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電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用研究:無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用研究
摘 要：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)不僅降低了無(wú)功功率，節(jié)約了電能損耗，也是一個(gè)必然的趨勢(shì)。分析和闡述了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理，及在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用情況；重點(diǎn)探討了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用，并論述了在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義以及注意事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)；電氣自動(dòng)化；作用研究
引言
隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國(guó)的電氣自動(dòng)化技術(shù)也得到有效的發(fā)展[1]。與此同時(shí)，電氣自動(dòng)水平越是發(fā)達(dá)，而電氣設(shè)備中的非線性因素和變化規(guī)律也極大的增加了輸電線路的負(fù)序電力、諧波和無(wú)功功率[2]。然而，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的出現(xiàn)，以及在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的運(yùn)用，都有效的改善了電氣自動(dòng)化中的無(wú)功功率現(xiàn)象。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用不僅可以達(dá)到提高電氣設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和降低電氣設(shè)備的電能損耗。因此，本文就無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的基本原理，及在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用進(jìn)行了分析，重點(diǎn)探討了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用，并論述了在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義以及注意事項(xiàng)，以期對(duì)電氣自動(dòng)化的發(fā)展提供有力的理論支持，促進(jìn)電氣系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)原理與在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用
1.1 基本原理
在電氣自動(dòng)化實(shí)際運(yùn)行中，實(shí)際輸出的功率包括有功功率和無(wú)功功率。有功功率是直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、熱能等形式；而無(wú)功功率是不消耗電能，只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，且這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換。由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率導(dǎo)致的電能損耗。
1.2 實(shí)現(xiàn)方式與常用方式
1.2.1 實(shí)現(xiàn)方式。把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償，便做到了無(wú)功補(bǔ)償。
1.2.2 常用方式。在電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不僅使得功率消耗小，提升功率因數(shù)，還能充分提高電氣設(shè)備的輸送功率。其常用方式主要有以下幾種：①集中補(bǔ)償；即在高低壓輸電線路中安裝并聯(lián)電容器組。②分組補(bǔ)償；即在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。③單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償；即在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。
1.3 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用
1.3.1 有源濾波器。在實(shí)際運(yùn)用中，有源濾波器裝置可產(chǎn)生一定的電流，且與諧波電流、負(fù)序電流的相位相反，這樣便可以抵消二者的電流，從而進(jìn)一步解決電氣電路中的無(wú)功電流。由于該裝置不僅反應(yīng)靈敏，機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)，而且能迅速的感應(yīng)和清楚電子自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生諧振。同時(shí)，由于有源濾波器裝置零件的昂貴性，這便造成在實(shí)際推廣中的困難。
1.3.2 固定濾波器與可控飽和電抗器的結(jié)合。在電氣自動(dòng)化中，兩者設(shè)備的結(jié)合可以補(bǔ)償通固定并聯(lián)濾波支路；主要是通過(guò)調(diào)整飽和電抗器內(nèi)部磁的飽和程度，來(lái)控制回路中的電流。這樣便可使得回路中的感應(yīng)電流發(fā)生改變和使容性無(wú)功功率達(dá)到平衡狀態(tài)。
1.3.3 晶閘管調(diào)節(jié)電抗器與固定濾波器的組合。這種結(jié)合裝置主要是通過(guò)平衡濾波器的負(fù)序電流，滿足電力系統(tǒng)的功率因數(shù)。它不僅體現(xiàn)在反應(yīng)迅速，且能因時(shí)制宜的對(duì)電氣自動(dòng)化中的實(shí)際情況進(jìn)行處理，大大的增加無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的自動(dòng)性能。
1.3.4 真空斷路器投切電容器與單協(xié)調(diào)濾波器。該設(shè)備是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且有效的無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的降低投資成本，且收效較好。與此同時(shí)，這種裝置亦有一定的缺陷。例如在電氣設(shè)備合閘時(shí)，電容器的過(guò)電壓會(huì)很大程度上的損壞電容器使用壽命。如果電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)切換頻繁，該裝置的使用壽命會(huì)大大的降低，嚴(yán)重影響了無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч?
2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的作用
2.1 節(jié)約電能，降低電能損耗
隨著電氣自動(dòng)化水平的提高，在有效的降低人力資源投入的同時(shí)，也很大程度的造成了電能資源的浪費(fèi)。因此，在自動(dòng)化中運(yùn)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，不僅可以有效的避免電力設(shè)備中的無(wú)功功率增加而造成的電能浪費(fèi)；而且提高了用戶用電的損耗，從而降低了用電消耗，也極大的推動(dòng)了電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2.2 補(bǔ)償電力系統(tǒng)無(wú)功功率，增加電網(wǎng)運(yùn)行的功率比例
在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，不同的設(shè)備在不同的運(yùn)行情況下都存在著一定的無(wú)功功率，而且無(wú)功功率很大程度上受到用電設(shè)備自身的特點(diǎn)和運(yùn)行電壓的限制。例如，當(dāng)實(shí)際電壓接近于用電設(shè)備的額定電壓時(shí)，用電設(shè)備的無(wú)功功率與實(shí)際電壓的值變化一致；另一方面，電力系統(tǒng)的無(wú)功電源供應(yīng)不足導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓。此時(shí)，利用無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的補(bǔ)償無(wú)功功率，還可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2.3 降低用電設(shè)備設(shè)計(jì)容量，減少線損
從電力系統(tǒng)設(shè)備的選型角度來(lái)說(shuō)，盡可能以最小的成本發(fā)揮較大化的功能，在節(jié)省成本的同時(shí)，優(yōu)化用電設(shè)備的設(shè)計(jì)和采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時(shí)，設(shè)計(jì)1Kvar 的電容器相當(dāng)于發(fā)揮了0.52KW的容量，也就是增加了用電設(shè)備的容量。
使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)后，可以大大的提高功率因數(shù)，輸電線路的線損率亦隨著降低，從而提升了電力系統(tǒng)的有功功率的輸送率。
3 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)踐意義與注意事項(xiàng)
3.1 實(shí)踐意義
3.1.1 優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與居民經(jīng)濟(jì)效益雙贏。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以自動(dòng)、及時(shí)補(bǔ)償無(wú)功功率，減少安全事故的發(fā)生，使有限的人力資源合理的分配。同時(shí)，安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不僅可以使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升，更大程度上的使居民節(jié)約了用電，保障了用電的持續(xù)供應(yīng)，從而達(dá)到了電力企業(yè)與用電戶經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
3.1.2 規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到有效控制用電和清除電網(wǎng)故障。無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有自動(dòng)補(bǔ)償無(wú)功功率的功能，并在其他自動(dòng)裝置的配合下，可以通過(guò)報(bào)警通信將相關(guān)的信息送往控制室，可以在早期分析故障原因，縮短了停工時(shí)間。同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、連線簡(jiǎn)單減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量，因而有效地控制了線損率，降低了人力成本。
3.1.3 強(qiáng)化用電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化流程可控。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可以對(duì)用戶、線路用電進(jìn)行控制，監(jiān)控用戶的用電性能狀況和用電質(zhì)量。或通過(guò)實(shí)際運(yùn)行情況，計(jì)算真實(shí)接近的線損率，使得電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的規(guī)范化流程操作。
3.2 注意事項(xiàng)
3.2.1 倒送配電網(wǎng)的現(xiàn)象。在實(shí)際情況中，用戶端反而存在著倒送配網(wǎng)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅會(huì)損耗電網(wǎng)，且大大的增加了整個(gè)輸電線路的負(fù)擔(dān)。尤其是無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在負(fù)荷低谷時(shí)，無(wú)功倒送現(xiàn)象較嚴(yán)重。
3.2.2 諧波現(xiàn)象。無(wú)功補(bǔ)償裝置電容器往往受到電力系統(tǒng)諧波的影響。雖然無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以增加抗諧波性能，但在其運(yùn)行中，自身亦會(huì)形成諧波。同時(shí)，電力系統(tǒng)內(nèi)部的諧波大于電容器的額定容量，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行。
3.2.3 共性問(wèn)題。在變電站輸送工程中，往往是無(wú)功電流的遠(yuǎn)距離傳輸。這就需要對(duì)分區(qū)變電站進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，一般的220kv變電站無(wú)功補(bǔ)償調(diào)節(jié)的容量不同。因此，變電站的無(wú)功補(bǔ)償要根據(jù)不同的變電站分區(qū)的實(shí)際情況而采取不同的措施，不能一概而論。
4 結(jié)束語(yǔ)
總而言之，隨著電力電子科技水平的提高和自動(dòng)化控制設(shè)備的普及，將大量的無(wú)功補(bǔ)償裝置放入電力系統(tǒng)中。它不僅可以做到補(bǔ)償?shù)目煽匦院挽`活性，而且節(jié)約了大量的人力資源和降低了電能損耗。因此，在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是電力系統(tǒng)安全且高效運(yùn)行的重要保障，也是降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能源消耗的重要措施。
電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用研究:無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用研究
【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國(guó)際交流和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)越來(lái)越多的被我國(guó)的借鑒與應(yīng)用，電氣自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備，對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的學(xué)習(xí)和入研究過(guò)程中，不斷在社會(huì)各部門及相關(guān)行業(yè)被廣泛應(yīng)用。本文通過(guò)分析考察無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)于我國(guó)電氣自動(dòng)化中實(shí)際運(yùn)行，總結(jié)一些常見(jiàn)現(xiàn)象和問(wèn)題，如與諧波治理、負(fù)荷變化、靜態(tài)補(bǔ)償及濾波裝置應(yīng)用等，為無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用，做一些探討和歸納，以便為今后工作和同行提供一些應(yīng)用和理論參考。
【關(guān)鍵詞】無(wú)功補(bǔ)償；電氣自動(dòng)；應(yīng)用研究
1 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)概述
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)電氣自動(dòng)化的飛速發(fā)展，對(duì)電子自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)應(yīng)用提出越來(lái)越高的要求，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也更加受到行業(yè)的關(guān)注和重視。
1.1 關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償及特點(diǎn)
無(wú)功補(bǔ)償，是電子供電系統(tǒng)中提高功率因數(shù)、減少供電變壓器及輸送過(guò)程損耗，提高供電效率的技術(shù)和設(shè)備。無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在無(wú)可替代的非常重要的位置。合理的選擇裝置和技術(shù)，可以較大限度降低電網(wǎng)損耗，使電能提高。
1.2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
隨著國(guó)際交流和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)引進(jìn)，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備，有了大范圍的研究與實(shí)踐，其中對(duì)于基波補(bǔ)償牽引符合的感性無(wú)功功率的應(yīng)用，有效增強(qiáng)功率因數(shù)、減少負(fù)荷及形成濾波、抑制諧波，大幅提高了供電效能。濾波系將信號(hào)中特定波段頻率濾除技術(shù)，為防止干擾的重要措施；諧波為電流中所含頻率為基波的整數(shù)倍電量，當(dāng)電網(wǎng)中含有頻率高于50Hz的電壓或電流，將這部分電流或電壓稱之諧波；功率因數(shù)系功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，電網(wǎng)通過(guò)線路、變壓器運(yùn)行中，獲得功率因數(shù)較大為佳，為此通過(guò)電力設(shè)備的視在功率理論上應(yīng)該全部供給有功功率。實(shí)際運(yùn)行中為避免無(wú)功功率的傳輸，降低有功功率損耗，應(yīng)努力增強(qiáng)用戶功率因數(shù)，增強(qiáng)供電設(shè)備和改善電能質(zhì)量。
2 無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用
2.1 無(wú)功補(bǔ)償容量一般不需要無(wú)功功率，提高功率因數(shù)要求補(bǔ)償電容器無(wú)功率容量QK，依照負(fù)載有功功率多少，原有功率因數(shù)cosφ1和增加功率因數(shù)cosφ確定：設(shè)有功功率P，無(wú)電容補(bǔ)償?shù)墓β蔯osφ1，則由功率三角形獲得，無(wú)電容器補(bǔ)償?shù)母行詿o(wú)功率=Q1＝Ptgφ1，并聯(lián)電容器以后，電功率因數(shù)擴(kuò)大為cosφ，并聯(lián)電容器的無(wú)功功率=Q＝Ptgφ。電容器補(bǔ)償無(wú)功功率QK等于負(fù)載并聯(lián)電容器改變值；
QK＝Q1－Q＝Ptgφ1－Ptgφ＝P（tgφ1－tgφ）（1）
其：tgφ1＝sinφ1／cosφ1＝√1－cos2φ1／cosφ1tgφ
＝sinφ／cosφ＝√1－cos2φ／cosφ；
根據(jù)（1）得出補(bǔ)償電容量；以QK＝U2／XC＝U2／1－ωc＝U2ωc代入（算式1）中，得出 ；
U2ωc＝P（tgφ1－tgφ）C＝P／ωU 2（tgφ1－tgφ）
2.2 變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
變電站作為供電系統(tǒng)運(yùn)行中心，通過(guò)各個(gè)電壓等級(jí)的輸配電線路供電。本著分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡的理念，供電網(wǎng)絡(luò)與終端用戶趨于穩(wěn)定的完成無(wú)功功率平衡，不能從變電站輸出無(wú)功電能。容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備作為補(bǔ)償變壓器無(wú)功損耗功能，適時(shí)負(fù)責(zé)負(fù)荷側(cè)的補(bǔ)償功效。容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量依照主變壓器功效來(lái)選用定型，一般是取主變壓器容量大小10～30％來(lái)裝配，同時(shí)具有35～110kv主變壓器較大負(fù)荷的時(shí)候，高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.95的標(biāo)準(zhǔn)，而變壓器單機(jī)功率達(dá)40mva時(shí)候著，應(yīng)裝備兩組以上容性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。
2.3 配電線路的無(wú)功補(bǔ)償
電力輸配系統(tǒng)里面電線路數(shù)量繁多，構(gòu)架復(fù)雜，損耗率大約為整個(gè)電網(wǎng)損耗的60～70％。對(duì)輸配電線路采取的無(wú)功補(bǔ)償，就顯得耗十分重要。分支線路補(bǔ)償法的基本原則是以分支線路的無(wú)功功率平衡為主，對(duì)支線的無(wú)功消耗補(bǔ)償原則以努力避免支線路向主線獲得無(wú)用功，較大限度規(guī)避無(wú)功損耗：目前多以支線變壓器的無(wú)負(fù)荷無(wú)功損耗作標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)別補(bǔ)償容量，選取負(fù)荷較大的支線建設(shè)補(bǔ)償點(diǎn)，而于小的支線路配電變壓器，看作主線周邊均勻分佰負(fù)荷。實(shí)際運(yùn)行中多依照需要建立補(bǔ)償點(diǎn)并進(jìn)行補(bǔ)償空載無(wú)功損耗。
3 幾種常見(jiàn)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)及設(shè)備
3.1 穩(wěn)固濾波與晶閘調(diào)節(jié)電抗器；閘調(diào)管和電抗器串聯(lián)，可以保障并聯(lián)的濾波器剩余的容性無(wú)功補(bǔ)償電流互相消減，以確保完成平衡，最終達(dá)到對(duì)功率因數(shù)的要求。其技術(shù)特點(diǎn)為；穩(wěn)固濾波器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作，相應(yīng)的閘調(diào)管不需要很多數(shù)量，反映速度塊。不足是能生成相應(yīng)諧波；而濾波器與晶閘調(diào)節(jié)變壓器；采用高漏抗變壓器形成影響，消耗有功率，成為此類無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)沒(méi)能推廣的原因。
3.2 穩(wěn)固濾波、電容、電抗器調(diào)壓，原理為；透過(guò)調(diào)節(jié)變壓器低壓側(cè)母線壓以平衡，相連低壓母的濾波器和電抗電壓以完成調(diào)節(jié)無(wú)功目標(biāo)。采取晶閘線路通斷及分別開(kāi)閉無(wú)載均衡，運(yùn)行中多采用加裝穩(wěn)固無(wú)功功率完成濾波功能；有源濾波器；是與電力設(shè)備與負(fù)荷之諧波以及負(fù)序反方向電流，相互抵減，完成電源于諧波與無(wú)功電要求。技術(shù)特點(diǎn)為；反應(yīng)速度快，不生成諧振，不足為積極成本高。
3.3 重點(diǎn)說(shuō)一下電容器補(bǔ)償技術(shù)；補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、節(jié)省工時(shí)，降低網(wǎng)損，經(jīng)濟(jì)性好，提高配變利用率。不足在于只能夠有級(jí)調(diào)節(jié)，高溫（70 度）交易發(fā)生膨脹，且電壓不穩(wěn)，影響補(bǔ)償效果，還有管理的問(wèn)題等。電容器無(wú)功補(bǔ)償常見(jiàn)33種：低壓個(gè)別/低壓集中/高壓集中的補(bǔ)償。
4 總結(jié)
綜合上述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和電氣化程度發(fā)展，單相電力牽引負(fù)荷變化以及非線性因素技術(shù)要求不斷增強(qiáng)，要求相關(guān)技術(shù)部門和實(shí)踐單位，不斷加深對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)及設(shè)備理論和應(yīng)用上加大研發(fā)力度，確保我國(guó)電氣化工程以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用研究:淺述無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用
摘要：電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可以通過(guò)對(duì)并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償記憶對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功率損耗進(jìn)行補(bǔ)償，能夠加強(qiáng)對(duì)供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的電壓的有效控制，保障在運(yùn)行過(guò)程中電網(wǎng)的穩(wěn)定性，提高了電力資源的利用率，增強(qiáng)整個(gè)電力運(yùn)輸系統(tǒng)的抗干擾能力，降低電力網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中的損耗，提高整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)輸能力。這對(duì)于節(jié)約企業(yè)電力運(yùn)行成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。本文筆者對(duì)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，電氣自動(dòng)化，作用
前言：隨著電力電子科技水平的提高和自動(dòng)化控制設(shè)備的普及，將大量的無(wú)功補(bǔ)償裝置放入電力系統(tǒng)中。它不僅可以做到補(bǔ)償?shù)目煽匦院挽`活性，而且節(jié)約了大量的人力資源和降低了電能損耗。因此，在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是電力系統(tǒng)安全且高效運(yùn)行的重要保障，也是降低電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能源消耗的重要措施。
一、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的意義
1. 優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與居民經(jīng)濟(jì)效益雙贏。
在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以自動(dòng)、及時(shí)補(bǔ)償無(wú)功功率，減少安全事故的發(fā)生，使有限的人力資源合理的分配。同時(shí)，安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不僅可以使電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升，更大程度上的使居民節(jié)約了用電，保障了用電的持續(xù)供應(yīng)，從而達(dá)到了電力企業(yè)與用電戶經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
2. 規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到有效控制用電和清除電網(wǎng)故障。
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)有自動(dòng)補(bǔ)償無(wú)功功率的功能，并在其他自動(dòng)裝置的配合下，可以通過(guò)報(bào)警通信將相關(guān)的信息送往控制室，可以在早期分析故障原因，縮短了停工時(shí)間。同時(shí)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、連線簡(jiǎn)單減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量，因而有效地控制了線損率，降低了人力成本。
3.強(qiáng)化用電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化流程可控。
無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可以對(duì)用戶、線路用電進(jìn)行控制，監(jiān)控用戶的用電性能狀況和用電質(zhì)量。或通過(guò)實(shí)際運(yùn)行情況，計(jì)算真實(shí)接近的線損率，使得電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的規(guī)范化流程操作。
二、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化的作用
1.節(jié)約電能，降低電能損耗
隨著電氣自動(dòng)化水平的提高，在有效的降低人力資源投入的同時(shí)，也很大程度的造成了電能資源的浪費(fèi)。因此，在自動(dòng)化中運(yùn)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，不僅可以有效的避免電力設(shè)備中的無(wú)功功率增加而造成的電能浪費(fèi)；而且提高了用戶用電的損耗，從而降低了用電消耗，也極大的推動(dòng)了電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
2.補(bǔ)償電力系統(tǒng)無(wú)功功率，增加電網(wǎng)運(yùn)行的功率比例
在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，不同的設(shè)備在不同的運(yùn)行情況下都存在著一定的無(wú)功功率，而且無(wú)功功率很大程度上受到用電設(shè)備自身的特點(diǎn)和運(yùn)行電壓的限制。例如，當(dāng)實(shí)際電壓接近于用電設(shè)備的額定電壓時(shí)，用電設(shè)備的無(wú)功功率與實(shí)際電壓的值變化一致；另一方面，電力系統(tǒng)的無(wú)功電源供應(yīng)不足導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓。此時(shí)，利用無(wú)功補(bǔ)償裝置，不僅可以有效的補(bǔ)償無(wú)功功率，還可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3. 降低用電設(shè)備設(shè)計(jì)容量，減少線損
從電力系統(tǒng)設(shè)備的選型角度來(lái)說(shuō)，盡可能以最小的成本發(fā)揮較大化的功能，在節(jié)省成本的同時(shí)，優(yōu)化用電設(shè)備的設(shè)計(jì)和采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。例如當(dāng)功率因數(shù) cosΦ=0.8 增加到 cosΦ=0.95 時(shí)，設(shè)計(jì) 1Kvar 的電容器相當(dāng)于發(fā)揮了0.52KW 的容量，也就是增加了用電設(shè)備的容量。使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)后，可以大大的提高功率因數(shù)，輸電線路的線損率亦隨著降低，從而提升了電力系統(tǒng)的有功功率的輸送率。
三、 目前電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用
近幾年來(lái)，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了一次次改革與創(chuàng)新，在電氣自動(dòng)化中合理應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也逐漸成為主流方向。但無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)基數(shù)眾多，每種方法都具有其本身的特點(diǎn)，因而在實(shí)踐的途徑上有較大差異，應(yīng)用上各不相同。現(xiàn)階段在我國(guó)普遍使用的都是對(duì)功率因數(shù)加以提高，使負(fù)序降低，保障濾波通路更為有效，從而將諧波過(guò)濾甚至抵消的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。
1. 在單調(diào)諧濾波器應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
單調(diào)諧濾波器是常用的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，在電力系統(tǒng)中分為電抗器或電容器。它有效過(guò)濾甚至抵消某波段諧波，使濾波器中的電流與無(wú)功補(bǔ)償電流相互抵消，從而使設(shè)備功率因數(shù)得到提高，同時(shí)也節(jié)約了能源，保障了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2. 在有源濾波器應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)這一技術(shù)
是在負(fù)載電路時(shí)，利用有源濾波器產(chǎn)生與其相位相反、諧波、大小相同的負(fù)序電流，然后用這個(gè)無(wú)功電流與諧波對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行有效抵消，使整個(gè)系統(tǒng)的可控性增強(qiáng)。
3.在電抗器、固定濾波器和電容器共同組合中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
首先把電抗器、固定濾波器和電容器共同組合，然后將電抗器或?yàn)V波器連接在降壓變壓器低壓側(cè)母線的電壓上，從而改變電抗器或?yàn)V波器的無(wú)功狀態(tài)。在調(diào)節(jié)時(shí)，通過(guò)分解開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)無(wú)載調(diào)節(jié)，由晶閘管控制實(shí)現(xiàn)通斷控制。這樣能夠調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的電流，控制能源的消耗。
4.在晶閘管與濾波器組合中使用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
這一技術(shù)主要是將晶閘管與濾波器組合，之后再對(duì)電抗器開(kāi)展調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。對(duì)于固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器而言，由于整個(gè)電路系統(tǒng)中的反并聯(lián)晶閘管和系統(tǒng)中的電抗器是串聯(lián)在一起，這種串聯(lián)的連結(jié)方式能夠?qū)⒐潭V波器中的剩余容性與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)中的電流互相抵消，達(dá)到電流在系統(tǒng)上的平衡，使得系統(tǒng)功率所需的參數(shù)不斷占滿，從而提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性，節(jié)約能源。
四、 如何合理的在電氣自動(dòng)化應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)
1. 深入分析電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用方法與使用需求
電能質(zhì)量是評(píng)價(jià)供電系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，而影響電能質(zhì)量最為關(guān)鍵的因素就是電壓。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，阻抗問(wèn)題及功率因數(shù)是引發(fā)無(wú)功狀況的較大問(wèn)題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體產(chǎn)生較大的后果。在解決這兩個(gè)因素上，電氣自動(dòng)化中的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)可以通過(guò)控制電網(wǎng)電容的投切來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這要建立在對(duì)電氣自動(dòng)化關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的使用需求進(jìn)行深入分析基礎(chǔ)上，必須合理選取無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，這樣才能保障電壓值的穩(wěn)定與整個(gè)系統(tǒng)中電能質(zhì)量的提高，促進(jìn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的性及穩(wěn)定性顯著提高。
2.選用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備和管理模式
在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用無(wú)功補(bǔ)償，先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)能夠解決濾波器現(xiàn)有的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的無(wú)功補(bǔ)償，因而要優(yōu)先選用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備。所以工作人員必須要對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)及設(shè)備有著熟練的掌握。目前，較為先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)主要通過(guò)對(duì)無(wú)源濾波器與有源濾波器的組合來(lái)解決現(xiàn)有設(shè)備的不足，從而用最小的經(jīng)濟(jì)投入獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)電力網(wǎng)運(yùn)行來(lái)說(shuō)是一種性價(jià)比較高的技術(shù)，非常適用于低壓電網(wǎng)中。
五、結(jié)論
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠提高電氣自動(dòng)化整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的工作效率，節(jié)約了整個(gè)系統(tǒng)的能源消耗，減少了在電力運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)電力資源的損耗和對(duì)設(shè)備的破壞，在一定程度上保障了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中電容器與設(shè)備的安全性。因此，相關(guān)電力運(yùn)輸部門要加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)和管理模式要及時(shí)更新?lián)Q代，并制定合理的無(wú)功補(bǔ)償方案。從電氣自動(dòng)化與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)以及相關(guān)裝置的角度進(jìn)行研究，彌補(bǔ)在電氣自動(dòng)化中出現(xiàn)的問(wèn)題是當(dāng)前擺在人們面前的一項(xiàng)重大而又緊迫的任務(wù)。
電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用研究:無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的作用探討
[摘 要]眾所周知，非線性負(fù)荷的過(guò)量投入往往給電子線路帶來(lái)高頻繁的電壓擾動(dòng)、電壓波動(dòng)與閃變，而沖擊性負(fù)荷的不規(guī)律變化又給電力系統(tǒng)造成了多方面的影響，電壓質(zhì)量的下降一步步加劇著電氣設(shè)備的無(wú)功功率負(fù)擔(dān)。為解決電氣自動(dòng)化設(shè)備無(wú)功功率損耗過(guò)度的問(wèn)題，無(wú)功補(bǔ)償這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用與推廣勢(shì)在必行。本文闡述了無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)原理與作用，并以變電站、配電線路、用戶內(nèi)部供電的實(shí)例為切入點(diǎn)，分析這一技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[關(guān)鍵詞]無(wú)功補(bǔ)償；電氣自動(dòng)化；實(shí)際應(yīng)用
一般情況下，電力系統(tǒng)面臨著較為復(fù)雜的線性與非線性負(fù)荷狀況，不僅大大增加了電路中各用電設(shè)備的附加損耗，使得設(shè)備急劇升溫，更導(dǎo)致電路系統(tǒng)承受的電流量嚴(yán)重超載，阻礙了正常的電力輸送。因此，自主研發(fā)無(wú)功功率率補(bǔ)償技術(shù)、推廣綜合無(wú)功補(bǔ)償方法迫在眉睫。
一、無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)的基本原理
一般情況下，電力系統(tǒng)的輸出功率由有功功率與無(wú)功功率兩方面組成。如果電力系統(tǒng)在不消耗電能的前提下將電能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，我們稱之為無(wú)功功率。無(wú)功功率并不消耗電能，因而這種能量轉(zhuǎn)換方式具有一定的周期性，是電氣設(shè)備作功的基礎(chǔ)[1]。當(dāng)我們?cè)陔娐分袑⒂腥菪怨β守?fù)荷裝置和電感性功率負(fù)荷裝置并聯(lián)起來(lái)，促使能量能夠在兩種負(fù)荷中發(fā)生交換時(shí)，有容性負(fù)荷裝置所輸出的無(wú)功功率能夠滿足電感性負(fù)荷裝置的運(yùn)行需要，這種方式即為無(wú)功補(bǔ)償。
二、無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)的重要作用
（一）有效降低電力系統(tǒng)的損耗率
電氣工程的高度自動(dòng)化給社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了數(shù)不盡的改變，人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)度依賴也意味著電能的損耗在同步快速地增長(zhǎng)著。同時(shí)，電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性與危險(xiǎn)性也就不斷引起人們新的隱患與擔(dān)憂。因此，在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域大力推廣無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)能夠?yàn)檎麄€(gè)電力系統(tǒng)保駕護(hù)航，這種周期性的能量交換有效降低了供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的折損率，不斷為供電配電系統(tǒng)增容，較大程度上保障了電氣設(shè)備的順利運(yùn)行。
（二） 提升電力系統(tǒng)的功率因數(shù)作用
功率因數(shù)是評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率高低的重要指標(biāo)。功率因數(shù)越大，電路中能夠供給有功功率的視在功率越多，電路中無(wú)功功率所損耗的能量也就越少[2]。因而提升電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，能夠顯著地提高電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備、供電設(shè)備與用電設(shè)備的使用效率。因此，大型供電企業(yè)要引進(jìn)利用無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)以提升電氣設(shè)備的工作效率。
（三） 降低消耗提升效益，造就企業(yè)與用戶的雙贏
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)能夠自發(fā)地、迅速地對(duì)電力系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，這就意味著整個(gè)電力系統(tǒng)出現(xiàn)安全故障的風(fēng)險(xiǎn)大大降低了。杜絕電力安全事故的發(fā)生，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省大量的人力物力與財(cái)力，也確保用戶能夠放心用電，有利于提高人們的生活質(zhì)量。此外，降低企業(yè)用電上的消耗也意味著各項(xiàng)資源能夠得到的配置，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)確保供電企業(yè)能夠持續(xù)、穩(wěn)定地將電力輸送到用戶家中。
三、無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用
（一）無(wú)功補(bǔ)償在變電站中的應(yīng)用
無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)在變電站的實(shí)際應(yīng)用主要體現(xiàn)在為主要的變壓器提供無(wú)功功率，以降低變電站自身的無(wú)功功率損耗[3]。一般情況下，變電站對(duì)無(wú)功功率的需求由空載無(wú)功功率和負(fù)載無(wú)功功率兩部分組成，其具體補(bǔ)償量由變電站的規(guī)模決定：長(zhǎng)時(shí)間處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的變壓器，保障其補(bǔ)償量稍大于變壓器空載狀態(tài)的無(wú)功功率損耗值即可；針對(duì)大型的、負(fù)荷量較重的變電站，應(yīng)根據(jù)電壓幅度的具體情況按需調(diào)整無(wú)功功率的補(bǔ)償量。
（二） 無(wú)功補(bǔ)償在配電線路中的應(yīng)用
一般情況下，配電線路中變壓器處于空載狀態(tài)下所消耗無(wú)功功率的多少?zèng)Q定其補(bǔ)償量，在算出最為科學(xué)的補(bǔ)償量與安裝位置后，在配電線路上安裝電容器以達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。為節(jié)約電能，電容器應(yīng)進(jìn)行編組，并按照電壓與時(shí)間的變化自動(dòng)運(yùn)行和關(guān)閉，使用最少的無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償分配。
（三） 無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)在用戶內(nèi)部供電中的應(yīng)用
補(bǔ)償用戶內(nèi)部供電的無(wú)功功率，可按照實(shí)際的供電規(guī)模采取集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償或個(gè)別補(bǔ)償?shù)姆椒āＨ绻脩舻墓╇娨?guī)模較大，集中補(bǔ)償?shù)姆绞侥軌蛟黾又髯儔浩鞯挠泄ω?fù)荷，減少主變壓器的無(wú)功功率，保障變壓器增容在小范圍內(nèi)浮動(dòng)，從而大幅度減少輸電線路的損耗；對(duì)于中等供電規(guī)模的用戶，我們應(yīng)采取分組補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ捶纸M安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的補(bǔ)償，保障各線路的無(wú)功電力達(dá)到大致的平衡，較大限度的減免上級(jí)電路的無(wú)功損耗；當(dāng)用戶的供電規(guī)模較小，可將電容器并聯(lián)在分散的、個(gè)別的用電設(shè)備上進(jìn)行補(bǔ)償。
結(jié)束語(yǔ)：
現(xiàn)階段的電氣設(shè)備，大到電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)、變壓器，小到常用家庭電器中的洗衣機(jī)、電冰箱，都以電感性負(fù)荷為主，這就意味著使用靜態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)或動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)均可以有效地提供無(wú)功功率補(bǔ)償，從而提升整個(gè)電力系統(tǒng)或設(shè)備的使用壽命，以達(dá)到確保系統(tǒng)與設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。因此，利用無(wú)功功率的補(bǔ)償技術(shù)解決電能損耗也成為了電氣自動(dòng)化進(jìn)程中的客觀需要與必然趨勢(shì)。