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摘要：本文主要對于無功補償裝置的應用進行詳細的分析，指出無功補償的具體做法以及應用的一些情景，希望對于我國的電子電力技術發展有所幫助。

關鍵詞：無功補償；自動控制；電力電子技術

無功補償在電力工程中有著重要的應用，通過無功補償，電力再傳輸中的功率消耗能夠最大程度的降低，進一步地提升電網的運輸功率，在我國電網傳輸中起到了十分重要的作用。如今無功補償在與電力相關的諸多行業都有著充分的應用，在不斷變化發展的電子電力行業中，人們對于這種有著良好應用的技術的關注程度在不斷地增加。

1關于無功補償裝置在整個電力系統當中的應用分析研究

1.1無功補償在電力系統當中的應用效果分析

整個社會的發展速度由于能源的供應速度而不斷提升，這些年的實際情況反映了，我們國家對于電能的需求量在不斷地提升，我們國家的電力輸送行業必須與不斷發展的社會經濟相匹配。所以整個電力系統的建設也在不斷地擴大，然而在增加的發電量的同時，也需要減少電能在運輸時的消耗，降低電力部門的運營成本。通過無功補償技術，讓整體的電網運行質量得到保障，減少能源在運輸過程中大量被損耗的電能，強化整個電網的運行速度，這種無功補償可以被直接的添加在原有的電力系統當中，而不需要進行額外的設計和改進，從而擁有良好的工作能力，提升電網系統的整體運營安全和穩定性。之所以能夠肯定無功補償裝置在電力運行中的用途，是因為它不僅能夠極大幅度的降低能量運輸的損耗，還能夠讓傳輸的電能質量更高，更加的穩定。

1.2無功補償當中同步調相機的相關科學分析

在無功補償的應用中，一定程度上參考了同步調相機的工作原理，同步調相機其實也是一種發電機，以同步旋轉的方式運行，在種類上，屬于無功率動態補償裝置，這種電機的工作原理主要是反映了其通過勵磁系統的調節滿足有容性功率地輸出，在種類上能夠被視為是一種無功率動態補償裝置。此外無功率補償裝置也能夠被視為是一種同步旋轉式的發電設備，運行中時序不斷的旋轉，并產生大量的噪聲，進而導致了電力傳輸的損耗，通過實際的工作分析不難發現，在同步調相機的檢驗和維修上較為方便。而通過對目前的狀況研究，可以發現無功率變化速度在整個電力系統中變化迅速，現有的機器運行速度無法匹配如此快速的功率變化，這種不利因素使得無功補償同步調相機的實際運用能力十分有限，無法滿足實際的工作需要。

1.3無功補償裝置當中靜止無功補償裝置分析

無功補償裝置當中的靜止無功裝置被研究設計出來擁有著相應的作用，這種作用是為了緩解在電力容器和同步調相機中的一系列設計缺陷造成的工作問題。將靜止無功補償裝置與同步調相機的工作環境進行分析比對，能夠明顯的發現靜止無功補償裝置在實際工作中的優點，最為顯著的優點為，靜止無功補償裝置在運行當中的噪聲很小，在運行的速度上也快于同步調相機，這說明靜止無功補償裝置的設計思路更加先進，正是這樣，與無功補償裝置相配套的新型原件才能被不斷的設計開發出來，在當前的裝置中得到更好的運用。但無功補償裝置并不是完美的，那就是其制造成本要遠遠高于同步調相機，這種高昂的一次投入使得電網運行的整體成本在初期會有著更高的負擔。在電力系統建設中應該仔細地考慮這種問題，進行更符合市場要求的電網建設。

2關于無功補償自動控制中電力電子技術的應用分析

通過對無功補償控制裝置的工作原理分析可以看出，電力電子技術在日常的應用非常廣泛，有以下幾種方式。

2.1電力電子技術的機械式接觸器應用研究

通過對無功補償裝置的分析可以發現，開關設備的自動控制與電容器的聯系程度較高，因為開關設備的自動控制是由于電容器的斷開和閉合來決定電流的傳輸。在電流輸入到裝置之前，電路中的電壓表現為0，開關的過程中，電流經過了整個電路，電壓也會陡然上升，這個階段電容器的電流會極大程度影響到電容器的工作，在嚴重的情況下甚至會將電容器的工作組件破壞。

2.2電力電子技術當中無觸點閘管的應用研究

通過工作中的實際觀察發現，在并聯情況下的電容器工作組在其內部經常性的產生涌流現象，這種涌流情況會影響電子元件的工作情況，是一種我們不希望出現的情況，涌流現象過于強烈，會導致電容器中的接觸器觸頭過載，導致電容器被破壞。工程師通過思路的轉變，在無功補償裝置中運用無觸點晶閘管，實現電容器的保護，在實際的工作中，當電壓超過0伏的時候，可控硅會發揮其應有的作用，實現涌流的自動控制，對于電壓為0的情況，通過分析可知，無觸點的晶閘管會脫離工作狀態，在一定情況上，可以避免由于電容器合閘瞬間產生的涌流情況，導致電容器被破壞的問題。以上，我們討論的是無觸點晶閘管在工作中的優勢，然而無觸點的晶閘管也擁有著一些弊端，首先，在諧波電流出現時，整體的工作情況會被嚴重地影響，當工作時間推移，設備溫度上升時，由于缺乏有效的散熱裝置，溫度居高不下，會導致電阻的上升，現有的排風扇設計，也很難降低工作環境的高溫。

2.3電力電子技術當中復合開關的應用分析研究

與機械式接觸器和無觸電晶閘管一樣，復合開關也是無功補償裝置的重要組成部分，能夠有效地解決嚴重的涌流問題，當復合開關在電流超過0的時候，復合開關可以發揮其應有的作用，將涌流更好的控制住。分析復合開關的工作狀況，可以發現復合開關之所以能實現涌流的控制，是由于并聯電路的特殊工作情況。

3電力系統中對于無功補償的應用

3.1無功補償同步調相機

同步調相機是一種同步旋轉的發電模組，與無功補償技術有著相似之處，在實際的工作運行中，調節發電機中的勵磁系統發出有容性或感性的功率。在實際工作中，同步調相機所暴露出來的問題有：由于其始終處于高速旋轉的狀態，會產生大量的噪聲和損耗，產生噪聲污染的同時，降低了電流運輸的效率。面對這種情況，需要運用靜止無功補償來優化同步調相機的工作模式。

3.2靜止無功補償裝置

為了能讓同步調相機的工作得以優化，讓同步調相機和電力容器更好的配合，靜止無功補償裝置做到了兩者之間的優化，有著良好的應用特性，在運行過程中速度得到了提升，也極大地減少了噪聲的發生。目前我國電力技術的快速發展，對于無功補償裝置的要求提出了較為嚴格的水平，新型的開關器械被用在了控制同步調相機的工作流程中。動態無功功率補償裝置結構如圖1所示，本圖反映的是TCR型靜止動態無功功率補償裝置，這種裝置能減少維修人員的工作壓力，降低維護成本，擁有著良好的應用結果。

3.3無功補償電力容器

對于其他設備而言，無功補償電力在維護運行裝機上，都有著更為簡單，易于維護的特點，但無功補償電力容器在實際的應用中并沒有人們想象的那樣容易，由于在通常的電力供應系統中采取的是感性的無功補償，對于這種電力系統無功補償無法持續的進行。在使用電力無功補償電容器時，會導致整體供電系統電壓的下降，產生所謂的負電效應，這種效應只用交流接觸器投切時，還會產生更為嚴重的起弧現象和觸頭震動現象。交流接觸投切電容時，輸電線路總電流波形如圖2所示。這種復電效應會極大的影響電容器的補償含量，快速的消耗電力容器的容量，在這種工作狀態下，電力容器在受到強烈的外部干擾時，會產生高溫，燒毀電力容器，造成電力癱瘓。

4無功補償自動控制中應用電力電子技術

電力電子技術的執行機構，在無功補償自動控制中主要分為以下三種。

4.1機械式接觸器實施無功補償自動控制

在實現無功補償的過程中，應該讓電容器和開關設備做到連通，所以在電流輸入裝置中初始電壓始終為0，在電路閉合時電壓會出現劇烈的變化，進而導致容器中電流產生相應的變化，這種變化會破壞電容器中的工作環境，所以安裝機械式接觸器能夠有效的避免上述的不利情況，對于電容器中的電阻進行保護，穩定其工作環境。

4.2無觸點晶閘管實施無功補償自動控制

在并聯的工作狀態下，電容器中的阻容器會導致元件相接觸的連接點溫度升高，并且嚴重情況下還會被燒毀，這種情況叫做涌流現象，在無功補償過程中需要通過先進的電子技術，將固態繼電器應用在無功補償裝置中，在電容器運行之后，利用其中包含的硅介質實現無功補償自動控制手段。電容器失去電壓后會自動關閉無觸點晶閘管，有效的防止電容器在閉合時由于上述的涌流作用導致工作元件的破壞。這種工作模式有著一定的問題，那就是電容器的持續運行會產生更多的諧波電流，讓整體的電力設備溫度提升，而這種溫度提升是難以被排出的。

4.3復合開關實施無功補償自動控制

除了以上外，在無功補償過程中，也有采用復合開關和一些其他方法，抑制無功補償中產生的不良現象。在電流進入到電容器中，通過負荷開關的機構，可以使電容器所承擔的涌流降低到最低水平，復合開關所含有的硅介質，也能夠將電容器的電流散溢出去，實現元件與元件之間的正常交流接觸，對整個電力系統的開關起到保護和控制作用，在正常運行下，電容器中的能量損耗也會被降低，因此采用復合開關裝置能夠讓整個電力供應系統的自動補償功能運用起來。在實際的工作情況中，選擇適合工作實況的開關類型，比如三項共補復合開關和單項分補開關，這兩種復合開關是目前應用的較為廣泛的開關。要想降低系統運行成本，使電流的運行效率得以提升，也可以同時在采取這兩種復合開關，并且在接線形式上做到復合式的設計，防止在電容器的合閘過程中產生涌流效應，導致電子元件被破壞。

5結語

在無功補償原理的具體運用上，就是要減少電力傳輸中所白白流失的能量，提升整體的運行效率，目前無功補償電力系統在我國已經得到了廣泛的運用，降低整個電網運輸的能源消耗。而對于這種無功補償功率的改善，就是要將這種系統直接的套用到自動化的控制電力系統中，實現完全的自主控制。

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作者：蔣佳妮 田璐羽 單位：上海理工大學