電力電子技術(shù)在無功補償自動控制中的應(yīng)用研究

張永春，呂香玲

（河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南鄭州451191）

電力電子技術(shù)在無功補償自動控制中的應(yīng)用研究

張永春，呂香玲

（河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南鄭州451191）

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

無功補償；自動控制；電力電子技術(shù)

引言

隨著社會的進(jìn)步和市場的發(fā)展，人們對生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，而企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備為應(yīng)對市場需求，對電力的消耗也持續(xù)增長，形成較大的成本[1]。為了有效降低生產(chǎn)成本，需要針對生產(chǎn)設(shè)備電力消耗問題進(jìn)行改善，即通過無功補償方式，降低生產(chǎn)能源消耗和提高設(shè)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(wǎng)功率因素和電效率等，確保實現(xiàn)該區(qū)域電網(wǎng)的有效性和經(jīng)濟(jì)性。

1　無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果

無功補償涉及范圍較廣，包含電力系統(tǒng)、電氣自動化技術(shù)、電力電子技術(shù)等，是保證電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、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(tǒng)的擴(kuò)建速度，推動電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致電力負(fù)荷的需求不斷上升。面對電力消耗越來越大、系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大等問題，將無功補償裝置應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，可以明顯提高電網(wǎng)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(wǎng)的運營平衡，實現(xiàn)降低電能損耗和保證電能質(zhì)量的目的。

2　無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用措施

1）無功補償電力容器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。無功補償電力容器設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)均比較簡單，因此該容器的安裝和維護(hù)也相對比較簡單。但將無功補償電力容器使用在電力系統(tǒng)中則具有一定的復(fù)雜性，主要是因為常規(guī)使用感性的無功補償，難以實現(xiàn)可持續(xù)性的調(diào)節(jié)，而電力系統(tǒng)中的無功補償電力容器也會產(chǎn)生負(fù)電效應(yīng)，導(dǎo)致低電網(wǎng)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(dǎo)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(xiàn)燒毀現(xiàn)象。

2）無功補償同步調(diào)相機(jī)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。同步調(diào)相機(jī)作為發(fā)電機(jī)的一種，屬于無功率動態(tài)性補償裝置。將無功補償與同步調(diào)相機(jī)同步應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，主要是用以勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，發(fā)出感性或有容性的功率。同步調(diào)相機(jī)在運行過程中會發(fā)出較大的噪聲，產(chǎn)生較大的損耗，而且維護(hù)工作難度較大。此外由于同步調(diào)相機(jī)的運行速度較慢，而電力系統(tǒng)無功功率變化較快，導(dǎo)致同步調(diào)相機(jī)難以滿足實際工作需求。

3）靜止無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。靜止無功補償裝置應(yīng)用在電力系統(tǒng)中能夠有效改善電力容器和同步調(diào)相機(jī)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(chǎn)生明顯的噪聲，而且通過應(yīng)用新型的開關(guān)器件，還能夠獲得動態(tài)補償?shù)男Ч?。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(tǒng)成本明顯增長。

3　電力電子技術(shù)在無功補償自動控制中的應(yīng)用

1）機(jī)械式接觸器在無功補償自動控制中的應(yīng)用。由于無功補償開關(guān)設(shè)備屬于自動控制，且依據(jù)并聯(lián)電容器開關(guān)接觸實現(xiàn)控制，如果初始電壓為零，而合閘時電壓猛增，則會出現(xiàn)電容器涌流情況，繼而導(dǎo)致電力系統(tǒng)和電容器出現(xiàn)損壞。為了改善這一情況，可以將機(jī)械式接觸器應(yīng)用在電容器組中，實現(xiàn)有效抑制電容器涌流情況的發(fā)生。機(jī)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(yōu)勢。

2）無觸點晶閘管在無功補償自動控制中的應(yīng)用。雖然將機(jī)械式接觸器應(yīng)用在無功補償自動控制中，能夠進(jìn)一步實現(xiàn)對并聯(lián)電容器組涌流現(xiàn)象的控制，但如果因為其他因素，仍然產(chǎn)生了涌流現(xiàn)象，則還是會對電力系統(tǒng)和電容器造成損害，尤其是電容器接觸器觸頭上黏結(jié)盒被燒壞，難以保證無功補償自動控制的運行，嚴(yán)重危害無功補償?shù)膲勖６S著無觸點晶閘管的研發(fā)，該種晶閘管能夠在電壓過零時，實現(xiàn)自動控制，且會自動斷塊，不會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，有效防治并聯(lián)電容器因為合閘時電壓猛增產(chǎn)生的涌流現(xiàn)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(hù)，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(chǎn)生諧波電流，會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致設(shè)備溫度不斷升高，對系統(tǒng)的運行造成嚴(yán)重的危害，無法保證電容器的可持續(xù)運行。雖然可以通過安裝風(fēng)扇的方式進(jìn)行散熱，但實際應(yīng)用效果并不明顯。

3）復(fù)合開關(guān)在無功補償自動控制中的應(yīng)用。復(fù)合開關(guān)應(yīng)用在無功補償自動控制中，主要是利用并聯(lián)連接交流接觸和可控硅，確保電流過零狀況下切斷和導(dǎo)通，有效抑制涌流現(xiàn)象。復(fù)合開關(guān)主要分為單相分補開關(guān)、三相共補復(fù)合開關(guān)等類型，可以根據(jù)實際需求選擇合適的復(fù)合開關(guān)，且還可以實現(xiàn)單相分補和三相共補復(fù)合開關(guān)綜合接線方式。

4　結(jié)語

想要降低電力系統(tǒng)運行過程中電網(wǎng)負(fù)荷，則需要對無功涌流進(jìn)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(wǎng)功率的作用，且還需要利用機(jī)械式接觸器、無觸點晶閘管和復(fù)合開關(guān)等，保障無功補償自動控制具有較好的應(yīng)用效果。

[1]鄒少琴.無功補償自動控制中電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究分析[J].電子技術(shù)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(shù)的應(yīng)用探析[J].電子技術(shù)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(tǒng)；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(tǒng)、電學(xué)。