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        電力電氣自動化的電力系統(tǒng)及元件技術(shù)的應(yīng)用分析

        2016-12-27 15:49:21劉楊
        科學(xué)與財富 2016年29期
        關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)應(yīng)用

        劉楊

        摘 要:市場經(jīng)濟發(fā)展對企業(yè)電力電氣自動化程度提出了更為嚴(yán)格的要求,為進一步提高電生產(chǎn)安全性,改善產(chǎn)品質(zhì)量并優(yōu)化企業(yè)市場份額,應(yīng)當(dāng)積極采取有效措施提高電力電氣自動化水平,改善生產(chǎn)勞動條件,提高勞動生產(chǎn)率。本文簡要探討電力電氣自動化中電力系統(tǒng)及元件技術(shù)的實際應(yīng)用情況,僅供相關(guān)人員參考。

        關(guān)鍵詞:電力電氣自動化;電力系統(tǒng);元件技術(shù);應(yīng)用

        就當(dāng)前電力市場發(fā)展實際來看,電氣企業(yè)若想要實現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展,應(yīng)當(dāng)積極運用現(xiàn)代自動化控制技術(shù)及產(chǎn)品,提高火電廠電氣自動化運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性,實現(xiàn)能源的合理利用,降低資源消耗,全面提高企業(yè)綜合競爭力,推進電力企業(yè)自動化生產(chǎn)的順利實現(xiàn)。電力系統(tǒng)及元件技術(shù)在電力電氣自動化運行中具有良好的應(yīng)用價值,有助于推進電力企業(yè)綜合效益的提升。

        1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概況

        1.1 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的概念

        電力系統(tǒng)自動化技術(shù)指的是運用各種具有自動檢測功能和決策控制功能的裝置,通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和信號系統(tǒng)將電力系統(tǒng)的每個元件、局部系統(tǒng)或者是全系統(tǒng)進行自動監(jiān)控、協(xié)調(diào)控制的技術(shù),確保電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行,保證供電的可靠性。

        1.2 電力自動化系統(tǒng)的組成要素

        一是變電站自動化技術(shù)。變電站是將一些設(shè)備組裝起來,切斷或者接通電壓的系統(tǒng)裝置,在電力系統(tǒng)中,配電站是配電和輸電的集中點,它能夠更好的監(jiān)控電力的運輸供應(yīng),保證整個過程的安全高效和可靠經(jīng)濟,因此說變電站自動化技術(shù)尤為重要。變電站自動化技術(shù)是采用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)以及信息處理技術(shù),實現(xiàn)對變電站的二次設(shè)備的重新組合和優(yōu)化設(shè)計,對變電站全部設(shè)備的運行都能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控,這種綜合性的自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠提高變電站運行的穩(wěn)定性,降低運行維護的成本,實現(xiàn)輸電過程的高質(zhì)量,保證經(jīng)濟效益。

        二是配電網(wǎng)自動化技術(shù)。配電網(wǎng)主要是由架空線路、電纜、配電變壓器等設(shè)備組成的,在電網(wǎng)中起到分配電腦呢過的作用。長期以來,配電網(wǎng)只能夠采取手工操作的控制方法,隨著技術(shù)的進步,逐漸能夠運用獨立的孤島自動化技術(shù),但是對電能的分配方面還是存在不足之處,因此說,配電網(wǎng)自動化技術(shù)對于電能的分配和監(jiān)控十分重要。配電網(wǎng)自動化主要包括饋線自動化和自動制圖、設(shè)備管理、信息分析和配電網(wǎng)分析自動化,它依靠大量的智能終端、豐富的后臺軟件和數(shù)據(jù)庫資料支持,通過信息技術(shù)的帶動,實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化,確保了對電能的充分利用。

        三是電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)是目前發(fā)展最快的技術(shù)之一,其功能的強大性能夠確保電力系統(tǒng)在運行過程中的準(zhǔn)確性、可靠性和經(jīng)濟性。電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能是調(diào)度自動化的基礎(chǔ),此外,電力系統(tǒng)的市場運營和決策也是不可忽略的環(huán)節(jié)。

        2 電力電氣自動化元件技術(shù)的實際應(yīng)用

        現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展推進了電力行業(yè)的進步,基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)得以形成和有效應(yīng)用,原有模式在的電力傳動控制理念難以滿足現(xiàn)代電力電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)備控制需求,此種情況下,需要不斷創(chuàng)新應(yīng)用新技術(shù),以保證電力電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定有序運行。

        2.1 全控型電力電氣開關(guān)

        在電力電氣自動化系統(tǒng)中,晶閘管是第一代電力電子元器件,屬于半控型,直至今日在直流與交流的傳動控制系統(tǒng)中仍得到廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,交流變頻技術(shù)不斷進步,全控式的電力電子開關(guān)逐漸取代了半控型的晶閘管,作為第二代電力電子元器件,以GTO、GTR和P-MOSEEF等為主要代表。電力電氣自動化系統(tǒng)中,現(xiàn)階段的電流/電壓的定額和開關(guān)時間不同的條件下,各種元器件的實際應(yīng)用價值也存在一定差異。

        2.2 變換器電路實現(xiàn)低頻向高頻的轉(zhuǎn)換

        隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力電氣元器件不斷更新,變換器電路也發(fā)生一定程度的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的電力電氣系統(tǒng)運行條件下,以普通晶閘管作為電力電子元器件,通過相控整流實現(xiàn)直流傳功。在交流變頻器主要通過交-直-交方式實現(xiàn)。直至第二代電力電子元器件出現(xiàn),PWM變換器逐漸得到廣泛應(yīng)用,一定程度上提高了變頻器功率因數(shù),促進以往條件在低頻區(qū)電動機轉(zhuǎn)矩脈動問題得以有效解決,具有良好的應(yīng)用價值。就實際應(yīng)用情況來看,PWM逆變器內(nèi)部存在較大的電流和電壓,其諧波分量產(chǎn)生較強的轉(zhuǎn)矩脈動作用,一旦其作用于電動機的定轉(zhuǎn)子上,導(dǎo)致電機繞組產(chǎn)生振動并發(fā)出巨大聲響,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的電力電氣自動化系統(tǒng)的正常運行。為促進該項問題的有效解決,在應(yīng)用變換器的過程中可以結(jié)合系統(tǒng)運行特點適度調(diào)高開關(guān)頻率,但此種方式并不十分完美,一旦開關(guān)頻率超出人耳感知范圍,電力電子元器件長期處于高電壓大電流運行條件在,極易出現(xiàn)關(guān)斷情況,對開關(guān)造成嚴(yán)重?fù)p耗,嚴(yán)重影響開關(guān)的使用壽命。

        2.3 通用變頻器的使用

        在電力系統(tǒng)運行過程中,通常我們所提到的通用變頻器主要是指批量化、系列化及中小功率的變頻器。第一代變頻器大多采用16位CPU,僅具備普通功能,以U/F控制型為奠定代表;第二代變頻器主要采用32位的DSP或雙16位的CPU對系統(tǒng)進行科學(xué)化控制,以高功能的U/F控制型為代表,通過對轉(zhuǎn)差補償器、磁通補償器等的有效利用,其變頻器逐步發(fā)展,具有無跳閘功能,在電力電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用中也被稱作無跳閘變頻器。當(dāng)前市場環(huán)境下,無跳閘變頻器得到廣泛應(yīng)用,占據(jù)較大的市場份額。第三代變頻器為高動態(tài)性能矢量控制型變頻器,通過對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的有效運用,以數(shù)字化實現(xiàn)系統(tǒng)控制,運用相關(guān)軟件實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定,具有動態(tài)性特征,能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)控制。在電力電氣自動化系統(tǒng)中,通過無速度傳感器矢幼控制和有速度傳感器矢量控制等,自動優(yōu)化閉環(huán)控制?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,電力半導(dǎo)體器件以IGB為主要發(fā)展趨勢,通過單片機控制技術(shù)的合理應(yīng)用,促進變頻器的可操作性和可維修性等功能得以實現(xiàn)。

        2.4 集成電路、單片機及工控計算機的發(fā)展

        以MCS-51為主要代表的8位機在目前雖然仍占據(jù)著主導(dǎo)地位,但是它的功能非常簡單,并且指令集比較短小,但其可靠性高,保密性好,從而適合大批量地用于生產(chǎn)PIC系列的單片機以及CTMS97C。

        結(jié)束語

        自動化控制系統(tǒng)逐漸在社會生產(chǎn)各領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,電力行業(yè)也不例外,通過對電力電氣自動化的電力系統(tǒng)及元件及時進行科學(xué)化應(yīng)用,有效提高了電力系統(tǒng)運行效率,滿足市場發(fā)展需求,為電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展及綜合效益的提升提供可靠的保證。可以說,電力電氣自動化控制是社會經(jīng)濟運行的重要技術(shù)手段,對于國家電力電子行業(yè)發(fā)展和社會科技進步都具有重要意義。

        參考文獻

        [1]孟建偉.電力電氣自動化元件技術(shù)的運用[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013,29(21):13-14.

        [2]楊智文,蔡詩文.數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2014,19(21):6-7.

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