電力自動化中智能無功補償技術的應用

1、    電力自動化中智能無功補償技術的應用    謝冬青摘 要：電力系統(tǒng)在運行過程中，由于受到城鄉(xiāng)環(huán)境及地域特征等差異影響，導致電力長距離輸送過程中容易出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定等情況，很多非線性因素增強，對電力系統(tǒng)的安全運行構成威脅。智能無功補償技術是電力自動化的一項新興技術，該技術的出現(xiàn)解決了電力輸送中電壓不穩(wěn)定的問題，有效提升了電力自動化水平。文章就電力自動化中智能無功補償技術進行了深入探討，并詳細分析了該技術的具體應用，希望對相關部門的工作有借鑒價值。關鍵詞：電力自動化；智能無功補償；電力系統(tǒng)自動化智能無功補償技術的應用，可有效提升電力網(wǎng)絡的輸送效率與調節(jié)能

2、力，實現(xiàn)電力的穩(wěn)定輸送。智能無功補償技術應用時，需要注意的是和電網(wǎng)中各項指標相互配合，盡可能降低電力消耗，使智能無功補償技術的應用價值得到最大化發(fā)揮。1 無功補償技術在電力自動化應用中的現(xiàn)實意義電力自動化單相牽引負荷的變化十分復雜，會使整個電力系統(tǒng)的無功功率提升，在電力系統(tǒng)中會出現(xiàn)諧波，影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。為解決電力系統(tǒng)運行過程中諧波、負序及無功等幾個突出問題，國內外相關專家做了實驗和研究。但由于我國情況較為特殊，人口眾多，不可避免造成用電量的大幅提升，自動化系統(tǒng)負荷明顯比國外高，非線性因素成為我國電力系統(tǒng)的一大難題1。電力工作者要認真思考電力系統(tǒng)的發(fā)展。通過無功補償技術，可有效解決這一問

3、題，提升電力行業(yè)經濟效益的同時，促進其可持續(xù)發(fā)展。2 電力自動化智能無功補償技術的主要特點（1）電力系統(tǒng)運行時，主要運用電磁感應原理。對于發(fā)電機組而言，線圈是整個發(fā)電機組的重要部分。發(fā)電時切割磁感應線必然會產生交流電，變壓器作用時，電壓會隨之變化，同時也會受到電磁感應的影響，就能夠將電能輸送到較遠的地方，實現(xiàn)有效節(jié)能。（2）設計電力設備時，電感器一般具有阻抗和容抗的特點。這樣設計在運行過程中能夠有效避免諧波產生2。因此，設計時需要提升設計水平和運行功率。影響電力系統(tǒng)發(fā)展是否順利的因素包括電能損耗情況、電能的輸送情況等。無功補償技術為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供先導性技術支持。（3）電力自動化智能無功補

4、償技術的實質，就是在發(fā)電前將無功功率注入整個電網(wǎng)，使發(fā)電機組在運行過程中科學、有序。能夠有效控制電壓的起伏，避免電壓波動太大，對整個電網(wǎng)的安全產生威脅，同時有利于電力系統(tǒng)的管理。智能無功補償技術的一大技術特點就是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠有效、及時進行補償，緩解故障區(qū)域電力緊張情況。3 電力自動化中智能無功補償技術的主要應用設備3.1 真空斷路投切電容器真空斷路投切電容器是智能無功補償技術中的核心設備之一，此設備主要的功能是掌控電力運輸，使電力工作者及時了解電力損耗情況，從而采取有效的控制和預防措施。真空斷路投切電容器的成本低，操作簡便，在智能無功補償技術中卻發(fā)揮著核心支撐作用。真空斷路投切電容

5、器唯一的缺陷是使用時易產生電力損耗，合閘時會產生巨大電壓，會給電路造成威脅，有時還可能會對電路中的電力設備造成破壞3。3.2 可控飽和電抗器此設備是通過調節(jié)飽和情況來間接調整電力輸送，及時預防電力損耗問題。雖然此電抗器可有效控制電力系統(tǒng)功率，可在實際應用時，電流強度的變化會產生電磁效應，從而出現(xiàn)噪音。只有控制好噪音，才能使電抗器的優(yōu)勢得到最大化的發(fā)揮。3.3 有源濾波器電路運行過程中會產生負向電流，有源濾波器的功能是能夠與負向電流相抵消。有源濾波器能夠自動識別電流，根據(jù)電路中的電流情況產生相反的電流，有效降低負序電流產生的危害，延長電力設備的使用壽命?？墒牵性礊V波器的制造成本非常高，使用時也

6、需要投入較大的代價，大范圍使用有源濾波器，會使電力系統(tǒng)的運行成本增加，因此，有源濾波器一般僅在主干電路或者確實需要的支線電路上使用。3.4 固定濾波器固定濾波器的工作原理是通過調節(jié)低壓側母線的電壓來降低整個電路中的電力損失。使用固定濾波器時，需將其與電容器等設備安裝到電路中，并及時檢測電力元件的使用情況，確保安全性。電容器運行過程中，可依據(jù)電流、電壓的變化及時調整電路情況，及時進行無功補償。這里要注意的是，在使用固定濾波器時必須安裝開關，及時降低電路損耗。4 智能無功補償技術在電力自動化中的具體應用對策電力部門工作人員需要認真了解和學習無功補償設備的具體安裝與使用方法。在設備安裝完成后，要進行

7、科學、細致檢測，使設備從安裝到投入使用，整個過程能夠實現(xiàn)科學化、標準化4。4.1 要遵循智能無功補償方式原則智能無功補償需要遵循相關原則。首先要調整電網(wǎng)的電流或者電壓，這要根據(jù)電力系統(tǒng)中電路運行和連通情況進行。其次，無功補償分為動態(tài)補償和固定補償兩種，在選擇智能無功補償時需要將二者結合起來。傳統(tǒng)的固態(tài)補償方式已經不能滿足當前社會發(fā)展對電力系統(tǒng)的要求，結合電路的連通情況和電壓、電流情況調整電路運行狀態(tài)。再次，電力運輸過程中的運輸環(huán)境也會影響到電路工作情況，大量電氣設備的投入使用，加劇了電力系統(tǒng)中三相不平衡的情況，傳統(tǒng)的運行方式一般使用三相共補方式，但是，現(xiàn)在的情況已經不合適，況且單相補償又要花費

8、較高的成本。因此，選擇無功補償方式時要綜合考慮，智能綜合補償措施能夠盡可能避免電力損耗，降低運行成本，提高補償效果。然后，可選擇快速跟蹤補償方式。這是一項新技術，且已經在很多電路系統(tǒng)中被采用，這項技術和穩(wěn)定態(tài)補償技術結合起來成為無功補償?shù)难芯糠较?，是很多電力系統(tǒng)部門正在努力的方向。最后，電力系統(tǒng)工作人員要掌握和運用方法有效控制電網(wǎng)電壓，可以借鑒快速跟蹤補償方式。4.2 智能無功補償投切開關的選擇4.2.1 固態(tài)繼電器此投切開關能夠根據(jù)具體情況及時作出反應，從而有效避免可能造成的損失。此外，固態(tài)繼電器的使用壽命較長，一般短時間內不需要更換，在使用這一設備時不會對電力系統(tǒng)造成任何損失。當然，固態(tài)繼

9、電器也存在缺陷，例如：噪音很大，同時還會產生諧波，對電網(wǎng)的運行造成一定影響。4.2.2 一體化智能開關一體化智能開關的使用需要結合固態(tài)繼電器，這一設備投切速度較快，綜合了固態(tài)繼電器和接觸器的優(yōu)勢。此設備使用方便，智能化程度較高，可有效降低電力損耗。但這種智能開關制造和使用成本很高，很難在電力系統(tǒng)中大范圍推廣。上文中已經提到，工作人員一般僅在電力系統(tǒng)主干線路上使用。4.2.3 智能一體化真空開關真空開關會用到低壓真空技術，同時結合永磁技術。智能一體化真空開關能夠在電容過零時投切，能夠準確控制投切，制造和使用成本也不高，可以被大多數(shù)電力部門接受。智能一體化真空開關可靠性高，使用壽命較強，短時間內無

10、需更換。如圖1所示。4.3 智能無功補償技術對無功控制的措施智能無功補償?shù)募夹g特征是能夠控制無功技術，借助計算機設備采集三相電流和電壓，實時跟蹤電力系統(tǒng)中的無功。在搜集完無功功率后，將其轉化為可以控制的物理量。投切的限量需根據(jù)用戶設定的功率情況，然后選用合適的電容器組合使用。具體包括：科學設置電壓限制條件。設置禁切和禁投值，在這個過程中可根據(jù)無功功率大小設置投切限制；合理設置延時功能，只有設定好投切的延時時間，發(fā)揮無功補償技術對時間的控制調節(jié)作用，才能確保電路的安全穩(wěn)定運行，及時跟蹤補償情況，同時要將跟蹤補償數(shù)值設置為零。5 結語綜上，智能無功補償技術的運用使電力系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性得到大幅提升，是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。本文探討了智能無功補償技術對電力系統(tǒng)的發(fā)展的重要性及具體應用，筆者相信，在將來必定會有更多的新技術、新設備應用到無功補償技術中，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展作貢獻。參考文獻1高建軍.無功補償技術的發(fā)展歷程及其在電力自動化系統(tǒng)中的應用j.科技創(chuàng)新與應用，2012