電氣自動(dòng)化智能無(wú)功補償技術(shù)應用論文
電氣自動(dòng)化智能無(wú)功補償技術(shù)應用論文
【摘 要】隨著(zhù)國民經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統建設的不斷推進(jìn)，無(wú)功補償技術(shù)的應用也越來(lái)越廣泛。
本文通過(guò)對電氣自動(dòng)化無(wú)功補償技術(shù)應用的現狀進(jìn)行分析，結合無(wú)功補償的工作原理，提出了現階段無(wú)功補償技術(shù)應用注意的問(wèn)題，并對我國電氣自動(dòng)化無(wú)功補償技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，希望為提高電力系統運行效率提供理論借鑒。
【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;無(wú)功補償;智能化
無(wú)論是社會(huì )經(jīng)濟還是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都離不開(kāi)電力的應用，電氣時(shí)代是社會(huì )現代化發(fā)展的重要階段。
電氣自動(dòng)化在經(jīng)濟技術(shù)的推動(dòng)下發(fā)生了很大的變化，無(wú)功補償技術(shù)是當代電氣自動(dòng)化一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)，在電氣自動(dòng)化技術(shù)諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。
無(wú)功補償技術(shù)不僅可以穩固電力系統中的無(wú)功功率，而且還可以提升電力系統的安全性，減少電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。
無(wú)功補償技術(shù)的應用，在最大程度上解決了電氣自動(dòng)化設備因單相電力牽引所引起的負荷變化問(wèn)題，對當代電力的高效運用和社會(huì )經(jīng)濟的可持續發(fā)展有著(zhù)重要意義。
一、無(wú)功補償技術(shù)的概述
1.無(wú)功補償技術(shù)的含義
無(wú)功補償技術(shù)，是指在電子供電系統中起到提升電網(wǎng)的功率因數的作用，它可以在一定程度上降低供電變壓器及輸送線(xiàn)路的損耗，提升供電效率及改善供電環(huán)境。
在大的供電系統中，無(wú)功補償可以用于調整電網(wǎng)電壓及提升電網(wǎng)的穩定性;而在小的電力系統中，無(wú)功補償主要被用于調整三相不平衡電流。
2.無(wú)功補償的工作原理
電力系統的供電功率可以分為有功功率和無(wú)功功率兩種，其中無(wú)功功率不能進(jìn)行遠距離的傳輸，為此對于一些下屬用電和配電變壓器的無(wú)功功率可以進(jìn)行就地補償。
無(wú)功補償是通過(guò)在供電系統中安裝無(wú)功補償裝置的方式進(jìn)行的，無(wú)功補償設備可以與電路中的用電設備以及配電變壓器等相互抵消無(wú)功功率，提高功率因數，以達到從整體上減少無(wú)功功率的目的。
它主要是把感性功率負荷與容性功率負荷裝置兩者連接在同一電路，使能量在兩種不同的負荷中間進(jìn)行相互交換，進(jìn)而使得容性負荷輸出的無(wú)功功率補償感性負荷需要的無(wú)功功率。
二、電氣自動(dòng)化中無(wú)功補償技術(shù)應用的現狀及問(wèn)題
1.針對電氣自動(dòng)化中無(wú)功補償技術(shù)應用的現狀的研究
當前無(wú)功補償技術(shù)在電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的應用主要包括以下三項內容：一是電抗器、固定濾波器以及電容器的調壓，它主要是通過(guò)連接電器低壓母線(xiàn)上面的濾波器以及降壓變壓器中的低壓側母線(xiàn)的電壓來(lái)調節，最終達到無(wú)功出力的目標.
二是有源濾波器，它主要是讓電力電子設備產(chǎn)生和負序電流中和諧波電流相反的電流，使得該設備滿(mǎn)足電源的需求，達到互相抵消的目的;三是可控制飽和電抗器設備，它主要是通過(guò)對電抗器飽和的程度來(lái)調節并改變回路電流，讓感性電流將并聯(lián)濾波器里的多余無(wú)功功率抵消。
2.對于電氣自動(dòng)化中無(wú)功補償技術(shù)的應用存在的問(wèn)題的研究
當前電氣自動(dòng)化中無(wú)功補償技術(shù)的應用存在的問(wèn)題主要包括以下三個(gè)方面：一是無(wú)功向配電網(wǎng)倒送，這在很大程度上增加了配電電網(wǎng)的功率損耗，無(wú)形中增加了配電線(xiàn)路的負擔，會(huì )在很大程度上導致電力系統電壓的偏差，產(chǎn)生大量的無(wú)功功率，尤其是那些利用固定電容器來(lái)進(jìn)行補償的用戶(hù)，在電力負荷呈現低谷的時(shí)候，很容易出現無(wú)功倒送的現象.
二是無(wú)功補償的容量配置不合理，一些變電站的無(wú)功補償電容沒(méi)有辦法按照電力負荷實(shí)際變化的需求量來(lái)實(shí)現就地電容的平衡，很容易出現低負荷的時(shí)候過(guò)度補償，高負荷的時(shí)候無(wú)功功率因數太低的問(wèn)題;三是很多發(fā)電廠(chǎng)中產(chǎn)生的大量無(wú)功潮流不斷地涌向高壓變電站，再經(jīng)由輸電線(xiàn)路涌向低壓變電站和中壓變電站，最終導致遠距離輸送無(wú)功潮流現象的出現。
三、電力自動(dòng)化智能無(wú)功補償技術(shù)的注意事項
電力自動(dòng)化和智能化聯(lián)系緊密，只有二者很好的結合。
才能實(shí)現無(wú)功補償的順利進(jìn)行，達到節約能源，改善電網(wǎng)環(huán)境的作用。
而電力的自動(dòng)化同然能安全快捷的實(shí)現電力的輸送，但是在進(jìn)行智能無(wú)功補償時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：
1.智能無(wú)功補償的補償方式選擇
無(wú)功補償的方式大致有綜合補償、共補和分相補償 種，其中綜合補償就是共補和分相補償的結合，當補償容量超過(guò)60kvar時(shí)就采取此種補償方式。
而在智能化無(wú)功補償中補償方式的選擇有一定的原則，主要有幾點(diǎn)：第一，補償方式動(dòng)靜結合;第二，共補和分相補償相結合;第三，做到補償的快速和穩定，采取機動(dòng)靈活的補償方式可以更好的實(shí)現無(wú)功補償。
2.投切開(kāi)關(guān)的選擇
現在較為先進(jìn)的投切開(kāi)關(guān)大致有幾種“過(guò)零觸發(fā)固態(tài)繼電器、機電一體化的復合智能開(kāi)關(guān)、機電一體化的智能真空開(kāi)關(guān)”，這三種開(kāi)關(guān)各有優(yōu)缺點(diǎn)。
固態(tài)繼電器是通過(guò)半導體與電子元件的光、電和磁的特性來(lái)進(jìn)行隔離與斷電的.而過(guò)零觸發(fā)則是在正弦的交流電壓處于零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行斷電.可以承受較大電流.而且在觸發(fā)之后消除了電壓和電流的沖擊，使用壽命加長(cháng)，然而會(huì )產(chǎn)生一些諧波和功率損耗。
機電一體化復合智能開(kāi)關(guān)則是將固態(tài)的繼電器和和交流的接觸器相并聯(lián)，使投切更加快速精確，但成本較高。
機電一體化智能真空開(kāi)關(guān)的可靠性較高，使用壽命也較長(cháng)。
這三種開(kāi)關(guān)中。
真空開(kāi)關(guān)因其可靠性能高和壽命較長(cháng)的特點(diǎn)，較適合用于智能無(wú)功補償設備之中。
3.精確計算無(wú)功補償的參數
電力自動(dòng)化智能無(wú)功補償是依靠網(wǎng)絡(luò )系統來(lái)控制和調節電網(wǎng)功率數的，這種智能化的前提就是對無(wú)功補償參數的精確計算。
這些參數計算主要包括三大類(lèi)：第一，實(shí)施無(wú)功補償之前的電網(wǎng)線(xiàn)路功率因數的計算，這要通過(guò)單位時(shí)間內的無(wú)功電量和有功電量的比率來(lái)進(jìn)行計算;第二，通過(guò)電流最大值最小值、電壓和功率因數來(lái)計算出有功功率的最大值和最小值;第三，算出補償容量的最大和最小值，這是實(shí)現智能無(wú)功補償的最關(guān)鍵參數，一定要保證其精確性。
四、無(wú)功補償技術(shù)在電氣自動(dòng)化應用的發(fā)展趨勢
1.無(wú)涌流電容投切器
無(wú)涌流電容投切器是一種采用智能控制策略的無(wú)功補償裝置該裝置的特點(diǎn)有：a.無(wú)涌流，允許頻繁操作;b.跟蹤響應時(shí)間快，動(dòng)態(tài)跟蹤時(shí)間0. 02～0.2s;c.采用編碼循環(huán)方式投切電容器，可均勻使用電容器，從而延長(cháng)整個(gè)裝置的使用壽命;d.具有過(guò)壓保護、缺相保護及諧波分量超限保護等多種保護功能;e.只在投切動(dòng)作瞬間耗電，平時(shí)不耗電，降低了成本，真正達到了節能、降耗的目的等，這些優(yōu)點(diǎn)，正成為了低壓供電系統無(wú)功功率補償領(lǐng)域的重要途徑之一。
2.靜止無(wú)功發(fā)生器
靜止無(wú)功發(fā)生器將功率開(kāi)關(guān)構成的三相橋式變流電直接或通過(guò)電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上，通過(guò)電壓源逆變技術(shù)提供超前或滯后的無(wú)功功率，進(jìn)行無(wú)功補償。
由于SVG具有直流電容量較小、成本較低、能調節電網(wǎng)電壓、在電壓很低的情況下仍能輸出額定無(wú)功電流等優(yōu)點(diǎn)，由此可顯示SVG是未來(lái)靜止無(wú)功補償技術(shù)發(fā)展的主要方向。
3.電力有源濾波器
電力有源濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補償。
目前，電力有源濾波器的研究仍存在著(zhù)電流中有高次諧波、單臺容量低、成本較高等問(wèn)題。
隨著(zhù)電力半導體器件向大容量、高頻化方向發(fā)展，這類(lèi)既能補償諧波又能補償無(wú)功的裝置必然有很好的前景。
4.綜合潮流控制器
綜合潮流控制器將一個(gè)由晶閘管換流器產(chǎn)生的交流電壓串入并疊加在輸電線(xiàn)相電壓上，使其幅值和相角皆可連續變化，從而實(shí)現線(xiàn)路有功和無(wú)功功率的準確調節，并可提高輸送能力以及防止系統振蕩。
UPFC技術(shù)是目前電力系統輸配電技術(shù)的最新發(fā)展方向，對電網(wǎng)規劃建設和運行將帶來(lái)重要的影響。
五、結束語(yǔ)
隨著(zhù)經(jīng)濟技術(shù)的不斷更新進(jìn)步，無(wú)功補償技術(shù)的應用將會(huì )更加廣泛，將會(huì )體現出更多更成熟的自動(dòng)化、智能化的應用。
無(wú)功補償技術(shù)，將在電氣自動(dòng)化的應用中不斷完善，真正實(shí)現電力系統的高效運用，不斷促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展。
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