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淺析無功補償技術在電氣自動化中的技術應用

淺析無功補償技術在電氣自動化中的技術應用

2024/5/30 11:46:21

一、我國電子自動化發展的現狀

自從我國改革開放以來,工業對于我國經濟的發展起到了至關重要的作用,特別是隨著現代技術的改革與創新,我國的工業已經基本上實現了自動化和智能化。特別是在電氣行業,由于一些新型技術和設備的投入,我國電子自動化領域也得到了長足的發展與進步。不過由于我國在電子自動化領域的研究相較于國外發達國家來說還比較落后,所以在一些電子設備的應用上還存在一定的問題。特別是在中單相電力牽引負荷變化方面,由于非線性因素在不斷的增強,所以無功補償技術是我國電子自動化領域目前的主要研究方向。雖然說我國電子自動化領域的發展帶動了許多領域的共同發展,譬如說高速電子化鐵路、供電變電所等。但是中單相電力牽引負荷變化仍然是影響我國電氣供電系統運行安全的主要因素。無功、負序、諧波都是世界范圍內電子自動化領域研究的三大技術難題,不過相較于我國來說,國外一些發達國家在這些方面都已經了一定程度上的突破,譬如說英國的ERG513。我國起步相對較晚,但是在借鑒國外發達國家先進技術的基礎上,我國對于電子自動化無功補償技術的研究也在逐漸深入中。

二、我國無功補償技術的發展現狀及應用

雖然說我國對無功補償技術的研究起步較晚,不過也讓我們能夠有效的借鑒國外現有的先進技術,從而對無功補償技術有一個更清晰的認識和了解,以便于我們根據自身電子自動化的發展情況來把握無功補償技術的改革與創新。對于電子自動化鐵路變電所來講,無功補償技術的應用根據不同需求是有著不同的形態的。

(一)真空斷路器投切電容器

真空斷路器投切電容器本身最大的特點就是成本低且簡單易于使用。當然,在低成本的條件下,真空斷路器投切電容器必然會存在一定的缺陷。一般來說在進行合閘的時候,電容器會產生非常高的過電壓,這種過電壓雖然一次性對電容器不會造成太大的損傷,但是如果持續一段時間之后就會對電容器本身造成不小的損壞。而從開關的壽命上來看的話,真空斷路器投切電容器是不允許頻繁投切的,所以往往這種真空斷路器投切電容器會在一定程度上影響動態補償。

(二)固定濾波器和晶閘管調節電抗器

固定濾波器和晶閘管調節電抗器是通過將反并聯的晶閘管與電抗器進行串聯,然后讓并聯濾波器中多余的無功補償電流與其進行抵消,進而實現一種平衡的狀態,從而滿足相關作業的需要。固定濾波器和晶閘管調節電抗器最大的特點就是濾波器是能夠長期投入使用的,而且晶閘管的消耗數量也比較少,速度相對來說也能夠達到一般的需求標準。所以綜合來看,固定濾波器和晶閘管調節電抗器無論是在使用成本上還是使用的質量上都能夠得到一定程度的保障,不過固定濾波器和晶閘管調節電抗器最大的問題就是會產生諧波現象,這對于無功補償來講會產生一定的影響。

(三)固定濾波器、可控飽和電抗器

對于這兩個儀器在無功補償方面的使用首先需要調節飽和電抗器,通過不同磁飽和程度來有效的改變感性電流,然后讓這些感性電流與濾波器中的多余容性進行無功相抵,從而達到無功補償的目的,實現平衡。這種無功補償的方法可以說是建立在濾波器的長期使用效能上,不過這種無功補償的方法問題稍多,不僅會產生諧波,而且還會產生噪音,對整個機械設備也會產生大幅度的損耗。

(四)有源濾波器

有源濾波器是通過電力電子裝置產生一定的電流,這個電流是要求與負荷終端諧波電流和負序電流相位相反,以此來讓彼此產生抵消。從而達到無功補償的效果。在這種無功補償方法中,補償的效果產生是比較靈活的,而且相較于其他方法來說有源濾波器的無功補償要比其他的方法更加靈活多變,速度也比較快,而且不會產生諧波現象,也就是說這種無功補償方法是目前來說在任何方面上都比較滿足相關作業需求的方案。但是唯有一點就在于相關的電力電子設別比較昂貴,在成本造價上必須要慎重考慮。

(五)固定濾波器、電容器和電抗器的調壓

這種無功補償方案實際上就是通過調節變壓器低壓側母線的電壓來改變原有的無功出力現象的一種方案。在調節的過程中,晶閘管的通斷和分接開關的調節都會保證無功補償的效果。雖然從客觀的理論上來看,這種方案是不受到任何限制的,但是在客觀實際的應用過程中我們發現是可以借助加裝來為該方案提供穩定的無功功率,進而實現濾波的作用。

三、結論

綜上我們能夠看到,目前我國無功補償技術在電氣自動化領域已經有了良好的應用和發展。但是從客觀的角度上來說我國對于無功補償技術的研究是相對比較被動的。因為我國電氣自動化設備在電力牽引負荷變化復雜方面的研究還存在明顯的缺陷,甚至已經成為了我國電氣自動化領域發展的阻礙。不過隨著我國電氣自動化領域近年來在無功補償技術方面的研究不斷深入,一些電氣自動化鐵道的變電站已經將無功補償技術方面提出了許多應用方案,從而推動了我國電子自動化率領域的進一步發展。在上述內容中我們也已經對我國現有的無功補償技術應用進行了比較全面的綜合和歸納,希望能夠對我國電氣自動化領域未來的發展起到一定的推動作用。

參考文獻:

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王靜
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