无功补偿自动控制中电力电子技术的应用

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第7期   作者:刘卫华
[导读] 无功补偿在电力工程中有着重要的应用,通过无功补偿,电力再传输中的功率消耗能够最大程度的降低,
        刘卫华
        国网山西省电力公司晋中供电公司 山西晋中 030600
        摘要:无功补偿在电力工程中有着重要的应用,通过无功补偿,电力再传输中的功率消耗能够最大程度的降低,进一步地提升电网的运输功率,在我国电网传输中起到了十分重要的作用。如今无功补偿在与电力相关的诸多行业都有着充分的应用,在不断变化发展的电子电力行业中,人们对于这种有着良好应用的技术的关注程度在不断地增加。
        关键词:无功补偿;自动控制;电力电子技术;应用
        1无功补偿自动控制装置
        无功补偿自动控制装置是电力系统中电网运行的主要组成部分,其能够在电网设备的电力负荷处于感性负荷状态时,及时吸收无功功率,保障电网的稳定运行。并且无功补偿自动控制装置也能降低变压器的损耗程度、尽量降低输电线路的损耗效果,在一定程度上其具有节能特点。在安装层面上,无功补偿自动控制装置一般在电网中位于高低压并联的电容器电路中,采取分散安装的方式进行安装,因此无功补偿自动控制装置很容易受到谐波的干扰,在电力电容器出现故障时,则可能会影响其工作效果。在应用电力电子技术时,则要保障适度补偿,防止出现安全事故。
        2电力系统中电力电子技术的使用
        在计算机技术的不断进步与发展背景下,不断有更多新技术、材料被人们所发明制造,电力电子技术是一种全新的控制技术,其本身的诸多优点使其在电力系统中的使用变得越发常见。电力电子技术现阶段在电力系统中的使用主要体现在以下两点。
        2.1在自动控制中的应用
        一般情况下,电力系统具有自动发电、自动电压、自动稳定三大功能。在电力电子技术中,也会应用到功率管、功率开关管等。尤其是在科学技术的推动下,研发出的无功补偿技术,无功补偿技术包括补偿控制器及并联电容的投切开关等,其作为一种新技术在电力系统中的应用意义重大,它的应用使电力系统的自动控制系统更加全面、稳健和高效。另外,由于电力电子器件具有体积小、功率小、反映速度快等优势,这就提高了电力系统无功补偿的时效性和电力系统的自动控制效果。
        2.2在发电环节当中的应用
        在供电过程中,需要运用到很多设备,这些设备和发电的各个环节都息息相关,这也就意味着电力设备的运行情况直接影响到整个电力系统的发电质量。首先,根据非线性控制理论,通过数字化微机控制技术可以对产品进行一定得优化和升级,这样在一定程度上可以保证每个供电环节的供电能够稳定。可控硅静止励磁是由两个部分构成的,分为主电路和调节电路。调节电路又是由四个结构构成的,分别是采样、对比、放大和触发。在电力系统的发电环节中,要想做到节能,就需要运用到电力电子技术中,这样可以提高发电设备的运行效率,降低能源的损耗,真是实现电力系统的节能。比如:在发电的过程中,风机水泵消耗的能量比较大,所以在实际运行中要把变频调节技术运用到其中,这样可以更好地控制电力的损耗,动态调节可以保证风机水泵的速率,更好地满足系统的负荷,减少不必要的能耗。这样做的好处是不仅可以改变风机水泵的负荷运行,还能控制设备的损耗。
        3无功补偿自动控制中应用电力电子技术
        无功补偿是电力系统中一种应用相对广泛的技术,其在电气自动化、电力电子等领域中具有良好的使用效果。并且在当前科学技术持续发展进步的背景下,电力电子技术逐渐在无功补偿自动控制中得到应用,在很大程度上提高了电网运行的效率和质量。
        3.1机械式接触设备在无功补偿自动控制中的应用
        无功补偿开关的自动化控制,其决定方式有两种,即并联电容器的开发接触形式和开关方式,在此种情况下,输入补偿的最初电压值很低,与零很接近,但在合闸后,容易出现激增的情况,电容器发生涌流,进而产生负面影响。

如当电压发生大幅下降或短路故障时,就会造成大面积停电,给工业企业造成严重的经济损失。为了预防此种情况的发生,需要建立电容设备接触方式,用接触器开关控制电容器组的涌流,强化限流电阻,达到控制涌流的目的。
        3.2无触点晶闸管在无功补偿自动控制中的应用
        结合电容器组工作实际情况,控制其涌流现象十分必要,因为一旦出现涌流现象,将会直接引发严重后果。例如,如果接触器触头粘结盒被烧毁,会直接影响电容器组的寿命。随着现代科技的不断发展,无触点晶闸在无功补偿自动控制中得到了应用,效果突出。它最突出的优势在于,如果电网中的电压为0,由于可控硅电流为0时会自动断开,因而可借助这一特征进行自动控制,从根本上杜绝拉弧现象,避免接触器触头粘结盒被烧毁,保障电容器的工作质量和使用寿命。但是,在应用无触点晶闸时也难免存在一些缺陷和不足。例如,在电容器运行过程中,由于可控硅会有结压降形成,会导致形成谐波电流,最终影响电容器的工作质量和正常运行。同时,由于热量较大,它还会使周围设备、设施的温度升高,从而影响这些设备的正常稳定运行。特别是在变电站中,如果出现上述问题,很容易导致大面积故障。针对这种情况,为了降低设备温度,工作人员通常会安装风扇。事实上,由于风扇的工作寿命较短且会产生较大能耗,因此并不能充分发挥风扇的作用和价值。
        3.3复合开关在无功补偿自动控制中的应用
        在无功补偿过程中,也有采用复合开关和一些其他方法,抑制无功补偿中产生的不良现象。在电流进入到电容器中,通过负荷开关的机构,可以使电容器所承担的涌流降低到最低水平,复合开关所含有的硅介质,也能够将电容器的电流散溢出去,实现元件与元件之间的正常交流接触,对整个电力系统的开关起到保护和控制作用,在正常运行下,电容器中的能量损耗也会被降低,因此采用复合开关装置能够让整个电力供应系统的自动补偿功能运用起来。在实际的工作情况中,选择适合工作实况的开关类型,比如三项共补复合开关和单项分补开关,这两种复合开关是目前应用的较为广泛的开关。要想降低系统运行成本,使电流的运行效率得以提升,也可以同时在采取这两种复合开关,并且在接线形式上做到复合式的设计,防止在电容器的合闸过程中产生涌流效应,导致电子元件被破坏。
        3.4电路仿真在无功补偿自动控制中的应用
        随着计算技术的有效提升,电力电子技术也得到了进一步的强化。特别是在进行电力电子电路的设计过程中,可以利用计算机的模拟技术,实现对电路的模拟仿真操作。利用电路模拟仿真的方式,实现对电路的良好控制。在主电路中,交流接触器和晶闸管是重要的组成部分,需要工作人员注意的是,通常交流接触器的接触位置可能会产生起弧情况,如果发现这种问题,需要利用交流接触器投切起弧现象。另外,在此过程中,涌流也会发生改变但很难发现,这个情况下就可以利用无功补偿电容器使用时所产生的波峰变化进行诊断。由此可知,通过计算机技术建立的方针电路可以有效展示无功补偿电容器的具体运行情况。并且无功补偿自动控制中的复合开关在无功功率达到200kvar时,能提升投切的电路容量,对电路进行良好控制。除此之外,若是三相电压都为零,复合开关可以快速闭合传导至晶体管的接触器,波形图也不会产生异常波动的状况。根据计算机仿真模拟电路的结果可知,模型仅仅对晶闸管所触发的脉冲有特殊要求,对无功补偿电容器其他方面并无特殊要求。
        4结束语
        总之,在无功补偿原理的具体运用上,就是要减少电力传输中所白白流失的能量,提升整体的运行效率,目前无功补偿电力系统在我国已经得到了广泛的运用,降低整个电网运输的能源消耗。而对于这种无功补偿功率的改善,就是要将这种系统直接的套用到自动化的控制电力系统中,实现完全的自主控制。
        参考文献
        [1]蔡志涛.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用探讨[J].信息记录材料,2020,21(06):202-203.
        [2]张丽娟,顾添翼,潘岑诚.无功补偿自动控制中电力电子技术的应用分析[J].电子测试,2020(24):119-120.
        [3]章正倩.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].南方农机,2020,51(18):144-145.
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