電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

劉運(yùn)嘉，董欣然，張 軒

（山東科技大學(xué)濟(jì)南校區(qū)，山東 濟(jì)南 250031）

0 引 言

將電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用在電力行業(yè)中，不僅可以保障電壓的穩(wěn)定性，節(jié)約更多電力資源，而且可以降低維護(hù)費(fèi)用，提高電力資源的傳輸質(zhì)量。因此，可以將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)高效廣泛地應(yīng)用在變電站、用戶(hù)設(shè)備、配電線路中，充分發(fā)揮其價(jià)值與作用。

1 電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的作用

1.1 保障電壓穩(wěn)定

電氣自動(dòng)化技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的高效化、自動(dòng)化、智能化、一體化管理，加快了電力行業(yè)發(fā)展步伐。而無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以讓電網(wǎng)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，有效控制設(shè)備運(yùn)行中的破壞電流，保障設(shè)備內(nèi)部的各個(gè)零件始終處于高效穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，提高電壓質(zhì)量。此外，可以降低電壓損失與電能損耗，滿(mǎn)足現(xiàn)階段的電力使用需求，保障各個(gè)電氣設(shè)備與電路的穩(wěn)定性。

1.2 節(jié)約電力資源

電網(wǎng)使用的電線以銅線為主，雖然其導(dǎo)電性能良好、使用壽命較長(zhǎng)，但是相比于金，還是會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生一些損耗。因此，我國(guó)每年的電能損耗量較大，不利于電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以穩(wěn)定電壓，提高電力資源的傳輸質(zhì)量，避免各種因素的干擾，有效降低損耗，從而節(jié)約大量的電力資源，幫助人們節(jié)約更多電費(fèi)，有利于穩(wěn)定社會(huì)秩序。

1.3 降低維護(hù)費(fèi)用

電網(wǎng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，就要立即展開(kāi)維修。在維修中，不僅需要消耗大量的人工費(fèi)與材料費(fèi)，還會(huì)因?yàn)橥ｋ娭率谷藗冊(cè)馐芙?jīng)濟(jì)損失。因此，只有保障電網(wǎng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行，才能降低成本費(fèi)用，保障人們的生活工作有序進(jìn)行。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以提高變壓器、電網(wǎng)線路等運(yùn)行效率，保障其運(yùn)行安全，減少故障的出現(xiàn)概率。這樣不僅降低了維修、管理費(fèi)用，還減少了設(shè)備投入的開(kāi)支，保障了電力行業(yè)高效穩(wěn)定發(fā)展。

1.4 提高傳輸質(zhì)量

在有功功率的電路傳輸中，功率因數(shù)與傳輸電力功率、可用功率呈反比，也就是指功率因數(shù)越高，傳輸電力功率、可用功率越低。這就會(huì)導(dǎo)致電力傳輸質(zhì)量較低，無(wú)法滿(mǎn)足人們的實(shí)際用電需求。而通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，既提高了功率因數(shù)，也有效控制了可用功率，提高了傳輸質(zhì)量?？梢?jiàn)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用有著非常深遠(yuǎn)的意義。

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

2.1 在變電站的應(yīng)用

變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，也是電網(wǎng)的核心與心臟。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以?xún)?yōu)化電網(wǎng)，降低損耗，提高電力資源的質(zhì)量。首先，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以保證電網(wǎng)的無(wú)功功率始終處于平衡狀態(tài)。再通過(guò)適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償，可以提高各個(gè)設(shè)備與環(huán)節(jié)的運(yùn)行質(zhì)量與性能。例如，關(guān)聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)等設(shè)備，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以將其電壓控制在合理的范圍內(nèi)，并且有效防止過(guò)壓等現(xiàn)象。其次，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以?xún)?yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境，提高電力資源的質(zhì)量。原因在于利用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，便于工作人員及時(shí)找出運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并且分析原因，提出有效的解決措施，實(shí)現(xiàn)集中與高效管理。最后，通過(guò)低壓分組補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以保障電壓始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高整個(gè)變電站的安全性[1,2]。

2.2 在用戶(hù)設(shè)備中的應(yīng)用

電網(wǎng)的終端為用戶(hù)設(shè)備，由于用戶(hù)設(shè)備數(shù)量較多、分布較為疏散，需要加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用。加之隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的用電需求在不斷增加，電器設(shè)備的數(shù)量在不斷增多，用電負(fù)荷在不斷加大，為了保障人們的正常用電需求，需要實(shí)現(xiàn)電子自動(dòng)化技術(shù)與設(shè)備的廣泛應(yīng)用，最終進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?，F(xiàn)階段，家家戶(hù)戶(hù)都會(huì)使用一些大型的電冰箱、洗衣機(jī)等電器，電視機(jī)、空調(diào)、電磁爐等使用頻率也比較高，這對(duì)電網(wǎng)的供電能力與輸送質(zhì)量提出了很高的要求。如果無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的用電需求，不僅容易出現(xiàn)短路及斷路現(xiàn)象，還會(huì)增加人們的電費(fèi)繳納負(fù)擔(dān)。而采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電器設(shè)備的電壓與電流進(jìn)行有效控制，可避免受到各種因素的干擾，降低無(wú)功損耗，提高電器設(shè)備利用效率。如表1所示，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，用戶(hù)設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償率均在1.04以上。

表1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在用戶(hù)設(shè)備中的應(yīng)用效果

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在用戶(hù)設(shè)備中的應(yīng)用需注意以下兩個(gè)方面：第一，加大節(jié)能宣傳力度，引導(dǎo)廣大群眾認(rèn)識(shí)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾?，并且主?dòng)參與無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用，積極使用符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定的電氣設(shè)備；第二，將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)廣泛應(yīng)用在用戶(hù)內(nèi)部的配電網(wǎng)中，降低無(wú)功能耗，讓用戶(hù)直觀感受到電費(fèi)的減少，這樣還可以降低檢修、維護(hù)的成本費(fèi)用[3,4]。

2.3 在配電線路中的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化，是實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施，更是電網(wǎng)改革的重要環(huán)節(jié)。為了保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行改造升級(jí)，加大電氣自動(dòng)化的運(yùn)用力度，并且積極應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用在配電線路中，主要是通過(guò)分支線路的補(bǔ)償來(lái)平衡分支線路的無(wú)功功率。這樣就可以降低設(shè)備損耗，提高使用效率，保障電力資源高效、安全、穩(wěn)定傳輸。而如何控制分支線路無(wú)功消耗的補(bǔ)償，降低主干線路為分支線路的無(wú)功傳輸率，是整個(gè)應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)與核心。由于節(jié)點(diǎn)的電壓水平會(huì)根據(jù)無(wú)功功率的變化而改變，因此可以通過(guò)無(wú)功功率的調(diào)節(jié)來(lái)穩(wěn)定電壓，提高節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷力，將配電線路的電壓控制在合理范圍內(nèi)。

3 電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 選擇適宜的設(shè)備

將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用在電力行業(yè)中，需要選擇適宜的設(shè)備，才能充分發(fā)揮無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的作用。其中，選擇適宜的智能無(wú)功補(bǔ)償投切開(kāi)關(guān)是非常重要的，通?？梢赃x擇固態(tài)繼電器，其是目前電力行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的設(shè)備之一。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)如下：（1）智能化，工作人員可以根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)將電網(wǎng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)設(shè)；（2）準(zhǔn)確化，投切開(kāi)關(guān)可以根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確判斷故障源與故障點(diǎn)，并且快速切斷線路；（3）節(jié)能化，在投切開(kāi)關(guān)的使用中既不會(huì)耗費(fèi)電力資源，也不會(huì)投入較多的成本費(fèi)用，使用壽命較長(zhǎng)。另外，可以使用智能一體化開(kāi)關(guān)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，很多現(xiàn)代化信息技術(shù)隨之出現(xiàn)，如互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，不僅廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域中，還實(shí)現(xiàn)了各行工作的高效化、智能化與一體化。智能一體化開(kāi)關(guān)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展下出現(xiàn)，作為現(xiàn)代化信息技術(shù)的產(chǎn)物，它廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域中，通過(guò)人工智能技術(shù)將開(kāi)關(guān)智能化，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、報(bào)警預(yù)警以及遠(yuǎn)程通信，大大提高了各行工作的高效化、智能化與一體化。

3.2 提高變電站容量

變電站是電網(wǎng)的心臟與核心。將無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用在變電站中，需要適當(dāng)提高其容量，這樣才能為電力企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。首先，工作人員要密切觀測(cè)變電站的容量輸出，結(jié)合當(dāng)?shù)氐挠秒娗闆r，根據(jù)變電站的實(shí)際情況，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償容量的適當(dāng)調(diào)整。其次，需要借助先進(jìn)的、專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀器，使用高科技技術(shù)，通過(guò)輸電過(guò)程的工藝優(yōu)化、技術(shù)提升來(lái)提高無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用效率，最終降低電能損耗。

3.3 使用高效裝置

高效的無(wú)功補(bǔ)償裝置與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的有效結(jié)合，可以達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?，滿(mǎn)足實(shí)際用電要求，節(jié)約更多的電力資源。首先，可以使用晶閘管相控電抗器，通過(guò)對(duì)觸發(fā)角的調(diào)整來(lái)改變無(wú)功容量。采用這種無(wú)功裝置，需要經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的計(jì)算分析，再將其調(diào)整數(shù)據(jù)輸入無(wú)功裝置中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)投切。這種無(wú)功裝置可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、快速補(bǔ)償，但是使用次數(shù)越多，壽命會(huì)縮短。其次，使用雙晶閘管或者晶閘管反并聯(lián)相控電抗器，通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)投切。這樣就可以根據(jù)無(wú)功功率的變化，做出相應(yīng)的判斷，最終可以穩(wěn)定電壓，保障電力資源的穩(wěn)定傳輸。最后，使用磁控電抗器型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，將三項(xiàng)飽和電抗器工作的繞組相互并聯(lián)到電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。通過(guò)該裝置的使用，不僅可以改變無(wú)功功率，還可以將不同的裝置有效連接，實(shí)現(xiàn)緊密配合，最終改變無(wú)功功率與電能飽和度。但是在實(shí)際使用中能耗損失較大，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活運(yùn)用。

4 結(jié) 論

在電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用中，需要注意以下要點(diǎn)：選擇適宜的設(shè)備，降低電能損耗；提高變電站容量，提高使用效率；使用高效裝置，延長(zhǎng)使用壽命等。