劉仲曄

摘要：隨著我國電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和完善，無功補(bǔ)償技術(shù)是電氣自動化的重要技術(shù)，但由于電氣自動化設(shè)備存在單項(xiàng)電氣牽引、電力系統(tǒng)復(fù)雜的情況，隨著電氣自動化的普及與持續(xù)發(fā)展，無功補(bǔ)償于電氣自動化的重要性日益突出。本文對電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)闡述，并對無功補(bǔ)償技術(shù)的原理、作用、使用注意點(diǎn)、所存在的問題等進(jìn)行深入分析，希望能為有關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化 無功補(bǔ)償 技術(shù)特點(diǎn) 運(yùn)用問題

Abstract： With the development and improvement of China's electrical automation technology， reactive power compensation technology is an important technology of electrical automation. However， because of the single electrical traction of electrical automation equipment and the complexity of power system， with the popularization and sustainable development of electrical automation， the importance of reactive power compensation in electrical automation has become more and more prominent. This paper focuses on the characteristics of reactive power compensation technology in electrical automation， and makes an in-depth analysis of the principle， function， points for attention and existing problems of reactive power compensation technology， hoping to provide reference for relevant personnel.

Key Words： Electrical automation; Reactive power compensation; Technical features; Application problem

目前，電氣自動化水平的技術(shù)正處于持續(xù)提升的狀態(tài)，而電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)和諧波處理措施等問題成為許多學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的對象。如何創(chuàng)新電氣自動化技術(shù)，科學(xué)、合理地采用動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，是目前電氣自動化需要面對的重要問題之一。

1無功補(bǔ)償?shù)木唧w原理

電氣自動化中的無功負(fù)載是指在感性無功負(fù)載吸收能量時，容性負(fù)載可以釋放能量，而在無功負(fù)載吸收能量時，感性負(fù)載則在釋放能量，這樣容性負(fù)載所吸收的無功功率可以從容性負(fù)荷裝置輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，無功功率就地平衡掉，以降低線路損失，提高帶載能力，降低電壓損失及緩解發(fā)電廠的供電壓力，這就是無功補(bǔ)償?shù)幕驹?，可以提高功率因?shù) [1]。

2.無功補(bǔ)償技術(shù)對于電氣自動化的作用

2.1提高電氣自動化系統(tǒng)中電能電壓的質(zhì)量

我國大部分地區(qū)的電氣自動化質(zhì)量較低，這是因?yàn)殡娏?、電壓在工作中會出現(xiàn)超負(fù)荷的情況，導(dǎo)致異步電動機(jī)和中小型容量變壓器所承受的電壓、電力增大，進(jìn)而導(dǎo)致無功補(bǔ)償?shù)墓β试龃?，對整個電氣自動化系統(tǒng)造成不利影響。其次，電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致無功補(bǔ)償技術(shù)的電源過剩，在自動電氣化系統(tǒng)的電壓屬于靜態(tài)時，對電網(wǎng)的波動幅度造成不良影響，導(dǎo)致低壓配電過程的電壓質(zhì)量較低，導(dǎo)致其效率低下。而無功補(bǔ)償技術(shù)和無功分配技術(shù)能夠在最大程度上提高整個電氣自動化系統(tǒng)的電能電壓質(zhì)量，對于電氣自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要的正面意義。

2.2無功補(bǔ)償技術(shù)的線損影響

一般情況下，無功電流在輸送過程中流經(jīng)發(fā)電廠時輸入高壓變電站中，但在具體輸電過程中需先將電流輸送至低壓變電站，再輸送至高壓變電站，導(dǎo)致電流在輸送的過程中的損耗加大。其次，在對無功補(bǔ)償容量進(jìn)行配置時，會因?yàn)榕渲貌缓侠淼惹闆r，而導(dǎo)致變電站設(shè)備所需要借助重新整組電力的投切方式進(jìn)而合理和有效地補(bǔ)償電容量，但該補(bǔ)償方式需要通過負(fù)荷轉(zhuǎn)變的方式來進(jìn)行電網(wǎng)的配置，導(dǎo)致變壓器常常處于高負(fù)荷、超負(fù)荷的工作狀態(tài)，使得變壓器的功率系數(shù)降低，一直處于一種低負(fù)荷的運(yùn)行模式，從而得到新的電力補(bǔ)償，導(dǎo)致整個自動化系統(tǒng)的消耗增加。其次，該種補(bǔ)償方式在輸電過程中存在較高的風(fēng)險性，在運(yùn)用固定電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時，會因?yàn)殡妷禾幱诘拓?fù)荷狀態(tài)而導(dǎo)致無功輸送，對整個電氣自動化系統(tǒng)造成不利影響[2]。

3無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)

3.1感性無功技術(shù)

電氣自動化系統(tǒng)在工作過程中，一般要借助電磁感應(yīng)原理，即發(fā)電機(jī)組需要以電磁感應(yīng)為原理而進(jìn)行工作，變壓器的作用就是借助電磁的交互感應(yīng)對電壓的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低電力在輸電的損耗，保證電力能夠順利送達(dá)目的地。其次，變壓器與電動機(jī)能夠在磁場的作用下完成電磁轉(zhuǎn)換，并且在轉(zhuǎn)換的過程中產(chǎn)生巨大的磁場，進(jìn)而提升電磁轉(zhuǎn)換的效率，降低損耗。

3.2維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定程度

將無功補(bǔ)償技術(shù)科學(xué)、合理地運(yùn)用于電氣自動化系統(tǒng)，能夠保證系統(tǒng)中的各個電路連接點(diǎn)之間的電壓波動數(shù)值維持在正常指標(biāo)之內(nèi)，讓供電的效率得以有效提升。并且，無功補(bǔ)償技術(shù)可及時處理供電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)情況，有效解決電力搶修過程中出現(xiàn)停電的問題，有效避免電力供電系統(tǒng)因故障而出現(xiàn)癱瘓的情況。其次，無功補(bǔ)償技術(shù)可在電氣自動化系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，吸納無功功率，并保證系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時能夠正常運(yùn)行，對整個供電系統(tǒng)的安全性具有重要的正面意義。

3.3過濾一定量的諧波

對電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，相關(guān)人員都會將一些具有固定組織和定容能力的抗旨電感器安裝于配電設(shè)備周圍，以相關(guān)供電技術(shù)為支撐，達(dá)到過濾單一濾波，提升電力供電效率的作用。無功補(bǔ)償技術(shù)也可有效驅(qū)除整個電力系統(tǒng)中的單調(diào)諧波，能夠?qū)﹄娏Φ闹袛嘈匀笔б约半娏π枨蟮牟粩嘣黾拥葐栴}提供一定程度的可行性舉措，由此可見，該技術(shù)對我國電氣自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)具有重要的正面意義[3]。

4無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化過程中所存在的問題

4.1質(zhì)量問題沒有得到有效保證

在運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)時，可能會出現(xiàn)不合理的容量配置，出現(xiàn)安全質(zhì)量問題。因?yàn)槲覈鴮τ跓o功補(bǔ)償技術(shù)還處于初級發(fā)展階段，對于其中一些問題還沒有弄懂，這樣的問題對于一個初級階段的技術(shù)來說是不可避免的，但是，這種問題沒有得到解決的話就會嚴(yán)重阻擋電氣業(yè)的發(fā)展，如果在研發(fā)的過程中沒有徹底地搞清楚無功補(bǔ)償技術(shù)中的問題，那么投入到電氣行業(yè)中去的話，這樣就會導(dǎo)致電氣行業(yè)的人在使用時會出現(xiàn)用電過多，損耗嚴(yán)重的情況，嚴(yán)重的還可能出現(xiàn)安全問題。

4.2電路線消耗嚴(yán)重

在現(xiàn)在的時代下，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，對于一些高消耗的電能企業(yè)是很不好的，隨著用電量越來越大，導(dǎo)致有時會出現(xiàn)短路或者用電過度等情況?，F(xiàn)階段的電氣自動化所面臨的問題就是對于電路消耗的問題和磨損問題。對于電氣自動化的應(yīng)用并不是一次性的，從電氣站到各個用電企業(yè)和各家各戶都會用到電，考慮到這么多用電情況，首先輸電就要通過高壓變電站，再由高壓變電站輸送到各分站，最后再輸送到不動的用電單位，在輸電的過程中對電線路損耗會變大很多，這樣就會考慮到不定期的維修，在一定的程度上會降低經(jīng)濟(jì)性[4]。

5電容補(bǔ)償在技術(shù)上應(yīng)注意的問題

（1）無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中具有重要意義，其可在電力系統(tǒng)輸電系統(tǒng)中最大限度地降低電能的損耗，進(jìn)而達(dá)到改善供電設(shè)施，降低供電變壓器的電能消耗量的作用。由此可見，電氣自動化的無功補(bǔ)償技術(shù)對于電氣自動化系統(tǒng)至關(guān)重要，因此，相關(guān)工作人員在挑選無功補(bǔ)償設(shè)備時，一定要保證設(shè)備的質(zhì)量，提升無功補(bǔ)償?shù)男?，以達(dá)到最大限度降低輸電的損耗，提高電氣自動化系統(tǒng)安全性的作用。其次，在電氣自動化系統(tǒng)中一旦使用了不符合實(shí)際的供電網(wǎng)絡(luò)需求的無功補(bǔ)償設(shè)置，將必然引起電網(wǎng)中諧波增加以及電壓起伏過大等許多問題，并且會影響到我國電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5]。

（2）防止涌流。電容器在運(yùn)行的過程中，可能伴有強(qiáng)大的涌流。

防止涌流的措施如下：串聯(lián)電抗器;提升投切電容器的容量;使用專用電容器投切的接觸器加入整個自動化電氣系統(tǒng)。

（3）降低諧波對于整個自動化電氣系統(tǒng)的影響。自動化電氣系統(tǒng)常用電容器回路為LC電路，因此，系統(tǒng)在正常的運(yùn)行中，容易出現(xiàn)諧振，增大諧波，提升系統(tǒng)運(yùn)營過程中的電流和電壓。因此，在設(shè)計(jì)自動化電氣系統(tǒng)的過程中可以串聯(lián)電抗器而避免諧振，如以電抗器的百分比為K，當(dāng)電網(wǎng)中5次諧波較高，而3次諧波不太高時，K宜采用4.5%;如中3次諧波較高時，K宜采用12%，當(dāng)電網(wǎng)中諧波不高時，K宜采用0.5%。

（4）防止勵磁電流的產(chǎn)生，即并聯(lián)電動機(jī)和電容器，保證電動機(jī)能夠在切斷電源的情況下以慣性持續(xù)進(jìn)行工作，此時，電容器所釋放的電流則可能轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲烹娏?。若補(bǔ)償電容器的容量超過實(shí)際要求，就可使電動機(jī)的磁場得到自勵而產(chǎn)生電壓，讓電動機(jī)始終處于發(fā)電狀態(tài)，所以補(bǔ)償容量小于電動機(jī)空載容量就可以避免 [6]。

6.結(jié)語

無功補(bǔ)償技術(shù)是維持自動化電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素，合理利用該技術(shù)可有效提升負(fù)荷的功率因數(shù)，降低變電器與輸電線路的其他電能損耗和有功功率損耗，有效提升電力的質(zhì)量，降低電力的損耗，保證整個自動化電氣系統(tǒng)得以正常、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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