導(dǎo)語：電力電子對無功補償自動控制的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文主要對于無功補償裝置的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，指出無功補償?shù)木唧w做法以及應(yīng)用的一些情景，希望對于我國的電子電力技術(shù)發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：無功補償；自動控制；電力電子技術(shù)

無功補償在電力工程中有著重要的應(yīng)用，通過無功補償，電力再傳輸中的功率消耗能夠最大程度的降低，進(jìn)一步地提升電網(wǎng)的運輸功率，在我國電網(wǎng)傳輸中起到了十分重要的作用。如今無功補償在與電力相關(guān)的諸多行業(yè)都有著充分的應(yīng)用，在不斷變化發(fā)展的電子電力行業(yè)中，人們對于這種有著良好應(yīng)用的技術(shù)的關(guān)注程度在不斷地增加。

1關(guān)于無功補償裝置在整個電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用分析研究

1.1無功補償在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用效果分析

整個社會的發(fā)展速度由于能源的供應(yīng)速度而不斷提升，這些年的實際情況反映了，我們國家對于電能的需求量在不斷地提升，我們國家的電力輸送行業(yè)必須與不斷發(fā)展的社會經(jīng)濟相匹配。所以整個電力系統(tǒng)的建設(shè)也在不斷地擴大，然而在增加的發(fā)電量的同時，也需要減少電能在運輸時的消耗，降低電力部門的運營成本。通過無功補償技術(shù)，讓整體的電網(wǎng)運行質(zhì)量得到保障，減少能源在運輸過程中大量被損耗的電能，強化整個電網(wǎng)的運行速度，這種無功補償可以被直接的添加在原有的電力系統(tǒng)當(dāng)中，而不需要進(jìn)行額外的設(shè)計和改進(jìn)，從而擁有良好的工作能力，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運營安全和穩(wěn)定性。之所以能夠肯定無功補償裝置在電力運行中的用途，是因為它不僅能夠極大幅度的降低能量運輸?shù)膿p耗，還能夠讓傳輸?shù)碾娔苜|(zhì)量更高，更加的穩(wěn)定。

1.2無功補償當(dāng)中同步調(diào)相機的相關(guān)科學(xué)分析

在無功補償?shù)膽?yīng)用中，一定程度上參考了同步調(diào)相機的工作原理，同步調(diào)相機其實也是一種發(fā)電機，以同步旋轉(zhuǎn)的方式運行，在種類上，屬于無功率動態(tài)補償裝置，這種電機的工作原理主要是反映了其通過勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)滿足有容性功率地輸出，在種類上能夠被視為是一種無功率動態(tài)補償裝置。此外無功率補償裝置也能夠被視為是一種同步旋轉(zhuǎn)式的發(fā)電設(shè)備，運行中時序不斷的旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生大量的噪聲，進(jìn)而導(dǎo)致了電力傳輸?shù)膿p耗，通過實際的工作分析不難發(fā)現(xiàn)，在同步調(diào)相機的檢驗和維修上較為方便。而通過對目前的狀況研究，可以發(fā)現(xiàn)無功率變化速度在整個電力系統(tǒng)中變化迅速，現(xiàn)有的機器運行速度無法匹配如此快速的功率變化，這種不利因素使得無功補償同步調(diào)相機的實際運用能力十分有限，無法滿足實際的工作需要。

1.3無功補償裝置當(dāng)中靜止無功補償裝置分析

無功補償裝置當(dāng)中的靜止無功裝置被研究設(shè)計出來擁有著相應(yīng)的作用，這種作用是為了緩解在電力容器和同步調(diào)相機中的一系列設(shè)計缺陷造成的工作問題。將靜止無功補償裝置與同步調(diào)相機的工作環(huán)境進(jìn)行分析比對，能夠明顯的發(fā)現(xiàn)靜止無功補償裝置在實際工作中的優(yōu)點，最為顯著的優(yōu)點為，靜止無功補償裝置在運行當(dāng)中的噪聲很小，在運行的速度上也快于同步調(diào)相機，這說明靜止無功補償裝置的設(shè)計思路更加先進(jìn)，正是這樣，與無功補償裝置相配套的新型原件才能被不斷的設(shè)計開發(fā)出來，在當(dāng)前的裝置中得到更好的運用。但無功補償裝置并不是完美的，那就是其制造成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同步調(diào)相機，這種高昂的一次投入使得電網(wǎng)運行的整體成本在初期會有著更高的負(fù)擔(dān)。在電力系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)該仔細(xì)地考慮這種問題，進(jìn)行更符合市場要求的電網(wǎng)建設(shè)。

2關(guān)于無功補償自動控制中電力電子技術(shù)的應(yīng)用分析

通過對無功補償控制裝置的工作原理分析可以看出，電力電子技術(shù)在日常的應(yīng)用非常廣泛，有以下幾種方式。

2.1電力電子技術(shù)的機械式接觸器應(yīng)用研究

通過對無功補償裝置的分析可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)設(shè)備的自動控制與電容器的聯(lián)系程度較高，因為開關(guān)設(shè)備的自動控制是由于電容器的斷開和閉合來決定電流的傳輸。在電流輸入到裝置之前，電路中的電壓表現(xiàn)為0，開關(guān)的過程中，電流經(jīng)過了整個電路，電壓也會陡然上升，這個階段電容器的電流會極大程度影響到電容器的工作，在嚴(yán)重的情況下甚至?xí)㈦娙萜鞯墓ぷ鹘M件破壞。

2.2電力電子技術(shù)當(dāng)中無觸點閘管的應(yīng)用研究

通過工作中的實際觀察發(fā)現(xiàn)，在并聯(lián)情況下的電容器工作組在其內(nèi)部經(jīng)常性的產(chǎn)生涌流現(xiàn)象，這種涌流情況會影響電子元件的工作情況，是一種我們不希望出現(xiàn)的情況，涌流現(xiàn)象過于強烈，會導(dǎo)致電容器中的接觸器觸頭過載，導(dǎo)致電容器被破壞。工程師通過思路的轉(zhuǎn)變，在無功補償裝置中運用無觸點晶閘管，實現(xiàn)電容器的保護(hù)，在實際的工作中，當(dāng)電壓超過0伏的時候，可控硅會發(fā)揮其應(yīng)有的作用，實現(xiàn)涌流的自動控制，對于電壓為0的情況，通過分析可知，無觸點的晶閘管會脫離工作狀態(tài)，在一定情況上，可以避免由于電容器合閘瞬間產(chǎn)生的涌流情況，導(dǎo)致電容器被破壞的問題。以上，我們討論的是無觸點晶閘管在工作中的優(yōu)勢，然而無觸點的晶閘管也擁有著一些弊端，首先，在諧波電流出現(xiàn)時，整體的工作情況會被嚴(yán)重地影響，當(dāng)工作時間推移，設(shè)備溫度上升時，由于缺乏有效的散熱裝置，溫度居高不下，會導(dǎo)致電阻的上升，現(xiàn)有的排風(fēng)扇設(shè)計，也很難降低工作環(huán)境的高溫。

2.3電力電子技術(shù)當(dāng)中復(fù)合開關(guān)的應(yīng)用分析研究

與機械式接觸器和無觸電晶閘管一樣，復(fù)合開關(guān)也是無功補償裝置的重要組成部分，能夠有效地解決嚴(yán)重的涌流問題，當(dāng)復(fù)合開關(guān)在電流超過0的時候，復(fù)合開關(guān)可以發(fā)揮其應(yīng)有的作用，將涌流更好的控制住。分析復(fù)合開關(guān)的工作狀況，可以發(fā)現(xiàn)復(fù)合開關(guān)之所以能實現(xiàn)涌流的控制，是由于并聯(lián)電路的特殊工作情況。

3電力系統(tǒng)中對于無功補償?shù)膽?yīng)用

3.1無功補償同步調(diào)相機

同步調(diào)相機是一種同步旋轉(zhuǎn)的發(fā)電模組，與無功補償技術(shù)有著相似之處，在實際的工作運行中，調(diào)節(jié)發(fā)電機中的勵磁系統(tǒng)發(fā)出有容性或感性的功率。在實際工作中，同步調(diào)相機所暴露出來的問題有：由于其始終處于高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，會產(chǎn)生大量的噪聲和損耗，產(chǎn)生噪聲污染的同時，降低了電流運輸?shù)男?。面對這種情況，需要運用靜止無功補償來優(yōu)化同步調(diào)相機的工作模式。

3.2靜止無功補償裝置

為了能讓同步調(diào)相機的工作得以優(yōu)化，讓同步調(diào)相機和電力容器更好的配合，靜止無功補償裝置做到了兩者之間的優(yōu)化，有著良好的應(yīng)用特性，在運行過程中速度得到了提升，也極大地減少了噪聲的發(fā)生。目前我國電力技術(shù)的快速發(fā)展，對于無功補償裝置的要求提出了較為嚴(yán)格的水平，新型的開關(guān)器械被用在了控制同步調(diào)相機的工作流程中。動態(tài)無功功率補償裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，本圖反映的是TCR型靜止動態(tài)無功功率補償裝置，這種裝置能減少維修人員的工作壓力，降低維護(hù)成本，擁有著良好的應(yīng)用結(jié)果。

3.3無功補償電力容器

對于其他設(shè)備而言，無功補償電力在維護(hù)運行裝機上，都有著更為簡單，易于維護(hù)的特點，但無功補償電力容器在實際的應(yīng)用中并沒有人們想象的那樣容易，由于在通常的電力供應(yīng)系統(tǒng)中采取的是感性的無功補償，對于這種電力系統(tǒng)無功補償無法持續(xù)的進(jìn)行。在使用電力無功補償電容器時，會導(dǎo)致整體供電系統(tǒng)電壓的下降，產(chǎn)生所謂的負(fù)電效應(yīng)，這種效應(yīng)只用交流接觸器投切時，還會產(chǎn)生更為嚴(yán)重的起弧現(xiàn)象和觸頭震動現(xiàn)象。交流接觸投切電容時，輸電線路總電流波形如圖2所示。這種復(fù)電效應(yīng)會極大的影響電容器的補償含量，快速的消耗電力容器的容量，在這種工作狀態(tài)下，電力容器在受到強烈的外部干擾時，會產(chǎn)生高溫，燒毀電力容器，造成電力癱瘓。

4無功補償自動控制中應(yīng)用電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)的執(zhí)行機構(gòu)，在無功補償自動控制中主要分為以下三種。

4.1機械式接觸器實施無功補償自動控制

在實現(xiàn)無功補償?shù)倪^程中，應(yīng)該讓電容器和開關(guān)設(shè)備做到連通，所以在電流輸入裝置中初始電壓始終為0，在電路閉合時電壓會出現(xiàn)劇烈的變化，進(jìn)而導(dǎo)致容器中電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這種變化會破壞電容器中的工作環(huán)境，所以安裝機械式接觸器能夠有效的避免上述的不利情況，對于電容器中的電阻進(jìn)行保護(hù)，穩(wěn)定其工作環(huán)境。

4.2無觸點晶閘管實施無功補償自動控制

在并聯(lián)的工作狀態(tài)下，電容器中的阻容器會導(dǎo)致元件相接觸的連接點溫度升高，并且嚴(yán)重情況下還會被燒毀，這種情況叫做涌流現(xiàn)象，在無功補償過程中需要通過先進(jìn)的電子技術(shù)，將固態(tài)繼電器應(yīng)用在無功補償裝置中，在電容器運行之后，利用其中包含的硅介質(zhì)實現(xiàn)無功補償自動控制手段。電容器失去電壓后會自動關(guān)閉無觸點晶閘管，有效的防止電容器在閉合時由于上述的涌流作用導(dǎo)致工作元件的破壞。這種工作模式有著一定的問題，那就是電容器的持續(xù)運行會產(chǎn)生更多的諧波電流，讓整體的電力設(shè)備溫度提升，而這種溫度提升是難以被排出的。

4.3復(fù)合開關(guān)實施無功補償自動控制

除了以上外，在無功補償過程中，也有采用復(fù)合開關(guān)和一些其他方法，抑制無功補償中產(chǎn)生的不良現(xiàn)象。在電流進(jìn)入到電容器中，通過負(fù)荷開關(guān)的機構(gòu)，可以使電容器所承擔(dān)的涌流降低到最低水平，復(fù)合開關(guān)所含有的硅介質(zhì)，也能夠?qū)㈦娙萜鞯碾娏魃⒁绯鋈?，實現(xiàn)元件與元件之間的正常交流接觸，對整個電力系統(tǒng)的開關(guān)起到保護(hù)和控制作用，在正常運行下，電容器中的能量損耗也會被降低，因此采用復(fù)合開關(guān)裝置能夠讓整個電力供應(yīng)系統(tǒng)的自動補償功能運用起來。在實際的工作情況中，選擇適合工作實況的開關(guān)類型，比如三項共補復(fù)合開關(guān)和單項分補開關(guān)，這兩種復(fù)合開關(guān)是目前應(yīng)用的較為廣泛的開關(guān)。要想降低系統(tǒng)運行成本，使電流的運行效率得以提升，也可以同時在采取這兩種復(fù)合開關(guān)，并且在接線形式上做到復(fù)合式的設(shè)計，防止在電容器的合閘過程中產(chǎn)生涌流效應(yīng)，導(dǎo)致電子元件被破壞。

5結(jié)語

在無功補償原理的具體運用上，就是要減少電力傳輸中所白白流失的能量，提升整體的運行效率，目前無功補償電力系統(tǒng)在我國已經(jīng)得到了廣泛的運用，降低整個電網(wǎng)運輸?shù)哪茉聪?。而對于這種無功補償功率的改善，就是要將這種系統(tǒng)直接的套用到自動化的控制電力系統(tǒng)中，實現(xiàn)完全的自主控制。

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作者：蔣佳妮 田璐羽 單位：上海理工大學(xué)