电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用

孙锌洋 史振

摘 要：文章首先针对无功补偿装置、原理及作用进行了分析;其次对电工电子技术的应用现状及电工电子技术的优势进行了分析;最后提出了电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用。旨在为相关工作者提供参考依据。

关键词：电工电子技术;无功补偿;自动控制;应用

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：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 無功补偿装置、原理及作用概述

1.1 无功补偿装置

众所周知，我国很多电网运行都需电力系统供应充足的电力负荷，在整个供应过程中，会给电力设备造成较大的感性负荷，进而影响整个电力系统的稳定性。为了确保整个电力系统的安全性、稳定性及有效性，这就需要安装无功补偿装置，用来吸收多余的无功功率，降低设备的能源消耗和磨损率，维持电力系统的稳定性。因此，无功补偿装置在电力系统中的应用越来越广泛。

1.2 无功补偿装置的原理及作用

首先，无功补偿装置的原理。电力设备在使用过程中，由于型号、用电方式等不同，其功率也会存在差异。如白炽灯、热水器等常用的电力设备，由于它们在使用过程中电压和电流相同相位，有功功率的获得便是电压与电流二者的乘积。在电力系统运行过程中，这些设备往往需要电力系统建立一个与之对应的磁场，致使能量消耗无法转化成有功功率，而成为无功功率。一般情况下，电力系统变配电设备的选择依据是由视在功率决定的。视在功率分为有功功率和无功功率，其中，无功功率在电力传输过程中产生的负荷会直接影响电网的正常的运行，其不仅会增加运行负荷，也会使电网的整体损耗更严重，影响整个电力系统的稳定性。而解决这一问题的有效措施就是对输电系统进行补偿，进而从整体上维持电力系统的稳定性和有效性。通常情况下，在高压设备的电网系统中都会安装无功补偿装置。其次，无功补偿装置的作用。电力系统在运行过程中，无功补偿装置除了可以提升供电质量和效率外，还能确保供电设备正常输送电力，降低电能消耗，保障整个电力系统的安全和稳定[1]。

2 电工电子技术的应用现状分析

一般而言，针对超远距离和超大容量的电能传输都会选择高压直流输电技术，高压直流输电技术相较于交流传输电能而言是一种非常经济的输电方式，具有造价低、损耗少的优势。而电子电工技术是众多超高压电能传输技术中优势较明显的一种技术，它是一种高效、可靠的开关技术，能有效提升电网传输的调节能力。因此，电工电子技术在电力系统中的应用越来越广泛，发展前景是十分可观的[2]。

3 电工电子技术的优势

电工电子技术在电气控制中的作用是非常巨大的。它不仅能提升电子技术系统的适应性，还能提升工作人员的工作效率。随着我国社会经济的迅猛发展，增加了对电能的需求量，无论任何行业的发展，都离不开电能的支撑，这就对电力系统的稳定性、安全性及有效性提出了更高的要求，而电工电子技术在电力设备中的应用，能有效控制各种电器设备的安全运行，降低安全隐患发生率。同时，电工电子技术能有效替代人工操作，降低因人工失误造成的损失，工作效率明显得到提高，对推动电力企业的可持续发展意义重大[3]。

4 电工电子技术在电力系统中的应用分析

随着计算机技术的不断发展和创新，涌现出各种新技术和新材料，电工电子技术作为一种控制技术，由于其具有显著优势在电力系统中的应用越来越广泛。具体的应用主要体现在以下两个方面。

4.1 电工电子技术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。在电工电子技术中，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，由于电工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。

4.2 电工电子技术在发电环节中的应用

在电力系统中，发电环节与其中的许多电力设备密切相关。因此，电力系统的发电效率和质量与这些设备的运行状态有着直接联系。而在无功补偿装置中，静止可控硅励磁系统发挥着不可替代的作用，它通过借助微机控制技术，能够实现每个环节的全数字化，进而提升工作人员的工作效率和供电的稳定，其在电力系统中的应用具有显著的优势。

5 电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用

5.1 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。

5.2 无触点晶闸管在无功补偿自动控制中的应用

电容器在实际工作的过程中，涌流现象虽然能够被控制，但涌流现象发生的后果是非常严重的，它会损坏接触器触头的粘结盒，影响电容器运行。随着科技的进步，电工电子技术的发展，研发出了一种无触点晶闸管，无触点晶闸管由于其优势明显被广泛使用，具体表现在当电压处于零状态下时，电流会被可控硅自動断开，进而杜绝拉弧现象的产生，自然也不会出现接触器触头粘结和烧毁的情况，保障电容器安全。除了优势外，无触点晶闸管也存在一些缺陷，它会在电容器运行的过程中产生结压降，然后形成谐波电流，影响电容器的正常运行。此外，还会释放大量的热量，使周围的电力设备温度升高，引发设备因受高温影响而出现故障。

5.3 复合开关在无功补偿自动控制中的应用

可控硅开关与交流接触上的并联实现方式便是复合开关，即当电流为零时，复合开关会自动切断电压，保护设备安全。一般情况下，开关的方式有两种：接通和断开，但不管是接通还是断开，复合开关都可控制涌流现象。复合开关分为单相分补复合开关和三相共补复合开关两种，两种方式的复合开关使用场合各不相同，一般在低压无功补偿或是功率因素相似的电网中会使用三相共补复合开关;在功率因素相差较大或负荷相差明显的场合中会使用单相分补复合开关，但为了节约经济成本，共同应用两种接线方式，才是供电企业最佳的选择。

5.4 电路仿真在无功补偿自动控制中的应用

计算机技术在快速发展的同时也带动了电工电子技术的发展。尤其是在设计电工电子电路时，可借助计算机的模拟功能，对电路进行仿真模拟。通过电路仿真模拟达到控制分电路与主电路的目的。通常情况下，交流接触器和晶闸管是主电路的主要构成要素，需注意的是，交流接触器的接触位置易发生起弧现象，一旦出现此种状况，要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，但不易被发现，这时可根据无功补偿电容器在使用后产生的波形峰值的变化情况来判断。由此可见，用计算机技术构建的仿真电路能真实反映无功补偿电容器的实际应用情况及效果。同时，电工电子技术中的复合开关在无功补偿自动控制中的应用，当无功功率为200 kvar时，会增高投切的电路容量，自动控制电路。此外，当三相电压都处于零的状态下时，复合开关能快速闭合传导至晶体管的接触器，波形图也不会出现异常波动的情况。从计算机模拟电路仿真结果可以看出，模型除了对晶闸管所触发的脉冲有要求外，对无功补偿电容器其他方面并无特殊要求。

6 结束语

总而言之，随着我国社会经济的迅猛发展，电能资源发挥的作用越来越明显，电能资源已经涉及到各个行业及人们的生活中，所以，这就对电力系统的稳定性、安全性及有效性提出了更高的要求。而在电子器件和电子技术日益普及的时代背景下，无功补偿问题受到了电力企业的重视，各种电子器件在电力生产中的应用，最佳的补偿方式需经济实惠、操作方便、体积小等，而将电工电子技术应用到无功补偿自动控制中，能够实现无功补偿优势的最大化，达到真正意义上的无功补偿。

参考文献

[1] 吴蔚.电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].电子制作， 2019（22）：64-65+70.

[2] 张俭.电工电子技术在无功补偿自动控制中的运用[J].时代农机， 2019，46（10）：70-71.

[3] 曾文梅.电工电子技术在无功补偿自动控制中的运用[J].现代工业经济和信息化，2018，8（18）：78-79.