電氣自動化中的智能無功補(bǔ)償技術(shù)

劉小東 李文峰

摘 要：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(yùn)用無功能補(bǔ)償技術(shù)來提供穩(wěn)定電源?；诖?，本文就智能無功補(bǔ)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。

關(guān)鍵詞：電力自動化;無功補(bǔ)償技術(shù);飽和電抗器;有源濾波器

引言

本文闡述了電力在傳輸過程中，由于室外溫度、傳輸距離與各種輻射的影響，要引入無功能補(bǔ)償技術(shù)來穩(wěn)定電源，包括飽和電抗器、真空斷路器投切電容器、有源電力濾波器。

1電力自動化中的智能無功補(bǔ)償技術(shù)

1.1飽和電抗器

飽和電抗器又稱為可控飽和電抗器，其工作原理是鐵芯交流線圈在直流電磁激勵作用下，使得鐵芯線圈的磁導(dǎo)率與線圈電感發(fā)生變化，使得飽和電抗器能夠?qū)﹄娏M(jìn)行吸收與抑制，消除電流在傳輸過程中的振蕩，以此來降低電力損耗。飽和電抗器在工作過程中，會產(chǎn)生一定的噪音，為了提高設(shè)備工作效率，應(yīng)該對產(chǎn)生的噪音進(jìn)行防治與控制。除此之外，飽和電抗器的經(jīng)濟(jì)成本較高，而使用壽命較短，在使用過程中一定要多加注意。

1.2真空斷路器投切電容器

在電力自動化中應(yīng)用智能無功補(bǔ)償技術(shù)的過程中，真空斷路器投切電容器是十分重要的應(yīng)用設(shè)備，其工作原理是真空中不存在導(dǎo)電介質(zhì)，電在傳輸過程中形成的電弧在真空斷路器投切電容器中能夠快速消失，從而減少電能的損耗，提高電流的穩(wěn)定性。真空斷路器投切電容器的主要功能是可以更準(zhǔn)確地把握電源在傳輸過程中的整體情況，根據(jù)這些具體信息進(jìn)行分析，得出電力的主要損耗點與損耗情況。然后根據(jù)具體情況采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施，以此來降低電力在傳輸過程中的損耗，為生活生產(chǎn)提供穩(wěn)定電源。該應(yīng)用設(shè)備還存在能耗大的缺點，在電力自動化中應(yīng)用真空斷路器投切電容器會造成較大的電能損耗，在關(guān)閉電閘時會產(chǎn)生較大電壓，對其他設(shè)備與電路本身會造成威脅。

1.3有源電力濾波器

在電力自動化中應(yīng)用智能無功能補(bǔ)償技術(shù)時，還會運(yùn)用到有源電濾波器設(shè)備。有源電力濾波器的主要功能是動態(tài)抑制諧波。在諧波的大小與頻率發(fā)生變化時，有源電力濾波器能夠?qū)χC波進(jìn)行無功能補(bǔ)償。有源電力濾波器主要分為兩種：串聯(lián)型有源電力濾波器與并聯(lián)型有源電力濾波器，其中串聯(lián)型有源電力濾波器主要抑制電壓產(chǎn)生的諧波，而并聯(lián)型有源電力濾波器主要抑制電流產(chǎn)生的諧波。有源電力濾波器能夠?qū)﹄娏鞒煞诌M(jìn)行分析與識別，能夠最大程度降低電流對設(shè)備造成的損害，進(jìn)而延長用電設(shè)備的使用壽命。該設(shè)備的成本較高，不適合進(jìn)行大面積使用，需要根據(jù)電網(wǎng)的設(shè)計圖，精心安排有源電力濾波器的設(shè)置點，在提高電流傳輸效率的情況下，盡量降低電網(wǎng)搭建成本。

2智能無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用

（1）選擇合適的智能無功補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償技術(shù)。在選擇智能無功補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償為主;（2）以分散補(bǔ)償為主;（3）以低壓補(bǔ)償為主。固定補(bǔ)償是不以線路使用情況作為參考而投入固定量的補(bǔ)償方式，與調(diào)節(jié)補(bǔ)償相比，固定補(bǔ)償更穩(wěn)定，但是當(dāng)使用力率較高時，補(bǔ)償會過量，而使用力率較低時，補(bǔ)償會不足。分散補(bǔ)償又稱分組補(bǔ)償，其工作原理是利用電容器進(jìn)行補(bǔ)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(bǔ)償。分散補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償?shù)男?，還能降低電網(wǎng)系統(tǒng)后期維護(hù)的成本。

（2）挑選合適的智能無功補(bǔ)償投切開關(guān)。除了要選擇適合的智能無功補(bǔ)償技術(shù)，還要對智能無功補(bǔ)償?shù)耐肚虚_關(guān)進(jìn)行選擇。智能無功補(bǔ)償投切開關(guān)在整個無功補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(jì)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(yùn)行速度也較慢。固態(tài)繼電器開關(guān)運(yùn)行速度較快，但是在運(yùn)行過程中受電壓諧波與電流諧波干擾較明顯，運(yùn)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(yùn)行速度較快的特性，但是其初期投入成本與后期維護(hù)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(bǔ)償投切開關(guān)優(yōu)缺點各異，在大型智能無功補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償工程的效率，并將成本控制在一定范圍內(nèi)。

（3）挑選合理的智能無功補(bǔ)償控制器。為了提高智能無功補(bǔ)償技術(shù)在整個電力自動化中的運(yùn)行效率，還需要選擇合適的無功補(bǔ)償控制器。智能無功補(bǔ)償控制器的功能十分復(fù)雜，主要是對電力設(shè)備的智能無功補(bǔ)償操作進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)。一部分控制器在設(shè)計時采取了一定的保護(hù)機(jī)制，這樣不僅能夠?qū)﹄娏υO(shè)備本身進(jìn)行保護(hù)，還能保護(hù)整個電力系統(tǒng)與用電設(shè)備。在智能無功補(bǔ)償技術(shù)中投入使用的控制器主要有智能無功功率控制器與智能無功功率因數(shù)控制器。其中智能無功功率控制器性能優(yōu)秀，使用過程中穩(wěn)定性極高，并且能夠?qū)υO(shè)備本身的使用情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦超出核定功率，設(shè)備會自動降低使用功率或者停止工作。這種智能無功補(bǔ)償控制器價格低廉，但是使用壽命較短，需要經(jīng)常進(jìn)行更換與維護(hù)。而智能無功功率因數(shù)控制器操作簡單，操作難度低，但是設(shè)備在投入使用的過程中，會受到電壓諧波與電流諧波的影響而出現(xiàn)振蕩與噪音。在安裝智能無功補(bǔ)償控制器時，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇高壓安裝或者低壓安裝。

3結(jié)語

通過優(yōu)化電力設(shè)備與電網(wǎng)系統(tǒng)開改進(jìn)電力自動化技術(shù)。根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建選擇合適的智能無功補(bǔ)償技術(shù)，然后根據(jù)電路的實際用途，在生產(chǎn)用電與生活用電上加以區(qū)分，安裝適合的智能無功補(bǔ)償投切開關(guān)與控制器，才能更好地發(fā)揮智能無功補(bǔ)償技術(shù)的效用。

參考文獻(xiàn)

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