功补偿技术在电气自动化的应用毕业论文
摘要：随着我国电气自动化的不断发展，使得无功补偿技术也在电力领域得到了较为广泛的应用。但是电气自动化设备中的单相电气牵引的复杂程度以及电力系统中的非线性因素也在.不断的增强过程中，这也就使得在电气自动化的建设过程中采取无功的补偿措施的作用变得越来越突出，进行无功补偿变得非常重要。本文将主要从实际出发，深入探讨和分析电气自动化的无功补偿技术。
关键词：电气自动化；无功补偿
随着电力工业领域中电气自动化水平的不断提升，使得动态的无功补偿技术和谐波处置措施等问题日渐成为人们关注的焦点。就整个电气系统而言，对于陈旧的静态无功补偿技术也就难以满足现在电气自动化发展的实际需求，而借助于动态的无功补偿技术，就能够很好的解决电气自动化发展过程中的谐波处置等问题。
一、无功补偿技术的特点
无功补偿技术在我国的供电系统中发挥着非常重要的作用，并能够进一步使得电力系统在整个的输电系统工程中的电能耗减低，从而不断的改善供电设施之外的环境保障和减低供电变压器的电能消耗量.可以说电气自动化的无功补偿措施在我国的供电系统之中扮演着十分重要的角色，这也就使得相关工作人员在进行无功补偿设备的挑选过程中要遵循一定的科学性与合理性。只有进行无功补偿装备的合理挑选，才能够使得电力系统中的电能消耗得到进一步降低，并且最大化提升我国自动化电网的运行质量以及运行可靠性。在电网系统中一旦使用了不符合实际的供电网络需求的无功补偿设置，将必然引起电网中谐波增加以及电压起伏过大等许多问题，并且会影响到我国电力系统的正常运行。图1为无功补偿技术的应用：
（一）感性无功技术
在配电网工作的过程中许多电力设备都是借助电磁感应完成配电任务的，例如发电机组就需要借助于电磁感应原理来进行发电，而变压器则能够借助于电磁的交互感应来改变电压的强度，从而使得电压能够传输到距离较远的地方，并能够有效的避免在线路的传输过程中所产生的电力损耗。变压器与电动机也都能够在强磁场的作用下去促进电磁的互相转换，并会在转换的过程之中成为一个在持续发生巨变的强大磁场。电力供电设备在该电磁场周期期间，输入和输出的电功率相同，也可以说，电力供电设备在此过程中不会造成电力的直接消耗及损失。而这一类功率不变化的无功功率被称为感性无功功率。
（二）维持电力系统的稳定程度
无功补偿技术作为一种无功的电压控制服务技术，主要是通过发电机组来对配电网进行无功功率的输出，并让整个电力系统的运行可靠性与稳定性得到进一步增长。通过无功补偿技术的合理运用，能够保证各个电路连接点之间的电压波动数值始终保持在正常的数值指标范围之内，这在一定程度上会提升我国电力系统的整体供电控制与服务水平。当某些供电系统出现突发情况时，无功补偿技术就可以防止社会的电力系统因为抢修需要而出现的短暂停电问题，从而避免供电系统的瘫痪。合理的使用好无功补偿技术，就能够在电力系统正常运行过程中，吸纳一定量的无功功率，并当在部分电力系统出现紧急故障的情况下，来最大限度的保证电力系统依旧能够正常运行。
（三）过滤一定量的谐波
一般在电力设备的设计过程之中，设计人员都会去在配电设备附近装一些具有固定容抗和组织进行抗旨的电感器设备，以使过滤掉部分单一的滤波。然而这些设备的安装需要在设计的过程中取得相关电力方面的供电技术的支撑才可以实现，并可以提升电力设备的功率因素。随着我国电力自动化的迅速发展，这也为整个电力系统中的单调谐波去除一定程度的驱动力。而随着电力行业经济状况的不断变化，使得人们对于电力传输提出了更高的要求，而电力传输过程中的能源消耗也成为了阻碍我国电力企业进一步发展的一个重要难题。通过无功补偿技术的合理运用，能够对电力的中断性缺失以及电力需求的不断增加等问题提供一定程度的可行性举措，因此对我国自动化电力系统的正常运行维护有着一定的指导意义。
二、无功补偿对电网运行质量的影响
（一）改善电能电压质量
我国现在大部分地区中的电网质量都不是高，这也是由于在电力负荷的工作状态中异步电动机和中小型容量的变压器所占整体的电力比重过大，还使得消耗的无功功率进一步增大。此外，电网结构的设计不合理也可能会直接导致该地区的电网供电的质量不高。无功负荷能够在电压处于静态过程中对电网的波动幅度产生比较大的不利影响。因此，在运行低压配电网的过程中若通过的电压质量不符合规定，就可能是因为无功电源过剩等因素而引起的。在这种情况下，就需要借助于设备的功能效应对无功补偿和无功分配的模式来解决这一问题，因此，无功补偿技术能够在很大程度上有效的提高整个电网系统中的电能电压质量。
（二）无功补偿技术的线损影响
通常情况下，无功电流会在经过发电厂时输入到高压变电站之中，但是在具体输电过程之中还需要将电流输送到低压变电站里，这也就导致了在进行一些远距离电力输送时会造成较大的电力损耗。在现阶段无功补偿容量的配置时，经常会因为配置不合理等原因，使得一些变电站设备需要借助重新整组电力的投切方式进而合理和有效的补偿电容量.但是该种类型的补偿方式经常需要通过负荷转变的方式来及进行电网的配置，并会造成变压器处于一种高负荷的工作状态当中，而且变压器的功率系数也会随之降低时，又会使得变压器处于一种低负荷的供电状态，从而得到新的电力补偿，并造成电网整体损耗的增加。这种补偿方式还会使得电力传输过程中存在许多潜在风险，而一些用户还会在运用固定电容器进行无功补偿时，会因为电压处于低负荷状态而导致无功馈送等一些情况出现。
三、借助于无功补偿技术来改善电气自动化应用的相关策略
（一）实际案例
恒运电机在处置某水电发电厂的机组出现无功出力不足的现象时，针对这一问题，该公司决定借用无功补偿技术进行解决，并保障该发电机组的正常使用以及水电发电厂的经济效益。通过对该发电厂的机组进行检测，发现在机组的出力值达到最大时，其出力程度只有0.88左右。而在经过了主变无损耗这一流程之后，机组的出力时的最大值也只能够达到0.9左右。借助于这些检测措施，能够发现该机组在处于最大出力状态时，会对自身的正常运行带来一定的影响，并且会在机组处于超负荷运行这一状态时，使机组中的定子以及转子线圈得到提升，并直接的造成机组的绝缘迅速老化，并使得机组中的励磁系统一种处于饱和容量这一状态下。为了使得该水电发电厂中水电资源能够得到合理的优化配置与管理，其增加了无功补偿设置来维护发电机组的正常运行。在使用了无功补偿设备之后的效果非常的显著，借助无功补偿装置能够使得补偿容量达到约6.5KV的电压时，补偿的电容量达到7.5MVar的'相对标准的程度，并能够使得该机组满足设计中的容量需求。在实际运行过程中，如果该水电厂同时使用三组电容器来进行发电工作，为了充分降低因为电力系统故障引起的磁场电流增加等情况的发生，因此，就需要相关的电力工作人员要保证每台机组的电力补偿容量值控制在额定值的2MVar之内。在该电厂借助于无功补偿技术进行发电工作后，就有效的提升了整个电厂的电网运行稳定性与安全性，并进一步的减少了在电力传输过程中所产生的电力损耗，从而给该水电厂带来了巨大的经济效益。而且通过无功补偿设备的增设，也使得该水电厂中基本上不会出现无功输出电流不足而造成的超大有功负荷迅速提高等问题，从而使得电力机组达到国家的相关电力中的基本要求。
（二）进行用户无功补偿能力提升的相关措施
通过对无功补偿技术装备的突发故障问题的调查分析，可以看出有百分之二十的电力故障原因是无功补偿装置安装不合理或者设备本身质量不达标，而80%故障出现的原因则是因为接触器没有充分的发挥出限制合闸涌流的效果，从而在一定程度上在间接和直接层面上使得电容器受损坏以及接触器出现故障等情况。为了充分解决这一问题，就必须在无功补偿技术的应用过程中充分采用以下几点改进举措：①在进行装置与发电设备的日常维护过程中，需要相关的维护人员加大巡查力度，并对一些出现故障的设备进行及时的维修与更换，来确保整个电气自动化系统能够正常运行；②在进行无功补偿设备的安装过程中，应当根据图纸中的设计要求以及进行无功补偿控制器的具体要求来进行设备的安装工作，并在安装的过程中严格遵循各项装置规定，从而有力的避免因装备的安装不合格而造成电路的重大故障；③当在实际的工作中发现一些不符合实际需求的接触器时，应该及时的进行替换工作；④为了能够有效的解决输电过程中电能损耗这一问题，就需要做好其准备工作，这就要求工作人员要加强用户层面的无功补偿设备的管理和日常的维修力度，对于不存在功率考核范围电力使用户主，在享受到无功补偿技术带来的益处时，也应当进行有功功率损耗的配置，这样才能够最大限度的是内部传输线路里产生的能耗降到最低；⑤一般在220KV的变电站中，会具备着比较完善的无功调节功能，这就能够在城市的用电高峰期中使得其功率因素达到0.97，而且在电力企业在进行功率因素的调节过程中，还需要针对不同地区的实际用电情况，来进行配电容量的差异化调整。而变电站借助无功补偿技术在进行无功补偿工作时，也需要该电力企业借助于先进的装置与工艺，来进行补偿容量的合理配置，并在该过程中充分的加强电力工作人员的职业技能培训的力度，这样才能够使得在电能输送的过程有效的避免无功率而造成的回送电流情况的发生。
四、无功补偿装置在实际运行过程中的维护措施
我国现阶段所使用的无功补偿装置多是智能化装置，并且能够在无人值守的情况下进行自动运行。因此在进行无功补偿装置的维护时，只需要对其运行过程里的各项指标进行定期检查，就能够及时的发现该无功补偿设备中的会出现的故障问题并予以解决处理，并对设备中已经出现的破损零部件进行及时的更换。低压的无功补偿装置一般会利用自愈式并联电容器的方式来进行无功补偿技术进行工作，然而这种设备比较容易受到电网谐波和自然条件因素的影响，并能够造成电容器的内部介质出现多次的自愈情况，使得电容量快速下降以及损耗增加。而一些用户在进行无功补偿的过程中依旧使用有着严重破损的电容器，这就直接导致了该电容器所产生的损耗值要大于正常值。因此电力企业中的维护人员就应当在进行无功补偿装备的维护工作时，对装置中所出现的各种异常情况进行及时的处理，一些电力企业还应当定期的进行检测损耗工作，来确保整个无功补偿装置的正常运行。
五、结语
随着电气自动化技术的不断发展与进步，使得无功补偿装置也被广泛的应用到电力系统中。借助于无功补偿装置不仅能够有效的增加电力系统中的功率因数，还能够降低整个用电高峰期中电网的负荷程度，从而确保该用电系统的安全与稳定运行。这也就使得在电气自动化的发展过程中，充分利用无功补偿技术已经成为了一种必然的发展趋势。
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