電氣自動化中的智能無功補償技術(shù)（1）

包訓(xùn)虎

摘 要：現(xiàn)階段，我國的智能化建設(shè)迅速，經(jīng)過電力行業(yè)的深化改革，我國實現(xiàn)了電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)了電力自動化發(fā)展。但是，隨著這種發(fā)展而來也產(chǎn)生了諸多阻礙其發(fā)展的技術(shù)難題與管理問題。一方面，在城鄉(xiāng)一體化改革中，城鄉(xiāng)用電用戶數(shù)量與電量需求逐漸擴增，用電管理也隨之需要進(jìn)一步完善;另一方面，在電網(wǎng)規(guī)?；脑鞐l件下，自動化設(shè)備數(shù)量與智能化控制范圍擴大，電力系統(tǒng)的安全運行也受到了挑戰(zhàn)，若不對其中產(chǎn)生的無功功率進(jìn)行有效控制，則會造成諸多資源浪費。與發(fā)達(dá)國家相比，我國電力自動化中智能無功補償技術(shù)的應(yīng)用相對較晚，應(yīng)用主要體現(xiàn)在對電抗器裝置、固定濾波器、電容器投切、靜止無功補償裝置的應(yīng)用方面。旨在通過在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能無功補償技術(shù)保障電力系統(tǒng)運行的安全可靠性與穩(wěn)定性，同時，降低電能損耗。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;智能無功補償;技術(shù)

引言

電力在我國生產(chǎn)生活中屬于十分重要的能源，而在電源傳輸?shù)倪^程中由于室外溫度和傳輸距離的影響，電壓會出現(xiàn)不穩(wěn)定變化，進(jìn)而會對生產(chǎn)用電與生活用電造成影響。因此，有必要在電力自動化中運用無功能補償技術(shù)來提供穩(wěn)定電源。基于此，本文就智能無功補償技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用進(jìn)行探究分析，并闡述一些有效的策略。

1.電力自動化中智能無功補償技術(shù)

基礎(chǔ)知識。（1）智能無功補償對象為電力系統(tǒng)產(chǎn)生的無功功率，主要采用智能無功補償裝置加以實現(xiàn)，同時抵消電力損耗。（2）常見無功功率類型包括：基波無功功率、容性無功功率、感性無功功率、諧波無功功率等。（3）影響無功功率的因素主要以電力設(shè)備功率因數(shù)為主，如高壓系統(tǒng)中，對稱性的電壓與電流是常態(tài)，而三相功率也趨于一致，若采用補償方案則需要提升設(shè)備功率因數(shù)，以此實現(xiàn)對設(shè)備容量與功率損耗的控制。技術(shù)特征。智能無功補償技術(shù)特征體現(xiàn)在三個方面：（1）電磁互感會影響設(shè)備電壓，如現(xiàn)代電力設(shè)備以電磁感應(yīng)原理為實現(xiàn)基礎(chǔ)，而發(fā)電機組線圈在失去發(fā)電機組運行中，發(fā)電轉(zhuǎn)子憑借磁感線切割運行生成交流電，此時設(shè)備就會受到電磁互感的直接影響;而變壓器通過電磁感應(yīng)實現(xiàn)電壓傳輸;因此，在電網(wǎng)運行中設(shè)備電壓會受電磁感應(yīng)影響，從而造成對智能無功補償?shù)挠绊?。?）電能損耗受設(shè)備運行功率影響，如電力設(shè)備在電網(wǎng)運行中，其電阻抗、電容器、電容抗和電感器均會產(chǎn)生諧波，并生成無功功率，進(jìn)而引發(fā)電力損耗;在諧波控制中需要應(yīng)用智能無功補償裝置提高設(shè)備有功功率，降低其損耗。（3）無功功率與智能無功補償緊密關(guān)聯(lián)，即無功功率管理影響電力系統(tǒng)運行效率、質(zhì)量，而進(jìn)行科學(xué)管理則可以控制電網(wǎng)運行中的電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)功率因數(shù)目標(biāo)，從而補償無功功率。補償原理。電力系統(tǒng)中的感性功率多為負(fù)載綜合阻抗，它需要借助容性功功率補償;而電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率之間緊密關(guān)聯(lián)。無功補償則按照這種要素之間的關(guān)系特性，通過對功率因數(shù)調(diào)節(jié)加以實現(xiàn);其中，功率因數(shù)的調(diào)節(jié)則主要通過對發(fā)電機輸出設(shè)備、投切無功補償設(shè)備實現(xiàn)。

2.智能無功補償技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用

2.1選擇合適的智能無功補償技術(shù)

根據(jù)電網(wǎng)的搭建情況不同，選擇的智能無功補償技術(shù)也不盡相同。為了提高電流在傳輸過程中的穩(wěn)定性并降低電力損耗，首要任務(wù)是根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)與設(shè)計要求選擇合適的智能無功補償技術(shù)。在選擇智能無功補償技術(shù)時，需要嚴(yán)格圍繞著能否完善解決“用電設(shè)備、電力設(shè)備與電網(wǎng)系統(tǒng)之間的電流不平衡”問題進(jìn)行。此外，還要考慮技術(shù)成本與設(shè)備成本問題，在能夠有效解決問題的情況下，盡量降低電力自動化的成本。在選擇合適的智能無功補償技術(shù)的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格把握以下三個要求：（1）以固定補償為主;（2）以分散補償為主;（3）以低壓補償為主。固定補償是不以線路使用情況作為參考而投入固定量的補償方式，與調(diào)節(jié)補償相比，固定補償更穩(wěn)定，但是當(dāng)使用力率較高時，補償會過量，而使用力率較低時，補償會不足。分散補償又稱分組補償，其工作原理是利用電容器進(jìn)行補償，電容器在放電狀態(tài)與充電狀態(tài)之間不停地進(jìn)行變換，以此來對電力自動化系統(tǒng)進(jìn)行無功補償。分散補償經(jīng)濟成本高，不適合在大型電網(wǎng)系統(tǒng)中使用，僅在小型工廠生產(chǎn)用電中投入使用。低壓補償，能夠減少電流在傳輸過程中的損耗，而且在電阻器件相同是情況下，低壓電能產(chǎn)生的電流更小，對用電設(shè)備與電氣原件造成的損害會大大降低。電網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜繁復(fù)，在選擇智能無功補償技術(shù)時，一定要對電網(wǎng)系統(tǒng)的情況進(jìn)行實地考察，根據(jù)實際條件，在三種智能無功補償技術(shù)中選擇合適的一種。這樣不僅能夠提高電網(wǎng)系統(tǒng)智能無功補償?shù)男?，還能降低電網(wǎng)系統(tǒng)后期維護的成本。

2.2挑選合適的智能無功補償投切開關(guān)

除了要選擇適合的智能無功補償技術(shù)，還要對智能無功補償?shù)耐肚虚_關(guān)進(jìn)行選擇。智能無功補償投切開關(guān)在整個無功補償過程中占據(jù)舉足輕重的地位。不同類型的開關(guān)的功能不同，優(yōu)勢與劣勢也不盡相同，選擇合適的智能無功補償投切開關(guān)不僅能夠提高設(shè)備工作效率，還能降低電力自動化的投入成本?，F(xiàn)階段，電力自動化中智能無功補償投切開關(guān)主要分為三大類型：（1）智能化一體投切開關(guān);（2）固態(tài)繼電器開關(guān);（3）電容器開關(guān)。其中智能化一體投切開關(guān)經(jīng)濟實惠，據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，該類型的開關(guān)的平均使用壽命可以達(dá)到6000～6500h。這種開關(guān)的主要原理是應(yīng)用了真空低壓技術(shù)，開關(guān)閉合時，開關(guān)內(nèi)部呈真空低壓狀態(tài)，無導(dǎo)電介質(zhì);開關(guān)打開時，開關(guān)內(nèi)部呈常壓非真空狀態(tài)，能夠?qū)щ?。但是這種開關(guān)在閉合與打開操作下，內(nèi)部狀態(tài)變化較慢，則運行速度也較慢。固態(tài)繼電器開關(guān)運行速度較快，但是在運行過程中受電壓諧波與電流諧波干擾較明顯，運行過程中產(chǎn)生一定的噪音，會對電流傳輸造成一定的影響，使用過程中一定要對噪音進(jìn)行控制。電容器開關(guān)也具備運行速度較快的特性，但是其初期投入成本與后期維護成本較高，不適合在大型電網(wǎng)系統(tǒng)中大面積投入使用。這三種智能無功補償投切開關(guān)優(yōu)缺點各異，在大型智能無功補償規(guī)劃中，通常將這三種開關(guān)同時應(yīng)用，根據(jù)每一種智能無功補償投切開關(guān)的特點，選擇合適的安置位置。在滿足電力自動化要求的情況下，能夠極大限度的提升智能無功補償工程的效率，并將成本控制在一定范圍內(nèi)。

結(jié)語

該技術(shù)的應(yīng)用在技術(shù)層面和管理層面還有很大的完善空間，行業(yè)在技術(shù)的應(yīng)用中要發(fā)揮不同技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)勢，為無功補償技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展創(chuàng)造便利。電氣自動化的發(fā)展事關(guān)諸多工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)水平，讓我們攜起手來一起努力。

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