韋 星,陳余壽（南京師范大學電氣與自動化工程學院電自2012級,南京210042）

無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用思考

韋 星,陳余壽
（南京師范大學電氣與自動化工程學院電自2012級,南京210042）

摘 要：隨著科學技術(shù)水平的發(fā)展，電氣自動化在我國得到迅速發(fā)展，應用范圍也得到很大的擴展，而無功補償技術(shù)也在電氣自動化又很重大的意義。本文將對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用進行介紹，并介紹在電氣自動化中如何使用無功補償技術(shù)，對無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用進行深入探究。

關(guān)鍵詞：無功補償；技術(shù)電氣；自動化應用

本文通過對手車式開關(guān)柜內(nèi)部電弧故障的發(fā)展過程進行剖析，由此介紹并分析了手車式開關(guān)柜內(nèi)部電弧保護裝置的原理，讓我們對內(nèi)部電弧保護裝置的應用優(yōu)勢更加明確了然，對手車式開關(guān)柜內(nèi)部電弧保護裝置的研究也起到了重要作用。

1 引言

隨著我國社會經(jīng)濟水平的迅速發(fā)展，電氣自動化在各個領(lǐng)域中嶄露頭角，但在高度的電子自動化的應用過程中還存在著單相電力負荷牽引的問題，對電力的自動化資源以及系統(tǒng)的總體效益有極大的消極作用。無功補償技術(shù)能夠有效改善電氣自動化系統(tǒng)中存在著的非線性因素，近些年來受到了越來越多人的關(guān)注。

2 無功補償技術(shù)和電氣自動化

2.1 無功補償技術(shù)的內(nèi)涵及特點

無功補償技術(shù)是為無功功率補償，為滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求和電網(wǎng)負荷的需求，在電力網(wǎng)和負荷端之間添入電容器等無功電源，使電能轉(zhuǎn)化為另一種形式，從而使電能做功的功率得到有效提高。其本質(zhì)上是為了提高電氣自動化的高功率因素，并通過與濾波技術(shù)相結(jié)合的途徑，使諧波補償、降低負序。無功補償技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用，它能夠有效提高電網(wǎng)功率的因數(shù)，降低供電的損耗，從而改善供電的整體環(huán)境。

無功補償技術(shù)可以對電網(wǎng)和電壓進行控制，從而對供電指令進行綜合性分析，使控制器的操作能夠達到準確無誤，通過動態(tài)的補償，使電網(wǎng)頻率變動和電網(wǎng)抗阻發(fā)生沖突的可能性達到最小甚至避免，同時也將射頻干擾程度降到最低。

無功補償技術(shù)作為無功電壓控制系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，充分利用發(fā)電機組將無功功率配送到配電網(wǎng)絡中去，從而維持電力系統(tǒng)的正常運行，一般運行條件下，部分無功功率會被吸收，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時也能夠保障電網(wǎng)的順利運行。

電磁感應是發(fā)電機組等電力裝置的主要工作原理，變壓器能夠在電磁感應長中引起電壓的變化，從而實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)哪康?，使得在電力傳輸過程中的電力損耗的得到彌補。電動機中，電流受力，在強度磁場下與變壓器進行磁電轉(zhuǎn)換，同時使得電力機械裝置能夠在電磁周期中具備同等吸入功率和釋放功率，防止損耗的出現(xiàn)，產(chǎn)生感性無功功率。

2.2 常見的無功補償技術(shù)

無功補償是城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設過程中的關(guān)鍵步驟，對于電氣電壓的穩(wěn)定和系統(tǒng)功率的提高發(fā)揮著極為重要的作用，尤其是高壓無功補償技術(shù)，有更為深廣的意義。實際應用過程中，無功補償技術(shù)主要有以下幾種方式：

有緣濾波器。這一裝置能夠使電力裝置產(chǎn)生負序的電流，從而滿足電源的需求，它能夠與和諧波電流相互抵制，有調(diào)節(jié)速度快和補償靈活的特點。

固定濾波器。此裝置與濾波器相連接來改變無功出力，從而實現(xiàn)對于開關(guān)通斷的調(diào)節(jié)，能有有效的提供穩(wěn)定的無功率濾波。

可控飽和電控器。該設備通過調(diào)節(jié)電阻抗器的飽和度來實現(xiàn)對回路電流的調(diào)整，能夠抵消并聯(lián)濾波器當中的無功功率電流，投入使用的時間段較長，缺點是會產(chǎn)生很強的噪音。

真空短路投切電容器。此種設備相較之下，投資少，操作簡單。但是在合閘的瞬間可能產(chǎn)生較大的電壓，導致設備的損壞，所以，不宜頻繁的開關(guān)。

2.3 電氣自動化的內(nèi)涵及特點

電氣自動化經(jīng)常應用于工廠的生產(chǎn)過程中，從而提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。該技術(shù)隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展得到了更加廣泛的應用，在我國工業(yè)生產(chǎn)的過程中占據(jù)著十分重要的地位。目前，電氣自動化仍存在著許多問題，需要在實際的應用于操作中得到解決，從而實現(xiàn)自動化創(chuàng)新，提高自動化的水平。

電氣自動化的特點主要是將軟件和硬件相結(jié)合、原件與系統(tǒng)相結(jié)合、強電與弱電相結(jié)合、電氣技術(shù)和電工技術(shù)相結(jié)合。

2.4 無功補償技術(shù)與電氣自動化結(jié)合的設計方法

結(jié)合晶閘管將電抗器與穩(wěn)定濾波設備相結(jié)合，使得在調(diào)節(jié)飽和電抗器的磁飽和度時，使得流入回路的感性電流受到影響，并聯(lián)濾波器中的額外無功率達到均衡。不定期的投入濾波器在一定程度上也使得晶閘管的使用量得到降低，使得系統(tǒng)的處理速度得到極大的提高。

過濾諧波裝置與可控飽和電抗器相結(jié)合，串聯(lián)電抗器和反并聯(lián)晶閘管可以平衡無功功率的補償電流，滿足功率因素方面的要求。與其他技術(shù)相比較而言，該項技術(shù)投入時間長、調(diào)整的速度高、運轉(zhuǎn)操作方便，但該技術(shù)要求大、造價相對較高、應用風險性也比較高，這些因素導致此項技術(shù)現(xiàn)在沒有得到很大范圍的應用。

將穩(wěn)定電壓器、電容器嚴厲調(diào)整和電容器有機結(jié)合。此種方式使用之前，需要將變壓器低壓部分的兩側(cè)母線進行相應的調(diào)整，使連接在低壓母線的濾波器和電抗器上的電壓能夠達到無功功率改變的目的。在現(xiàn)在的實際應用中，將穩(wěn)定濾波器、電容器壓力調(diào)整和電容器三者相結(jié)合的技術(shù)水平還不夠成熟。

3 無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用

3.1 無功補償技術(shù)應用在電氣自動化中存在的問題

我國無功補償技術(shù)的局限性。無功補償技術(shù)在我國起步較晚，使得此技術(shù)在電氣自動化的應用中存在著各種各樣的問題，主要是技術(shù)本身的缺陷和設備相對落后兩種問題。例如，經(jīng)常要用到的真空斷路器設備，技術(shù)上的不完善使得此設備在合閘時易產(chǎn)生高電壓，給動態(tài)補償帶來不利的作用，影響了無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用水平。

系統(tǒng)諧波對無功補償技術(shù)的影響。在電氣自動化的整個階段，此系統(tǒng)的諧波會大大縮短無功補償裝置的電容壽命，提高了后期維護的成本。另一方面，在實際的應用過程中，系統(tǒng)本身也會產(chǎn)生一定的諧波，也會造成設備本省的破壞。

無功補償在輸電途中配置的不合理。通過發(fā)電廠向高壓變電站提供無功電流傳輸?shù)倪^程中，要經(jīng)過多個低壓變電站，尤其是較遠距離的傳輸過程中，更多的無功電流會被傳輸。有的變電站會采用整組投切的方式進行電容量的補充，無法實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)變的均衡，還會因為功率因素高、負荷狀態(tài)高而導致補償?shù)陌l(fā)生。在進行倒置傳輸?shù)倪^程中，傳輸過程的風險以及對電網(wǎng)的損耗風險程度也會明顯的增大。

3.2 無功補償技術(shù)在電氣自動化中問題的解決措施

電氣自動化中應用無功補償技術(shù)能夠有效的降低資源的浪費率，同時使得電氣自動化的安全程度得到有效的提高，可以有效降低企業(yè)的運行成本，對提高系統(tǒng)的安全性、降低安全事故的發(fā)生頻率、提升經(jīng)濟效益具有很重大的意義。

（1）配電線路實施無功補償。在配電線路中使用無補償產(chǎn)技術(shù)是提高電氣自動化的重要方式，也是在分支線路中實現(xiàn)無功補償?shù)闹匾椒ā４朔N方法需要首先使用配電變壓器對分支線路中無功損耗的情況進行確定，進而確定補償?shù)娜萘?，進行分支線路的選擇，最后需要采用用戶自主補償?shù)姆绞竭M行容量的補充。補充容量確定的基礎(chǔ)是變電器的空載無功損耗，補償設備如果沒有保障，線路容易處于欠補償?shù)臓顟B(tài)。將電容器按照符合時間或者電壓為變化的基礎(chǔ)進行一定的投入，可以達到實現(xiàn)最優(yōu)補償?shù)哪康摹?/p>

（2）并聯(lián)電容器無功補償。并聯(lián)電容器實施無功補償能夠有效降低電網(wǎng)的損失，提高用電負載的功率是常見的一種節(jié)電措施。并聯(lián)電容器來降低電壓的損耗，提高功率，是實現(xiàn)無功補償機電自動化的手段之一。并聯(lián)補償是指在同一個電路中，將電容器與被補償設備直接相連，對提高功率有重要的意義。

（3）電力用戶的無功補償。電力用戶的補償也是實現(xiàn)無功補償電氣自動化的重要舉措，將用戶的供電網(wǎng)絡的損耗降低到最小的程度，從而獲得最大的節(jié)電效益。此種方式需要加強對節(jié)能措施的宣傳和對無功補償?shù)墓芾?，從而進一步確定最優(yōu)的補償措施和補充的容量。可以根據(jù)補償?shù)姆绞胶脱a償?shù)囊?guī)模分成三種，即集中補償、分組補償和個別補償。

集中補償是指在用戶的變電裝置中集體安裝電容器組，有效的減少變壓器無功功率的損失量，使得節(jié)電的效益達到最高。就地補償措施的采用，使得電能在輸電線路中的損失有效降低，使得電容器達到自動投切，無功負荷可以自動的補充調(diào)節(jié)，有較高的利用率。

分組補償是指合理的分配需要安裝的電容器，并且按照組別對配電線進行一定的裝置，從而實現(xiàn)分組補償。此種方式保證各個車間的無功電力的平衡，在向上級線路運輸過程中的損耗也得到餓了一定程度的降低。

個別補償指的是將用電設備和電容器兩者直接相連接，實現(xiàn)電容器的同時投入和產(chǎn)出，使得機身得到無功損耗的補償，在大中型異步電動機中有更為顯著的效果。

4 總結(jié)

近年來，我國的電氣自動化和無功補償技術(shù)的聯(lián)合應用得到了很廣泛的推廣，在對國外先進技術(shù)的借鑒和深入的探討研究中，使得兩者的結(jié)合更為緊密。電氣自動化和無功補償技術(shù)本身都有其顯著的優(yōu)勢，兩者的結(jié)合在電氣功率的提高上有極其重要的意義。為推動我國工業(yè)和生活用電的效率，需要我們對電氣自動化和無功補償技術(shù)的結(jié)合做更為深入的研究，以取得更大的經(jīng)濟效益，為推動我國經(jīng)濟發(fā)展的整體水平做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]趙洪升，金虎.電氣自動化無功補償技術(shù)應用初探[J].房地產(chǎn)導刊,2014(01).

[2]邵長娟.淺談電氣自動化智能無功補償技術(shù)應用[J].中國信息化,2013(14).

[3]王李楊.淺析無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應用[J].價值工程,2011(06).