電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用探究

繆赟 趙廣宇

摘? 要：面對社會發(fā)展腳步日益加快的過程中我國各個領(lǐng)域得以不斷進(jìn)步，各項新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。而在電氣自動化技術(shù)的具體應(yīng)用中，智能無功補(bǔ)償技術(shù)是一項關(guān)鍵技術(shù)，將該技術(shù)合理應(yīng)用到電氣自動化中，將會進(jìn)一步保障電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)電力能源消耗的最大化降低?；诖耍疚木蛯υ摷夹g(shù)在電氣自動化中的具體應(yīng)用策略進(jìn)行分析，以此來為該技術(shù)與電氣自動化的良好發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;無功補(bǔ)償技術(shù)

引言：在供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中，內(nèi)部電感及相關(guān)元器件出現(xiàn)磁場，在電磁場的作用下產(chǎn)生無功功率，阻礙整個電網(wǎng)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)安全性被破壞。在電能的生產(chǎn)和輸出階段，電容相關(guān)元器件等必不可少，因此，需要制定相應(yīng)的補(bǔ)救措施，盡量將這部分無功功率消除，也就是現(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用較廣的無功補(bǔ)償技術(shù)。該技術(shù)能夠提高電流工作效率，降低系統(tǒng)運(yùn)營功率，有效控制成本，確保整個系統(tǒng)的運(yùn)行處于平穩(wěn)狀態(tài)。目前，該技術(shù)被廣泛用于低壓電網(wǎng)的改造中，取得了顯著的成效。

一、概述

1.無功補(bǔ)償技術(shù)的特征

整體來看無功補(bǔ)償技術(shù)的作用在于滿足電力網(wǎng)與負(fù)荷端的電壓水平，因此會在這些區(qū)域設(shè)置無功電源，包括調(diào)相機(jī)、電容器等。目前異步電動機(jī)或是變壓器等電感性負(fù)荷是無功功率的主要設(shè)備，且無功功率一般消耗在異步電動機(jī)當(dāng)中。在目前的架空供電線路當(dāng)中也有所涉及。此時為了補(bǔ)償供電設(shè)備所需的無功功率，會采取無功補(bǔ)償技術(shù)手段來改進(jìn)用電功率因素，讓企業(yè)的供用設(shè)備保持經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行?？傮w而言無功補(bǔ)償技術(shù)的技術(shù)意義主要體現(xiàn)在多個方面，包括降低供配電系統(tǒng)損耗提升系統(tǒng)利用率、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓幅值控制與穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)電壓等，且在降低諧波電流對供電系統(tǒng)破壞作用方面也具有顯著功能。

2.電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)的重要作用

要想讓電氣自動化設(shè)備中的電磁線圈運(yùn)轉(zhuǎn)起來，就需要有一個磁場，而在電磁線圈運(yùn)轉(zhuǎn)時就勢必會產(chǎn)生功率消耗的情況，也就是說，當(dāng)一臺電動機(jī)工作之前，就需要建立一個專用的磁場，通過磁場作用使電動機(jī)內(nèi)的電磁線圈的轉(zhuǎn)子運(yùn)動起來，帶動電動機(jī)同步工作起來，而電動機(jī)工作時，主要就是依靠電磁線圈轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動的，而轉(zhuǎn)子所需的磁場主要是電源產(chǎn)生的無功功率所形成的，與此同時，電氣自動化變壓器的運(yùn)行也需要無功功率的支持。一般情況下，用電設(shè)備在電源中獲得有功功率時，就同時會獲得無功功率。一次線圈旋轉(zhuǎn)就會形成相應(yīng)的磁場，二次線圈旋轉(zhuǎn)就會產(chǎn)生電壓。

二、電氣自動化控制中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

1.在濾波器與電抗器中的應(yīng)用

在對無功補(bǔ)償問題進(jìn)行解決的過程中，要想實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中諧波總電流和無功電流之間的有效補(bǔ)償，一項最根本的措施就是讓有源濾波器在負(fù)載條件下產(chǎn)生出和原來諧波等量反向的電流，讓兩者相互抵消。就理論而言，如果這樣的無功補(bǔ)償可以完全實(shí)現(xiàn)，便可讓智能無功補(bǔ)償裝置對于有源補(bǔ)償?shù)目刂菩园l(fā)揮出最佳效果，讓電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中的功率損失得以靈活補(bǔ)償。但是就實(shí)際而言，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中的各個設(shè)備并非在理想狀態(tài)下運(yùn)行，而是會受到環(huán)境因素，人為因素以及設(shè)備質(zhì)量等的各個方面影響，在其供電工程發(fā)生變化的情況下，相應(yīng)的電壓以及電流情況也會呈現(xiàn)出顯著的不同，而要想實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償效果的良好保障，就需要對電力系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際電能質(zhì)量做到準(zhǔn)確衡量，尤其是對其電壓質(zhì)量的準(zhǔn)確衡量。

2.電氣設(shè)備運(yùn)行電流電壓參數(shù)自動采集

為實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的自動化控制，在完成對其補(bǔ)償控制模型的構(gòu)建后，對設(shè)備電壓和電流進(jìn)行實(shí)時自動采集，通過電壓和電流參數(shù)的變化情況反映電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并為后續(xù)電容投切方式控制提供依據(jù)。以往對電氣設(shè)備運(yùn)行過程中的采樣方式均是通過測量電壓和電流之間的相位差表示功率因數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)，這種采樣方式只能夠在電壓和電流均為正弦基波的情況下保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，針對這一問題，本文采用三相電路瞬時無功功率檢測的方式對電氣設(shè)備運(yùn)行過程中的電流和電壓參數(shù)進(jìn)行檢測。在采集過程中借助上述引入的無功補(bǔ)償器，通過該裝置提供必要、及時和準(zhǔn)確的無功功率數(shù)據(jù)，通過該數(shù)據(jù)對投入電容容量描述。在投入電容容量以后，當(dāng)電氣設(shè)備的功率因數(shù)發(fā)生改變時，則其必定會引起電流和電壓的變化。通過這樣的變化，及時反映出電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在采集過程中，向無功補(bǔ)償器當(dāng)中引入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的RS-485通信接口以及DL.T645通信協(xié)議，構(gòu)成組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備運(yùn)行過程中的電流電壓數(shù)據(jù)采集和傳輸。

3.在系統(tǒng)回路中的運(yùn)用

在電氣自動化系統(tǒng)中存在著連續(xù)電流，而這些回路電流勢必會消耗一定量的電能，產(chǎn)生電能損耗。為此，在電氣自動化系統(tǒng)的回路中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以有效地解決這個問題的發(fā)生，這種補(bǔ)償技術(shù)對回路電流的無功補(bǔ)償主要是通過濾波器的原理來實(shí)現(xiàn)的。電氣自動化系統(tǒng)電源中的濾波器，是由電容和電感以及電阻共同構(gòu)成的，通過這些元器件的相互配合和作用，可以有效濾除電路中的指定頻點(diǎn)，從而獲取特定頻率的電源信號。

4.用電客戶中的應(yīng)用

應(yīng)用在供電電網(wǎng)中時，給人們帶來最直觀的感受首先是供電質(zhì)量的明顯改善。我們知道，在早些時期我國的供電設(shè)施較為落后，導(dǎo)致許多地方的供電質(zhì)量十分落后不堪，不僅老是出現(xiàn)供電不足的問題，許多家用電器不是被損壞就是由于供電不足的問題而不能夠正常的使用，這也很大程度上縮短了電器的使用壽命，造成人民群眾心目中的財產(chǎn)損失。甚至也有的地區(qū)會時不時的斷開供電的情況，這些都是供電質(zhì)量不高給用電客戶帶來的不好的體驗(yàn)。而無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用，大大改善了這種情況。這一新技術(shù)的應(yīng)用帶來的改變不僅僅存在于電網(wǎng)供電方面，它滲透在我們生活的方方面面，比如我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會用到的手機(jī)觸屏電子設(shè)備，其中都存在傳感器的功能，而這些觸屏功能良好且精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)，都應(yīng)用了電路的無功補(bǔ)償技術(shù)，依靠大量的電容器件來實(shí)現(xiàn)的。

三、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷升級和優(yōu)化，我國電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行中的損耗將愈來愈小。相關(guān)工作人員要充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的性能優(yōu)勢，打造優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)體系，不斷提升我國現(xiàn)階段的供電能力。

參考文獻(xiàn)：

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