摘 要：自動(dòng)化電氣設(shè)備中日益增強(qiáng)的非線性因素與變化規(guī)律日益復(fù)雜的單向電力牽引負(fù)荷增加了電網(wǎng)中負(fù)序、諧波的注入量和無(wú)功功率。在電氣自動(dòng)化程度日益深化、范圍日益擴(kuò)大的今天，以上因素對(duì)電力系統(tǒng)造成的危害會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，因此，迫切需要我們依照自動(dòng)化電氣設(shè)備的負(fù)荷與系統(tǒng)特點(diǎn)來(lái)制定無(wú)功、負(fù)序及其諧波的綜合性治理方法，借此保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)、提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。
　　關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù) 電氣自動(dòng)化 應(yīng)用
　　中圖分類號(hào)：TM922 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)10(b)-0000-01
　　
　　科技越是發(fā)展，電氣自動(dòng)化的程度和應(yīng)用范圍就是越深、越廣。但是自動(dòng)化電氣設(shè)備中日益增強(qiáng)的非線性因素與變化規(guī)律日益復(fù)雜的單向電力牽引負(fù)荷增加了電網(wǎng)中負(fù)序、諧波的注入量和無(wú)功功率。為了有效解決以上問(wèn)題，依照自動(dòng)化電氣設(shè)備的負(fù)荷與系統(tǒng)特點(diǎn)來(lái)制定無(wú)功、負(fù)序及其諧波的綜合性治理方法，在保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的同時(shí)，提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性。
　　
　　1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)概述
　　1.1 無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)述
　?。?）在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要選擇合適的變壓器容量和臺(tái)數(shù)、電動(dòng)機(jī)型號(hào)，并降低線路感抗。如果工藝條件符合要求，則可以通過(guò)以下措施來(lái)提升用電單位的自然功率因數(shù)，即選用同步電機(jī)與空歇工作制設(shè)備。
　?。?）如果提高自然因數(shù)的方法無(wú)法滿足實(shí)際需求，可以利用并聯(lián)電力電容器的方式來(lái)達(dá)到要求。采取聯(lián)電力電容器的方式需要符合以下要求：功率因數(shù)高于0.9的高壓供電單位（10Kv至35Kv）；或者功率因數(shù)低于0.85低壓供電單位（小于10Kv）。
　?。?）高壓供電單位（10Kv至35Kv）將低壓補(bǔ)償作為處理方式，高壓側(cè)功率因數(shù)必須要滿足供電部門(mén)標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）如果無(wú)功補(bǔ)償裝置為電力電容器，則需要嚴(yán)格遵循平衡原則。具體而言，高壓電容器進(jìn)行高壓部分的無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償，低壓電容器進(jìn)行低壓的無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償。容量比較大且負(fù)荷平衡、使用頻率較高的用電設(shè)備的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷大于100Kvar時(shí)，可在設(shè)備附近就地補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置宜與設(shè)備同時(shí)通斷電。補(bǔ)償基本無(wú)功負(fù)荷的電容器組，宜在配變電所內(nèi)集中補(bǔ)償。集中補(bǔ)償時(shí)，宜采用自動(dòng)調(diào)節(jié)式補(bǔ)償裝置，防止無(wú)功負(fù)荷倒送。居住區(qū)的無(wú)功負(fù)荷宜在小區(qū)變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償。
　　1.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)途徑
　　(1)“固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)變壓器”方案。以上兩種設(shè)備利用高漏抗變壓器能夠?qū)е螺^大的有功損耗，因此，“固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)變壓器”的方案沒(méi)有得到廣泛地應(yīng)用。
　　(2)“真空斷路器投切電容器”方案。操作簡(jiǎn)便、成本低廉是該設(shè)備的重要特色，但是該設(shè)備在合閘時(shí)電容器上所產(chǎn)生的過(guò)電壓非常之高，非常燒毀設(shè)備；并且設(shè)備開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)壽命比較短，無(wú)法進(jìn)行頻繁投切。以上兩點(diǎn)不足之處也嚴(yán)重影響了該設(shè)備的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果。
　　(3)“有源濾波器”方案。有源濾波器是使用電力電子裝置產(chǎn)生與負(fù)荷中的諧波電流以及和負(fù)序電流相位相反的電流，讓其得到相互抵消，最終滿足電源對(duì)總諧波和無(wú)功電流的要求，其方案特點(diǎn)：補(bǔ)償比較靈活，調(diào)節(jié)速度較快，而且不會(huì)和系統(tǒng)發(fā)生諧振現(xiàn)象，不過(guò)有一點(diǎn)要注意，那就是電力電子設(shè)備的價(jià)格比較昂貴。
　　(4)“固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)電抗器”方案。反并聯(lián)晶閘管與電抗器串聯(lián)，使其與并聯(lián)濾波器中多余的容性無(wú)功補(bǔ)償電流相抵消，最終達(dá)到平衡，以滿足其對(duì)功率因數(shù)的要求，其特點(diǎn)是固定濾波器可以長(zhǎng)期投入使用，而所需要的晶閘管數(shù)量卻比較少，響應(yīng)的速度也較快，其缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生諧波現(xiàn)象。
　　(5)“固定濾波器+電容器+電抗器調(diào)壓”方案。利用調(diào)節(jié)降壓變壓器低壓側(cè)的母線電壓的方式來(lái)對(duì)連接在低壓母線上的電抗器或者濾波器的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到改變其無(wú)功出力的目標(biāo)。在調(diào)節(jié)的過(guò)程中，通斷采用晶閘管，調(diào)節(jié)利用無(wú)載開(kāi)關(guān)，在理論上，電氣壽命沒(méi)有限制。但是在實(shí)際應(yīng)用中，以上設(shè)備可以進(jìn)行加裝，借此實(shí)現(xiàn)濾波的效果，并提供穩(wěn)定的無(wú)功功率。
　　(6)“固定濾波器+可控飽+電抗器”方案。該方案利用改變飽和電抗器磁飽和程度的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)流入回路感性電流的改變，并利用并聯(lián)濾波器中多余容性無(wú)功功率相與之相互“中和”，實(shí)現(xiàn)平衡。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)就是固定并聯(lián)濾波支路能夠進(jìn)行長(zhǎng)期投入，故而效果持久；但是會(huì)有諧波產(chǎn)生，噪聲較大，并且設(shè)備自身還有一定的損耗。
　　(7)“有源濾波器+無(wú)源濾波器”方案。目前，該方案仍然處于實(shí)驗(yàn)研發(fā)階段，沒(méi)有實(shí)際的應(yīng)用效果可以提供佐證。其理論基礎(chǔ)是，有源濾波器能夠產(chǎn)生相反于負(fù)荷的諧波電流，兩種相位相反的諧波電流相遇后會(huì)相互抵消，最終能夠滿足電源總諧波電流的要求。該方案的顯著特點(diǎn)就是充分地利用了有緣補(bǔ)償?shù)目煽匦?、靈活性以及無(wú)源補(bǔ)償?shù)拇笕萘啃浴?br/>　　截至今日，我國(guó)已經(jīng)應(yīng)用了眾多的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，但是隨著電氣自動(dòng)化的程度和應(yīng)用范圍的不斷深入和廣闊，電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電網(wǎng)造成的不利影響和沖擊也是日益增強(qiáng)，深入研究、大力發(fā)展電氣自動(dòng)化設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)具有重要的意義。
　　
　　2 應(yīng)用中的存在問(wèn)題及其相關(guān)建議
　　2.1 存在問(wèn)題
　　在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，但是應(yīng)用中還存在諸多問(wèn)題。具體而言，首先，發(fā)電廠中的大量無(wú)功潮流涌向高壓變電站，隨后經(jīng)過(guò)輸電線路輸送到中壓變電站與低壓變電站，出現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸無(wú)功潮流的問(wèn)題；其次，未能科學(xué)合理配置無(wú)功補(bǔ)償容量，部分變電站的補(bǔ)償電容是整組投切，無(wú)法依照負(fù)荷變化的實(shí)際需求來(lái)實(shí)現(xiàn)就地平衡，常常出現(xiàn)“高負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)過(guò)低、低負(fù)荷時(shí)往往過(guò)補(bǔ)償”的現(xiàn)象；最后，經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)功向配電網(wǎng)倒送的問(wèn)題，無(wú)功倒送能夠顯著增加電網(wǎng)的損耗，增加配電線路的不合理負(fù)擔(dān)，特別是那些利用固定電容器補(bǔ)償?shù)挠脩?，在?fù)荷低谷時(shí)非常有可能出現(xiàn)無(wú)功倒送問(wèn)題。
　　2.2 相關(guān)建議
　　(1)明確本地變電站的無(wú)功補(bǔ)償容量。220kv變電站應(yīng)該具有比較高的無(wú)功調(diào)節(jié)水平，保證高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不低于0.98，但是調(diào)節(jié)容量必須根據(jù)本地的實(shí)際情況來(lái)確定。必須科學(xué)合理配置變電站的補(bǔ)償容量，避免出現(xiàn)無(wú)功倒送的問(wèn)題。
　　(2)關(guān)注配網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題。負(fù)荷電流在通過(guò)線路、變壓器時(shí)會(huì)產(chǎn)生功率與電能損耗，功率因數(shù)越低電網(wǎng)所需功率就越多，線損就越大。因此，在受電端安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，可減少負(fù)荷的無(wú)功功率損耗。提高功率因數(shù)，降低線損耗，是節(jié)能降損最直接、最經(jīng)濟(jì)的手段。對(duì)負(fù)荷較大的公用變壓器，要全面考慮在配變低壓側(cè)加裝電容器組進(jìn)行補(bǔ)償。
　　(3)強(qiáng)化用戶側(cè)管理。加強(qiáng)用戶側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓芾砗凸?jié)能降損宣傳力度，使用戶認(rèn)識(shí)到即使是未進(jìn)行功率考核的小容量用戶，加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償可以減少內(nèi)部因傳輸和分配無(wú)功功率造成的有功功率損耗，因而相應(yīng)可以減少電費(fèi)的支出。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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