電力電子技術在無功補償自動控制中的應用研究

張永春，呂香玲

（河南機電職業學院，河南鄭州451191）

電力電子技術在無功補償自動控制中的應用研究

張永春，呂香玲

（河南機電職業學院，河南鄭州451191）

主要分析了無功補償裝置在電力系統中的應用效果，闡述了無功補償裝置在電力系統中的應用措施，并針對電力電子技術在無功補償自動控制中的應用進行了研究和探討。

無功補償；自動控制；電力電子技術

引言

隨著社會的進步和市場的發展，人們對生產企業產品質量的要求越來越高，而企業生產設備為應對市場需求，對電力的消耗也持續增長，形成較大的成本[1]。為了有效降低生產成本，需要針對生產設備電力消耗問題進行改善，即通過無功補償方式，降低生產能源消耗和提高設備運行效率，即通過降低輸送線路和點變壓器損耗，提高電網功率因素和電效率等，確保實現該區域電網的有效性和經濟性。

1　無功補償裝置在電力系統中的應用效果

無功補償涉及范圍較廣，包含電力系統、電氣自動化技術、電力電子技術等，是保證電網優質、安全的措施。尤其是隨著社會各界對電力的需求量和要求越來越多，我國不斷加大了電力系統的擴建速度，推動電力系統規模的不斷擴大，導致電力負荷的需求不斷上升。面對電力消耗越來越大、系統規模不斷擴大等問題，將無功補償裝置應用在電力系統中，可以明顯提高電網的運行效率，降低變壓器和輸電線路的損耗，同時還能夠保證電網的運營平衡，實現降低電能損耗和保證電能質量的目的。

2　無功補償裝置在電力系統中的應用措施

1）無功補償電力容器在電力系統中的應用。無功補償電力容器設計理念和結構均比較簡單，因此該容器的安裝和維護也相對比較簡單。但將無功補償電力容器使用在電力系統中則具有一定的復雜性，主要是因為常規使用感性的無功補償，難以實現可持續性的調節，而電力系統中的無功補償電力容器也會產生負電效應，導致低電網電壓下降，補償電流也會因此下降，電容器補償容量也下降，繼而導致補償無功量快速降低[2]。此時如果諧波干擾較大，則無功補償電力容器會出現燒毀現象。

2）無功補償同步調相機在電力系統中的應用。同步調相機作為發電機的一種，屬于無功率動態性補償裝置。將無功補償與同步調相機同步應用在電力系統中，主要是用以勵磁系統的調節，發出感性或有容性的功率。同步調相機在運行過程中會發出較大的噪聲，產生較大的損耗，而且維護工作難度較大。此外由于同步調相機的運行速度較慢，而電力系統無功功率變化較快，導致同步調相機難以滿足實際工作需求。

3）靜止無功補償裝置在電力系統中的應用。靜止無功補償裝置應用在電力系統中能夠有效改善電力容器和同步調相機存在的缺陷問題。首先靜止無功補償裝置運行速度明顯增快，且不會產生明顯的噪聲，而且通過應用新型的開關器件，還能夠獲得動態補償的效果。雖然靜止無功補償裝置維修難度較低，但其造價很高，造成電力系統成本明顯增長。

3　電力電子技術在無功補償自動控制中的應用

1）機械式接觸器在無功補償自動控制中的應用。由于無功補償開關設備屬于自動控制，且依據并聯電容器開關接觸實現控制，如果初始電壓為零，而合閘時電壓猛增，則會出現電容器涌流情況，繼而導致電力系統和電容器出現損壞。為了改善這一情況，可以將機械式接觸器應用在電容器組中，實現有效抑制電容器涌流情況的發生。機械式接觸器的工作原理主要是在接觸器中加入限流電阻，繼而有效降低和控制涌流，還具有無耗損和無壓降等優勢。

2）無觸點晶閘管在無功補償自動控制中的應用。雖然將機械式接觸器應用在無功補償自動控制中，能夠進一步實現對并聯電容器組涌流現象的控制，但如果因為其他因素，仍然產生了涌流現象，則還是會對電力系統和電容器造成損害，尤其是電容器接觸器觸頭上黏結盒被燒壞，難以保證無功補償自動控制的運行，嚴重危害無功補償的壽命。而隨著無觸點晶閘管的研發，該種晶閘管能夠在電壓過零時，實現自動控制，且會自動斷塊，不會產生拉弧現象，有效防治并聯電容器因為合閘時電壓猛增產生的涌流現象。因此無觸點晶閘管對無功補償自動控制和電容器的保護，能夠延長電容器的使用壽命，但由于無觸點晶閘管很容易在運行過程中產生諧波電流，會產生大量的熱量，導致設備溫度不斷升高，對系統的運行造成嚴重的危害，無法保證電容器的可持續運行。雖然可以通過安裝風扇的方式進行散熱，但實際應用效果并不明顯。

3）復合開關在無功補償自動控制中的應用。復合開關應用在無功補償自動控制中，主要是利用并聯連接交流接觸和可控硅，確保電流過零狀況下切斷和導通，有效抑制涌流現象。復合開關主要分為單相分補開關、三相共補復合開關等類型，可以根據實際需求選擇合適的復合開關，且還可以實現單相分補和三相共補復合開關綜合接線方式。

4　結語

想要降低電力系統運行過程中電網負荷，則需要對無功涌流進行合理的控制，即需要使用無功補償。無功補償主要起到降低損耗和提高電網功率的作用，且還需要利用機械式接觸器、無觸點晶閘管和復合開關等，保障無功補償自動控制具有較好的應用效果。

[1]鄒少琴.無功補償自動控制中電力電子技術的應用研究分析[J].電子技術與軟件工程,2016(7):155-156.

[2]周建明.無功補償自動控制中電力電子技術的應用探析[J].電子技術與軟件工程,2014(22):104.

（編輯：賈娟）

Research on App lication of Power Electronic Technology in Automatic Control of Reactive Power Com pensation

Zhang Yongchun,Lv Xiangling
(Henan M echanical and Electrical Vocational College,Zhengzhou Henan 451191)

This paper mainly analyzes the application effect of reactive power compensation device in power system,expounds the application of reactive power compensation device in power system,studies and discusses the application of electric power electronic technology in automatic control of reactive power compensation.

reactive power compensation;automatic control;power electronic technology

TM 714.3

A

2095-0748(2016)21-0081-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.21.36

2016-10-21

張永春（1987—），女，河南鄭州人，碩士，助理講師，研究方向：電力系統；呂香玲（1987—），女，河南商丘人，碩士，助教，研究方向：通信與信息系統、電學。