电气自动化中无功补偿技术探析

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第7期   作者:刘珈铭
[导读] 无功补偿技术作为新型技术,凭借其自身强大的优势,在电气自动化领域得到了有效的应用
        摘要:无功补偿技术作为新型技术,凭借其自身强大的优势,在电气自动化领域得到了有效的应用,对于降低设备运行中电能损耗、维系设备安全稳定运行发挥着重要的作用。随着科学技术不断快速发展,促进了无功补偿技术推广应用,该技术在电气自动化领域的应用,不但有助于实现无功补偿技术效果,而且有效的控制了电能损耗问题。在当前这情况下,必须给予无功补偿技术足够的重视,确保电路运行的安全性与稳定性,进而促进电气自动化的发展。
关键词:电气自动化;无功补偿;技术探析
引言
        在电网中,消耗电能的同时将其转换成另一形式的能,再将之作为电气设备作功必要基础条件,并持续在电网中与电能进行周期式转换,就是无功功率。补偿无功功率不仅可以提升电力设备利用率,还是节约用电环节中重要的一项技术措施。
1无功补偿技术的基本要求
        无功补偿技术在使用时会有诸多限制,同时需要满足多个应用条件。例如在设计中,变压器台数和容量的选择、电动机选择是否合适;高压侧功率因数需要符合供电部门的具体要求等。通常是将电容器作为补偿装置,这样可以最大限度地降低电力传输过程中的耗损,从而实现减少浪费,降低成本的作用。在整个阶段中,都应当重视平衡原则,这样才能达到更好的补偿效果。确保线路上的每种设备可以达到一定平衡,这样才能让技术发挥出更好的功能。在选择变压器等各种装置设备时,需要参考设计标准,避免故障现象的发生。如果可以认真参考这些基本要求,并将每一点都实现,就可以为技术发挥效能提供保障。
2无功补偿技术在电气自动化中的优势
        2.1减少用户电费支出
        按照国电网管理规定,用户电力设备功率因数低于管理规定时,按照规定需要缴纳一定额度的罚款,而智能无功补偿技术的应用可以帮助用户解决功率因数异常降低的问题。此外,对于用户而言,智能无功补偿装置的应用提高输配电管理的精准性,也降低了电网输电中的负荷,也减少了电网输送过程中的电力损耗,降低了用户的综合费用的支出。
        2.2提高电压质量
        众所周知,在电压的具体使用过程中,在所难免会出现一定的损耗,并且电压的质量会随着消耗的增多而降低。反而言之,电压损耗越低、电压质量越高。在电气设备的实际运行过程中,能否充分保证电气设备安全稳定的运行,在很大程度上受到电压质量所影响。无功补偿技术在电气自动化领域的应用,能够有效的控制电路输送中的无功功率,最大限度将电压耗损控制在可控的范围内,减少能量方面的损耗。
        2.3提高变压器综合利用率
        无功补偿装置的装设在不增加电网结构中变压器数量的情况下完成了对于电压的科学、合理的调节,减少了变压器的投入成本,同时也提高了电力系统中变压器的综合利用率。
        2.4降低资金方面的投入
        由于无功补偿技术有效的控制了无功功率,这在一定程度上合理优化了电力功率,有效的减少了资金方面的投入。此外,电压器的运转功率也会在该过程中得到显著提升,对运行过程中的设备要求也不断降低,这样就可以有效的控制和节省用于输变电设备的投入资金。因此无功补偿技术在电气设备中的应用可以有效降低。
3无功补偿技术在电气自动化中的应用分析
        3.1在变电站中的应用
        变电站补偿就是将实现无功补偿的设备全部安装在变电站中,即将所有的设备都集中在相同的地点,所以也称为集中补偿。变电站补偿的主要设备有并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器等。这些设备都被设置在变电站中,对配电站的母线、主变压器以及配电线路都能够做到较好的无功补偿。

由于是在配电站处进行的无功补偿,配电网在进行电力传输时的电流也会处于稳定的状态,而且配电网的传输功率也会产生变化,毕竟配电工作的源头得到了有效改善,电力传输的过程中产生的损耗就会降低,传输到用户处的电能就会处于稳定的状态,而且农村配电网大多为10kV的电压等级,变电站补偿方式所使用的设备能够充分的将无功补偿的作用予以体现,管理与维护都很方便,但是无法达到降低损耗的作用。
        3.2在有源滤波器中的应用
        有源滤波器在实际的应用过程中,其主要的作用能够对运载电流进行更好的保护,使其达到电源运行的要求。其中在电子装置中通过有源滤波器的应用,有助于相互抵消谐波电与负序电流相反的电流。其中有源滤波器中通过引入无功补偿技术,不但有助于提升无功补偿调节速度,而且还能够提升电流相互抵消效果。除了当前这些优势以外,通过该技术的有效运用,有助于抑制谐振现象,在某种程度上对电气元器件起到了很好的保护,有效的延长了电气元器件的使用寿命。但需要引起注意的是该无功补偿技术仍然存在一定的问题,即有源滤波器有着较高的成本,这对于元器件的普及产生了较大的影响,致使需要给予当前这一问题足够的重视。
        3.3在发电机中的应用
        对发电机进行无功补偿主要有三种补偿办法,即随机补偿技术、随器补偿技术以及跟踪补偿技术。随机补偿技术指的是通过并接低压电容器及电动机等相关装置实现随机补偿过程,这种方式能够有效控制无功峰荷,可以达到良好的补偿效果。随器补偿指的是配电变压器与低压电容器并接在一起,通过一定保险装置作为连接,从而实现二者之间的合理连通。配电变压无功空载应用于农用电网中,并且作为其中重要的组成部分,但是损耗却很难被控制,所以技术本身是存在一定不足的。跟踪补偿则是将补偿切换装置作为一种控制保护装置。这种方法一般被使用在专用配电网中,可以很好地进行无功补偿,效果十分显著。该方法是结合了上述两种技术的优势,并将其中的不足进行改进。
        3.4在配电线路中的应用
        通常,在电气运行系统中,线路的无功补偿是通过线路杆搭载电容器,并通过电气自动化系统来实现无功补偿的。需要注意的是,线路补偿点不宜过多,控制方式应简便、科学,应减少分组投切式控制。补偿电容器容量也不宜过大,减少过度补偿现象发生率,且对电容器保护措施使用断容器与避雷器进行过流、过压保护即可。这种配电线补偿方式主要是对供电线路与功用变压器进行无功补偿,具有投资成本低、回报迅速、管理与维护简便等特点,通常适用于功率因数较低,但负荷较重的长线路。不过,这一方式适应性较差,重载情况下,会出现无功补偿不足的问题。同时,针对低压三相四线类型的供电系统中,用电户多为单项负荷、单相与三相符合混合的形式,且符合大小与用电时间并不固定,从而导致有功电流不平衡情况。这种不平衡现象,通常会造成配电网线路、变压器的铜损、铁损,甚至影响变压器运行安全,严重降低三相电压稳定性。而这种用电不平衡所导致的电流不平衡问题无法事先与之,自动化电气系统也仅能够在发生不平衡问题时发出警告信息。但是,随着目前无功补偿技术发展,针对这一问题可使用电流无功补偿装置来调整不平衡的有功电流,让三相功率因数均补偿至0.9左右,将不平衡电流限制在额定电流10%左右范围内,提升变压器平衡性
结束语
        总而言之,将无功补偿技术科学地运用于变电站、配电网等环境中,可最大限地提高电气自动化运行系统性能与使用效果。因此,随着无功补偿技术进一步的发展,将会拓展其在电气自动化领域中的应用范围,并提升整体电气工程系统的智能特性,从而推动我国电力领域的发展与进步。
参考文献
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