無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用及其研究

馬小明

天偉化工有限公司 新疆石河子 832000

無功補(bǔ)償技術(shù)通過對電力負(fù)載功率變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以降低電力線路耗損，提高電氣設(shè)備應(yīng)用效率。因此，探究電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的有效應(yīng)用，有助于人們正確認(rèn)識無功補(bǔ)償技術(shù)和靈活運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化當(dāng)中的重要性

1.1 減少能源的浪費(fèi)

無功補(bǔ)償技術(shù)可以將具有容性負(fù)荷的裝置和感性功率負(fù)荷進(jìn)行連接，使其可以在同一線路當(dāng)中，可以在兩種負(fù)荷之間隨意轉(zhuǎn)換能量。無功補(bǔ)償技術(shù)可以將能源損耗降低，還可以減少電氣設(shè)備的損耗，將供電水平提高。隨著電氣自動化水平的不斷提高，會消耗大量的人力和物力以及成本，如果對無功補(bǔ)償技術(shù)的使用進(jìn)行加強(qiáng)，就會減少這些方面的消耗，減少資源方面的浪費(fèi)，可以將電氣設(shè)備的使用壽命提高，從而將電氣設(shè)備的利用率提高，提高電器系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。采用無功補(bǔ)償技術(shù)，還可以降低使用成本，不斷提升電氣自動化的水平[1]。

1.2 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率

無功補(bǔ)償技術(shù)是一項電網(wǎng)無功功率分配調(diào)節(jié)技術(shù)，不同設(shè)備的不同運(yùn)行狀況在電氣自動化的應(yīng)用當(dāng)中有著對應(yīng)的無功功率，但是會有一些對應(yīng)的條件對無功功率進(jìn)行限制。無功補(bǔ)償技術(shù)可以在電力系統(tǒng)當(dāng)中有能源消耗時，減少損耗，或者是對損耗情況進(jìn)行避免。無功補(bǔ)償系統(tǒng)可以對電壓進(jìn)行有效的控制和調(diào)節(jié)，保障電壓可以更加穩(wěn)定的運(yùn)行。如果在電力系統(tǒng)供電的同時電網(wǎng)功率因素調(diào)低，那么就會損壞變壓器，在使用無功補(bǔ)償技術(shù)時，可以將輸電的穩(wěn)定性提高，節(jié)省成本，將電力系統(tǒng)有功功率的輸送效率提升，促進(jìn)用電的用戶電能的平穩(wěn)運(yùn)行。

1.3 保護(hù)電容器設(shè)備

如果設(shè)備在運(yùn)行的過程當(dāng)中出現(xiàn)高次諧波，就會產(chǎn)生局部過熱的現(xiàn)象，嚴(yán)重?fù)p害電氣設(shè)備，但是電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，就會出現(xiàn)高次諧波這種狀況，會造成設(shè)備的損傷。這時就需要發(fā)揮無功補(bǔ)償技術(shù)的作用，無功補(bǔ)償技術(shù)可以對電壓的負(fù)載進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，對局部過熱的現(xiàn)象進(jìn)行避免，從而減少高次諧波的產(chǎn)生對設(shè)備的影響，保護(hù)電容器設(shè)備，提高電容器設(shè)備的利用率，提高運(yùn)行效率[2]。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 應(yīng)用于電力用戶

現(xiàn)階段，無功補(bǔ)償技術(shù)在電力用戶領(lǐng)域也得到了相應(yīng)使用。運(yùn)用在電力用戶中的無功補(bǔ)償機(jī)制多種多樣，各補(bǔ)償機(jī)制具備的優(yōu)勢也不盡相同。為使無功補(bǔ)償技術(shù)的優(yōu)勢效用在電力用戶中得到充分發(fā)揮，需相關(guān)工作人員立足電力用戶實(shí)際情況，合理選用相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制。例如，運(yùn)用于電力用戶的集中補(bǔ)償機(jī)制中，工作人員通常會采用將電容器組集體安裝于所有電力用戶變電裝置內(nèi)部的方式，使變壓器無功功率損失量得到有效控制，從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)效益最大化的目標(biāo)。無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用使輸電線路損失明顯降低，在保障相應(yīng)運(yùn)行條件處于自動投切狀態(tài)下，工作人員適時補(bǔ)充調(diào)節(jié)無功負(fù)荷，既滿足了電力用戶的用電需求，又獲得了良好的節(jié)點(diǎn)效益。此外，可根據(jù)實(shí)際情況選擇使用分組補(bǔ)償機(jī)制。相關(guān)工作人員需要為電力用戶合理分配電容器，依照組別深入分析處理配電線的具體工序和實(shí)際配比要求等，以構(gòu)建分組補(bǔ)償機(jī)制，從而使各組變壓器無功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)有效平衡。將上級線路無功功率降至最少，避免線路與變壓器出現(xiàn)大量損耗，有助于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)用于電力用戶的個別補(bǔ)償機(jī)制中，工作人員主要通過并聯(lián)電力用戶的具體用電設(shè)備以及電容器，從而及時補(bǔ)償各電氣設(shè)備的無功功率負(fù)載。因單次補(bǔ)償屬于無功補(bǔ)償，單獨(dú)一臺電力設(shè)備電容基本和電機(jī)輸入與輸出狀態(tài)相同，故而能夠?qū)崿F(xiàn)對電機(jī)無功損耗的及時補(bǔ)償。通常在大型或中型的異步電機(jī)中比較適合使用個別補(bǔ)償機(jī)制。

2.2 并聯(lián)電容器補(bǔ)償

并聯(lián)電容器在早期電網(wǎng)中十分常見，因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便且沒有轉(zhuǎn)子。它的工作原理是在負(fù)載兩端發(fā)出容性無功來補(bǔ)償兩側(cè)的感性無功，提高回路的功率因數(shù)，降低網(wǎng)損。通過對補(bǔ)償對象的測量，確定所需要的電容器容量，再來確定要投入的電容器組數(shù)。由于控制電容器投入、切除的是機(jī)械開關(guān)，所以很難準(zhǔn)確判斷投切電容器的時刻。并聯(lián)電容器一般設(shè)有投切延時功能，所以當(dāng)電網(wǎng)無功不足時，最好在高峰負(fù)荷到來前將電容器并聯(lián)到負(fù)載兩端，才能有效避免負(fù)載端電壓不足，因此不能滿足快速、準(zhǔn)確地對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償需求[3]。

并聯(lián)電容器的機(jī)械開關(guān)不宜頻繁切換，因?yàn)槠浜祥l涌流很大，有時甚至能達(dá)到補(bǔ)償電容器額定電流的幾十倍甚至上百倍。在開關(guān)斷開時，它還會產(chǎn)生弧光，且運(yùn)行時的噪音較大，因此頻繁投切會縮短并聯(lián)電容器的壽命。所以，并聯(lián)電容器僅適用于負(fù)載較穩(wěn)定的系統(tǒng)。

2.3 應(yīng)用于配電線路

將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用于配電線路中，有助于電氣自動化獲得更高的運(yùn)行性能和運(yùn)行成效，實(shí)現(xiàn)分支線路的有效無功補(bǔ)償。配電線路中運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)時，需借助配電變壓器詳細(xì)分析分支線路的具體無功損耗情況，全面了解無功損耗具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)，以確定具體補(bǔ)償容量，使工作人員可選擇適宜的分支線路。補(bǔ)償設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下，配電線路將處于欠補(bǔ)償狀態(tài)，相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)時間節(jié)點(diǎn)和具體電壓變化情況科學(xué)判定電容器投入過程和具體用量等，從而有效實(shí)現(xiàn)全面最優(yōu)補(bǔ)償。

3 結(jié)語

綜上，在運(yùn)行電氣自動化系統(tǒng)的過程當(dāng)中，對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，不斷對其進(jìn)行完善。無功補(bǔ)償技術(shù)可以將電網(wǎng)的整體性能進(jìn)行提高，減少對資源的消耗，將電氣自動化消耗的電源能量減少。同時要對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和完善，從而促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，提高電氣自動化的運(yùn)行效率。