孫鋅洋 史振

摘 要：文章首先針對無功補(bǔ)償裝置、原理及作用進(jìn)行了分析;其次對電工電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及電工電子技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行了分析;最后提出了電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用。旨在為相關(guān)工作者提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電工電子技術(shù);無功補(bǔ)償;自動控制;應(yīng)用

中圖分類號：U462.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）14-143-03

Abstract： This paper first analyzes the reactive power compensation device， principle and function， then analyzes the application status and advantages of electrical and electronic technology， and finally puts forward the application of electrical and electronic technology in the automatic control of reactive power compensation. The purpose is to provide reference for relevant workers.

Keywords： Electrical and electronic technology; Reactive power compensation; automatic control; Application

CLC NO.： U462.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）14-143-03

1 無功補(bǔ)償裝置、原理及作用概述

1.1 無功補(bǔ)償裝置

眾所周知，我國很多電網(wǎng)運行都需電力系統(tǒng)供應(yīng)充足的電力負(fù)荷，在整個供應(yīng)過程中，會給電力設(shè)備造成較大的感性負(fù)荷，進(jìn)而影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了確保整個電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及有效性，這就需要安裝無功補(bǔ)償裝置，用來吸收多余的無功功率，降低設(shè)備的能源消耗和磨損率，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，無功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。

1.2 無功補(bǔ)償裝置的原理及作用

首先，無功補(bǔ)償裝置的原理。電力設(shè)備在使用過程中，由于型號、用電方式等不同，其功率也會存在差異。如白熾燈、熱水器等常用的電力設(shè)備，由于它們在使用過程中電壓和電流相同相位，有功功率的獲得便是電壓與電流二者的乘積。在電力系統(tǒng)運行過程中，這些設(shè)備往往需要電力系統(tǒng)建立一個與之對應(yīng)的磁場，致使能量消耗無法轉(zhuǎn)化成有功功率，而成為無功功率。一般情況下，電力系統(tǒng)變配電設(shè)備的選擇依據(jù)是由視在功率決定的。視在功率分為有功功率和無功功率，其中，無功功率在電力傳輸過程中產(chǎn)生的負(fù)荷會直接影響電網(wǎng)的正常的運行，其不僅會增加運行負(fù)荷，也會使電網(wǎng)的整體損耗更嚴(yán)重，影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而解決這一問題的有效措施就是對輸電系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而從整體上維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。通常情況下，在高壓設(shè)備的電網(wǎng)系統(tǒng)中都會安裝無功補(bǔ)償裝置。其次，無功補(bǔ)償裝置的作用。電力系統(tǒng)在運行過程中，無功補(bǔ)償裝置除了可以提升供電質(zhì)量和效率外，還能確保供電設(shè)備正常輸送電力，降低電能消耗，保障整個電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定[1]。

2 電工電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

一般而言，針對超遠(yuǎn)距離和超大容量的電能傳輸都會選擇高壓直流輸電技術(shù)，高壓直流輸電技術(shù)相較于交流傳輸電能而言是一種非常經(jīng)濟(jì)的輸電方式，具有造價低、損耗少的優(yōu)勢。而電子電工技術(shù)是眾多超高壓電能傳輸技術(shù)中優(yōu)勢較明顯的一種技術(shù)，它是一種高效、可靠的開關(guān)技術(shù)，能有效提升電網(wǎng)傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)能力。因此，電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)展前景是十分可觀的[2]。

3 電工電子技術(shù)的優(yōu)勢

電工電子技術(shù)在電氣控制中的作用是非常巨大的。它不僅能提升電子技術(shù)系統(tǒng)的適應(yīng)性，還能提升工作人員的工作效率。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，增加了對電能的需求量，無論任何行業(yè)的發(fā)展，都離不開電能的支撐，這就對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及有效性提出了更高的要求，而電工電子技術(shù)在電力設(shè)備中的應(yīng)用，能有效控制各種電器設(shè)備的安全運行，降低安全隱患發(fā)生率。同時，電工電子技術(shù)能有效替代人工操作，降低因人工失誤造成的損失，工作效率明顯得到提高，對推動電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大[3]。

4 電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，涌現(xiàn)出各種新技術(shù)和新材料，電工電子技術(shù)作為一種控制技術(shù)，由于其具有顯著優(yōu)勢在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。具體的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

4.1 電工電子技術(shù)在自動控制中的應(yīng)用

一般情況下，電力系統(tǒng)具有自動發(fā)電、自動電壓、自動穩(wěn)定三大功能。在電工電子技術(shù)中，也會應(yīng)用到功率管、功率開關(guān)管等。尤其是在科學(xué)技術(shù)的推動下，研發(fā)出的無功補(bǔ)償技術(shù)，無功補(bǔ)償技術(shù)包括補(bǔ)償控制器及并聯(lián)電容的投切開關(guān)等，其作為一種新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用意義重大，它的應(yīng)用使電力系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)更加全面、穩(wěn)健和高效。另外，由于電工電子器件具有體積小、功率小、反映速度快等優(yōu)勢，這就提高了電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)臅r效性和電力系統(tǒng)的自動控制效果。

4.2 電工電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電環(huán)節(jié)與其中的許多電力設(shè)備密切相關(guān)。因此，電力系統(tǒng)的發(fā)電效率和質(zhì)量與這些設(shè)備的運行狀態(tài)有著直接聯(lián)系。而在無功補(bǔ)償裝置中，靜止可控硅勵磁系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用，它通過借助微機(jī)控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)每個環(huán)節(jié)的全數(shù)字化，進(jìn)而提升工作人員的工作效率和供電的穩(wěn)定，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢。

5 電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

5.1 機(jī)械式接觸設(shè)備在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

無功補(bǔ)償開關(guān)的自動化控制，其決定方式有兩種，即并聯(lián)電容器的開發(fā)接觸形式和開關(guān)方式，在此種情況下，輸入補(bǔ)償?shù)淖畛蹼妷褐岛艿停c零很接近，但在合閘后，容易出現(xiàn)激增的情況，電容器發(fā)生涌流，進(jìn)而產(chǎn)生負(fù)面影響。如當(dāng)電壓發(fā)生大幅下降或短路故障時，就會造成大面積停電，給工業(yè)企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為了預(yù)防此種情況的發(fā)生，需要建立電容設(shè)備接觸方式，用接觸器開關(guān)控制電容器組的涌流，強(qiáng)化限流電阻，達(dá)到控制涌流的目的。

5.2 無觸點晶閘管在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

電容器在實際工作的過程中，涌流現(xiàn)象雖然能夠被控制，但涌流現(xiàn)象發(fā)生的后果是非常嚴(yán)重的，它會損壞接觸器觸頭的粘結(jié)盒，影響電容器運行。隨著科技的進(jìn)步，電工電子技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)出了一種無觸點晶閘管，無觸點晶閘管由于其優(yōu)勢明顯被廣泛使用，具體表現(xiàn)在當(dāng)電壓處于零狀態(tài)下時，電流會被可控硅自動斷開，進(jìn)而杜絕拉弧現(xiàn)象的產(chǎn)生，自然也不會出現(xiàn)接觸器觸頭粘結(jié)和燒毀的情況，保障電容器安全。除了優(yōu)勢外，無觸點晶閘管也存在一些缺陷，它會在電容器運行的過程中產(chǎn)生結(jié)壓降，然后形成諧波電流，影響電容器的正常運行。此外，還會釋放大量的熱量，使周圍的電力設(shè)備溫度升高，引發(fā)設(shè)備因受高溫影響而出現(xiàn)故障。

5.3 復(fù)合開關(guān)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

可控硅開關(guān)與交流接觸上的并聯(lián)實現(xiàn)方式便是復(fù)合開關(guān)，即當(dāng)電流為零時，復(fù)合開關(guān)會自動切斷電壓，保護(hù)設(shè)備安全。一般情況下，開關(guān)的方式有兩種：接通和斷開，但不管是接通還是斷開，復(fù)合開關(guān)都可控制涌流現(xiàn)象。復(fù)合開關(guān)分為單相分補(bǔ)復(fù)合開關(guān)和三相共補(bǔ)復(fù)合開關(guān)兩種，兩種方式的復(fù)合開關(guān)使用場合各不相同，一般在低壓無功補(bǔ)償或是功率因素相似的電網(wǎng)中會使用三相共補(bǔ)復(fù)合開關(guān);在功率因素相差較大或負(fù)荷相差明顯的場合中會使用單相分補(bǔ)復(fù)合開關(guān)，但為了節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，共同應(yīng)用兩種接線方式，才是供電企業(yè)最佳的選擇。

5.4 電路仿真在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用

計算機(jī)技術(shù)在快速發(fā)展的同時也帶動了電工電子技術(shù)的發(fā)展。尤其是在設(shè)計電工電子電路時，可借助計算機(jī)的模擬功能，對電路進(jìn)行仿真模擬。通過電路仿真模擬達(dá)到控制分電路與主電路的目的。通常情況下，交流接觸器和晶閘管是主電路的主要構(gòu)成要素，需注意的是，交流接觸器的接觸位置易發(fā)生起弧現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)此種狀況，要用交流接觸器投切起弧現(xiàn)象。另外，在此過程中，涌流也會發(fā)生改變，但不易被發(fā)現(xiàn)，這時可根據(jù)無功補(bǔ)償電容器在使用后產(chǎn)生的波形峰值的變化情況來判斷。由此可見，用計算機(jī)技術(shù)構(gòu)建的仿真電路能真實反映無功補(bǔ)償電容器的實際應(yīng)用情況及效果。同時，電工電子技術(shù)中的復(fù)合開關(guān)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用，當(dāng)無功功率為200 kvar時，會增高投切的電路容量，自動控制電路。此外，當(dāng)三相電壓都處于零的狀態(tài)下時，復(fù)合開關(guān)能快速閉合傳導(dǎo)至晶體管的接觸器，波形圖也不會出現(xiàn)異常波動的情況。從計算機(jī)模擬電路仿真結(jié)果可以看出，模型除了對晶閘管所觸發(fā)的脈沖有要求外，對無功補(bǔ)償電容器其他方面并無特殊要求。

6 結(jié)束語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電能資源發(fā)揮的作用越來越明顯，電能資源已經(jīng)涉及到各個行業(yè)及人們的生活中，所以，這就對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性及有效性提出了更高的要求。而在電子器件和電子技術(shù)日益普及的時代背景下，無功補(bǔ)償問題受到了電力企業(yè)的重視，各種電子器件在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用，最佳的補(bǔ)償方式需經(jīng)濟(jì)實惠、操作方便、體積小等，而將電工電子技術(shù)應(yīng)用到無功補(bǔ)償自動控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)無功補(bǔ)償優(yōu)勢的最大化，達(dá)到真正意義上的無功補(bǔ)償。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳蔚.電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的應(yīng)用[J].電子制作， 2019（22）：64-65+70.

[2] 張儉.電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的運用[J].時代農(nóng)機(jī)， 2019，46（10）：70-71.

[3] 曾文梅.電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的運用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（18）：78-79.