试论无功补偿技术在电气自动化中的应用

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  摘 要:随着我国科学技术的飞速发展,电气自动化产业得到了良好发展契机,各相关行业得到了进一步成熟和完善。然而,在电气自动化设备中单相电力牵引负荷具有极为复杂的变化情况,其中涉及到的非线性因素不断增多,导致电气自动化技术在实际应用中遇到了较大阻碍。将无功补偿技术科学应用在电气自动化过程中,可以对这一问题进行有效解决。
  关键词:电气自动化;无功补偿技术;应用;必要性
  所谓的电气自动化是指涉及到电气生产和计算机工程等多门综合性技术以及方法原理,作为传统的专业,它包括了电力电子设备及技术要素,也包括了电力基础、数学工程在内的一系列理论基礎,其特点是计算机技术与自动化技术相结合,为实现工业生产技术的电气化、自动化。电气自动化中无功补偿技术的应用有着自身的必要性,它的技术通俗来说就是将低压变压器传输过来的无用功率变为有用功率,所以,要想电气自动化水平能够稳定运行,就要从无功补偿技术问题入手,提高技术的水平。
  1 无功补偿技术概述
  无功补偿技术是指将无功功率电源安设在用电设备或用户的变电所位置,使无功功率在电力系统中的流动发生改变,促进电力系统中的电压水平大幅提高,使网络损耗大幅减小,同时使配电线路中的成本得到有效节约,从而为电网运行中的安全性、经济性和稳定性提供保证。提高电气自动化的高功率因素是无功补偿技术主要目标,即减少用电设备的无功功率需要量,將无功补偿技术与现有的谐波技术结合起来,以此达到补偿谐波、降低负序的目的。
  2无功补偿技术在电气自动化中的应用
  2.1 如果应用无功补偿技术在固定的电坑器或电容器上,那么滤波器和滤波效果就会在电坑器或电容器上产生,但是只有某一种谐波能够被形成的滤波器滤掉,因此把哪种谐波滤掉应该在设计的初期考虑到,要尽量加大功率因数在滤掉谐波的过程中。通过这种方法的采用,能够使投资成本大大降低,操作方法也较为简单。但是这种方法也存在缺陷和吧不足,即在使用电容器的过程中,很大的过电压会产生,损耗了设备,器件的频繁操作会受到限制,动态补偿理想的作业要求不能很好的展现。
  2.2 将可控饱和电坑器结合固定滤波器一起使用。流入的感性电流通过可控饱和电坑器的磁饱和度的控制而发生改变,使其平衡于固定滤波器中的无功功率,从而实现较好的效果。其主要的优点是固定滤波器的线路具有方便快捷的补偿方式和较快的反应速度,谐振问题不会出现;这种方式的一个缺点是使用的电力机械设备价格较高,增加了电力企业的成本支出。
  2.3 电坑器、电容器和固定滤波器三者结合使用。通过调节降压变压器中的低压侧母线电压和控制连接在低压母线上电坑器和滤波器电压,从而改变无功出力。在调节过程中的通断应该通过晶闸管的使用来实现,使得在电气的寿命理论上开关的分接不会受到限制。在现实的应用过程中,为了保证无功功率的稳定性,可以通过加装来实现,促进滤波的有效实现。
  3无功补偿技术应用在电气自动化中存在的问题
  无功补偿技术在我国起步较晚,使得此技术在电气自动化的应用中存在着各种各样的问题,主要是技术本身的缺陷和设备相对落后两种问题。例如,经常要用到的真空断路器设备,技术上的不完善使得此设备在合闸时易产生高电压,给动态补偿带来不利的作用,影响了无功补偿技术在电气自动化中的应用水平。
  3.1系统谐波对无功补偿技术的影响
  在电气自动化的整个阶段,此系统的谐波会大大缩短无功补偿装置的电容寿命,提高了后期维护的成本。另一方面,在实际的应用过程中,系统本身也会产生一定的谐波,也会造成设备本省的破坏。
  3.2无功补偿在输电途中配置的不合理
  通过发电厂向高压变电站提供无功电流传输的过程中,要经过多个低压变电站,尤其是较远距离的传输过程中,更多的无功电流会被传输。有的变电站会采用整组投切的方式进行电容量的补充,无法实现负荷转变的均衡,还会因为功率因素高、负荷状态高而导致补偿的发生。在进行倒置传输的过程中,传输过程的风险以及对电网的损耗风险程度也会明显的增大。
  4无功补偿技术在电气自动化中问题的解决措施
  4.1配电线路实施无功补偿。
  在配电线路中使用无补偿产技术是提高电气自动化的重要方式,也是在分支线路中实现无功补偿的重要方法。此种方法需首先使用配电变压器对分支线路中无功损耗的情况进行确定,进而确定补偿的容量,进行分支线路的选择,最后需要采用用户自主补偿的方式进行容量的补充。补充容量确定的基础是变电器的空载无功损耗,补偿设备如果没有保障,线路容易处于欠补偿的状态。将电容器按照符合时间或者电压为变化的基础进行一定的投入,可以达到实现最优补偿的目的。
  4.2并联电容器无功补偿。
  并联电容器实施无功补偿能够有效降低电网的损失,提高用电负载的功率是常见的一种节电措施。并联电容器来降低电压的损耗,提高功率,是实现无功补偿机电自动化的手段之一。并联补偿是指在同一个电路中,将电容器与被补偿设备直接相连,对提高功率有重要的意义。
  4.3电力用户的无功补偿。
  电力用户的补偿也是实现无功补偿电气自动化的重要举措,将用户的供电网络的损耗降低到最小的程度,从而获得最大的节电效益。此种方式需要加强对节能措施的宣传和对无功补偿的管理,从而进一步确定最优的补偿措施和补充的容量。可以根据补偿的方式和补偿的规模分成三种,即集中补偿、分组补偿和个别补偿。
  集中补偿是指在用户的变电装置中集体安装电容器组,有效的减少变压器无功功率的损失量,使得节电的效益达到最高。就地补偿措施的采用,使得电能在输电线路中的损失有效降低,使得电容器达到自动投切,无功负荷可以自动的补充调节,有较高的利用率。
  分组补偿是指合理的分配需要安装的电容器,并且按照组别对配电线进行一定的装置,从而实现分组补偿。此种方式保证各个车间的无功电力的平衡,在向上级线路运输过程中的损耗也得到饿了一定程度的降低。
  个别补偿指的是将用电设备和电容器两者直接相连接,实现电容器的同时投入和产出,使得机身得到无功损耗的补偿,在大中型异步电动机中有更为显著的效果。
  结 语
  在未来, 无功补偿技术在电气自动化行业中仍有重大的开发价值。 在今后电气自动化领域,电气自动化中的无功补偿技术的发展有着重要的作用。然而,由于本身及其他问题严重制约了电气自动化领域的发展,比如无功补偿技术自身就涉及很多的内容,难度非常大,而且我国电气自动化领域在无功补偿技术技术的研究还有一定的局限性,没有达到一定的深度和广度等等问题。因此,对于无功补偿技术,应该投入更多的关注与研究,从多个角度分析无功补偿技术,同时还要不断的学习,引入新兴高端技术,从而研究出更好的、更有利于应用在电气自动化中的无功补偿技术,促进该技术的发展与完善。
  参考文献:
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