無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

李劍薇

摘 要：電氣自動(dòng)化工程在工作發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率、降低工業(yè)事故發(fā)生的概率、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。分析和探討了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，以期為相關(guān)企業(yè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；無功補(bǔ)償技術(shù)；補(bǔ)償容量；電力網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TM714.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.148

電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)對(duì)推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)步作出了重要的貢獻(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高也得益于此。尤其是無功補(bǔ)償技術(shù)，在提高供電服務(wù)質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率方面發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)階段，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用還沒有達(dá)到十全十美的程度，這也是電氣自動(dòng)化過程中急需解決的問題。因此，加強(qiáng)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣工程技術(shù)也不斷被注入了新的血液，活力倍增，不斷發(fā)展，逐漸成為了推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)的重要功臣。在這幾十年的發(fā)展歷程中，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不斷突破自我，獲得發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。但是，與國(guó)外的發(fā)展水平相比，我國(guó)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的水平還有待進(jìn)一步提高。從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正朝著信息集成化、標(biāo)準(zhǔn)語言的規(guī)范化和監(jiān)控集中化3個(gè)方向發(fā)展。只有不斷完善電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化工程的長(zhǎng)足發(fā)展，才能促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)。作為電氣自動(dòng)化工程中的重要技術(shù)，無功補(bǔ)償技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善，為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)

2.1 無功補(bǔ)償

為了滿足電力網(wǎng)和負(fù)荷端的電壓水平，保證電網(wǎng)的順利運(yùn)行，無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，被廣泛應(yīng)用于高壓電網(wǎng)和低壓電網(wǎng)中，對(duì)維系電網(wǎng)的穩(wěn)定性有重要的意義。利用無功補(bǔ)償技術(shù)，會(huì)在一定程度上降低電力網(wǎng)中的損耗，從而減少電能運(yùn)輸過程中的損耗，提高電能的使用效率；利用無功補(bǔ)償技術(shù)，能有效提升電網(wǎng)中供電設(shè)備的容量，有效控制配電系統(tǒng)的電壓損耗。為了保證無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)行效果，在電力網(wǎng)和負(fù)荷端應(yīng)該設(shè)置電容器、調(diào)相機(jī)等相應(yīng)的無功電源。在電力系統(tǒng)中，無功功率最多的電氣設(shè)備當(dāng)屬異步電動(dòng)機(jī)和變壓器等電感性負(fù)荷，它們占80%.在實(shí)際操作中，供電企業(yè)可以采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方式，以保證各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2 電力無功補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵技術(shù)

在電氣自動(dòng)化工程中，電力無功補(bǔ)償?shù)碾娏ω?fù)荷功率因數(shù)是重要的技術(shù)指標(biāo)。在電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)越大越好，功率因素越大，無功功率的傳輸就會(huì)大大減少，從而減少有功功率的損耗。因此，在電氣自動(dòng)化工程中，應(yīng)該適當(dāng)提高電力負(fù)荷的功率因數(shù)，有效改善電壓質(zhì)量。另外，并聯(lián)電容器補(bǔ)償無功功率也是電力無功補(bǔ)償?shù)闹匾P(guān)鍵技術(shù)。用電容器的無功補(bǔ)償能夠有效降低電網(wǎng)線損，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電壓。其中，在電容器投入和切除的過程中，無功補(bǔ)償電壓會(huì)發(fā)生變化。

3 具體應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)真空斷路器

在電氣自動(dòng)化中，利用無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)能夠有效節(jié)約成本，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工作中。借助于無功補(bǔ)償技術(shù)，將固定濾波器與合閘管調(diào)節(jié)電抗器有機(jī)結(jié)合起來，從而形成新的無功補(bǔ)償裝置。在實(shí)際使用過程中，有效保證了濾波器的電流平衡，最大限度地滿足電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的功率因數(shù)需求，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，從而在降低能耗方面發(fā)揮重要的作用。

3.2 對(duì)用電客戶進(jìn)行無功補(bǔ)償

在對(duì)用電客戶進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)倪^程中，主要的實(shí)現(xiàn)途徑有2種：①利用無功補(bǔ)償使用戶的實(shí)際電力功率因數(shù)與國(guó)家預(yù)期的電力功率因素相符，逐漸增多電費(fèi)補(bǔ)償，增強(qiáng)群眾的節(jié)能意識(shí)，對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償；②將無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于用戶內(nèi)部配網(wǎng)中，有效降低無功消耗，減輕能源壓力。通過這2種途徑可以有效降低能耗，減輕用戶的經(jīng)濟(jì)壓力。

3.3 對(duì)回路電流進(jìn)行無功補(bǔ)償

在對(duì)電流回路進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)墓こ讨校饕侄问墙柚潭V波器來實(shí)現(xiàn)。借助固定濾波器調(diào)節(jié)飽和電感器，改變其內(nèi)部的磁能飽和程度，從而改變感性電流，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)回路電流進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)男Ч?。在這個(gè)過程中，回路中的感性電流與固定濾波器中的多余電容性相互抵消，從而保證了電流的平衡性。然后，用串聯(lián)的方法將濾波器和電抗器連接在一起，實(shí)現(xiàn)兩者的電壓串聯(lián)，調(diào)節(jié)降壓按鈕就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)控，降低電網(wǎng)中的電壓，最終實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)男Ч?/p>

3.4 應(yīng)用實(shí)例——以某變電站為例

在實(shí)際生活中，該變電站是一個(gè)供電中心，承擔(dān)著整個(gè)區(qū)域的供電任務(wù)。由于區(qū)域內(nèi)用戶的需求不同，所以，其供電的電壓等級(jí)也分為好多不同的類型。在配電過程中，按照“分級(jí)補(bǔ)償、就地平衡”的原則，在配電過程中普遍采用了無功補(bǔ)償技術(shù)，平衡了配電線路和電力用戶的無功功率，使變電站無需再單獨(dú)承擔(dān)無功電力。在該變電站的配電過程中，容性無功補(bǔ)償裝置得到了廣泛的應(yīng)用，在該區(qū)域的電力配網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用，極大地降低了電力輸送過程中的能量損耗，并且對(duì)負(fù)荷兩側(cè)的無功補(bǔ)償也起到了兼顧的作用。在使用過程中，容性無功補(bǔ)償裝置的相關(guān)性質(zhì)是根據(jù)主變壓器容量來確定的，一般確定為主變壓器容量的10%～30%. 在變電站的實(shí)際操作過程中，如果主變壓器的最大負(fù)荷為35～110 kV，則必須保證高壓側(cè)功率因數(shù)要大于0.95. 如果主變壓器的單臺(tái)容量大于40 MVA，則應(yīng)該為每臺(tái)主變壓器配置2組以上的容性無功補(bǔ)償裝置，以確保無功補(bǔ)償技術(shù)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證技術(shù)的使用效果，實(shí)現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

在該變電站的實(shí)踐過程中，應(yīng)該以自身的無功損耗補(bǔ)償為主。為了確定最佳的補(bǔ)償容量，在實(shí)踐中應(yīng)該遵循以下3個(gè)原則：①保證無功補(bǔ)償技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)所是主變壓器的無功損耗，空載狀態(tài)和負(fù)載狀態(tài)下的無功損耗都包含于其中；②如果主變壓器長(zhǎng)期處于輕負(fù)荷狀態(tài)，則補(bǔ)償容量可以直接選取最小值補(bǔ)償；③對(duì)于負(fù)荷重的主變壓器，應(yīng)該先提高電壓幅度，根據(jù)電壓幅度的具體狀態(tài)選擇補(bǔ)償容量。

4 結(jié)束語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)體系中的重要組成部分，對(duì)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有非常重要的作用。尤其是無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，極大地降低了電能線損，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，為用戶提供了優(yōu)質(zhì)電壓。現(xiàn)階段，隨著科技的發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)也在不斷完善和發(fā)展，在電網(wǎng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，電力企業(yè)應(yīng)該重視對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)的研究和創(chuàng)新，從而推動(dòng)我國(guó)電氣自動(dòng)化工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王李楊.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2011，30（6）：79.

[2]饒萬里.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探析[J].硅谷，2014（20）：105，119.

[3]趙李賓.淺談無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].大科技，2014（24）：91-92.

〔編輯：白潔〕