電力電子技術(shù)在無功補償自動控制中的應(yīng)用研究

潘聰

摘要：隨著社會的進步和市場的發(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。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)濟性。

關(guān)鍵詞：無功補償;自動控制;電力電子技術(shù)

引言

無功功率補償又稱為無功補償，常用于電力供電系統(tǒng)之中，主要作用為降低輸送線路和電變壓器損耗，提高電網(wǎng)功率因數(shù)及電效率，進而改善整個供電環(huán)境。無功功率補償涉及了電力系統(tǒng)、理論電工、電氣自動化技術(shù)、電力電子技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域。在電力電子技術(shù)廣泛運用的今天，越來越多的人也開始關(guān)注無功補償問題。電力系統(tǒng)通過對電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整和無功補償是實現(xiàn)電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟運行的重要手段，隨著近年來電力電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無功功率領(lǐng)域也受到各個領(lǐng)域的關(guān)注。

一、無功補償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1電力系統(tǒng)無功補償?shù)膽?yīng)用效果

伴隨著社會快速發(fā)展，人們對于電能需求量正在快速增加，電力行業(yè)迎來了新一輪發(fā)展熱潮，電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模也正在逐漸增加，電力負(fù)荷需求量也正在提高。無功補償要是在電力系統(tǒng)實際運行中應(yīng)用，能夠顯著提高電網(wǎng)運行質(zhì)量，并且提高電網(wǎng)運行速度，同時還能夠減小電能在實際傳輸過程中所造成的損耗。將無功補償裝置按照在電力系統(tǒng)之中，對于調(diào)整電網(wǎng)運行狀態(tài)，讓其安全穩(wěn)定運行具有重要作用，這樣不僅僅能夠大幅度消耗電能的損耗，還能夠提高電能傳輸質(zhì)量。

1.2電力系統(tǒng)無功補償應(yīng)用的措施

1.2.1無功補償電流容器

要是從設(shè)計角度對于無功補償電流容器進行分析，首先就能夠發(fā)現(xiàn)無功補償電流容器與其他設(shè)備相比較較為簡單，不僅僅是從設(shè)備的安裝及運行角度而言，設(shè)備后期維護也十分便捷，主要原因是由于無功補償電流容器設(shè)計就十分簡單。但是無功補償電力容器在實際操作中還是十分復(fù)雜的，由于現(xiàn)在電力系統(tǒng)內(nèi)所應(yīng)用的主要是感性無功補償電力容器，所以不能夠?qū)τ跓o功補償電力容器進行可持續(xù)性調(diào)節(jié)。無功補償電力容器在實際應(yīng)用過程中，一定會產(chǎn)生負(fù)點效應(yīng)，對于電網(wǎng)運行質(zhì)量造成一定影響的同時，電網(wǎng)內(nèi)的補償電流也會適當(dāng)降低，這樣電容器所進行的補償容量也就大幅度降低。在這種運行狀態(tài)之下，無功補償電力容器要是收到較大諧波的影響，出現(xiàn)燒毀或者是損害的可能性就較高。

1.2.2無功補償同步調(diào)相機

同步調(diào)相機實際上是發(fā)電機，在實際運行過程中旋轉(zhuǎn)形式相同。同步調(diào)相機運行原理是利用勵磁系統(tǒng)在對于電網(wǎng)調(diào)節(jié)過程中會發(fā)出容性功率。正是由于無功補償同步調(diào)相機是一種同步旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機，在實際應(yīng)用過程中能夠一直保持旋轉(zhuǎn)的運行狀態(tài)，進而同步調(diào)相機在實際運行中所產(chǎn)生的噪音也就較大，就造成一定

的損耗，并且在對于同步調(diào)相機后期修護難度也較好。就現(xiàn)在實際情況而言，由于同步調(diào)相機運行速度較難，并且電力系統(tǒng)的變化迅速，這就造成同步調(diào)相機開展調(diào)節(jié)工作難度較高。

二、電力電子技術(shù)在無功補償自動控制中的應(yīng)用

2.1機2.2無觸點晶閘管在無功補償自動控制中的應(yīng)用。雖然將機械式接觸器應(yīng)用在無功補償自動控制中，能夠進一步實現(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。

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?。而隨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，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)扇的方式進行散熱，但實際應(yīng)用效果并不明顯。

2.3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。

三、結(jié)論

簡而言之，想要降低電網(wǎng)在實際運行中的負(fù)荷，就需要對于電網(wǎng)內(nèi)的無功涌流進行高效率控制，這就需要將電力系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用無功補償。無功補償在電力系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用，主要目的就是降低電能在傳輸過程中及變壓器上面的消耗，進而提高電網(wǎng)運行功率參數(shù)，提高電網(wǎng)運行質(zhì)量。無功補償現(xiàn)在已經(jīng)在電力系統(tǒng)及電氣自動化技術(shù)等方面得到了廣泛應(yīng)用，所以在電力系統(tǒng)運行過程中應(yīng)用無功補償，在降低電能消耗的同時，還能夠降低電網(wǎng)整個對于能源的消耗。同時將電力電子技術(shù)應(yīng)用到無功補償自動控制中，是完善無功補償最為有效并且最為直接的一種途徑，本文對于電力電子技術(shù)在無功補償自動化控制的運用簡單分析，還存在一定不足，僅供參考。

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（作者單位： 遼寧北方玻璃機械股份有限公司）