淺析無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

劉國保

摘要：本文首先闡述了電氣自動化中無功補償技術(shù)的特點，接著分析了電氣自動化中無功補償技術(shù)優(yōu)勢，最后對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用進行了探討。希望能夠為相關(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：無功補償技術(shù);電氣自動化;應(yīng)用

引言：

隨著我國機電一體化技術(shù)的不斷提高，無功功率補償技術(shù)電力自動化中應(yīng)用作用和重要性逐漸轉(zhuǎn)化，成為電氣自動化技術(shù)的主要發(fā)展方向。無功功率補償技術(shù)也是電力行業(yè)未來主干網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要保障。無功功率補償技術(shù)可在一定程度上改善電氣自動化的安全性能和抗干擾能力，提升電路系統(tǒng)穩(wěn)定性，保障整個電網(wǎng)安全的重要因素。一般而言，正確使用無功功率補償技術(shù)，既能最大限度地實現(xiàn)電氣自動化，又能緩解部分問題。在電氣自動化中采用無功功率補償技術(shù)，將更加安全、經(jīng)濟。

1電氣自動化中無功補償技術(shù)的特點

1.1多樣性

從傳統(tǒng)的發(fā)電原理中不難分析出，電能的主要來源是依靠發(fā)電機的運行，而無功補償技術(shù)中的電能來源具有多樣性，也就是說，其不只是通過發(fā)電機來獲取電能，還可以通過調(diào)相機和靜止無功補償器來獲取。

1.2局限性

在無功補償技術(shù)下的電能傳輸，如果想滿足遠距離電能傳輸?shù)男枨?，就需要供電端和使用終端之間的電壓差非常大，但是，電壓差達到一定量時就會讓供電系統(tǒng)產(chǎn)生有功功率的損耗現(xiàn)象，這種損耗在一定程度上阻礙了電力節(jié)能工程的進行和發(fā)展，也無法滿足國家對環(huán)保節(jié)能理念的要求。基于此，無功補償技術(shù)下的電能在現(xiàn)階段只能進行近距離輸送，盡可能遠離遠距離輸送電能的情況。因此，無功補償技術(shù)具有一個的局限性和地域限制。

1.3分散性

現(xiàn)如今，我國電力系統(tǒng)主要還是依靠平衡有功功率來控制電網(wǎng)頻率的，我國的單頻率在全國都是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以要想實現(xiàn)對頻率的統(tǒng)一性，符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，就必須通過全網(wǎng)有功功率平衡為切入點，這也是實現(xiàn)頻率統(tǒng)一的有效途徑和關(guān)鍵所在。但是，在電力系統(tǒng)中，供電網(wǎng)的每個節(jié)點電壓都存在一定的差，也就是電壓具有分散性的特點。因此，要想保持有功平衡，就要保證無功平衡，秉承具體問題具體分析的態(tài)度，對電力系統(tǒng)供電網(wǎng)節(jié)點的電壓做到分別控制，以點帶面逐步實現(xiàn)對全網(wǎng)電壓的有效控制。

2電氣自動化中無功補償技術(shù)優(yōu)勢

2.1提高濾波傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性

在電氣自動化設(shè)備運行中，會有濾波傳輸運行，濾波傳輸?shù)男手苯記Q定了電氣自動化設(shè)備的運行效率，而濾波傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率則受到了無功補償技術(shù)的影響。在電氣自動化運行和工作的過程中，濾波傳輸?shù)姆€(wěn)定性主要是依靠電抗器和聯(lián)晶管一起共同控制的，而當(dāng)在電氣自動化設(shè)備中應(yīng)用了無功補償技術(shù)后，電抗器中的電壓在急速增強、電阻穩(wěn)定的同時，還保障了聯(lián)晶管中有較強的電流傳輸，無功補償技術(shù)有效地提高了電氣自動化設(shè)備中無線電波的傳輸穩(wěn)定性，從而提高了鋁箔傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.2提升電能利用率

電氣自動化設(shè)備工作時，輸出的功率主要是有功功率和無功功率這兩種。有功功率就是將電能轉(zhuǎn)化成了生產(chǎn)所需的機械能、動能、熱能等能量形式，而無功功率則是將電能轉(zhuǎn)化成了具有周期性轉(zhuǎn)換的另一種能源形式。近年來，隨著電氣自動化水平的不斷提升，讓電氣自動化生產(chǎn)更加的高效和便捷，同時，還降低了企業(yè)人力的投入，但同時也消耗了更多的電能，電能的損耗對于節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)業(yè)來說是極其不利的，而無功補償技術(shù)則提升了電能的利用率，降低了電能損耗，避免了資源浪費。

3無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

3.1配電線路的無功補償

電力網(wǎng)內(nèi)的配電線路使用量非常大，其線損率問題比較嚴(yán)重，需要高度重視配電線路的無功補償問題，使配電線路的功率損耗控制在可控范圍之內(nèi)。配電線路網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，依據(jù)其實際情況，可以采取自動、固定、集中和分散等模式實施高效的管理。第一，安裝固定補償電容器，其容量為主變壓器容量的15%;第二，在線路負荷中心位置安裝固定補償電容器;第三，在線路負荷中心上側(cè)安裝自動補償電容器。對于補償分支線路的無功消耗來說，其核心為平衡分支線路的無功功率，有效控制分支線路向主干線路索取無功功率，將無功損耗降低到最小值。第一，容量分組補償。依據(jù)分支線路的配電變壓器空載，確定無功損耗;第二，在確定補償點的時候，可以借助較大負荷分支實現(xiàn)快速的確定;第三，配電變壓器負載無功損耗的核心為用戶自主補償，當(dāng)用戶出現(xiàn)無補償或者是補償不足的情況時，會向主干線索取無功功率。

3.2無功補償投切開關(guān)

除了要選擇適合的無功補償技術(shù)，還要對無功補償?shù)耐肚虚_關(guān)進行選擇。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，電氣自動化中無功補償投切開關(guān)主要分為三大類型：智能化一體投切開關(guān);固態(tài)繼電器開關(guān);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。這三種無功補償投切開關(guān)優(yōu)缺點各異，在大型無功補償規(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無功補償工程的效率，并將成本控制在一定范圍內(nèi)。

3.3在系統(tǒng)回路中的運用

在電氣自動化系統(tǒng)中存在著連續(xù)電流，而這些回路電流勢必會消耗一定量的電能，產(chǎn)生電能損耗。為此，在電氣自動化系統(tǒng)的回路中應(yīng)用無功補償技術(shù)，可以有效地解決這個問題的發(fā)生，這種補償技術(shù)對回路電流的無功補償主要是通過濾波器的原理來實現(xiàn)的。電氣自動化系統(tǒng)電源中的濾波器，是由電容和電感以及電阻共同構(gòu)成的，通過這些元器件的相互配合和作用，可以有效濾除電路中的指定頻點，從而獲取特定頻率的電源信號?；诖嗽?，在電氣自動化系統(tǒng)回路中安置濾波器，就可以對濾波器頻率范圍進行一定的優(yōu)化和調(diào)整，同時還能讓濾波器中的電容電流和回路中的感性電流發(fā)生抵消，讓回路電流始終保持一種相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)，不發(fā)生較大的波動，降低持續(xù)性。與此同時，在電路狀態(tài)穩(wěn)定運行過程中，還可以串聯(lián)濾波器來電路電壓進行有效的降低，從而實現(xiàn)對回路電路的無功補償。

結(jié)束語：

在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，電氣自動化控制設(shè)備的應(yīng)用范圍不斷擴大，設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性會直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，確保電氣自動化設(shè)備可靠性顯著增強。電氣自動化控制設(shè)備高速發(fā)展需要盡可能滿足電氣設(shè)備運行的可靠性與穩(wěn)定性，采取多樣化手段加強對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的優(yōu)化與管理，提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性。

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