電力電子技術在電力生產中的應用

郭紅霞

摘要：電對保障居民生活及工業(yè)生產具有重要作用，而基于實際情況，目前我國電力系統(tǒng)還存在一定不足，供電設施設備容易出現(xiàn)故障，不易維修，且出現(xiàn)故障后診斷存在一定困難，影響電力的有效供應。電力電子技術對電力系統(tǒng)的發(fā)展具有極大的保證作用。對于此，充分利用電力電子技術，加大其在電力系統(tǒng)中的應用對保證電力系統(tǒng)供電正常具有促進作用。

關鍵詞：電力電子技術;電力系統(tǒng);應用研究

引言

電力電子技術是研究電能的變換和利用的技術，是弱電與強電的橋梁。由于電力電子技術迅速發(fā)展，新器件、新集成電路不斷涌現(xiàn)，新型設備也不斷涌現(xiàn)和更新，應用領域在不斷擴大。電力電子技術在電動機調速、電氣控制、交直流供電電源、發(fā)輸配電、照明控制、家用電器等諸多領域有著廣泛的應用，尤其在電力生產中研究應用占有很重要的位置，在電力生產節(jié)能、控制、調節(jié)等環(huán)節(jié)起著重要作用。

1電力電子技術在電力系統(tǒng)中的重要性

電力電子技術不僅包含了傳統(tǒng)技術的長處，還以實際情況為基礎進行了合理的調整，對于電力系統(tǒng)來說它的重要性也越來越高。首先，電力電子技術能夠合理利用并優(yōu)化配置電力系統(tǒng)的相關資源，做到對電能的優(yōu)化使用。其次，通過改造傳統(tǒng)產業(yè)電力電子技術實現(xiàn)了新型機電一體化的目標，為電力系統(tǒng)的良好運行提供了保障。除此之外，機電設備在電力電子技術的支持下走向了高頻化與變頻化。最后，因為電力電子技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)變得越發(fā)智能化。

2當前電力系統(tǒng)運行所存在問題分析

2.1電力管理運行用電缺乏安全管理

電力作業(yè)屬于運行用電作業(yè)屬于特種作業(yè)，必須具有相關資質的人員上崗作業(yè)，并實施監(jiān)護。但目前電力系統(tǒng)管理中，由于缺乏專業(yè)電氣人員，電力工作人員由于缺乏專業(yè)水平，貿然作業(yè)必然引起違章作業(yè)，臨時用電造成極大隱患。另，電力系統(tǒng)在運行管理中，對于出現(xiàn)的異常問題，相關人員不能及時對其處理并采取有效措施應對是主要問題，常導致引起較大的損失。

2.2接零保護重視度不足

目前，企業(yè)為減低成本及提高工作效率，對電力系統(tǒng)用電裝置大多均未配置TN-S系統(tǒng);且大多施工人員對用電安全認知程度不足，缺乏對接零保護的認識，常導致用電安全事故的發(fā)生。對于該類故障，其主要原因在于相關單位對電氣安全保護不到位及缺乏有效防護措施的投資使用造成，實際應用中應引起主要及重視。

2.3不重視電氣設備材料選型及質量

電力系統(tǒng)管理中不重視電氣設備材料選型及質量，如各類電氣元件選型不恰當及質量不合格，比如各類企業(yè)為節(jié)約成本及提高企業(yè)利潤，忽視質量要求，對于部分產品，惡意降低規(guī)格及標準，常導致施工質量無法達標，無法滿足實際使用要求。在這種情況下，一單生產過程中電流、電壓及功率出現(xiàn)過載情況，容易導致電路發(fā)熱等情況，激發(fā)電火花等，引發(fā)電氣故障發(fā)生，造成生命及財產安全。

2.4臨時用電管理不規(guī)范，存在任意搭接情況，存在安全隱患

在一些企業(yè)在實際生產中，臨時搭接用電，不規(guī)范用電，常導致用電過程容易對電路造成過載等危險，影響電路系統(tǒng)運行正常及對企業(yè)造成由于電氣故障所導致的經濟損失。

3在電力生產過程中的應用

3.1交流不停電電源UPS

3.1.1UPS系統(tǒng)組成

UPS系統(tǒng)的主要組成部分為：整流器、逆變器、旁路變壓器、靜態(tài)開關、手動旁路開關和相應二次控制部分，其中一次系統(tǒng)中的各種期間均采用電力電子器件。

3.1.2UPS系統(tǒng)組成

UPS系統(tǒng)的正常工作電源由主回路提供，即交流輸入經整流器、逆變器后，通過靜態(tài)開關輸送至負載側，另有直流輸入電源逆變作為第一備用電源，交流旁路電源為第二備用電源。

3.1.3UPS不同條件下的運行方式

（1）常用運行方式，即三相交流工作電源供電時，能提供電壓品質穩(wěn)定的單相電源;一般情況下輸入端會配置有隔離變壓器，防止雜波影響系統(tǒng)電源質量。（2）當交流工作失去時，由直流輸入電源（一般為蓄電池）接入交流工作電源整流器后，經過逆變器并濾波后，通過靜態(tài)旁路開關提供品質穩(wěn)定的單相電源。（3）如果交流工作電源及直流電源均失去，或者逆變器出現(xiàn)故障時，二者均不能正常供電，此時由交流旁路電源（一般為兩相380V）通過變壓器調壓至220V后，通過靜態(tài)旁路開關為負載供電。（4）若整個系統(tǒng)中的靜態(tài)開關故障或檢修時，此時為確保UPS系統(tǒng)負載不失去電源，可投入手動旁路開關為負載供電，同時對靜態(tài)開關進行隔離，用以檢修或更換。

3.2廠用直流系統(tǒng)

直流電源系統(tǒng)是電力企業(yè)廠用電源系統(tǒng)中重要的組成部分，主要用于控制設備及應急設備供電，其對電源品質及可靠性要求非常高。直流電源系統(tǒng)主要用于高壓電氣設備的遠程控制、信號回路，繼電保護設備、自動裝置及其他一些重要的直流應急負荷（如事故潤滑/密封油泵、直流事故照明和不停電電源直流電源等）的供電。直流系統(tǒng)由蓄電池組及配套充電柜組成，蓄電池組與充電裝置并聯(lián)運行，向所有直流負載供電。充電柜由若干個直流充電單元組成，使用了大量的電力電子元器件;直流系統(tǒng)在選擇配置充電時一般以十小時放電電流作為標準，并考慮一定的冗余，即1000安時的蓄電池，會選擇100安培的直流充電柜，并考慮多配置1到2個充電單元作為備用。

3.3發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

交流同步發(fā)電機在工作時主要依靠一個穩(wěn)定持續(xù)的磁場，持續(xù)一定的速率切割導線，從而產生持續(xù)不斷的電能，這套提供穩(wěn)定可靠磁場的設備即為勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是交流同步發(fā)電機正常工作的基礎，同時也是影響電能品質的重要因素，它的可靠運行對整個電網都有很大的影響。目前大型發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)應用最為廣泛的是機端自并勵三相橋式全控靜止勵磁系統(tǒng)，這種勵磁方式結構最簡單，可靠性高。該系統(tǒng)通過發(fā)電機出口配置的勵磁變壓器降壓，將較低的交流電源通過可控硅整流器整流、濾波，形成穩(wěn)定可靠的直流勵磁電流，通過碳刷接入發(fā)電機轉子回路，實現(xiàn)發(fā)電機工作所需的穩(wěn)定、強大磁場。此系統(tǒng)對電力電子器件的要求是容量大，同時對可靠性和散熱性能也有很高的要求。

3.4高壓變頻器

高壓變頻器是應用現(xiàn)代電力電子技術、電力拖動技術以及計算機控制技術等研制開發(fā)的高效節(jié)能型產品，它采用了先進的輸入切分技術、優(yōu)化的串聯(lián)多重疊加技術、獨特的單相橋式逆變技術、優(yōu)秀的光纖傳導技術、完善的過電壓保護技術、波形連續(xù)變換技術以及遠程通訊控制技術等。發(fā)電企業(yè)風機電動機變頻器較多采用高壓變頻器，以達到經濟節(jié)能、快速調節(jié)的效果。一般情況下為通用的獨立式高壓變頻器，主要控制異步交流電動機的速度和轉矩，以實現(xiàn)工作設備在適應系統(tǒng)需要的前提下，達到最優(yōu)的節(jié)能效果;同時，變頻調速裝置也在重載拖動的特定場合可以為電機提供軟啟動功能，但現(xiàn)階段已逐步淘汰。

結語

在電力系統(tǒng)的正常運行中電力電子技術的應用至關重要，其應用是電力系統(tǒng)的運行及發(fā)展的重要保障。電力電子技術隨著科學技術的進步得到了持續(xù)的發(fā)展，但尚處于發(fā)展過程中的電力電子技術其應用和穩(wěn)定性還不太理想，因此，我們要繼續(xù)堅持創(chuàng)新和發(fā)展這項技術以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經濟效益最大化。

參考文獻

[1]錢昕.關于電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用研究[J].山東工業(yè)技術，2017（04）：150.

[2]周若林，趙應林.基于電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用研究[J].電子測試，2015（07）：144-147.

[3]張帥.變頻調速技術在工業(yè)電氣自動化控制中的運用探究[J].建筑工程技術與設計，2015（22）.