電工電子技術(shù)在無功補(bǔ)償自動控制中的運(yùn)用

李 新

(河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450000)

1 無功補(bǔ)償

1.1 無功補(bǔ)償原理

電網(wǎng)在輸出過程中會產(chǎn)生兩種輸出形式，第一種形式為有功功率，第二種形式則為無功功率，我國常用的家用電器之中，電器的電路上電壓與電流同相位，這些電器中獲得的有功功率等于電壓與電流的乘積，但是一部分大型家用電器中例如電冰箱、洗衣機(jī)等，這些設(shè)備中帶有電動機(jī)或者變壓儀器，在這些設(shè)備運(yùn)行過程中需要建立磁場，因此這些電器中所消耗的能量并不能夠被轉(zhuǎn)化為有效的有功功率，這些不能夠被轉(zhuǎn)化的能量便被稱作是無功功率。這就導(dǎo)致一部分無功功率電路被傳輸至電網(wǎng)內(nèi)部時，會造成電網(wǎng)的負(fù)荷加大的情況產(chǎn)生，使得電網(wǎng)中的電量造成流失損耗的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)電壓降低等一系列影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的問題，為了解決這一情況，工作人員就需要找到一種就近就地補(bǔ)償?shù)拇胧1]。電流在被使用過程中會與設(shè)備中的感電元器件等進(jìn)行協(xié)調(diào)工作，在同一條電流線路中感電電流與電容電流的方向相反，互差的角度為180°，針對這種特性工作人員可以在電磁元件中加入一定比例的電容元件，電容元件會造成感電電流與電容電流相互抵消的情況產(chǎn)生，這樣就可以在一定程度上使電流與電壓的矢量減小夾角差距，所以在電路上采用安裝變?nèi)萜鞯拇胧┠軌蜻_(dá)到無功功率補(bǔ)償?shù)哪康模瑥亩鉀Q電網(wǎng)中無功功率的問題。

1.2 無功補(bǔ)償作用

電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，許多電器設(shè)備的電力負(fù)荷都為感性負(fù)荷，因此在運(yùn)行中許多電氣設(shè)備都會形成無功功率，針對這種情況，為了維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行無功功率補(bǔ)償裝置顯得極其重要，因為無功功率補(bǔ)償裝置能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的感性負(fù)荷進(jìn)行有效的控制，從而降低電網(wǎng)運(yùn)行中的壓力，降低電網(wǎng)運(yùn)行中電流損耗過大的現(xiàn)象。工作人員在電路中并聯(lián)相對比例的電容器設(shè)施能夠為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電流補(bǔ)償，在必要時并聯(lián)電容器還會安置在單個發(fā)動機(jī)之中，在進(jìn)行設(shè)施安裝的過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)實時監(jiān)測電力負(fù)荷是否存在較低的情況，防止過度補(bǔ)償?shù)那闆r發(fā)生[2]。

2 電工電子技術(shù)應(yīng)用

2.1 自動啟動應(yīng)用

隨著電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電工電子技術(shù)中的功率管、功率開關(guān)等都得到了廣泛的應(yīng)用，為自動控制提供了充足的技術(shù)條件，例如傳統(tǒng)的電容器就已經(jīng)被補(bǔ)償電容器所替代，從而實現(xiàn)無功功率電流消解的目的，同時相關(guān)人員還可以安裝控制補(bǔ)償器，從而保障整個自動控制系統(tǒng)的自動化效果能夠得到最大實現(xiàn)。除此之外電工電子技術(shù)還能夠啟動相關(guān)的設(shè)備，使得控制元器件的體積變得更小，為自動化控制提供有力的技術(shù)保障，使電網(wǎng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。

2.2 發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)與發(fā)電環(huán)節(jié)有著較為緊密的聯(lián)系，這些設(shè)備的工作狀態(tài)，對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，針對這種情況電工電子中的可控硅靜止勵磁是一種全新的無功補(bǔ)償理念，靜止系統(tǒng)是勵磁系統(tǒng)中接線最簡單、造價最低廉的一種勵磁方式。用一臺接在發(fā)電機(jī)機(jī)端的勵磁變壓器作為勵磁電源，通過可控硅整流裝置直接控制發(fā)電機(jī)的勵磁。靜止勵磁系統(tǒng)為靜態(tài)勵磁，與交流勵磁機(jī)系統(tǒng)比較，沒有旋轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行可靠性高，自并勵勵磁系統(tǒng)可縮短發(fā)電機(jī)機(jī)組軸系長度，減少軸承數(shù)量。改善軸系震動，從而提高了機(jī)組的安全運(yùn)行水平在小干擾穩(wěn)定方面，勵磁系統(tǒng)配備PSS后，穩(wěn)定水平較交流勵磁機(jī)系統(tǒng)有明顯提高，在大干擾方面，研究表明靜止勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平與交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)相近或略有提高，靜止系統(tǒng)造價低，由于縮短了軸系長度，因而可減少廠房和基礎(chǔ)造價，調(diào)整容易，維護(hù)簡單。這種理念的興起采用了信息化的控制系統(tǒng)，自動化控制能夠?qū)⒄麄€電路中的信息全部匯總至計算機(jī)之中，并對電路進(jìn)行合理的監(jiān)控，從而保障整個發(fā)電環(huán)節(jié)能夠有效地運(yùn)行，避免電壓波動帶來的負(fù)面影響，對提高電能質(zhì)量有著極為突出的作用[3]。

3 自動化控制應(yīng)用

3.1 機(jī)械式接觸設(shè)備

機(jī)械式接觸設(shè)備有2個方面的優(yōu)勢，在進(jìn)行輸入補(bǔ)償階段的過程中由于電路中電壓初始值并不高，能夠十分快捷有效的進(jìn)行低壓操作，這種低壓操作的方式首先能夠在一定程度上降低電網(wǎng)中無功功率的產(chǎn)生，其次，這種機(jī)械式接觸設(shè)備的電容器很少會出現(xiàn)涌流現(xiàn)象，在一定程度上延長了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，降低了損耗，但是在電力系統(tǒng)運(yùn)行異常的情況下，網(wǎng)絡(luò)中的涌流會增大，在一定程度上影響到了電壓的穩(wěn)定性。為了保障其穩(wěn)定性在進(jìn)行并聯(lián)方式的過程中，相關(guān)人員還要在機(jī)械中增加電容組，通過這樣的組合方式既可以達(dá)到有效控制涌流的目的，還能夠減少電壓波動的影響，提高了無功功率自動化補(bǔ)償控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

3.2 復(fù)合開關(guān)

在一般情況下可控開關(guān)與交流接觸器并不能相連，但是為了提高無功率補(bǔ)償自動化控制質(zhì)量，工作人員將復(fù)合開關(guān)加入了自動控制系統(tǒng)之中，實現(xiàn)了可控開關(guān)與交流接觸器并聯(lián)的技術(shù)要求，在電流過零時，開關(guān)會第一時間進(jìn)行斷電處理，這種斷電處理能夠最大程度的保障電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。同時由于電流切斷，這也會降低無功功率的損耗情況，根據(jù)電工電子專業(yè)人員研究證明復(fù)合開關(guān)在實際應(yīng)用的過程之中，由于電網(wǎng)中存在涌流現(xiàn)象會出現(xiàn)開關(guān)失效或者無法及時關(guān)閉開關(guān)的問題，目前常用的開關(guān)有單相復(fù)合分補(bǔ)開關(guān)與三相復(fù)合分補(bǔ)開關(guān)，根據(jù)無功功率補(bǔ)償自動控制系統(tǒng)的需求，技術(shù)人員多采用三相復(fù)合分補(bǔ)開關(guān)，這種開關(guān)能夠滿足自動控制系統(tǒng)的要求，同時兼具有經(jīng)濟(jì)效益，能夠有效維護(hù)供電企業(yè)的利益。

3.3 電路仿真

電路設(shè)計是電工電子技術(shù)中一項十分重要的設(shè)計環(huán)節(jié)，在以往的電路設(shè)計過程中電工電子技術(shù)往往充當(dāng)輔助的作用，在完成相關(guān)設(shè)計之后，技術(shù)人員還要根據(jù)實際的情況對電路設(shè)計進(jìn)行相應(yīng)的修改工作，若設(shè)計存在問題，仍需要在電路系統(tǒng)搭建完成之后才能夠發(fā)現(xiàn)，造成了人力物力的消耗，針對這種情況設(shè)計人員采用了仿真電路，采用計算機(jī)模擬技術(shù)在設(shè)計過程中便可以及時發(fā)現(xiàn)電路運(yùn)行中存在的問題，并加以改正，提高了電路設(shè)計的有效性，同時合理的電路設(shè)計也能夠降低電網(wǎng)系統(tǒng)中無功功率的產(chǎn)生，維護(hù)了電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量[4]。同時仿真電路還可以應(yīng)用到無功功率補(bǔ)償自動控制系統(tǒng)當(dāng)中，提高了自動化技術(shù)的應(yīng)用水平。

4 結(jié)語

通過電工電子技術(shù)在無功功率補(bǔ)償自動控制中的運(yùn)用可以得知，電工電子技術(shù)能夠有效地降低電路運(yùn)行中無功功率的產(chǎn)生，維護(hù)了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。