無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探討

1、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探討摘要：近些年來，隨著不斷對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的借鑒與結(jié)合，我國(guó) 的電氣自動(dòng)化對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)和諧波綜合治理方法進(jìn)行了多種 深入研究。本文通過總結(jié)歸納無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng) 用，為深入研究提供理論參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償 電氣影響隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)及其設(shè)備在社會(huì)各部門和領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 電力電子設(shè)備在電網(wǎng)中廣泛使用，使得動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（快速跟蹤無(wú) 功補(bǔ)償）與諧波治理的問題日益突出，系統(tǒng)屮常常會(huì)出現(xiàn)含有諧波, 且負(fù)荷變化較大的工況，傳統(tǒng)的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償及靜態(tài)無(wú)源濾波裝置 無(wú)法滿足這一需求。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用為這問題的解決提 供了可行的途徑1。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

2、可根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷情況實(shí) 時(shí)在線投切1-c濾波器組，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速跟蹤補(bǔ)償系統(tǒng)基波無(wú)功， 同時(shí)濾除諧波無(wú)功1。1、無(wú)功補(bǔ)償及其特點(diǎn)1.1無(wú)功補(bǔ)償及作用無(wú)功補(bǔ)償是指為滿足電力網(wǎng)和負(fù)荷端電壓水平及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求 必須在電力網(wǎng)和負(fù)荷端設(shè)置的無(wú)功電源如電容器、調(diào)相機(jī)等。1.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)企業(yè)中的異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等電感性負(fù)荷是取用無(wú)功功率最多 的設(shè)備。取向電網(wǎng)的無(wú)功功率量，異步電動(dòng)機(jī)占60%左右；變壓器 占20%左右；整流設(shè)備、電抗器及架空供電線路等占20%左右。因 此，可以得出結(jié)論，企業(yè)的無(wú)功功率主要消耗在異步電動(dòng)機(jī)、變壓 器和架空供電線路中。為了補(bǔ)償企業(yè)供用電設(shè)備所需的無(wú)功功率， 采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)無(wú)功

3、補(bǔ)償方式，提高企業(yè)的用電功率因數(shù)，使企業(yè) 的供用設(shè)備經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行。2、電力無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)2. 1電力負(fù)荷的功率因數(shù)功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中通過線路、變壓器的視在功率供給有功功 率所占百分?jǐn)?shù)。在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，希望功率因數(shù)越大越好，如能 做到這一點(diǎn)，則通過電力設(shè)備的視在功率將大部分用來供給有功功 率，以減少無(wú)功功率的傳輸，減少有功功率損耗。適當(dāng)提高用戶的 功率因數(shù)，充分發(fā)揮供電設(shè)備改善電壓質(zhì)量。在這種情況下，當(dāng)q 為零時(shí)，則其功率因數(shù)為1。因此，提高功率因數(shù)實(shí)際上是減少用 電設(shè)備的無(wú)功功率需要量2。2. 2并聯(lián)電容器補(bǔ)償無(wú)功功率的作用及方法（1）并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔糜秒娙萜鬟M(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是提高用電負(fù)

4、載的功率因數(shù)，既能降低電 網(wǎng)線損，又能提高電壓質(zhì)量的一種普遍應(yīng)用的重耍的節(jié)電措施和優(yōu) 質(zhì)供電的措施。因此無(wú)功補(bǔ)償降低電網(wǎng)線損和降低電壓損耗的計(jì)算 方法具有普遍性。提高功率因數(shù)既能降低電網(wǎng)的有功功率損耗，又 能降低電網(wǎng)的無(wú)功功率消耗，同時(shí)又提高了變壓器和電力線路的容 量利用率和減少電壓降。并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接與被補(bǔ)償設(shè)備并 接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方法所用的電容器稱 作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。（2）無(wú)功補(bǔ)償電壓的調(diào)整并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投入與切除都要引起變壓器負(fù)載側(cè)電壓的變 化，因此可以通過電容器投入與切除來提高變壓器負(fù)載側(cè)的電壓質(zhì) 量，下面分別給出電容器的投入與

5、切除對(duì)變?nèi)萜鬟M(jìn)行電壓調(diào)整的計(jì) 算式。 電容器投入對(duì)變壓器負(fù)載側(cè)電壓的調(diào)整在電容器投入前變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)為，負(fù)載側(cè)電壓值為u20,而當(dāng)電容器投入后負(fù)載功率因數(shù)提高為，則電容器投入后負(fù)載側(cè)電壓值增加為u2+,其計(jì)算式：式中：u2n變壓器負(fù)載側(cè)額定電壓，kv；ul變壓器電源側(cè)運(yùn)行電壓，kv；ux變壓器電源側(cè)運(yùn)行電壓分接頭值，kv； 電容器切除對(duì)變壓器負(fù)載側(cè)電壓值的調(diào)整在電容器切除前變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)為，負(fù)載側(cè)電壓值為u20,而當(dāng)電容器切除后負(fù)載側(cè)功率因數(shù)下降為，則電容器切除后負(fù)載側(cè)電壓值下降為，則電容器切除后負(fù)載側(cè)電壓值下 降為u2-,其計(jì)算式：3、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用3. 1主要

6、方案3. 1. 1真空斷路器投切電容器這種補(bǔ)償方式中電容器組利用高壓母線上電壓互感器的一次繞組 電阻放電，一般不裝設(shè)專門的放電裝置。為防止電容器高壓擊穿， 在電容器組中接有熔斷器fu作為短路保護(hù)。為降低電容器組在合 閘時(shí)產(chǎn)生的沖擊涌流及防止電容器組與線路電感發(fā)生串聯(lián)諧振，可 串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍蛊鳌Ｋ苡行У貙?duì)高壓母線前主變壓器、高壓線路 及電力系統(tǒng)無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，能有效地提高工廠的功率因數(shù)，而 且總投資少。3. 1. 2固定濾波器和晶閘管調(diào)節(jié)電抗器固定濾波器按諧波要求設(shè)計(jì)，反并聯(lián)晶閘管與電抗器串聯(lián)，通過 改變晶閘管觸發(fā)角來調(diào)節(jié)流過電抗器的感性電流，使其與并聯(lián)濾波 器中多余的容性無(wú)功補(bǔ)償電流平衡，

7、滿足功率因數(shù)要求。優(yōu)點(diǎn)是固 定濾波器長(zhǎng)期投人，需要的晶閘管數(shù)量少，響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)性能 好，缺點(diǎn)是ter也產(chǎn)生諧波2。3. 2變電站無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)變電站是一個(gè)供電區(qū)域的供電屮心，用不同電壓等級(jí)的配電線路 向用戶供電。按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，配電線路和電 力用戶應(yīng)該基本達(dá)到無(wú)功功率平衡，不向變屯站索取無(wú)功電力。容 性無(wú)功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償主變壓器無(wú)功損耗為主，并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè) 的無(wú)功補(bǔ)償。容性無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量可根據(jù)主變壓器容量來確 定，可按主變壓器容量的10%30%配置，并滿足35llokv主變壓 器最大負(fù)荷時(shí)，其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0. 95的要求。當(dāng)主變壓 器單臺(tái)容量為40mva及以上

8、吋，每臺(tái)主變壓器應(yīng)配置不少于兩組的 容性無(wú)功補(bǔ)償裝置。3. 3配電線路的無(wú)功補(bǔ)償電力網(wǎng)中，配電線路數(shù)量很多，其線損約占總線損的60%-70%。因 此，對(duì)配電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，降低配電線路的功率損耗十分重要。 對(duì)配電線路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，在美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用 。分支線路補(bǔ)償法的基木原則是以分支線路的無(wú)功功率平衡為主， 對(duì)分支線路的無(wú)功消耗進(jìn)行補(bǔ)償，盡可能減少分支線路向主干線索 取無(wú)功，從而減少無(wú)功損耗：（1）以分支線路所帶配電變壓器的空 載無(wú)功損耗來確定分組補(bǔ)償容量；（2）選擇負(fù)荷較大的分支線確定 補(bǔ)償點(diǎn)；（3）對(duì)于小分支和個(gè)別的配電變壓器，可視為主干線上的 近似均勻分佰負(fù)荷可按需要確定補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償容量（補(bǔ)償空載無(wú) 功損耗）；（4）所有配電變壓器的負(fù)載無(wú)功損耗均以用戶自主補(bǔ)償 為主，如果用戶未進(jìn)行補(bǔ)償或補(bǔ)償容量不足，仍需向主干線索取無(wú) 功。從以上分析可見，線路的補(bǔ)償容量是按配電變壓器的空載無(wú)功 損耗來確定的。帶上負(fù)載以后，如果用戶補(bǔ)償設(shè)備投人不足，線路 就會(huì)處于欠補(bǔ)償狀態(tài)。這雖然不是最優(yōu)補(bǔ)償方式，但可以達(dá)到補(bǔ)償 無(wú)功需求量70%左右的水平，對(duì)于目前我國(guó)的配電線路來