电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用 焦富鹏

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2018/5/8来源:《电力设备》2017年第36期文/焦富鹏
[导读]摘要:无功补偿技术在电气自动化系统中起着十分重要的作用,无功补偿通过对无功潮流分布的调整能够在最大限度上降低电气自动化运行中的能耗损失,保证电压始终在良好的运行状态,同时,电气自动化无功补偿技术的应用还能够改善人们的生活水平,促进国家经济建设发展。

        (国网陕西省电力公司渭南供电公司  陕西渭南  714000)
        摘要:无功补偿技术在电气自动化系统中起着十分重要的作用,无功补偿通过对无功潮流分布的调整能够在最大限度上降低电气自动化运行中的能耗损失,保证电压始终在良好的运行状态,同时,电气自动化无功补偿技术的应用还能够改善人们的生活水平,促进国家经济建设发展。但是考虑到无功补偿在应用操作中涉及到的内容较多,操作起来存在很大的难度,且我国对无功补偿技术的研究还处于初步阶段,电气自动化无功补偿技术的应用发展任重而道远,鉴于此,电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用进行了分析探讨,仅供参考。
        关键词:GIS技术;配电管理;应用
        一、无功补偿
        电气自动化系统中利用无功补偿技术可以不仅起到减少线路输送及供电变压器损耗的作用,同时还可使功率因素得到有效提升,实现供电环境的改善和供电效率的提高。
        无功补偿技术即是在电能运输过程中尽量降低热转化以及提高供电稳定性的技术。相关研究显示,造成电能浪费的根本原因在于交流电在通过负载(纯电阻性)时,电能会被转化成热能,造成电能传输中断。解决这一问题需要研究不同元素所组成的导电体之间的导电能力差异。根据现有的研究成果,交流电运输在通过纯感性或纯容性负载材料时,能源消耗为零。但现阶段并未发现任何可能的纯感性或纯容性负载,目前,世界范围内的研究方向都集中在最大限度提升混合性负载中纯感性或纯容性负载所占的比例,从而减少交流电通过负载时转化的热能,降低损耗,提升利用率。
        二、无功补偿技术分析
        1、真空技术
        真空断路投切电容器是当前的电气自动化系统中较为典型的真空应用技术,这个设备的设计、制造、使用均比较简单,且相应的投资成本也较低,但在实际的应用运行中,该设备存在的明显弊端就是在合闸时产生较高的电压,严重影响设备的使用效率。此外,这个设备的使用寿命很短,如果长时间频繁的操作会加速其老化与报废速度,因此需要有节制地操控。
        2、可控饱和电抗器技术
        这种设备的应用功能是通过调节设备的饱和度来控制电流的整个回路,使电流满足电气自动化系统的需要。此外,并联电路中的滤波器的运行过程中会形成较多的无功功率,在电抗器的作用下,这些无功功率将与感性电流相融合,对整个系统的运行过程提供保障。该设备解决了电气自动化系统的长期投入的问题,但该系统的运行过程会有一些谐波产生,并且会有严重的噪声,导致设备的损害程度增大,不能实现长期的持续使用。
        3、有源滤波器技术
        有源滤波器技术会被应用于电气自动化系统中,是由于其可以在电力电子装置的使用过程中,促进其产生与负序电流及谐波相反的电流,使三者之间相互融合、相互消除,进而满足电源要求。这种设备具有调节速度快、补偿灵活,以及可以控制系统中谐振现象的产生的优势,得到了科研人员一定的认可,但其具有较高的制造与应用成本,因此在目前的电气自动化中的应用也有所限制。
        4、固定滤波器和晶閘管调节电抗器
        固定滤波器按谐波要求设计,反并联晶闸管与电抗器串联,通过改变晶闸管触发角来调节流过电抗器的感性电流,使其与并联滤波器中多余的容性无功补偿电流平衡,满足功率因数要求。优点是固定滤波器长期投人,需要的晶闸管数量少,响应速度快,调节性能好,缺点是tcr也产生谐波。
        5、配电线路的无功补偿
        分支线路补偿法的基本原则是以分支线路的无功功率平衡为主,对分支线路的无功消耗进行补偿,尽可能减少分支线路向主干线索取无功,从而减少无功损耗:(1)以分支线路所带配电变压器的空载无功损耗来确定分组补偿容量;(2)选择负荷较大的分支线确定补偿点;(3)对于小分支和个别的配电变压器,可视为主干线上的近似均匀分佰负荷.可按需要确定补偿点和补偿容量(补偿空载无功损耗);(4)所有配电变压器的负载无功损耗均以用户自主补偿为主,如果用户未进行补偿或补偿容量不足,仍需向主干线索取无功。从以上分析可见,线路的补偿容量是按配电变压器的空载无功损耗来确定的。带上负载以后,如果用户补偿设备投人不足,线路就会处于欠补偿状态。这虽然不是最优补偿方式,但可以达到补偿无功需求量70%左右的水平,对于目前我国的配电线路来讲,能做到也不容易了。
        三、电气工程及其自动化无功补偿技术的实际应用
        1、构建真空断路器
        应用无功补偿技术把合闸管与滤波器固定住,使得二者进行有机融合,使其在原基础上构成无功补偿设备,在实际工作中应用其结合体,可以确保滤波器的无功补偿所出现的电流是平稳的,从而达到电力自动化的是指需求,且还能在较短的时间融合系统和电压来对电气自动化开展无功补偿工作,在对电气自动化开展推广工作时,需要规避一些没有必要损耗的能量。
        2、对客户的无功补偿
        通常情况下对用户进行务工补偿的方法两种,第一种是进过补偿,就是将电力功率的因素与国家电力单位所规定的指数是相同的,并且还能获取到更多补偿,因对有关政策的大力宣传,来提高社会公众的节能意识,从而实现对用电客户的务工补偿。第二种是在对用户所利用的电网进行配电过程中利用无功补偿技术,以此来降低无功消耗,以此来确保电能资源浪费处于最小化,从而降低用户的电费支付。
        3、对回路电流的无功补偿
        通过固定滤波器的利用来对电感器中的磁能的状态进行调节,这样便可以实现对回路的电流进行改变,从而实现无功补偿的目的。在回路中所出现的感性电流是可以与多余的电容进行互抵的,以此来达到电流平衡的状态,带其稳定之后,可以将电抗器与滤波器的电压串联到一起,之后在利用变压器对其进行调节,同时需要降低侧母线的电压,基于此完成无功补偿的目的。
        4、加强并联混合有源滤波器等技术和设备的应用
        无功补偿技术在电气自动化中的应用,相关工作人员要充分掌握国内外先进的无功补偿技术和设备,满足无功补偿的内在需求,所以要加强并联混合有源滤波器等技术与设备的应用,这一技术主要是无源滤波器与有源滤波器的整合,通过注入方式对谐波进行无功补偿。
        例如:某广播电视中心内部设置有诸多可控硅调光设备、调音台电源以及舞台设备的电子设备的应用。在避免谐波不良问题时,该广播电视中心在1000平方米演播厅、500平方米演播厅等配电室分别安装并联混合有源滤波器。通过结合各个负荷容量大小来进行谐波电流大小的计算,配置有源滤波器,电压畸变率往往控制在5%以下,大幅度降低了谐波电流有效值,满足国家相关标准,进而提升了电能利用效率。
        结束语
        代化科技的不断发展与进步极大地推动了无功补偿技术在电气自动化中的应用,已经成为了电气行业内部普遍关注的焦点性话题。加强无功补偿技术的应用,能够稳步提升电气自动化系统的效率,实现电力资源的高效利用与配置。本文主要针对无功补偿技术在电气自动化中的应用展开深入的研究,以供相关人士的借鉴。
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