智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用

黃智磊

（浙江傳化天松新材料有限公司，浙江杭州 311215）

在線損計(jì)量、諧波檢測和無功補(bǔ)償?shù)裙ぷ鳟?dāng)中，智能無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，可以大大減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，使電氣設(shè)備的運(yùn)行性能達(dá)到應(yīng)用要求。

我國加大對電氣工程自動(dòng)化的建設(shè)力度，有助于提升我國在自動(dòng)化發(fā)展中的競爭力，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展增添活力。在此過程中，應(yīng)該充分發(fā)揮智能無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)勢，增強(qiáng)對各類電氣設(shè)備的有效控制，使不可控因素對系統(tǒng)造成的負(fù)面影響降到最低。應(yīng)該提高智能無功補(bǔ)償技術(shù)在供電系統(tǒng)中的融合度，以消除傳統(tǒng)補(bǔ)償技術(shù)的弊端，為自動(dòng)化與智能化發(fā)展奠定可靠的基礎(chǔ)。因此，應(yīng)該在明確電氣工程自動(dòng)化功能需求的前提下，提高智能無功補(bǔ)償技術(shù)的融合度。

1 智能無功補(bǔ)償技術(shù)概述

電感元件和電容元件等是電氣設(shè)備中的主要構(gòu)成部分，由于會(huì)出現(xiàn)不同強(qiáng)度的磁場，進(jìn)而導(dǎo)致無功現(xiàn)象。系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)闊o功電流的存在而受到影響，進(jìn)而降低其運(yùn)行效率和安全性。通過智能無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)無功電流的抵消，從而優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境[1]。損耗問題是變壓器運(yùn)行中面臨的主要問題，可以通過智能無功補(bǔ)償技術(shù)對上述問題加以調(diào)整，增強(qiáng)電流平衡性，對于線損的控制效果較好，防止造成不必要的電能浪費(fèi)。

2 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用所需的設(shè)備

在電力運(yùn)輸管理中，對于真空斷路投切電容器的依賴性較高，可以針對損耗情況及時(shí)獲取，從而采取針對性控制措施，解決資源浪費(fèi)問題。無論是在安裝還是運(yùn)行中，該設(shè)備的便捷性較強(qiáng)，然而在合閘時(shí)會(huì)有高電壓的產(chǎn)生，導(dǎo)致電路穩(wěn)定性受到影響。在該技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用中也需要借助于可控飽和電抗器開展工作，能夠?qū)︼柡蜖顩r加以控制，從而解決損耗問題。然而，電磁效應(yīng)往往會(huì)由于電流強(qiáng)度的變化而出現(xiàn)，導(dǎo)致噪音增大。對于負(fù)向電流的控制則主要依靠有源濾波器，通過反電流保障系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。通常會(huì)在主干電路中應(yīng)用有源濾波器，其成本投入相對較高。此外，在實(shí)踐中還會(huì)用到固定濾波器，能夠有效調(diào)節(jié)低壓側(cè)母線電壓，使電力損失問題得到緩解[2]。在電路中與電容器共同使用，實(shí)時(shí)化檢測元件運(yùn)行狀況，以電壓信息和電流信息為依據(jù)控制電路，增強(qiáng)無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)效性。

3 智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用方式

3.1 用電客戶與回路電流的無功補(bǔ)償

對于用電客戶的無功補(bǔ)償，是電氣工程自動(dòng)化中的關(guān)鍵工作，應(yīng)該在國家相關(guān)規(guī)定下控制電力功率因數(shù)。此外，為了落實(shí)節(jié)能環(huán)保理念，還應(yīng)該加大宣傳力度，使智能無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用成為常態(tài)化。無功補(bǔ)償措施也可以應(yīng)用于用電客戶的內(nèi)部配電網(wǎng)當(dāng)中，使用電成本得到控制。在固定濾波器的作用下，可以實(shí)現(xiàn)回路電流的無功補(bǔ)償，針對性控制飽和電感器的磁能飽和狀況，實(shí)現(xiàn)對感性電流的有效調(diào)節(jié)，這是實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵方法。感性電流出現(xiàn)在回路當(dāng)中，為了防止對均衡性造成影響，可以借助于濾波器的電容性進(jìn)行控制。濾波器和電抗器是電力工作中的常見儀器，可以達(dá)到串聯(lián)電壓的效果，工作人員應(yīng)該掌握降壓按鈕的操作方法和流程，確保側(cè)母線電壓達(dá)到要求。

3.2 智能化控制

系統(tǒng)運(yùn)行效率和安全性會(huì)因?yàn)橹悄軣o功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用而得到全面提高，同時(shí)為無人化操作提供了保障。因此，可以通過智能化控制的方式改善系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。智能無功補(bǔ)償技術(shù)對于系統(tǒng)的優(yōu)化，可以降低企業(yè)的資金投入、改善實(shí)際經(jīng)營狀況。在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，往往會(huì)受到雷擊的影響，這是誘發(fā)安全事故的主要因素，甚至?xí)疠^大范圍的火災(zāi)事故。為此，可以采用智能防雷補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)督與控制，為故障的處理提供依據(jù)。

3.3 故障診斷系統(tǒng)

在系統(tǒng)各類故障的診斷和評估中，對于該技術(shù)的應(yīng)用也可以取得良好成效，可以使故障診斷的效率及精確性得到提升，真正改善系統(tǒng)運(yùn)行效果，有助于故障率的控制。該技術(shù)在變壓器中的應(yīng)用較為常見，可以為無人化操作提供技術(shù)保障，故障響應(yīng)速度加快。例如，泄漏問題是變壓器操作中經(jīng)常發(fā)生的故障，通過智能無功補(bǔ)償技術(shù)，可以對故障類型、位置和原因加以評估。隨著技術(shù)水平的逐漸提升，智能無功補(bǔ)償技術(shù)在開關(guān)、變壓器和其他電氣設(shè)備中的應(yīng)用越來越成熟，使系統(tǒng)的安全性能得到全面改善。

4 智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用的優(yōu)化策略

4.1 實(shí)施技術(shù)優(yōu)化

技術(shù)發(fā)展的速度加快，應(yīng)該從電氣工程的實(shí)際需求出發(fā)加以逐步優(yōu)化，這是增強(qiáng)電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用實(shí)效性的關(guān)鍵，有助于無功補(bǔ)償效率的提高，充分發(fā)揮快速跟蹤補(bǔ)償和穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢。在該技術(shù)的未來發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)上述兩者補(bǔ)償方式的融合至關(guān)重要。然而，智能無功補(bǔ)償技術(shù)的推廣應(yīng)用也會(huì)遇到諸多限制，比如技術(shù)成本投入較高，無法達(dá)到預(yù)期效益目標(biāo)?？焖俑櫻a(bǔ)償和穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償融合應(yīng)用的方式，則能夠使功率因數(shù)得到全面提升，資源利用率更高，設(shè)備的運(yùn)行性能也有了明顯改善，促進(jìn)系統(tǒng)工作效率與質(zhì)量的提升。尤其是在大型企業(yè)的生產(chǎn)工作中，由于對電能的消耗量巨大，而且存在較大的負(fù)荷變化情況，因此可以采用智能無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行控制，通過無功補(bǔ)償?shù)姆绞侥軌蚪档推髽I(yè)成本，使其獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。單一化的智能無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)無法滿足復(fù)雜的電網(wǎng)運(yùn)行需求，因此應(yīng)該逐步實(shí)現(xiàn)固定補(bǔ)償技術(shù)和智能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)的密切融合，解決電網(wǎng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的三相不平衡問題。此外，工分結(jié)合補(bǔ)償?shù)姆绞皆趯?shí)踐中也逐步得到應(yīng)用，可以使運(yùn)行成本減少。

4.2 配置無償控制器

無功補(bǔ)償控制器的性能，也會(huì)對電氣自動(dòng)化的實(shí)施效果產(chǎn)生直接影響，應(yīng)該做好各類設(shè)備的評估和篩選，在實(shí)踐工作中發(fā)揮設(shè)備的功能優(yōu)勢，包括了采樣處理、運(yùn)算處理和元件保護(hù)等。設(shè)備的性能特點(diǎn)和優(yōu)劣勢等都存在一定的差異性，應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需求進(jìn)行合理選擇。功率因數(shù)控制器的應(yīng)用，可以保障操作的便捷性，可以更加高效地讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)對系統(tǒng)的控制效果。但是，震蕩問題容易出現(xiàn)在功率因素控制器中，為推廣應(yīng)用形成了限制。采用無功功率型控制器時(shí)，可以有效保障線路的穩(wěn)定性，對于電容器投切特性和電網(wǎng)參數(shù)的顯示更加直觀化，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化處理，在通信質(zhì)量上也得到全面改善。該類型的控制器成本較高，因此應(yīng)該考慮到成本和效益的關(guān)系。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制器也是實(shí)踐中一種常用的控制器類型，能夠降低外界的干擾，然而容易引起延遲問題，如圖1所示。

4.3 增強(qiáng)控制能力

為了確保該技術(shù)的功能優(yōu)勢和應(yīng)用價(jià)值得到體現(xiàn)，還應(yīng)該對其控制能力加以改善，有利于提升整體處理效率，為技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定保障。當(dāng)前對電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求，為了提高電網(wǎng)的控制能力，必須注重補(bǔ)償性能的優(yōu)化，滿足人們的個(gè)性化用電需求。在實(shí)踐工作中，應(yīng)該注重控制無功功率，在對系統(tǒng)電流信息和電壓信息采集時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)，確保電容器組合的合理性，改善人們的用電體驗(yàn)。電壓限制條件的設(shè)定，需要分析用電用戶的實(shí)際功率，不僅能夠針對過壓或者欠壓保護(hù)值進(jìn)行合理優(yōu)化，而且在投切操作當(dāng)中更具可靠性，使系統(tǒng)運(yùn)行得到保障。

圖1 智能無功補(bǔ)償控制器

4.4 選擇投切開關(guān)

在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，需要對投切開關(guān)的功能和運(yùn)行原理等進(jìn)行分析，確保與系統(tǒng)的兼容性。智能真空開關(guān)主要應(yīng)用于電容器串聯(lián)電抗回路當(dāng)中，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可操作性，有助于保障系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行安全，延長其使用壽命。過零觸發(fā)固態(tài)繼電器也是實(shí)踐中一種常用的投切開關(guān)類型，具有較快的運(yùn)行速度，對于電路的影響程度較小，切實(shí)保障了電氣設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)。雖然能夠有效延長使用壽命，然而諧波會(huì)對其造成不同程度的影響。在實(shí)踐工作中，還可以使用機(jī)電一體化復(fù)合智能開關(guān)，這可以減少設(shè)備的能耗，大大提升智能化水平，有利于保障投切的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語

智能無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，是促進(jìn)我國電氣工程自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，使系統(tǒng)的運(yùn)行更具穩(wěn)定性和安全性，實(shí)現(xiàn)對各類電氣設(shè)備運(yùn)行狀況的改善，增強(qiáng)整體控制效果。在實(shí)踐工作中，有必要使用真空斷路投切電容器、可控飽和電抗器等設(shè)備，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢及特點(diǎn)。在用電客戶與回路電流的無功補(bǔ)償、智能化控制與故障診斷系統(tǒng)中，智能無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用正在逐步增加，應(yīng)掌握技術(shù)要點(diǎn)，以提高無功補(bǔ)償和智能控制的效果。通過實(shí)施技術(shù)優(yōu)化、配置無償控制器、增強(qiáng)控制能力和選擇投切開關(guān)等方式，逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化與改進(jìn)，增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)效性。