智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中的應(yīng)用研究

秦海軍

（國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 211106）

0 引 言

從目前國家發(fā)展及人民生活來看，電力是必不可少的重要資源。而從電力行業(yè)的發(fā)展來看，其重點就是實現(xiàn)電力供應(yīng)高效、穩(wěn)定，為人民生活及工作生產(chǎn)提供保障?；谥悄芑?、自動化及現(xiàn)代化等先進(jìn)技術(shù)，研制出了智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)，其在低壓無功補(bǔ)償中的應(yīng)用還處于初步探索階段，仍需不斷開展學(xué)術(shù)研究。

1 功率因數(shù)的定義及影響因素

1.1 功率因數(shù)的定義

功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其作用在于展現(xiàn)出用電設(shè)備的的有功功率和視在功率比值。通常來說，若電壓定為160 kV，其最大負(fù)荷時功率因數(shù)就必須大于或等于0.8，若是以100 kV的電壓為依據(jù)，則其功率因數(shù)要大于或等于0.85。

1.2 影響因素

在電氣設(shè)備做功時，有功功率損失現(xiàn)象較為常見，其主要原因是由于功率的影響因素所導(dǎo)致，本次研究將從以下幾點來探究。（1）電動機(jī)、感應(yīng)電爐以及交流電焊機(jī)等設(shè)備是無功功率的消耗者。以工廠供電為例，所耗無功功率占比最大的是異步電動機(jī)，一般在60%～70%，該設(shè)備在空載時所耗無功率較多[1]。如何加強(qiáng)管控，需防止電動機(jī)空載運行，以此來促進(jìn)高負(fù)載率的提高，進(jìn)而帶動功率的提升。（2）供電電壓超出規(guī)定范圍。工廠的供電電壓額定值以10%以下為準(zhǔn)，若超出額定值的范圍，功率就會有所降低，尤其是在電壓額定值減少的情況下，會對電氣設(shè)備正常運行造成影響，最好的方法就是對其進(jìn)行合理控制，只有使供電電壓保持穩(wěn)定才能在實現(xiàn)正常運行的同時，確保不對功率造成影響。（3）電網(wǎng)頻率的波動。其會對異步電動機(jī)與變壓器中磁化無功功率造成影響。

2 智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中的應(yīng)用

2.1 選擇合適的智能補(bǔ)償方式

對于低壓無功補(bǔ)償來說，電力供應(yīng)中為更好地體現(xiàn)出智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)的性能，使其作用得到充分發(fā)揮，在智能補(bǔ)償方式選擇中需以實際情況為準(zhǔn)，可以固定補(bǔ)償為基準(zhǔn)來結(jié)合動態(tài)補(bǔ)償。這種選擇方式的目的就是基于當(dāng)下供電需求不斷提高，使得電力供應(yīng)載荷量不斷提升而對其穩(wěn)定性造成影響的實際情況為依據(jù)，以此來進(jìn)一步加強(qiáng)無功補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)量。在補(bǔ)償中，固定補(bǔ)償?shù)姆绞骄邆淞己眯阅?，但由于科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，其正在逐漸淘汰中?；谄淞己玫男阅芴攸c來看，可通過技術(shù)融合的方式來實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與升級，進(jìn)而構(gòu)建出更加智能的新型補(bǔ)償方式[2]。此外，為使智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中應(yīng)用的效能及作用得到充分發(fā)揮，體現(xiàn)新型技術(shù)應(yīng)用的價值與意義，就要以綜合補(bǔ)償?shù)姆绞綖橹?，以電力設(shè)備的運行為導(dǎo)向，結(jié)合兩相電量不斷增多的情形來選取適合智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的智能補(bǔ)償方式，從低壓無功補(bǔ)償裝置的層面進(jìn)行充分考慮[3]?？赏ㄟ^進(jìn)行快速跟蹤補(bǔ)償和穩(wěn)定補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合，以此來形成更加智能的補(bǔ)償方式，圖1為低壓無功補(bǔ)償裝置?；谠撗b置與智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)的適配性，能夠使該項電力技術(shù)完美用于低壓無功補(bǔ)償裝置來實現(xiàn)智能化、自動化設(shè)備運作，以此來提高低壓無功補(bǔ)償裝置運行的穩(wěn)定性與可靠性。

圖1 低壓無功補(bǔ)償裝置

2.2 選擇合理的智能補(bǔ)償投切開關(guān)

除了智能補(bǔ)償方式要依據(jù)實際情況進(jìn)行合理選擇以外，在實際應(yīng)用中也要高度重視合理的智能補(bǔ)償投切開關(guān)選擇，具體有以下幾種。（1）過零觸發(fā)固態(tài)繼電器。這種投切開關(guān)設(shè)備的優(yōu)勢特點在于動作快、無涌流，其所運行的時間較長，但缺點在于會產(chǎn)生大量的能耗，不符合當(dāng)下節(jié)能發(fā)展的時代理念。（2）智能真空開關(guān)。其特點在于實現(xiàn)機(jī)電一體化，且穩(wěn)定性有所保障，造價成本較低，能耗較低。（3）智能負(fù)荷開關(guān)。圖2為智能負(fù)荷開關(guān)，其功能更加全面，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)電一體化，也能實現(xiàn)固態(tài)繼電器與交流觸碰間的有效銜接，具備良好的能源節(jié)約型，缺點就是穩(wěn)定性與安全性較差。

圖2 智能負(fù)荷開關(guān)

2.3 綜合配電監(jiān)測功能

能夠監(jiān)測配變?nèi)鄶?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息涵蓋了電壓值與功率，并對整點、統(tǒng)計等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，計量出有功和無功電量。在系統(tǒng)當(dāng)中，還安裝了對后臺進(jìn)行管理的有關(guān)系統(tǒng)，能夠完成數(shù)據(jù)共享的工作目標(biāo)，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)多機(jī)操作。

2.4 智能補(bǔ)償無功控制

通過進(jìn)行智能系統(tǒng)電壓保護(hù)值與禁切電壓值的設(shè)置，設(shè)定投切延時來使時間設(shè)定更加合理，并安裝同一組內(nèi)電容來實現(xiàn)快速補(bǔ)償。表1為智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中的效果。

表1 智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償運行效果

3 智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中應(yīng)用的作用

供電是確保正常生產(chǎn)的前提條件，在低壓無功補(bǔ)償中應(yīng)用智能電力自動化技術(shù)能夠確保電力系統(tǒng)正常工作，為電力企業(yè)電力生產(chǎn)及相關(guān)工作的開展提供保障，節(jié)省資源使用與成本支出，大大提升生產(chǎn)效率，帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文分別從以下3個方面展開研究與探討[4]。

3.1 節(jié)省電費支出

無功補(bǔ)償最明顯的作用就是能夠有效提升功率因數(shù)，在電費支出方面有效降低部分費用，以此來凸顯智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中應(yīng)用的節(jié)能性。由此可見，通過無功補(bǔ)償技術(shù)對功率因數(shù)的提升，能夠為企業(yè)節(jié)省部分電費支出，以此來提升其獲取的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 提高設(shè)備利用率

在企業(yè)生產(chǎn)供電中，整個電力系統(tǒng)存在很多種不同類型的電力設(shè)備，在沒有無功補(bǔ)償技術(shù)的加持下，很多設(shè)備的利用率不高，而通過該項技術(shù)不僅有助于功率因數(shù)的提升，還能夠有效減少負(fù)荷電流，提升功率儲備的效能。除此之外，還能夠使設(shè)備容量降低。由此可見，通過無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)，不僅能夠節(jié)省一定的電力成本支出，還能夠使各項設(shè)備的利用率得到提升。

3.3 降低系統(tǒng)耗能

該技術(shù)能夠確保線路末端電壓的安全性和穩(wěn)定性，從而對大電動機(jī)起動提供有效保障，并進(jìn)一步優(yōu)化了整個電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上通過電容器的安裝還能夠有效降低整個系統(tǒng)線損情況，起到了降低系統(tǒng)耗能的作用，以此來提升整個電力系統(tǒng)的使用性能與時長[5,6]。

4 結(jié) 論

電力供應(yīng)中穩(wěn)定及安全的重要性不言而喻，而智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)在低壓無功補(bǔ)償中的應(yīng)用能夠為正常生產(chǎn)與運行提供有效保障。做好供電中的無功補(bǔ)償，不僅能夠提升配電變壓器的利用率，還能一定程度的節(jié)省電力運行費用，并保證生產(chǎn)效率，從而為相關(guān)行業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，以此來促進(jìn)電力行業(yè)實現(xiàn)節(jié)能發(fā)展。由此可見，智能電力自動化補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用是無功補(bǔ)償技術(shù)創(chuàng)新升級的體現(xiàn)，將其應(yīng)用在低壓無功補(bǔ)償中能夠進(jìn)一步加強(qiáng)供電的穩(wěn)定性與安全性。