功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用論文

　　摘要：隨著我國電氣自動化的不斷發(fā)展，使得無功補(bǔ)償技術(shù)也在電力領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是電氣自動化設(shè)備中的單相電氣牽引的復(fù)雜程度以及電力系統(tǒng)中的非線性因素也在.不斷的增強(qiáng)過程中，這也就使得在電氣自動化的建設(shè)過程中采取無功的補(bǔ)償措施的作用變得越來越突出，進(jìn)行無功補(bǔ)償變得非常重要。本文將主要從實際出發(fā)，深入探討和分析電氣自動化的無功補(bǔ)償技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：電氣自動化；無功補(bǔ)償

　　隨著電力工業(yè)領(lǐng)域中電氣自動化水平的不斷提升，使得動態(tài)的無功補(bǔ)償技術(shù)和諧波處置措施等問題日漸成為人們關(guān)注的焦點。就整個電氣系統(tǒng)而言，對于陳舊的靜態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)也就難以滿足現(xiàn)在電氣自動化發(fā)展的實際需求，而借助于動態(tài)的無功補(bǔ)償技術(shù)，就能夠很好的解決電氣自動化發(fā)展過程中的諧波處置等問題。

　　一、無功補(bǔ)償技術(shù)的特點

　　無功補(bǔ)償技術(shù)在我國的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，并能夠進(jìn)一步使得電力系統(tǒng)在整個的輸電系統(tǒng)工程中的電能耗減低，從而不斷的改善供電設(shè)施之外的環(huán)境保障和減低供電變壓器的電能消耗量.可以說電氣自動化的無功補(bǔ)償措施在我國的供電系統(tǒng)之中扮演著十分重要的角色，這也就使得相關(guān)工作人員在進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備的挑選過程中要遵循一定的科學(xué)性與合理性。只有進(jìn)行無功補(bǔ)償裝備的合理挑選，才能夠使得電力系統(tǒng)中的電能消耗得到進(jìn)一步降低，并且最大化提升我國自動化電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行可靠性。在電網(wǎng)系統(tǒng)中一旦使用了不符合實際的供電網(wǎng)絡(luò)需求的無功補(bǔ)償設(shè)置，將必然引起電網(wǎng)中諧波增加以及電壓起伏過大等許多問題，并且會影響到我國電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。圖1為無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用：

　　（一）感性無功技術(shù)

　　在配電網(wǎng)工作的過程中許多電力設(shè)備都是借助電磁感應(yīng)完成配電任務(wù)的，例如發(fā)電機(jī)組就需要借助于電磁感應(yīng)原理來進(jìn)行發(fā)電，而變壓器則能夠借助于電磁的交互感應(yīng)來改變電壓的強(qiáng)度，從而使得電壓能夠傳輸?shù)骄嚯x較遠(yuǎn)的地方，并能夠有效的避免在線路的傳輸過程中所產(chǎn)生的電力損耗。變壓器與電動機(jī)也都能夠在強(qiáng)磁場的作用下去促進(jìn)電磁的互相轉(zhuǎn)換，并會在轉(zhuǎn)換的過程之中成為一個在持續(xù)發(fā)生巨變的強(qiáng)大磁場。電力供電設(shè)備在該電磁場周期期間，輸入和輸出的電功率相同，也可以說，電力供電設(shè)備在此過程中不會造成電力的直接消耗及損失。而這一類功率不變化的無功功率被稱為感性無功功率。

　�。ǘ�）維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定程度

　　無功補(bǔ)償技術(shù)作為一種無功的電壓控制服務(wù)技術(shù)，主要是通過發(fā)電機(jī)組來對配電網(wǎng)進(jìn)行無功功率的輸出，并讓整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增長。通過無功補(bǔ)償技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠保證各個電路連接點之間的電壓波動數(shù)值始終保持在正常的數(shù)值指標(biāo)范圍之內(nèi)，這在一定程度上會提升我國電力系統(tǒng)的整體供電控制與服務(wù)水平。當(dāng)某些供電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)情況時，無功補(bǔ)償技術(shù)就可以防止社會的電力系統(tǒng)因為搶修需要而出現(xiàn)的短暫停電問題，從而避免供電系統(tǒng)的癱瘓。合理的使用好無功補(bǔ)償技術(shù)，就能夠在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，吸納一定量的無功功率，并當(dāng)在部分電力系統(tǒng)出現(xiàn)緊急故障的情況下，來最大限度的保證電力系統(tǒng)依舊能夠正常運(yùn)行。

　�。ㄈ�）過濾一定量的諧波

　　一般在電力設(shè)備的設(shè)計過程之中，設(shè)計人員都會去在配電設(shè)備附近裝一些具有固定容抗和組織進(jìn)行抗旨的電感器設(shè)備，以使過濾掉部分單一的濾波。然而這些設(shè)備的安裝需要在設(shè)計的過程中取得相關(guān)電力方面的供電技術(shù)的支撐才可以實現(xiàn)，并可以提升電力設(shè)備的功率因素。隨著我國電力自動化的迅速發(fā)展，這也為整個電力系統(tǒng)中的單調(diào)諧波去除一定程度的驅(qū)動力。而隨著電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)狀況的不斷變化，使得人們對于電力傳輸提出了更高的要求，而電力傳輸過程中的能源消耗也成為了阻礙我國電力企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的一個重要難題。通過無功補(bǔ)償技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠?qū)﹄娏Φ闹袛嘈匀笔б约半娏π枨蟮牟粩嘣黾拥葐栴}提供一定程度的可行性舉措，因此對我國自動化電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行維護(hù)有著一定的指導(dǎo)意義。

　　二、無功補(bǔ)償對電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的影響

　�。ㄒ唬└纳齐娔茈妷嘿|(zhì)量

　　我國現(xiàn)在大部分地區(qū)中的電網(wǎng)質(zhì)量都不是高，這也是由于在電力負(fù)荷的工作狀態(tài)中異步電動機(jī)和中小型容量的變壓器所占整體的電力比重過大，還使得消耗的無功功率進(jìn)一步增大。此外，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理也可能會直接導(dǎo)致該地區(qū)的電網(wǎng)供電的質(zhì)量不高。無功負(fù)荷能夠在電壓處于靜態(tài)過程中對電網(wǎng)的波動幅度產(chǎn)生比較大的不利影響。因此，在運(yùn)行低壓配電網(wǎng)的過程中若通過的電壓質(zhì)量不符合規(guī)定，就可能是因為無功電源過剩等因素而引起的。在這種情況下，就需要借助于設(shè)備的功能效應(yīng)對無功補(bǔ)償和無功分配的模式來解決這一問題，因此，無功補(bǔ)償技術(shù)能夠在很大程度上有效的提高整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能電壓質(zhì)量。

　�。ǘ�）無功補(bǔ)償技術(shù)的線損影響

　　通常情況下，無功電流會在經(jīng)過發(fā)電廠時輸入到高壓變電站之中，但是在具體輸電過程之中還需要將電流輸送到低壓變電站里，這也就導(dǎo)致了在進(jìn)行一些遠(yuǎn)距離電力輸送時會造成較大的電力損耗。在現(xiàn)階段無功補(bǔ)償容量的配置時，經(jīng)常會因為配置不合理等原因，使得一些變電站設(shè)備需要借助重新整組電力的投切方式進(jìn)而合理和有效的補(bǔ)償電容量.但是該種類型的補(bǔ)償方式經(jīng)常需要通過負(fù)荷轉(zhuǎn)變的方式來及進(jìn)行電網(wǎng)的配置，并會造成變壓器處于一種高負(fù)荷的工作狀態(tài)當(dāng)中，而且變壓器的功率系數(shù)也會隨之降低時，又會使得變壓器處于一種低負(fù)荷的供電狀態(tài)，從而得到新的電力補(bǔ)償，并造成電網(wǎng)整體損耗的增加。這種補(bǔ)償方式還會使得電力傳輸過程中存在許多潛在風(fēng)險，而一些用戶還會在運(yùn)用固定電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償時，會因為電壓處于低負(fù)荷狀態(tài)而導(dǎo)致無功饋送等一些情況出現(xiàn)。

　　三、借助于無功補(bǔ)償技術(shù)來改善電氣自動化應(yīng)用的相關(guān)策略

　　（一）實際案例

　　恒運(yùn)電機(jī)在處置某水電發(fā)電廠的機(jī)組出現(xiàn)無功出力不足的現(xiàn)象時，針對這一問題，該公司決定借用無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行解決，并保障該發(fā)電機(jī)組的正常使用以及水電發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。通過對該發(fā)電廠的機(jī)組進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)在機(jī)組的出力值達(dá)到最大時，其出力程度只有0.88左右。而在經(jīng)過了主變無損耗這一流程之后，機(jī)組的出力時的最大值也只能夠達(dá)到0.9左右。借助于這些檢測措施，能夠發(fā)現(xiàn)該機(jī)組在處于最大出力狀態(tài)時，會對自身的正常運(yùn)行帶來一定的影響，并且會在機(jī)組處于超負(fù)荷運(yùn)行這一狀態(tài)時，使機(jī)組中的定子以及轉(zhuǎn)子線圈得到提升，并直接的造成機(jī)組的絕緣迅速老化，并使得機(jī)組中的勵磁系統(tǒng)一種處于飽和容量這一狀態(tài)下。為了使得該水電發(fā)電廠中水電資源能夠得到合理的優(yōu)化配置與管理，其增加了無功補(bǔ)償設(shè)置來維護(hù)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。在使用了無功補(bǔ)償設(shè)備之后的效果非常的顯著，借助無功補(bǔ)償裝置能夠使得補(bǔ)償容量達(dá)到約6.5KV的電壓時，補(bǔ)償?shù)碾娙萘窟_(dá)到7.5MVar的相對標(biāo)準(zhǔn)的程度，并能夠使得該機(jī)組滿足設(shè)計中的容量需求。在實際運(yùn)行過程中，如果該水電廠同時使用三組電容器來進(jìn)行發(fā)電工作，為了充分降低因為電力系統(tǒng)故障引起的磁場電流增加等情況的發(fā)生，因此，就需要相關(guān)的電力工作人員要保證每臺機(jī)組的電力補(bǔ)償容量值控制在額定值的2MVar之內(nèi)。在該電廠借助于無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行發(fā)電工作后，就有效的提升了整個電廠的電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，并進(jìn)一步的減少了在電力傳輸過程中所產(chǎn)生的電力損耗，從而給該水電廠帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且通過無功補(bǔ)償設(shè)備的增設(shè)，也使得該水電廠中基本上不會出現(xiàn)無功輸出電流不足而造成的超大有功負(fù)荷迅速提高等問題，從而使得電力機(jī)組達(dá)到國家的相關(guān)電力中的基本要求。

　�。ǘ�）進(jìn)行用戶無功補(bǔ)償能力提升的相關(guān)措施

　　通過對無功補(bǔ)償技術(shù)裝備的突發(fā)故障問題的調(diào)查分析，可以看出有百分之二十的電力故障原因是無功補(bǔ)償裝置安裝不合理或者設(shè)備本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，而80%故障出現(xiàn)的原因則是因為接觸器沒有充分的發(fā)揮出限制合閘涌流的效果，從而在一定程度上在間接和直接層面上使得電容器受損壞以及接觸器出現(xiàn)故障等情況。為了充分解決這一問題，就必須在無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用過程中充分采用以下幾點改進(jìn)舉措：①在進(jìn)行裝置與發(fā)電設(shè)備的日常維護(hù)過程中，需要相關(guān)的維護(hù)人員加大巡查力度，并對一些出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行及時的維修與更換，來確保整個電氣自動化系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；②在進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)圖紙中的設(shè)計要求以及進(jìn)行無功補(bǔ)償控制器的具體要求來進(jìn)行設(shè)備的安裝工作，并在安裝的過程中嚴(yán)格遵循各項裝置規(guī)定，從而有力的避免因裝備的安裝不合格而造成電路的重大故障；③當(dāng)在實際的工作中發(fā)現(xiàn)一些不符合實際需求的接觸器時，應(yīng)該及時的進(jìn)行替換工作；④為了能夠有效的解決輸電過程中電能損耗這一問題，就需要做好其準(zhǔn)備工作，這就要求工作人員要加強(qiáng)用戶層面的無功補(bǔ)償設(shè)備的管理和日常的維修力度，對于不存在功率考核范圍電力使用戶主，在享受到無功補(bǔ)償技術(shù)帶來的益處時，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有功功率損耗的配置，這樣才能夠最大限度的是內(nèi)部傳輸線路里產(chǎn)生的能耗降到最低；⑤一般在220KV的變電站中，會具備著比較完善的無功調(diào)節(jié)功能，這就能夠在城市的用電高峰期中使得其功率因素達(dá)到0.97，而且在電力企業(yè)在進(jìn)行功率因素的調(diào)節(jié)過程中，還需要針對不同地區(qū)的實際用電情況，來進(jìn)行配電容量的差異化調(diào)整。而變電站借助無功補(bǔ)償技術(shù)在進(jìn)行無功補(bǔ)償工作時，也需要該電力企業(yè)借助于先進(jìn)的裝置與工藝，來進(jìn)行補(bǔ)償容量的合理配置，并在該過程中充分的加強(qiáng)電力工作人員的職業(yè)技能培訓(xùn)的力度，這樣才能夠使得在電能輸送的過程有效的避免無功率而造成的回送電流情況的發(fā)生。

　　四、無功補(bǔ)償裝置在實際運(yùn)行過程中的維護(hù)措施

　　我國現(xiàn)階段所使用的無功補(bǔ)償裝置多是智能化裝置，并且能夠在無人值守的情況下進(jìn)行自動運(yùn)行。因此在進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置的維護(hù)時，只需要對其運(yùn)行過程里的各項指標(biāo)進(jìn)行定期檢查，就能夠及時的發(fā)現(xiàn)該無功補(bǔ)償設(shè)備中的會出現(xiàn)的故障問題并予以解決處理，并對設(shè)備中已經(jīng)出現(xiàn)的破損零部件進(jìn)行及時的更換。低壓的無功補(bǔ)償裝置一般會利用自愈式并聯(lián)電容器的方式來進(jìn)行無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行工作，然而這種設(shè)備比較容易受到電網(wǎng)諧波和自然條件因素的影響，并能夠造成電容器的內(nèi)部介質(zhì)出現(xiàn)多次的自愈情況，使得電容量快速下降以及損耗增加。而一些用戶在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)倪^程中依舊使用有著嚴(yán)重破損的電容器，這就直接導(dǎo)致了該電容器所產(chǎn)生的損耗值要大于正常值。因此電力企業(yè)中的維護(hù)人員就應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行無功補(bǔ)償裝備的維護(hù)工作時，對裝置中所出現(xiàn)的各種異常情況進(jìn)行及時的處理，一些電力企業(yè)還應(yīng)當(dāng)定期的進(jìn)行檢測損耗工作，來確保整個無功補(bǔ)償裝置的正常運(yùn)行。

　　五、結(jié)語

　　隨著電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，使得無功補(bǔ)償裝置也被廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。借助于無功補(bǔ)償裝置不僅能夠有效的增加電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)，還能夠降低整個用電高峰期中電網(wǎng)的負(fù)荷程度，從而確保該用電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。這也就使得在電氣自動化的發(fā)展過程中，充分利用無功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)成為了一種必然的發(fā)展趨勢。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]饒萬里.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用探析[J].硅谷,2014(10).

　　[2]唐芝彬.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的作用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(01).

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