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功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化的應(yīng)用論文
摘要：隨著我國(guó)電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展，使得無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也在電力領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是電氣自動(dòng)化設(shè)備中的單相電氣牽引的復(fù)雜程度以及電力系統(tǒng)中的非線性因素也在.不斷的增強(qiáng)過(guò)程中，這也就使得在電氣自動(dòng)化的建設(shè)過(guò)程中采取無(wú)功的補(bǔ)償措施的作用變得越來(lái)越突出，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償變得非常重要。本文將主要從實(shí)際出發(fā)，深入探討和分析電氣自動(dòng)化的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；無(wú)功補(bǔ)償
隨著電力工業(yè)領(lǐng)域中電氣自動(dòng)化水平的不斷提升，使得動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和諧波處置措施等問(wèn)題日漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。就整個(gè)電氣系統(tǒng)而言，對(duì)于陳舊的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也就難以滿足現(xiàn)在電氣自動(dòng)化發(fā)展的實(shí)際需求，而借助于動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，就能夠很好的解決電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的諧波處置等問(wèn)題。
一、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的特點(diǎn)
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在我國(guó)的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，并能夠進(jìn)一步使得電力系統(tǒng)在整個(gè)的輸電系統(tǒng)工程中的電能耗減低，從而不斷的改善供電設(shè)施之外的環(huán)境保障和減低供電變壓器的電能消耗量.可以說(shuō)電氣自動(dòng)化的無(wú)功補(bǔ)償措施在我國(guó)的供電系統(tǒng)之中扮演著十分重要的角色，這也就使得相關(guān)工作人員在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的挑選過(guò)程中要遵循一定的科學(xué)性與合理性。只有進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝備的合理挑選，才能夠使得電力系統(tǒng)中的電能消耗得到進(jìn)一步降低，并且最大化提升我國(guó)自動(dòng)化電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行可靠性。在電網(wǎng)系統(tǒng)中一旦使用了不符合實(shí)際的供電網(wǎng)絡(luò)需求的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)置，將必然引起電網(wǎng)中諧波增加以及電壓起伏過(guò)大等許多問(wèn)題，并且會(huì)影響到我國(guó)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。圖1為無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用：
�。ㄒ唬└行詿o(wú)功技術(shù)
在配電網(wǎng)工作的過(guò)程中許多電力設(shè)備都是借助電磁感應(yīng)完成配電任務(wù)的，例如發(fā)電機(jī)組就需要借助于電磁感應(yīng)原理來(lái)進(jìn)行發(fā)電，而變壓器則能夠借助于電磁的交互感應(yīng)來(lái)改變電壓的強(qiáng)度，從而使得電壓能夠傳輸?shù)骄嚯x較遠(yuǎn)的地方，并能夠有效的避免在線路的傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的電力損耗。變壓器與電動(dòng)機(jī)也都能夠在強(qiáng)磁場(chǎng)的作用下去促進(jìn)電磁的互相轉(zhuǎn)換，并會(huì)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程之中成為一個(gè)在持續(xù)發(fā)生巨變的強(qiáng)大磁場(chǎng)。電力供電設(shè)備在該電磁場(chǎng)周期期間，輸入和輸出的電功率相同，也可以說(shuō)，電力供電設(shè)備在此過(guò)程中不會(huì)造成電力的直接消耗及損失。而這一類功率不變化的無(wú)功功率被稱為感性無(wú)功功率。
（二）維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定程度
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)作為一種無(wú)功的電壓控制服務(wù)技術(shù)，主要是通過(guò)發(fā)電機(jī)組來(lái)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功功率的輸出，并讓整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增長(zhǎng)。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠保證各個(gè)電路連接點(diǎn)之間的電壓波動(dòng)數(shù)值始終保持在正常的數(shù)值指標(biāo)范圍之內(nèi)，這在一定程度上會(huì)提升我國(guó)電力系統(tǒng)的整體供電控制與服務(wù)水平。當(dāng)某些供電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)就可以防止社會(huì)的電力系統(tǒng)因?yàn)閾屝扌枰霈F(xiàn)的短暫停電問(wèn)題，從而避免供電系統(tǒng)的癱瘓。合理的使用好無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，就能夠在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，吸納一定量的無(wú)功功率，并當(dāng)在部分電力系統(tǒng)出現(xiàn)緊急故障的情況下，來(lái)最大限度的保證電力系統(tǒng)依舊能夠正常運(yùn)行。
�。ㄈ┻^(guò)濾一定量的諧波
一般在電力設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程之中，設(shè)計(jì)人員都會(huì)去在配電設(shè)備附近裝一些具有固定容抗和組織進(jìn)行抗旨的電感器設(shè)備，以使過(guò)濾掉部分單一的濾波。然而這些設(shè)備的安裝需要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中取得相關(guān)電力方面的供電技術(shù)的支撐才可以實(shí)現(xiàn)，并可以提升電力設(shè)備的功率因素。隨著我國(guó)電力自動(dòng)化的迅速發(fā)展，這也為整個(gè)電力系統(tǒng)中的單調(diào)諧波去除一定程度的驅(qū)動(dòng)力。而隨著電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)狀況的不斷變化，使得人們對(duì)于電力傳輸提出了更高的要求，而電力傳輸過(guò)程中的能源消耗也成為了阻礙我國(guó)電力企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)重要難題。通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的合理運(yùn)用，能夠?qū)﹄娏Φ闹袛嘈匀笔б约半娏π枨蟮牟粩嘣黾拥葐?wèn)題提供一定程度的可行性舉措，因此對(duì)我國(guó)自動(dòng)化電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行維護(hù)有著一定的指導(dǎo)意義。
二、無(wú)功補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的影響
（一）改善電能電壓質(zhì)量
我國(guó)現(xiàn)在大部分地區(qū)中的電網(wǎng)質(zhì)量都不是高，這也是由于在電力負(fù)荷的工作狀態(tài)中異步電動(dòng)機(jī)和中小型容量的變壓器所占整體的電力比重過(guò)大，還使得消耗的無(wú)功功率進(jìn)一步增大。此外，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不合理也可能會(huì)直接導(dǎo)致該地區(qū)的電網(wǎng)供電的質(zhì)量不高。無(wú)功負(fù)荷能夠在電壓處于靜態(tài)過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)的波動(dòng)幅度產(chǎn)生比較大的不利影響。因此，在運(yùn)行低壓配電網(wǎng)的過(guò)程中若通過(guò)的電壓質(zhì)量不符合規(guī)定，就可能是因?yàn)闊o(wú)功電源過(guò)剩等因素而引起的。在這種情況下，就需要借助于設(shè)備的功能效應(yīng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償和無(wú)功分配的模式來(lái)解決這一問(wèn)題，因此，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠在很大程度上有效的提高整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能電壓質(zhì)量。
�。ǘo(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的線損影響
通常情況下，無(wú)功電流會(huì)在經(jīng)過(guò)發(fā)電廠時(shí)輸入到高壓變電站之中，但是在具體輸電過(guò)程之中還需要將電流輸送到低壓變電站里，這也就導(dǎo)致了在進(jìn)行一些遠(yuǎn)距離電力輸送時(shí)會(huì)造成較大的電力損耗。在現(xiàn)階段無(wú)功補(bǔ)償容量的配置時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)榕渲貌缓侠淼仍�，使得一些變電站設(shè)備需要借助重新整組電力的投切方式進(jìn)而合理和有效的補(bǔ)償電容量.但是該種類型的補(bǔ)償方式經(jīng)常需要通過(guò)負(fù)荷轉(zhuǎn)變的方式來(lái)及進(jìn)行電網(wǎng)的配置，并會(huì)造成變壓器處于一種高負(fù)荷的工作狀態(tài)當(dāng)中，而且變壓器的功率系數(shù)也會(huì)隨之降低時(shí)，又會(huì)使得變壓器處于一種低負(fù)荷的供電狀態(tài)，從而得到新的電力補(bǔ)償，并造成電網(wǎng)整體損耗的增加。這種補(bǔ)償方式還會(huì)使得電力傳輸過(guò)程中存在許多潛在風(fēng)險(xiǎn)，而一些用戶還會(huì)在運(yùn)用固定電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，會(huì)因?yàn)殡妷禾幱诘拓?fù)荷狀態(tài)而導(dǎo)致無(wú)功饋送等一些情況出現(xiàn)。
三、借助于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)來(lái)改善電氣自動(dòng)化應(yīng)用的相關(guān)策略
�。ㄒ唬⿲�(shí)際案例
恒運(yùn)電機(jī)在處置某水電發(fā)電廠的機(jī)組出現(xiàn)無(wú)功出力不足的現(xiàn)象時(shí)，針對(duì)這一問(wèn)題，該公司決定借用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行解決，并保障該發(fā)電機(jī)組的正常使用以及水電發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)該發(fā)電廠的機(jī)組進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在機(jī)組的出力值達(dá)到最大時(shí)，其出力程度只有0.88左右。而在經(jīng)過(guò)了主變無(wú)損耗這一流程之后，機(jī)組的出力時(shí)的最大值也只能夠達(dá)到0.9左右。借助于這些檢測(cè)措施，能夠發(fā)現(xiàn)該機(jī)組在處于最大出力狀態(tài)時(shí)，會(huì)對(duì)自身的正常運(yùn)行帶來(lái)一定的影響，并且會(huì)在機(jī)組處于超負(fù)荷運(yùn)行這一狀態(tài)時(shí)，使機(jī)組中的定子以及轉(zhuǎn)子線圈得到提升，并直接的造成機(jī)組的絕緣迅速老化，并使得機(jī)組中的勵(lì)磁系統(tǒng)一種處于飽和容量這一狀態(tài)下。為了使得該水電發(fā)電廠中水電資源能夠得到合理的優(yōu)化配置與管理，其增加了無(wú)功補(bǔ)償設(shè)置來(lái)維護(hù)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。在使用了無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備之后的效果非常的顯著，借助無(wú)功補(bǔ)償裝置能夠使得補(bǔ)償容量達(dá)到約6.5KV的電壓時(shí)，補(bǔ)償?shù)碾娙萘窟_(dá)到7.5MVar的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的程度，并能夠使得該機(jī)組滿足設(shè)計(jì)中的容量需求。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果該水電廠同時(shí)使用三組電容器來(lái)進(jìn)行發(fā)電工作，為了充分降低因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障引起的磁場(chǎng)電流增加等情況的發(fā)生，因此，就需要相關(guān)的電力工作人員要保證每臺(tái)機(jī)組的電力補(bǔ)償容量值控制在額定值的2MVar之內(nèi)。在該電廠借助于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行發(fā)電工作后，就有效的提升了整個(gè)電廠的電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，并進(jìn)一步的減少了在電力傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的電力損耗，從而給該水電廠帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的增設(shè)，也使得該水電廠中基本上不會(huì)出現(xiàn)無(wú)功輸出電流不足而造成的超大有功負(fù)荷迅速提高等問(wèn)題，從而使得電力機(jī)組達(dá)到國(guó)家的相關(guān)電力中的基本要求。
�。ǘ┻M(jìn)行用戶無(wú)功補(bǔ)償能力提升的相關(guān)措施
通過(guò)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)裝備的突發(fā)故障問(wèn)題的調(diào)查分析，可以看出有百分之二十的電力故障原因是無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝不合理或者設(shè)備本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，而80%故障出現(xiàn)的原因則是因?yàn)榻佑|器沒(méi)有充分的發(fā)揮出限制合閘涌流的效果，從而在一定程度上在間接和直接層面上使得電容器受損壞以及接觸器出現(xiàn)故障等情況。為了充分解決這一問(wèn)題，就必須在無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中充分采用以下幾點(diǎn)改進(jìn)舉措：①在進(jìn)行裝置與發(fā)電設(shè)備的日常維護(hù)過(guò)程中，需要相關(guān)的維護(hù)人員加大巡查力度，并對(duì)一些出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維修與更換，來(lái)確保整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行；②在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安裝過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)圖紙中的設(shè)計(jì)要求以及進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償控制器的具體要求來(lái)進(jìn)行設(shè)備的安裝工作，并在安裝的過(guò)程中嚴(yán)格遵循各項(xiàng)裝置規(guī)定，從而有力的避免因裝備的安裝不合格而造成電路的重大故障；③當(dāng)在實(shí)際的工作中發(fā)現(xiàn)一些不符合實(shí)際需求的接觸器時(shí)，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行替換工作；④為了能夠有效的解決輸電過(guò)程中電能損耗這一問(wèn)題，就需要做好其準(zhǔn)備工作，這就要求工作人員要加強(qiáng)用戶層面的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的管理和日常的維修力度，對(duì)于不存在功率考核范圍電力使用戶主，在享受到無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)帶來(lái)的益處時(shí)，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有功功率損耗的配置，這樣才能夠最大限度的是內(nèi)部傳輸線路里產(chǎn)生的能耗降到最低；⑤一般在220KV的變電站中，會(huì)具備著比較完善的無(wú)功調(diào)節(jié)功能，這就能夠在城市的用電高峰期中使得其功率因素達(dá)到0.97，而且在電力企業(yè)在進(jìn)行功率因素的調(diào)節(jié)過(guò)程中，還需要針對(duì)不同地區(qū)的實(shí)際用電情況，來(lái)進(jìn)行配電容量的差異化調(diào)整。而變電站借助無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償工作時(shí)，也需要該電力企業(yè)借助于先進(jìn)的裝置與工藝，來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償容量的合理配置，并在該過(guò)程中充分的加強(qiáng)電力工作人員的職業(yè)技能培訓(xùn)的力度，這樣才能夠使得在電能輸送的過(guò)程有效的避免無(wú)功率而造成的回送電流情況的發(fā)生。
四、無(wú)功補(bǔ)償裝置在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)措施
我國(guó)現(xiàn)階段所使用的無(wú)功補(bǔ)償裝置多是智能化裝置，并且能夠在無(wú)人值守的情況下進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。因此在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝置的維護(hù)時(shí)，只需要對(duì)其運(yùn)行過(guò)程里的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定期檢查，就能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)該無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的會(huì)出現(xiàn)的故障問(wèn)題并予以解決處理，并對(duì)設(shè)備中已經(jīng)出現(xiàn)的破損零部件進(jìn)行及時(shí)的更換。低壓的無(wú)功補(bǔ)償裝置一般會(huì)利用自愈式并聯(lián)電容器的方式來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行工作，然而這種設(shè)備比較容易受到電網(wǎng)諧波和自然條件因素的影響，并能夠造成電容器的內(nèi)部介質(zhì)出現(xiàn)多次的自愈情況，使得電容量快速下降以及損耗增加。而一些用戶在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中依舊使用有著嚴(yán)重破損的電容器，這就直接導(dǎo)致了該電容器所產(chǎn)生的損耗值要大于正常值。因此電力企業(yè)中的維護(hù)人員就應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償裝備的維護(hù)工作時(shí)，對(duì)裝置中所出現(xiàn)的各種異常情況進(jìn)行及時(shí)的處理，一些電力企業(yè)還應(yīng)當(dāng)定期的進(jìn)行檢測(cè)損耗工作，來(lái)確保整個(gè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的正常運(yùn)行。
五、結(jié)語(yǔ)
隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，使得無(wú)功補(bǔ)償裝置也被廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。借助于無(wú)功補(bǔ)償裝置不僅能夠有效的增加電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)，還能夠降低整個(gè)用電高峰期中電網(wǎng)的負(fù)荷程度，從而確保該用電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。這也就使得在電氣自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，充分利用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)已經(jīng)成為了一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
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