淺談電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用

王有理

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司 廣西百色 531700）

淺談電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用

王有理

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司 廣西百色 531700）

近幾年來，我國的經(jīng)濟(jì)水平與科技水平上升的速度越來越快，特別是在科技發(fā)展方面，進(jìn)入到一個(gè)前所未有的新階段，我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展為我國電氣的自動(dòng)化發(fā)展及應(yīng)用提供了有利條件。近年來，電氣自動(dòng)化在我國的供電、高鐵等行業(yè)得到普遍應(yīng)用，為這些行業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，而無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)屬于自動(dòng)化中的重要技術(shù)之一，使得我國電氣得到大幅度的改善與提升，更加具備科學(xué)化、自動(dòng)化。本文重點(diǎn)介紹了該補(bǔ)償技術(shù)在電氣中運(yùn)用的相關(guān)知識、原理以及作用、完善方法等，以期為廣大界內(nèi)人士提供參考依據(jù)，促進(jìn)我國電氣產(chǎn)業(yè)更好更快的自動(dòng)化發(fā)展。

電氣；自動(dòng)化；無功補(bǔ)償；作用

1 前言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)、文化、政治等快速發(fā)展，推動(dòng)我國電氣產(chǎn)業(yè)的飛速前進(jìn)。與此同時(shí)，在電氣設(shè)備工作運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，凸顯出一系列問題，亟待解決。問題的產(chǎn)生總是伴隨著解決方法的出現(xiàn)，近年，無功補(bǔ)償技術(shù)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了電氣運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的問題，提高了電氣設(shè)備工作過程中的穩(wěn)定性，降低了工作過程中電能的損耗。本文闡述了無功補(bǔ)償技術(shù)的原理，寫出了它在電氣自動(dòng)化中的作用給出一系列的理論上面的支持，促進(jìn)我國電氣系統(tǒng)的健康持續(xù)發(fā)展。

2 無功補(bǔ)償在電氣自動(dòng)化中的作用

①該補(bǔ)償術(shù)能夠促進(jìn)自動(dòng)化的系統(tǒng)各更加穩(wěn)定性，使得整個(gè)系統(tǒng)的電壓得到穩(wěn)定，并且從最大程度上提高電網(wǎng)安全與質(zhì)量，并且為其配置與之相符合的調(diào)節(jié)器來提高整個(gè)系統(tǒng)的輸電功能，進(jìn)而提高系統(tǒng)抗干擾的能力。②電氣設(shè)備由于受到高次諧波影響往往會發(fā)生設(shè)備局部過熱而影響設(shè)備的使用效率，但是應(yīng)用無功補(bǔ)償之后，就可以經(jīng)此問題很好的解決。該技術(shù)通過電氣自動(dòng)化總系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)靜止的無功補(bǔ)償功能，進(jìn)而對電力運(yùn)行過程中電壓負(fù)荷給予改善，避免由于電壓過高而發(fā)生設(shè)備過熱的現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了保護(hù)電氣設(shè)備的效果。③無功補(bǔ)償不僅能夠提高電力負(fù)載功率因數(shù)，還能有效降低電氣設(shè)備所需電容量，并且在這些方面的應(yīng)用效果十分顯著，進(jìn)而避免設(shè)備造成較多損失。④無功補(bǔ)償術(shù)還能在三相電壓負(fù)載失衡的情況下對其平衡功率起到改善作用，該技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的有效運(yùn)用，能夠全面提高電氣系統(tǒng)的安全性，使得電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，也大幅度提高了系統(tǒng)抗干擾的能力，具有極高的應(yīng)用價(jià)值；無功補(bǔ)償在我國電氣產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用的特別多，如圖1。

圖1

2.1 減少電能的損耗

電氣自動(dòng)化在工作運(yùn)行過程中，輸出兩種功率：有功功率與無功功率，有功功率把消耗掉的電能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀冃枰臋C(jī)械能、熱能等；無功功率，把電能轉(zhuǎn)換為另外一種能，這種能是在電網(wǎng)中和電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換。電氣自動(dòng)化水平不斷的提高，一定程度上降低了行業(yè)人力資源的投入，節(jié)約了人力成本，但同時(shí)，它也浪費(fèi)了大量的電能。無功補(bǔ)償技術(shù)的產(chǎn)生，避免了電力設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中增加無功功率而造成更多的電能浪費(fèi)，它可以降低用戶的用電消耗，推動(dòng)用戶電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.2 補(bǔ)償無功功率

在幾乎所有的自動(dòng)化設(shè)備中，當(dāng)設(shè)備進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，都會產(chǎn)生無功功率，產(chǎn)生的這種功率與設(shè)備自身的特點(diǎn)以及設(shè)備運(yùn)行的電壓有很大關(guān)系。當(dāng)設(shè)備在工作中的實(shí)際電壓和設(shè)備本身的額定電壓趨于接近的時(shí)候，設(shè)備的無功功率與實(shí)際電壓值得變化是一致的。另一個(gè)方面，在電力系統(tǒng)中，當(dāng)無功電源供應(yīng)不足的時(shí)候，電力系統(tǒng)會出現(xiàn)癱瘓的情況，這種情況下運(yùn)用無功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的補(bǔ)償無功功率，還可以穩(wěn)定電力系統(tǒng)的安全。

2.3 減少線損

選擇電力設(shè)備，要以成本最小化功能最大化作為選擇的根本。選擇的時(shí)候，既能夠節(jié)約成本又能夠優(yōu)化功能是最完美的狀態(tài)，無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠大大提高功率的因素，減少傳輸線路的損耗，提高有功功率的輸送。

3 無功補(bǔ)償在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 選取智能補(bǔ)償方式

在智能電網(wǎng)中選擇無功補(bǔ)償?shù)姆绞剑獔?jiān)持合理布局、就地平衡以及分級補(bǔ)償?shù)葞讉€(gè)原則。這樣才能夠發(fā)揮出無功補(bǔ)償?shù)淖畲笱a(bǔ)償效益。在選擇時(shí)候，可以參考以下幾點(diǎn)：

（1）以就地補(bǔ)償為主：把電力部門與用戶補(bǔ)償結(jié)合起來

用戶安裝使用無功功率技術(shù)，可以提高電氣在工作運(yùn)行中的功率因數(shù)，減少用戶在傳輸以及分配的過程中消耗掉的有功功率，從而達(dá)到節(jié)約用戶電費(fèi)開支的目的，相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，智能電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中無用功率的40%消耗在線路和配電變壓器兩方面，而剩下的60%的無功功率則是消耗在用戶電氣設(shè)備中。所以，只有供電方和用戶加強(qiáng)合作，才能使雙方獲得最大的收益。

（2）分散補(bǔ)償為主：集中與分散兩者相結(jié)合

把集中與分散結(jié)合起來，即是在對變電站進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)，也要對智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的電線路、配電變壓器以及設(shè)備做分散補(bǔ)償，這其中分散補(bǔ)償為主要方面，這樣可以提高無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。此外，因數(shù)值并不是越高越好，分散補(bǔ)償技術(shù)的使用加裝一定要以實(shí)際的情況為根本，合理選擇。操作中，分散補(bǔ)償?shù)姆稚⑿跃S護(hù)困難，所以，實(shí)際中，多數(shù)使用其中補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/p>

（3）低損耗為主：降損與調(diào)壓方式相結(jié)

降損是無功補(bǔ)償技術(shù)的最重要的經(jīng)濟(jì)效益，其次便是調(diào)壓，通過調(diào)壓使電壓能達(dá)到用戶的要求質(zhì)量。在電壓偏高或者用電高峰期，電氣系統(tǒng)會增加體損耗的百分比，甚至導(dǎo)致線損，此時(shí)投切無功補(bǔ)償裝置的作用，就是提高電網(wǎng)中產(chǎn)生的功率因數(shù)，達(dá)到降損指標(biāo)的要求。

3.2 智能補(bǔ)償投切開關(guān)選擇

智能開關(guān)，就是把控制開關(guān)和電子元器件組合在一起，實(shí)現(xiàn)用戶電氣智能化的通斷。生活中具有開關(guān)功能和控制動(dòng)作等方面功能的所有設(shè)備我們都把它歸納到控制開關(guān)的范疇里面。無功補(bǔ)償裝置中，投切開關(guān)掌握了低壓無功補(bǔ)償電容器的通斷，對在高性能的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)無功補(bǔ)償起著關(guān)鍵作用。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電復(fù)合開關(guān)控制補(bǔ)償電容器的過零投切，我們可以在原有的復(fù)合開關(guān)的基礎(chǔ)上，增加一些自動(dòng)控制的功能，過零觸發(fā)電路等電路，智能化的控制復(fù)合開關(guān)。智能復(fù)合開關(guān)的基本原理就是利用了電力開關(guān)器件通斷是可控的無觸點(diǎn)通斷，以及電磁式交流接觸器觸點(diǎn)接觸電阻小，負(fù)載能力強(qiáng)，無保持損耗的優(yōu)點(diǎn)。它是以常見的復(fù)合開關(guān)為基礎(chǔ)，綜合機(jī)電的特性，具有智能性的新型的電容投切開關(guān)。嚴(yán)格來講，智能復(fù)合開關(guān)還不能算智能開關(guān)，它是智能開關(guān)的雛形，智能開關(guān)在無功補(bǔ)償裝置中適用于無功補(bǔ)償中的電容投切，以及自動(dòng)化控制。智能開關(guān)不需要等到電容放電，在短時(shí)間內(nèi)無沖擊電流投入補(bǔ)償電容，快速頻繁投切不影響補(bǔ)償電容的使用壽命，可做到無涌流投切，可靠性高、響應(yīng)速度快，使用壽命長。同時(shí)它還有保護(hù)功能，可以智能的監(jiān)控那些可控的部件、電源和負(fù)載的運(yùn)行狀況，具有較為完善的護(hù)功能。電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置中智能開關(guān)是一種智能化的新型控制執(zhí)行部件，與無功補(bǔ)償系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起，開發(fā)和研究這種技術(shù)，可以結(jié)合無功補(bǔ)償控制器進(jìn)行。把二者有機(jī)的結(jié)合起來，能夠使智能開關(guān)更加有生機(jī)和活力。智能復(fù)合開關(guān)示意圖如圖2。

圖2

4 結(jié)束語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，科技水平也在不斷提高，電力行業(yè)作為支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，也進(jìn)入了前所未有的發(fā)展階段。市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了廣大人民群眾的生活水平逐步提高，越來越多的電器設(shè)備被應(yīng)用，使得我國電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中所承受的負(fù)荷越來越重，加之收到其他外界因素的影響，使得電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行收到一定威脅。無功補(bǔ)償術(shù)的應(yīng)用能夠在促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，所以電力工作人員應(yīng)當(dāng)不斷對該技術(shù)進(jìn)行研究，借助其無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢不斷完善電網(wǎng)系統(tǒng)的抗干擾性，提高其安全性與可靠性等，使得我國電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足人們的用電需求，促進(jìn)我國電器自動(dòng)化又好又快地發(fā)展。

[1]潘孝坤，郝浩磊.淺析電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014，13（11）：155～156.

[2]李竟達(dá).淺談電氣自動(dòng)化中無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，13（06）：130，173.

[3]格日勒圖，于海洋.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探析[J].福建質(zhì)量管理，2016（02）.

TM714.3

A

1004-7344（2016）11-0064-02

2016-3-28

王有理（1973-），男，工程師，本科，主要從事電氣專業(yè)管理工作，主要研究自動(dòng)化在單體設(shè)備上的應(yīng)用及其數(shù)據(jù)上傳到中心處理機(jī)處理，力爭做單體性能發(fā)揮到極至系統(tǒng)又能協(xié)調(diào)統(tǒng)一，弱電干擾源及應(yīng)對等方面的研究。