王子卿

摘 要：電力系統(tǒng)作為重要的能源調(diào)度中心，它的發(fā)展水平直接關(guān)系著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在電力工程中加強(qiáng)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用成為了電力系統(tǒng)趨勢和必然選擇，通過電力電氣自動化技術(shù)對其進(jìn)行改造，也是電力系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要方式。本文從電氣自動化概述、電氣自動化在電氣工程中的具體應(yīng)用、電氣自動化在電氣工程中的不足及改進(jìn)策略以及電氣自動化的未來前景等方面對電力電氣自動化在電力工程中的應(yīng)用進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：電力電氣 ；概念；自動化技術(shù)；發(fā)展

一、電力電氣自動化的概述

1、電力電氣自動化的運(yùn)用意義

（1）不管是電力工程，還是自動化本身技術(shù)，將電氣自動化滲透在電力系統(tǒng)中都具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義，其主要表現(xiàn)在：推動電力系統(tǒng)自動化水平上。它本身屬于高科技的范疇，在電力應(yīng)用中，以電力設(shè)施與技術(shù)更新為主，當(dāng)然也能帶動電力工程信息化水平，特別是電力設(shè)施權(quán)限上；具體如：電氣設(shè)施模糊化，同時運(yùn)用范圍日漸加寬也極大的推動了電氣自動化技術(shù)水平的提高。

（2）將電氣自動化技術(shù)運(yùn)用在電力工程中，能夠有效提高管理效率。為了滿足電氣自動化應(yīng)用要求，電力設(shè)施與技術(shù)管理都需要不斷調(diào)整。同時，電氣自動化和計算機(jī)有著密切的聯(lián)系，在相關(guān)設(shè)施維護(hù)時，只要經(jīng)過計算機(jī)就能達(dá)到要求；然后再由工作人員結(jié)合數(shù)據(jù)信息，利用計算機(jī)運(yùn)行以達(dá)到對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的維護(hù)，同時這也是控制工作人員工作強(qiáng)度的有效方式。

2、電氣自動化技術(shù)的設(shè)計原則

目前，大多數(shù)電力系統(tǒng)已經(jīng)帶有自動保護(hù)裝置，故在設(shè)備選型時，通常會優(yōu)先選擇自動化綜合系統(tǒng)，其選型接線方式比較簡單，結(jié)合繼電保護(hù)就能實現(xiàn)自動化設(shè)備的有效應(yīng)用。從總體來看，電氣自動化技術(shù)必須遵循的原則，主要包括以下方面：

（1）電氣自動化控制設(shè)施的連線形式必須結(jié)合原有的系統(tǒng)設(shè)計，即使使用的是監(jiān)測系統(tǒng)也必須添加設(shè)備數(shù)量與種類，并且在圖紙設(shè)計中詳細(xì)說明，以保障設(shè)備連接的精確性。

（2）在計算機(jī)遠(yuǎn)程開關(guān)中，必須使用遠(yuǎn)程閉閘、開閘智能開關(guān)，以確保遠(yuǎn)程操作中的自動化控制順利實現(xiàn)。

（3）利用計算機(jī)實現(xiàn)開關(guān)監(jiān)控，在接點打開的情況下，將其納入監(jiān)控體系。如果是低壓開關(guān)，必須設(shè)置輔助接點。

（4）在設(shè)置與安裝繼電保護(hù)設(shè)施時，必須整合綜合電氣與變壓保護(hù)技術(shù)。

二、電力工程中電氣自動化技術(shù)

1、全控型電力電子開關(guān)逐步取代半控型晶閘管。

晶閘管作為第一代電子電力器件，在我國電力工程發(fā)展中起著十分重要的作用，但伴隨著電力技術(shù)的發(fā)展和提高，交流變頻技術(shù)的興起，第一代半控型晶閘管已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，在這種背景下，作為新一代的復(fù)合型電力電子器件IGBT/MGT應(yīng)運(yùn)而生，IGBT擁有和MOSFET一樣的高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流面密度特性的混合器件。開關(guān)速度快，通態(tài)電壓低，工作頻率高，并且具有寬而穩(wěn)定的安全工作區(qū)，工作效率高，驅(qū)動電路簡單，更符合現(xiàn)代化對電力器件的需求。新一代的復(fù)合型電力電器件，隨機(jī)復(fù)合化技術(shù)的不斷提高，電器件生產(chǎn)范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用也不斷的深入，在電器復(fù)合化的同時，加強(qiáng)對電器向模塊化的發(fā)展，使電力電器件向更高要求發(fā)展。

2、變頻器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

在電力電子器件不斷更新的過程中，為了能夠適應(yīng)電力電子器件的需求，由它組成的變換器電路也在不斷的更新?lián)Q代中，以往的變頻器電力已經(jīng)不能滿足新一代電力電子器件的需求。采用諧奪式直流環(huán)逆變器能夠有效的降低開關(guān)損耗，保障開關(guān)在頻率上的提高，把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換。加強(qiáng)變頻器電力從低頻向高頻方向的發(fā)展不僅能夠有效的降低開關(guān)損耗，并且節(jié)約成本，提高逆變器集成化，在電氣自動化技術(shù)中具有廣闊的發(fā)展前途。

3、交流調(diào)速控制理論的日趨成熟

隨著對交流調(diào)速控制理論的深入研究，將復(fù)雜的矢量變化與電動數(shù)學(xué)模型進(jìn)行簡化處理，在對交流調(diào)速控制理論研究過程中，其控制思想獨特，具有創(chuàng)造性，控制結(jié)構(gòu)簡單，控制手法直接，對信號處物理概念明確，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，大大的提高了調(diào)速效率，形成一種高靜動態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。適應(yīng)現(xiàn)代化的電氣自動化技術(shù)發(fā)展的需求。

4、通用變頻器開始大量投入使用。隨著變頻器技術(shù)的成熟發(fā)展，高動態(tài)性能矢量控制性開始大量投入生產(chǎn)和實用中，它主要采用全數(shù)字控制，通過相關(guān)的軟件能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自動化的設(shè)定和操作，提高變頻器的變結(jié)構(gòu)控制盒自適應(yīng)控制。伴隨著技術(shù)的不斷提高，變頻器的可靠性、可維修性、可操作性等相關(guān)的功能在單片機(jī)控制動技術(shù)的支持下不斷的提高。

三、電氣自動化技術(shù)的發(fā)展

1、變換器電路的發(fā)展

近年來電力電子技術(shù)日漸成熟，電力電子元件更新速度得到了極大的提升，基于此，變換器電路也得到了極大改變。在使用普通晶閘管的過程中，因其具有交流變頻的特性，直流電路在電力系統(tǒng)中其運(yùn)行狀態(tài)一直保持在交-直-交交替變換中。但新型電力電子技術(shù)的出現(xiàn)，如第二代電力電子器件中不再使用普通晶閘管，而是采用了PWM變換器，進(jìn)而提升了電力系統(tǒng)的功率因素，并有效解決了低頻區(qū)電動機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動的情況，其缺點主要有震動噪音大等。不過直流環(huán)逆變器的出現(xiàn)達(dá)到了電子器件功能靈活轉(zhuǎn)換的目的，實現(xiàn)了零電流、零電壓情況下的有效轉(zhuǎn)換，并對開關(guān)消耗進(jìn)行了徹底的清除。因此有效降低了整個系統(tǒng)的運(yùn)作成本，同時逆變器尺寸也得到了降低，并對逆變器的集成化程度有了極大提升。

2、全控型電力電子開關(guān)的發(fā)展

以晶閘管為主體的第一代電力電子器件在20世紀(jì)50年代后期誕生，這種半控型器件的產(chǎn)生象征著自動化控制步入到一個新的發(fā)展時期。 電力晶體管可以簡單稱作GTR（GiantTransistor），是一種雙極型大功率高反壓晶體管，因為大功率的特點又被叫做巨型晶體管。又因其具有較低過流能力、較小熱容量等原因，在配備驅(qū)動電路及保護(hù)電路時，使用者可以依據(jù)其特性進(jìn)行準(zhǔn)確配置。

3、智能保護(hù)及綜合自動化技術(shù)的發(fā)展

依據(jù)電氣自動化的發(fā)展要求，我國該方面的工作人員增強(qiáng)了對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的研發(fā)，在研究過程中根據(jù)我國電力自動化技術(shù)的實際情況并借鑒國外先進(jìn)技術(shù)知識對其進(jìn)行了改進(jìn)，并在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置中得到了廣泛應(yīng)用。如：人工智能、綜合自動控制理論、模糊理論、自適應(yīng)理論以及網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)技術(shù)等，進(jìn)而將智能化應(yīng)用到新型保護(hù)裝置中，極大地提升了電力系統(tǒng)的安全、可靠性。

4、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展

電力系統(tǒng)的組成主要有三大部分：發(fā)電、輸電及配電。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)服務(wù)中配電自動化技術(shù)是其最主要地技術(shù)，將電力設(shè)備和電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等進(jìn)行緊密結(jié)合，同時應(yīng)用配電網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計算，在負(fù)荷預(yù)測中采用現(xiàn)代人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行計算。

結(jié)束語：

隨著電力系統(tǒng)的深入發(fā)展和應(yīng)用，電氣自動化技術(shù)在電力工程中所起到的作用也越來越突出，電氣自動化技術(shù)必須堅持可持續(xù)發(fā)展的原則，只有這樣才能在具有活力的高科技領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣的技術(shù)。

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