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。或通過(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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