王維國（國網(wǎng)四川寶興縣供電有限責(zé)任公司，四川雅安625000）

解析電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)

王維國（國網(wǎng)四川寶興縣供電有限責(zé)任公司，四川雅安625000）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高和科技水平的日益進(jìn)步，我國在電氣自動化技術(shù)的研究與應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中也逐步發(fā)展起來。在電氣自動化設(shè)備當(dāng)中，經(jīng)常會因?yàn)殡娯?fù)荷的變化而受到影響。因此，為了能夠進(jìn)一步提高電氣自動化技術(shù)應(yīng)用水平，本文將對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行專門的探討。首先分析了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用價值，然后對其具體應(yīng)用進(jìn)行了研究，最后針對無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的優(yōu)化應(yīng)用提出了相應(yīng)的策略。

電氣自動化；無功補(bǔ)償；解析

1　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，電氣自動化技術(shù)不斷改進(jìn)，廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。但是電氣自動化在發(fā)展過程中仍存在著各種問題，受單相電力負(fù)荷變化的影響，電氣自動化在使用過程中的經(jīng)濟(jì)性和安全性仍有待于提高。無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用極大地提高了電氣自動化的經(jīng)濟(jì)效益和安全性。

2　無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的具體應(yīng)用

2.1真空斷路器的設(shè)計(jì)

在真空斷路器的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中引入無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠起到節(jié)約開支、降低成本的效率。不僅如此，在無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用下，其構(gòu)造難度也較低，對于電氣設(shè)備投資者來說，是一項(xiàng)具有較大投資意義的技術(shù)。但是從實(shí)際情況來看，在真空斷路器的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中還是會經(jīng)常出現(xiàn)一些技術(shù)問題。另外，通過對無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，可以把合閘管調(diào)節(jié)電抗器與固定濾波器充分結(jié)合起來，使其在原有的功能基礎(chǔ)之上增加了無功補(bǔ)償?shù)男阅?，形成一個無功補(bǔ)償裝置。在實(shí)際的運(yùn)用活動當(dāng)中，濾波器由于無功補(bǔ)償而產(chǎn)生的電流能夠基本穩(wěn)定在一個平衡的狀態(tài)下，從而有利于滿足電氣自動化設(shè)備對功率因素的要求。不僅如此，通過對無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用還能夠在較短的時間當(dāng)中根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和電壓的情況進(jìn)行無功補(bǔ)償，有效降低電氣自動化設(shè)備對能源的消耗。

2.2用電客戶的無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償技術(shù)還有一個比較重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是對用電客戶的無功補(bǔ)償。該領(lǐng)域的無功補(bǔ)償主要有兩種方式：首先是經(jīng)過補(bǔ)償。使得電力功率因數(shù)符合國家相關(guān)部門的規(guī)定，由此也可以獲得更多的電費(fèi)補(bǔ)償。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重視對相關(guān)優(yōu)惠政策和無功補(bǔ)償?shù)男麄?，提高用電客戶?jié)約用電的意識，從而實(shí)現(xiàn)對用電客戶的無功補(bǔ)償，提高電力資源的利用率，改善電力資源緊張的局面。另外一種方式就是在配電網(wǎng)中引入無功補(bǔ)償技術(shù)，從而在最大程度上降低無功功率的消耗，在降低電力資源浪費(fèi)的同時緩解用電客戶的經(jīng)濟(jì)壓力。

2.3回流電路的無功補(bǔ)償

在回流電路的無功補(bǔ)償方面，主要是通過固定濾波器來實(shí)現(xiàn)對飽和電感器當(dāng)中的磁能飽和大小的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對流入回路當(dāng)中的電流的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)回流電路的無功補(bǔ)償?；芈分械母行噪娏髂軌蚺c多余的電容性進(jìn)行抵消，從而達(dá)到電流的平衡狀態(tài)，然后在濾波器和電抗器中進(jìn)行串聯(lián)，調(diào)整降壓按鈕，降低側(cè)母線的電壓，最終達(dá)到無功補(bǔ)償。

2.4有源補(bǔ)償和無源補(bǔ)償

在電氣自動化中使用有源濾波器產(chǎn)生與負(fù)序電流相反的電流從而達(dá)到抵消負(fù)序，降低負(fù)序的效果，快速補(bǔ)償無功功率，但是這種補(bǔ)償方法花費(fèi)較高。這種有源補(bǔ)償具有較高的可控性和靈活性，但是容量相對較小。所以電氣自動化中利用了無源補(bǔ)償來增大容量。

2.5可控飽和電抗器的使用

在電氣自動化中使用可控飽和電抗器調(diào)節(jié)整個回路的電流抵消并聯(lián)濾波器中的無功功率，調(diào)高功率因數(shù)，補(bǔ)償無功功率。這種方案長期使用價值較高，較為經(jīng)濟(jì)，但是在操作過程中產(chǎn)生的噪音較大，而且會產(chǎn)生諧波，會在一定程度上對設(shè)備造成損耗。

3　應(yīng)用無功補(bǔ)償?shù)膯栴}

①電能質(zhì)量差?，F(xiàn)階段電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理及中小容量變壓器、異步電動機(jī)的使用量過高導(dǎo)致我國電能質(zhì)量較差。使用無功補(bǔ)償和無功分配能有效地解決這一問題。②諧波的影響。無功補(bǔ)償裝置作為一種電力設(shè)施在安裝使用后會受到諧波的影響和破壞，影響電容和使用時間。③技術(shù)不夠成熟我國的無功補(bǔ)償技術(shù)還不夠成熟，一些設(shè)施不能滿足標(biāo)準(zhǔn)。如無法解決投切電容器時所產(chǎn)生的高電壓。④變電站無功補(bǔ)償中的共性問題現(xiàn)階段大多數(shù)變電站都采用整組投切的方式進(jìn)行無功補(bǔ)償，但是這一方式極不科學(xué)，不能有效地實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償平衡，還可能降低功率因數(shù)、增加電網(wǎng)損耗。

4　電氣自動化中合理應(yīng)用無功補(bǔ)償?shù)牟呗?/h2>

4.1培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的科研隊(duì)伍

近年來雖然無功補(bǔ)償已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國的各個領(lǐng)域，但是很多技術(shù)還不成熟，上文中我們已經(jīng)做了分析。因此急需培養(yǎng)一只高素質(zhì)、高水平的科研隊(duì)伍對無功補(bǔ)償深入研究和改進(jìn)。一方面我們需要加大培養(yǎng)專業(yè)人才的力度；另一方面我們要積極引進(jìn)外國的先進(jìn)技術(shù)和人才，關(guān)于無功補(bǔ)償?shù)氖褂煤吞骄客鈬h(yuǎn)比中國早很多年，技術(shù)也更成熟；此外還要加強(qiáng)我國無功補(bǔ)償技術(shù)的改革力度，定期組織技術(shù)人員學(xué)習(xí)，接受先進(jìn)思想文化的熏陶。

4.2優(yōu)化無功補(bǔ)償裝置

無功補(bǔ)償裝置是無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的承載對象，所以我們必須要注意到對無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在具體的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，首先需要重視對裝置零部件的選擇與采用，確保這些零部件是符合無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的，確保零部件的質(zhì)量滿足要求。不僅如此，還能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)功率運(yùn)行效果，零部件符合無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)同時也可以降低諧波對電容的影響，提高無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

4.3采用變電站集中補(bǔ)償

變電站應(yīng)用同步調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、并聯(lián)電容器等設(shè)施集中進(jìn)行無功補(bǔ)償。為了方便管理和維護(hù)，通常將這些設(shè)置連接在變電站10kV母線上。通過并聯(lián)電容器組和有線調(diào)壓抽頭進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，對變電站的電壓集中管理。這樣能夠較好地平衡變電所的母線電壓，補(bǔ)償和平衡無功功率。但是在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中必須嚴(yán)格控制電容器的投切頻率，以達(dá)到降低成本和損耗的作用。

4.4分散安裝電容器進(jìn)行補(bǔ)償

采用分散安裝電容器的方式實(shí)現(xiàn)無功分散補(bǔ)償，這種方案是現(xiàn)在運(yùn)用最普遍的一種補(bǔ)償方法，能夠有效地提高功率因數(shù)，降低損耗，從而提高用戶電壓質(zhì)量，但是這一方案工程量大，需要大量投資，因此需要商家采用成本低而可靠的電容器?，F(xiàn)階段多采用晶閘管投切電容器。近年來這種方案在各地都進(jìn)行了試點(diǎn)嘗試，在實(shí)行過程中這種方案充分發(fā)揮了其安裝、維護(hù)方便的優(yōu)勢，極大地提高了無功補(bǔ)償效率，更接近于符合末端提高補(bǔ)償效果，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和安全價值。這一方案在實(shí)行時一定要經(jīng)過嚴(yán)格的規(guī)劃之后再進(jìn)行安裝。電容器通常設(shè)計(jì)在配電的低壓處，同時電容器的投、撤要和變壓器保持同步，讓變壓器參與到電容器的放電和無功補(bǔ)償數(shù)值的計(jì)算當(dāng)中。設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行安裝，電容器通常安裝在低壓出線桿的橫擔(dān)位置，但是這要從電容器本身來進(jìn)行考量，比較大的電容器可以安裝在低壓出線桿上。安裝完成后與變壓器連接。

4.5加強(qiáng)宣傳和管理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化當(dāng)中具有十分重要的應(yīng)用價值。因此，相關(guān)工作人員有必要對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行大力推廣，加強(qiáng)對無功補(bǔ)償技術(shù)的宣傳，讓客戶對其形成正確的認(rèn)識，了解無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用價值，愿意引入無功補(bǔ)償技術(shù)。由此一來，就能達(dá)到節(jié)約用電的效果，促進(jìn)客戶用電效率的提升，減少對電力資源的浪費(fèi)，最終形成對客戶更全面的管理。

4.6提高用戶意識

在理想的供電系統(tǒng)中流過的電壓和電流是成正比的，也就是正弦波，一旦電壓和電流不成線性相關(guān)就會形成非線性電流，基波電流發(fā)生畸形，諧波產(chǎn)生。諧波電流過大，可導(dǎo)致電纜過熱、變壓器過熱，有誘發(fā)火災(zāi)的危險，同時會損害電子設(shè)備，在電流運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)意外跳閘，導(dǎo)致額外電能的流失。必須讓用戶充分意識到諧波的危害，發(fā)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，積極配合并推廣無功補(bǔ)償在生活中的使用。

4.7加大重視程度，加大資金投入

無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用正處于發(fā)展時期，雖然現(xiàn)階段已表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，取得了很多成果，但是很多人對于無功補(bǔ)償并不了解，仍需要加大其重視程度，投入大量資金進(jìn)行研究和改革。只有這樣才能使無功補(bǔ)償獲得更大的發(fā)展空間。

5　結(jié)語

綜上所述，電氣自動化為我們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，但是電氣自動化中采用單相電力牽引，其牽引力變化極為復(fù)雜，嚴(yán)重影響了電能供應(yīng)的質(zhì)量和安全性。無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展有效地解決了電氣自動化中存在的問題，改善了供電環(huán)境，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上極大地提升了經(jīng)濟(jì)性和安全性，但是現(xiàn)階段無功補(bǔ)償技術(shù)還有待于進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。

[1]趙 璐，蘆榮華.淺談無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2015（14）.

[2]胡樹平.電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)探討[J].黑龍江科技信息，2014（12）.

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TM714.3

A

2095-2066（2016）31-0067-02

2016-10-23

王維國（1963-），男，工程師，大專，主要從事電力系統(tǒng)自動化工作。