吳桐彬

摘要：當(dāng)前我國(guó)的電網(wǎng)建設(shè)隨著不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)也已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的軌道，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電力電氣自動(dòng)化。不斷進(jìn)步和發(fā)展的信息技術(shù)與科學(xué)技術(shù)，使與電力相關(guān)的新技術(shù)以及新工藝不斷地涌現(xiàn)在電力市場(chǎng)當(dāng)中，這些新技術(shù)以及新工藝的運(yùn)用不管是對(duì)于火電廠的科學(xué)管理還是節(jié)能減排或者是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變都有十分重要的意義。所以將自動(dòng)化元件技術(shù)運(yùn)用于電力企業(yè)當(dāng)中，能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提供巨大的幫助。

關(guān)鍵詞：電力電氣，自動(dòng)化，元件技術(shù)

如果想要我國(guó)的電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，就必須要重點(diǎn)運(yùn)用電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)。在我國(guó)，電力電氣的自動(dòng)化水平的高低直接能夠決定電力電氣行業(yè)的發(fā)展水平。我國(guó)所擁有的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平在近幾年中已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，這就導(dǎo)致了電力自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域當(dāng)中，比如，辦公室、交通、家用電器、工廠以及農(nóng)場(chǎng)等。我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平自改革開(kāi)放以來(lái)已經(jīng)獲得了飛速的發(fā)展，電力企業(yè)要想與不斷變化發(fā)展的市場(chǎng)需求相適應(yīng)，就一定要對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)形成重視，最終促使電力企業(yè)能夠提高它的經(jīng)濟(jì)效益。

1 研究電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的意義

當(dāng)前的人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)跟著時(shí)代的腳步進(jìn)入了一種網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代中，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不僅明顯提高了社會(huì)的生產(chǎn)能力，同時(shí)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用。我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)自改革開(kāi)放至今已經(jīng)獲得了飛速的發(fā)展，同時(shí)人們的生活水平也有了顯著的提高。但是，不斷發(fā)展的社會(huì)也給電力企業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，電力企業(yè)之間開(kāi)始出現(xiàn)越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)，所以，為了能夠讓我國(guó)的電力企業(yè)獲得持續(xù)性的發(fā)展，就必須把一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于電力行業(yè)當(dāng)中，從而能夠有效地提高電力企業(yè)的管理水平，同時(shí)還能夠使電力產(chǎn)品的質(zhì)量以及電力企業(yè)的生產(chǎn)模式獲得優(yōu)化。有效地研究電力電氣元件，除了可以使電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力得到有效提高，同時(shí)還能夠使電力資源的質(zhì)量獲得提高，除此之外，人們?yōu)榱俗岆娏Y源的成本獲得有效的降低，還在電力行業(yè)中應(yīng)用了節(jié)能技術(shù)，這樣就可以減少在生產(chǎn)電力資源的過(guò)程中污染物的排放量，促使我國(guó)的電力企業(yè)獲得持續(xù)性的發(fā)展。

2 在我國(guó)電力行業(yè)中主要使用的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)

2.1 半控型晶閘管慢慢地被全控型的電子電力器件所取代

在我國(guó)，晶匣管作為第一代電子電力器件，標(biāo)志了運(yùn)行控制新紀(jì)元的到來(lái)，直到現(xiàn)在，還是有很多的電力企業(yè)在使用這種晶匣管，這種電子電力器件在交流以及直流的傳動(dòng)控制在原來(lái)是比較受歡迎的。但是當(dāng)前全控制式器件GTO、GTP等新一代的電力開(kāi)關(guān)已經(jīng)跟著科技發(fā)展的腳步被慢慢地開(kāi)發(fā)出來(lái)，這些電力開(kāi)關(guān)是最新一代的電力開(kāi)關(guān)器件，同時(shí)目前它們都有自己的使用領(lǐng)域。首先是GTO這種全控制式器件。它是一種利用門(mén)極就能夠?qū)㈦娏嚅_(kāi)的高壓器件，擁有較低的關(guān)斷增益是這一高壓器件的最主要特點(diǎn)，一般情況下是4.5。它的通態(tài)壓降，一般情況下在2―4.5v之間。不管是關(guān)斷的dv/dt或者是開(kāi)通的di/dt，推廣以及運(yùn)用GTO都是十分有必要的。其次是GTP這種全控制式器件。GTP的各項(xiàng)器件的參數(shù)不管是對(duì)它的安全工作區(qū)還是對(duì)它本身的二次擊穿現(xiàn)象都存在著較大的影響作用，GTP電路雖然是一種比較復(fù)雜的電路，在平常的使用過(guò)程中存在著較高的安全系數(shù)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是這種類(lèi)型的全控型器件擁有比較小的熱容量，并且擁有特別低的過(guò)流能力，這就讓使用以及設(shè)計(jì)的相關(guān)人員將精力重點(diǎn)放在了保護(hù)電路以及驅(qū)動(dòng)電路之上。這就提高了電路的安全性。

2.2 低頻的變換器電路逐漸被高頻的變換器電路所取代

因?yàn)椴粩喃@得更新的電力電子器件導(dǎo)致組成電力電子器件的變換器也應(yīng)該及時(shí)地獲得更新。當(dāng)更新出新一代的電力電子器件之后，不僅將功率因素提高了，同時(shí)降低了高次諧波對(duì)電網(wǎng)所產(chǎn)生的影響力度，最終有效地解決了在低頻區(qū)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)這一問(wèn)題。當(dāng)前，PWM 逆變器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在了電力電氣器件當(dāng)中。不僅相應(yīng)提高了功率，同時(shí)還將高次諧波給電網(wǎng)帶來(lái)的不良影響大大降低了。運(yùn)用PWM 變換器在很大程度上妥善解決了處于低頻區(qū)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)造成的一些問(wèn)題。電機(jī)繞組是引發(fā)不少振動(dòng)的原因之一。而當(dāng)電力電子器件處在電流大且電壓高這一基本情況下就會(huì)發(fā)生關(guān)閉或者是導(dǎo)通的現(xiàn)象，這樣一來(lái)就會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)造成相當(dāng)嚴(yán)重的損害。所以說(shuō)開(kāi)關(guān)的損耗的限制是逆變器的工作頻率難以得到提升的主要原因。

2.3 交流調(diào)速控制理論變得越來(lái)越成熟

矢量控制這一基本的思想內(nèi)容是我國(guó)當(dāng)前在使用交流調(diào)速控制理論中所采用的主要思想，形成這一基本思想的原因在于對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方法進(jìn)行仿照，有效地將定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和磁場(chǎng)分量解耦開(kāi)來(lái)，同時(shí)對(duì)分貝控制的形式進(jìn)行有效地采用。這種解耦的方式主要使用與直流變化相類(lèi)似的模式有效地替代異步電動(dòng)機(jī)的物理模型來(lái)完成，在這種過(guò)程中，應(yīng)該要檢查轉(zhuǎn)子磁鏈的方向。原因在于：矢量旋轉(zhuǎn)變化的時(shí)候具有較強(qiáng)的綜合性以及復(fù)雜性，并且轉(zhuǎn)子磁鏈會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子回路之間的參數(shù)產(chǎn)生較大的影響，因此，所需要的分析結(jié)果在實(shí)際的應(yīng)用中是難以獲得的，所以一定要即時(shí)進(jìn)行檢測(cè)工作。而在控制直接轉(zhuǎn)矩方面，所運(yùn)用到的是空間矢量的分析方法。

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1變換器電路

在生產(chǎn)設(shè)備元件中，變換器電路是應(yīng)用最為廣泛的一種。電力電子產(chǎn)品正不斷改革，而電子產(chǎn)品器件中的變換器也應(yīng)不斷進(jìn)行改革。過(guò)去變換器電路較為簡(jiǎn)單，主要是由晶閘管構(gòu)成，在使用時(shí)變換器就會(huì)將直流電相控為整流電路，使用時(shí)會(huì)受到高次諧波的影響，但是在利用電力電氣技術(shù)對(duì)元件極性更新之后，就能夠有效解決以上問(wèn)題，由于將新的變換器電力電氣化，所以，在電流與電壓之間的相位差就不再一成不變，而是會(huì)隨著按壓的變化而改變，相位差的余弦值在電流變化之下會(huì)逐漸提升，余弦值提升，就可以使電網(wǎng)不受高次諧波的影響，不存在干擾現(xiàn)象，所以即使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)處于較低位置，也不會(huì)影響其運(yùn)作。但是若電流或電壓的壓力超過(guò)負(fù)荷，就會(huì)難以控制。如某工廠使用的軋鋼電動(dòng)機(jī)，在使用的過(guò)程之中功率較大，最大時(shí)可達(dá)到4兆瓦，在軋鋼電動(dòng)機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，為減少對(duì)電網(wǎng)的影響，通常會(huì)不斷對(duì)相位差的余弦值進(jìn)行調(diào)整，而無(wú)法對(duì)電流或電壓進(jìn)行控制，在超大功率的負(fù)荷之下，變換器就會(huì)導(dǎo)致電子元件不斷自動(dòng)關(guān)閉、自動(dòng)開(kāi)啟，影響變換器作業(yè)。

3.2交流調(diào)速控制技術(shù)

現(xiàn)在的電力元件一般都會(huì)采用交流調(diào)速控制技術(shù)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)與假設(shè)。交流調(diào)速控制技術(shù)理念是依托于矢量控制理論，即一種非線性、高階的多變量控制系統(tǒng)。其理念源于直流電動(dòng)機(jī)控制，將直流電動(dòng)機(jī)的控制是通過(guò)固定磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如一臺(tái)直流電機(jī)模型，在它其固定部分中，安裝了直流勵(lì)磁，其磁極分別為N和S，在其旋轉(zhuǎn)軸的部分安裝了電力樞紐元件（鐵芯）。固定的部分與旋轉(zhuǎn)部分存在縫隙。在電路部分安裝上安裝兩個(gè)導(dǎo)體，分別為A、X，將兩個(gè)道題安裝成電力樞紐線圈，將線圈的兩端連接至如圖所示的兩個(gè)弧狀銅片（換向片）之上。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片和中心的轉(zhuǎn)軸之間是互相絕緣的。當(dāng)電力樞紐開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，電力樞紐的線圈就可以可以通過(guò)換向片、電刷接通外電路。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前的信息技術(shù)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)電力電氣系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用。因?yàn)檫@些高新技術(shù)的幫助，使得電力電氣的相關(guān)設(shè)備以及元件技術(shù)不管在制造方面還是在應(yīng)用水平方面都獲得了較大的提高，同時(shí)也使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)擁有了更高的整體水平。

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