試論無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

張殿新

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)得到了良好發(fā)展契機(jī)，各相關(guān)行業(yè)得到了進(jìn)一步成熟和完善。然而，在電氣自動(dòng)化設(shè)備中單相電力牽引負(fù)荷具有極為復(fù)雜的變化情況，其中涉及到的非線性因素不斷增多，導(dǎo)致電氣自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到了較大阻礙。將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)科學(xué)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化過(guò)程中，可以對(duì)這一問題進(jìn)行有效解決。

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

所謂的電氣自動(dòng)化是指涉及到電氣生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)工程等多門綜合性技術(shù)以及方法原理，作為傳統(tǒng)的專業(yè)，它包括了電力電子設(shè)備及技術(shù)要素，也包括了電力基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)工程在內(nèi)的一系列理論基礎(chǔ)，其特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的電氣化、自動(dòng)化。電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用有著自身的必要性，它的技術(shù)通俗來(lái)說(shuō)就是將低壓變壓器傳輸過(guò)來(lái)的無(wú)用功率變?yōu)橛杏霉β?，所以，要想電氣自?dòng)化水平能夠穩(wěn)定運(yùn)行，就要從無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)問題入手，提高技術(shù)的水平。

1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)概述

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是指將無(wú)功功率電源安設(shè)在用電設(shè)備或用戶的變電所位置，使無(wú)功功率在電力系統(tǒng)中的流動(dòng)發(fā)生改變，促進(jìn)電力系統(tǒng)中的電壓水平大幅提高，使網(wǎng)絡(luò)損耗大幅減小，同時(shí)使配電線路中的成本得到有效節(jié)約，從而為電網(wǎng)運(yùn)行中的安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性提供保證。提高電氣自動(dòng)化的高功率因素是無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要目標(biāo)，即減少用電設(shè)備的無(wú)功功率需要量，將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)與現(xiàn)有的諧波技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以此達(dá)到補(bǔ)償諧波、降低負(fù)序的目的。

2無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 如果應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在固定的電坑器或電容器上，那么濾波器和濾波效果就會(huì)在電坑器或電容器上產(chǎn)生，但是只有某一種諧波能夠被形成的濾波器濾掉，因此把哪種諧波濾掉應(yīng)該在設(shè)計(jì)的初期考慮到，要盡量加大功率因數(shù)在濾掉諧波的過(guò)程中。通過(guò)這種方法的采用，能夠使投資成本大大降低，操作方法也較為簡(jiǎn)單。但是這種方法也存在缺陷和吧不足，即在使用電容器的過(guò)程中，很大的過(guò)電壓會(huì)產(chǎn)生，損耗了設(shè)備，器件的頻繁操作會(huì)受到限制，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償理想的作業(yè)要求不能很好的展現(xiàn)。

2.2 將可控飽和電坑器結(jié)合固定濾波器一起使用。流入的感性電流通過(guò)可控飽和電坑器的磁飽和度的控制而發(fā)生改變，使其平衡于固定濾波器中的無(wú)功功率，從而實(shí)現(xiàn)較好的效果。其主要的優(yōu)點(diǎn)是固定濾波器的線路具有方便快捷的補(bǔ)償方式和較快的反應(yīng)速度，諧振問題不會(huì)出現(xiàn)；這種方式的一個(gè)缺點(diǎn)是使用的電力機(jī)械設(shè)備價(jià)格較高，增加了電力企業(yè)的成本支出。

2.3 電坑器、電容器和固定濾波器三者結(jié)合使用。通過(guò)調(diào)節(jié)降壓變壓器中的低壓側(cè)母線電壓和控制連接在低壓母線上電坑器和濾波器電壓，從而改變無(wú)功出力。在調(diào)節(jié)過(guò)程中的通斷應(yīng)該通過(guò)晶閘管的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得在電氣的壽命理論上開關(guān)的分接不會(huì)受到限制。在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用過(guò)程中，為了保證無(wú)功功率的穩(wěn)定性，可以通過(guò)加裝來(lái)實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)濾波的有效實(shí)現(xiàn)。

3無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化中存在的問題

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)起步較晚，使得此技術(shù)在電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中存在著各種各樣的問題，主要是技術(shù)本身的缺陷和設(shè)備相對(duì)落后兩種問題。例如，經(jīng)常要用到的真空斷路器設(shè)備，技術(shù)上的不完善使得此設(shè)備在合閘時(shí)易產(chǎn)生高電壓，給動(dòng)態(tài)補(bǔ)償帶來(lái)不利的作用，影響了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用水平。

3.1系統(tǒng)諧波對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的影響

在電氣自動(dòng)化的整個(gè)階段，此系統(tǒng)的諧波會(huì)大大縮短無(wú)功補(bǔ)償裝置的電容壽命，提高了后期維護(hù)的成本。另一方面，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，系統(tǒng)本身也會(huì)產(chǎn)生一定的諧波，也會(huì)造成設(shè)備本省的破壞。

3.2無(wú)功補(bǔ)償在輸電途中配置的不合理

通過(guò)發(fā)電廠向高壓變電站提供無(wú)功電流傳輸?shù)倪^(guò)程中，要經(jīng)過(guò)多個(gè)低壓變電站，尤其是較遠(yuǎn)距離的傳輸過(guò)程中，更多的無(wú)功電流會(huì)被傳輸。有的變電站會(huì)采用整組投切的方式進(jìn)行電容量的補(bǔ)充，無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)變的均衡，還會(huì)因?yàn)楣β室蛩馗摺⒇?fù)荷狀態(tài)高而導(dǎo)致補(bǔ)償?shù)陌l(fā)生。在進(jìn)行倒置傳輸?shù)倪^(guò)程中，傳輸過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)電網(wǎng)的損耗風(fēng)險(xiǎn)程度也會(huì)明顯的增大。

4無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中問題的解決措施

4.1配電線路實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償。

在配電線路中使用無(wú)補(bǔ)償產(chǎn)技術(shù)是提高電氣自動(dòng)化的重要方式，也是在分支線路中實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾椒ā４朔N方法需首先使用配電變壓器對(duì)分支線路中無(wú)功損耗的情況進(jìn)行確定，進(jìn)而確定補(bǔ)償?shù)娜萘浚M(jìn)行分支線路的選擇，最后需要采用用戶自主補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行容量的補(bǔ)充。補(bǔ)充容量確定的基礎(chǔ)是變電器的空載無(wú)功損耗，補(bǔ)償設(shè)備如果沒有保障，線路容易處于欠補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)。將電容器按照符合時(shí)間或者電壓為變化的基礎(chǔ)進(jìn)行一定的投入，可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)最優(yōu)補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

4.2并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償。

并聯(lián)電容器實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償能夠有效降低電網(wǎng)的損失，提高用電負(fù)載的功率是常見的一種節(jié)電措施。并聯(lián)電容器來(lái)降低電壓的損耗，提高功率，是實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償機(jī)電自動(dòng)化的手段之一。并聯(lián)補(bǔ)償是指在同一個(gè)電路中，將電容器與被補(bǔ)償設(shè)備直接相連，對(duì)提高功率有重要的意義。

4.3電力用戶的無(wú)功補(bǔ)償。

電力用戶的補(bǔ)償也是實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償電氣自動(dòng)化的重要舉措，將用戶的供電網(wǎng)絡(luò)的損耗降低到最小的程度，從而獲得最大的節(jié)電效益。此種方式需要加強(qiáng)對(duì)節(jié)能措施的宣傳和對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓芾?，從而進(jìn)一步確定最優(yōu)的補(bǔ)償措施和補(bǔ)充的容量?？梢愿鶕?jù)補(bǔ)償?shù)姆绞胶脱a(bǔ)償?shù)囊?guī)模分成三種，即集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和個(gè)別補(bǔ)償。

集中補(bǔ)償是指在用戶的變電裝置中集體安裝電容器組，有效的減少變壓器無(wú)功功率的損失量，使得節(jié)電的效益達(dá)到最高。就地補(bǔ)償措施的采用，使得電能在輸電線路中的損失有效降低，使得電容器達(dá)到自動(dòng)投切，無(wú)功負(fù)荷可以自動(dòng)的補(bǔ)充調(diào)節(jié)，有較高的利用率。

分組補(bǔ)償是指合理的分配需要安裝的電容器，并且按照組別對(duì)配電線進(jìn)行一定的裝置，從而實(shí)現(xiàn)分組補(bǔ)償。此種方式保證各個(gè)車間的無(wú)功電力的平衡，在向上級(jí)線路運(yùn)輸過(guò)程中的損耗也得到餓了一定程度的降低。

個(gè)別補(bǔ)償指的是將用電設(shè)備和電容器兩者直接相連接，實(shí)現(xiàn)電容器的同時(shí)投入和產(chǎn)出，使得機(jī)身得到無(wú)功損耗的補(bǔ)償，在大中型異步電動(dòng)機(jī)中有更為顯著的效果。

結(jié) 語(yǔ)

在未來(lái)， 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化行業(yè)中仍有重大的開發(fā)價(jià)值。 在今后電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化中的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展有著重要的作用。然而，由于本身及其他問題嚴(yán)重制約了電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展，比如無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)自身就涉及很多的內(nèi)容，難度非常大，而且我國(guó)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)技術(shù)的研究還有一定的局限性，沒有達(dá)到一定的深度和廣度等等問題。因此，對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，應(yīng)該投入更多的關(guān)注與研究，從多個(gè)角度分析無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，同時(shí)還要不斷的學(xué)習(xí)，引入新興高端技術(shù)，從而研究出更好的、更有利于應(yīng)用在電氣自動(dòng)化中的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展與完善。

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