試論電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用

安會超　呂少禹

摘 要：隨著電氣自動化技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴大，動態(tài)無功補償技術(shù)和諧波治理的問題越來越嚴(yán)重。系統(tǒng)運行過程中往往出現(xiàn)負(fù)荷變化大，帶有諧波的現(xiàn)象，傳統(tǒng)的無功補償技術(shù)已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)運作的這一需求。無功補償技術(shù)是采用無功、負(fù)序及諧波的綜合補償方式，對電氣自動化系統(tǒng)的正常運行提供了有力的支撐。本文主要對電氣自動化中無功補償技術(shù)的作用、應(yīng)用及建議做了簡要的分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；無功補償技術(shù)；特點

1 電氣自動化中無功補償技術(shù)的作用

電氣自動化的普及，不僅促進了市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，增加了國民收入，還極大地降低了工作人員的操作難度，為企業(yè)生產(chǎn)減少了人力物力的成本投入，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益；同時還提高了電氣自動化的安全性，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。隨著電氣自動化技術(shù)水平的不斷提高，在電氣自動化發(fā)展中呈現(xiàn)出了越來越多的問題，電氣設(shè)備中電能資源的過度浪費，已經(jīng)引起了社會的高度重視。電氣自動化中無功補償技術(shù)的大量應(yīng)用，可以有效地降低電氣設(shè)備的電能消耗情況，完善電氣自動化體系，確保國民經(jīng)濟和社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的健康發(fā)展。

目前電力系統(tǒng)中所有的用電設(shè)備都存有無功功率的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是電壓與用電設(shè)備的特性所決定的。電氣設(shè)備運行中，設(shè)有額定的電壓值，電壓在這個值數(shù)范圍內(nèi)進行上下波動，這時電氣設(shè)備的無功功率就會根據(jù)電壓的波動幅度有所降低，在對電氣設(shè)備進行無功功率補償時使用無功電源無法做到及時補償，無功補償技術(shù)的應(yīng)用可以合理有效地降低用電設(shè)備的電力消耗，確保電氣自動化系統(tǒng)的正常運行，提高電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用

1、電力負(fù)荷的功率因數(shù)

作為電力系統(tǒng)的重要技術(shù)數(shù)據(jù)，功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率的主要系數(shù)。如電路無功功率用于交變磁場轉(zhuǎn)換較大，則表明功率因數(shù)低，進而加大線路供電損耗，基于此，必須嚴(yán)格控制功率因數(shù)。電氣自動化系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)確保功率因數(shù)最大化，只有這樣才能降低無功功率傳送，降低損耗有功功率量，才能將供電設(shè)備改善電壓質(zhì)量的功能充分發(fā)揮出來。電壓和電流間的相位差（Φ）的余弦在交流電路內(nèi)被稱為功率因數(shù)，其表示符號為cosΦ，功率因數(shù)在數(shù)值上為有功功率與視在功率的比例。公式如下：cosΦ=P/S。

2、并聯(lián)電容器補償無功功率的作用

并聯(lián)電容器能夠在工頻交流額定電壓下長期運行，具有承受相應(yīng)過電壓的性能。作為節(jié)能用電的重要途徑，用電容器實施無功補償，可對用電負(fù)載功率因數(shù)、電壓質(zhì)量進行有效提升，同時也能起到電網(wǎng)線損有效降低的作用。變壓器負(fù)載側(cè)電壓在投入與切除并聯(lián)補償電容器時都會出現(xiàn)相應(yīng)改變，由此可見，可利用投入或切除電容器的方式對變壓器負(fù)載側(cè)電壓質(zhì)量進行有效提升

3、真空斷路器投切電容器

此類補償方法中，電容器組通過對高壓母線內(nèi)電壓互感器一次繞組電阻放電的充分充分利用，可達到良好的補償效果，通常不進行專門放電裝置的安裝。為避免高壓擊穿電容器，可將熔斷器安裝到電容器組內(nèi)進行短路保護。為減少合閘時電容器組出現(xiàn)的沖擊涌流與避免串聯(lián)諧振現(xiàn)象出現(xiàn)于電容器組和線路電感內(nèi)，可進行一定量電抗器串聯(lián)。其能充分補償高壓母線前主變壓器、高壓線路與電力系統(tǒng)無功功率，對功率因數(shù)提升、成本降低極為重要。

4、固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器

根據(jù)諧波規(guī)定進行固定濾波器的設(shè)計，利用晶閘管觸發(fā)角改變對流過電抗器的感性電流加以調(diào)節(jié)，并確保其平衡于并聯(lián)濾波器中剩余容性無功補償電流，以此與功率因數(shù)需求相符。其優(yōu)勢包括長期投入固定濾波器，晶閘管應(yīng)用少、具有較快的響應(yīng)速度及良好的調(diào)節(jié)能力。

5、變電站無功補償技術(shù)

作為供電區(qū)域的供電中心，變電站可通過不同等級電壓的配電線路供電給用戶。遵循“分級補償、就地平衡”的要求，確保配電線路無功功率平衡于電力用戶無功功率，無需變電站補償無功電力。主變壓器無功損耗為容性無功補償裝置的主體，并具備相應(yīng)負(fù)荷側(cè)無功補償?shù)墓δ堋０凑罩髯儔浩魅萘窟M行容性無功補償裝置容量的確定，即遵循10%到30%主變壓器容量合理配置，并能與主變壓器（30到110KV）最大負(fù)荷相符，要求其高壓側(cè)功率因數(shù)在0.95以上。如40mva為主變壓器單臺最小容量，則每臺主變壓器需進行2組以上容性無功補償裝置的配備。

線路無功補償裝置安裝前，因變電站主變壓器將一定量無功功率輸送給線路，進而降低了主變壓器有功功率傳輸?shù)哪芰?。如安裝線路無功補償裝置，可降低主變壓器無功功率向外輸送的量，進而提升有功功率輸送量，這就是主變壓器增容。按照補償前后線路側(cè)功率因素與主變壓器額定容量可對主變壓器增容進行計算。

6、配電線路的無功補償

配電線路在電力網(wǎng)內(nèi)用量較大，其中60%到70%為線損率?；诖?，必須做好配電線路無功補償工作，充分減少配電線路功率損耗。因配網(wǎng)線路較為復(fù)雜，無法選取統(tǒng)一模式，根據(jù)具體情況，可選取分散、集中、固定與自動等相互結(jié)合的模式。具體過程如下：首先根據(jù)主變壓器容量15%在變電所內(nèi)進行固定補償電容器組安裝；其次將固定補償電容器組安裝于線路負(fù)荷中心等相關(guān)位置；最后將自動補償電容器組安裝于線路負(fù)荷中心上側(cè)。

在補償分支線路無功消耗中，應(yīng)以平衡分支路線無功功率為主，盡量降低分支線路向主干線進行無功功率索取，盡可能降低無功損耗。其要求如下：第一，分組補償容量通過分支線路具有的配電變壓器空載無功損耗確定；第二，補償點通過較大負(fù)荷分支線確定；第三，以用戶自主補償作為全部配電變壓器負(fù)載無功損耗的主體，如用戶補償不足或無補償，則需向主干線進行無功功率索取。由此可見，可通過配電變壓器空載無功損耗對線路補償容量進行確定。

3 提高電氣自動化中無功補償技術(shù)的建議

1、在電力系統(tǒng)網(wǎng)中要高度重視對變壓器、配電線路電能損耗的無功補償，必須提高功率因數(shù)的功率值，增強供、配電系統(tǒng)的利用率，降低電力資源的消耗量。在安裝受電端無功補償裝置時，要盡可能地減低負(fù)荷無功功率的消耗，減少配電線路的損耗，提高功率因數(shù)。這種無功功率補償是最直接、最經(jīng)濟的節(jié)能減耗的方式。

2、在電氣自動化無功補償技術(shù)應(yīng)用中，要加強對用戶側(cè)無功補償?shù)墓芾砹Χ龋哟髮?jié)能降耗的宣傳力度。在用戶群中形成對無功補償技術(shù)的充分認(rèn)識，減少用戶側(cè)中對有功功率的消耗，降低成本的投入，提高功率因數(shù)，實現(xiàn)對電氣自動化系統(tǒng)的有效無功補償。

4 結(jié)束語

綜上所述，近年來隨著科技的進步和電氣自動化程度的不斷加深，無功補償技術(shù)在電氣系統(tǒng)中占有重要位置，無功補償技術(shù)采用的是無功、負(fù)序及諧波的綜合補償方式，主要目的是節(jié)約電能和提高供電的質(zhì)量。只有擴大無功補償技術(shù)的應(yīng)用范圍，才能使功率因數(shù)得到有效提高，負(fù)序得到有效降低，才能形成科學(xué)的濾波通路，抵消或濾除指定諧波。才能對電氣自動化系統(tǒng)的正常運行提供有力的支撐。

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