電氣工程及其自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

吳波

【摘 要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)在眾多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，使我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，但是能耗問(wèn)題卻始終困擾著人們，在創(chuàng)建資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)的背景下，電氣工程也應(yīng)當(dāng)不斷的減少電力上的浪費(fèi)，達(dá)到更加良好的發(fā)展效果。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)作為電氣自動(dòng)化行業(yè)中的重要技術(shù)之一，主要是充分利用自動(dòng)化技術(shù)中的相關(guān)特征，利用無(wú)功、諧波等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，以減少電力損耗，為電氣系統(tǒng)的運(yùn)行提供更多的安全保障。

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動(dòng)化;無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

1無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的要求

1.1變壓器、電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)

在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)下，變壓器與電動(dòng)機(jī)的數(shù)量與作業(yè)方式與傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)存在很大的不同，為了使無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠更好的融入到系統(tǒng)當(dāng)中，工作人員不僅需要采用同步電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)功率，還需要利用間歇工作制設(shè)備提高單位用電量，在此基礎(chǔ)上降低線路的感抗，保證生產(chǎn)條件與系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件的一致性。

1.2電容器的使用條件

提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)后，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際工藝條件與設(shè)計(jì)要求仍存在較大差異，此時(shí)需要使用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，一般使用連接形式為并聯(lián)的電容器。電容器的使用條件為：低壓網(wǎng)功率因數(shù)小于或等于0.85;高壓網(wǎng)單位電壓10kV或35kV。此情況下，可以使用電容器提高輸電效率，確保工藝條件與設(shè)計(jì)要求一致。

1.3平衡性原則

所謂的平衡性原則，就是指不同設(shè)備需要安裝在制定的位置，發(fā)揮其特有的功能，并確保系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。例如，低壓電容器主要用來(lái)負(fù)責(zé)低壓無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償。當(dāng)負(fù)荷數(shù)超100kVar時(shí)，就需要對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)與自動(dòng)補(bǔ)償裝置進(jìn)行搭配使用。

1.4補(bǔ)償方式

在滿(mǎn)足高壓側(cè)功率因數(shù)符合用電要求的條件下，通常使用低壓補(bǔ)償方式對(duì)10kV或35kV進(jìn)行補(bǔ)償。

2無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和實(shí)現(xiàn)方式

2.1應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，為了提升電氣系統(tǒng)中的相關(guān)功率因數(shù)，使負(fù)序電壓降到最低，主要采用的方式為濾波技術(shù)，這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)單有效，近年來(lái)，我國(guó)在該技術(shù)的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步加強(qiáng)研究，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)誕生，能夠?qū)χC波進(jìn)行更好的處理，提升高功率因數(shù)，使負(fù)序電壓得到進(jìn)一步的降低。由于濾波通路是在原有基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，因此可以將諧波進(jìn)行有效的消除，具有十分重大的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

2.2實(shí)現(xiàn)方式

無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要的實(shí)現(xiàn)方式：第一，將電容器與電阻抗相結(jié)合達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。利用電容器和電阻抗建立諧波器的方式，能夠有效做到無(wú)功補(bǔ)償，但是在實(shí)際安裝的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮和保障電抗器和電容器中的實(shí)際功率大小，確保其在提升功率因數(shù)的過(guò)程中，使負(fù)序電壓有效降低。第二，采用真空斷路器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。真空斷路器的操作簡(jiǎn)單，需要投入的資金較少，所以在實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的途徑中非常受歡迎。但需要注意的是，實(shí)際應(yīng)用中，如果工作人員合上閘，電容器就會(huì)瞬間出現(xiàn)高壓現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的補(bǔ)償效果受到影響。

3電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

3.1應(yīng)用目標(biāo)和方式

在供電系統(tǒng)中，電能質(zhì)量屬于十分重要的指標(biāo)，電壓又屬于對(duì)電能質(zhì)量產(chǎn)生較大影響的要素，因此在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)和方式進(jìn)行分析和明確顯得十分必要。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，無(wú)功功率受到外界因素的影響較大，主要包括設(shè)備功率、阻抗等因素。在電氣自動(dòng)化中，較為普遍的方式為AT供電，這種供電方式是利用SCOTT變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，利用晶閘管電子開(kāi)關(guān)對(duì)電容投切進(jìn)行控制，此種無(wú)功補(bǔ)償方式能夠有效控制和解決負(fù)序電壓的問(wèn)題，尤其在我國(guó)目前的鐵路運(yùn)行中進(jìn)行應(yīng)用，對(duì)運(yùn)行狀況的分析效果十分顯著。

3.2制定合理的無(wú)功補(bǔ)償方案

無(wú)功補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)方案可以對(duì)電氣自動(dòng)化中運(yùn)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)起到一個(gè)較好的引導(dǎo)以及規(guī)劃作用，使整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)得到提升。應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)需要從整個(gè)電力運(yùn)行系統(tǒng)開(kāi)展，并且根據(jù)電器運(yùn)輸設(shè)備以及傳輸電壓的實(shí)際情況來(lái)制定無(wú)功補(bǔ)償方案，利用最低損耗以及最佳傳輸效果為最優(yōu)改進(jìn)原則，從而提高自動(dòng)化系統(tǒng)的補(bǔ)償效率。由于我國(guó)電力運(yùn)輸設(shè)備特殊情況，因此，需要在設(shè)備上安裝儀器且與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)配合使用，繼而保證整個(gè)電網(wǎng)的順利運(yùn)行，解決電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題。

3.3加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)管理方式和技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國(guó)在此方面較為先進(jìn)的管理模式和技術(shù)為：第一，諧波注入式無(wú)功補(bǔ)償，這種方案使用較為便利，并且投入的成本較低，具有良好的性?xún)r(jià)比，適用于低壓電網(wǎng)安裝，在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的使用較為普遍。第二，并聯(lián)混合式有緣濾波。此種方式能夠有效緩解由于電力牽引而引發(fā)的濾波器過(guò)度補(bǔ)償問(wèn)題。現(xiàn)階段，此種方案可以作為自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案進(jìn)行應(yīng)用。第三，電容器以分散的形式安裝在電網(wǎng)當(dāng)中。這種方式能夠充分實(shí)現(xiàn)無(wú)功分散補(bǔ)償，使電網(wǎng)中存在的補(bǔ)償問(wèn)題得到良好高效的解決。

3.4積極組織培訓(xùn)，擴(kuò)大無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用范圍

加強(qiáng)電氣自動(dòng)化人員的培訓(xùn)，通過(guò)定期培訓(xùn)提升專(zhuān)業(yè)人員的自身素質(zhì)以及其專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，對(duì)于在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的無(wú)功補(bǔ)償知識(shí)應(yīng)該進(jìn)行大力宣揚(yáng)，讓更多電氣自動(dòng)化人員了解無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，并且有針對(duì)性的對(duì)部分電氣工作人員展開(kāi)專(zhuān)項(xiàng)技能培訓(xùn)，并且加強(qiáng)對(duì)新員工的培訓(xùn)和鍛煉力度，使管理人員和操作人員的管理和技術(shù)水平都能夠得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。另外，也可以聘請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者到企業(yè)中來(lái)開(kāi)展講座或者座談會(huì)，親自“手把手”的講授無(wú)功補(bǔ)償過(guò)程中存在的相關(guān)問(wèn)題，使工作人員的實(shí)際操作水平和經(jīng)驗(yàn)積累得到有效提升，能夠利用積極正確的應(yīng)對(duì)措施面對(duì)電力事故的處理問(wèn)題。

4應(yīng)用注意事項(xiàng)的分析

4.1深入自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究方向

為了使電氣自動(dòng)化能夠達(dá)到更好的效果，工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究，電壓是影響電氣自動(dòng)化的一項(xiàng)十分重要的因素，它決定了電能的實(shí)際運(yùn)輸質(zhì)量，為了使電網(wǎng)系統(tǒng)達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)男ЧO(shè)計(jì)人員會(huì)采用AT供電的方法，利用SCOTT變壓器進(jìn)行電壓調(diào)整，該方法在我國(guó)鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用十分廣泛。

4.2加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

目前，我國(guó)常用的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)主要有并聯(lián)混合有源濾波與諧波注入等，這些方法可以彌補(bǔ)原系統(tǒng)中的不足，且成本較低，效益也較好，十分適用于我國(guó)當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)輸狀況，其中注入式在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)也得到了廣泛的應(yīng)用，達(dá)到自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償?shù)牧己眯Ч?/p>

4.3加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)

政府應(yīng)當(dāng)加大資金與技術(shù)上的扶持力度，引導(dǎo)更多的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)入到培訓(xùn)活動(dòng)當(dāng)中，學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，豐富自身經(jīng)驗(yàn)。有關(guān)部門(mén)云應(yīng)當(dāng)加大宣傳力度，讓更多的人了解自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)事業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。

5結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，我國(guó)相關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者仍然不斷的對(duì)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行研究，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的誕生和發(fā)展為電力事業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的春天，其在實(shí)際應(yīng)用中的使用使整個(gè)電力系統(tǒng)的工作效率得到顯著提升，降低了設(shè)備的損害率和對(duì)電力資源的破壞。因此，相關(guān)部門(mén)要極大重視無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾裕e極引進(jìn)更為先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)及其相關(guān)先進(jìn)的管理模式，制定更為適合自己的無(wú)功補(bǔ)償方案，充分發(fā)揮出無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的重要作用。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司沛縣供電分公司）