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電氣自動(dòng)化智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用論文
電氣自動(dòng)化智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用論文
【摘 要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
本文通過(guò)對(duì)電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟�，提出了現(xiàn)階段無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用注意的問(wèn)題，并對(duì)我國(guó)電氣自動(dòng)化無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，希望為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率提供理論借鑒。
【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;無(wú)功補(bǔ)償;智能化
無(wú)論是社會(huì)經(jīng)濟(jì)還是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都離不開電力的應(yīng)用，電氣時(shí)代是社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展的重要階段。
電氣自動(dòng)化在經(jīng)濟(jì)技術(shù)的推動(dòng)下發(fā)生了很大的變化，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)是當(dāng)代電氣自動(dòng)化一個(gè)顯著特點(diǎn)，在電氣自動(dòng)化技術(shù)諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)不僅可以穩(wěn)固電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率，而且還可以提升電力系統(tǒng)的安全性，減少電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用，在最大程度上解決了電氣自動(dòng)化設(shè)備因單相電力牽引所引起的負(fù)荷變化問(wèn)題，對(duì)當(dāng)代電力的高效運(yùn)用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
一、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的概述
1.無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的含義
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，是指在電子供電系統(tǒng)中起到提升電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，它可以在一定程度上降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提升供電效率及改善供電環(huán)境。
在大的供電系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償可以用于調(diào)整電網(wǎng)電壓及提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性;而在小的電力系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償主要被用于調(diào)整三相不平衡電流。
2.無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?/p>
電力系統(tǒng)的供電功率可以分為有功功率和無(wú)功功率兩種，其中無(wú)功功率不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，為此對(duì)于一些下屬用電和配電變壓器的無(wú)功功率可以進(jìn)行就地補(bǔ)償。
無(wú)功補(bǔ)償是通過(guò)在供電系統(tǒng)中安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置的方式進(jìn)行的，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備可以與電路中的用電設(shè)備以及配電變壓器等相互抵消無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，以達(dá)到從整體上減少無(wú)功功率的目的。
它主要是把感性功率負(fù)荷與容性功率負(fù)荷裝置兩者連接在同一電路，使能量在兩種不同的負(fù)荷中間進(jìn)行相互交換，進(jìn)而使得容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償感性負(fù)荷需要的無(wú)功功率。
二、電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀及問(wèn)題
1.針對(duì)電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀的研究
當(dāng)前無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用主要包括以下三項(xiàng)內(nèi)容：一是電抗器、固定濾波器以及電容器的調(diào)壓，它主要是通過(guò)連接電器低壓母線上面的濾波器以及降壓變壓器中的低壓側(cè)母線的電壓來(lái)調(diào)節(jié)，最終達(dá)到無(wú)功出力的目標(biāo).
二是有源濾波器，它主要是讓電力電子設(shè)備產(chǎn)生和負(fù)序電流中和諧波電流相反的電流，使得該設(shè)備滿足電源的需求，達(dá)到互相抵消的目的;三是可控制飽和電抗器設(shè)備，它主要是通過(guò)對(duì)電抗器飽和的程度來(lái)調(diào)節(jié)并改變回路電流，讓感性電流將并聯(lián)濾波器里的多余無(wú)功功率抵消。
2.對(duì)于電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用存在的問(wèn)題的研究
當(dāng)前電氣自動(dòng)化中無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用存在的問(wèn)題主要包括以下三個(gè)方面：一是無(wú)功向配電網(wǎng)倒送，這在很大程度上增加了配電電網(wǎng)的功率損耗，無(wú)形中增加了配電線路的負(fù)擔(dān)，會(huì)在很大程度上導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓的偏差，產(chǎn)生大量的無(wú)功功率，尤其是那些利用固定電容器來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠脩簦陔娏ω?fù)荷呈現(xiàn)低谷的時(shí)候，很容易出現(xiàn)無(wú)功倒送的現(xiàn)象.
二是無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘颗渲貌缓侠�，一些變電站的無(wú)功補(bǔ)償電容沒(méi)有辦法按照電力負(fù)荷實(shí)際變化的需求量來(lái)實(shí)現(xiàn)就地電容的平衡，很容易出現(xiàn)低負(fù)荷的時(shí)候過(guò)度補(bǔ)償，高負(fù)荷的時(shí)候無(wú)功功率因數(shù)太低的問(wèn)題;三是很多發(fā)電廠中產(chǎn)生的大量無(wú)功潮流不斷地涌向高壓變電站，再經(jīng)由輸電線路涌向低壓變電站和中壓變電站，最終導(dǎo)致遠(yuǎn)距離輸送無(wú)功潮流現(xiàn)象的出現(xiàn)。
三、電力自動(dòng)化智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的注意事項(xiàng)
電力自動(dòng)化和智能化聯(lián)系緊密，只有二者很好的結(jié)合。
才能實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)捻樌M(jìn)行，達(dá)到節(jié)約能源，改善電網(wǎng)環(huán)境的作用。
而電力的自動(dòng)化同然能安全快捷的實(shí)現(xiàn)電力的輸送，但是在進(jìn)行智能無(wú)功補(bǔ)償時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：
1.智能無(wú)功補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償方式選擇
無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞酱笾掠芯C合補(bǔ)償、共補(bǔ)和分相補(bǔ)償 種，其中綜合補(bǔ)償就是共補(bǔ)和分相補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)合，當(dāng)補(bǔ)償容量超過(guò)60kvar時(shí)就采取此種補(bǔ)償方式。
而在智能化無(wú)功補(bǔ)償中補(bǔ)償方式的選擇有一定的原則，主要有幾點(diǎn)：第一，補(bǔ)償方式動(dòng)靜結(jié)合;第二，共補(bǔ)和分相補(bǔ)償相結(jié)合;第三，做到補(bǔ)償?shù)目焖俸头�(wěn)定，采取機(jī)動(dòng)靈活的補(bǔ)償方式可以更好的實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。
2.投切開關(guān)的選擇
現(xiàn)在較為先進(jìn)的投切開關(guān)大致有幾種“過(guò)零觸發(fā)固態(tài)繼電器、機(jī)電一體化的復(fù)合智能開關(guān)、機(jī)電一體化的智能真空開關(guān)”，這三種開關(guān)各有優(yōu)缺點(diǎn)。
固態(tài)繼電器是通過(guò)半導(dǎo)體與電子元件的光、電和磁的特性來(lái)進(jìn)行隔離與斷電的.而過(guò)零觸發(fā)則是在正弦的交流電壓處于零點(diǎn)時(shí)進(jìn)行斷電.可以承受較大電流.而且在觸發(fā)之后消除了電壓和電流的沖擊，使用壽命加長(zhǎng)，然而會(huì)產(chǎn)生一些諧波和功率損耗。
機(jī)電一體化復(fù)合智能開關(guān)則是將固態(tài)的繼電器和和交流的接觸器相并聯(lián)，使投切更加快速精確，但成本較高。
機(jī)電一體化智能真空開關(guān)的可靠性較高，使用壽命也較長(zhǎng)。
這三種開關(guān)中。
真空開關(guān)因其可靠性能高和壽命較長(zhǎng)的特點(diǎn)，較適合用于智能無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備之中。
3.精確計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償?shù)膮?shù)
電力自動(dòng)化智能無(wú)功補(bǔ)償是依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)控制和調(diào)節(jié)電網(wǎng)功率數(shù)的，這種智能化的前提就是對(duì)無(wú)功補(bǔ)償參數(shù)的精確計(jì)算。
這些參數(shù)計(jì)算主要包括三大類：第一，實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償之前的電網(wǎng)線路功率因數(shù)的計(jì)算，這要通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)的無(wú)功電量和有功電量的比率來(lái)進(jìn)行計(jì)算;第二，通過(guò)電流最大值最小值、電壓和功率因數(shù)來(lái)計(jì)算出有功功率的最大值和最小值;第三，算出補(bǔ)償容量的最大和最小值，這是實(shí)現(xiàn)智能無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖铌P(guān)鍵參數(shù)，一定要保證其精確性。
四、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
1.無(wú)涌流電容投切器
無(wú)涌流電容投切器是一種采用智能控制策略的無(wú)功補(bǔ)償裝置該裝置的特點(diǎn)有：a.無(wú)涌流，允許頻繁操作;b.跟蹤響應(yīng)時(shí)間快，動(dòng)態(tài)跟蹤時(shí)間0. 02～0.2s;c.采用編碼循環(huán)方式投切電容器，可均勻使用電容器，從而延長(zhǎng)整個(gè)裝置的使用壽命;d.具有過(guò)壓保護(hù)、缺相保護(hù)及諧波分量超限保護(hù)等多種保護(hù)功能;e.只在投切動(dòng)作瞬間耗電，平時(shí)不耗電，降低了成本，真正達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的等，這些優(yōu)點(diǎn)，正成為了低壓供電系統(tǒng)無(wú)功功率補(bǔ)償領(lǐng)域的重要途徑之一。
2.靜止無(wú)功發(fā)生器
靜止無(wú)功發(fā)生器將功率開關(guān)構(gòu)成的三相橋式變流電直接或通過(guò)電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上，通過(guò)電壓源逆變技術(shù)提供超前或滯后的無(wú)功功率，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。
由于SVG具有直流電容量較小、成本較低、能調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓、在電壓很低的情況下仍能輸出額定無(wú)功電流等優(yōu)點(diǎn)，由此可顯示SVG是未來(lái)靜止無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展的主要方向。
3.電力有源濾波器
電力有源濾波器是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無(wú)功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償。
目前，電力有源濾波器的研究仍存在著電流中有高次諧波、單臺(tái)容量低、成本較高等問(wèn)題。
隨著電力半導(dǎo)體器件向大容量、高頻化方向發(fā)展，這類既能補(bǔ)償諧波又能補(bǔ)償無(wú)功的裝置必然有很好的前景。
4.綜合潮流控制器
綜合潮流控制器將一個(gè)由晶閘管換流器產(chǎn)生的交流電壓串入并疊加在輸電線相電壓上，使其幅值和相角皆可連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)線路有功和無(wú)功功率的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，并可提高輸送能力以及防止系統(tǒng)振蕩。
UPFC技術(shù)是目前電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)的最新發(fā)展方向，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行將帶來(lái)重要的影響。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷更新進(jìn)步，無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，將會(huì)體現(xiàn)出更多更成熟的自動(dòng)化、智能化的應(yīng)用。
無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，將在電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中不斷完善，真正實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)用，不斷促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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