無功補償技術(shù)在電氣自動化中的有效運用

【文章摘要】
隨著社會發(fā)展對電力需求的逐年增加，電氣自動化行業(yè)的發(fā)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(fā)展的現(xiàn)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(yán)重就是最主要的一個。鑒于此，本文首先對無功補償技術(shù)的特點進行介紹，并在此基礎(chǔ)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(yán)重問題提供一定的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】
無功補償技術(shù)；電氣自動化；應(yīng)用
隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國家用電量也在逐年增加。為了進一步確保電力系統(tǒng)安全運行，對企業(yè)的電氣自動化進行全面優(yōu)化是不容忽視的。目前，損耗嚴(yán)重已經(jīng)成為了電氣自動化系統(tǒng)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(shù)。只有這樣， 才能夠提高資源的利用率，避免電力浪費的現(xiàn)象發(fā)生。
1 無功補償技術(shù)的特點
所謂無功補償技術(shù)，主要指的是利用發(fā)電機機組向電網(wǎng)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(nèi)， 從而起到對系統(tǒng)的保護作用，確保系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性的一種服務(wù)技術(shù)。在電力系統(tǒng)運行過程中，一旦系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障，我們便可以采用無功補償技術(shù)保護系統(tǒng)，避免整個系統(tǒng)陷入癱瘓狀態(tài)。由此可見，無功補償技術(shù)的應(yīng)用具有及時性和有效性。其次，在電力系統(tǒng)運行過程中，所涉及的大部分設(shè)備的運行都需要電磁感應(yīng)作為支撐，例如：發(fā)電機組、變壓器以及發(fā)動機。每一種類型的電力設(shè)備在運行過程中，都需要有相應(yīng)的電磁互換周期， 在此周期內(nèi)，設(shè)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(shè)備在運行過程中，沒有出現(xiàn)電力損耗的現(xiàn)象，一般來說，這種功率便稱為無功功率。也是無功補償技術(shù)的一個主要特點。最后，在電力系統(tǒng)的設(shè)計中，為了能夠?qū)⒃O(shè)備運行過程中的單調(diào)諧波有效過濾，提高設(shè)備功率因數(shù)，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(shù)的開發(fā)與應(yīng)用在這方面給予了很大的幫助。與此同時，隨著社會發(fā)展對電力需求的不斷增加，電能損耗問題也越來越嚴(yán)重，不僅影響了系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，而且造成了電力資源的大量浪費。而無功補償技術(shù)的應(yīng)用，則將該問題有效解決，促進了電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為我國社會進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
2 無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用也得到了相關(guān)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(shù)的應(yīng)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(shè)備具有操作簡單、成本小等優(yōu)點，因此，在當(dāng)前電力系統(tǒng)中應(yīng)用相對來說比較廣泛。但是，設(shè)備運行過程中，合閘時容易產(chǎn)生較高的電壓，很容易造成設(shè)備損壞。此外，投切的次數(shù)也不宜過多，否則便會大大降低設(shè)備的使用壽命。
2.2 可控飽和電抗器
利用該設(shè)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(shè)備的飽和程度，通常情況下，設(shè)備應(yīng)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(yōu)勢來看， 主要體現(xiàn)在可以長期使用上，但同時也存在一些缺點，例如：噪聲大、設(shè)備損耗高等。
2.3 有源濾波器
在電力系統(tǒng)中，有源濾波器的使用主要是為了系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)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(yīng)用不僅可以提高調(diào)節(jié)速度，而且不會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。但這種設(shè)備的投資成本較高，所以目前在電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是十分廣泛。
3 電氣自動化中合理應(yīng)用無功補償?shù)姆椒?br /> 3.1 無功補償技術(shù)的應(yīng)用步驟
在電氣自動化系統(tǒng)中實施無功補償技術(shù)，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(yīng)該結(jié)合自身電力系統(tǒng)中配電變壓器的實際情況，采取科學(xué)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(shè)計中，不需要對合閘涌流、過電壓所產(chǎn)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(shù)值是變壓器空載時無功功率和用戶補償由電動機等設(shè)備產(chǎn)生的無功。在安裝階段，一般來說，低壓電容器的安裝位置應(yīng)該設(shè)定在配電變壓器低壓出線桿的橫擔(dān)位置，設(shè)備安裝完成之后，根據(jù)電力系統(tǒng)運行的實際需求， 對電容器的數(shù)量、規(guī)格以及型號等進行確定，最后作出預(yù)算，以此來確保低壓電容器的安裝實現(xiàn)。
3.2 無功補償技術(shù)的實際應(yīng)用
在電力系統(tǒng)運行過程中，電能質(zhì)量和設(shè)備系統(tǒng)質(zhì)量主要取決于電能的穩(wěn)定性， 而電能穩(wěn)定性又與電壓息息相關(guān)，因此， 電能穩(wěn)定性實質(zhì)上就是電壓的穩(wěn)定性。上文提到，在當(dāng)前電氣自動化系統(tǒng)中，無功補償技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。以鐵路交通為例，在鐵路交通電力系統(tǒng)中，因為整個系統(tǒng)的運行是依靠滑動接觸來完成的， 所以，在設(shè)備運行過程中，出現(xiàn)火花是避免不了的問題，不僅給系統(tǒng)的穩(wěn)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(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)運行中非常關(guān)鍵。該技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)ο到y(tǒng)中設(shè)備的因數(shù)產(chǎn)生一定影響，影響因素大致包括三個方面，即電力接觸網(wǎng)、牽引機動車和變電所的相關(guān)調(diào)控能力。由此可見，使用無功補償技術(shù)解決設(shè)備火花問題，最好的方法就是在電力機車設(shè)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(tǒng)的正常運行。
就目前我國鐵道電氣電力系統(tǒng)的實際情況來看，主要采用的是SC03T 式變壓器來實現(xiàn)調(diào)節(jié)供電，并在此基礎(chǔ)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(tǒng)運行所產(chǎn)生的干擾，另一方面則提高了系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。同時，無功補償就似乎不僅在我國鐵路運輸電力系統(tǒng)很常見，就在國外也是被大多數(shù)電氣自動化設(shè)計者所欣然接受和采納的優(yōu)秀技術(shù)。
4 結(jié)語
綜上所述，將無功補償技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化中，不僅能夠提高電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)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(shù)的進一步發(fā)展，無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用必然會越來越廣泛，具有極好的發(fā)展前景，應(yīng)該引起電力行業(yè)的高度重視。
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