無功補償技術在電氣自動化中的有效運用

【文章摘要】
隨著社會發展對電力需求的逐年增加，電氣自動化行業的發展也因此得到了很大程度上的推動。但是，就目前電氣自動化發展的現狀來看，卻仍然存在一些有待解決的問題，電力輸送中損耗嚴重就是最主要的一個。鑒于此，本文首先對無功補償技術的特點進行介紹，并在此基礎上探討其在電氣自動化中的有效運用，以此來為解決損耗嚴重問題提供一定的參考依據。
【關鍵詞】
無功補償技術；電氣自動化；應用
隨著我國社會經濟的飛速發展，國家用電量也在逐年增加。為了進一步確保電力系統安全運行，對企業的電氣自動化進行全面優化是不容忽視的。目前，損耗嚴重已經成為了電氣自動化系統運行的一個主要問題，想要將該問題有效解決，必須采用先進的無功補償技術。只有這樣， 才能夠提高資源的利用率，避免電力浪費的現象發生。
1 無功補償技術的特點
所謂無功補償技術，主要指的是利用發電機機組向電網注入功率，以此來將連接點的電壓波動控制在允許的范圍內， 從而起到對系統的保護作用，確保系統運行的安全性和穩定性的一種服務技術。在電力系統運行過程中，一旦系統運行出現故障，我們便可以采用無功補償技術保護系統，避免整個系統陷入癱瘓狀態。由此可見，無功補償技術的應用具有及時性和有效性。其次，在電力系統運行過程中，所涉及的大部分設備的運行都需要電磁感應作為支撐，例如：發電機組、變壓器以及發動機。每一種類型的電力設備在運行過程中，都需要有相應的電磁互換周期， 在此周期內，設備需要進行功率的吸收和釋放，如果吸收的功率等于釋放的功率， 那么就表示設備在運行過程中，沒有出現電力損耗的現象，一般來說，這種功率便稱為無功功率。也是無功補償技術的一個主要特點。最后，在電力系統的設計中，為了能夠將設備運行過程中的單調諧波有效過濾，提高設備功率因數，必須安裝有固定容抗和阻抗的電容器和電感器，無功補償技術的開發與應用在這方面給予了很大的幫助。與此同時，隨著社會發展對電力需求的不斷增加，電能損耗問題也越來越嚴重，不僅影響了系統運行的安全性和穩定性，而且造成了電力資源的大量浪費。而無功補償技術的應用，則將該問題有效解決，促進了電力行業的可持續發展，為我國社會進一步發展奠定了堅實的基礎。
2 無功補償技術在電氣自動化中的應用現狀
隨著我國電力行業的飛速發展，無功補償技術在電氣自動化中的應用也得到了相關部門的高度重視。其不僅能夠濾除諧波、降低負荷，而且還可以大大提高電力資源的利用率。就目前電氣自動化中無功補償技術的應用來看，大致包括以下幾種：
2.1 真空斷路投切電容器
這類電容器設備具有操作簡單、成本小等優點，因此，在當前電力系統中應用相對來說比較廣泛。但是，設備運行過程中，合閘時容易產生較高的電壓，很容易造成設備損壞。此外，投切的次數也不宜過多，否則便會大大降低設備的使用壽命。
2.2 可控飽和電抗器
利用該設備可以有效改變整個回路的電流，改變的實際情況取決于設備的飽和程度，通常情況下，設備應用過程中所涉及的多余的無功功率會在一定程度上被感性電流所替代，從而達到運行的平衡點。就目前可控飽和電抗器的優勢來看， 主要體現在可以長期使用上，但同時也存在一些缺點，例如：噪聲大、設備損耗高等。
2.3 有源濾波器
在電力系統中，有源濾波器的使用主要是為了系統運行過程中產生的負序電流和諧波相反電流，以此來使其滿足電源的要求，互相抵消。有源濾波器的應用不僅可以提高調節速度，而且不會出現諧振現象。但這種設備的投資成本較高，所以目前在電氣自動化系統中的應用并不是十分廣泛。
3 電氣自動化中合理應用無功補償的方法
3.1 無功補償技術的應用步驟
在電氣自動化系統中實施無功補償技術，主要包括兩個步驟，即確定補償方案和安裝。在確定補償方案階段，電力部門應該結合自身電力系統中配電變壓器的實際情況，采取科學合理的無功補償措施。在此階段需要注意的是，由于配電變壓器的容量相對來說比較小，所以在方案設計中，不需要對合閘涌流、過電壓所產生的影響進行考慮，同時也無需配置保護裝置。針對配電變壓器的小型分散補償電容器的配備，主要參考數值是變壓器空載時無功功率和用戶補償由電動機等設備產生的無功。在安裝階段，一般來說，低壓電容器的安裝位置應該設定在配電變壓器低壓出線桿的橫擔位置，設備安裝完成之后，根據電力系統運行的實際需求， 對電容器的數量、規格以及型號等進行確定，最后作出預算，以此來確保低壓電容器的安裝實現。
3.2 無功補償技術的實際應用
在電力系統運行過程中，電能質量和設備系統質量主要取決于電能的穩定性， 而電能穩定性又與電壓息息相關，因此， 電能穩定性實質上就是電壓的穩定性。上文提到，在當前電氣自動化系統中，無功補償技術已經得到了廣泛應用。以鐵路交通為例，在鐵路交通電力系統中，因為整個系統的運行是依靠滑動接觸來完成的， 所以，在設備運行過程中，出現火花是避免不了的問題，不僅給系統的穩定性造成了影響，而且也造成了一定的安全隱患。為了將這一問題有效解決，將無功補償技術應用到系統運行中非常關鍵。該技術的應用能夠對系統中設備的因數產生一定影響，影響因素大致包括三個方面，即電力接觸網、牽引機動車和變電所的相關調控能力。由此可見，使用無功補償技術解決設備火花問題，最好的方法就是在電力機車設備上加裝過濾電磁波，起到降低外來電磁干擾的作用，以此來促進電力系統的正常運行。
就目前我國鐵道電氣電力系統的實際情況來看，主要采用的是SC03T 式變壓器來實現調節供電，并在此基礎上在電力機車上安裝了過濾電磁波，一方面減少了外界對系統運行所產生的干擾，另一方面則提高了系統運行的安全性和穩定性。同時，無功補償就似乎不僅在我國鐵路運輸電力系統很常見，就在國外也是被大多數電氣自動化設計者所欣然接受和采納的優秀技術。
4 結語
綜上所述，將無功補償技術應用到電氣自動化中，不僅能夠提高電力系統運行的安全性和穩定性，而且還可以大大提到電力資源的利用效率。隨著電氣化技術的進一步發展，無功補償技術在電氣自動化中的應用必然會越來越廣泛，具有極好的發展前景，應該引起電力行業的高度重視。
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