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電氣自動化中的無功補償技術論文
電氣自動化中的無功補償技術論文
摘要：隨著社會主義市場經濟的發展以及科學技術的進步，電氣自動化技術的應用越來越廣泛。
但在現實生活中，有很多不利的因素影響著電力系統的正常運轉。
因此，在電氣自動化應用的過程中，將無功補償技術應用其中，不僅可以提升電氣自動化技術的經濟性與安全性，而且可以減少電力浪費現象的發生。
關鍵詞：電氣自動化;無功補償技術;應用研究
0 引言
隨著時代的進步與社會經濟的發展，我國電力事業逐步進入一個黃金發展的時期。
電氣自動化技術作為電力系統中的重要組成部分，在社會經濟各個領域的發展過程中都起著重要地促進作用。
但在現實的生產與生活中，電氣自動化技術在應用過程中存在著一些問題與矛盾，嚴重影響著電力系統與企業的正常發展。
本文將從電氣自動化與無功補償技術的角度才出發，對電氣自動化中的無功補償技術進行研究。
1 關于電氣自動化技術的概述
電氣自動化，是指涉及電氣設備、電氣技術、自動化設備的原理與分析方法、電力自動化技術的技術。
它所涉及的科目包括：工程數學、電力基礎、數字電子技術、C語言程序設計、電力電子技術、計算機文化基礎、高等數學以及自動檢測技術等。
2 關于無功補償技術的研究
2.1 無功補償的含義 無功補償的含義，就是指在電子供電系統中起著提升電網功率因數的作用，它可以在很大程度上降低輸送線路及供電變壓器的損耗，提升供電系統的供電效率及改善供電環境。
在小的電力系統中，無功補償主要被用于調整三相不平衡電流，在大的供電系統中，無功補償可以用于調整電網電壓及提升電網的穩定性。
2.2 針對無功補償的工作原理的研究 無功補償的工作原理的主要表現是：電力系統的供電功率可以分為有功功率和無功功率兩種，其中無功功率不能進行遠距離的傳輸，為此對于一些下屬用電和配電變壓器的無功功率可以進行就地補償。
無功補償是通過在供電系統中安裝無功補償裝置的方式進行的，無功補償設備可以與電路中的用電設備以及配電變壓器等相互抵消無功功率，提高功率因數，以達到從整體上減少無功功率的目的。
其主要是把容性功率負荷裝置與感性功率負荷兩者連接在同一電路，使能量可以在兩種不同的負荷中間進行相互交換，從而使得容性負荷輸出的無功功率補償感性負荷需要的無功功率。
2.3 無功補償技術的實現路徑 無功補償技術的實現路徑主要包括以下四項內容：一是晶閘管調節的電抗器與固定濾波器的有效結合;二是電容器、固定濾波器以及電抗器調壓技術的有效結合;三是可飽和的電抗器與固定的濾波器相結合;四是電抗器與固定電容器相結合形成單調諧濾波器。
3 針對電氣自動化中無功補償設計與裝置的研究
3.1 無功補償技術中有關設計的要求 無功補償技術中設計的基本要求包括以下三個方面：
一是在以電力電容器為主要的無功補償裝置的時候，要堅持平衡原則作為設計的主要原則，一些高壓的無功負荷需要通過高壓電容器進行適當的補償，而低壓的無功負荷則需要低壓的電容器對其進行補償。
二是在設計變壓器數量、電動機選擇以及相對容量的時候，要不斷地降低電線線路的感抗，同時也可以通過空歇工作制的設備的選用與同步電動機聯合，達到用電單位中自然功率的因素逐漸提升。
三是35KV或者10KV的高壓供電企業可以利用低壓補償的方式進行無功補償，其中的高壓測功率要安全符合供電企業的設計要求;四是可以采用并聯電力的電容器來完成無功補償裝置設計的目標。
3.2 無功補償技術中裝置的研究 無功補償技術中裝置主要包括以下三個重要組成部分：
首先是為機械式投切電容器與晶閘管投切電容器主要內容的無功補償裝置，這項裝置相對比較適合采石場碎石機等一些大功率的地方，具有很強的沖擊性與經濟性。
這項裝置不僅滿足了負荷補償的動態需求，而且又可以滿足負荷補償的靜態需求。
另外這項裝置又可以在低成本的前提下，滿足電氣自動化對穩定與可靠的需求。
其次是高壓并聯的電容器，這是一種運用機械開關對并聯電容器進行科學投切的無功補償設備。
其中的原理就是通過高壓并聯電容器自動或者手動地對交流接觸器或者控制器進行科學投切。
在投切的過程中會產生很強的合閘電流，因此，在實踐過程中，高壓并聯電容器不能過度頻繁地進行投切操作。
三是晶閘管投切電容器主要是通過自動控制技術來完成電網中無功電流的快速監測，并通過試驗手段對其中的數據進行正確地判斷與對比之后，將得出的結論信息通過晶閘管傳輸出去。
接著利用晶閘管投切電容器的無功補償裝置來完成自動控制的操作。
4 針對如何選擇電氣自動化技術中無功補償裝置的探究
電氣自動化技術在社會經濟發展中的各個領域都有著不同程度上的應用，對社會經濟的發展做出了突出的貢獻。
要在不同的領域中選擇正確的無功補償裝置，是當前擺在人們面前一項重大而又艱巨的的任務。
因此，要在選擇的過程中，堅持實事求是、以人為本的原則，認真分析用電客戶的負荷特征，然后再根據不同的用電負荷，選擇正確的無功補償裝置。
其方式包括以下三種：
首先是機械式投切電容器，它適合以連續工作制為核心的工業企業，這些類型企業的用電設備的運行周期很長，但用電的負荷相對平穩，無功負荷沒有什么變化。
這樣就可以把它安裝在低壓的配電室中進行集中的無功補償。
比方說，冶金車間、化工車間、港口碼頭、電氣化的鐵路以及礦山等間歇性波動或者無功功率大的項目。
其次是晶閘管投切電容器與機械式投切電容器，兩者的聯合使用，非常適用于大型的商場、高層的住宅區以及寫字樓。
因為這些建筑內擁有很多電梯、大功率電器以及單相的負荷，耗損的無功負荷很多。
將這兩種電容器結合使用，就可以在最大程度上滿足建筑物對電力負荷的需求。
比如說，擁有大量電腦的辦公室、豪華酒店的電梯以及大型商場的照明設備與空調設備。
三是晶閘管投切電容器，它主要適合擁有大量沖擊性符負荷的電流，或者無功負荷瞬間變大的地方。
它可以在最大程度上補償損耗的無功負荷。
比如說，金屬加工車間，這些車間擁有大量的電焊機與沖擊機床。
5 針對無功補償技術在電氣自動化應用中存在問題的研究
5.1 問題之一——無功補償技術在電氣自動化中應用中存在問題 無功補償技術在電氣自動化中應用中存在問題的主要表現包括以下兩個方面：首先是很多企業在電氣自動化技術與相關設備運行的過程中，沒有科學合理地配置無功補償的容量。
有些變電站的無功補償電容是整個機組的投切，完全沒有辦法按照負荷的實際變化需求來完成就地平衡的目標。
在這種情況下，很容易出現高負荷時無功補償的功率低，低負荷時無功倒送的狀況。
其次是在發電企業中有很多無功潮流不斷地涌向高壓的變電站，通過輸電線路不斷地輸送到中壓變電站與低壓變電站，在這個過程中就很容易出現遠距離運輸無功潮流問題。
5.2 問題之二——無功補償方式存在問題 無功補償方式存在的問題包括以下四項內容：
首先是補償方式問題：是當前很多電力部門或者用戶對于無功補償的出發點，只注重補償功率的因素，沒有從根本上立足于降低電氣自動化系統的損耗問題。
其次是諧波問題：飽和或者靜止電容器都具有一定的抗諧波能力，但當諧波含量過大時，會對電容器的壽命產生不利影響，嚴重時甚至會造成電容器的過早損壞。
同時由于電容器對諧波有很大程度上的放大作用，因而也使得電力系統的諧波干擾更為嚴重。
三是電氣自動化系統電壓調節方式的補償設備所潛在的問題：有一些無功補償設備是跟據電力系統的電壓來確定無功投切量的，這雖然在一定程度上有助于保證用戶的電能質量，但對電力系統的安全運行而言卻是非常不可取的。
因為線路的電壓水平是由電力系統的運行情況決定的，當線路電壓的基準偏低或者偏高的時侯，電力系統實際的需求可能會和無功的投切量相差很大，從而出現無功過補或欠補的現象。
四是無功倒送問題：無功倒送在電力系統中是不允許的，尤其是在電力系統負荷低谷的時侯，無功倒送會在很大程度上導致電力系統電壓的偏高，產生大量的無功功率。
5.3 問題之三——專業人才方面存在問題 很多電力企業在電氣自動化技術的應用發展過程中，缺少很多專業的技術人才。
它的主要表現是：在現實的生產生活過程中，很多電力企業缺少擁有電氣自動化與無功補償技術等專業知識的人才。
究其原因主要是因為很多電力企業在招聘人才的時候，沒有設置統一的招聘標準，同時為了降低企業的生產成本與招聘成本，在招聘流程中簡化了實踐操作的步驟。
6 針對存在問題提出的解決措施研究
6.1 措施之一——無功補償裝置在設計與使用的過程中需要注意的問題 無功補償裝置在電氣自動化的設計與使用過程中需要注意的問題包括：一是要選擇適合電力系統運行的電力電容器，并且要正確無誤地使用額定電壓的電力電容器;二是在設計電力補償電容器的過程中，要減少電力系統的諧波對電力補償電容器所產生的不利影響，從而提升無功補償裝置的安全運行能力;三是要選擇合適的補償控制器以提升無功補償裝置的運行質量與水平。
6.2 措施之二——采取措施加強對用電用戶的側管理 要在實踐中加強對用電用戶的側管理，需要做到以下兩點：一是要在實際的生產與運用過程中，加強無功補償技術的應用，使得客戶明確強化無功補償的應用，可以降低有功功率的損失，從而減少電費的花銷;二是要利用各種宣傳媒介加強對客戶側無功補償方面的節能降耗與管理的宣傳，在最大程度上讓客戶意識到無功補償技術的重要性。
6.3 措施之三——采取措施提高工作人員的專業素質 要提升工作人員的專業素質，就要做到以下兩點：一是要聘請相關專業人員在企業內部召開電氣自動化技術與無功補償技術相關知識的講座與演講等活動，鼓勵全體員工積極參與，盡量在潛移默化中提升他們的專業技術能力與處理突發事件能力;二是在平時的工作過程中，要定期或者不定期地對工作人員進行無功補償技術和電氣自動化技術相關專業知識的培訓工作，并適當地增加相應的實踐機會，使得工作人員可以將學到的知識有效地應用到實踐中去，努力提升他們的專業技術水平與能力。
7 結語
隨著電氣自動化技術與無功補償技術的應用與發展，其在社會經濟各個領域中所起到的積極作用變得越來越明顯。
但在實際的生產生活中，無功補償技術在電氣自動化中的應用與發展存在著一些問題與矛盾。
從電氣自動化與無功補償技術以及相關裝置的角度進行研究并找出相應的解決措施，是當前擺在人們面前的一項重大而又緊迫的任務。
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