无功补偿技术在电气自动化中的应用 朱晓晓

发表时间:2021/5/17   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:朱晓晓 邹金利 陈安妮
[导读] 摘要:目前电气自动化设备应用带来的主要问题在于快速跟踪无功补偿和谐波治理,这两个问题在应用中愈加突出。
        中天建设集团有限公司建筑设计分公司  浙江  310020
        摘要:目前电气自动化设备应用带来的主要问题在于快速跟踪无功补偿和谐波治理,这两个问题在应用中愈加突出。由于系统当中经常会出现谐波,且导致负荷稳定性下降,传统的静态无功补偿技术已经无法发挥有效作用,因此动态化的无功补偿技术将成为一种可行的技术途径,根据系统的负荷状态进行快速跟踪,并滤除谐波无功以保障电力系统功能的安全、经济运行。
        关键词:电气自动化;无功补偿技术;应用
        引言
        近年,城市化进程日益加快,城市中建筑项目数量以及规模正在日益扩大,人们用电量也正在不断的提升,不管无功功率过小或是过大都会直接影响到电压问题,容易导致电压下降或剧增情况产生,导致供电线路电力不稳或电力不足状况,之后势必会对电力系统高级元器件造成一定影响和冲击,甚至很可能会造成电力系统崩溃问题。一旦电力系统崩溃,将会导致城市大范围停电事故。所以需要合理科学应用无功补偿技术,保障电力运行的安全性、稳定性,还可以有效规避安全事故问题。电力系统当中应用无功补偿技术可以充分利用好电力资源,同时使电气设备电能损耗问题得到解决,让电气设备性能得到最大程度的发挥。
        1无功补偿技术概述
        1.1无功补偿技术概念
        无功补偿技术可以满足电网水平以及经济运行相关要求,对无功补偿技术进行分析,通常都是在电力网和负荷端两者之间设置无线电源,比如电容器或者是调相机等等。通过无功补偿技术可以促使电网功率因数得到提升,同时可以有效缩减供电过程当中电力损耗,能够充分提高电力资源利用效率,同时可以改善好供电环境。在当前供电系统中,无功补偿技术发挥着重要作用,通过无功补偿技术可以促使电能转换成为另一种形式能量,同时也可以通过利用无功补偿技术让其在电网之间实现规律性能量转变,还可以保障电容元件根据相关比例装入在电路当中,切实让电池元件和电容元件两者之间变相实现相互抵消。电网当中运用好无功补偿技术,还可以让电流电压矢量间的夹角减小,这样就可以促使电能做功能力得到进一步提升。
        1.2无功补偿技术的特征
        整体来看无功补偿技术的作用在于满足电力网与负荷端的电压水平,因此会在这些区域设置无功电源,包括调相机、电容器等。目前异步电动机或是变压器等电感性负荷是无功功率的主要设备,且无功功率一般消耗在异步电动机当中。在目前的架空供电线路当中也有所涉及。此时为了补偿供电设备所需的无功功率,会采取无功补偿技术手段来改进用电功率因素,让企业的供用设备保持经济合理运行。总体而言无功补偿技术的技术意义主要体现在多个方面,包括降低供配电系统损耗提升系统利用率、实现系统电压幅值控制与稳定网络电压等,且在降低谐波电流对供电系统破坏作用方面也具有显著功能。
        2无功补偿技术的应用
        2.1将无功补偿普及所有用电用户
        无功补偿技术的出现帮助电气自动化有了很大的成长,而在此时期,我国也颁布了相关规定对电气自动化方面提出一些要求,在国家要求下能够将用电用户的无功补偿的方式归为以下两类:一是按照国家规定的电力功率来进行补偿,帮助用户获得电费奖励。在帮助他们完成功率补偿后,可以帮助企业设定合理的补偿方案协助他们对用电用户普及无功补偿,确保每一位用电用户都能有无功补偿。二是用技术帮助用户降低用电功率的损耗,缓解用电压力,提升电压供应效率。另外,如何对电力用户施行无功补偿呢?基于这个问题,我国相关部门经过思量将此方式分为三种类别进行。

首先是分批进行无功补偿,将目前的电力用户按照区域分为若干小组,按小组将用户的电容器配上无功补偿的线路,使得用户均可以有无功补偿。例如,在对户外进行无功补偿时,可以将电流设备安装在户外,通过这样一个设备箱分配这一区域的电流,这样不仅是设备体积小占地面积不大,而且接线比较简单,以后的维护投入相对而言会比较小。最重要的是可以降低损耗的电压。其次是在分批补偿的基础上进行个别补偿,在分批补偿中已经把用户分成若干小组,而各小组成员在用电时往往都会有所不同,而为了能够平衡他们的用电,往往就会对个别耗电严重的电容器补偿更多。最后是集中进行补偿,说明是把所有用户的电容器集中起来,通过一个总的线路对各用户施行分配。
        2.2分布式发电系统
        目前,分布式发电系统是解决能源问题和环境问题的一种有效途径,发电机承担着在整个系统当中机械能转化为电能的工作任务。分布式发电系统当中所使用的一般是异步发电机,且很多自动化系统当中都会使用异步发电机。因为其耐用程度较高,结构简单,没有比较复杂的励磁系统,不会产生严重的发电机震荡、失步问题。异步发电机本身对原动机的要求比较低。在无功补偿技术的支持下,为了保障异步发电机的独立运行,提升带载能力与电压稳定性,就需要从异步发电机等效电路入手。其中异步发电机的电压稳定性研究过程当中,负载变化是最为常见的工作情况,其中包括了正常的负载切换也包括意外状态引起的负载扰动现象。由于异步发电机会受到输出端电压负载影响,因此我们需要分析异步发电机的等效电路。在正常运行的状态下定子侧的频率并不是完全不变的,我们从异步电机的等值电路出发,并根据等值电路的参数得到回路阻抗值。异步发电机在正常运行时定子和转子的频率都不是基值频率,所以为了要获取等值电路数据就要展开频率折算。
        2.3配电线路无功补偿技术
        配电线路的无功补偿技术基本原则是利用分支线路的无功功率平衡对分支线路的无功消耗进行补偿,减少分支线路向主干线索取无功。补偿点可以选择负荷比较大的分支线,而对于一些小分支或是个别的配电变压器,则可以将其视为主干线上均匀分支的负荷,按照实际的工作需求确定补偿点、补偿容量后展开自主补偿。可以看到的是线路补偿容量是根据配电变压器的空载无功损耗确定,此时即便用户补偿设备投入不足,线路处于欠补偿状态,也可以基本达到补偿无功需求量水平。电力用户进行的无功补偿则围绕两个方面的工作展开,一是通过无功补偿在内部供电网络的线损降低至最低限度以获取最大化的节电效益,二是通过补偿达到国家规定的功率因数标准。电容器组容量会根据用户的实际需求来决定,并且采取分组补偿模式降低事故率。将计划安装的电容器划分为若干组之后可以装设在车间配电母线之上以形成多组分散补偿体系。必要时可以进行个别补偿方案,即电容器会随着电动机进行同时投入与退出,电动机本身的无功损耗基本上可以得到补偿,配电网络内部的无功损耗大幅度降低,对于一些异步电动机来说具有比较明显的效果。
        结束语
        现阶段,随着社会时代的变化发展以及我国现代科学技术水平的提升,当无功补偿技术出现时,我国的电气行业自动化进程慢慢地有了质的变化。了解了无功补偿技术在实际应用中存在的问题并提出了相应的完善措施,通过对此的深入分析,我们了解了无功补偿技术对电气自动化进程成长的重要意义,慢慢地会更加重视无功补偿技术的发展完善,以此来增强我国的电气自动化水平,缓解电流压力以及设备的损耗,使得电气行业能够平稳持续发展。
        参考文献:
        [1]马兴旺.无功补偿技术在电气自动化中的应用及其研究[J].当代化工研究,2019(05):145-146.
        [2]张筱璐,杨雨佳.新时期无功补偿技术在电气自动化中的应用研究[J].内燃机与配件,2018(07):210-212.
        [3]崔小亮.试析无功补偿技术在输配电网电气自动化中的应用[J].科学技术创新,2020(15):195-196.
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