電工電子技術在無功補償自動控制中的應用研究

摘 要：在電力系統中，無功補償發揮著十分重要的作用，它可以提高電網的功率和電效率，最大程度降低輸送線路的損耗，為供電系統的運行創造良好的環境。目前，無功補償被廣泛應用于電力系統、理論電工、電氣自動化技術、電工電子技術等領域，其中在電工電子技術中應用無功補償自動控制具有十分重要的意義。本文對無功補償自動控制技術與電工電子技術在無功補償自動控制和電力系統中的運用進行了具體研究，為電工電子技術在無功補償自動控制中的應用提供參考。

關鍵詞：電工電子技術;無功補償;自動控制;應用

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

0?引言

無功補償又稱為無功率補償，其是電力企業采取的有效應對措施之一。良好的無功補償具有提升供電質量，維護電網安全，改善供電環境等優點。隨著電工電子技術的不斷發展，電力損耗問題得到人們的高度關注，為了給用戶提供高質量的電力服務，相關部門和工作人員必須有效解決電壓調整和無功補償等問題。因此電力行業要重點研究如何提高電壓穩定性和平衡無功功率。

1無功補償自動控制概述和作用

1.1無功補償自動控制概述

在電子供電系統中，無功補償不僅可以提高供電效率和質量，還可以為供電創造一個良好的環境最大程度降低電網的消耗。但如果工作人員使用的無功補償裝置缺乏合理性，會給電力系統的電壓造成很大的波動。無功補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化為化學能、機械能、熱能和聲能等能量形式，然后再通過利用這些能量形式進行作功，繼而產生一種有功功率。另一方面，無功功率。無功功率不會消耗電能，它只是將電能轉化為一種能量形式來維持電氣設備的正常運行。在電力系統運行中這種能量形式會與電能進行一種周期性的轉化，在這一過程中產生的功率被稱為無功功率。

1.2無功補償自動控制的作用

電網在實際運營中使用的設備其電力負荷多為感性負荷，同時這些設備會吸收較多無功功率。針對這種情況，無功補償裝置發揮著十分重要的作用，它可以有效控制和管理電網的感性負荷，進而最大程度降低無功補償過程中相關控制設備對能源的損耗量。一般情況下電網無功補償的位置在高壓并聯和低壓并聯的電容器的電路中，此外在變電站的總體線路中安裝并聯電容器及安裝并聯補償電容器的方式是無法替代的。無功補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無功補償電容器，在特定條件下也可以在單臺發動機中安裝。在實際的安裝中要全面掌握和了解電力負荷的實際情況，如果電力負荷較低，則要避免出現無功補償過度的情況發生。

2電工電子技術在無功補償自動控制中的應用

2.1復合開關

復合開關可以將可控開關與交流接觸開關有效并聯，保證切斷電流過零的及時性和電壓過零的導通性。在接通和斷開開關時可以有效控制電流，實現無功率損耗的目標。復合開關具有以下兩種功能：第一是有效使用單相分補和三相分補兩種復合開關共同連接的方式，這種連接方式被普遍應用于我國電力企業的供電中。第二是單相分補式和三相共補式的復合開關，其中三相共補式主要應用于低壓無功補償中和功率比較相似的電力系統中。

2.2無觸點晶閘管

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

2.3電路仿真

隨著我國經濟的發展，科技水平不斷提升，計算機仿真技術和其它輔助手段被廣泛應用于電路設計中。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的晶閘管。以某電力企業為例，重點介紹其供電系統主電路的仿真設計。該供電系統的電路仿真設計可以通過有效利用交流接觸器透切電容來實現。在三相電源中，使用星形接法中性點來對電力系統內部進行有效的接地處理，并且將電壓控制在合理范圍內。在實際電力系統運行中由于交流接觸器比較透徹，所以在接觸器的觸頭經常會發生起弧現象，特別是在電路的瞬間尖峰中，這一現象尤為明顯。在電容運行過程中，會產生一定量定額電流的涌流。從中我們可以看出補償電容器的有效應用能夠降低輸電線路中的電流量，減少電力系統對電能的損耗，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，相關工作人員才能啟動晶閘管的觸動脈沖，保證環流的順利進行，防止出現大尖峰的現象。

2.4機械式接觸設備

并聯電容器的開發接觸形式和開關方式決定著無功補償設備的開關自動化控制，這種模式在最開始的輸入補償中電壓值較低，甚至為零。因此，在合閘之后會出現激增的問題，導致電容器出現涌流現象。因此在使用電容器過程中會產生一些負面影響，例如，能源嚴重損耗、片區停電和短路等等。針對這些問題，電力企業應該建立專門的電容設備連接方式，充分發揮接觸器開關的作用使其有效控制電容器避免出現涌流現象的發生。同時也可以通過強化限流電阻的方式來預防涌流現象的發生。實踐證明，通過提升限流電阻的方式可以杜絕涌流現象，在一定程度上有利于保證無能源消耗和無降壓。

3電工電子技術在電力系統中的應用

3.1在自動控制中的應用

電工電子技術中無功補償技術的研發和應用使得電力系統的自動控制系統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，反應速度較快，對電力系統的無功補償及時性較高，有利于提升整個電力系統的自動控制效果。隨著功率開關、功率管等原件的出現和廣泛應用以及單片機等處理器應用的不斷普及，為無功補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償電容代替原有的電容器，進而有效控制和消解涌流，充分發揮自動控制系統的功能，提高電力系統的運行質量和效率。

3.2在發電環節中的應用

電力設備與電力系統的發電環節有著十分密切的聯系，電力設備的工作狀態直接影響著電力系統實際的發電情況。非線性控制理論是一種全新的無功補償理念，它通過利用數字化的微機控制技術保證產品每一個環節的穩定性和工作效益，其優勢十分明顯。其主要分為調節電路和主電路兩個方面，其中調節電路由觸發、對比、放大和采樣四個結構組成。

4結語

隨著經濟的發展，人們在生活和生產中對電能源的依賴逐漸增加，隨著電子技術水平的提升和電子器件的普及，人們越來越重視電力生產中的無功補償問題。在無功補償自動控制中合理應用電工電子技術能使無功補償具備更強的優勢，能夠在真正意義上實現無功補償。

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收稿日期：2019-05-13

基金項目：常德職業技術學院院級重點項目：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