电气自动化技术在电力系统中的应用

宾建勇

摘 要：随着电力系统可靠性的提高和逐渐智能化的发展趋势，电气自动化技术在电力系统中的比重逐渐加大，越来越多的电力自动化设备在电力系统中得到了广泛的应用，不管是电网的输电、配电、乃至电能的生产离不开电气自动化技术。本文简单的介绍了电力自动化技术的发展情况，就其在电力系统中的无功补偿方面重点描述。

关键词：电气自动化；电力系统；应用；无功补偿

引言

电气自动化技术是基于基本的自动化控制理论，应用常用的自动控制系统的分析方法和生产控制系统的设计方法控制电气设备，使其完成预期的目标任务。设计到电力自动化方面的知识有很多，其中电力电力技术、电机及电力拖动、单片机技术、过程控制系统等都是电气自动化技术的核心技术。

随着经济发展的逐渐全球化，大量外资企业的不断涌入，给电气自动化技术有注入了新的活力，新的技术，新的材料及制造工艺的引进，大大提高了自动化设备的可靠性和多样性。强电、弱点的 不断结合，我国在硬件方面的不断发展都促进了电气自动化技术的进步。

1 电力系统中电气自动化技术存在的必要性

各行各业的发展互相都存在着一定的促进作用，我国近几年的发展都是有目共睹，信息化方面的发展速度可见一斑，电力行业作为国民经济发展和国家安全的保证，也在不断的提高自身的业务能力。同时，能源紧缺也是如今讨论的热点问题之一，电能虽不是我们讨论的一级能源，但是与一些有限能源有着不可分割的关系。我国的发电方式主要分为两种：火电和水电。而煤炭资源的日益短缺已引起人们重视，水资源的极度浪费以及水污染也仍在治理，这从一方面也反映了电能的紧缺。虽然我国的电力覆盖面积每年都在逐渐扩大，但是仍有部分地区没有供电，特别是一些农村地区，虽然享受电力的带来的方便，但是由于电力设备的老化以及电网拓扑的陈旧结构，时常发生停电现象。一些自然灾害的发生所导致的供电中断也造成了不可估计的损失，供电中断中如果不能及时处理发生的事故，就会引发无法预想的损失，造成社会秩序混乱，扰乱国民经济，严重者会影响国家安全。

以上的种种都提醒我们，要更加重视电能的有效利用，重视电力系统的可靠性，这些都是推动电网智能化发展的重要因素。电力自动化技术在电网智能化发展中是必不可少的，其中的一些设备可以有效的提高电网的功率因数，提高电力设备的寿命，保证可靠地电能质量，还可以消除谐波污染问题，根据系统需要，补偿电网所需的特定次谐波。有的设备则担任起了采集数据，传输和分析的功能，有的设备实现监控功能，对重要的电力系统部分实行监控，实时分析其当前电力系统的运行状况。电力系统中电气自动化技术的不断渗透，大大提高了电力系统的运行效率，助我国发展坚强可靠地智能电网一臂之力，是我国电网实现智能化的关键。

2 电气自动化技术在电网中的具体应用

2.1 在变配电所的应用

2.1.1 实现保护功能。对电网中的过电压、过电电流等进行保护，保护类型有：线路保护、出线保护、自闭线路保护、电容器保护、变压器保护。

2.1.2 通信功能。设备和设备之间的通信，保证可靠地数据传输，发送程序程序命令，上报故障指令等，是构成智能电网的关键组成。

2.1.3 远程控制与管理。技术人员通过实时监测到得画面，输入指令，对电网实现远程控制，可以调看任何自己想要的资料，选择以图表方式或者数据统计方式，曲线描绘等方式查看。通过观察到得数据或电网的实际运行情况，对电网进行管理。

2.2 电气自动化设备的广泛应用

伴随现代科技的进步，出现了多种多样的用电设备，而这些耗电设备里采用了大量的电感、电容对电网侧的电能质量产生了较为严重的影响，最为显著的是降低了网侧的功率因数，无功增大，电能损耗加大；网侧的电流产生畸变，对电网和用电设备都造成了不利的影响，缩短了设备使用的寿命。现如今出现了一批自动化设备能够有效的改善以上情况。

SVG（Static Var Generator）静止无功发生器，它是由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置，是目前无功功率控制领域内的最佳方案。国家电力部门规定，凡是安装有低压变压器的地方及大型用电设备旁边都应该配备有无功补偿装置，尤其是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。农村用电更要引起电力部门重视，农村地区用电状况恶劣，大多数地区供电不足，电压波动很大，导致功率因数很低，这就需要加装补偿设备改善供电状况，提高电能利用率。无功补偿装置一般采用电容器对无功进行补偿，传统的无功补偿装置只能对特定的谐波次数进行补偿，补偿后的功率因数一般为0.8～0.9。SVG应用电源模块进行无功补偿，补偿之后的功率因数可达0.98以上，大大提高了用户的用电质量，这是截止目前为止最先进的电力技术。在补偿时间方面，传统的补偿装置最快需要200毫秒，SVG将这一时间缩短了约1/10，使得无功补偿在瞬时完成，有效的补偿无功。在使用寿命上SVG也是占尽了优势，国内使用的传统的无功补偿设备一般采用接触器或者可控硅控制，使用寿命较短，一般三年左右，自身损耗也大，需要经常进行维护，增加了各种成本。SVG使用可达数十年之久，自身损耗较低，基本上无需进行维护。

无功补偿技术代表了一个国家电力水平的高低。就全国来讲，线路的损耗主要是由无功分量引起的损耗，该损耗约占全部损耗的12%，SVG的投入使用能够减少50%以上的线路损耗，一年可以节约电量500亿度左右。

电网中的微机保护装置，可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求，这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。微机保护中的硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性，模拟量输入回路多达24路，采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理，利用高速傅氏变换，得到基波到8次的谐波，特殊的软件自动校正，确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据，就构成一个多CPU系统，通信采用CAN总线。具有通信速率高、抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。

发展电气自动化技术是一项投资少，见效快的提高电能质量的必经技术。网侧功率因数的提高，对企业的电力罚款也作出了一定贡献，改善的电能质量，延长了用电设备的寿命，提高了产品质量。

3 结束语

综上，电气自动化技术在电力系统中占据着重要的地位，它渗透在电力系统的每一个重要环节，并且发挥着不可替代的作用。文章先引入电气自动化技术，就其发展状况先做深刻的讨论，然后分析其在电力系统中存在的必要性，电气自动化技术，是发展智能电网，改善目前较为落后的供电状况所走的必由之路。无功补偿技术代表了一个国家电力水平的高低，最后就无功补偿技术在电网中的应用重点描述。

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