電氣自動化中的智能無功補償技術（1）

包訓虎

摘 要：現階段，我國的智能化建設迅速，經過電力行業的深化改革，我國實現了電力產業轉型升級，促進了電力自動化發展。但是，隨著這種發展而來也產生了諸多阻礙其發展的技術難題與管理問題。一方面，在城鄉一體化改革中，城鄉用電用戶數量與電量需求逐漸擴增，用電管理也隨之需要進一步完善;另一方面，在電網規模化改造條件下，自動化設備數量與智能化控制范圍擴大，電力系統的安全運行也受到了挑戰，若不對其中產生的無功功率進行有效控制，則會造成諸多資源浪費。與發達國家相比，我國電力自動化中智能無功補償技術的應用相對較晚，應用主要體現在對電抗器裝置、固定濾波器、電容器投切、靜止無功補償裝置的應用方面。旨在通過在電力系統中應用智能無功補償技術保障電力系統運行的安全可靠性與穩定性，同時，降低電能損耗。

關鍵詞：電氣自動化;智能無功補償;技術

引言

電力在我國生產生活中屬于十分重要的能源，而在電源傳輸的過程中由于室外溫度和傳輸距離的影響，電壓會出現不穩定變化，進而會對生產用電與生活用電造成影響。因此，有必要在電力自動化中運用無功能補償技術來提供穩定電源?；诖?，本文就智能無功補償技術在電力自動化中的應用進行探究分析，并闡述一些有效的策略。

1.電力自動化中智能無功補償技術

基礎知識。（1）智能無功補償對象為電力系統產生的無功功率，主要采用智能無功補償裝置加以實現，同時抵消電力損耗。（2）常見無功功率類型包括：基波無功功率、容性無功功率、感性無功功率、諧波無功功率等。（3）影響無功功率的因素主要以電力設備功率因數為主，如高壓系統中，對稱性的電壓與電流是常態，而三相功率也趨于一致，若采用補償方案則需要提升設備功率因數，以此實現對設備容量與功率損耗的控制。技術特征。智能無功補償技術特征體現在三個方面：（1）電磁互感會影響設備電壓，如現代電力設備以電磁感應原理為實現基礎，而發電機組線圈在失去發電機組運行中，發電轉子憑借磁感線切割運行生成交流電，此時設備就會受到電磁互感的直接影響;而變壓器通過電磁感應實現電壓傳輸;因此，在電網運行中設備電壓會受電磁感應影響，從而造成對智能無功補償的影響。（2）電能損耗受設備運行功率影響，如電力設備在電網運行中，其電阻抗、電容器、電容抗和電感器均會產生諧波，并生成無功功率，進而引發電力損耗;在諧波控制中需要應用智能無功補償裝置提高設備有功功率，降低其損耗。（3）無功功率與智能無功補償緊密關聯，即無功功率管理影響電力系統運行效率、質量，而進行科學管理則可以控制電網運行中的電壓，達到調節功率因數目標，從而補償無功功率。補償原理。電力系統中的感性功率多為負載綜合阻抗，它需要借助容性功功率補償;而電壓、電流、功率因數、有功功率之間緊密關聯。無功補償則按照這種要素之間的關系特性，通過對功率因數調節加以實現;其中，功率因數的調節則主要通過對發電機輸出設備、投切無功補償設備實現。

2.智能無功補償技術在電力自動化中的應用

2.1選擇合適的智能無功補償技術

根據電網的搭建情況不同，選擇的智能無功補償技術也不盡相同。為了提高電流在傳輸過程中的穩定性并降低電力損耗，首要任務是根據電網系統與設計要求選擇合適的智能無功補償技術。在選擇智能無功補償技術時，需要嚴格圍繞著能否完善解決“用電設備、電力設備與電網系統之間的電流不平衡”問題進行。此外，還要考慮技術成本與設備成本問題，在能夠有效解決問題的情況下，盡量降低電力自動化的成本。在選擇合適的智能無功補償技術的過程中，應該嚴格把握以下三個要求：（1）以固定補償為主;（2）以分散補償為主;（3）以低壓補償為主。固定補償是不以線路使用情況作為參考而投入固定量的補償方式，與調節補償相比，固定補償更穩定，但是當使用力率較高時，補償會過量，而使用力率較低時，補償會不足。分散補償又稱分組補償，其工作原理是利用電容器進行補償，電容器在放電狀態與充電狀態之間不停地進行變換，以此來對電力自動化系統進行無功補償。分散補償經濟成本高，不適合在大型電網系統中使用，僅在小型工廠生產用電中投入使用。低壓補償，能夠減少電流在傳輸過程中的損耗，而且在電阻器件相同是情況下，低壓電能產生的電流更小，對用電設備與電氣原件造成的損害會大大降低。電網系統復雜繁復，在選擇智能無功補償技術時，一定要對電網系統的情況進行實地考察，根據實際條件，在三種智能無功補償技術中選擇合適的一種。這樣不僅能夠提高電網系統智能無功補償的效率，還能降低電網系統后期維護的成本。

2.2挑選合適的智能無功補償投切開關

除了要選擇適合的智能無功補償技術，還要對智能無功補償的投切開關進行選擇。智能無功補償投切開關在整個無功補償過程中占據舉足輕重的地位。不同類型的開關的功能不同，優勢與劣勢也不盡相同，選擇合適的智能無功補償投切開關不僅能夠提高設備工作效率，還能降低電力自動化的投入成本。現階段，電力自動化中智能無功補償投切開關主要分為三大類型：（1）智能化一體投切開關;（2）固態繼電器開關;（3）電容器開關。其中智能化一體投切開關經濟實惠，據研究數據顯示，該類型的開關的平均使用壽命可以達到6000～6500h。這種開關的主要原理是應用了真空低壓技術，開關閉合時，開關內部呈真空低壓狀態，無導電介質;開關打開時，開關內部呈常壓非真空狀態，能夠導電。但是這種開關在閉合與打開操作下，內部狀態變化較慢，則運行速度也較慢。固態繼電器開關運行速度較快，但是在運行過程中受電壓諧波與電流諧波干擾較明顯，運行過程中產生一定的噪音，會對電流傳輸造成一定的影響，使用過程中一定要對噪音進行控制。電容器開關也具備運行速度較快的特性，但是其初期投入成本與后期維護成本較高，不適合在大型電網系統中大面積投入使用。這三種智能無功補償投切開關優缺點各異，在大型智能無功補償規劃中，通常將這三種開關同時應用，根據每一種智能無功補償投切開關的特點，選擇合適的安置位置。在滿足電力自動化要求的情況下，能夠極大限度的提升智能無功補償工程的效率，并將成本控制在一定范圍內。

結語

該技術的應用在技術層面和管理層面還有很大的完善空間，行業在技術的應用中要發揮不同技術和設備的優勢，為無功補償技術的應用和發展創造便利。電氣自動化的發展事關諸多工業行業的生產水平，讓我們攜起手來一起努力。

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（安徽新華學院，安徽 合肥 230088）