电力电气自动化系统及元件技术的应用

电力电气自动化系统及元件技术的应用

李伟

(炜达科技股份有限公司516000)

摘要：科学技术的飞速发展推动了电力系统的进步，自动化、智能化成为电力系统发展主流，电力电气自动化应用愈发广泛。电力电气元件技术也伴随着电气自动化系统的不断完善而快速发展，为我国电力系统的稳定运行提供了有效保障。本文针对电力电气自动化系统及元件技术的应用意义出发，探讨其具体应用。

关键词：电力系统；电气自动化；元件技术；应用

前言

伴随着计算机网络技术的迅猛发展，电力电气自动化技术的发展应用愈发完善，并且成为电力企业自动化生产与运营的基础保障，而电气自动化元件的应用更是成为保证电力系统安全稳定运行的又一利器，是提高电力系统运行效率及电力企业竞争力的重要因素，是推动电力企业朝向自动化、智能化深入发展的助力剂。鉴于此，大力推广应用电力电气自动化及元件技术的应用，着力提升其应用水平具有重要意义。

1电力电气自动化元件技术应用的意义

1.1电力电气非自动化运行的风险概述

电力电气系统的有效运行，离不开工作人员合理可靠的操作与调控，但是人为的手动操作，难免会出现失误和疏忽之处，无法完全保证操作完整性与可靠性，触电事故仍极有可能发生，因此，单纯的依靠工作人员进行手动的操控，难以保障电力系统安全运行。此外，电气系统在传递转换电能依然容易诱发线路故障问题，难以全面控制电力设备，损害电力电气系统的稳定运行，甚至损害电力设备，继而对工作人员安全造成威胁。可见，非自动化的电气操作技术潜藏的危险因素较多，对工作人员生命财产安全威胁较多，而电气自动化及元件技术的应用则可有效应对这一问题，对电力系统的运行提供安全、可靠、稳定的保障。

1.2应用电力电气自动化元件技术的意义

第一，近年来，网络化、信息化的推广与普及，社会经济的飞速发展，推动了各行各业的发展与进步，市场经济愈演愈烈，电力作为关系到国计民生的基础行业，同样处于市场经济浪潮之中，加之，现代工业、人们生活对电力系统的安全、稳定、高效运行有着越来越高的要求，电力行业同样面临着巨大的生存与生产压力。鉴于此，电力企业必须不断开拓创新，以应对激烈的市场竞争及人们日益多元化的电力需求。而电力自动化及其元件技术的应用则有力的提升了电力系统运行水平，同时提高了电力系统运行的安全性与稳定性，成为提高电力企业核心竞争力的重要因素，因此，电气自动化及其元件技术是电力行业应对市场经济的有效之举。第二，如上文所述，非自动化的电力系统操作存在极大的危险性，而电力自动化及元件技术的应用，则可有效避免了非自动化带来的安全隐患问题，同时提供了生产运行效率，保障了电力运行的安全性与稳定性，提高了企业经济效益，因此，电气自动化及元件技术的应用是保障电力运行及人员安全的应然之举。第三，电力自动化及元件技术在应用中会引入节能技术，这又在很大程度上降低了电力系统运行对环造成的污染，更减少了能耗，因此，电气自动化及元件技术的应用符合现代社会节能降耗要求的必然之举。

2电力系统中电气自动化技术的应用

2.1智能电网技术

电气自动化在电力系统的最突出应用便是智能电网技术，该技术的应用实现了对电力系统运行的全方位智能化监控，实现了对安全事故的及时发现、及时警报，确保工作人员在电力系统运行中可以第一时间发现并解决问题，降低了事故发展的危险性，减少了安全事故发展的可能性，切实有效保证了人员安全。同时，智能电网技术不需要大量人力物力的支撑，减少了人力物力成本，保障了电力行业切实利益。

2.2电网调度自动化技术

电网调度自动化技术实现了对各部分电网的自动化调度，快速收集相关数据信息，实现了高精准度的电网分配与调度。此外，该技术的应用可实现实时监控，确保电网运行的安全性、精准性与可靠性。

3电气自动化元件技术的应用

3.1全控式器件

我国首代电子电力器件为晶闸管，这一器件的应用拉开了电子器件控制新纪元，是交流直流传动控制下电子电力器件的新发展。但需注意，静、动态状态下，这种闸晶管易受干扰，从而引发误导通问题。其等效电路如图1所示。

图1晶闸管的双晶体管模型及其工作原理

上式中α1指晶体管V1共基极电流增益，指α2晶体管V2共基极电流增益，通过上（1）至（4）式得到。

伴随着交流变频技术的发展，全控式器件作为新型电力开关渐趋成熟，成为新型电力开关，主要为GTO、GTP，GTO属于可用门极关断器件，一般而言，其关断效益为4.5，于之相关的需要大型关断驱动电路，通态压降为2-4.5V，较之传统晶闸管压降较高。因此，GTO的推广有重要意义。图2为GTO电路图。

图2GTO门极驱动电路图

GTP全控制式器件，其技术参数对二次击穿及安全工作区有较大影响。且这种电路较为复杂，热容量小，过流能力低，因此，设计人员往往注重对电路的保护，电路安全性较高。

P-MOSEFT属于新型电压驱动期间，开通驱动电路过程中提供电流，由此引出的IGBT器件属于混合期间，不仅具备GTR大电流密度，兼具P-MOSEFT高输入阻抗特性，通态电压降为1.5-3.5V，其有着较高的生产效率。

3.2高频变换器

科技的快速发展推动了电力电子器件的不断更新，传统的低频变化器逐渐被高频变换器所取代。过去使用的晶闸管变换器为直流传功，而一般交流电变频器的变频方式为交——直——交。现今，在二代变频器问世后，PWM变频器成为主流，这种方式极大提升了电气功率因数，减少了电网稳定性影响因素，对低频区转矩脉动有着良好的解决效果。PWM变换器以形成转矩脉动，电机绕组振动强烈，噪声较大，通过提高开关频率可确保噪声在可控范围内，但是倘若电力运行始终在高电压大电流状态下，以产生关断、导通问题，从而损耗开关，因此，限制开关损耗是提升逆变器效率的重要手段。

3.3交流调速控制

现今，交流调速控制技术愈发成熟，这一技术的理论基础主要为矢量控制思想，这一思想主要仿照直流电动机控制技术而来，对定子电流的磁场分量与转矩分量进行解耦，即利用类似与直流变化模式的物理模式代替异步电动机模式，其中对需要对转子磁链方向进行检查与明确，这是由于矢量变化复杂性极强，转子磁链直接影响转子回路，所以，在直接转矩控制上应做好检测工作，利用好矢量分析法。

4结语

伴随着科技的进步与发展，电力系统中的电力技术不断走向智能化、数字化、自动化，相较于传统的非自动化电力技术，自动化电力技术为电力系统的安全运行提供了良好的保障，自动化元件的开发与应用更是拓宽了电力系统自动化运行之路，提高了电力系统运行质量与运行效率，减少了人力物力的投入量，并且对节能环保大有裨益，因此，加大电气自动化及元件技术的研发及应用力度，对于电力系统的安全高效运行具有重要意义。但是，电力电气自动化系统及元件技术的应用还有待进一步开发完善，我们必须清晰的认识到电力自动化及元件技术对于提高电力系统运行水平的重要作用，开拓创新，结合智能化、信息化、数字化技术进一步创新电力自动化技术，推动电力自动化技术的不断完善，应用水平的不断提升，更好地为电力系统的高效、安全、稳定运行保驾护航。

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