智能無功補償技術(shù)在電氣工程自動化中應(yīng)用

潘培峰

摘要：伴隨著我國電氣自動化技術(shù)水平的不斷提升，在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，又新增了一項無功補償技術(shù)。通過這項技術(shù)的應(yīng)用，使我國電氣自動化水平又得到了進一步提升。然而，相對于日益提高社會生產(chǎn)需求而言，無功補償技術(shù)在提高供電質(zhì)量、減少電能損耗等方面還存在很大的開發(fā)價值。因此，有必要針對其技術(shù)的應(yīng)用方法進行全方位、系統(tǒng)化的研究。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;無功補償技術(shù);電力

1 無功補償技術(shù)概述

在很多電氣自動化設(shè)備中，都會帶有一個電磁線圈。要想讓這個電磁線圈運轉(zhuǎn)起來，必須為其先建立一個專用磁場。這也就意味著在電磁圈運轉(zhuǎn)的過程中會消耗掉功率，如果用字母Q來表示無功功率，其單位則是“乏”或者“千乏”。具體說，就是在一臺電動機運行之前，需要事先為其建立一個專門的磁場，通過該磁場使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，之后再帶動電動機進行同步運動。也就是說，在電動機運行的過程中，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場幾乎都是通過電源里面的無功功率所形成的。當電氣自動化中變壓器工作時，整個運行過程同樣離不開無功功率的支持。由此得知，通過一次線圈轉(zhuǎn)動會形成對應(yīng)的磁場，通過二次線圈轉(zhuǎn)動則會產(chǎn)生電壓。所以，如果缺少了無功功率的支持，電動機就無法運行，變壓器也無法正常執(zhí)行其工作任務(wù)。通常情況下，只要當用電設(shè)備在電源中單獨得到有功功率之后，便可以獲得無功功率。但是，當電網(wǎng)里面所提供的無功功率無法滿足實際需求時，就會導(dǎo)致電氣自動化設(shè)備得不到足夠的磁場供給，從而失去運行動力。也可以將其理解成如果缺少了穩(wěn)定無功功率的保障，大部分電氣自動化設(shè)備都無法正常地運行。

2.智能無功補償技術(shù)的特點

2.1設(shè)備電壓受電磁互感的影響

在電力自動化系統(tǒng)中，電力設(shè)備都是基于電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)運行的。一發(fā)電機組為例，線圈是促使發(fā)電機組運行的根本元件，發(fā)電轉(zhuǎn)子通過磁感線切割運動完成交流電的生成。在如變壓器依靠電磁感應(yīng)傳輸電壓。因此，電力設(shè)備電壓在電網(wǎng)運行中受電磁感應(yīng)的影響，智能無功補償也受電磁互感的影響。

2.2設(shè)備運行的功率影響著電能損耗

電力設(shè)備中的電阻抗、電容抗與電感器、電容器在電網(wǎng)運行狀態(tài)下會產(chǎn)生一定的諧波，諧波會造成無功功率的產(chǎn)生，導(dǎo)致電力損耗的發(fā)生。要提高電網(wǎng)運行的質(zhì)量，就必須控制諧波的產(chǎn)生。智能無功補償技術(shù)通過在電網(wǎng)中裝設(shè)智能無功補償裝置，來降低電網(wǎng)運行中產(chǎn)生的諧波，提高了電力設(shè)備運行的有功功率，從而減少了電力設(shè)備運行中的損耗。

2.3智能無功補償與無功功率控制緊密相關(guān)

電力系統(tǒng)運行的效率和運行質(zhì)量與無功功率的管理有著緊密的關(guān)系。通過科學(xué)的管理和控制電網(wǎng)運行中的電壓，可以實現(xiàn)對于功率因數(shù)的調(diào)節(jié)，補償無功功率造成的設(shè)備損耗，提升電力系統(tǒng)運行的秩序性和合理性，從而有效的控制電力設(shè)備運行中的無功功率，提高有功功率，減少電網(wǎng)系統(tǒng)中整體電能的損耗，提高電力系統(tǒng)運行質(zhì)量。

3.無功補償方式

3.1集中補償

將無功補償裝置裝設(shè)在總變電所6-35kv母線上，用于控制高壓線路無功損耗的無功補償方式。它的優(yōu)勢在于降低線路損耗的同時還有助于提高供電質(zhì)量。

3.2分散補償

將無功補償裝置裝設(shè)在功率因數(shù)較低的線路端，如村鎮(zhèn)終端、車間、配電所高低壓母線上的無功補償方式。它的優(yōu)勢在于無功補償效率高、效果好。

3.3就地補償

將無功補償裝置裝設(shè)在電感性用電設(shè)備或異步電機附近的無功補償方式。它的優(yōu)勢在于提高用電設(shè)備供電回路的功率因數(shù)，從而有助于提高電壓設(shè)備供配電質(zhì)量。

4.智能無功補償技術(shù)在電氣自動化中的具體應(yīng)用

4.1應(yīng)用于固定濾波器和電抗器

理論上來講，如果這種無功補償?shù)哪軌虻靡馔耆珜崿F(xiàn)，智能補償裝置便可以最大程度發(fā)揮其對有源補償?shù)目煽匦?，從而靈活補償電力系統(tǒng)運行過程中的功率損失。但是實際上電力設(shè)備運行時條件并不是單一的，而是會因為設(shè)備質(zhì)量、人為操作、外界環(huán)境等多方面原因?qū)е缕涔╇姽δ墚a(chǎn)生變化，相應(yīng)的電流和電壓狀況也各不相同，要想達到良好的無功補償效果，就要準確衡量電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量，其中最為重要的就是電壓質(zhì)量。而電氣自動化的變電所和接觸網(wǎng)無功狀況會在很大程度上受到負荷消耗的無功率作用，從而給電氣自動化運行系統(tǒng)帶來很大的負面影響，導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生高頻次諧波，而且規(guī)模也會比較大，這對于維護電網(wǎng)的安全性以及電氣自動化系統(tǒng)的質(zhì)量來說是極為不利的。

4.2應(yīng)用于電容器同固定濾波的結(jié)合

電容器和固定濾波的結(jié)合在為電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)智能無功補償?shù)倪^程中可以說是必然趨勢，此二者結(jié)合是具有一定科學(xué)性的，其主要目的就是更加合理地對電壓消耗進行調(diào)整。但是在推行該項措施的前期階段，相關(guān)工作人員還是要根據(jù)電氣自動化系統(tǒng)的實際運行情況，對電流電壓量值以及能耗情況進行全面了解和分析，然后有針對性地做出調(diào)整計劃。有研究表明，利用靜壓管來進行智能無功補償，可以更加可靠地保障電氣自動化裝備的運行功能。但是目前而言，我國的智能無功補償技術(shù)雖然取得了很多成績，但是該種技術(shù)方法還未能全面普及應(yīng)用，仍然處于測試研究階段。當在電氣自動化系統(tǒng)中使用智能無功補償技術(shù)時，會有大量的無功電流涌向高壓變電站，然后再經(jīng)由相應(yīng)的輸電線路將電能傳送給低壓變電站。但是該過程電力能源需要進行遠距離傳輸，如果使用的無功補償技術(shù)配置不合理，也會出現(xiàn)無功功率向配電網(wǎng)倒送的現(xiàn)象，反而造成更大的電力能源損耗。相反，如果該技術(shù)能夠進一步得到優(yōu)化改進，我國電力行業(yè)的發(fā)展水平必然能夠邁入新的臺階。

4.3對回路電流進行無功補償

在對回路電流進行無功補償時，可采用固定濾波器，對飽和電感器運行中的磁能飽和情況進行調(diào)節(jié)控制，改變流入回路中的感性電流，進而達到無功補償效果。在回路運行中會產(chǎn)生一定的感性電流，對此，可與濾波器中的電容性相消除，進而保證電流均衡性。另外，通過利用濾波器及電抗器，還可達到電壓串聯(lián)效果，通過對變壓器降壓按鈕進行調(diào)整，并對側(cè)母線電壓采取有效的控制措施，能夠保證無功補償效果。

4.4對用電客戶進行無功補償

在電氣工程自動化中，對于電力用戶無功補償?shù)男问桨ㄒ韵聨追N：①通過無功補償措施對電力功率因數(shù)進行有效控制，確保能夠符合國家相關(guān)規(guī)定，同時還應(yīng)加大宣傳教育，提升用戶節(jié)能意識，進而實現(xiàn)無功補償。②在客戶內(nèi)部配電網(wǎng)中，通過利用無功補償措施，能夠有效減少電力用戶經(jīng)濟負擔。

結(jié)語

綜上所述，本文主要對智能無功補償技術(shù)在電氣工程自動化中應(yīng)用進行了詳細探究。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力需求量不斷增加，傳統(tǒng)的無功補償技術(shù)已無法滿足供電質(zhì)量管理實際需要。對此，可采用人工智能技術(shù)，通過將智能無功補償技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動化中，能夠有效提升電氣工程運行穩(wěn)定性。

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