無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制中電力電子技術(shù)的應(yīng)用
時(shí)間:2022-05-10 11:06:00
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無(wú)功功率補(bǔ)償又稱為無(wú)功補(bǔ)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(jìn)而改善整個(gè)供電環(huán)境。無(wú)功功率補(bǔ)償涉及了電力系統(tǒng)、理論電工、電氣自動(dòng)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(yùn)用的今天,越來(lái)越多的人也開始關(guān)注無(wú)功補(bǔ)償問題。電力系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整和無(wú)功補(bǔ)償是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段,隨著近年來(lái)電力電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展,無(wú)功功率領(lǐng)域也受到各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注。
1無(wú)功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用效果
隨著社會(huì)生產(chǎn)對(duì)電力需求的增加,電力行業(yè)快速發(fā)展起來(lái),電力系統(tǒng)規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大,電力負(fù)荷的需求開始不斷上漲。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中,無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)用可以起到重要的作用,它能夠有效提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率,改善供電環(huán)境,同時(shí)還可以降低電力系統(tǒng)運(yùn)行中變電器和輸電線路的損耗。將無(wú)功補(bǔ)償裝置安裝與電力系統(tǒng)中,可以使電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)保持平衡的狀態(tài),安全穩(wěn)定的運(yùn)行,不僅大大的降低了電能消耗,同時(shí)提升了電能的質(zhì)量。
1.2電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用的措施
1.2.1無(wú)功補(bǔ)償電力容器
無(wú)功補(bǔ)償電力容器從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō),相對(duì)于其他的儀器是較為簡(jiǎn)單的,無(wú)論是容器的安裝、運(yùn)行,還是容器的維護(hù)等,其設(shè)計(jì)工作都不算復(fù)雜。但無(wú)功補(bǔ)償電力容器的使用較為復(fù)雜,由于我們通常使用的都是感性的無(wú)功補(bǔ)償,因此不能做到持續(xù)性的調(diào)節(jié)。在使用電力無(wú)功補(bǔ)償電力容器的時(shí)候,也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)電效應(yīng),負(fù)電效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致低電網(wǎng)電壓有所下降,同時(shí)補(bǔ)償電流也會(huì)下降,這就降低了電容器的補(bǔ)償容量,使得電力容器所補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量快速的降低。在這樣的情況下,如果諧波的干擾較大,很可能會(huì)使無(wú)功補(bǔ)償電力電容器被燒毀,造成一定的損失。
1.2.2無(wú)功補(bǔ)償同步調(diào)相機(jī)
同步調(diào)相機(jī)是一種發(fā)電機(jī),它是同步旋轉(zhuǎn)式的,屬于無(wú)功率動(dòng)態(tài)性補(bǔ)償裝置。同步調(diào)相機(jī)的工作原理是通過(guò)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來(lái)發(fā)出感性或有容性的功率。因?yàn)橥秸{(diào)相機(jī)是屬于同步旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī),因此在運(yùn)行過(guò)程中,它始終處于一種旋轉(zhuǎn)的狀態(tài),這就會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲,造成一定的損耗。并且同步調(diào)相機(jī)的檢修維護(hù)工作也是相對(duì)較難的。從目前來(lái)看,電力系統(tǒng)的無(wú)功功率變化速度很快,但機(jī)器自身的運(yùn)行速度又較慢,這就使得無(wú)功補(bǔ)償同步調(diào)相機(jī)的調(diào)節(jié)工作難以進(jìn)行,很難滿足調(diào)節(jié)的要求。
1.2.3靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置
靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的發(fā)明與設(shè)計(jì)主要是為了彌補(bǔ)電力容器和同步調(diào)相機(jī)的缺陷。與前面兩種裝置相比,靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置有了更多的優(yōu)點(diǎn),它在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生很大的噪音,運(yùn)行速度也比之前的容器裝置快。在電力電子技術(shù)發(fā)展的同時(shí),新型的開關(guān)器件也被研發(fā)出來(lái),并廣泛的應(yīng)用于靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置中,取得了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)男Ч?。但使用靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置也有一定的問題存在,雖然靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置的檢修維護(hù)成本有所降低,但其設(shè)備造價(jià)很高,這就加大了電力系統(tǒng)的成本。
2電力電子技術(shù)在無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制中的應(yīng)用
在無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制中,電力電子技術(shù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括三種,即機(jī)械式接觸器、電子復(fù)合開關(guān)以及無(wú)觸點(diǎn)晶閘管。
2.1機(jī)械式接觸器
在無(wú)功補(bǔ)償裝置中,開關(guān)設(shè)備要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制主要是通過(guò)與電容器開關(guān)的并聯(lián)來(lái)完成。在電流輸入裝置的時(shí)候,其初始電壓為0,在進(jìn)行接觸的過(guò)程中,合閘實(shí)現(xiàn)時(shí)電壓會(huì)突然上升,這個(gè)階段電容器中出現(xiàn)的電流會(huì)嚴(yán)重的影響到電容器,甚至造成損壞。而機(jī)械式接觸器的安裝就是為了有效的抑制電容器中的涌流,對(duì)電阻起到限流的作用,以降低能源的消耗,穩(wěn)定電壓,保護(hù)電容器不會(huì)受到損害。
2.2無(wú)觸點(diǎn)晶閘管
電容器組在處于并聯(lián)狀態(tài)的情況下,容器中會(huì)產(chǎn)生涌流的現(xiàn)象,這種涌流的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致電容器中接觸器的觸頭粘結(jié)盒被燒毀,從而破壞電容器。如果在無(wú)功補(bǔ)償裝置中運(yùn)用電力電子技術(shù),設(shè)置無(wú)觸點(diǎn)晶閘管(固態(tài)繼電器),那么電容器在運(yùn)行的過(guò)程中可以在電壓超過(guò)0的時(shí)候?qū)⒖煽毓栌行У睦闷饋?lái),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在電壓為0的情況下,無(wú)觸點(diǎn)晶閘管會(huì)自動(dòng)的切斷,這就能夠防止電容器合閘的時(shí)候出現(xiàn)涌流而導(dǎo)致電容器損壞。但無(wú)觸點(diǎn)晶閘管在使用過(guò)程中也存在一定的弊端,就是在產(chǎn)生諧波電流的時(shí)候,會(huì)對(duì)電容器的持續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生影響,尤其是在設(shè)備的溫度逐漸上升的時(shí)候,熱氣很難被散發(fā),及時(shí)是有專門排熱的風(fēng)扇也無(wú)法使熱氣完全散發(fā)。2.3復(fù)合開關(guān)機(jī)械式接觸器和無(wú)觸點(diǎn)晶閘管,復(fù)合開關(guān)也可以有效的抑制無(wú)功補(bǔ)償中所出現(xiàn)的涌流,復(fù)合開關(guān)在電流過(guò)0的時(shí)候,能夠?qū)㈦娙萜髦械挠苛饕种谱?。?fù)合開關(guān)之所以有這樣的效果,主要在于其采用的并聯(lián)方式具有可控硅,能夠?qū)崿F(xiàn)交流接觸,有效的導(dǎo)通電容器中的電流,并有效控制電力系統(tǒng)的開關(guān),使其在電容器正常運(yùn)行的情況下不會(huì)消耗多余的能量。在無(wú)功補(bǔ)償電容器中中使用復(fù)合開關(guān),可以根據(jù)其使用功能來(lái)進(jìn)行選擇,一般比較常用的是單相分補(bǔ)開關(guān)和三相共補(bǔ)復(fù)合開關(guān)兩種類型。如果想要提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,同時(shí)花費(fèi)較少的運(yùn)行成本,可以將單相分補(bǔ)開關(guān)和三相共補(bǔ)復(fù)合開關(guān)結(jié)合起來(lái)使用,使其形成綜合接線的形式。
3結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),要使電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的電網(wǎng)負(fù)荷有效的減小,且對(duì)無(wú)功涌流進(jìn)行控制,必須要在電網(wǎng)運(yùn)行中適當(dāng)?shù)氖褂脽o(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)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(jìn)而改善整個(gè)供電環(huán)境。無(wú)功功率補(bǔ)償涉及了電力系統(tǒng)、理論電工、電氣自動(dòng)化技術(shù)、電力電子技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域。因此,采取無(wú)功補(bǔ)償可以有效的保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,降低整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗,節(jié)約電能資源。而在無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制中應(yīng)用電力電子技術(shù),是優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償最為直接和有效的方法。
作者:鄒少琴 單位:廈門南洋職業(yè)學(xué)院
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