深析無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化

　1、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

　　所謂的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)就是通過(guò)在用電設(shè)備或者變電站增設(shè)無(wú)功功率電源來(lái)改變系統(tǒng)中無(wú)功功率的流動(dòng),從而有效的降低損耗的技術(shù)。

　　1.1無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的研究現(xiàn)狀

　　引言中提到的無(wú)功功率大、諧波含量大以及注入電力系統(tǒng)的負(fù)序等問(wèn)題不僅是困擾當(dāng)前中國(guó)的難題,也是世界電氣自動(dòng)化的難題。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多的國(guó)家為了克服這些問(wèn)題進(jìn)行了不懈的探索,也取得了許多的成果,其中較為有影響的是原蘇聯(lián)的1000-3—6IEC:1996、英國(guó)的ERG5／3和ERG5以IEEE Std 51。我國(guó)在結(jié)合外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)也制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),并且提出了多種無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆桨?其思路是通過(guò)提高功率因數(shù),降低負(fù)序以及構(gòu)建濾波通路,減少諧波成分。

　　1.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/span>

　　(1)首先也是最為重要的是提高電網(wǎng)以及負(fù)載的功率因數(shù),從而減少不必要的電能損失;

　　(2)通過(guò)穩(wěn)定電網(wǎng)的供電電壓而提高電網(wǎng)的質(zhì)量。在較長(zhǎng)距離的輸電線(xiàn)路中通過(guò)安裝動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力以及系統(tǒng)的輸電力;

　　(3)針對(duì)于三相負(fù)載不平衡的情況可以起到平衡的作用;

　　(4)通過(guò)增設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器還可以實(shí)現(xiàn)改善電網(wǎng)電壓波、解決負(fù)序及減小諧波分量的功能。

　　1.3無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)存在的問(wèn)題

　　(1)無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘颗渲糜捎谧冸娬静荒芨鶕?jù)負(fù)荷的變化而做出相應(yīng)的調(diào)整,致使高負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)過(guò)低,而低負(fù)荷時(shí)又出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r。

　　(2)無(wú)功向配電網(wǎng)倒送的現(xiàn)象致使電網(wǎng)的損耗增加、電壓偏高。

　　(3)電容器盡管可以抵消一部分的諧波,但是當(dāng)諧波的成分較多就會(huì)影響電容的壽命。當(dāng)電容器不能有效的減小諧波時(shí),其自身的放大作用反而會(huì)增大諧波強(qiáng)度。

　　(4)大量的無(wú)功潮流從發(fā)電廠(chǎng)經(jīng)過(guò)高壓變電站輸電站到達(dá)中低變壓站,致使大量無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離輸送。

　　1.4無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑

　　常見(jiàn)的有真空斷路器投切電容器、有源濾波器、LC無(wú)源濾波器、并聯(lián)混合型有源濾波器以及下文將要提到的幾種,這里先不做論述。

　　2、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化中具體應(yīng)用

　　2.1具體的應(yīng)用方式

　　電能質(zhì)量是供電設(shè)計(jì)及運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)志,而電壓又是電能質(zhì)量的重要標(biāo)志。南京汽輪電機(jī)（集團(tuán)）公司是一個(gè)大中型企業(yè)，以機(jī)械加工為主，大型數(shù)控機(jī)床設(shè)備比比皆是，變頻技術(shù)在大型機(jī)床上的運(yùn)用已是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的趨勢(shì)。而變頻系統(tǒng)產(chǎn)生的后果是：引起電壓的嚴(yán)重的偏移與波動(dòng);出現(xiàn)大規(guī)模的非線(xiàn)性負(fù)荷,進(jìn)而導(dǎo)致高次的諧波,使得當(dāng)?shù)氐墓╇姴ㄐ巫冃?。具體解決辦法是：可以通過(guò)在大型機(jī)床上裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償濾波裝置,補(bǔ)償裝置由相互串聯(lián)的電容器與電抗器組成,然后接在機(jī)床的主回路中。合理地選用電抗器可以消除由變頻系統(tǒng)產(chǎn)生的高次諧波，采用無(wú)涌流電容投切器就地補(bǔ)償，可以提高功率因數(shù)。低壓補(bǔ)償裝置的運(yùn)用可以降低成本（相對(duì)于6kV高壓補(bǔ)償裝置），就地補(bǔ)償可以提高補(bǔ)償?shù)目煽啃?，有效改善線(xiàn)路損耗。

　　2.2無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑和各自特點(diǎn)

　　(1)有源濾波器與無(wú)源濾波器結(jié)合:這一技術(shù)盡管處于研究階段,但是它可以充分的利用無(wú)源補(bǔ)償?shù)拇笕萘恳约坝性囱a(bǔ)償?shù)目煽匦?、靈活性。

　　(2)由電容器、固定濾波器以及電抗器三者配合。其特點(diǎn)是使用的晶閘管通道使得電氣壽命在理論上不受限制,具體的使用中也可以通過(guò)加裝來(lái)提供穩(wěn)定的無(wú)功功率以及實(shí)現(xiàn)濾波。

　　(3)真空斷路器投切電容器。其突出的優(yōu)勢(shì)是投資小、工藝簡(jiǎn)單;其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的:電容器在合閘時(shí)產(chǎn)生較高的電壓,致使設(shè)備受損,加上開(kāi)關(guān)的壽命有限,從而影響了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。

　　(4)固定濾波器及晶閘管調(diào)節(jié)器結(jié)合。這種途徑的優(yōu)勢(shì)是:晶閘管數(shù)量需求少、濾波器可以作為長(zhǎng)期的投入、響應(yīng)的速度較快。但是其缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生諧波。

　　(5)可控的飽和電容器與固定的濾波器。其優(yōu)勢(shì)是濾波支路可以作為長(zhǎng)期的投入,但是要產(chǎn)生諧波、噪聲以損耗。