電工電子技術在無功補償自動控制中的應用

費振興

摘要：無功補償是電力系統(tǒng)中一種應用相對廣泛的技術，其在電氣自動化、電工電子等領域中具有良好的使用效果。并且在當前科學技術持續(xù)發(fā)展進步的背景下，電工電子技術逐漸在無功補償自動控制中得到應用，在很大程度上提高了電網(wǎng)運行的效率和質(zhì)量。

關鍵詞：電工電子技術;無功補償;自動化控制

1 無功補償裝置、原理及作用概述

1.1 無功補償裝置

眾所周知，我國很多電網(wǎng)運行都需電力系統(tǒng)供應充足的電力負荷，在整個供應過程中，會給電力設備造成較大的感性負荷，進而影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了確保整個電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及有效性，這就需要安裝無功補償裝置，用來吸收多余的無功功率，降低設備的能源消耗和磨損率，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。

1.2 無功補償裝置的原理及作用

首先，無功補償裝置的原理。電力設備在使用過程中，由于型號、用電方式等不同，其功率也會存在差異。如白熾燈、熱水器等常用的電力設備，由于它們在使用過程中電壓和電流相同相位，有功功率的獲得便是電壓與電流二者的乘積。在電力系統(tǒng)運行過程中，這些設備往往需要電力系統(tǒng)建立一個與之對應的磁場，致使能量消耗無法轉(zhuǎn)化成有功功率，而成為無功功率。一般情況下，電力系統(tǒng)變配電設備的選擇依據(jù)是由視在功率決定的。視在功率分為有功功率和無功功率，其中，無功功率在電力傳輸過程中產(chǎn)生的負荷會直接影響電網(wǎng)的正常的運行，其不僅會增加運行負荷，也會使電網(wǎng)的整體損耗更嚴重，影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而解決這一問題的有效措施就是對輸電系統(tǒng)進行補償，進而從整體上維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。通常情況下，在高壓設備的電網(wǎng)系統(tǒng)中都會安裝無功補償裝置。其次，無功補償裝置的作用。

2 電工電子技術的應用現(xiàn)狀分析

一般而言，針對超遠距離和超大容量的電能傳輸都會選擇高壓直流輸電技術，高壓直流輸電技術相較于交流傳輸電能而言是一種非常經(jīng)濟的輸電方式，具有造價低、損耗少的優(yōu)勢。而電子電工技術是眾多超高壓電能傳輸技術中優(yōu)勢較明顯的一種技術，它是一種高效、可靠的開關技術，能有效提升電網(wǎng)傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)能力。因此，電工電子技術在電力系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，發(fā)展前景是十分可觀的。

3 電工電子技術的優(yōu)勢

電工電子技術在電氣控制中的作用是非常巨大的。它不僅能提升電子技術系統(tǒng)的適應性，還能提升工作人員的工作效率。隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，增加了對電能的需求量，無論任何行業(yè)的發(fā)展，都離不開電能的支撐，這就對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及有效性提出了更高的要求，而電工電子技術在電力設備中的應用，能有效控制各種電器設備的安全運行，降低安全隱患發(fā)生率。同時，電工電子技術能有效替代人工操作，降低因人工失誤造成的損失，工作效率明顯得到提高，對推動電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

4 電工電子技術在電力系統(tǒng)中的應用分析

4.1 電工電子技術在自動控制中的應用

一般情況下，電力系統(tǒng)具有自動發(fā)電、自動電壓、自動穩(wěn)定三大功能。在電工電子技術中，也會應用到功率管、功率開關管等。尤其是在科學技術的推動下，研發(fā)出的無功補償技術，無功補償技術包括補償控制器及并聯(lián)電容的投切開關等，其作為一種新技術在電力系統(tǒng)中的應用意義重大，它的應用使電力系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)更加全面、穩(wěn)健和高效。另外，由于電工電子器件具有體積小、功率小、反映速度快等優(yōu)勢，這就提高了電力系統(tǒng)無功補償?shù)臅r效性和電力系統(tǒng)的自動控制效果。

4.2 電工電子技術在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電環(huán)節(jié)與其中的許多電力設備密切相關。因此，電力系統(tǒng)的發(fā)電效率和質(zhì)量與這些設備的運行狀態(tài)有著直接聯(lián)系。而在無功補償裝置中，靜止可控硅勵磁系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用，它通過借助微機控制技術，能夠?qū)崿F(xiàn)每個環(huán)節(jié)的全數(shù)字化，進而提升工作人員的工作效率和供電的穩(wěn)定，其在電力系統(tǒng)中的應用具有顯著的優(yōu)勢。

5 電工電子技術在無功補償自動控制中的應用

5.1 機械式接觸設備在無功補償自動控制中的應用

無功補償開關的自動化控制，其決定方式有兩種，即并聯(lián)電容器的開發(fā)接觸形式和開關方式，在此種情況下，輸入補償?shù)淖畛蹼妷褐岛艿停c零很接近，但在合閘后，容易出現(xiàn)激增的情況，電容器發(fā)生涌流，進而產(chǎn)生負面影響。如當電壓發(fā)生大幅下降或短路故障時，就會造成大面積停電，給工業(yè)企業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失。為了預防此種情況的發(fā)生，需要建立電容設備接觸方式，用接觸器開關控制電容器組的涌流，強化限流電阻，達到控制涌流的目的。

5.2 無觸點晶閘管在無功補償自動控制中的應用

電容器在實際工作的過程中，涌流現(xiàn)象雖然能夠被控制但涌流現(xiàn)象發(fā)生的后果是非常嚴重的，它會損壞接觸器觸頭的粘結(jié)盒，影響電容器運行。隨著科技的進步，電工電子技術的發(fā)展，研發(fā)出了一種無觸點晶閘管，無觸點晶閘管由于其優(yōu)勢明顯被廣泛使用，具體表現(xiàn)在當電壓處于零狀態(tài)下時，電流會被可控硅自動斷開，進而杜絕拉弧現(xiàn)象的產(chǎn)生，自然也不會出現(xiàn)接觸器觸頭粘結(jié)和燒毀的情況，保障電容器安全。除了優(yōu)勢外，無觸點晶閘管也存在一些缺陷，它會在電容器運行的過程中產(chǎn)生結(jié)壓降，然后形成諧波電流，影響電容器的正常運行。此外，還會釋放大量的熱量，使周圍的電力設備溫度升高，引發(fā)設備因受高溫影響而出現(xiàn)故障。

5.3 復合開關在無功補償自動控制中的應用

可控硅開關與交流接觸上的并聯(lián)實現(xiàn)方式便是復合開關，即當電流為零時，復合開關會自動切斷電壓，保護設備安全。一般情況下，開關的方式有兩種：接通和斷開，但不管是接通還是斷開，復合開關都可控制涌流現(xiàn)象。復合開關分為單相分補復合開關和三相共補復合開關兩種，兩種方式的復合開關使用場合各不相同，一般在低壓無功補償或是功率因素相似的電網(wǎng)中會使用三相共補復合開關;在功率因素相差較大或負荷相差明顯的場合中會使用單相分補復合開關，但為了節(jié)約經(jīng)濟成本，共同應用兩種接線方式，才是供電企業(yè)最佳的選擇。

5.4 電路仿真在無功補償自動控制中的應用

計算機技術在快速發(fā)展的同時也帶動了電工電子技術的發(fā)展。尤其是在設計電工電子電路時，可借助計算機的模擬功能，對電路進行仿真模擬。通過電路仿真模擬達到控制分電路與主電路的目的。通常情況下，交流接觸器和晶閘管是主電路的主要構(gòu)成要素，需注意的是，交流接觸器的接觸位置易發(fā)生起弧現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)此種狀況，要用交流接觸器投切起弧現(xiàn)象。另外，在此過程中，涌流也會發(fā)生改變，但不易被發(fā)現(xiàn)，這時可根據(jù)無功補償電容器在使用后產(chǎn)生的波形峰值的變化情況來判斷。由此可見，用計算機技術構(gòu)建的仿真電路能真實反映無功補償電容器的實際應用情況及效果。

6 結(jié)束語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電能資源發(fā)揮的作用越來越明顯，電能資源已經(jīng)涉及到各個行業(yè)及人們的生活中，所以，這就對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及有效性提出了更高的要求。而在電子器件和電子技術日益普及的時代背景下，無功補償問題受到了電力企業(yè)的重視，各種電子器件在電力生產(chǎn)中的應用，最佳的補償方式需經(jīng)濟實惠、操作方便、體積小等，而將電工電子技術應用到無功補償自動控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)無功補償優(yōu)勢的最大化，達到真正意義上的無功補償。

參考文獻

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