷無(wú)功功率的消耗，減少配電線路的損耗，提高功率因數(shù)。這種無(wú)功功率補(bǔ)償是最直接、最經(jīng)濟(jì)的節(jié)能減耗的方式。

2.在電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用中，要加強(qiáng)對(duì)用戶側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓芾砹Χ?，加大?duì)節(jié)能降耗的宣傳力度。在用戶群中形成對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的充分認(rèn)識(shí)，減少用戶側(cè)中對(duì)有功功率的消耗，降低成本的投入，提高功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的有效無(wú)功補(bǔ)償。

3.在電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)中并聯(lián)電容器也占有重要地位。并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償是為了更好地節(jié)約電能和提高供電的質(zhì)量，主要方法是通過(guò)提高用電負(fù)載的功率因數(shù)，減少電力網(wǎng)的用電損耗，目前這種節(jié)電方式已經(jīng)得到了人們的廣泛認(rèn)可。通過(guò)提高功率因數(shù)不僅能夠減少有功功率的消耗量，還能減少無(wú)功功率的消耗量，同時(shí)還能增加變壓器和電力線路容量的利用率，這就有利于并聯(lián)補(bǔ)償電容器與補(bǔ)償設(shè)備之間的連接，提高電力功率因數(shù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨電氣自動(dòng)化技術(shù)在多領(lǐng)域的大量運(yùn)用，線形與非線性負(fù)載應(yīng)用也逐漸增多，進(jìn)而加重了電氣線路無(wú)功補(bǔ)償不足與諧波污染問(wèn)題，并導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)電能損耗增加，這給電氣自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展造成了嚴(yán)重制約。為有效提升電力線路運(yùn)行質(zhì)量與實(shí)現(xiàn)資源利用率最大化，可將無(wú)功補(bǔ)償裝置合理引入電氣自動(dòng)化系統(tǒng)線路，以此提升電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

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