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电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究

来源:UC论文网2020-09-08 14:32

摘要:

  摘要:在电力系统中,无功补偿发挥着十分重要的作用,它可以提高电网的功率和电效率,最大程度降低输送线路的损耗,为供电系统的运行创造良好的环境。目前,无功补偿被广泛应用于电力系统、理论电工、电气自动化技术、电工电子技术等领域,其中在电工电子技术中应用无功补偿自动控制具有十分重要的意义。本文对无功补偿自动控制技术与电工电子技术在无功补偿自动控制和电力系统中的运用进行了具体研究,为电工电子技术在无功补...

  摘要:在电力系统中,无功补偿发挥着十分重要的作用,它可以提高电网的功率和电效率,最大程度降低输送线路的损耗,为供电系统的运行创造良好的环境。目前,无功补偿被广泛应用于电力系统、理论电工、电气自动化技术、电工电子技术等领域,其中在电工电子技术中应用无功补偿自动控制具有十分重要的意义。本文对无功补偿自动控制技术与电工电子技术在无功补偿自动控制和电力系统中的运用进行了具体研究,为电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用提供参考。


  关键词:电工电子技术;无功补偿;自动控制;应用


  中图分类号:TM714.3文献标识码:A文章编号:2096-6903(2019)05-0000-00


  0引言


  无功补偿又称为无功率补偿,其是电力企业采取的有效应对措施之一。良好的无功补偿具有提升供电质量,维护电网安全,改善供电环境等优点。随着电工电子技术的不断发展,电力损耗问题得到人们的高度关注,为了给用户提供高质量的电力服务,相关部门和工作人员必须有效解决电压调整和无功补偿等问题。因此电力行业要重点研究如何提高电压稳定性和平衡无功功率。


  1无功补偿自动控制概述和作用


  1.1无功补偿自动控制概述


  在电子供電系统中,无功补偿不仅可以提高供电效率和质量,还可以为供电创造一个良好的环境最大程度降低电网的消耗。但如果工作人员使用的无功补偿装置缺乏合理性,会给电力系统的电压造成很大的波动。无功补偿自动控制的基本原理主要包括以下两个方面:一方面,有功功率。有功功率可以将电能直接转化为化学能、机械能、热能和声能等能量形式,然后再通过利用这些能量形式进行作功,继而产生一种有功功率[1]。另一方面,无功功率。无功功率不会消耗电能,它只是将电能转化为一种能量形式来维持电气设备的正常运行。在电力系统运行中这种能量形式会与电能进行一种周期性的转化,在这一过程中产生的功率被称为无功功率。


  1.2无功补偿自动控制的作用


  电网在实际运营中使用的设备其电力负荷多为感性负荷,同时这些设备会吸收较多无功功率。针对这种情况,无功补偿装置发挥着十分重要的作用,它可以有效控制和管理电网的感性负荷,进而最大程度降低无功补偿过程中相关控制设备对能源的损耗量。一般情况下电网无功补偿的位置在高压并联和低压并联的电容器的电路中,此外在变电站的总体线路中安装并联电容器及安装并联补偿电容器的方式是无法替代的。无功补偿中通常在配电屏低压位置或者在变压器的低压位置上安装并联无功补偿电容器,在特定条件下也可以在单台发动机中安装。在实际的安装中要全面掌握和了解电力负荷的实际情况,如果电力负荷较低,则要避免出现无功补偿过度的情况发生。


  2电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用


  2.1复合开关


  复合开关可以将可控开关与交流接触开关有效并联,保证切断电流过零的及时性和电压过零的导通性。在接通和断开开关时可以有效控制电流,实现无功率损耗的目标。复合开关具有以下两种功能:第一是有效使用单相分补和三相分补两种复合开关共同连接的方式,这种连接方式被普遍应用于我国电力企业的供电中。第二是单相分补式和三相共补式的复合开关,其中三相共补式主要应用于低压无功补偿中和功率比较相似的电力系统中。


  2.2无触点晶闸管


  当电容器发生涌流问题时,在涌现过程中经常会出现电容器损坏和烧毁接触器触头的现象。因此在无功补偿装置中有效的应用电工电子技术,设置合理的固态继电器可以达到自动控制的目的[2]。当电压为0时,为了防止出现涌流现象,防止电容器遭到破坏,无触点晶闸管会自动断开。但是应用无触点晶闸管同样存在一定弊端,其产生的谐波电流会阻碍电容器的正常运行。当电力设备的温度升高时,热气在短时间内很难散去,即使使用专门的降温设备也很难将热气散去。


  2.3电路仿真


  随着我国经济的发展,科技水平不断提升,计算机仿真技术和其它辅助手段被广泛应用于电路设计中。电路仿真主要由主电路和控制电路两个仿真线路组成。其中主电路包括交流接触器的触头和反并联的晶闸管。以某电力企业为例,重点介绍其供电系统主电路的仿真设计[3]。该供电系统的电路仿真设计可以通过有效利用交流接触器透切电容来实现。在三相电源中,使用星形接法中性点来对电力系统内部进行有效的接地处理,并且将电压控制在合理范围内。在实际电力系统运行中由于交流接触器比较透彻,所以在接触器的触头经常会发生起弧现象,特别是在电路的瞬间尖峰中,这一现象尤为明显。在电容运行过程中,会产生一定量定额电流的涌流。从中我们可以看出补偿电容器的有效应用能够降低输电线路中的电流量,减少电力系统对电能的损耗,降低三相电路中电压的电流和相位差。在电路仿真运行中,进一步明确了启动晶闸管时触动脉冲要求,但没有明确切断电容器的时间。只有切断接触器后,相关工作人员才能启动晶闸管的触动脉冲,保证环流的顺利进行,防止出现大尖峰的现象。


  2.4机械式接触设备


  并联电容器的开发接触形式和开关方式决定着无功补偿设备的开关自动化控制,这种模式在最开始的输入补偿中电压值较低,甚至为零。因此,在合闸之后会出现激增的问题,导致电容器出现涌流现象[4]。因此在使用电容器过程中会产生一些负面影响,例如,能源严重损耗、片区停电和短路等等。针对这些问题,电力企业应该建立专门的电容设备连接方式,充分发挥接触器开关的作用使其有效控制电容器避免出现涌流现象的发生。同时也可以通过强化限流电阻的方式来预防涌流现象的发生。实践证明,通过提升限流电阻的方式可以杜绝涌流现象,在一定程度上有利于保证无能源消耗和无降压。


  3电工电子技术在电力系统中的应用


  3.1在自动控制中的应用


  电工电子技术中无功补偿技术的研发和应用使得电力系统的自动控制系统变得更加高效和完整。由于电工电子器件的体积较小,因此其功率较小,反应速度较快,对电力系统的无功补偿及时性较高,有利于提升整个电力系统的自动控制效果。随着功率开关、功率管等原件的出现和广泛应用以及单片机等处理器应用的不断普及,为无功补偿自动控制的正常运行提供了重要保障。例如人们可以使用补偿电容代替原有的电容器,进而有效控制和消解涌流,充分发挥自动控制系统的功能,提高电力系统的运行质量和效率。


  3.2在发电环节中的应用


  电力设备与电力系统的发电环节有着十分密切的联系,电力设备的工作状态直接影响着电力系统实际的发电情况[5]。非线性控制理论是一种全新的无功补偿理念,它通过利用数字化的微机控制技术保证产品每一个环节的稳定性和工作效益,其优势十分明显。其主要分为调节电路和主电路两个方面,其中调节电路由触发、对比、放大和采样四个结构组成。


  4结语


  随着经济的发展,人们在生活和生产中对电能源的依赖逐渐增加,随着电子技术水平的提升和电子器件的普及,人们越来越重视电力生產中的无功补偿问题。在无功补偿自动控制中合理应用电工电子技术能使无功补偿具备更强的优势,能够在真正意义上实现无功补偿。


  参考文献

  [1]龙文.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].电子世界,2017(06):173.

  [2]张永春,吕香玲.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2019,6(21):81-82.

  [3]宋陆昊.电力电子技术在无功补偿自动控制中的运用探究[J].电子制作,2019(22):18.

  [4]黄进.电工电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].企业技术开发,2018,35(22):19-21+41.

  [5]周虹屹.电力电子技术在无功补偿自动控制中的应用[J].中外企业家,2018(17):239+251.

  收稿日期:2019-05-13

  基金项目:常德职业技术学院院级重点项目:基于多源信息融合的深井提水液压潜水泵研究(ZY1904)

  作者简介:孙梅(1974—),女,湖南常德人,研究生,副教授,研究方向: 机械电子工程。

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