魏振興+苑小權(quán)

摘 要：在提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性及穩(wěn)定性方面，無功補(bǔ)償技術(shù)的使用具有重大意義。將無功補(bǔ)償技術(shù)合理應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中，需對電氣自動(dòng)化內(nèi)無功補(bǔ)償技術(shù)的使用需求進(jìn)行深入分析，并在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中重視無功補(bǔ)償技術(shù)的共性問題，將新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備充分引入電網(wǎng)建設(shè)中，只有這樣才能最大限度發(fā)揮無功補(bǔ)償技術(shù)的作用，才能推進(jìn)我國電氣行業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.045

伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣自動(dòng)化也得到了極大發(fā)展?，F(xiàn)階段，在變電站、電氣化鐵路高速牽引系統(tǒng)等多個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用了電氣自動(dòng)化技術(shù)。但在實(shí)踐應(yīng)用中，電氣自動(dòng)化技術(shù)存有諸多不足之處。如單相電力牽引作用下出現(xiàn)的負(fù)荷復(fù)雜變化情況，將對推進(jìn)電氣自動(dòng)化發(fā)展造成嚴(yán)重影響，甚至?xí)蠓黾与娏ο到y(tǒng)內(nèi)的諧波、負(fù)序，出現(xiàn)無功功率增大的問題。此時(shí)，不僅會(huì)對電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性造成極大影響，還會(huì)不利于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)資源的有效利用，最終損害整體系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。為有效解決上述問題，應(yīng)合理引入無功補(bǔ)償技術(shù)，這樣才能提高電力系統(tǒng)的電壓水平，才能降低網(wǎng)絡(luò)損耗，才能對配電線路進(jìn)行優(yōu)化控制，才能確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。

1 案例分析

鄭州地鐵1號(hào)線一期程主要采用400V有源濾波裝置、制動(dòng)能量回饋裝置進(jìn)行無功補(bǔ)償，但因2016年2月份2號(hào)線一期牽引列車調(diào)試用電接入新華主所以及1號(hào)線大、小系統(tǒng)分時(shí)段開啟造成感性負(fù)載減少等原因，使得當(dāng)月功率因數(shù)大幅下降，力調(diào)電費(fèi)明顯增加。根據(jù)2016年2月份1號(hào)線電能消耗及電費(fèi)繳納數(shù)據(jù)顯示，2月份力調(diào)電費(fèi)環(huán)比上月增加35.64萬元，同比2015年2月份增加44.33萬元；同時(shí)新華主所、通泰主所功率因數(shù)分別降低至0.56、0.68，較上月下降高達(dá)32%；2月份功率因數(shù)下降的主要原因?yàn)?號(hào)線一期工程牽引負(fù)荷投入使用，供電線路延長，但動(dòng)力照明負(fù)荷未投用；同時(shí)1號(hào)線一期采取了大范圍的節(jié)能措施造成動(dòng)照負(fù)荷減少，總體造成感性負(fù)載降低。為了提高鄭州地鐵1號(hào)線一期通泰主所以及新華主所的功率因數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低每月力調(diào)電費(fèi)支出，節(jié)省運(yùn)營成本，針對電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行一系列研究。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)的概況

無功功率補(bǔ)償也就是我們通常所說的無功補(bǔ)償（Reactive power compensation）。電網(wǎng)輸出功率可分為有功功率、無功功率兩種，有功功率是指電能直接消耗，將電能向機(jī)械能、熱能及化學(xué)能等轉(zhuǎn)變，通過以上各類能作功，則此部分功率即被叫做有功功率；無功功率是指電能不消耗，只是將電能向其它形式能轉(zhuǎn)化，同時(shí)，在電網(wǎng)內(nèi)該類能可以和電能實(shí)現(xiàn)周期性轉(zhuǎn)換，此類功率即可被看作是無功功率。在電力供電系統(tǒng)內(nèi)無功補(bǔ)償能夠起到電網(wǎng)功率因數(shù)提升的目的，同時(shí)針對供電變壓器、輸送線路等可達(dá)到減少損耗的作用。

3 電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國在對西方發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)借鑒的同時(shí)，進(jìn)一步深入研究了電氣自動(dòng)化中諧波綜合治理及無功補(bǔ)償技術(shù)等內(nèi)容，其最主要的就是在基波作用下能夠有效不創(chuàng)牽引負(fù)荷的無功功率，大幅提升電氣功率因素，減少負(fù)荷，形成合理、有效的濾波通路，將指定諧波抵消或?yàn)V掉，因無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用途徑不同，則其特點(diǎn)也不盡相同，具體應(yīng)用如下：

（1）安裝固定電抗器和電容器構(gòu)成單調(diào)諧波濾器。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需及時(shí)濾掉指定諧波，并做到提升功率因素及減少負(fù)序的作用。其具備成本低、操作簡便等優(yōu)勢。但在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)極易有高過電壓產(chǎn)生于合閘過程中的電容器內(nèi)，投切次數(shù)過多時(shí)效果不佳，進(jìn)而制約動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功效的充分發(fā)揮。

（2）晶閘管調(diào)節(jié)電抗器結(jié)合固定濾波器。反并的聯(lián)晶閘管需串聯(lián)電抗器，保證其可以與并聯(lián)濾波器內(nèi)的無功補(bǔ)償電流保持平衡，以此達(dá)到功率因數(shù)的根本需求。與其他類型相比，該方法具有固定濾波器使用年限長，晶閘管數(shù)使用少、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢，但其應(yīng)用環(huán)節(jié)將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的諧波。

（3）可控飽和電抗器結(jié)合固定濾波器。利用磁飽和程度，調(diào)節(jié)飽和電抗器能夠改

變流入的感性電流，保證其與并聯(lián)濾波器內(nèi)的無功功率具有平衡關(guān)系。作為長期投入環(huán)節(jié)固定并聯(lián)濾波支路在濾波器內(nèi)產(chǎn)生的電流，與負(fù)序電流、負(fù)荷諧波電流不同，具有相反性。利用兩種電流的互相抵消，滿足無功電流、電源總諧波需求。與其他方法相比，該方法具有更為靈活的補(bǔ)償方式，具有更快的調(diào)節(jié)速度且不會(huì)與系統(tǒng)產(chǎn)生諧振問題，但成本高，不具經(jīng)濟(jì)性。

4 電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)水平提升的措施

在評(píng)價(jià)供電系統(tǒng)中，電能質(zhì)量是主要指標(biāo)之一，而電能質(zhì)量又與電壓存有密切聯(lián)系。這種情況下，應(yīng)通過電壓評(píng)價(jià)供電系統(tǒng)。現(xiàn)階段功率因素、阻抗問題是導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生無功狀態(tài)的主要原因，且該狀態(tài)將直接影響到電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為確保系統(tǒng)運(yùn)行正常，必須深入了解及分析電氣自動(dòng)化對無功補(bǔ)償?shù)囊?，通過無功補(bǔ)償技術(shù)的合理選擇，提升電氣系統(tǒng)的安全性。

4.1 重視配電網(wǎng)無功補(bǔ)償

由線路、變壓器通過時(shí)負(fù)荷將出現(xiàn)功率、電能損耗現(xiàn)象，功率因數(shù)與所需功率、線損之間存有反比關(guān)系，如降低功率因數(shù)，將增加所需功率，加大線損程度?；诖耍瑢o功補(bǔ)償裝置設(shè)置于受電端時(shí)，應(yīng)盡可能降低負(fù)荷無功功率損耗，提升功率因數(shù)，最大限度減少線損。

4.2 確定變電站無功補(bǔ)償容量

220kv變電站應(yīng)具備良好的無功調(diào)節(jié)能力，待高峰負(fù)荷功率因數(shù)較高時(shí)，如0.98左右，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行容量適當(dāng)調(diào)節(jié)。變壓器、變低側(cè)負(fù)荷無功補(bǔ)償是變電站無功補(bǔ)償?shù)母緝?nèi)容，應(yīng)與補(bǔ)償容量相互配合，避免無功倒送問題出現(xiàn)。

4.3 加強(qiáng)用戶側(cè)管理

加大用戶側(cè)無功補(bǔ)償管理力度，做好節(jié)能減耗工作。保證所有用戶都能夠?qū)o功補(bǔ)償有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，通過無功補(bǔ)償技術(shù)的合理運(yùn)用，避免無功功率在內(nèi)部分配、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)出現(xiàn)有功功率損耗問題，最大限度減少系統(tǒng)費(fèi)用的目的。

5 結(jié)束語

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的今天，科學(xué)技術(shù)水平也越來越高。更多新技術(shù)、新工藝被廣泛應(yīng)用到電力行業(yè)。無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的大量使用，不僅能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低能耗，還能確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉蓓，汪沨，陳春，黃純，曹一家，張飛，董旭柱.一種配電網(wǎng)故障階段式恢復(fù)方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014（03）.