电气自动化中无功补偿技术探析

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月第7期   作者:韩晓栋 孙红艳
[导读] 电力行业是国家发展的支柱行业,维系了整个国家正常的电子资源供给平衡。无功补偿技术可以有效降低变压器与线路的损耗,这也就意味着电气自动化可以达到更高的技术水平。

        在输配电网中,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无功补偿技术概述
        通常输配电网中无功补偿方式为三种,通过在高低压配电网中安装并联电容器组实现集中式无功补偿;在配电变压低压侧与用电户配电屏上安装并联补偿电容器,为分组式无功补偿;在单台电动机安装并联电容器,则为就地式无功补偿。同时,利用灵活柔性交流输电系统技术、定制电力技术等与无功补偿技术相结合诞生的静止无功发生器,是现代化无功补偿技术的重要发展趋势,通常简称为SVG。我国仅2018年高压SVG市场规模就已经达约35亿元,全年生产2020台SVG,2011-2018行业需求复合增长率约35%,且随着我国智能电网建设三阶段进入收尾,我国对SVG与先进无功补偿技术需求将持续、稳定增加,其行业潜力巨大。而目前应用于输配电网电气自动化中的无功补偿方面还存有一定问题。一方面,无功补偿电容器外熔断器在投切电容器组中、正常运行中会经常性熔断,需要提升合闸涌流对熔断器的冲击,或提升熔断器而定电流。另一方面,部分补偿熔断器损坏率较高,需要进一步研究谐波影响下的电压等级选择,提升所选电压等级,降低补偿电容器损坏率。此外,在输电过程中,无功补偿配置还存有不合理现象,反而容易加大电网损耗[1]。
        2电气自动化中无功补偿技术应用现状
        电气自动化的出现为整个行业都带来了巨大的变革。无功补偿技术作为其中比较先进的技术,作用十分突出,可以通过对功率的补偿来起到降低损耗的作用。但是由于一些因素使部分单位都无法明确这项技术的重要性与复杂性,在使用时不知变通,没有考虑到技术规范与实际的应用条件,这导致了技术的作用变得很有限,技术优势很难体现出来。技术问题必然会造成资源的流失,还会造成巨大的经济损失,对于国家发展是十分不利的。
3电气自动化中无功补偿技术基本要求
        这项关键性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。高压侧功率必须按照国家的标准进行控制,这样可以从根本上防止不兼容现象。低压的无功负荷需要通过低压电容器进行补偿,高压部分的无功负荷需要通过高压电容器进行补偿。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。
        4电气自动化无功补偿技术应用分析
        4.1对发电机进行无功补偿
        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[2]。
        4.2对回路电流进行无功补偿
        回路电流的无功补偿是通过电磁感应的原理,通过相应的滤波器和电感来调节电磁能的饱和程度。根据该原理,如果可以将电流降低并控制在一个适当的范围内,就可以起到补偿的效果,进而降低耗损。将回路中的感应电流与滤波器的容性进行中和,就可以使电流达到一种平衡的状态。处在这种平衡下,再用滤波器来调节变压器,使电压逐步降低,这样就可以达到补偿的效果。通过补偿,可以降低耗损,减少电力在传输过程中产生的浪费,控制成本。
        4.3在有源滤波器中的应用
        在有源滤波器的实际应用过程中,它们的主要作用是更好地保护载流并使其满足电源运行的要求。其中,有源滤波器在电子设备中的应用有助于消除谐波电流和负序电流。其中,在有源滤波器中引入无功补偿技术不仅有助于提高无功补偿调整的速度,而且可以提高电流消除效果。除了当前的这些优点之外,有效利用该技术还可以在一定程度上抑制共振现象,从而很好地保护了电气组件,并有效地延长了电气组件的使用寿命。但是,需要注意的是,无功补偿技术仍然存在一定的问题,即有源滤波器的成本较高,对元器件的普及性影响较大,因此需要给当前问题足够的价值。
        4.4真空断路器在电容器中的应用
        根据对无功补偿技术的研究,该技术主要用于组件中。真空断路器作为重要部件,具有操作方便,经济成本低的优点,但该技术也存在许多缺陷。在容器和浇口的过程中,此时将形成很高的电压。如果高压长期受到影响,电容器的使用寿命将缩短。在这种情况下,要有效解决这一问题,就要着重研究无功补偿技术的作用,利用这种技术改造元器件,不仅有助于提高元器件的性能,主要是确保其可靠性。此外,有效使用无功补偿技术还可以降低电气自动化系统的运行成本,并最大限度地提高经济效益。
        4.5无功补偿技术在电气自动化中的应用
        在特定的应用过程中,有必要集中精力改进相关技术。但是,在电气自动化的应用中,如果仅依靠相关技术的推广,将无法完全实现无功补偿技术。根据当前情况,有关部门应重视提高技术的重要性,认识到无功补偿技术的重要性。在确保电气自动化系统获得最佳补偿量的基础上,还需要结合具体的实际情况,减少无功损耗。另外,为加强对电网设备的管理,为保证无功补偿技术的科学实施,通常依靠严格的工作流程和监督制度来实现该技术的最大效果。它不仅有助于提高电能的整体利用率,而且有效地保证了电气自动化系统的利益[3]。
结束语
        总而言之,随着电气自动化过程的不断加速,越来越多的先进技术已在该领域得到有效应用。其中,无功补偿技术作为其关键技术在电气自动化中起着决定性的作用。通过该技术的有效应用,有效解决了传统技术中存在的问题,为电气系统的安全稳定运行提供了重要保证。尽管无功补偿技术已经取得了显著成果,但该技术的实施仍然存在一定的局限性。为了最大限度地发挥其作用,决不能盲目地应用它,有必要根据电力系统的实际情况做好数据调查和分析,避免出现薄弱环节,确保电力系统正常运行。始终处于稳定的运行状态。
参考文献:
[1]朱晶波.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].南方农机,2019,50(24):259+261.
[2]李春艳.无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].科技创新与应用,2019(31):175-176.
[3]何修滨.在电气自动化中无功补偿技术的应用[J].科技创新导报,2019,16(28):15-16.
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