电工电子技术在无功补偿自动控制中的运用

李 新

(河南工业贸易职业学院，河南 郑州 450000)

1 无功补偿

1.1 无功补偿原理

电网在输出过程中会产生两种输出形式，第一种形式为有功功率，第二种形式则为无功功率，我国常用的家用电器之中，电器的电路上电压与电流同相位，这些电器中获得的有功功率等于电压与电流的乘积，但是一部分大型家用电器中例如电冰箱、洗衣机等，这些设备中带有电动机或者变压仪器，在这些设备运行过程中需要建立磁场，因此这些电器中所消耗的能量并不能够被转化为有效的有功功率，这些不能够被转化的能量便被称作是无功功率。这就导致一部分无功功率电路被传输至电网内部时，会造成电网的负荷加大的情况产生，使得电网中的电量造成流失损耗的现象，造成系统电压降低等一系列影响电网安全运行的问题，为了解决这一情况，工作人员就需要找到一种就近就地补偿的措施[1]。电流在被使用过程中会与设备中的感电元器件等进行协调工作，在同一条电流线路中感电电流与电容电流的方向相反，互差的角度为180°，针对这种特性工作人员可以在电磁元件中加入一定比例的电容元件，电容元件会造成感电电流与电容电流相互抵消的情况产生，这样就可以在一定程度上使电流与电压的矢量减小夹角差距，所以在电路上采用安装变容器的措施能够达到无功功率补偿的目的，从而解决电网中无功功率的问题。

1.2 无功补偿作用

电网在运行过程中，许多电器设备的电力负荷都为感性负荷，因此在运行中许多电气设备都会形成无功功率，针对这种情况，为了维护电网的安全运行无功功率补偿装置显得极其重要，因为无功功率补偿装置能够对电网中的感性负荷进行有效的控制，从而降低电网运行中的压力，降低电网运行中电流损耗过大的现象。工作人员在电路中并联相对比例的电容器设施能够为电网提供稳定的电流补偿，在必要时并联电容器还会安置在单个发动机之中，在进行设施安装的过程中，相关技术人员应当实时监测电力负荷是否存在较低的情况，防止过度补偿的情况发生[2]。

2 电工电子技术应用

2.1 自动启动应用

随着电工电子技术的不断发展，电工电子技术中的功率管、功率开关等都得到了广泛的应用，为自动控制提供了充足的技术条件，例如传统的电容器就已经被补偿电容器所替代，从而实现无功功率电流消解的目的，同时相关人员还可以安装控制补偿器，从而保障整个自动控制系统的自动化效果能够得到最大实现。除此之外电工电子技术还能够启动相关的设备，使得控制元器件的体积变得更小，为自动化控制提供有力的技术保障，使电网电力系统的运行管理质量得到进一步的提升。

2.2 发电环节的应用

电力系统与发电环节有着较为紧密的联系，这些设备的工作状态，对整个电力系统的运行起着至关重要的作用，针对这种情况电工电子中的可控硅静止励磁是一种全新的无功补偿理念，静止系统是励磁系统中接线最简单、造价最低廉的一种励磁方式。用一台接在发电机机端的励磁变压器作为励磁电源，通过可控硅整流装置直接控制发电机的励磁。静止励磁系统为静态励磁，与交流励磁机系统比较，没有旋转部件，运行可靠性高，自并励励磁系统可缩短发电机机组轴系长度，减少轴承数量。改善轴系震动，从而提高了机组的安全运行水平在小干扰稳定方面，励磁系统配备PSS后，稳定水平较交流励磁机系统有明显提高，在大干扰方面，研究表明静止励磁系统的暂态稳定水平与交流励磁机励磁系统相近或略有提高，静止系统造价低，由于缩短了轴系长度，因而可减少厂房和基础造价，调整容易，维护简单。这种理念的兴起采用了信息化的控制系统，自动化控制能够将整个电路中的信息全部汇总至计算机之中，并对电路进行合理的监控，从而保障整个发电环节能够有效地运行，避免电压波动带来的负面影响，对提高电能质量有着极为突出的作用[3]。

3 自动化控制应用

3.1 机械式接触设备

机械式接触设备有2个方面的优势，在进行输入补偿阶段的过程中由于电路中电压初始值并不高，能够十分快捷有效的进行低压操作，这种低压操作的方式首先能够在一定程度上降低电网中无功功率的产生，其次，这种机械式接触设备的电容器很少会出现涌流现象，在一定程度上延长了机械设备的使用寿命，降低了损耗，但是在电力系统运行异常的情况下，网络中的涌流会增大，在一定程度上影响到了电压的稳定性。为了保障其稳定性在进行并联方式的过程中，相关人员还要在机械中增加电容组，通过这样的组合方式既可以达到有效控制涌流的目的，还能够减少电压波动的影响，提高了无功功率自动化补偿控制系统的运行质量。

3.2 复合开关

在一般情况下可控开关与交流接触器并不能相连，但是为了提高无功率补偿自动化控制质量，工作人员将复合开关加入了自动控制系统之中，实现了可控开关与交流接触器并联的技术要求，在电流过零时，开关会第一时间进行断电处理，这种断电处理能够最大程度的保障电网的运行稳定性。同时由于电流切断，这也会降低无功功率的损耗情况，根据电工电子专业人员研究证明复合开关在实际应用的过程之中，由于电网中存在涌流现象会出现开关失效或者无法及时关闭开关的问题，目前常用的开关有单相复合分补开关与三相复合分补开关，根据无功功率补偿自动控制系统的需求，技术人员多采用三相复合分补开关，这种开关能够满足自动控制系统的要求，同时兼具有经济效益，能够有效维护供电企业的利益。

3.3 电路仿真

电路设计是电工电子技术中一项十分重要的设计环节，在以往的电路设计过程中电工电子技术往往充当辅助的作用，在完成相关设计之后，技术人员还要根据实际的情况对电路设计进行相应的修改工作，若设计存在问题，仍需要在电路系统搭建完成之后才能够发现，造成了人力物力的消耗，针对这种情况设计人员采用了仿真电路，采用计算机模拟技术在设计过程中便可以及时发现电路运行中存在的问题，并加以改正，提高了电路设计的有效性，同时合理的电路设计也能够降低电网系统中无功功率的产生，维护了电力系统运转质量[4]。同时仿真电路还可以应用到无功功率补偿自动控制系统当中，提高了自动化技术的应用水平。

4 结语

通过电工电子技术在无功功率补偿自动控制中的运用可以得知，电工电子技术能够有效地降低电路运行中无功功率的产生，维护了电网的稳定性。