淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

馬繼政

摘要：在供電系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高供電效率，改善運(yùn)行環(huán)境，還可以減少輸電線路和電力變壓器的損耗。本文論述了無功補(bǔ)償?shù)膬?nèi)涵和特點(diǎn)。分析了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，展望了無功補(bǔ)償技術(shù)未來的發(fā)展方向。

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

隨著電力自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備在電力行業(yè)的廣泛應(yīng)用，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)和諧波治理技術(shù)越來越突出。傳統(tǒng)的靜態(tài)無功補(bǔ)償和無源濾波靜態(tài)配置不能滿足要求，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用為解決這一問題指出了方向。本文介紹了無功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，闡述了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用策略。

1 無功補(bǔ)償匯總

在電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行中，當(dāng)交流電通過純電阻時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為熱能，而在純電容或純感性負(fù)載的情況下，則不做任何工作。也就是說，沒有能量消耗，即無功功率。沒有純粹的情感或純電容負(fù)載，所以當(dāng)電流通過負(fù)載組合時(shí)，部分工作（其中一些工作不起作用）的功率因數(shù)小于1，如果要提高電源效率，應(yīng)派遣無功補(bǔ)償。

無功補(bǔ)償技術(shù)可稱為電壓無功控制服務(wù)技術(shù)，是指電網(wǎng)在固定發(fā)電機(jī)組中運(yùn)行，以保持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，保證輸電線路電壓的總體平衡，加強(qiáng)對權(quán)力運(yùn)作的控制。在電力系統(tǒng)故障的情況下，可以使用無功補(bǔ)償來防止電網(wǎng)系統(tǒng)癱瘓。

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)在高速電氣化鐵路牽引變電所等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，但高速電氣技術(shù)的應(yīng)用也存在一些缺陷，如復(fù)雜單相電力牽引負(fù)荷問題。如果這些條件可以添加到電力系統(tǒng)的負(fù)序諧波中，則可以增加無功功率。不良后果最終可能導(dǎo)致兩方面的問題：一是影響電力系統(tǒng)的安全性；其次，降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的資源利用率，整體經(jīng)濟(jì)效益不高。根據(jù)目前對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和分析，無功功率，負(fù)序和諧波是最重要的問題。盡管國內(nèi)外已有一些研究成果，但由于我國人口眾多，電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的壓力將更大。例如，大同電廠事故是一起嚴(yán)重事故，無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用為解決電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的非線性問題提供了極大的方便。

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

2.1 主程序分析

無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以分為以下兩種方案：

一個(gè)是真空斷路器。這樣通常不會(huì)安裝特殊的放電裝置。高壓母線電壓互感器不是單繞組電阻放電，而是安裝在電容熔斷器中。為了降低電容器組的串聯(lián)諧振和電路電感，串聯(lián)電抗器可以串聯(lián)連接。

其次，晶閘管和濾波器用于調(diào)整反應(yīng)堆。晶閘管和濾波器串聯(lián)連接，調(diào)整電抗器的感應(yīng)電流，使濾波器中的剩余電容電流平衡，以滿足電網(wǎng)的功率要求。

2.2 變電站無功補(bǔ)償

在無功補(bǔ)償變電站中，變電站位于區(qū)域供電中心，具有輸電線路電壓等級的分級配置。因此，變電站無功補(bǔ)償應(yīng)遵循補(bǔ)償和接近原則，以保證該區(qū)域的輸電線路電壓。在綜合平衡的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高無功補(bǔ)償效率。在無功補(bǔ)償裝置中，變壓器容量應(yīng)滿足110kV主變壓器的電壓負(fù)荷。無功補(bǔ)償容量控制在變壓器容量的10%至30%之間。當(dāng)變壓器容量為40 mva時(shí)，應(yīng)增加無功補(bǔ)償次數(shù)，以滿足變壓器安全運(yùn)行的需要，保證電力系統(tǒng)的正常供電。

2.3 配電線路無功補(bǔ)償

在電力系統(tǒng)中，合理的配電線路規(guī)劃不僅可以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全，而且可以大大提高電力運(yùn)行的效率。配電線路無功補(bǔ)償?shù)闹饕康氖羌皶r(shí)補(bǔ)償支路的無功損耗，減少電力系統(tǒng)的功率損耗。在配電變壓器分支無功損耗的情況下，有幾種方法可以確定分組的補(bǔ)償容量。第二種是選擇大負(fù)載的分支作為補(bǔ)償點(diǎn)。三是配電變壓器的小分支，應(yīng)根據(jù)分支的實(shí)際需求進(jìn)行補(bǔ)償。第四，配電變壓器的無功損耗主要由用戶補(bǔ)償。當(dāng)用戶自己的補(bǔ)償不足時(shí)，不能從中繼線獲得電力。因此配電線路的無功補(bǔ)償應(yīng)與無功功率變壓器的空載損耗相匹配，以確定無功補(bǔ)償容量不足，可能導(dǎo)致線路無功補(bǔ)償不足。增加電力系統(tǒng)的損失。

2.4 電力用戶無功補(bǔ)償

電力用戶的無功補(bǔ)償主要有三種類型：集中補(bǔ)償，分組補(bǔ)償和個(gè)人補(bǔ)償。首先，注意賠償。集中式補(bǔ)償是指在配電室的低壓側(cè)或用戶變電站的總線上安裝電容器組?？梢园惭b在變壓器的高壓側(cè)。集中補(bǔ)償無功功率變壓器的損耗，及時(shí)可大大減少主干線上無功功率的情況，減少輸電浪費(fèi)，增加變壓器的有功功率負(fù)荷，同時(shí)集中補(bǔ)償可調(diào)節(jié)無功傳輸線在自動(dòng)切割設(shè)備和集中補(bǔ)償電容的過程中的功率補(bǔ)償能力。它可以有效減少電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)牟蛔恪６?，由于電容器組容量的確定，無功補(bǔ)償量正常，設(shè)備利用率高，使用時(shí)間長，便于設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。無功補(bǔ)償?shù)暮锰幨呛芎玫摹Ｆ浯?，?shù)據(jù)包補(bǔ)償。數(shù)據(jù)包補(bǔ)償是將安裝的電容器分組并安裝在總線上的數(shù)據(jù)包補(bǔ)償形式。分組補(bǔ)償是電力系統(tǒng)中色散補(bǔ)償?shù)囊环N形式，確保各組變壓器無功補(bǔ)償總體平衡，減少上級線路的無功功率，減少線路和變壓器損耗更高，能夠有效保證穩(wěn)定性和電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。個(gè)人賠償。在各個(gè)電氣設(shè)備的并聯(lián)補(bǔ)償中，電容器的補(bǔ)償能力與電容器并聯(lián)，設(shè)備的無功功率負(fù)載在附近進(jìn)行補(bǔ)償。由于單次補(bǔ)償為無功補(bǔ)償，單臺(tái)電力設(shè)備的電容可以與電機(jī)的輸入，輸出狀態(tài)保持一致，從而及時(shí)補(bǔ)償電機(jī)的無功損耗，減少配電網(wǎng)中的無功損耗。因此，個(gè)別補(bǔ)償適用于大中型異步電機(jī)。對于小型異步電機(jī)，個(gè)別補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用受到限制。

3 結(jié)語

隨著電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中發(fā)揮著越來越重要的作用。無功補(bǔ)償技術(shù)可用于調(diào)節(jié)電網(wǎng)運(yùn)行中的無功損耗，確保電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用是從變電站無功補(bǔ)償，配電線路無功補(bǔ)償和用戶無功補(bǔ)償三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的。電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行優(yōu)化明顯，無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]董銀.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用[J].大科技，2013（23）：198199.

[2]隨福偉.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的技術(shù)應(yīng)用[J].工程技術(shù)：全文版：00271.

[3]郭福生，黃勝秋.淺析電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的問題及措施[J].世界家苑，2013（2）.

[4]潘孝坤，郝浩磊.淺析電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014（11）：155156.

[5]楊葉春.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)原理、優(yōu)勢及其在電氣自動(dòng)化供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2017（2）：223.

[6]陳偉星.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探析[J].數(shù)碼世界，2017（5）：183.