功補償技術在電氣自動化的應用論文
摘要：隨著我國電氣自動化的不斷發展，使得無功補償技術也在電力領域得到了較為廣泛的應用。但是電氣自動化設備中的單相電氣牽引的復雜程度以及電力系統中的非線性因素也在.不斷的增強過程中，這也就使得在電氣自動化的建設過程中采取無功的補償措施的作用變得越來越突出，進行無功補償變得非常重要。本文將主要從實際出發，深入探討和分析電氣自動化的無功補償技術。
關鍵詞：電氣自動化；無功補償
隨著電力工業領域中電氣自動化水平的不斷提升，使得動態的無功補償技術和諧波處置措施等問題日漸成為人們關注的焦點。就整個電氣系統而言，對于陳舊的靜態無功補償技術也就難以滿足現在電氣自動化發展的實際需求，而借助于動態的無功補償技術，就能夠很好的解決電氣自動化發展過程中的諧波處置等問題。
一、無功補償技術的特點
無功補償技術在我國的供電系統中發揮著非常重要的作用，并能夠進一步使得電力系統在整個的輸電系統工程中的電能耗減低，從而不斷的改善供電設施之外的環境保障和減低供電變壓器的電能消耗量.可以說電氣自動化的無功補償措施在我國的供電系統之中扮演著十分重要的角色，這也就使得相關工作人員在進行無功補償設備的挑選過程中要遵循一定的科學性與合理性。只有進行無功補償裝備的合理挑選，才能夠使得電力系統中的電能消耗得到進一步降低，并且最大化提升我國自動化電網的運行質量以及運行可靠性。在電網系統中一旦使用了不符合實際的供電網絡需求的無功補償設置，將必然引起電網中諧波增加以及電壓起伏過大等許多問題，并且會影響到我國電力系統的正常運行。圖1為無功補償技術的應用：
（一）感性無功技術
在配電網工作的過程中許多電力設備都是借助電磁感應完成配電任務的，例如發電機組就需要借助于電磁感應原理來進行發電，而變壓器則能夠借助于電磁的交互感應來改變電壓的強度，從而使得電壓能夠傳輸到距離較遠的地方，并能夠有效的避免在線路的傳輸過程中所產生的電力損耗。變壓器與電動機也都能夠在強磁場的作用下去促進電磁的互相轉換，并會在轉換的過程之中成為一個在持續發生巨變的強大磁場。電力供電設備在該電磁場周期期間，輸入和輸出的電功率相同，也可以說，電力供電設備在此過程中不會造成電力的直接消耗及損失。而這一類功率不變化的無功功率被稱為感性無功功率。
（二）維持電力系統的穩定程度
無功補償技術作為一種無功的電壓控制服務技術，主要是通過發電機組來對配電網進行無功功率的輸出，并讓整個電力系統的運行可靠性與穩定性得到進一步增長。通過無功補償技術的合理運用，能夠保證各個電路連接點之間的電壓波動數值始終保持在正常的數值指標范圍之內，這在一定程度上會提升我國電力系統的整體供電控制與服務水平。當某些供電系統出現突發情況時，無功補償技術就可以防止社會的電力系統因為搶修需要而出現的短暫停電問題，從而避免供電系統的癱瘓。合理的使用好無功補償技術，就能夠在電力系統正常運行過程中，吸納一定量的無功功率，并當在部分電力系統出現緊急故障的情況下，來最大限度的保證電力系統依舊能夠正常運行。
（三）過濾一定量的諧波
一般在電力設備的設計過程之中，設計人員都會去在配電設備附近裝一些具有固定容抗和組織進行抗旨的電感器設備，以使過濾掉部分單一的濾波。然而這些設備的安裝需要在設計的過程中取得相關電力方面的供電技術的支撐才可以實現，并可以提升電力設備的功率因素。隨著我國電力自動化的迅速發展，這也為整個電力系統中的單調諧波去除一定程度的驅動力。而隨著電力行業經濟狀況的不斷變化，使得人們對于電力傳輸提出了更高的要求，而電力傳輸過程中的能源消耗也成為了阻礙我國電力企業進一步發展的一個重要難題。通過無功補償技術的合理運用，能夠對電力的中斷性缺失以及電力需求的不斷增加等問題提供一定程度的可行性舉措，因此對我國自動化電力系統的正常運行維護有著一定的指導意義。
二、無功補償對電網運行質量的影響
（一）改善電能電壓質量
我國現在大部分地區中的電網質量都不是高，這也是由于在電力負荷的工作狀態中異步電動機和中小型容量的變壓器所占整體的電力比重過大，還使得消耗的無功功率進一步增大。此外，電網結構的設計不合理也可能會直接導致該地區的電網供電的質量不高。無功負荷能夠在電壓處于靜態過程中對電網的波動幅度產生比較大的不利影響。因此，在運行低壓配電網的過程中若通過的電壓質量不符合規定，就可能是因為無功電源過剩等因素而引起的。在這種情況下，就需要借助于設備的功能效應對無功補償和無功分配的模式來解決這一問題，因此，無功補償技術能夠在很大程度上有效的提高整個電網系統中的電能電壓質量。
（二）無功補償技術的線損影響
通常情況下，無功電流會在經過發電廠時輸入到高壓變電站之中，但是在具體輸電過程之中還需要將電流輸送到低壓變電站里，這也就導致了在進行一些遠距離電力輸送時會造成較大的電力損耗。在現階段無功補償容量的配置時，經常會因為配置不合理等原因，使得一些變電站設備需要借助重新整組電力的投切方式進而合理和有效的補償電容量.但是該種類型的補償方式經常需要通過負荷轉變的方式來及進行電網的配置，并會造成變壓器處于一種高負荷的工作狀態當中，而且變壓器的功率系數也會隨之降低時，又會使得變壓器處于一種低負荷的供電狀態，從而得到新的電力補償，并造成電網整體損耗的增加。這種補償方式還會使得電力傳輸過程中存在許多潛在風險，而一些用戶還會在運用固定電容器進行無功補償時，會因為電壓處于低負荷狀態而導致無功饋送等一些情況出現。
三、借助于無功補償技術來改善電氣自動化應用的相關策略
（一）實際案例
恒運電機在處置某水電發電廠的機組出現無功出力不足的現象時，針對這一問題，該公司決定借用無功補償技術進行解決，并保障該發電機組的正常使用以及水電發電廠的經濟效益。通過對該發電廠的機組進行檢測，發現在機組的出力值達到最大時，其出力程度只有0.88左右。而在經過了主變無損耗這一流程之后，機組的出力時的最大值也只能夠達到0.9左右。借助于這些檢測措施，能夠發現該機組在處于最大出力狀態時，會對自身的正常運行帶來一定的影響，并且會在機組處于超負荷運行這一狀態時，使機組中的定子以及轉子線圈得到提升，并直接的造成機組的絕緣迅速老化，并使得機組中的勵磁系統一種處于飽和容量這一狀態下。為了使得該水電發電廠中水電資源能夠得到合理的優化配置與管理，其增加了無功補償設置來維護發電機組的正常運行。在使用了無功補償設備之后的效果非常的顯著，借助無功補償裝置能夠使得補償容量達到約6.5KV的電壓時，補償的電容量達到7.5MVar的相對標準的程度，并能夠使得該機組滿足設計中的容量需求。在實際運行過程中，如果該水電廠同時使用三組電容器來進行發電工作，為了充分降低因為電力系統故障引起的磁場電流增加等情況的發生，因此，就需要相關的電力工作人員要保證每臺機組的電力補償容量值控制在額定值的2MVar之內。在該電廠借助于無功補償技術進行發電工作后，就有效的提升了整個電廠的電網運行穩定性與安全性，并進一步的減少了在電力傳輸過程中所產生的電力損耗，從而給該水電廠帶來了巨大的經濟效益。而且通過無功補償設備的增設，也使得該水電廠中基本上不會出現無功輸出電流不足而造成的超大有功負荷迅速提高等問題，從而使得電力機組達到國家的相關電力中的基本要求。
（二）進行用戶無功補償能力提升的相關措施
通過對無功補償技術裝備的突發故障問題的調查分析，可以看出有百分之二十的電力故障原因是無功補償裝置安裝不合理或者設備本身質量不達標，而80%故障出現的原因則是因為接觸器沒有充分的發揮出限制合閘涌流的效果，從而在一定程度上在間接和直接層面上使得電容器受損壞以及接觸器出現故障等情況。為了充分解決這一問題，就必須在無功補償技術的應用過程中充分采用以下幾點改進舉措：①在進行裝置與發電設備的日常維護過程中，需要相關的維護人員加大巡查力度，并對一些出現故障的設備進行及時的維修與更換，來確保整個電氣自動化系統能夠正常運行；②在進行無功補償設備的安裝過程中，應當根據圖紙中的設計要求以及進行無功補償控制器的具體要求來進行設備的安裝工作，并在安裝的過程中嚴格遵循各項裝置規定，從而有力的避免因裝備的安裝不合格而造成電路的重大故障；③當在實際的工作中發現一些不符合實際需求的接觸器時，應該及時的進行替換工作；④為了能夠有效的解決輸電過程中電能損耗這一問題，就需要做好其準備工作，這就要求工作人員要加強用戶層面的無功補償設備的管理和日常的維修力度，對于不存在功率考核范圍電力使用戶主，在享受到無功補償技術帶來的益處時，也應當進行有功功率損耗的配置，這樣才能夠最大限度的是內部傳輸線路里產生的能耗降到最低；⑤一般在220KV的變電站中，會具備著比較完善的無功調節功能，這就能夠在城市的用電高峰期中使得其功率因素達到0.97，而且在電力企業在進行功率因素的調節過程中，還需要針對不同地區的實際用電情況，來進行配電容量的差異化調整。而變電站借助無功補償技術在進行無功補償工作時，也需要該電力企業借助于先進的裝置與工藝，來進行補償容量的合理配置，并在該過程中充分的加強電力工作人員的職業技能培訓的力度，這樣才能夠使得在電能輸送的過程有效的避免無功率而造成的回送電流情況的發生。
四、無功補償裝置在實際運行過程中的維護措施
我國現階段所使用的無功補償裝置多是智能化裝置，并且能夠在無人值守的情況下進行自動運行。因此在進行無功補償裝置的維護時，只需要對其運行過程里的各項指標進行定期檢查，就能夠及時的發現該無功補償設備中的會出現的故障問題并予以解決處理，并對設備中已經出現的破損零部件進行及時的更換。低壓的無功補償裝置一般會利用自愈式并聯電容器的方式來進行無功補償技術進行工作，然而這種設備比較容易受到電網諧波和自然條件因素的影響，并能夠造成電容器的內部介質出現多次的自愈情況，使得電容量快速下降以及損耗增加。而一些用戶在進行無功補償的過程中依舊使用有著嚴重破損的電容器，這就直接導致了該電容器所產生的損耗值要大于正常值。因此電力企業中的維護人員就應當在進行無功補償裝備的維護工作時，對裝置中所出現的各種異常情況進行及時的處理，一些電力企業還應當定期的進行檢測損耗工作，來確保整個無功補償裝置的正常運行。
五、結語
隨著電氣自動化技術的不斷發展與進步，使得無功補償裝置也被廣泛的應用到電力系統中。借助于無功補償裝置不僅能夠有效的增加電力系統中的功率因數，還能夠降低整個用電高峰期中電網的負荷程度，從而確保該用電系統的安全與穩定運行。這也就使得在電氣自動化的發展過程中，充分利用無功補償技術已經成為了一種必然的發展趨勢。
參考文獻：
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