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        電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用探討

        2017-11-30 07:13:50陳波波
        科技與創(chuàng)新 2017年21期
        關(guān)鍵詞:電抗器功率因數(shù)諧波

        陳波波

        (深圳市科信通信技術(shù)股份有限公司,廣東 深圳 518000)

        電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用探討

        陳波波

        (深圳市科信通信技術(shù)股份有限公司,廣東 深圳 518000)

        隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提高,電氣自動(dòng)化水平日益提高,無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是電氣自動(dòng)化中的一項(xiàng)重要技術(shù),能夠降低電路中的電能損耗,對(duì)其展開(kāi)探討十分必要。對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了介紹,分析了電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題,并對(duì)其應(yīng)用措施進(jìn)行了介紹,以期為有關(guān)單位提供參考。

        無(wú)功補(bǔ)償技術(shù);電氣自動(dòng)化;功率負(fù)荷;額定值

        目前,常采用的無(wú)功補(bǔ)償措施是將一些有容性及感性功率負(fù)荷的電氣設(shè)施以并聯(lián)的方式連接在電路中,能量在這兩種負(fù)荷中相互轉(zhuǎn)換,即某一負(fù)荷進(jìn)行能量釋放時(shí),另一負(fù)荷進(jìn)行吸收。在此過(guò)程中,無(wú)功功率得到了有效補(bǔ)償。通常電路在感性的情況下,會(huì)對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行吸收,出現(xiàn)阻止電流增大、達(dá)到額定值減緩的現(xiàn)象;相反,容性電路則釋放無(wú)功功率,電壓到達(dá)額定值減緩。這2種形式電路的無(wú)功功率也會(huì)表現(xiàn)出感性和容性兩種,其作用都是保證電氣設(shè)備形成足夠的磁場(chǎng),這也是無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的原理。

        1 無(wú)功補(bǔ)償作用

        無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕w現(xiàn)在保證供電質(zhì)量、減少能量損耗、保證穩(wěn)定性以及對(duì)無(wú)功功率的平衡調(diào)節(jié)上。

        1.1 提高電壓質(zhì)量

        電壓質(zhì)量的好壞主要由電壓損失決定,通過(guò)無(wú)功功率的補(bǔ)償,可以有效減少電路中無(wú)功功率的傳輸,使功率因數(shù)升高,相應(yīng)的電壓損失也就減少,從而保證了電壓的質(zhì)量。

        1.2 減少投資

        投資的減少主要體現(xiàn)在變壓器的功效提高上,通過(guò)無(wú)功功率的補(bǔ)償,可以有效減少電路中無(wú)功功率的傳輸,使得功率因數(shù)升高;當(dāng)功率因數(shù)提高后,相應(yīng)的變壓器能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)需使用較大的變壓器,節(jié)省了輸變電設(shè)備的開(kāi)支。

        1.3 減少用電費(fèi)用

        我國(guó)對(duì)功率因數(shù)有明確的規(guī)定值,如果用戶端的功率因數(shù)低于此值,則會(huì)有相應(yīng)的處罰,而無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可使電路中的功率因數(shù)明顯提高,不至于受到處罰。另外,還可以避免電路因無(wú)功功率的傳導(dǎo)造成的能量損失,從而減少用電費(fèi)用的支出。

        1.4 提高傳輸能力

        電路的傳輸能力體現(xiàn)為在有功功率一定的前提下,電路傳輸電力的功率及視在功率與功率因數(shù)成反比,進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償后使得功率因數(shù)變大,相應(yīng)的實(shí)際功率變小,電路的傳輸能力更強(qiáng)。

        2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

        2.1 TCR與穩(wěn)定濾波設(shè)備相結(jié)合

        TCR指的是晶閘管控制電抗器,它可以對(duì)晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,且其有效電抗能夠不間斷地改變。當(dāng)晶閘管控制電抗器的磁飽和度時(shí),能夠作用于電路中的感性電流,平衡與其并聯(lián)的穩(wěn)定濾波設(shè)備中的容性無(wú)功功率。

        2.2 調(diào)壓式無(wú)功補(bǔ)償

        該設(shè)計(jì)思路是利用電壓調(diào)節(jié)器對(duì)電路中的濾波器或電抗器電壓進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而控制無(wú)功功率的輸出。這種設(shè)計(jì)方法能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償,實(shí)際的補(bǔ)償效果要好于常規(guī)的補(bǔ)償方式,且補(bǔ)償裝置占用的面積較小,年損耗率低于2%,維修方便,但也存在響應(yīng)時(shí)間慢、濾波效果不理想的問(wèn)題??傮w上該設(shè)計(jì)方法還需要繼續(xù)完善,技術(shù)水平有待于提高。

        2.3 可控飽和電抗器與過(guò)濾諧波裝置組合

        可控飽和電抗器能夠有效提高功率因數(shù),維持電路電壓的穩(wěn)定,與過(guò)濾諧波裝置相組合,可以串聯(lián)電抗器,以及與晶閘管反并聯(lián),以此達(dá)到平衡無(wú)功功率的目的,更可以防止諧波造成的污染,延長(zhǎng)電氣設(shè)備的使用壽命,減少電路系統(tǒng)的運(yùn)行損耗。但該方法建造成本較為高昂,技術(shù)要求高,在運(yùn)行過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn),尚需進(jìn)一步改進(jìn),以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

        3 應(yīng)用中存在問(wèn)題

        3.1 應(yīng)用的局限性

        無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有了較多的應(yīng)用,但由于我國(guó)在此方面的起步較晚,在應(yīng)用中出現(xiàn)了諸多問(wèn)題,限制了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展,主要體現(xiàn)在2方面:①技術(shù)本身的成熟度不足,存在缺陷;②我國(guó)的設(shè)備相對(duì)而言不先進(jìn)。

        3.2 系統(tǒng)諧波的影響

        在某些整流設(shè)備、電弧爐等非線性的負(fù)荷或電力拖動(dòng)設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中,會(huì)使電力系統(tǒng)出現(xiàn)諧波,諧波的存在會(huì)使得無(wú)功補(bǔ)償電容長(zhǎng)期承載電流,進(jìn)而使其出現(xiàn)過(guò)熱損壞的情況,而電容器的投放會(huì)進(jìn)一步加劇諧波電流的產(chǎn)生,這就會(huì)使得電容器及電路的安全性得不到保證。

        3.3 無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐渲脝?wèn)題

        根據(jù)無(wú)功功率的原理,電力從發(fā)電站輸入到高壓變電站時(shí),通常會(huì)出現(xiàn)無(wú)功電流的輸送,還要經(jīng)過(guò)多個(gè)低壓變電站,特別是長(zhǎng)距離輸電時(shí),距離越長(zhǎng),無(wú)功電流的傳輸就越多。針對(duì)此問(wèn)題,某些變電站采取的方法是整組投切,以此補(bǔ)償電容量,但這種方法并不能有效達(dá)到平衡轉(zhuǎn)變負(fù)荷的目的,相反帶來(lái)了過(guò)高的負(fù)荷,也會(huì)影響倒置傳輸過(guò)程,加大了傳輸過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)和能量損失。

        4 應(yīng)用措施解析

        電氣自動(dòng)化過(guò)程中會(huì)有較多的能量損耗,主要是無(wú)功功率的傳輸引起的,補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以避免無(wú)功功率引起的損耗,提高電氣自動(dòng)化的安全性,使企業(yè)成本降低,更可以保證企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的安全。因此,需要采取措施使無(wú)功補(bǔ)償能在自動(dòng)化電氣中發(fā)揮最大的效果。

        4.1 應(yīng)用于配電線路

        確定分支線路中的無(wú)功損耗量,然后分析需要補(bǔ)償?shù)娜萘?,做好分支電路的選擇,補(bǔ)償方式可以選用業(yè)主自主的方式,達(dá)到補(bǔ)充容量的目的。確定分支線路中的無(wú)功損耗量時(shí),通常使用配電變壓器,計(jì)算其空載無(wú)功損耗,選用補(bǔ)充容量充足的補(bǔ)償設(shè)備,避免線路補(bǔ)償不足;進(jìn)行優(yōu)化時(shí),以時(shí)間或電壓變化為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和投入,使得補(bǔ)償效果最優(yōu)。

        4.2 并聯(lián)補(bǔ)償

        在同一電路中,對(duì)用電負(fù)荷以并聯(lián)的方式與電容器連接,達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。并聯(lián)電容器應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有利于降低供電網(wǎng)路的能量損失。采用此方法減少電路中電壓的損失,提高功率因數(shù),是在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償?shù)某S么胧?/p>

        4.3 電力用戶補(bǔ)償

        在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)時(shí),通常也應(yīng)考慮用戶的無(wú)功補(bǔ)償,這樣會(huì)使用戶的供電電路中的能量損失大幅度減少,滿足了用戶節(jié)約用電的要求,也符合國(guó)家制訂的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)用戶區(qū)的用電特點(diǎn),可以選用不同的補(bǔ)償方式,比如集中安裝電容器組、按照用戶的用電規(guī)模分成幾組安裝電容器、針對(duì)某一電氣設(shè)備單獨(dú)安裝電容器。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,當(dāng)前電力行業(yè)向著電氣自動(dòng)化的方向快速發(fā)展,而無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有重要意義。因此,相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)展開(kāi)研究,將其合理應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中,確保無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)效益的充分發(fā)揮,從而提高電氣自動(dòng)化水平,促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展。

        [1]鄒地長(zhǎng),陳卸水,李人才.淺析無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].通訊世界,2015(04).

        [2]韋星,陳余壽.無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用思考[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(07).

        TM77

        A

        10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.144

        2095-6835(2017)21-0144-02

        〔編輯:張思楠〕

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