電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的應(yīng)用

劉子璇 中北大學(xué)朔州校區(qū)

電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的應(yīng)用

劉子璇 中北大學(xué)朔州校區(qū)

電力設(shè)備的發(fā)展對(duì)電子元器件功能的不斷完善有一定的依賴性。電子元器件的發(fā)展跟微電子技術(shù)的材料科學(xué)和特性研究有重大關(guān)聯(lián)。電子電氣自動(dòng)化元件技術(shù)已經(jīng)在電力設(shè)備的發(fā)展中呈現(xiàn)出重要的基礎(chǔ)作用。該技術(shù)的成熟穩(wěn)定性也直接體現(xiàn)在設(shè)備的應(yīng)用層面上。

電力電氣 自動(dòng)化 元件技術(shù)

電力企業(yè)在發(fā)展中，不斷衍生出新的電力設(shè)備，極大方便了人們的工作和生活。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過(guò)程中，各個(gè)行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)不斷激化，以電力設(shè)備行業(yè)而言，電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的發(fā)展程度和相關(guān)性能指標(biāo)直接反映在企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力上。元件器件構(gòu)成的電力設(shè)備更是對(duì)企業(yè)發(fā)展程度的最好檢驗(yàn)。

1 電力電氣化發(fā)展的重要意義

電力電氣化在我國(guó)工業(yè)發(fā)展中嶄露頭角，在工業(yè)生產(chǎn)中使用電力電氣化技術(shù)最重要的作用體現(xiàn)在提高工作效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量上。廣義而言，這對(duì)于創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也具有重要的作用。具體而言，電力電氣化的發(fā)展改善了對(duì)工廠機(jī)械設(shè)備的控制水平，通過(guò)降低故障率，提高自檢效率不斷方便企業(yè)管理。

2 電氣自動(dòng)化元件在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性

由于資源的有限性，各個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，在這種環(huán)境下，企業(yè)更加重視對(duì)節(jié)約型元器件的研究，從而提升企業(yè)本身的競(jìng)爭(zhēng)力，獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)電力電氣自動(dòng)化元件的研發(fā)，提高了電力資源的質(zhì)量和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，加強(qiáng)了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)也引導(dǎo)行業(yè)朝著更加健康、可持續(xù)的方向發(fā)展。

3 電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用

電力電氣自動(dòng)化元件的應(yīng)用主要體現(xiàn)在電力領(lǐng)域的相關(guān)電路和設(shè)備中，具體包括以下幾個(gè)方面：在變換器電路中的應(yīng)用、在交流調(diào)速控制技術(shù)中的應(yīng)用、在高頻變換器中的應(yīng)用、在全控性電力電子開關(guān)中的應(yīng)用以及在通用變頻器中的應(yīng)用。

3.1 在變換器電路中的應(yīng)用

作為生產(chǎn)設(shè)備原件中的重要電路，變換器電路的發(fā)展離不開電子元器件的發(fā)展。當(dāng)前電子元器件性能的不斷改良，也促進(jìn)變換器電路的不斷更新。傳統(tǒng)的變換器電路主要由晶閘管構(gòu)成，主要目的在于通過(guò)變換器的形成整流電路，在實(shí)際使用中，傳統(tǒng)的整流電路存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在抗干擾能力較弱，受到高次諧波的影響較大。通過(guò)研究，使用電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)后可以妥善解決這一問(wèn)題。具體是通過(guò)將變換器電力電氣化，調(diào)整電流與電壓之間存在的固有相位差，提高了余弦值，增加了電路的抗干擾能力。但這種應(yīng)用本身還存在一定的限制，一旦電壓或者電流出現(xiàn)壓力超負(fù)荷的情況，會(huì)導(dǎo)致電路的可控性下降。

3.2 在交流調(diào)速控制技術(shù)中的應(yīng)用

交流調(diào)速控制技術(shù)是電力行業(yè)中比較成熟的一種技術(shù)，因此在電力元件發(fā)展中，也會(huì)借助這種技術(shù)對(duì)電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)盡心完善和加強(qiáng)，具體需要在應(yīng)用之前進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)。在交流調(diào)速控制技術(shù)中還會(huì)用到矢量控制理論，這種理論跟跟物理學(xué)和高等數(shù)學(xué)有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，建立在直流電動(dòng)機(jī)控制理論的基礎(chǔ)上。

3.3 在高頻變換器中的應(yīng)用

變換器電路的更新依賴于電子元器件的發(fā)展，通過(guò)全控式電氣器件的使用，變換器也逐漸從低頻向高頻發(fā)展，其中最常用的是PWM變換器。在實(shí)際應(yīng)用中，高頻變換器的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在提高功率因數(shù)，降低高次諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的不利影響，提高電路的抗干擾能力，快速解決電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)域產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖問(wèn)題。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的具體原因在于PWM逆變器中的電流和電壓諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈沖會(huì)作用于固定的轉(zhuǎn)子上，從而降低震動(dòng)造成的噪音，從而降低逆變器的工作頻率。

3.4 在全控型電力電子開關(guān)中的應(yīng)用

目前，在我國(guó)的電力行業(yè)中，大多數(shù)使用的依然是半控型晶閘管技術(shù)。半控型晶閘管技術(shù)不斷發(fā)展為我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。近年來(lái)，隨著電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的深入研究，以GTO、GTB為首的全控型電子開關(guān)逐漸投入電力企業(yè)的生產(chǎn)中去。我國(guó)的全控型電子開關(guān)根據(jù)所控制的電流額度以及電子設(shè)備的用途進(jìn)行針對(duì)性選擇。在實(shí)際中，GTO元件能很好地適用于高壓環(huán)境中，但這種元件在關(guān)斷電路時(shí)對(duì)電壓的要求較高，因此在研究過(guò)程中進(jìn)入一定的瓶頸期。而GTP元件在研究過(guò)程中對(duì)保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路的安全性重視程度較高，加上這種元件形成的電路本身較為復(fù)雜，導(dǎo)致增強(qiáng)了電路壓力。

3.5 在通用變頻器中的應(yīng)用

通用變頻器主要指的是市場(chǎng)上應(yīng)用性較強(qiáng)的小功率變頻器。由于類型較少，因此在數(shù)量上較多。變頻器功能的不斷完善得益于電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的發(fā)展，這種功能性的改良具體體現(xiàn)在磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器及電流限制挖制器等器件設(shè)備的日常使用中，由于可以保證產(chǎn)品在正常使用中保證不跳閘，達(dá)到全自動(dòng)化的目的。

綜上所述，電力行業(yè)在發(fā)展中與人們的工作、學(xué)習(xí)息息相關(guān)，小到影響人們的日常生活，大到影響我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此重視電力行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)作為電力行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，在今后的發(fā)展中應(yīng)該不斷跟智能技術(shù)、微電子技術(shù)結(jié)合，通過(guò)改善技術(shù)和工藝水平，促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。