電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)

時間：2022-10-08 15:49:30 電氣自動化畢業(yè)論文我要投稿

　　電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)，小編帶來電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)的相關(guān)論文范文，歡迎閱讀。

　　電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)【1】

　　【摘要】無功補(bǔ)償技術(shù)的使用過程具有一定的復(fù)雜性，需要技術(shù)人員熟練掌握無功補(bǔ)償專業(yè)知識，正確認(rèn)識無功補(bǔ)償中存在的問題以及解決方法。

　　在電氣自動化的發(fā)展過程中，為了促進(jìn)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，就需將無功補(bǔ)償技術(shù)合理利用到供電系統(tǒng)中去，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展創(chuàng)造更高的價值。

　　本文根據(jù)筆者的實踐經(jīng)驗，對無功補(bǔ)償技術(shù)原理、優(yōu)勢及技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

　　【關(guān)鍵詞】電氣;自動化;無功;補(bǔ)償

　　1 無功補(bǔ)償技術(shù)原理

　　所謂無功補(bǔ)償技術(shù)，就是在電氣系統(tǒng)中扮演提升電網(wǎng)功率的角色，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)中對供電變壓器損耗的有效降低，為供電公司提供良好穩(wěn)定的供電環(huán)境。

　　而針對部分小型電力系統(tǒng)，無功補(bǔ)償主要用來調(diào)整系統(tǒng)中三相不平衡電流，而對于部分大型系統(tǒng)而言，無功補(bǔ)償為電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性和安全性提供了有利的保障。

　　針對無功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟矶裕饕煞譃閮蓚€部分：有功功率、無功功率。

　　其中無功功率存在一個較為嚴(yán)重的問題，就是不能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，所以只能針對末端用電的無功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償。

　　因此，需要在供電系統(tǒng)中安裝無功補(bǔ)償裝置，才能使無功補(bǔ)償設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，并且能夠與配電變壓器相互抵消無功功率，以此實現(xiàn)提高功率因數(shù)的目標(biāo)，進(jìn)而也從整體上減少了供電系統(tǒng)中的無功功率。

　　2 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的優(yōu)勢

　　電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了我國很多行業(yè)的發(fā)展，尤其是減少了大量人力物力的依賴，不僅提高了工作效率，還提高運行的準(zhǔn)確度，這無論是從社會發(fā)展角度來說，還是從某個具體行業(yè)來說，電氣自動化技術(shù)都起到了關(guān)鍵性的作用，但是電氣自動化水平越來越高使得電氣自動化技術(shù)的缺陷暴露的越來越明顯，尤其是在電能損耗方面，如果不能有效的改變這種現(xiàn)狀，這對能源，資源日益減少的我國來說，無疑是一個嚴(yán)重的問題。

　　因此在提高電氣自動化應(yīng)用程度的同時，盡量減少電能的浪費，成為關(guān)鍵的問題，無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展正好彌補(bǔ)了電氣自動化的這個缺陷。

　　無功補(bǔ)償技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用使得很多的電氣設(shè)備降低了自身的電能消耗，對節(jié)約能源起到了重要的作用，這種技術(shù)的應(yīng)用本身也推動了電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，為我國社會主義初級階段的建設(shè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

　　無論哪種設(shè)備因為自身的原因，都會或多或少的存在無功功率的現(xiàn)象，假如電氣設(shè)備的電壓一直在額定電壓周圍波動，這時，電氣設(shè)備的無功功率與電壓之間就存在著一定的關(guān)系，通常情況下是，電壓減少，無功功率也會自然的減少，而在這種情況下，如果電力系統(tǒng)中的無功功率電源出現(xiàn)了問題，沒有辦法向系統(tǒng)自身提供一定的無功功率。

　　那么，就會出現(xiàn)系統(tǒng)停止工作的現(xiàn)象，而要讓系統(tǒng)繼續(xù)恢復(fù)運行的狀態(tài)，就要對其進(jìn)行合適的無功補(bǔ)償，這樣不僅能夠有助于提升系統(tǒng)水平，還有利于減少設(shè)備的電能消耗，這對整個電力系統(tǒng)來說，意義是非常重要的，變相節(jié)約了電力行業(yè)的成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　3 無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

　　3.1 無功補(bǔ)償技術(shù)

　　如果應(yīng)用在固定電抗器或者電容器上，那么兩者就會產(chǎn)生諧波，因此在具體的工程設(shè)計時，應(yīng)該注意考慮有效的濾除諧波，在濾除的同時要保證增加功率因素以及減少負(fù)序。

　　這種方法最大的優(yōu)勢就是投資成本低，操作簡便，劣勢就是當(dāng)電容器合閘的時候，容易出現(xiàn)很強(qiáng)的過電壓，這樣就不能有效的多次進(jìn)行投切，這就使動態(tài)補(bǔ)償達(dá)不到理想效果。

　　3.2 有源濾波器的應(yīng)用

　　有源濾波器最大程度的實現(xiàn)了電源對總諧波的相關(guān)要求，并為額外電流的相互抵消提供了有利的保障。

　　由于安裝該裝置后，其產(chǎn)生的電流剛好與負(fù)序電流相位相反，正好可以相互抵消，大大降低了資源的利用率，也達(dá)到了很到的效果。

　　另外裝置還具有以下特點，(1)調(diào)節(jié)速度相對較快;(2)補(bǔ)償特性相對比較靈活;(3)性能穩(wěn)定，在運行過程不會產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。

　　雖然該裝置性能和使用效果較好，但該裝置價格昂貴，工程建設(shè)投資成本較高。

　　只能根據(jù)部分工程建設(shè)實際情況，斟酌配置適量的有源濾波器。

　　3.3 真空斷路器投切電容器的應(yīng)用

　　該設(shè)備設(shè)計較為簡單，且成本較低，但是在應(yīng)用過程中，電容器在合閘時會產(chǎn)生較大的過電壓，從而會導(dǎo)致設(shè)備因頻繁過負(fù)荷而損壞，通常情況下，開關(guān)只有一定的使用周期，如投切的次數(shù)太過于頻繁，則會對設(shè)備的補(bǔ)償工作造成一定程度的影響。

　　3.4 正確選擇無功補(bǔ)償裝置

　　由于用戶的用電負(fù)荷特性有所不同，所以在無功補(bǔ)償裝置的選擇上，要根據(jù)不同特性選擇相應(yīng)屬性的無功補(bǔ)償裝置，也將無功補(bǔ)償?shù)氖褂脙r值最大化。

　　(1)MSC裝置

　　一般來說，MSC裝置多用于連續(xù)性工作制度的工業(yè)企業(yè)中，該裝置能夠使用電設(shè)備在長期運行過程中幫助其用電負(fù)荷保持平穩(wěn)狀態(tài)。

　　另外可將其安裝在低壓配電室，對一些無功負(fù)荷較小的設(shè)備進(jìn)行集中性補(bǔ)償。

　　(2)TSC裝置

　　該裝置相比MSC裝置來說，有較強(qiáng)的無功補(bǔ)償能力，能夠針對大容量、大負(fù)荷的電氣設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，特別是一些負(fù)荷沖擊強(qiáng)和負(fù)荷電流變化較大的場合，若選用TSC裝置，就能夠取得很好的無功補(bǔ)償效果。

　　如某個變壓器容量高達(dá)1000kvA電壓廠，其中自然功率因數(shù)不超過0.6，根據(jù)該廠負(fù)荷沖擊強(qiáng)和無功量瞬時變大的特點，采用了TSC無功補(bǔ)償裝置，并在車間配電室對其進(jìn)行集中補(bǔ)償，并采用編碼投切的方式對補(bǔ)償容量進(jìn)行明確分組，進(jìn)行無功補(bǔ)償后，其自然功率因素高達(dá)0.96，該裝置的補(bǔ)償效果立竿見影。

　　(3)MSC+TSC裝置

　　目前，該裝置多用于大型商場和高層住宅等用電場所，由于這些場所大多擁有較多的動力負(fù)荷和單相負(fù)荷，因此最好采用混合補(bǔ)償?shù)姆绞健?/p>

　　也有一部分小區(qū)采用的是MSC裝置，但因小區(qū)白天通常電壓負(fù)荷較小，主要是電梯運行占據(jù)了大部分電壓負(fù)荷，因電梯運行的不連續(xù)性，導(dǎo)致MSC裝置在運行過程中投切頻率高，致使交流接觸器故障率較高，從而導(dǎo)致運行維修量大增，因此不適合使用MSC裝置。

　　根據(jù)該小區(qū)電壓特點，特使用MSC+TSC組合型無功補(bǔ)償裝置，考慮到小區(qū)內(nèi)的電腦等電器量較多，在補(bǔ)償回路中連接了0.5%的電抗器，可有效防止因電器用電的斷續(xù)性而破壞裝置的運行狀態(tài)。

　　另外，在受電端裝配無功補(bǔ)償裝置，還能夠有效降低電網(wǎng)中無功功率的消耗量，并增加功率因數(shù)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，將該裝置與有源濾波裝置相結(jié)合會有更好的補(bǔ)償效果。

　　4 變電站無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

　　變電站是一個供電區(qū)域的供電中心，也是電網(wǎng)系統(tǒng)的一個重要組成部分，它是通過不同電壓等級的配電線路向所有用戶進(jìn)行供電的。

　　一般情況下，配電線路以及電力用戶應(yīng)按照“分級補(bǔ)償、就地平衡”的原則達(dá)到無功功率平衡，從而不會發(fā)生向變電站索要無功電力的現(xiàn)象。

　　無功補(bǔ)償裝置一般是以補(bǔ)償主變壓器無功損耗為主，適當(dāng)?shù)丶骖欂?fù)荷側(cè)的無功補(bǔ)償，達(dá)到整個電力系統(tǒng)的相對平衡。

　　同時，容性無功補(bǔ)償設(shè)備的容量大小是可以根據(jù)變壓器容量大小來確定的，按照主變壓器容量大小的10%～30%進(jìn)行配置，同時還需滿足主變壓器最大負(fù)荷達(dá)35～110kW時其高壓側(cè)功率因數(shù)不能小于0.95的要求，如果主變壓器的單臺容量大小在40M

　　VA以上時，那么就要求每臺主變壓器裝配不少于2組的容性無功補(bǔ)償裝置，這樣才能保證整個電網(wǎng)系統(tǒng)的相對平衡及正常運行。

　　5 配電線路無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

　　在電網(wǎng)系統(tǒng)中，配電線路的數(shù)量很多，并占據(jù)著不可忽視的地位，配電線路的線損大約占到總線損的60%～70%，所以對配電線路進(jìn)行無功補(bǔ)償在電氣自動化中是非常重要的，這將大大降低配電線路的功率損耗，避免不必要的資源浪費。

　　對配電線路進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)在歐美國家已經(jīng)得到了非常廣泛的運用，目前我國也逐漸采用這一做法。

　　分支線路的無功補(bǔ)償基本上是按照以分支線路的無功功率平衡為主，對分支線路的無功消耗進(jìn)行補(bǔ)償，在這個過程中要盡可能地減少分支線路向主干線路索要無功的現(xiàn)象，進(jìn)一步降低無功功率的損耗。

　　在實際應(yīng)用中，一般是以分支線路所帶配電變壓器的空載無功功率損耗來確定分組的補(bǔ)償容量，這樣可以在最大程度上充分利用資源，避免不必要的浪費，提高社會經(jīng)濟(jì)效益。

　　6 結(jié)論

　　綜上所述，可知無功補(bǔ)償技術(shù)是非常重要的技術(shù)，尤其對電氣自動化行業(yè)來說，雖然無功補(bǔ)償技術(shù)有著獨一無二的作用，但是也不能盲目使用，只有經(jīng)過仔細(xì)的調(diào)查研究，根據(jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)特點，合理選擇補(bǔ)償方案，配置補(bǔ)償裝置，才能保證在電氣自動化運用中補(bǔ)償效果最佳。

　　本文是筆者多年無功補(bǔ)償技術(shù)使用經(jīng)驗的總結(jié)，希望為電氣自動化行業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]王亞云.我國電氣自動化行業(yè)的改革與發(fā)展研究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2010(8).

　　[2]張秀麗.關(guān)于水電站電氣自動化應(yīng)用問題的探討[J].大家，2010(10).

　　[3]王超.電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)分析[J].廣西輕工業(yè)，2008(05).

　　電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)【2】

　　【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，電氣自動化也隨之獲得了更快更好的發(fā)展，其對于無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用也提出了越來越高的要求。

　　本文主要介紹分析了該項技術(shù)的涵義以及在電氣自動化中的運用，主要希望為同行業(yè)者提供更多的借鑒與參考。

　　【關(guān)鍵詞】無功補(bǔ)償技術(shù);電氣自動化;應(yīng)用

　　一、無功補(bǔ)償技術(shù)的涵義

　　無功補(bǔ)償技術(shù)是一種物理技術(shù)，它的原理為：用兩種裝置將容性與感性功率負(fù)荷連接到一條電路上，并且能夠?qū)Ξa(chǎn)生的能量進(jìn)行互換或者替換。

　　通過這樣的裝置，可以通過運用容性負(fù)荷進(jìn)行感性負(fù)荷產(chǎn)生的無功功率的輸出補(bǔ)償。

　　無功補(bǔ)償技術(shù)就是一種工作方式，把本屬于電網(wǎng)或者變壓器運作的無功功率改變?yōu)榻涣鞯碾娏﹄娙萜鬟\作的無功功率，這樣，只要電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)正常，它的節(jié)點電壓表現(xiàn)出的波動水平就可以被維持在指定的范圍之內(nèi)。

　　無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中獲得廣泛應(yīng)用，不僅能促進(jìn)電氣自動化的持續(xù)、健康發(fā)展，而且還能提高電氣自動化的運行效率。

　　同時，無功補(bǔ)償技術(shù)的運用，還能有效改變電力系統(tǒng)內(nèi)部無功功率的流向，不斷提高整個電力系統(tǒng)的電壓。

　　此外，對于電能的有效節(jié)省，配電線路方面費用的減少，用戶使用成本的降低，該項技術(shù)都起到了非常重要的作用。

　　最重要的是，無功補(bǔ)償技術(shù)的運用，可以讓電網(wǎng)在更安全、更經(jīng)濟(jì)、更穩(wěn)定的狀態(tài)下運行。

　　二、國內(nèi)發(fā)電廠對相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與評價

　　近年，隨著學(xué)界對外國相關(guān)技術(shù)的研究與探索，我國各類發(fā)電廠對電氣自動化的無功補(bǔ)償與諧波積極進(jìn)行綜合治理，提出了很多無功補(bǔ)償?shù)挠行Х桨浮?/p>

　　以下是這些補(bǔ)償技術(shù)的特點以及弊端：

　　(1)由固定電容器與電抗器組成的單調(diào)諧濾波器。

　　這種方案，在設(shè)計時就要指定需濾除的諧波，同時要兼顧功率因數(shù)的提高，負(fù)序的降低。

　　(2)真空斷路器與投切電容器的結(jié)合。

　　該方案最大的優(yōu)點在于簡單、投資小;而缺點也很明顯，合閘時，由于電容器上產(chǎn)生了很高的電壓，很可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。

　　考慮到開關(guān)的壽命有限，不能頻繁的操作，使動態(tài)補(bǔ)償效果大打折扣。

　　(3)固定濾波器與晶閘管的結(jié)合。

　　將反并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)到電抗器上，來平衡濾波器中產(chǎn)生的多余補(bǔ)償電流，從而達(dá)到功率因數(shù)的要求。

　　該方案的優(yōu)點是使濾波器的長期投入相對固定，并且晶閘管的需要數(shù)量不多，同時響應(yīng)速度快，缺點同樣很明顯，它產(chǎn)生的諧波也會使效果大打折扣。

　　通過對電氣化在發(fā)電廠中該技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，可得出以下的結(jié)論：無功補(bǔ)償技術(shù)是隨著電氣自動化設(shè)備中的單相電力牽引負(fù)荷變化復(fù)雜和非線性因素增強(qiáng)而迫切需要被深入研究的;在新的階段，為了達(dá)到提高功率因數(shù)同時降低負(fù)序，從而構(gòu)成有效的濾波方式，一些發(fā)電廠的變電站在無功補(bǔ)償技術(shù)與諧波的治理方面深入研究，已經(jīng)提出了很多的應(yīng)用方案;并聯(lián)混合濾波器作為一種無功補(bǔ)償方案具有很強(qiáng)的現(xiàn)實可能性，其實現(xiàn)方案利用無源補(bǔ)償大容量，具有靈活性和可控性。

　　三、如何合理使用無功補(bǔ)償

　　(一)深入地分析無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用方向和其基本的作用方式

　　對現(xiàn)代供電系統(tǒng)的評價，最重要的標(biāo)準(zhǔn)就是電能的質(zhì)量，電壓又是電能質(zhì)量的核心要素所在，目前常見的各種電氣自動化系統(tǒng)的無功狀況大多數(shù)都是由于功率因數(shù)和阻抗的問題，然后電網(wǎng)受到來自無功的影響，也就是說，牽引變壓器之間存在的阻抗引起了線路上的負(fù)荷，形成了難以指定的諧波，從而導(dǎo)致電網(wǎng)的波形畸變。

　　同時，電網(wǎng)波形畸變時，變化最明顯的基礎(chǔ)性指標(biāo)就是電壓，而這就嚴(yán)重影響了電能的質(zhì)量，進(jìn)而會對電網(wǎng)的總體安全造成影響。

　　(二)注意電氣自動化系統(tǒng)的共性問題

　　無功補(bǔ)償技術(shù)不僅僅提高了自動化系統(tǒng)的整體安全性，同時還降低了浪費資源的可能性，而從兩個方面都可以降低行業(yè)的投入，不論是直接的還是間接的。

　　同時，安全性的提高還能降低事故的處理預(yù)算，從而提高資源的有效利用，全面的提高該應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效用。

　　我國還存在一種情況，國內(nèi)對無功補(bǔ)償技術(shù)的研究多體現(xiàn)在變電站上，而忽略了這樣一種情況，發(fā)電廠的無功流傳輸?shù)阶冸娬厩彝ㄟ^線路再傳送給低壓線路時就會形成無功流遠(yuǎn)距離傳輸?shù)那闆r，這種情形會產(chǎn)生更大的影響。

　　針對這種狀況，可以結(jié)合實際，根據(jù)片區(qū)來進(jìn)行無功補(bǔ)償，通常情況下，220kV的變電站有很多的相應(yīng)調(diào)節(jié)功能，它的負(fù)荷功率因索峰值能達(dá)到0.98，調(diào)節(jié)的容量隨地區(qū)不同而有所不同，所以無功補(bǔ)償更應(yīng)用應(yīng)該針對實際的用電情況，例如運用變壓器與變低側(cè)負(fù)荷結(jié)合來調(diào)整的方案，從而合理的配置產(chǎn)生的補(bǔ)償容量，避免無功發(fā)生倒送的情況。

　　雖然針對無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)手段已經(jīng)趨于成熟，但是在應(yīng)用方面依然存在著和與實際背離的情況，所以必須細(xì)化應(yīng)用方案，提升應(yīng)用效果。

　　(三)采用一些先進(jìn)濾波技術(shù)

　　并聯(lián)混合式的有源濾波無功補(bǔ)償?shù)姆桨甘俏覈壳疤幱陬I(lǐng)先地位的混合式方案，這個方案不但能有效的解決一些問題，例如店里的牽引負(fù)荷產(chǎn)生的不可控變化造成的濾波器補(bǔ)償容量太大的問題，同時還能對一些大型的電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行的協(xié)調(diào)式的調(diào)整，該技術(shù)是通過APF與LC的混合，是對諧波進(jìn)行的注入式無功補(bǔ)償。

　　這種技術(shù)非常適用于低壓的電網(wǎng)，它的成本相對來說比較低，重要的是從效益與投資的比較來看，該技術(shù)是非常有性價比的。

　　四、結(jié)束語

　　無功補(bǔ)償技術(shù)作為電氣自動化的關(guān)鍵技術(shù)，其在整個的電力系統(tǒng)里起著極為重要的作用，不僅能提高電氣自動化的運行效率，并且能有效地節(jié)約資源，改善資源浪費的現(xiàn)狀。

　　當(dāng)然，我們要繼續(xù)對無功補(bǔ)償技術(shù)不斷地研究，解決當(dāng)前依然存在的難題。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]歐陽效貴.探討無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2011，9(23).

　　[2]李曉鳳，郝敏.無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].神州，2011(7).

　　[3]王超.電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)分析[[J].廣西輕工業(yè)，2010(5).

　　[4]張秀麗.關(guān)于水電站電氣自動化應(yīng)用問題的探討[[J].大家，2010(10).

　　[5]張振華.創(chuàng)新―電氣自動化深化改革的靈魂[J].科技與生話，2010(14).

【電氣自動化中無功補(bǔ)償技術(shù)】相關(guān)文章：

電氣自動化中的無功補(bǔ)償技術(shù)10-08