摘 要：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不僅降低了無(wú)功功率，節(jié)約了電能損耗，也是一個(gè)必然的趨勢(shì)。分析和闡述了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理，及在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用情況；重點(diǎn)探討了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用，并論述了在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義以及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；作用研究

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到有效的發(fā)展[1]。與此同時(shí)，電氣自動(dòng)水平越是發(fā)達(dá)，而電氣設(shè)備中的非線性因素和變化規(guī)律也極大的增加了輸電線路的負(fù)序電力、諧波和無(wú)功功率[2]。然而，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的出現(xiàn)，以及在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的運(yùn)用，都有效的改善了電氣自動(dòng)化中的無(wú)功功率現(xiàn)象。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用不僅可以達(dá)到提高電氣設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和降低電氣設(shè)備的電能損耗。因此，本文就無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理，及在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用，并論述了在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義以及注意事項(xiàng)，以期對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展提供有力的理論支持，促進(jìn)電氣系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)原理與在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用

1.1 基本原理

在電氣自動(dòng)化實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)際輸出的功率包括有功功率和無(wú)功功率。有功功率是直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、熱能等形式；而無(wú)功功率是不消耗電能，只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，且這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換。由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率導(dǎo)致的電能損耗。

1.2 實(shí)現(xiàn)方式與常用方式

1.2.1 實(shí)現(xiàn)方式。把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償，便做到了無(wú)功補(bǔ)償。

1.2.2 常用方式。在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不僅使得功率消耗小，提升功率因數(shù)，還能充分提高電氣設(shè)備的輸送功率。其常用方式主要有以下幾種：①集中補(bǔ)償；即在高低壓輸電線路中安裝并聯(lián)電容器組。②分組補(bǔ)償；即在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。③單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償；即在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。

1.3 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用

1.3.1 有源濾波器。在實(shí)際運(yùn)用中，有源濾波器裝置可產(chǎn)生一定的電流，且與諧波電流、負(fù)序電流的相位相反，這樣便可以抵消二者的電流，從而進(jìn)一步解決電氣電路中的無(wú)功電流。由于該裝置不僅反應(yīng)靈敏，機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)，而且能迅速的感應(yīng)和清楚電子自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生諧振。同時(shí)，由于有源濾波器裝置零件的昂貴性，這便造成在實(shí)際推廣中的困難。

1.3.2 固定濾波器與可控飽和電抗器的結(jié)合。在電氣自動(dòng)化中，兩者設(shè)備的結(jié)合可以補(bǔ)償通固定并聯(lián)濾波支路；主要是通過(guò)調(diào)整飽和電抗器內(nèi)部磁的飽和程度，來(lái)控制回路中的電流。這樣便可使得回路中的感應(yīng)電流發(fā)生改變和使容性無(wú)功功率達(dá)到平衡狀態(tài)。

1.3.3 晶閘管調(diào)節(jié)電抗器與固定濾波器的組合。這種結(jié)合裝置主要是通過(guò)平衡濾波器的負(fù)序電流，滿足電力系統(tǒng)的功率因數(shù)。它不僅體現(xiàn)在反應(yīng)迅速，且能因時(shí)制宜的對(duì)電氣自動(dòng)化中的實(shí)際情況進(jìn)行處理，大大的增加無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的自動(dòng)性能。

1.3.4 真空斷路器投切電容器與單協(xié)調(diào)濾波器。該設(shè)備是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且有效的無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的降低投資成本，且收效較好。與此同時(shí)，這種裝置亦有一定的缺陷。例如在電氣設(shè)備合閘時(shí)，電容器的過(guò)電壓會(huì)很大程度上的損壞電容器使用壽命。如果電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)切換頻繁，該裝置的使用壽命會(huì)大大的降低，嚴(yán)重影響了無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч?/p>

2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的作用

2.1 節(jié)約電能，降低電能損耗

隨著電氣自動(dòng)化水平的提高，在有效的降低人力資源投入的同時(shí)，也很大程度的造成了電能資源的浪費(fèi)。因此，在自動(dòng)化中運(yùn)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，不僅可以有效的避免電力設(shè)備中的無(wú)功功率增加而造成的電能浪費(fèi)；而且提高了用戶用電的損耗，從而降低了用電消耗，也極大的推動(dòng)了電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.2 補(bǔ)償電力系統(tǒng)無(wú)功功率，增加電網(wǎng)運(yùn)行的功率比例

在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，不同的設(shè)備在不同的運(yùn)行情況下都存在著一定的無(wú)功功率，而且無(wú)功功率很大程度上受到用電設(shè)備自身的特點(diǎn)和運(yùn)行電壓的限制。例如，當(dāng)實(shí)際電壓接近于用電設(shè)備的額定電壓時(shí)，用電設(shè)備的無(wú)功功率與實(shí)際電壓的值變化一致；另一方面，電力系統(tǒng)的無(wú)功電源供應(yīng)不足導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓。此時(shí)，利用無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的補(bǔ)償無(wú)功功率，還可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 降低用電設(shè)備設(shè)計(jì)容量，減少線損

從電力系統(tǒng)設(shè)備的選型角度來(lái)說(shuō)，盡可能以最小的成本發(fā)揮最大化的功能，在節(jié)省成本的同時(shí)，優(yōu)化用電設(shè)備的設(shè)計(jì)和采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時(shí)，設(shè)計(jì)1Kvar 的電容器相當(dāng)于發(fā)揮了0.52KW的容量，也就是增加了用電設(shè)備的容量。

使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)后，可以大大的提高功率因數(shù)，輸電線路的線損率亦隨著降低，從而提升了電力系統(tǒng)的有功功率的輸送率。

3 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義與注意事項(xiàng)

3.1 實(shí)踐意義

3.1.1 優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與居民經(jīng)濟(jì)效益雙贏。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以自動(dòng)、及時(shí)補(bǔ)償無(wú)功功率，減少安全事故的發(fā)生，使有限的人力資源合理的分配。同時(shí)，安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不僅可以使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升，更大程度上的使居民節(jié)約了用電，保證了用電的持續(xù)供應(yīng)，從而達(dá)到了電力企業(yè)與用電戶經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

3.1.2 規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到有效控制用電和清除電網(wǎng)故障。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有自動(dòng)補(bǔ)償無(wú)功功率的功能，并在其他自動(dòng)裝置的配合下，可以通過(guò)報(bào)警通信將相關(guān)的信息送往控制室，可以在早期分析故障原因，縮短了停工時(shí)間。同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、連線簡(jiǎn)單減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量，因而有效地控制了線損率，降低了人力成本。

3.1.3 強(qiáng)化用電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化流程可控。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可以對(duì)用戶、線路用電進(jìn)行控制，監(jiān)控用戶的用電性能狀況和用電質(zhì)量?；蛲ㄟ^(guò)實(shí)際運(yùn)行情況，計(jì)算真實(shí)接近的線損率，使得電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的規(guī)范化流程操作。

3.2 注意事項(xiàng)

3.2.1 倒送配電網(wǎng)的現(xiàn)象。在實(shí)際情況中，用戶端反而存在著倒送配網(wǎng)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會(huì)損耗電網(wǎng)，且大大的增加了整個(gè)輸電線路的負(fù)擔(dān)。尤其是無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在負(fù)荷低谷時(shí)，無(wú)功倒送現(xiàn)象較嚴(yán)重。

3.2.2 諧波現(xiàn)象。無(wú)功補(bǔ)償裝置電容器往往受到電力系統(tǒng)諧波的影響。雖然無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以增加抗諧波性能，但在其運(yùn)行中，自身亦會(huì)形成諧波。同時(shí)，電力系統(tǒng)內(nèi)部的諧波大于電容器的額定容量，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行。

3.2.3 共性問(wèn)題。在變電站輸送工程中，往往是無(wú)功電流的遠(yuǎn)距離傳輸。這就需要對(duì)分區(qū)變電站進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，一般的220kv變電站無(wú)功補(bǔ)償調(diào)節(jié)的容量不同。因此，變電站的無(wú)功補(bǔ)償要根據(jù)不同的變電站分區(qū)的實(shí)際情況而采取不同的措施，不能一概而論。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著電力電子科技水平的提高和自動(dòng)化控制設(shè)備的普及，將大量的無(wú)功補(bǔ)償裝置放入電力系統(tǒng)中。它不僅可以做到補(bǔ)償?shù)目煽匦院挽`活性，而且節(jié)約了大量的人力資源和降低了電能損耗。因此，在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是電力系統(tǒng)安全且高效運(yùn)行的重要保障，也是降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能源消耗的重要措施。

參考文獻(xiàn)

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