無功補(bǔ)償技術(shù)是通信、電腦網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)集成,該項(xiàng)技術(shù)的快速推廣和發(fā)展依賴于現(xiàn)代社會對電氣線路穩(wěn)定性的要求,作為主要的無功補(bǔ)償技術(shù)的元器件,電容、電感設(shè)備利用自身存電放電的基本特性調(diào)節(jié)電氣線路中的不穩(wěn)定的電壓沖擊,有效保護(hù)用電設(shè)備的安全以及減少無功電能的損失。
一、引言
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用電企業(yè)的電氣設(shè)備不斷增加,對電氣線路的依賴增加,對電網(wǎng)供電能力和電壓穩(wěn)定性提出了更為嚴(yán)格的要求,無功補(bǔ)償技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要原因就是用電企業(yè)對電網(wǎng)穩(wěn)定性要求更加嚴(yán)格。此項(xiàng)技術(shù)涉及到通信、電腦網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),例如,一個(gè)擁有多臺大功率用電設(shè)備的用電企業(yè),其多臺大功率用電設(shè)備的交替使用,勢必造成接電線路的電壓不穩(wěn),產(chǎn)生大量的無功功率,降低接電線路的電壓,產(chǎn)生大量的無為的電能消耗,同時(shí)伴隨電能轉(zhuǎn)化成熱能釋放,無功補(bǔ)償技術(shù)就是利用相關(guān)設(shè)備,控制有關(guān)的電子設(shè)備,對電網(wǎng)中的電流電壓進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)。
二、無功補(bǔ)償技術(shù)的相關(guān)概念及技術(shù)要點(diǎn)[1]
電容、電感設(shè)備是屬于電氣自動(dòng)化技術(shù)的常用設(shè)備,這樣就出現(xiàn)了設(shè)備工作狀態(tài)下有功電能的消耗的同時(shí),還存在很多無功電能的損失,無功電能損失的主要指標(biāo)是無功功率,這種功率在電網(wǎng)中存在,一方面產(chǎn)生大量的電能損失,另一方面將會造成較大的電壓降。
現(xiàn)在的企業(yè)中大量的高功率用電設(shè)備頻繁的開關(guān)將造成電網(wǎng)的電壓負(fù)荷沖擊,造成電壓較大范圍波動(dòng),不夠穩(wěn)定,不僅損壞電氣設(shè)備的硬件,而且造成大量的電能無功損耗,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電網(wǎng)斷電,電氣設(shè)備短路等情況。
如何對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償呢?首先,確定補(bǔ)償量的適合區(qū)間,補(bǔ)償量是電能補(bǔ)償?shù)闹匾笜?biāo)之一,合理化的補(bǔ)償量將實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償?shù)闹悄芑a(bǔ)償量的計(jì)算是比較繁瑣,但計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)大大簡化了工作量;其次就是選擇不同的補(bǔ)償手段,現(xiàn)代社會由于更多的科學(xué)技術(shù)的引進(jìn),補(bǔ)償手段也多元化了,常見的補(bǔ)償手段有三相共補(bǔ)、分相補(bǔ)償、綜合補(bǔ)償,[2]實(shí)際補(bǔ)償是根據(jù)具體情況具體分析選擇的;然后就是選取補(bǔ)償?shù)燃?,作為補(bǔ)償?shù)碾姎庠O(shè)備――電容型號是有所不同的,補(bǔ)償級數(shù)高的,補(bǔ)償精度就高,但同時(shí)其體積可能就會很大,成本也就更高,選擇補(bǔ)償?shù)燃壱彩且唧w問題具體對待;最后,選擇切投方法,優(yōu)化和壓縮相關(guān)設(shè)備,提高運(yùn)用的安全性,將容比分解到各個(gè)電容器中,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制其切投量。
三、無功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題及原因探究
在電氣自動(dòng)化技術(shù)中,無功補(bǔ)償?shù)淖饔檬滞怀觯窃趯?shí)際應(yīng)用中存在許多問題:首先是遠(yuǎn)程輸電線路中有大量的無功電流,發(fā)電廠到高壓變電站,再到低壓變電站,這些電流一路前進(jìn),始終存在。其次就是用與無功補(bǔ)償?shù)碾娙菰O(shè)備分配不均,有一部分采用整題切投,從設(shè)計(jì)之初就沒有打算按照具體的補(bǔ)償量,實(shí)際補(bǔ)償,有時(shí)會出現(xiàn)補(bǔ)償出高壓力的現(xiàn)象;最后一個(gè)問題就是無功電流逆向反送,這種現(xiàn)象加大輸電線路的損耗,造成更大的壓力。
四、存在的問題提出一些建議
上述三個(gè)方面的問題,究其緣由分析,認(rèn)為無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:首先,建立變電站所的無功補(bǔ)償?shù)碾娙萘浚莆盏谝皇仲Y料,為有效分配電容量奠定基礎(chǔ),知道補(bǔ)償量產(chǎn)生缺口到哪個(gè)站所可以補(bǔ)償?shù)剑a(bǔ)償量過剩后,再次分配時(shí),知道進(jìn)一步優(yōu)化的站所在哪,從而精確平衡補(bǔ)償電容量;其次要重視無功補(bǔ)償問題,負(fù)荷電流在經(jīng)過變壓器或者線路的時(shí)候會產(chǎn)生電能損耗和功率,功率因數(shù)直接影響電網(wǎng)所需功率,因數(shù)低則所需功率就多,線路產(chǎn)生的損耗就大,因此提高功率因數(shù)是減少線路損耗,達(dá)到節(jié)能目的的重要方法;最后就是加強(qiáng)培訓(xùn)教育,組織用電大戶參加無功損失方面的培訓(xùn),只有用電大戶進(jìn)一步了解了無功損失的危害以及無功補(bǔ)償?shù)谋匾?,他們才能在生產(chǎn)過程中重視該問題,盡可能減少無功電能的產(chǎn)生,這是一個(gè)雙贏的事情,只要營造了良好的減少能耗的氛圍,電網(wǎng)的穩(wěn)定性才能有進(jìn)一步保證。[3]
五、無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用[4]
我國的無功補(bǔ)償技術(shù)研究已經(jīng)經(jīng)歷的幾十年的發(fā)展,隨著科技的發(fā)展,我國的無功補(bǔ)償技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用較為廣泛,如靜止無功功率發(fā)生器、統(tǒng)一潮流控制器、有源電力濾波器等等。[4]
?。ㄒ唬┩秸{(diào)相機(jī),它是指當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)荷空載運(yùn)行時(shí),并專門向電網(wǎng)輸送無功功率的裝置,也是一種動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。同步調(diào)相機(jī)在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí),它向系統(tǒng)供給感性無功功率而起到無功電源的作用,能提高系統(tǒng)電壓,在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí),它從系統(tǒng)吸收感性無功功率而起到無功負(fù)荷的作用,可降低系統(tǒng)電壓,自上世紀(jì)50年代左右,同步調(diào)相機(jī)已初步應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電壓和無功功率的控制當(dāng)中,并主要裝設(shè)在變電所,和變壓器相連接。[3]
(二)靜止無功功率補(bǔ)償器,它是指其輸出隨電力系統(tǒng)特定的控制參數(shù),而變化的并聯(lián)連接的靜止無功功率發(fā)生裝置或無功功率吸收裝置,主要包括了飽和電抗器、晶閘管控制電抗器和晶閘管投切電容器,和同步調(diào)相機(jī)相比,靜止無功功率補(bǔ)償器是一種完全靜止的設(shè)備,但是其無功補(bǔ)償?shù)倪^程是動(dòng)態(tài)的,即可根據(jù)系統(tǒng)無功功率的需求或者電壓的變化,來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償。[4]
?。ㄈ┙y(tǒng)一潮流控制器,它是在一臺靜止無功功率補(bǔ)償器和一臺靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器復(fù)合而成的,具有一個(gè)共同統(tǒng)一控制系統(tǒng)的新型潮流控制器 通過統(tǒng)一潮流控制器,不僅可以連續(xù)改變輸出電壓的幅值和相位,而且可以實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備及線路無功功率、有功功率潮流的控制。[5]
四、結(jié)語
隨著科技的進(jìn)步,社會的發(fā)展,電力資源的缺口將進(jìn)一步增大,用電設(shè)備對電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性要求越來越嚴(yán)格,新技術(shù)不斷被引入無功補(bǔ)償技術(shù)中,為其發(fā)展拓展了空間,與此同時(shí),該技術(shù)進(jìn)一步升級換代需要從業(yè)者進(jìn)一步探討和研究,新型的無功補(bǔ)償技術(shù)必定為我國電網(wǎng)供電穩(wěn)定性、可靠性提供更好的保障。