淺談電氣自動化中無功補償技術的應用

宋世健

【摘? 要】若要有效落實無功補償技術，保障地域電氣自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。一方面技術人員需做好地域電氣自動化系統(tǒng)運行現(xiàn)狀的調(diào)查工作，判斷潛在的使用風險，并提供適宜的無功補償方案;另一方面，還需站在資源可持續(xù)利用與電氣系統(tǒng)運行安全性角度考慮補償技術的選擇要素，從不同設備風險與問題中尋求協(xié)調(diào)，以便使無功補償效果更可控。本文基于電氣無功補償技術特征展開分析，在明確有效的補償措施同時，期望能夠為后續(xù)電氣自動化系統(tǒng)的構建提供良好參照。

【關鍵詞】電氣自動化;無功補償;技術應用

隨著我國經(jīng)濟體制的不斷發(fā)展與完善，城市居民對電氣自動化系統(tǒng)運行的可靠性與安全性要求也在不斷提升。其中，無功補償技術作為協(xié)調(diào)電氣設備能耗的重要措施，如果技術存在問題，不但會嚴重影響地域電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使電力設備損耗速率加快，同時也極易誘發(fā)電力事故，使電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性無法保障。因此，如何做好電氣自動化無功補償工作便需要得到技術人員的著重關注。

一、電氣無功補償技術特征

首先，無功補償技術能夠從多種環(huán)境與系統(tǒng)中獲取電能，有效利用電氣系統(tǒng)中的電能資源，降低日常配電系統(tǒng)中的能源損耗;其次，若將無功補償技術應用至遠程電力傳輸系統(tǒng)內(nèi)， 通常對電力系統(tǒng)電壓差有較高的要求，而電壓差環(huán)境若是增大，對應的有功損耗也會直線上升，使地方供電的經(jīng)濟效益降低;最后，無功補償技術在電氣自動化系統(tǒng)中的運用，需要通過頻率控制手段以均衡電氣系統(tǒng)內(nèi)的功率環(huán)境，確保各個方向電壓均衡且頻率統(tǒng)一，才能使各處電網(wǎng)節(jié)點的功率環(huán)境穩(wěn)定。

二、電氣無功補償技術作用

1.? 提高功率因數(shù)

從無功補償作用特征角度來看，無功補償能夠顯著降低配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的能源損耗總量，受容性功率負荷裝置與感性功率負荷裝置并聯(lián)的方式影響，能夠將電氣系統(tǒng)內(nèi)的能源隨意切換為兩種狀態(tài)，通過識別供電網(wǎng)不同時段運行特征與水準對供電環(huán)境進行調(diào)控，降低能源、電氣設備、人力與物力資源的整體損耗，使電氣資源的整體利用率得到持續(xù)提升。現(xiàn)階段，我國在電氣自動化理念的應用環(huán)境中，更能夠借助數(shù)據(jù)識別與處理等舉措調(diào)控電氣系統(tǒng)的運行效率，使電氣系統(tǒng)功率因數(shù)的可控性得到顯著提升。

2.? 維持電力運行

電氣自動化技術在運用過程中，需要提前對不同地域與系統(tǒng)下的電氣設備運行狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集工作，確保數(shù)據(jù)內(nèi)容完善，并時刻監(jiān)督電氣系統(tǒng)參數(shù)。但從電氣系統(tǒng)整體管控角度來看，不同設備受參數(shù)差異的影響，在相同功率運行環(huán)境下，其性能都會受到不同程度的限制，導致能源損耗、電壓負荷增加等問題出現(xiàn)，單憑自動化數(shù)據(jù)無法對此類問題進行調(diào)控。而無功補償裝置則能夠能源切換等手段縮減功率環(huán)境對電氣設備的影響，使整體電網(wǎng)的無功功率得到合理分配，由此提高電氣系統(tǒng)的整體運行效率，減輕電氣損耗對電網(wǎng)質量的影響。

三、無功補償技術應用基本要求

1.? 變壓器與電動機

在進行無功補償技術的應用時，變壓器的數(shù)量、容量以及電動機的選擇都是十分關鍵的，我們需要根據(jù)自身的情況進行選擇，另外，我們所選的變壓器以及電動機需要能夠一定程度上降低線路的感抗，進而確保無功補償技術能夠順利的融入到整個電氣自動化的系統(tǒng)中去。若我們當前的工藝條件與最初設計的條件不相符時，我們可以通過兩種方法來提高電力系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，即同步電動機與間歇工作制設備。

2.? 電容器使用條件

當系統(tǒng)的自然功率因數(shù)提升之后，如果相關的工藝與設計仍然有著較大的差距，我們就需要選擇無功補償裝置，在無功補償裝置的選擇上我們通常是選擇以并聯(lián)為主的電容器，同時對電容器有所要求，我們所規(guī)定的電容器的規(guī)格為：低壓供電單位的功率因數(shù)要比0.85小，或將高壓供電的單位電壓規(guī)定為10kV，因為此種方法可以減少對于電容器的損耗，很大程度上提高了輸電的效率。

3.? 平衡性原則

在無功補償技術中應用平衡性原則主要體現(xiàn)在兩個方面：1）通過運用抵押電容器來進行系統(tǒng)中的低壓無功負荷，然后運用高壓電壓器進行系統(tǒng)中的高壓無功電荷補償。2）當用電設備的負荷相對平衡以后，同時使用的次數(shù)相對較多，容量也相對來說加大時，我們就需要將無功補償?shù)难b置與電氣設備進行同時通電。

四、無功補償技術的應用對策

1.? 明確無功補償方案

供電系統(tǒng)評價標準的核心是電能質量，而電壓直接影響電能質量。功率和阻抗是造成電氣自動化無功功率出現(xiàn)的主要因素。AT供電技術作為鐵路領域使用最廣泛的無功補償技術，采用SCOTT變壓器，并利用晶閘管電子開關控制電容投切。結合我國鐵路發(fā)展現(xiàn)狀，該方法可在較長的輻射路線上有效地控制和降低負序。

2.? 解決無功補償共性問題

在電氣自動化中應用無功補償技術，不僅提高了電氣系統(tǒng)的安全性，而且提高了資源的使用效率。通過降低電網(wǎng)事故的處理成本，可實現(xiàn)預算系統(tǒng)應用中經(jīng)濟利益的有序增長。發(fā)電廠轉移到變電站的無功電流通過線路流入到低壓線時，產(chǎn)生無功電流遠距離傳輸。因此，變電站無功補償技術在生產(chǎn)領域中應用廣泛，且需要將變電站總區(qū)域劃分為若干個子區(qū)域展開無功補償。通常，220kV變電站具有較多的調(diào)節(jié)功能，可靈活調(diào)節(jié)容量，甚至可達到負荷功率的最高值（0.98）。具體地，需結合當?shù)貙嶋H情況判斷變電站是否配備了無功補償技術，然后科學調(diào)整補償變壓器。

3.? 選擇適宜的智能補償

正確選擇智能補償方案，需遵循合理布局、就地平衡及分級補償?shù)脑瓌t。全面發(fā)揮最大補償效益，需從以下三方面出發(fā)。

電力部門與用戶補償?shù)慕Y合：在用戶中加入無功功率補償，可提高電氣在工作運行中的功率因素，減少用戶在日常用電中消耗的有功功率，降低用戶電費。結合有關調(diào)查結果可知，約40%的無功功率消耗在線路和配電變壓器，60%的無功功率消耗在用戶電氣設備。

集中與分散補償結合：變電站集中無功補償時，需對電網(wǎng)電線路、配電變壓器及設備分散補償，提高無功補償?shù)慕?jīng)濟效益。此外，由于無功補償數(shù)值并非越高越好，分散補償技術在實際運用中需合理布置、正確選擇。實際操作中，由于分散補償維護困難，多數(shù)采用集中補償方法。

調(diào)壓與降損結合：合理的調(diào)壓舉措能夠將設備電壓維持在用戶適用的范圍內(nèi)，降低電壓波動對供電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，使電力供應質量得到基本保障;降損則是提高電氣自動化系統(tǒng)運行效益的舉措，當電壓出現(xiàn)波動時，降損等無功補償措施也能夠有效遏制電壓風險，使電網(wǎng)功率因數(shù)的穩(wěn)定性與可靠性得到持續(xù)保障。

五、結語

無功補償技術在電氣自動化系統(tǒng)中的有效運用，既能夠為電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的無功協(xié)調(diào)與補償平臺，降低外界環(huán)境與電氣結構帶來的影響，同時憑借智能補償機制，也能夠為電網(wǎng)提供更便于操控的電能管理平臺，使電網(wǎng)內(nèi)部資源的利用率得到提升。故而，在論述電氣自動化中無功補償技術的應用期間，必須明確無功補償技術的特征與作用，并提供有效的安裝方案，以便使電氣自動化系統(tǒng)的運行效果得到保障。

參考文獻

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