無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

姚景昆，鄭 秀

（河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)孕育而生。將它運(yùn)用于電氣自動(dòng)化，能夠解決電氣自動(dòng)化面臨的不足。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)自身含有一定的負(fù)荷特性，因此能夠促進(jìn)無功補(bǔ)償技術(shù)在諧波或者負(fù)序中的運(yùn)用。此外，將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用于電氣自動(dòng)化，具備較廣泛的特性，不僅能夠提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用的安全性，還能降低能源消耗。因此，把無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用于電氣自動(dòng)化中具備現(xiàn)實(shí)性作用。下面將進(jìn)一步對無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行闡述和分析。

1 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的目的

1.1 減少能源消耗

將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用于電氣自動(dòng)化，能夠有效減少能源消耗。應(yīng)用過程中，無功補(bǔ)償技術(shù)能夠避免電力設(shè)施在運(yùn)作時(shí)無功功率上升造成的電能消耗增多，還能減少用戶電能的應(yīng)用率，確保電力設(shè)施安全運(yùn)營。

1.2 實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償

應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)無功功率的補(bǔ)償，提升電網(wǎng)運(yùn)營功率占比。在各個(gè)運(yùn)營環(huán)境下，諸多電氣自動(dòng)化設(shè)施都含有無功功率。例如，假設(shè)真實(shí)電壓和電力設(shè)施額定電壓相吻合，這時(shí)在應(yīng)用電力設(shè)施的過程中，電力設(shè)施將產(chǎn)生和真實(shí)電壓值相吻合的無功功率[1]。借助無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)對無功功率的補(bǔ)償，同時(shí)保障電力設(shè)施的順利運(yùn)營。

1.3 降低電力設(shè)施的設(shè)計(jì)容量

無功補(bǔ)償技術(shù)作用下，能夠降低電力設(shè)施設(shè)計(jì)容量，同時(shí)減少對電力設(shè)施自身的影響。站在電力設(shè)施自身角度來說，把無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用其中，能夠確保在原始功率不發(fā)生改變的環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對成本的把控。例如，假設(shè)原始的功率為cosΦ=0.8，將其增加到cosΦ=0.95，這時(shí)1 kvar電容器將會(huì)和添加了0.52 kW的容量相吻合。在運(yùn)用無功補(bǔ)償技術(shù)的過程中，還能實(shí)現(xiàn)功率因素的提高，減少輸電線路的消耗，進(jìn)而優(yōu)化電力設(shè)施有功功率的輸送率。無功補(bǔ)償技術(shù)工作原理見圖1。

圖1 無功補(bǔ)償技術(shù)工作原理

2 無功補(bǔ)償技術(shù)存在的問題

2.1 相關(guān)技術(shù)有待完善

從無功補(bǔ)償技術(shù)自身角度來說，它作為一項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)，在研發(fā)方面還有待優(yōu)化和完善。因此，將其運(yùn)用到電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，將會(huì)出現(xiàn)諸多問題。特別是針對真空斷路器設(shè)施來說，在進(jìn)行合閘時(shí)，因?yàn)闊o功補(bǔ)償技術(shù)有待完善，將會(huì)形成一定量的高電壓，給自身動(dòng)態(tài)補(bǔ)償作用的發(fā)揮帶來約制，也阻礙了無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展[2]。

2.2 變電站補(bǔ)償電容量方式不合理

因?yàn)榘l(fā)電站進(jìn)行發(fā)電時(shí)向高壓電變站傳送無功電流的距離較長，所以將會(huì)給無功電流的傳送效率帶來一定影響。由于進(jìn)行傳遞時(shí)需要經(jīng)過兩個(gè)以上的變電站后才能將其穿入到高壓變電站中，所以此過程將會(huì)使無功電流傳遞效率逐漸提高。在進(jìn)行電流傳遞時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)電容量補(bǔ)償現(xiàn)象，而應(yīng)用的傳遞形式主要以整組投切為主。這種方式將會(huì)給負(fù)荷均衡轉(zhuǎn)換帶來一定約制，且因受到功率因素不高等因素的約制，還會(huì)形成一定的補(bǔ)償[3]。另外，傳遞時(shí)，應(yīng)用倒置形式也會(huì)使得電網(wǎng)受損率逐漸增大。

2.3 對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)影響大

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用過程中，把無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用其中，將會(huì)給電氣自動(dòng)化系統(tǒng)帶來兩方面影響。第一，將會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化系統(tǒng)形成諧波，而諧波的出現(xiàn)將會(huì)給電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用造成負(fù)面影響。它在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)營環(huán)節(jié)中容易使無功補(bǔ)償設(shè)施中電容出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響無功補(bǔ)償設(shè)施的運(yùn)作，使得電容應(yīng)用周期逐漸減少。第二，加大電力企業(yè)維護(hù)成本的投放力度。因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)營時(shí)自身將會(huì)形成一定的諧波，所以會(huì)給系統(tǒng)運(yùn)營帶來約制。

3 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

3.1 完善真空斷路器設(shè)計(jì)

在無功補(bǔ)償技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)真空短路的規(guī)范設(shè)計(jì)，不但能夠降低成本投放，還能實(shí)現(xiàn)整體框架的優(yōu)化。運(yùn)用這種設(shè)計(jì)方式，可以給投資人員節(jié)約成本提供條件。但是，從實(shí)際角度來說，這種方式在應(yīng)用過程中將會(huì)存在一定的技術(shù)問題。利用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以把合閘管調(diào)節(jié)電抗器和固定過濾器進(jìn)行融合，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)全新的無功補(bǔ)償設(shè)施。應(yīng)用時(shí)，不但可以保證過濾器中無功補(bǔ)償形成的電流置身于相對制衡的狀態(tài)，還能迎合電氣自動(dòng)化系統(tǒng)對各個(gè)功率因素的要求，可在較短暫時(shí)間內(nèi)，結(jié)合系統(tǒng)和內(nèi)部電壓對系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用，在促進(jìn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)全面應(yīng)用的基礎(chǔ)上，降低能源消耗[4]。真空斷路器設(shè)計(jì)流程見圖2。

圖2 真空斷路器設(shè)計(jì)流程

3.2 實(shí)施電力用戶補(bǔ)償

在對電力用戶實(shí)施補(bǔ)償時(shí)，主要采用兩種方式。一是經(jīng)過補(bǔ)償，是把電力功率因素把控在合理范疇內(nèi)，并能獲取一定的電力費(fèi)用補(bǔ)償。借助有關(guān)政策，提升社會(huì)群眾節(jié)約用電意識(shí)，以達(dá)到電力用戶不公補(bǔ)償?shù)男Ч＿@樣不但能夠極大限度地減少能源消耗，還能一定程度上解決當(dāng)前電力應(yīng)用緊張現(xiàn)象。二是在用戶內(nèi)部配電網(wǎng)中應(yīng)用無功補(bǔ)償技術(shù)，可以減少無功消耗，降低電量消耗，進(jìn)而緩解電力用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3.3 加強(qiáng)回路電流無功補(bǔ)償

借助固定濾波器低飽，實(shí)現(xiàn)對飽和電感器內(nèi)部磁能飽和程度的調(diào)節(jié)，以此實(shí)現(xiàn)傳入回路感性電流的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而起到無功補(bǔ)償?shù)男Ч幕芈方嵌葋碚f，將會(huì)形成一定的感性電流，這樣能夠與濾波器中沒有應(yīng)用完的電容性加以消除，達(dá)到電流制衡的目的。之后把過濾器和電抗器進(jìn)行融合，調(diào)節(jié)變壓器，在某種程度上實(shí)現(xiàn)母線電壓的減少，進(jìn)而全面落實(shí)無功補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[5]。

4 完善無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用措施

4.1 提升用電客戶的節(jié)能意識(shí)

無功補(bǔ)償技術(shù)的作用在于，在對電能進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪^程中，應(yīng)該讓電力用戶明確節(jié)約用電的必要性，樹立良好的節(jié)約用電意識(shí)。即從電力用戶的自身角度出發(fā)，明確無功補(bǔ)償技術(shù)和電氣自動(dòng)化融合的作用。此外，要讓電力用戶意識(shí)到在對無功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，對社會(huì)發(fā)展煩人促進(jìn)效果，從而可以使其在用電時(shí)秉持端正的態(tài)度，時(shí)刻注重電力節(jié)省，從而實(shí)現(xiàn)電力的規(guī)范應(yīng)用。

4.2 滿足用電客戶的用電需求

在進(jìn)行無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該迎合電力用戶用電需求。所以，電力企業(yè)在對變電站設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該根據(jù)各個(gè)領(lǐng)域的用電狀況明確無功補(bǔ)償容量，在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮無功補(bǔ)償技術(shù)自身功效[6]。此外，電力企業(yè)在對有關(guān)設(shè)施選擇的過程中，也應(yīng)該結(jié)合無功電流補(bǔ)償容量情況進(jìn)行挑選。只有滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能達(dá)到無功電流傳送的效果。在進(jìn)行零部件選擇的過程中，也可以結(jié)合有關(guān)要求進(jìn)行。但值得注意的是，在進(jìn)行無功電流傳遞過程中，應(yīng)該做好電氣自動(dòng)化內(nèi)部諧波把控工作，降低其對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的影響，保證傳送工作順利落實(shí)。如果此環(huán)節(jié)存在問題，必將給整體無功電流傳送帶來不利影響，進(jìn)而損壞電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中部分零件，從而給電力企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

4.3 加強(qiáng)相關(guān)人員的專業(yè)培訓(xùn)

從無功補(bǔ)償技術(shù)自身角度來說，它作為一項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)，要將其順利應(yīng)用于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)該做好電力企業(yè)有關(guān)職工的專業(yè)培訓(xùn)工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有關(guān)職工專業(yè)技能素養(yǎng)的提高。此外，在對相關(guān)職工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)的過程中，應(yīng)該結(jié)合工作真實(shí)情況和需求加以專業(yè)性培訓(xùn)，如安排專業(yè)水平高、工作經(jīng)驗(yàn)豐富的職工對企業(yè)內(nèi)部員工加以專業(yè)培訓(xùn)；而對企業(yè)職工實(shí)施培訓(xùn)工作的過程中需要事前進(jìn)行分組，根據(jù)工作內(nèi)容和流程實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)；完成培訓(xùn)工作后，要考核企業(yè)職工培訓(xùn)內(nèi)容，制定完善的激勵(lì)政策，對考核結(jié)果優(yōu)異的職工給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，以起到的激勵(lì)的效果，調(diào)動(dòng)企業(yè)職工的工作積極性，提升工作效率，從而促進(jìn)電力企業(yè)健康發(fā)展[7]。

4.4 應(yīng)用低壓端配置電容器組

發(fā)電廠在開展無功電流傳送工作時(shí)，應(yīng)該充分注重功能和電能，在保證傳送過程中實(shí)現(xiàn)傳送效率最優(yōu)化，防止無功電流在傳送環(huán)節(jié)出現(xiàn)變壓器或者線路受損現(xiàn)象。可在低壓端設(shè)施中安裝對應(yīng)的電容器組，進(jìn)而達(dá)到電容補(bǔ)償?shù)男Ч鐖D3所示。

圖3 電容器組保護(hù)裝置

5 結(jié) 論

將無功補(bǔ)償技術(shù)運(yùn)用于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，不但能夠有效提升電網(wǎng)整體性，還能減少電能消耗，達(dá)到節(jié)省電能應(yīng)用的效果，在保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)營的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電能的充分應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展，無功補(bǔ)償技術(shù)必將在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用和普及。

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