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摘要:电力行业已经在逐渐向电气自动化方向发展,电气自动化对人们的影响越来越大,无功补偿技术在电气自动化中的应用,促进了电力自动化系统的发展。随着生活的不断提高,科学技术的发展,无功补偿技术也会逐渐成为未来电气自动化的主要发展方向。本文对无功补偿技术在电气自动化中的应用进行了探讨,具有重要的指导意义。
关键词:电气自动化;无功补偿技术;应用
随着科学技术的快速发展,无功补偿技术孕育而生。将它运用于电气自动化,能够解决电气自动化面临的不足。电气自动化系统自身含有一定的负荷特性,因此能够促进无功补偿技术在谐波或者负序中的运用。此外,将无功补偿技术运用于电气自动化,具备较广泛的特性,不仅能够提升电气自动化系统运用的安全性,还能降低能源消耗。因此,把无功补偿技术运用于电气自动化中具备现实性作用。
1无功补偿技术应用的目的
1.1减少能源消耗
将无功补偿技术运用于电气自动化,能够有效减少能源消耗。应用过程中,无功补偿技术能够避免电力设施在运作时无功功率上升造成的电能消耗增多,还能减少用户电能的应用率,确保电力设施安全运营。
1.2实现电力系统无功功率的补偿
应用无功补偿技术能够实现对电力系统无功功率的补偿,提升电网运营功率占比。在各个运营环境下,诸多电气自动化设施都含有无功功率。例如,假设真实电压和电力设施额定电压相吻合,这时在应用电力设施的过程中,电力设施将产生和真实电压值相吻合的无功功率。借助无功补偿技术,能够有效实现对无功功率的补偿,同时保障电力设施的顺利运营。
1.3降低电力设施的设计容量
无功补偿技术作用下,能够降低电力设施设计容量,同时减少对电力设施自身的影响。站在电力设施自身角度来说,把无功补偿技术运用其中,能够确保在原始功率不发生改变的环境下,实现对成本的把控。例如,假设原始的功率为cosΦ=0.8,将其增加到cosΦ=0.95,这时1kvar电容器将会和添加了0.52kW的容量相吻合。在运用无功补偿技术的过程中,还能实现功率因素的提高,减少输电线路的消耗,进而优化电力设施有功功率的输送率。
2无功补偿技术在电气自动化中的发展现状
无功补偿技术指的是在电网中安装上并联电容器等无功补偿设备后,可提供感应性负载所消耗的无功功率,从而达到降低电源向感性负荷提供的无功功率,也就减少了无功功率在电网中的流动,有效降低了输电线路和变压器因输送无功功率而造成的电能损耗。从中可以看出,把无功补偿技术应用到电气自动化系统中,有利于提高电气自动化中供电系统的功率因素。同时无功补偿技术和滤波技术相互结合使用,还能达到谐波补偿、降低负序的目的。就我国目前无功补偿技术发展现状而言,我国在此方面的研究已经取得了非常可观的成绩。虽然在治理谐波、提高功率因素、降低负序等方面发挥了重要作用,但是和很多发达国家相比,仍然存在较大差距,需要进一步深入研究,才能充分发挥出无功补偿技术在电气自动化中的作用和优势。
3无功补偿技术存在的问题
3.1相关技术有待完善
从无功补偿技术自身角度来说,它作为一项现代化技术,在研发方面还有待优化和完善。因此,将其运用到电气自动化系统中,将会出现诸多问题。特别是针对真空断路器设施来说,在进行合闸时,因为无功补偿技术有待完善,将会形成一定量的高电压,给自身动态补偿作用的发挥带来约制,也阻碍了无功补偿技术在电气自动化系统中的应用和发展。
3.2变电站补偿电容量方式不合理
因为发电站进行发电时向高压电变站传送无功电流的距离较长,所以将会给无功电流的传送效率带来一定影响。由于进行传递时需要经过两个以上的变电站后才能将其穿入到高压变电站中,所以此过程将会使无功电流传递效率逐渐提高。在进行电流传递时,将会出现电容量补偿现象,而应用的传递形式主要以整组投切为主。这种方式将会给负荷均衡转换带来一定约制,且因受到功率因素不高等因素的约制,还会形成一定的补偿。
3.3对电气自动化系统影响大
在电气自动化系统运用过程中,把无功补偿技术运用其中,将会给电气自动化系统带来两方面影响。第一,将会导致电气自动化系统形成谐波,而谐波的出现将会给电气自动化系统运用造成负面影响。它在电气自动化系统运营环节中容易使无功补偿设施中电容出现问题,进而影响无功补偿设施的运作,使得电容应用周期逐渐减少。第二,加大电力企业维护成本的投放力度。因为电气自动化系统在运营时自身将会形成一定的谐波,所以会给系统运营带来约制。
4电气自动化中无功补偿技术的具体应用
4.1选择科学合理的无功补偿装置
随着我国电子技术的发展,各项先进、智能技术被广泛应用在电气自动化控制系统中,比如:晶闸管静止无功补偿装置具有极为优异的性能,逐渐取代了传统无功补偿装置。包括:晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)但无论是TCR无偿装置还是TCS补偿装置在具体应用过程中都可看做是可调节的并联电容,其性能远远高于传统并联电容器。其主要特性是可维持端电压不发生任何变化,通过连续调节和电力系统变换功率,就能满足具体需求。同时该无功补偿装置在响应速度方面也明显优于传统装置,响应的控制技术也比较成熟,在电力系统中的应用非常广泛。在上世纪80年代出现一种新型的并联无功补偿装置,此种装置依托于变换器技术,总体结构类似于电压源,通过控制电气系统电压的相位和赋值来达到控制无功功率大小的目的。此种装置在德国、美国等发达国家称之为静止同步补偿器(STATCOM),在具体运行过程中可为电子自动化控制系统提供一个动态电压支撑,研究表明,STATCOM的响应速度是TSC响应速度的2~5倍,约为20ms,所输出的功率为输入电压和电流的乘积,一旦发生系统故障,电压降落速度非常快,通过控制相应的电流维持无功功率时刻处于平衡状态,有效保证了电力系统是暂态的稳定性。
4.2充分利用无功补偿技术来设计真空断路器
大量应用实例表明,无功补偿技术在电气自动化中应用时,通过无功补偿技术设计真空断路器,可有效降低系统运行成本,同时构造也比较简单,可有效降低成本投入。通过利用无功补偿技术把固定滤波器和合闸管调节电抗器进行有效结合,促使其在原有基础上逐步建立起一种无功补偿装置,在具体应用时,确保滤波器中的无功补偿产生的电流始终处于一种相对平衡的状态。以此来满足电力自动化系统对功率因数的最大需求,在满足电气自动化的同时,避免能量的损耗。
4.3对用电客户进行无功补偿
通常情况下,对用电客户进行无功补偿时主要有两种方式:其一,经过一系列补偿,促使电力系统中的功率因数,达到国家电力部门相关规范和标准的具体需求。同时,还能有效保证电费补偿,然后通过相应的政策和法规的宣传,逐步强化民众的节点意识,这一点也是提高对用户实现无功补偿的主要途径。通过此种方式,还能有效降低电流的损耗,缓解我国用电紧张局面。在降低电力系统无功消耗的基础上,减轻用电用户的经济压力。
4.4对回路电流进行无功补偿
研究表明,通过固定滤波器来调节饱和电感器中磁能的饱和程度,可达到控制流入回路感性电流的目的,这一点也是无功补偿的主要途径。促使感性电力系统中的感性电流能和滤波器中多余的电容进行相互抵消,从而实现电流平衡。然后通过调节系统变压器的降压按钮,可有效降低对测母线的电压,也是实现无功补偿目标的主要途径。
结语
将无功补偿技术运用于电气自动化系统,不但能够有效提升电网整体性,还能减少电能消耗,达到节省电能应用的效果,在保证电气自动化系统安全运营的同时,实现电能的充分应用。随着我国科学技术的全面发展,无功补偿技术必将在电气自动化领域中广泛应用和普及。
参考文献
[1]单明辉.无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J].电子测试.2015(16).
[2]董微微,卫广太.无功补偿技术在电气自动化中的有效运用[J].电子制作.2015(07).