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

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平也有了相應(yīng)的提高。然后，我國(guó)電氣自動(dòng)化企業(yè)在生產(chǎn)過程中也存在著不少的問題，需要我們對(duì)電氣自動(dòng)化中的無功補(bǔ)償技術(shù)做出更加深入的研究和詳細(xì)地分析。

【關(guān)鍵字】無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；探討

引言：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)，應(yīng)用中的問題也日漸突出。盡管國(guó)內(nèi)各企業(yè)采用了相應(yīng)的措施對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備的應(yīng)用中產(chǎn)生的問題在一定程度上有所解決，卻很可能由于非線性因素具有不可預(yù)知性而最終宣告失敗，導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。

一、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣化發(fā)展中的意義

由于我國(guó)是個(gè)人口大國(guó)，資源緊張，電氣自動(dòng)化在供電所應(yīng)用的壓力十分大，而更為嚴(yán)重的是非線性因素帶來的不可控問題。近年來，我國(guó)出現(xiàn)了很多大型的電機(jī)廠組事故，不僅給企業(yè)和國(guó)家?guī)砭揞~的經(jīng)濟(jì)損失，而且給社會(huì)造成較大的安全隱患。無功補(bǔ)償技術(shù)能夠很好地解決電氣自動(dòng)化系統(tǒng)非線性等問題。因此，可見研究無功補(bǔ)償技術(shù)是多么重要。

二、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

本文以某變電站為例，來對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。變電站一般是一個(gè)供電區(qū)域的供電中心，它采用有差別的配電線路為區(qū)域內(nèi)的用戶供電。變電站供電遵循“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，具體含義是指一個(gè)區(qū)域內(nèi)的用戶要和配電線路達(dá)到一個(gè)無功率平衡的狀態(tài)，而不應(yīng)該再向變電站索取無功電力。變電站應(yīng)該以補(bǔ)償本身的無功損耗為主要任務(wù)，變電站的合理補(bǔ)償容量，可以參照以下原則再進(jìn)行確定：1）變電站的無功補(bǔ)償主要有于補(bǔ)償主變壓器的無功損耗，包括空載無功損耗和負(fù)載無功損耗。2）如果變電站由于負(fù)荷重，電壓過大導(dǎo)致不能正常供電，可以按照提高電壓幅度的要求來選擇補(bǔ)償容量。3）為了降低成本，變電站應(yīng)盡量減少分組[1]。而對(duì)于大型變電站，電容器的分組要根據(jù)運(yùn)行需要來定。4）對(duì)于那些經(jīng)常處于輕負(fù)荷狀態(tài)下的變電站，其補(bǔ)償容量可以選擇最小值。等到之后負(fù)荷有所增加，再調(diào)回補(bǔ)償容量。5）當(dāng)供電區(qū)域內(nèi)的電力用戶和配電線路的無功補(bǔ)償水平出現(xiàn)不足時(shí)，變電站可以適當(dāng)增加無功補(bǔ)償?shù)娜萘?，無功差值則由變電站提供

三、無功補(bǔ)償技術(shù)

（一）真空斷路投切電容器

雖然真空斷路投切電容器這個(gè)設(shè)備簡(jiǎn)單并且投資少，但是它有很多缺陷。真空斷路投切電容器在使用過程中，應(yīng)該避免高頻率的投切，以免過高的電壓導(dǎo)致設(shè)備的損壞。

（二）固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器

固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器的特點(diǎn)是固定濾波器可以長(zhǎng)期投入使用，對(duì)晶閘管的需求很少，速度快。然而這種設(shè)備也不是完美無缺的，它在使用的過程中會(huì)產(chǎn)生諧波現(xiàn)象。

（三）固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)變壓器

這兩種設(shè)備目前并沒有廣泛投入使用，它們有一個(gè)共同的致密弱點(diǎn)，那就是它們?cè)谑褂眠^程中的損耗相當(dāng)大[2]。

（四）可控飽和電抗器

可控飽和電抗器的工作原理是通過對(duì)電抗器飽和程度的調(diào)節(jié)來改變整個(gè)回路的電流，讓并聯(lián)濾波器中的多余容性無功功率被感性電流抵消從而達(dá)到平衡點(diǎn)。這個(gè)設(shè)備試用期長(zhǎng)，比較耐用，但是它運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲較大。

（五）有源濾波器

有源濾波器的工作原理是讓電力電子裝置負(fù)產(chǎn)生與負(fù)序電流和諧波電流相反的電流，使得其滿足電源的要求，互相抵消。它的特點(diǎn)是節(jié)速度快、補(bǔ)償靈活、不會(huì)和系統(tǒng)產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。這種設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)都比較優(yōu)越，是不錯(cuò)的選擇，但是，它的市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)昂貴。

（六）有源濾波器和無源濾波器

有源濾波器和無源濾波器的工作原理是以有源濾波器產(chǎn)生的電流和負(fù)荷中諧波電流進(jìn)行中和，相互抵消，最終達(dá)到滿足電源要求。這種設(shè)備的可控性和靈活性較強(qiáng)。但是，國(guó)內(nèi)在這個(gè)設(shè)備的使用中存在很多問題，還有待進(jìn)一步的研究和探索。

四、無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的策略

（一）對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的方向和方式作出深入的研究

很多常見的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)的無功狀況，大都是因?yàn)槭艿阶杩箚栴}和功率因素問題的影響，最終導(dǎo)致電網(wǎng)的癱瘓。電能質(zhì)量是評(píng)價(jià)供電系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，而電壓又是電能質(zhì)量最關(guān)鍵的影響因素。例如，AT 供電方式是我國(guó)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣化鐵路領(lǐng)域的主要應(yīng)用方式。這個(gè)策略的實(shí)施很好地解決了過長(zhǎng)輻射路線上存在的負(fù)序問題。

（二）并聯(lián)混合有緣濾波器等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和管理方式

并聯(lián)混合有緣濾波器是當(dāng)前我國(guó)比較先進(jìn)的混合式解決方案，它能夠幫助解決電力牽引負(fù)荷的不可控制的變化帶來的電力濾波器補(bǔ)償量過大的問題。此種方案采用注入式的無功補(bǔ)償技術(shù)解決諧波的問題，它具有成本低、效益好和投資性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。

（三）無功分散補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)施步驟

1、確定無功分散補(bǔ)償方案

配電變壓器一般要安裝在配電變壓器低壓引線處，它是配網(wǎng)無功分散補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償對(duì)象。由于配電變壓器的容量很小，所以在實(shí)際操作中，一般不用給它配備相應(yīng)的保護(hù)裝置，也不用理會(huì)過電壓和合閘涌流造成的影響[3]。

2、低壓電容器的安裝

一般情況下，低壓電容器的安裝位置是在配電變壓器低壓出線桿的橫擔(dān)上。但是，這也不是絕對(duì)的，要視情況而定。當(dāng)電容器體積比較大時(shí)，可以選擇在在低壓出線桿上另外安裝一個(gè)小支架的方法達(dá)到固定低壓電容器的目的。在低壓電容器安裝完成后，連接配電變壓器低壓引線和電容器出線頭。要謹(jǐn)記，這個(gè)時(shí)候安裝工作并沒有結(jié)束。安裝完成后，為了保證低壓電容器的安裝的安全性，工作人員要大量查閱和收集相關(guān)資料，以確定電容器的數(shù)量、規(guī)格以及相關(guān)的輔助材料的數(shù)量及型號(hào)，并最后對(duì)工程進(jìn)行最終的預(yù)算。

五、結(jié)語(yǔ)

總而言之，因?yàn)闅庾詣?dòng)化設(shè)備中的單相電力牽引力負(fù)荷變化無常，再加上逐漸加強(qiáng)的非線性因素，無功補(bǔ)償技術(shù)的研究就顯得十分緊迫。近年來，由于我國(guó)引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，再加上國(guó)內(nèi)對(duì)電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)的研究，我國(guó)在電氣自動(dòng)化無功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域取得了驕人的成就。本論文通過對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行歸納和總結(jié)，為該領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱曉霞，李劍峰.膜分離技術(shù)在化工公司甲醇裝置中的應(yīng)用[J].石油和化工節(jié)能， 2011，4.

[2]周楠.甲醇全回收從分離技術(shù)“突圍”[J].中國(guó)石油和化工，2010，3.

[3]張先春，渠兵.膜分離氫回收技術(shù)在甲醇合成中的應(yīng)用[J].氮肥技術(shù)，2011，（03）.

作者簡(jiǎn)介：鄭道疆（1976-9），男，天津市人，單位：天津港電力有限公司，職務(wù)：工程師，研究方向：供配電.