電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用研究

摘 要：在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償發(fā)揮著十分重要的作用，它可以提高電網(wǎng)的功率和電效率，最大程度降低輸送線路的損耗，為供電系統(tǒng)的運行創(chuàng)造良好的環(huán)境。目前，無功補(bǔ)償被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、理論電工、電氣自動化技術(shù)、電工電子技術(shù)等領(lǐng)域，其中在電工電子技術(shù)中應(yīng)用無功補(bǔ)償自動控制具有十分重要的意義。本文對無功補(bǔ)償自動控制技術(shù)與電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制和電力系統(tǒng)中的運用進(jìn)行了具體研究，為電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：電工電子技術(shù);無功補(bǔ)償;自動控制;應(yīng)用

中圖分類號：TM714.3 ???文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?????文章編號：2096-6903（2019）05-0000-00

0?引言

無功補(bǔ)償又稱為無功率補(bǔ)償，其是電力企業(yè)采取的有效應(yīng)對措施之一。良好的無功補(bǔ)償具有提升供電質(zhì)量，維護(hù)電網(wǎng)安全，改善供電環(huán)境等優(yōu)點。隨著電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力損耗問題得到人們的高度關(guān)注，為了給用戶提供高質(zhì)量的電力服務(wù)，相關(guān)部門和工作人員必須有效解決電壓調(diào)整和無功補(bǔ)償?shù)葐栴}。因此電力行業(yè)要重點研究如何提高電壓穩(wěn)定性和平衡無功功率。

1無功補(bǔ)償自動控制概述和作用

1.1無功補(bǔ)償自動控制概述

在電子供電系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償不僅可以提高供電效率和質(zhì)量，還可以為供電創(chuàng)造一個良好的環(huán)境最大程度降低電網(wǎng)的消耗。但如果工作人員使用的無功補(bǔ)償裝置缺乏合理性，會給電力系統(tǒng)的電壓造成很大的波動。無功補(bǔ)償自動控制的基本原理主要包括以下兩個方面：一方面，有功功率。有功功率可以將電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能、機(jī)械能、熱能和聲能等能量形式，然后再通過利用這些能量形式進(jìn)行作功，繼而產(chǎn)生一種有功功率。另一方面，無功功率。無功功率不會消耗電能，它只是將電能轉(zhuǎn)化為一種能量形式來維持電氣設(shè)備的正常運行。在電力系統(tǒng)運行中這種能量形式會與電能進(jìn)行一種周期性的轉(zhuǎn)化，在這一過程中產(chǎn)生的功率被稱為無功功率。

1.2無功補(bǔ)償自動控制的作用

電網(wǎng)在實際運營中使用的設(shè)備其電力負(fù)荷多為感性負(fù)荷，同時這些設(shè)備會吸收較多無功功率。針對這種情況，無功補(bǔ)償裝置發(fā)揮著十分重要的作用，它可以有效控制和管理電網(wǎng)的感性負(fù)荷，進(jìn)而最大程度降低無功補(bǔ)償過程中相關(guān)控制設(shè)備對能源的損耗量。一般情況下電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)奈恢迷诟邏翰⒙?lián)和低壓并聯(lián)的電容器的電路中，此外在變電站的總體線路中安裝并聯(lián)電容器及安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器的方式是無法替代的。無功補(bǔ)償中通常在配電屏低壓位置或者在變壓器的低壓位置上安裝并聯(lián)無功補(bǔ)償電容器，在特定條件下也可以在單臺發(fā)動機(jī)中安裝。在實際的安裝中要全面掌握和了解電力負(fù)荷的實際情況，如果電力負(fù)荷較低，則要避免出現(xiàn)無功補(bǔ)償過度的情況發(fā)生。

2電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

2.1復(fù)合開關(guān)

復(fù)合開關(guān)可以將可控開關(guān)與交流接觸開關(guān)有效并聯(lián)，保證切斷電流過零的及時性和電壓過零的導(dǎo)通性。在接通和斷開開關(guān)時可以有效控制電流，實現(xiàn)無功率損耗的目標(biāo)。復(fù)合開關(guān)具有以下兩種功能：第一是有效使用單相分補(bǔ)和三相分補(bǔ)兩種復(fù)合開關(guān)共同連接的方式，這種連接方式被普遍應(yīng)用于我國電力企業(yè)的供電中。第二是單相分補(bǔ)式和三相共補(bǔ)式的復(fù)合開關(guān)，其中三相共補(bǔ)式主要應(yīng)用于低壓無功補(bǔ)償中和功率比較相似的電力系統(tǒng)中。

2.2無觸點晶閘管

當(dāng)電容器發(fā)生涌流問題時，在涌現(xiàn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)電容器損壞和燒毀接觸器觸頭的現(xiàn)象。因此在無功補(bǔ)償裝置中有效的應(yīng)用電工電子技術(shù)，設(shè)置合理的固態(tài)繼電器可以達(dá)到自動控制的目的。當(dāng)電壓為0時，為了防止出現(xiàn)涌流現(xiàn)象，防止電容器遭到破壞，無觸點晶閘管會自動斷開。但是應(yīng)用無觸點晶閘管同樣存在一定弊端，其產(chǎn)生的諧波電流會阻礙電容器的正常運行。當(dāng)電力設(shè)備的溫度升高時，熱氣在短時間內(nèi)很難散去，即使使用專門的降溫設(shè)備也很難將熱氣散去。

2.3電路仿真

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平不斷提升，計算機(jī)仿真技術(shù)和其它輔助手段被廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計中。電路仿真主要由主電路和控制電路兩個仿真線路組成。其中主電路包括交流接觸器的觸頭和反并聯(lián)的晶閘管。以某電力企業(yè)為例，重點介紹其供電系統(tǒng)主電路的仿真設(shè)計。該供電系統(tǒng)的電路仿真設(shè)計可以通過有效利用交流接觸器透切電容來實現(xiàn)。在三相電源中，使用星形接法中性點來對電力系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行有效的接地處理，并且將電壓控制在合理范圍內(nèi)。在實際電力系統(tǒng)運行中由于交流接觸器比較透徹，所以在接觸器的觸頭經(jīng)常會發(fā)生起弧現(xiàn)象，特別是在電路的瞬間尖峰中，這一現(xiàn)象尤為明顯。在電容運行過程中，會產(chǎn)生一定量定額電流的涌流。從中我們可以看出補(bǔ)償電容器的有效應(yīng)用能夠降低輸電線路中的電流量，減少電力系統(tǒng)對電能的損耗，降低三相電路中電壓的電流和相位差。在電路仿真運行中，進(jìn)一步明確了啟動晶閘管時觸動脈沖要求，但沒有明確切斷電容器的時間。只有切斷接觸器后，相關(guān)工作人員才能啟動晶閘管的觸動脈沖，保證環(huán)流的順利進(jìn)行，防止出現(xiàn)大尖峰的現(xiàn)象。

2.4機(jī)械式接觸設(shè)備

并聯(lián)電容器的開發(fā)接觸形式和開關(guān)方式?jīng)Q定著無功補(bǔ)償設(shè)備的開關(guān)自動化控制，這種模式在最開始的輸入補(bǔ)償中電壓值較低，甚至為零。因此，在合閘之后會出現(xiàn)激增的問題，導(dǎo)致電容器出現(xiàn)涌流現(xiàn)象。因此在使用電容器過程中會產(chǎn)生一些負(fù)面影響，例如，能源嚴(yán)重?fù)p耗、片區(qū)停電和短路等等。針對這些問題，電力企業(yè)應(yīng)該建立專門的電容設(shè)備連接方式，充分發(fā)揮接觸器開關(guān)的作用使其有效控制電容器避免出現(xiàn)涌流現(xiàn)象的發(fā)生。同時也可以通過強(qiáng)化限流電阻的方式來預(yù)防涌流現(xiàn)象的發(fā)生。實踐證明，通過提升限流電阻的方式可以杜絕涌流現(xiàn)象，在一定程度上有利于保證無能源消耗和無降壓。

3電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1在自動控制中的應(yīng)用

電工電子技術(shù)中無功補(bǔ)償技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)變得更加高效和完整。由于電工電子器件的體積較小，因此其功率較小，反應(yīng)速度較快，對電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償及時性較高，有利于提升整個電力系統(tǒng)的自動控制效果。隨著功率開關(guān)、功率管等原件的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用以及單片機(jī)等處理器應(yīng)用的不斷普及，為無功補(bǔ)償自動控制的正常運行提供了重要保障。例如人們可以使用補(bǔ)償電容代替原有的電容器，進(jìn)而有效控制和消解涌流，充分發(fā)揮自動控制系統(tǒng)的功能，提高電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效率。

3.2在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力設(shè)備與電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)有著十分密切的聯(lián)系，電力設(shè)備的工作狀態(tài)直接影響著電力系統(tǒng)實際的發(fā)電情況。非線性控制理論是一種全新的無功補(bǔ)償理念，它通過利用數(shù)字化的微機(jī)控制技術(shù)保證產(chǎn)品每一個環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性和工作效益，其優(yōu)勢十分明顯。其主要分為調(diào)節(jié)電路和主電路兩個方面，其中調(diào)節(jié)電路由觸發(fā)、對比、放大和采樣四個結(jié)構(gòu)組成。

4結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們在生活和生產(chǎn)中對電能源的依賴逐漸增加，隨著電子技術(shù)水平的提升和電子器件的普及，人們越來越重視電力生產(chǎn)中的無功補(bǔ)償問題。在無功補(bǔ)償自動控制中合理應(yīng)用電工電子技術(shù)能使無功補(bǔ)償具備更強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠在真正意義上實現(xiàn)無功補(bǔ)償。

參考文獻(xiàn)

[1]龍文.電力電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用[J].電子世界，2017（06）：173.

[2]張永春，呂香玲.電力電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，6（21）：81-82.

[3]宋陸昊.電力電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的運用探究[J].電子制作，2019（22）：18.

[4]黃進(jìn).電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2018，35（22）：19-21+41.

[5]周虹屹.電力電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家，2018（17）：239+251.

收稿日期：2019-05-13

基金項目：常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級重點項目：基于多源信息融合的深井提水液壓潛水泵研究（ZY1904）

作者簡介：孫梅（1974—），女，湖南常德人，研究生，副教授，研究方向： 機(jī)械電子工程。

Application Research of Electrical and Electronic Technology in Automatic Control of Reactive Power Compensation

SUN?Mei

（department of electrical engineering， changde vocational and technical college， Changde Hunan??415000）

Abstract：?in the power system， reactive power compensation plays a very important role， it can improve the power and electrical efficiency of the grid， reduce transmission line losses to the greatest extent， and create a good environment for the operation of the power supply system. At present， reactive power compensation is widely used in power system， theoretical electrician， electrical automation technology， electrical and electronic technology and other fields， among which the application of reactive power compensation automatic control in electrical and electronic technology has very important significance. This paper studies the application of reactive power compensation automatic control technology and electrical and electronic technology in reactive power compensation automatic control and power system.

Key words：?electrical and electronic technology; Reactive power compensation; Automatic control; application