盧 業(yè)

（陽江技師學(xué)院，廣東 陽江 529500）

電力是與人們生產(chǎn)生活密不可分的資源條件，在電力發(fā)展過程中伴隨著信息技術(shù)革命，電氣自動(dòng)化控制已經(jīng)逐漸成為電力系統(tǒng)發(fā)展的主流。電氣自動(dòng)化控制給予了電力系統(tǒng)新的管理和控制條件，同時(shí)也讓電力系統(tǒng)得以更加高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，但提升電力系統(tǒng)供電能力仍是其發(fā)展的重點(diǎn)。現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化控制中阻抗問題、功率問題都是迫切需要解決處理的內(nèi)容，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用從技術(shù)層面為上述問題的解決提供了更加合理的方案。無功補(bǔ)償技術(shù)作為一種利用無功補(bǔ)償裝置對(duì)電網(wǎng)電容進(jìn)行一定控制，從而調(diào)節(jié)無功功率的技術(shù)手段，能夠在電力系統(tǒng)運(yùn)行中控制電網(wǎng)輸出功率，提升電力資源利用率，減少輸電線路損耗問題[1]。在具體分析電氣自動(dòng)化控制中無功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，還需要詳細(xì)了解其技術(shù)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑、應(yīng)用狀況及發(fā)展前景等具體情況，更加科學(xué)地對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行利用，提升電力系統(tǒng)的質(zhì)量。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)

1.1 無功補(bǔ)償概況

無功補(bǔ)償又稱無功率補(bǔ)償，是電力供電系統(tǒng)中提高電網(wǎng)功率因數(shù)的一種技術(shù)手段。無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原理（如圖1所示）與有功功率和無功功率對(duì)電網(wǎng)輸出功率的影響有關(guān)，將電能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能等功率為有功功率，而同時(shí)不消耗電能只是轉(zhuǎn)化為另一種形式能量的為無功功率，無功功率增加會(huì)在一定程度上降低電網(wǎng)輸出功率，反之則可以提升電網(wǎng)輸出功率，為此在不改變?cè)须娏υO(shè)備的情況下，利用無功補(bǔ)償裝置對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，能夠有效增加電網(wǎng)輸出功率，從而更好地利用電力資源。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用不僅在提高電網(wǎng)供電效率上具有良好的作用，通過供電效率的改善，供電變壓器對(duì)于輸電線路的損耗也得到了降低，供電環(huán)境得以改善，為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的條件。無功補(bǔ)償技術(shù)讓電力系統(tǒng)的供電效率得到了進(jìn)一步提升，通常在其技術(shù)使用中需要用到各類的無功補(bǔ)償裝置為電路系統(tǒng)提供補(bǔ)償，而在無功補(bǔ)償裝置的種類選擇上也需要結(jié)合實(shí)際情況做到合理規(guī)劃，選擇得當(dāng)會(huì)減少電網(wǎng)損耗，提高供電質(zhì)量，反之則可能造成電壓波動(dòng)、諧波增加等問題，影響供電質(zhì)量[2]。

圖1 低壓無功補(bǔ)償電路工作原理

1.2 無功補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)途徑

無功補(bǔ)償技術(shù)在供電系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用，目前比較常用的無功補(bǔ)償方式有2種。一種是利用電抗器與電容器結(jié)合實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，這是無功補(bǔ)償技術(shù)中比較基礎(chǔ)且實(shí)用的補(bǔ)償方式，通過安裝電抗器與電容器從而對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)有效的無功補(bǔ)償，但由于不同類別的電容器與電抗器在性能特點(diǎn)上的差異，為了確保安裝運(yùn)行的有效性，需要系統(tǒng)安裝人員做好安裝前檢查，確保設(shè)備的可靠性。另一種是利用真空斷路器實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，真空斷路器進(jìn)行無功補(bǔ)償應(yīng)用中投入資金較少，操作簡(jiǎn)便快捷，應(yīng)用范圍較廣，同樣是能夠提升電網(wǎng)功率的有效途徑，在實(shí)際應(yīng)用中由于真空斷路器合閘時(shí)產(chǎn)生的高強(qiáng)度電壓可能影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，因此，也需要格外重視其操作安全規(guī)范的管控，杜絕安全隱患，保證供電質(zhì)量[3]。

2 電氣自動(dòng)化控制中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電力負(fù)荷功率因數(shù)

無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中電力負(fù)荷功率因數(shù)調(diào)整中具有良好的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率的重要系數(shù)，在實(shí)際工作中，電路的有功功率和無功功率會(huì)對(duì)電力負(fù)荷造成影響，若無功功率用于變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化較大，則功率因數(shù)降低，電力線路損耗增加。在電氣自動(dòng)化中運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)首先可用于其電力負(fù)荷功率因數(shù)的調(diào)整，通過接入無功補(bǔ)償裝置，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)保證其功率因數(shù)最大化，有效降低線路損耗，同時(shí)提升有功功率量，保證供電設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量。利用先進(jìn)的無功補(bǔ)償裝置以及科學(xué)系統(tǒng)的并聯(lián)方式，讓無功補(bǔ)償技術(shù)能夠在電力負(fù)荷功率因數(shù)控制中發(fā)揮良好的作用（表1），可以讓電氣自動(dòng)化的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性得以進(jìn)一步提升[4]。

表1 配電變壓器功率因數(shù)

2.2 無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用

無功補(bǔ)償技術(shù)可通過真空斷路投切電容器、可控飽和電抗器等裝置（圖2）的應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化控制中提供良好的補(bǔ)償作用，從而提升電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。真空斷路投切電容器是無功補(bǔ)償技術(shù)中比較常用的裝置，具有使用方便靈活、投入少等優(yōu)點(diǎn)，但在應(yīng)用中容易受到高壓因素影響其穩(wěn)定性，或使用中出現(xiàn)設(shè)備線路損毀等問題，因此在具體選擇型號(hào)和設(shè)備使用中都需要進(jìn)行有效管控?？煽仫柡碗娍蛊饕彩潜容^普遍的無功補(bǔ)償裝置，通過對(duì)電抗飽和程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變系統(tǒng)回路電源，在并聯(lián)狀態(tài)下利用濾波器對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平衡?？煽仫柡碗娍蛊魇乾F(xiàn)階段無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用價(jià)值較高的設(shè)備類型，能夠長(zhǎng)期用于電氣自動(dòng)化中，但在使用中也需要進(jìn)行諧波與噪聲問題的防控[5]。

圖2 常見無功補(bǔ)償裝置

2.3 電力用戶無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中可以為電力用戶提供無功補(bǔ)償。電力用戶是供電系統(tǒng)的主要服務(wù)對(duì)象，在其供電過程中引入無功補(bǔ)償技術(shù)能夠保證其用電質(zhì)量與穩(wěn)定性的提升。無功補(bǔ)償在電力用戶中應(yīng)用，能夠通過技術(shù)手段，讓無功補(bǔ)償技術(shù)支持下的供電系統(tǒng)電力功率因數(shù)滿足國(guó)家規(guī)定要求，在不更換基礎(chǔ)設(shè)備的前提下提升供電質(zhì)量，并且獲得電費(fèi)補(bǔ)償，能夠?yàn)槠胀娏τ脩舻挠秒娤M(fèi)提供一定幫助。另一方面，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用有效減少了供電線路中電流損耗，最大化降低了無功消耗，有助于降低線損，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行壓力等也具有良好的作用，保證了電力用戶的用電安全性[6]。無功補(bǔ)償在電力用戶的供電中應(yīng)用，能夠讓電氣自動(dòng)化可以在更加安全高效的環(huán)境下完成供電環(huán)節(jié)，進(jìn)一步發(fā)揮供電系統(tǒng)的良好作用。

2.4 配電線路無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制配電線路中具有良好的應(yīng)用。無功補(bǔ)償技術(shù)用于電氣自動(dòng)化控制配電線路中，主要通過電容器等裝置的利用發(fā)揮無功補(bǔ)償作用，通過電容器組對(duì)高壓母線內(nèi)電壓互感器一次繞組電阻放電的充分利用，能夠完成無功補(bǔ)償，從而優(yōu)化電網(wǎng)輸出功率。配電線路中無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用可以有效改善配電線路中的各項(xiàng)問題，在電氣自動(dòng)化控制中能夠更加智能的對(duì)電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證供電效率的提升，并在一定程度上降低成本[7]。但配電線路無功補(bǔ)償應(yīng)用中也需要考慮到無功補(bǔ)償電容器的防護(hù)工作，在電容器安裝時(shí)為了防止高壓擊穿等風(fēng)險(xiǎn)，需要利用熔斷器等條件對(duì)電容器進(jìn)行短路保護(hù)，此外還應(yīng)該注意合閘時(shí)電容器組可能產(chǎn)生的沖擊涌流與串聯(lián)諧振現(xiàn)象等，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理和控制，保證自動(dòng)化控制配電線路無功補(bǔ)償?shù)挠行А?/p>

3 電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展方向

3.1 引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及管理模式

電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用需要重視引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和管理模式。無功補(bǔ)償技術(shù)是改善電力系統(tǒng)供電效率的重要技術(shù)手段，能夠極大地提升供電效率，在實(shí)際應(yīng)用中無功補(bǔ)償技術(shù)也在不斷進(jìn)步和發(fā)展，面對(duì)電氣自動(dòng)化中的阻抗問題及功率問題，無功補(bǔ)償技術(shù)可以通過對(duì)電網(wǎng)電容進(jìn)行一定控制，從而減少上述問題對(duì)電網(wǎng)造成的危害，而在具體的補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用中仍需要進(jìn)行探索與研究。比如當(dāng)前無功補(bǔ)償技術(shù)中濾波器補(bǔ)償使用時(shí)的問題，仍需要通過混合處理濾波器狀態(tài)，進(jìn)一步提升其利用率，從而有效地提升無功補(bǔ)償?shù)男?，?yōu)化供電功率。先進(jìn)的管理模式對(duì)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)也極為重要，在無功補(bǔ)償設(shè)備和具體技術(shù)應(yīng)用中，需要根據(jù)不同補(bǔ)償設(shè)備的工作原理和類型進(jìn)行分析，遵循電力系統(tǒng)操作的安全規(guī)范和質(zhì)量控制原則，完成無功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)操作，避免由于操作原因?qū)е掳踩鹿?，確保無功補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)量[8]。

3.2 合理改進(jìn)技術(shù)方案

技術(shù)方案的改進(jìn)對(duì)于電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用來說也是比較關(guān)鍵的方向?，F(xiàn)階段應(yīng)用的無功補(bǔ)償技術(shù)在適用范圍和應(yīng)用情況中都存在一定局限性，想要更加高效地推動(dòng)電氣自動(dòng)化發(fā)展，還需要注重?zé)o功補(bǔ)償技術(shù)方案的改進(jìn)，從宏觀角度分析無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣傳輸設(shè)備和電壓的影響，制定合理方案保證在損耗最小的情況下，實(shí)現(xiàn)傳輸效果的最大化。除此以外，無功補(bǔ)償技術(shù)方案還需要考慮到電力系統(tǒng)的成本控制及方案使用效率等內(nèi)容，盡可能提升方案的實(shí)用性。比如目前電氣自動(dòng)化過程中，并聯(lián)源濾波補(bǔ)償方案的應(yīng)用較為廣泛，方案可以解決電力牽引負(fù)荷過高及補(bǔ)償量過大的問題，從而保證無功補(bǔ)償?shù)暮侠砝?，避免過度補(bǔ)償或者補(bǔ)償不足等情況[9]。再比如利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控電網(wǎng)補(bǔ)償電容器方案的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)中SCADA系統(tǒng)采集配電網(wǎng)補(bǔ)償所需的有效數(shù)據(jù)，利用SCADA功能監(jiān)控補(bǔ)償電容器，更加精準(zhǔn)地控制電容器的投切。在后續(xù)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用中，隨著電力系統(tǒng)發(fā)展和自動(dòng)化控制水平的不斷提升，其技術(shù)方案類型也需要不斷改進(jìn)，在傳輸效率、經(jīng)濟(jì)性等方面做出優(yōu)化。

3.3 技術(shù)的創(chuàng)新與推廣

技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)推廣是電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的重要趨勢(shì)。無功補(bǔ)償技術(shù)在電力中已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，越來越多的無功補(bǔ)償裝置及方案類型投入到了電力系統(tǒng)的構(gòu)建當(dāng)中，而無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)創(chuàng)新和技術(shù)推廣也應(yīng)該隨之發(fā)展。在無功補(bǔ)償技術(shù)方面，雖然現(xiàn)階段無功補(bǔ)償技術(shù)在提供補(bǔ)償中已經(jīng)具有良好的表現(xiàn)，可以在原有設(shè)備條件上降低電路損耗，提高供電功率，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在不足的方面，通過對(duì)現(xiàn)階段無功補(bǔ)償應(yīng)用中問題的分析，了解電容器的使用情況，分析電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的具體條件等，能夠幫助更好地提升技術(shù)的利用率，從而保證供電質(zhì)量[10]。比如分散補(bǔ)償電容器組的應(yīng)用，可以通過減少主干匯流密度，降低降損效益，在配電網(wǎng)線路中根據(jù)其線路電壓監(jiān)測(cè)情況，將電容器分散在各支線上，位置位于支線長(zhǎng)度的1/3～2/3，讓安裝點(diǎn)電壓水平控制在電容器額定電壓值的1.05倍，提升無功補(bǔ)償?shù)乃?，促進(jìn)電氣自動(dòng)化的合理發(fā)展。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用通過并聯(lián)電容器實(shí)施無功補(bǔ)償，補(bǔ)償電網(wǎng)無功率損耗，有效提升了電力資源的利用率，在減少電流破壞、維持電網(wǎng)穩(wěn)定等方面具有良好效果，對(duì)電氣自動(dòng)化的使用也具有重要作用，值得進(jìn)行技術(shù)推廣，而在技術(shù)推廣中，應(yīng)該結(jié)合其作用與價(jià)值，運(yùn)用情景與應(yīng)用效果等進(jìn)行綜合分析，提升推廣力度，進(jìn)一步促進(jìn)電力企業(yè)的發(fā)展。

3.4 引進(jìn)人才，培養(yǎng)人才

無論是電氣自動(dòng)化技術(shù)還是無功補(bǔ)償技術(shù)，都需要有專業(yè)的電氣人員參與研究和探討，對(duì)于電力企業(yè)乃至電力系統(tǒng)的發(fā)展來說，人力資源都是極為重要的優(yōu)勢(shì)，電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)在未來發(fā)展中也需要專業(yè)人才提供支撐和幫助。對(duì)于電力企業(yè)來說想要更加科學(xué)合理地利用無功補(bǔ)償技術(shù)，需要注重人才引進(jìn)，積極吸取電氣自動(dòng)化專業(yè)的人才，填補(bǔ)企業(yè)內(nèi)部的人員空缺。此外，關(guān)注企業(yè)內(nèi)人才的培養(yǎng)，在電氣自動(dòng)化與無功補(bǔ)償技術(shù)方面展開系統(tǒng)的培訓(xùn)，對(duì)基本原理、安裝操作和運(yùn)行檢修等各類內(nèi)容進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高內(nèi)部人才的素養(yǎng)和素質(zhì)，更好地提升對(duì)電力系統(tǒng)中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用。引進(jìn)人才和培養(yǎng)人才是電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)中比較關(guān)鍵的內(nèi)容，在實(shí)際應(yīng)用中需要結(jié)合電力企業(yè)的運(yùn)營(yíng)情況，電力系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)等進(jìn)行綜合性人才的培養(yǎng)，讓無功補(bǔ)償技術(shù)能夠更好地用于電網(wǎng)的運(yùn)行當(dāng)中。

4 結(jié)束語

在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，無功補(bǔ)償技術(shù)的推廣與應(yīng)用具有極為重要的意義，一方面其可以為電路提供無功補(bǔ)償，另一方面借助無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用極大地改善了電力資源的利用效率，在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和供電質(zhì)量提升中具有良好的作用。無功補(bǔ)償技術(shù)是電氣自動(dòng)化控制中不可或缺的重要技術(shù)手段，通過電容器等組件的應(yīng)用，幫助電力系統(tǒng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升電力功率，更好地解決了用電緊迫等問題。電氣自動(dòng)化控制中的無功補(bǔ)償技術(shù)不僅通過技術(shù)手段為電力輸送提供了良好的條件和保障，也能夠進(jìn)一步推動(dòng)電力系統(tǒng)的發(fā)展。