電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的應(yīng)用探討

徐宏經(jīng)

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，元件技術(shù)已經(jīng)逐漸變成目前我們國(guó)家十分重視的對(duì)象之一。現(xiàn)如今我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)開始逐步向多元化發(fā)展，從而使得系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量大幅度提升，同時(shí)還為系統(tǒng)的正常運(yùn)行創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)，以此滿足不同不同社會(huì)人群的正常需求。本篇文章將闡述設(shè)備運(yùn)行的主要風(fēng)險(xiǎn)，探討自動(dòng)化元件技術(shù)應(yīng)用的重要性，并對(duì)于具體應(yīng)用方面提出一些合理的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：電力電氣；自動(dòng)化元件技術(shù)；應(yīng)用探討

1 引言

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，電氣設(shè)備是確保系統(tǒng)運(yùn)行效率以及工作效率的主要方法，對(duì)于系統(tǒng)本身的正常運(yùn)行有著非常重要的意義。一旦設(shè)備本身存在運(yùn)行問(wèn)題，很容易對(duì)系統(tǒng)本身造成負(fù)面影響，甚至?xí)绊懻麄€(gè)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展。所以，相關(guān)人員理應(yīng)針對(duì)自動(dòng)化元件技術(shù)進(jìn)行研究，以此促使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，確保系統(tǒng)工作能夠有效開展。

2 設(shè)備運(yùn)行的主要風(fēng)險(xiǎn)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常需要工作人員親自上手進(jìn)行操作，由于系統(tǒng)本身的運(yùn)行質(zhì)量并不一定能夠得到有效保證，一旦有漏電情況出現(xiàn)，很容易導(dǎo)致安全事故發(fā)生。不僅如此，由于人為操作的方式很容易產(chǎn)生事物，因此安全系數(shù)通常也不高。不僅如此，電力設(shè)備在進(jìn)行能量傳輸?shù)臅r(shí)候很有可能由于線路問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法控制，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)造成更為嚴(yán)重的損害，甚至有可能直接對(duì)整個(gè)設(shè)備造成破壞。為了能夠處理這些問(wèn)題，工作人員需要積極應(yīng)用自動(dòng)化元件技術(shù)，以此確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性達(dá)到要求。

3 自動(dòng)化元件技術(shù)應(yīng)用的重要性

現(xiàn)如今我們國(guó)家正處于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的階段，人們的生活質(zhì)量也越來(lái)越高，因此對(duì)各方面設(shè)施條件都提出了更高的要求。企業(yè)為了能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中有所突破，必須積極應(yīng)用自動(dòng)化元件技術(shù)，以此提升自身經(jīng)濟(jì)效益。不僅如此，電力系統(tǒng)的操作本身對(duì)于技術(shù)層面有著較高的要求，同時(shí)也有一定的危險(xiǎn)性。而在應(yīng)用了自動(dòng)化元件技術(shù)之后，這方面問(wèn)題都將得到解決[1]。

4 自動(dòng)化元件技術(shù)的主要應(yīng)用

對(duì)于電力企業(yè)自身而言，合理應(yīng)用自動(dòng)化元件技術(shù)，能夠使得電力電氣能夠全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而使得企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益得到增長(zhǎng)，進(jìn)而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中有所突破。不僅如此，其內(nèi)部的管理能力也會(huì)得到相應(yīng)的提升，同時(shí)也會(huì)滿足具體生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)際需要。

4.1 全控型開關(guān)

自從晶閘管誕生以后，這便表示我們國(guó)家的電力系統(tǒng)已經(jīng)全面進(jìn)入了運(yùn)行控制的階段。目前而言，盡管多數(shù)電力企業(yè)仍然采用直流以及交流的控制方式。誕生伴隨變頻技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，使得電力系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了多全控性自動(dòng)化元件。這其中，最為常見(jiàn)的便是GTO以及GTP。但是，由于不同常見(jiàn)所生產(chǎn)的電流以及額定電壓往往會(huì)有具體的開關(guān)時(shí)間有著比較大的差異，從而造成不同的電力開關(guān)只能應(yīng)用在其對(duì)應(yīng)的領(lǐng)域之中[2]。

4.1.1 GTO

GTO屬于一種能夠依靠們便能夠完成關(guān)斷的高壓器件，其本身?yè)碛邢鄬?duì)偏低的關(guān)斷增益，通常數(shù)值為4.5。但是，其必須應(yīng)用與關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路中才能完成該操作，同時(shí)電路本身也需要達(dá)到規(guī)定要求。不僅如此，由于GTO的通態(tài)壓降往往會(huì)大幅度超過(guò)晶閘管，并且由于di/dt以及dv/dt的存在，導(dǎo)致GTO的推廣工作很難展開。也正是由于這方面原因，從而造成GTO的市場(chǎng)應(yīng)用率相對(duì)偏低，整體認(rèn)知度也不高。

4.1.2 GTP

GTP內(nèi)部所有器件的各類參數(shù)都會(huì)對(duì)于GTP本身二次擊穿問(wèn)題造成影響，甚至?xí)s減其安全區(qū)域。不僅如此，GTP內(nèi)部的電路通常都較為復(fù)雜，對(duì)于多數(shù)工作人員而言都是一種比較大的挑戰(zhàn)，因此很難將其本身的優(yōu)勢(shì)全部發(fā)揮出來(lái)。究其原因主要是內(nèi)部的熱容量過(guò)小，且自身過(guò)流能力也相對(duì)較差。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)以及投入使用的時(shí)候，工作人員往往會(huì)針對(duì)驅(qū)動(dòng)電路本身采取重點(diǎn)保護(hù)，從而造成電路的內(nèi)部壓力不斷擴(kuò)大。

4.2 變換器電路的實(shí)際發(fā)展

伴隨科技的持續(xù)進(jìn)步，電子器件更新的速度也越來(lái)越快，這也促使變換器得到了全面創(chuàng)新?，F(xiàn)如今普遍電器已經(jīng)開始應(yīng)用晶閘管，原本能夠完成直流傳動(dòng)工作的變換器便可以完成相控整流的工作。在進(jìn)行更新?lián)Q代的過(guò)程中，由于其內(nèi)部功率因素持續(xù)提高，同時(shí)由于高次諧波電網(wǎng)產(chǎn)生的影響也在不斷降低，以此將能夠解決原本轉(zhuǎn)矩造成的脈沖問(wèn)題。單從PWM逆變器而言，其內(nèi)部的電流造成的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)會(huì)在定轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生相應(yīng)的歐勇，從而促使整個(gè)電機(jī)繞組發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致噪音問(wèn)題發(fā)生。同時(shí)基于高壓電流本身，電子器件通常也會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)閉的狀態(tài)，所以對(duì)開關(guān)帶來(lái)了極為嚴(yán)重的損害。由此可以證明，正是由于開關(guān)的存在，從而使得逆變器原本的工作頻率受到了嚴(yán)重限制。

4.3 調(diào)控理論的完善

單獨(dú)針對(duì)矢量控制而言，其理論概念基本上全部針對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的控制方法。但是在實(shí)踐操作過(guò)程中，這種方法主要是將異步電動(dòng)機(jī)的模型向直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這也導(dǎo)致具體控制效果很難滿足預(yù)期的要求。至于直接轉(zhuǎn)矩，其主要依靠利用分析模式的方式，以此對(duì)直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。之后再借助處于離散狀態(tài)的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)方法，以此導(dǎo)致PWM信號(hào)出現(xiàn)，進(jìn)而完成動(dòng)態(tài)性能獲取的工作。從理論角度而言，這種方法可以的技術(shù)理念十分新穎，同時(shí)內(nèi)部的控制結(jié)構(gòu)也相對(duì)較為簡(jiǎn)單，操作方法也非常直接。不僅如此，解耦的性能也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的具體參數(shù)造成一定程度的影響。為了能夠盡可能加強(qiáng)對(duì)于解耦性能產(chǎn)生的實(shí)際影響，轉(zhuǎn)子自身的回路常數(shù)也理應(yīng)引起人們的關(guān)注。另外，由于矢量變換的工作非常復(fù)雜，從而造成具體交流調(diào)速的效果很難達(dá)到預(yù)期的要求[3]。

4.4 通用變頻器的投入

所謂通用變頻器，主要是指一些系列化、批量化以及在市場(chǎng)總量中低功率的變頻器，其功率都低于400kVA。從產(chǎn)品得角度而言，最早的通用變頻器便是U/F控制型，內(nèi)部CPU是16位。而第二代則是高功能的U/F型，內(nèi)部安置了兩個(gè)16位CPU，或者直接采用32位的DSP。同時(shí)由于其本身?yè)碛小盁o(wú)跳閘”的能力，因此也被做成“無(wú)跳閘變頻器”。

此類變頻器是當(dāng)前市場(chǎng)中占有率最高的設(shè)備，在進(jìn)入到第三代的時(shí)候，已經(jīng)變成了高動(dòng)態(tài)性能的矢量控制器。全部都采用數(shù)字控制的形式，因此工作人員只需要利用相關(guān)軟件便能夠完成全部參數(shù)的設(shè)定，以此完成結(jié)構(gòu)控制的工作。從技術(shù)的角度而言，當(dāng)前半導(dǎo)體市場(chǎng)基本上已經(jīng)被GTO、GTR自己IGBT所占領(lǐng)，這其中IGBT將代表未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)。而變頻器中由于應(yīng)用了RAS嗎，其可靠性、可維修性以及可操作性均得到了提升，進(jìn)而能夠適應(yīng)更多的環(huán)境。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今市場(chǎng)發(fā)展的速度越來(lái)越快，電力企業(yè)為了能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，必須積極應(yīng)用自動(dòng)化元件技術(shù)，以此解決系統(tǒng)原有的問(wèn)題，減少運(yùn)行成本的投入，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 欒洪校，韓瑞超，劉輝.電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用探討[J].中國(guó)科技博覽，2015（36）：79～79.

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[3] 王丹，鐘家林.淺析電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（17）：125～125.