電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用探討

陳波波

（深圳市科信通信技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518000）

電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用探討

陳波波

（深圳市科信通信技術(shù)股份有限公司，廣東 深圳 518000）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提高，電氣自動(dòng)化水平日益提高，無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用也越來越廣泛。無功補(bǔ)償技術(shù)是電氣自動(dòng)化中的一項(xiàng)重要技術(shù)，能夠降低電路中的電能損耗，對(duì)其展開探討十分必要。對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了介紹，分析了電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，并對(duì)其應(yīng)用措施進(jìn)行了介紹，以期為有關(guān)單位提供參考。

無功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；功率負(fù)荷；額定值

目前，常采用的無功補(bǔ)償措施是將一些有容性及感性功率負(fù)荷的電氣設(shè)施以并聯(lián)的方式連接在電路中，能量在這兩種負(fù)荷中相互轉(zhuǎn)換，即某一負(fù)荷進(jìn)行能量釋放時(shí)，另一負(fù)荷進(jìn)行吸收。在此過程中，無功功率得到了有效補(bǔ)償。通常電路在感性的情況下，會(huì)對(duì)無功功率進(jìn)行吸收，出現(xiàn)阻止電流增大、達(dá)到額定值減緩的現(xiàn)象；相反，容性電路則釋放無功功率，電壓到達(dá)額定值減緩。這2種形式電路的無功功率也會(huì)表現(xiàn)出感性和容性兩種，其作用都是保證電氣設(shè)備形成足夠的磁場(chǎng)，這也是無功補(bǔ)償技術(shù)的原理。

1 無功補(bǔ)償作用

無功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕w現(xiàn)在保證供電質(zhì)量、減少能量損耗、保證穩(wěn)定性以及對(duì)無功功率的平衡調(diào)節(jié)上。

1.1 提高電壓質(zhì)量

電壓質(zhì)量的好壞主要由電壓損失決定，通過無功功率的補(bǔ)償，可以有效減少電路中無功功率的傳輸，使功率因數(shù)升高，相應(yīng)的電壓損失也就減少，從而保證了電壓的質(zhì)量。

1.2 減少投資

投資的減少主要體現(xiàn)在變壓器的功效提高上，通過無功功率的補(bǔ)償，可以有效減少電路中無功功率的傳輸，使得功率因數(shù)升高；當(dāng)功率因數(shù)提高后，相應(yīng)的變壓器能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)，無需使用較大的變壓器，節(jié)省了輸變電設(shè)備的開支。

1.3 減少用電費(fèi)用

我國(guó)對(duì)功率因數(shù)有明確的規(guī)定值，如果用戶端的功率因數(shù)低于此值，則會(huì)有相應(yīng)的處罰，而無功補(bǔ)償技術(shù)可使電路中的功率因數(shù)明顯提高，不至于受到處罰。另外，還可以避免電路因無功功率的傳導(dǎo)造成的能量損失，從而減少用電費(fèi)用的支出。

1.4 提高傳輸能力

電路的傳輸能力體現(xiàn)為在有功功率一定的前提下，電路傳輸電力的功率及視在功率與功率因數(shù)成反比，進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償后使得功率因數(shù)變大，相應(yīng)的實(shí)際功率變小，電路的傳輸能力更強(qiáng)。

2 無功補(bǔ)償技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

2.1 TCR與穩(wěn)定濾波設(shè)備相結(jié)合

TCR指的是晶閘管控制電抗器，它可以對(duì)晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，且其有效電抗能夠不間斷地改變。當(dāng)晶閘管控制電抗器的磁飽和度時(shí)，能夠作用于電路中的感性電流，平衡與其并聯(lián)的穩(wěn)定濾波設(shè)備中的容性無功功率。

2.2 調(diào)壓式無功補(bǔ)償

該設(shè)計(jì)思路是利用電壓調(diào)節(jié)器對(duì)電路中的濾波器或電抗器電壓進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而控制無功功率的輸出。這種設(shè)計(jì)方法能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償，實(shí)際的補(bǔ)償效果要好于常規(guī)的補(bǔ)償方式，且補(bǔ)償裝置占用的面積較小，年損耗率低于2%，維修方便，但也存在響應(yīng)時(shí)間慢、濾波效果不理想的問題。總體上該設(shè)計(jì)方法還需要繼續(xù)完善，技術(shù)水平有待于提高。

2.3 可控飽和電抗器與過濾諧波裝置組合

可控飽和電抗器能夠有效提高功率因數(shù)，維持電路電壓的穩(wěn)定，與過濾諧波裝置相組合，可以串聯(lián)電抗器，以及與晶閘管反并聯(lián)，以此達(dá)到平衡無功功率的目的，更可以防止諧波造成的污染，延長(zhǎng)電氣設(shè)備的使用壽命，減少電路系統(tǒng)的運(yùn)行損耗。但該方法建造成本較為高昂，技術(shù)要求高，在運(yùn)行過程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，尚需進(jìn)一步改進(jìn)，以擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

3 應(yīng)用中存在問題

3.1 應(yīng)用的局限性

無功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有了較多的應(yīng)用，但由于我國(guó)在此方面的起步較晚，在應(yīng)用中出現(xiàn)了諸多問題，限制了無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在2方面：①技術(shù)本身的成熟度不足，存在缺陷；②我國(guó)的設(shè)備相對(duì)而言不先進(jìn)。

3.2 系統(tǒng)諧波的影響

在某些整流設(shè)備、電弧爐等非線性的負(fù)荷或電力拖動(dòng)設(shè)備運(yùn)行的過程中，會(huì)使電力系統(tǒng)出現(xiàn)諧波，諧波的存在會(huì)使得無功補(bǔ)償電容長(zhǎng)期承載電流，進(jìn)而使其出現(xiàn)過熱損壞的情況，而電容器的投放會(huì)進(jìn)一步加劇諧波電流的產(chǎn)生，這就會(huì)使得電容器及電路的安全性得不到保證。

3.3 無功補(bǔ)償?shù)呐渲脝栴}

根據(jù)無功功率的原理，電力從發(fā)電站輸入到高壓變電站時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)無功電流的輸送，還要經(jīng)過多個(gè)低壓變電站，特別是長(zhǎng)距離輸電時(shí)，距離越長(zhǎng)，無功電流的傳輸就越多。針對(duì)此問題，某些變電站采取的方法是整組投切，以此補(bǔ)償電容量，但這種方法并不能有效達(dá)到平衡轉(zhuǎn)變負(fù)荷的目的，相反帶來了過高的負(fù)荷，也會(huì)影響倒置傳輸過程，加大了傳輸過程的風(fēng)險(xiǎn)和能量損失。

4 應(yīng)用措施解析

電氣自動(dòng)化過程中會(huì)有較多的能量損耗，主要是無功功率的傳輸引起的，補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以避免無功功率引起的損耗，提高電氣自動(dòng)化的安全性，使企業(yè)成本降低，更可以保證企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的安全。因此，需要采取措施使無功補(bǔ)償能在自動(dòng)化電氣中發(fā)揮最大的效果。

4.1 應(yīng)用于配電線路

確定分支線路中的無功損耗量，然后分析需要補(bǔ)償?shù)娜萘浚龊梅种щ娐返倪x擇，補(bǔ)償方式可以選用業(yè)主自主的方式，達(dá)到補(bǔ)充容量的目的。確定分支線路中的無功損耗量時(shí)，通常使用配電變壓器，計(jì)算其空載無功損耗，選用補(bǔ)充容量充足的補(bǔ)償設(shè)備，避免線路補(bǔ)償不足；進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，以時(shí)間或電壓變化為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和投入，使得補(bǔ)償效果最優(yōu)。

4.2 并聯(lián)補(bǔ)償

在同一電路中，對(duì)用電負(fù)荷以并聯(lián)的方式與電容器連接，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。并聯(lián)電容器應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)有利于降低供電網(wǎng)路的能量損失。采用此方法減少電路中電壓的損失，提高功率因數(shù)，是在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無功補(bǔ)償?shù)某Ｓ么胧?/p>

4.3 電力用戶補(bǔ)償

在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)時(shí)，通常也應(yīng)考慮用戶的無功補(bǔ)償，這樣會(huì)使用戶的供電電路中的能量損失大幅度減少，滿足了用戶節(jié)約用電的要求，也符合國(guó)家制訂的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)用戶區(qū)的用電特點(diǎn)，可以選用不同的補(bǔ)償方式，比如集中安裝電容器組、按照用戶的用電規(guī)模分成幾組安裝電容器、針對(duì)某一電氣設(shè)備單獨(dú)安裝電容器。

5 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前電力行業(yè)向著電氣自動(dòng)化的方向快速發(fā)展，而無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展具有重要意義。因此，相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)無功補(bǔ)償技術(shù)展開研究，將其合理應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中，確保無功補(bǔ)償技術(shù)效益的充分發(fā)揮，從而提高電氣自動(dòng)化水平，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展。

［1］鄒地長(zhǎng)，陳卸水，李人才.淺析無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用［J］.通訊世界，2015（04）.

［2］韋星，陳余壽.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用思考［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015（07）.

TM77

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.144

2095－6835（2017）21－0144－02

〔編輯：張思楠〕