電氣自動化技術在電力系統中的應用

賓建勇

摘 要：隨著電力系統可靠性的提高和逐漸智能化的發展趨勢，電氣自動化技術在電力系統中的比重逐漸加大，越來越多的電力自動化設備在電力系統中得到了廣泛的應用，不管是電網的輸電、配電、乃至電能的生產離不開電氣自動化技術。本文簡單的介紹了電力自動化技術的發展情況，就其在電力系統中的無功補償方面重點描述。

關鍵詞：電氣自動化；電力系統；應用；無功補償

引言

電氣自動化技術是基于基本的自動化控制理論，應用常用的自動控制系統的分析方法和生產控制系統的設計方法控制電氣設備，使其完成預期的目標任務。設計到電力自動化方面的知識有很多，其中電力電力技術、電機及電力拖動、單片機技術、過程控制系統等都是電氣自動化技術的核心技術。

隨著經濟發展的逐漸全球化，大量外資企業的不斷涌入，給電氣自動化技術有注入了新的活力，新的技術，新的材料及制造工藝的引進，大大提高了自動化設備的可靠性和多樣性。強電、弱點的 不斷結合，我國在硬件方面的不斷發展都促進了電氣自動化技術的進步。

1 電力系統中電氣自動化技術存在的必要性

各行各業的發展互相都存在著一定的促進作用，我國近幾年的發展都是有目共睹，信息化方面的發展速度可見一斑，電力行業作為國民經濟發展和國家安全的保證，也在不斷的提高自身的業務能力。同時，能源緊缺也是如今討論的熱點問題之一，電能雖不是我們討論的一級能源，但是與一些有限能源有著不可分割的關系。我國的發電方式主要分為兩種：火電和水電。而煤炭資源的日益短缺已引起人們重視，水資源的極度浪費以及水污染也仍在治理，這從一方面也反映了電能的緊缺。雖然我國的電力覆蓋面積每年都在逐漸擴大，但是仍有部分地區沒有供電，特別是一些農村地區，雖然享受電力的帶來的方便，但是由于電力設備的老化以及電網拓撲的陳舊結構，時常發生停電現象。一些自然災害的發生所導致的供電中斷也造成了不可估計的損失，供電中斷中如果不能及時處理發生的事故，就會引發無法預想的損失，造成社會秩序混亂，擾亂國民經濟，嚴重者會影響國家安全。

以上的種種都提醒我們，要更加重視電能的有效利用，重視電力系統的可靠性，這些都是推動電網智能化發展的重要因素。電力自動化技術在電網智能化發展中是必不可少的，其中的一些設備可以有效的提高電網的功率因數，提高電力設備的壽命，保證可靠地電能質量，還可以消除諧波污染問題，根據系統需要，補償電網所需的特定次諧波。有的設備則擔任起了采集數據，傳輸和分析的功能，有的設備實現監控功能，對重要的電力系統部分實行監控，實時分析其當前電力系統的運行狀況。電力系統中電氣自動化技術的不斷滲透，大大提高了電力系統的運行效率，助我國發展堅強可靠地智能電網一臂之力，是我國電網實現智能化的關鍵。

2 電氣自動化技術在電網中的具體應用

2.1 在變配電所的應用

2.1.1 實現保護功能。對電網中的過電壓、過電電流等進行保護，保護類型有：線路保護、出線保護、自閉線路保護、電容器保護、變壓器保護。

2.1.2 通信功能。設備和設備之間的通信，保證可靠地數據傳輸，發送程序程序命令，上報故障指令等，是構成智能電網的關鍵組成。

2.1.3 遠程控制與管理。技術人員通過實時監測到得畫面，輸入指令，對電網實現遠程控制，可以調看任何自己想要的資料，選擇以圖表方式或者數據統計方式，曲線描繪等方式查看。通過觀察到得數據或電網的實際運行情況，對電網進行管理。

2.2 電氣自動化設備的廣泛應用

伴隨現代科技的進步，出現了多種多樣的用電設備，而這些耗電設備里采用了大量的電感、電容對電網側的電能質量產生了較為嚴重的影響，最為顯著的是降低了網側的功率因數，無功增大，電能損耗加大；網側的電流產生畸變，對電網和用電設備都造成了不利的影響，縮短了設備使用的壽命。現如今出現了一批自動化設備能夠有效的改善以上情況。

SVG（Static Var Generator）靜止無功發生器，它是由自換相的電力半導體橋式變流器來進行動態無功補償的裝置，是目前無功功率控制領域內的最佳方案。國家電力部門規定，凡是安裝有低壓變壓器的地方及大型用電設備旁邊都應該配備有無功補償裝置，尤其是那些功率因數較低的工礦、企業、居民區必須安裝。農村用電更要引起電力部門重視，農村地區用電狀況惡劣，大多數地區供電不足，電壓波動很大，導致功率因數很低，這就需要加裝補償設備改善供電狀況，提高電能利用率。無功補償裝置一般采用電容器對無功進行補償，傳統的無功補償裝置只能對特定的諧波次數進行補償，補償后的功率因數一般為0.8～0.9。SVG應用電源模塊進行無功補償，補償之后的功率因數可達0.98以上，大大提高了用戶的用電質量，這是截止目前為止最先進的電力技術。在補償時間方面，傳統的補償裝置最快需要200毫秒，SVG將這一時間縮短了約1/10，使得無功補償在瞬時完成，有效的補償無功。在使用壽命上SVG也是占盡了優勢，國內使用的傳統的無功補償設備一般采用接觸器或者可控硅控制，使用壽命較短，一般三年左右，自身損耗也大，需要經常進行維護，增加了各種成本。SVG使用可達數十年之久，自身損耗較低，基本上無需進行維護。

無功補償技術代表了一個國家電力水平的高低。就全國來講，線路的損耗主要是由無功分量引起的損耗，該損耗約占全部損耗的12%，SVG的投入使用能夠減少50%以上的線路損耗，一年可以節約電量500億度左右。

電網中的微機保護裝置，可以滿足各種類型變配電站的各種設備的各種保護要求，這就給變配電站設計及計算機聯網提供了很大方便。微機保護中的硬件采用最新的芯片提高了技術上的先進性，模擬量輸入回路多達24路，采到的數據用DSP信號處理芯片進行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個多CPU系統，通信采用CAN總線。具有通信速率高、抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。

發展電氣自動化技術是一項投資少，見效快的提高電能質量的必經技術。網側功率因數的提高，對企業的電力罰款也作出了一定貢獻，改善的電能質量，延長了用電設備的壽命，提高了產品質量。

3 結束語

綜上，電氣自動化技術在電力系統中占據著重要的地位，它滲透在電力系統的每一個重要環節，并且發揮著不可替代的作用。文章先引入電氣自動化技術，就其發展狀況先做深刻的討論，然后分析其在電力系統中存在的必要性，電氣自動化技術，是發展智能電網，改善目前較為落后的供電狀況所走的必由之路。無功補償技術代表了一個國家電力水平的高低，最后就無功補償技術在電網中的應用重點描述。

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