电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用

发表时间:2021/6/24   来源:《中国电业》2021年第6期   作者:陈心仪
[导读] 在电力供应系统中,电气自动化技术起到越来越重要的作用
        陈心仪
        湛江天汇综合能源服务有限公司 广东 湛江 524000
        摘要:在电力供应系统中,电气自动化技术起到越来越重要的作用。但在实际生产实践过程和人们的日常生活中,电气自动化技术存在其缺陷和弊端,本身存在着无功功率增加,负荷与谐波含量逐渐增大等问题,在很大程度上影响了自动化技术的发展。无功补偿技术的应用将改善电气自动化技术存在的这些问题和弊端,有利于电气自动化技术的完善进步,对电气自动化技术的发展起到了一定的促进作用。
        关键词:电气自动化技术;无功补偿技术;应用

1 无功补偿技术概述
        1.1无功补偿技术的含义
        无功功率补偿简称无功补偿是指在电力供电系统为了提高电网的功率因数而采取的措施,可以有效地减少电力变压器和输电线路的损耗,能够使供电效率获得提高,还能使供电环境得到良好地改善。用于大型电源系统的无功补偿不仅能调节电网的电压,同时能保证电网系统的稳定性,使电力系统能够安全经济运行。通常,一些小功率系统无功补偿可以用来调节三相电流不平衡的现象。
        1.2无功补偿技术的工作原理
        无功补偿的主要原理是:电网输出的功率包括两部分:一是有功功率;二是无功功率。无功功率的传输加重了电网负荷,使电网损耗增加,系统电压下降。故需对其进行就近和就地补偿。比如下属的电力与配电变压器的无功功率可以在本地进行随时补偿。我们也可以安装无功功率装置,在功率补偿装置的电源系统中,它可以通过电力互相抵消,进行功率补偿,因此提高功率因数。无功功率装置是一个整体,是一种电容式的负载装置。
2无功补偿技术的应用现状和实现方式
        2.1应用现状
        在我国电气自动化技术迅猛发展的背景下,为了提升电气系统中的相关功率因数,使负序电压降到最低,主要采用的方式为滤波技术,这种技术在实际应用中简单有效,近年来,我国在该技术的基础上又进一步加强研究,无功补偿技术诞生,能够对谐波进行更好的处理,提升高功率因数,使负序电压得到进一步的降低。由于滤波通路是在原有基础上产生的,因此可以将谐波进行有效的消除,具有十分重大的现实应用意义。
        2.2实现方式
        无功补偿技术在电气自动化的实际应用过程中,主要的实现方式为以下几种:一是将电容器与电阻抗相结合达到无功补偿的目标。利用电容器和电阻抗建立谐波器的方式,能够有效做到无功补偿,但是在实际安装的过程中,应充分考虑和保障电抗器和电容器中的实际功率大小,确保其在提升功率因数的过程中,使负序电压有效降低。二是利用真空断路器的方式达到无功补偿。该项操作的方式较为简单方便,并且投入的资金较少,因此在实际应用中获得广泛的认可和青睐。但是在实际应用的过程中,如若相关人员合闸,则电容器将会在较短的时间内进行电压累积,最终对整个系统的补偿效果产生极大的不利影响。
3 无功补偿技术在电气工程自动化控制中的实际应用
3.1模糊逻辑与控制
一般在电器工程自动化控制系统内部会有一些模糊控制设备,这些设备往往能代替PID控制器的大部分功能。如今主要有S型和M型含有不同规则库的模糊控制设备。

M型模糊控制设备主要有知识库、反模糊化、模糊化及推理机等部分,其通过这几个部分之间的相互协调,对控制变量进行模糊化、量化,它们有多种多样的隶屬函数形式。模糊控制设备的知识库主要是由控制语言和控制规则的数据库组成。其开发方式则是由开发的相关人员,把一些经历及相关的知识,搁置在控制器的应用对象上。在对操作对象进行模糊操作的时候,需要用到神经网络、模糊控制。对于模糊操作来说,推理机也是必不可少的且十分重要的部分,可以对人类进行模仿,即决策思维和模糊控制行为的模仿。反模糊化也是模糊控制中的一个至关重要的方面,其主要用量来自于自量化,相对于其他操作环节来说,这个环节的操作过程是比较多的。在模糊操作中,模糊化及反模糊化都是很常用的手段与方法。
3.2优化设计过程
随着计算技术的飞速发展,计算机逐渐普及到我国生产的各个领域、行业中,同样电气工程自动化也不例外,CAD等先进技术逐渐被应用到电气工程自动化控制中,并被电气工程自动化行业用于设计工作。CAD技术可以在计算机的辅助下,成功地帮助设计师完成设计,其贡献极大。CAD技术的运用极大地改进了电气工程自动化控制,在很大程度上缩短了生产一件产品所要花费的时间,使产品的制造周期不断变小。这个技术的运用取得了很多成功的案例,比如说专家系统,这个系统就是将无功补偿技术运用到了生产产品的过程中,其运用使专家系统变得更加高效,提高了其工作的水平及质量,在原本的基础上节省了很大的成本支出,节省了所要耗费的时间,提高了工作效率及成效。无功补偿技术的先进性给生产发展带来了很大的便利,其应用也是多样性的,不仅可以在一般的设备上发挥作用,在应用遗传算法的设备上一样可以发挥作用,对设备的设计过程进行优化。遗传算法在全世界来说都是很先进的计算方法,遗传算法相对于其他算法来说有很大的优化优势,运用了遗产算法可以连续不断地提高计算的精准度,在众多的方法中找到最为优化的、效果最好的方法。在电气工程自动化设计中也常常运用遗传算法,其运用在电气工程化设计中发挥了重要的作用。但是,虽然遗传算法对于电气工程自动化设计有重要的作用,也掩盖不了其缺点,遗传算法如果出现一点故障,就会对整个电气工程造成不良的影响,导致电气工程出现各种各样的问题,给生产发展带来不利的影响,不仅如此,遗传算法还具有不确定性及非线性的特点,正是由于这两个特点给人们的判读带来了阻碍,导致有时无法对错误进行判读。
4 自动化无功补偿技术在电气工程中应用的注意事项
        4.1深入自动化无功补偿技术的研究方向
        为了使电气自动化能够达到更好的效果,工作人员应当加强对相关技术的研究,电压是影响电气自动化的一项十分重要的因素,它决定了电能的实际运输质量,为了使电网系统达到无功补偿的效果,设计人员会采用AT供电的方法,利用SCOTT变压器进行电压调整,该方法在我国铁路运输中的应用十分广泛。
        4.2制定合理的无功补偿改进方案
        无功补偿的改进方案可以对电气自动化中运用无功补偿技术起到一个较好的引导以及规划作用,使整个电气自动化系统得到提升。应用无功补偿技术需要从整个电力运行系统开展,并且根据电器运输设备以及传输电压的实际情况来制定无功补偿方案,利用最低损耗以及最佳传输效果为最优改进原则,从而提高自动化系统的补偿效率。由于我国电力运输设备特殊情况,因此,需要在设备上安装仪器且与无功补偿技术配合使用,继而保证整个电网的顺利运行,解决电网无功补偿问题。
5 结语
        综上,无功补偿技术有助于供电企业与用户提高供电效率及用电因数,将电网运行中的电能消耗减至最少,切实保障电网实现安全、稳定、经济运行。为此相关工作人员需要在结合实际需要的基础上,严格按照国家相关规定要求,合理运用无功补偿技术,并依托该技术自主研发更多功能强大的自动化无功补偿设备,从而在充分发挥其应有效用,自动调控补偿容量下能够获得更加理想的电网运行效果。
参考文献
[1]范瑞云.浅谈无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].南方农机,2019,50(3):252-253.
[2]杨维东,娄春刚,刘文龙.电气自动化中无功补偿技术的应用[J].化工管理,2019(05):214.
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