導(dǎo)語：電力電子對(duì)無功補(bǔ)償自動(dòng)控制的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(duì)于無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，指出無功補(bǔ)償?shù)木唧w做法以及應(yīng)用的一些情景，希望對(duì)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(bǔ)償；自動(dòng)控制；電力電子技術(shù)

無功補(bǔ)償在電力工程中有著重要的應(yīng)用，通過無功補(bǔ)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(yùn)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(bǔ)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(duì)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(bǔ)償裝置在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用分析研究

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

整個(gè)社會(huì)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(shí)際情況反映了，我們國家對(duì)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(huì)經(jīng)濟(jì)相匹配。所以整個(gè)電力系統(tǒng)的建設(shè)也在不斷地?cái)U(kuò)大，然而在增加的發(fā)電量的同時(shí)，也需要減少電能在運(yùn)輸時(shí)的消耗，降低電力部門的運(yùn)營成本。通過無功補(bǔ)償技術(shù)，讓整體的電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量得到保障，減少能源在運(yùn)輸過程中大量被損耗的電能，強(qiáng)化整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行速度，這種無功補(bǔ)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(jì)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(yùn)營安全和穩(wěn)定性。之所以能夠肯定無功補(bǔ)償裝置在電力運(yùn)行中的用途，是因?yàn)樗粌H能夠極大幅度的降低能量運(yùn)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(bǔ)償當(dāng)中同步調(diào)相機(jī)的相關(guān)科學(xué)分析

在無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用中，一定程度上參考了同步調(diào)相機(jī)的工作原理，同步調(diào)相機(jī)其實(shí)也是一種發(fā)電機(jī)，以同步旋轉(zhuǎn)的方式運(yùn)行，在種類上，屬于無功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，這種電機(jī)的工作原理主要是反映了其通過勵(lì)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。此外無功率補(bǔ)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(yùn)行中時(shí)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(shí)際的工作分析不難發(fā)現(xiàn)，在同步調(diào)相機(jī)的檢驗(yàn)和維修上較為方便。而通過對(duì)目前的狀況研究，可以發(fā)現(xiàn)無功率變化速度在整個(gè)電力系統(tǒng)中變化迅速，現(xiàn)有的機(jī)器運(yùn)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(bǔ)償同步調(diào)相機(jī)的實(shí)際運(yùn)用能力十分有限，無法滿足實(shí)際的工作需要。

1.3無功補(bǔ)償裝置當(dāng)中靜止無功補(bǔ)償裝置分析

無功補(bǔ)償裝置當(dāng)中的靜止無功裝置被研究設(shè)計(jì)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(jī)中的一系列設(shè)計(jì)缺陷造成的工作問題。將靜止無功補(bǔ)償裝置與同步調(diào)相機(jī)的工作環(huán)境進(jìn)行分析比對(duì)，能夠明顯的發(fā)現(xiàn)靜止無功補(bǔ)償裝置在實(shí)際工作中的優(yōu)點(diǎn)，最為顯著的優(yōu)點(diǎn)為，靜止無功補(bǔ)償裝置在運(yùn)行當(dāng)中的噪聲很小，在運(yùn)行的速度上也快于同步調(diào)相機(jī)，這說明靜止無功補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)思路更加先進(jìn)，正是這樣，與無功補(bǔ)償裝置相配套的新型原件才能被不斷的設(shè)計(jì)開發(fā)出來，在當(dāng)前的裝置中得到更好的運(yùn)用。但無功補(bǔ)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(jī)，這種高昂的一次投入使得電網(wǎng)運(yùn)行的整體成本在初期會(huì)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(chǎng)要求的電網(wǎng)建設(shè)。

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

通過對(duì)無功補(bǔ)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(jī)械式接觸器應(yīng)用研究

通過對(duì)無功補(bǔ)償裝置的分析可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)設(shè)備的自動(dòng)控制與電容器的聯(lián)系程度較高，因?yàn)殚_關(guān)設(shè)備的自動(dòng)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(gè)電路，電壓也會(huì)陡然上升，這個(gè)階段電容器的電流會(huì)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(diǎn)閘管的應(yīng)用研究

通過工作中的實(shí)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(huì)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(qiáng)烈，會(huì)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(bǔ)償裝置中運(yùn)用無觸點(diǎn)晶閘管，實(shí)現(xiàn)電容器的保護(hù)，在實(shí)際的工作中，當(dāng)電壓超過0伏的時(shí)候，可控硅會(huì)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，實(shí)現(xiàn)涌流的自動(dòng)控制，對(duì)于電壓為0的情況，通過分析可知，無觸點(diǎn)的晶閘管會(huì)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(diǎn)晶閘管在工作中的優(yōu)勢(shì)，然而無觸點(diǎn)的晶閘管也擁有著一些弊端，首先，在諧波電流出現(xiàn)時(shí)，整體的工作情況會(huì)被嚴(yán)重地影響，當(dāng)工作時(shí)間推移，設(shè)備溫度上升時(shí)，由于缺乏有效的散熱裝置，溫度居高不下，會(huì)導(dǎo)致電阻的上升，現(xiàn)有的排風(fēng)扇設(shè)計(jì)，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(jī)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(bǔ)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(shí)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(shí)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(duì)于無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

3.1無功補(bǔ)償同步調(diào)相機(jī)

同步調(diào)相機(jī)是一種同步旋轉(zhuǎn)的發(fā)電模組，與無功補(bǔ)償技術(shù)有著相似之處，在實(shí)際的工作運(yùn)行中，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)中的勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)出有容性或感性的功率。在實(shí)際工作中，同步調(diào)相機(jī)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(huì)產(chǎn)生大量的噪聲和損耗，產(chǎn)生噪聲污染的同時(shí)，降低了電流運(yùn)輸?shù)男?。面?duì)這種情況，需要運(yùn)用靜止無功補(bǔ)償來優(yōu)化同步調(diào)相機(jī)的工作模式。

3.2靜止無功補(bǔ)償裝置

為了能讓同步調(diào)相機(jī)的工作得以優(yōu)化，讓同步調(diào)相機(jī)和電力容器更好的配合，靜止無功補(bǔ)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(yùn)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(duì)于無功補(bǔ)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(jī)的工作流程中。動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，本圖反映的是TCR型靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)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(bǔ)償電力容器

對(duì)于其他設(shè)備而言，無功補(bǔ)償電力在維護(hù)運(yùn)行裝機(jī)上，都有著更為簡(jiǎn)單，易于維護(hù)的特點(diǎn)，但無功補(bǔ)償電力容器在實(shí)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(bǔ)償，對(duì)于這種電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償無法持續(xù)的進(jìn)行。在使用電力無功補(bǔ)償電容器時(shí)，會(huì)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(shí)，還會(huì)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的起弧現(xiàn)象和觸頭震動(dòng)現(xiàn)象。交流接觸投切電容時(shí)，輸電線路總電流波形如圖2所示。這種復(fù)電效應(yīng)會(huì)極大的影響電容器的補(bǔ)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(qiáng)烈的外部干擾時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫，燒毀電力容器，造成電力癱瘓。

4無功補(bǔ)償自動(dòng)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(jī)構(gòu)，在無功補(bǔ)償自動(dòng)控制中主要分為以下三種。

4.1機(jī)械式接觸器實(shí)施無功補(bǔ)償自動(dòng)控制

在實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)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(shí)電壓會(huì)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(huì)破壞電容器中的工作環(huán)境，所以安裝機(jī)械式接觸器能夠有效的避免上述的不利情況，對(duì)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(diǎn)晶閘管實(shí)施無功補(bǔ)償自動(dòng)控制

在并聯(lián)的工作狀態(tài)下，電容器中的阻容器會(huì)導(dǎo)致元件相接觸的連接點(diǎn)溫度升高，并且嚴(yán)重情況下還會(huì)被燒毀，這種情況叫做涌流現(xiàn)象，在無功補(bǔ)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(bǔ)償裝置中，在電容器運(yùn)行之后，利用其中包含的硅介質(zhì)實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償自動(dòng)控制手段。電容器失去電壓后會(huì)自動(dòng)關(guān)閉無觸點(diǎn)晶閘管，有效的防止電容器在閉合時(shí)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(yùn)行會(huì)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(shí)施無功補(bǔ)償自動(dòng)控制

除了以上外，在無功補(bǔ)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(bǔ)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(jī)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?，?shí)現(xiàn)元件與元件之間的正常交流接觸，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的開關(guān)起到保護(hù)和控制作用，在正常運(yùn)行下，電容器中的能量損耗也會(huì)被降低，因此采用復(fù)合開關(guān)裝置能夠讓整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)的自動(dòng)補(bǔ)償功能運(yùn)用起來。在實(shí)際的工作情況中，選擇適合工作實(shí)況的開關(guān)類型，比如三項(xiàng)共補(bǔ)復(fù)合開關(guān)和單項(xiàng)分補(bǔ)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(yùn)行成本，使電流的運(yùn)行效率得以提升，也可以同時(shí)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(jì)，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(bǔ)償原理的具體運(yùn)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(yùn)行效率，目前無功補(bǔ)償電力系統(tǒng)在我國已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，降低整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)輸?shù)哪茉聪?。而?duì)于這種無功補(bǔ)償功率的改善，就是要將這種系統(tǒng)直接的套用到自動(dòng)化的控制電力系統(tǒng)中，實(shí)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)