关于对电子电工技术在电力系统的应用与探究

关于对电子电工技术在电力系统的应用与探究

苏志

苏志（河北远东通信系统工程有限公司河北石家庄050000）

中图分类号：TM73文献标识码：A

摘要：电力电子技术正在不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

关键词：电力电子技术电力系统应用发电厂风机水泵静止励磁控制

一、前言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代，柔性交流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

二、电力电子技术的应用

自20世纪80年代，柔性交流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

(一)在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

1.大型发电机的静止励磁控制。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

3.发电厂风机水泵的变频调速。发电厂的厂用电率平均为8％，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65％，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

（二）电子调速技术应用

这是国外电动工具最早使用、最普遍使用的一种电子技术，几乎所有品种都已采用。采用电子调速，电动工具能够在设定的速度范围内无级变速，特别是在低转速上能够十分灵便地进行工作，从而改善了加工质量，增强了使用灵活性。

（三）电子控速技术应用

这一技术使电动工具的串激电机具备额定负载转速与空载转速基本相同或完全相同这一特殊性能，因而特别运用于严酷条件下作业的大功率、高转速电动工具，不仅大大提高了工作效率，而且显著降低了空载噪音和振动，负载功率损失很小，延长了工具使用寿命

（四）微机控制技术应用

微机控制的电动工具的结构并不复杂，其机械部分与普通电动工具一样，一般不需作重大改变。微机控制部分只需使用价格便宜、体积很小的单片机，安装在工具机器内。主要特点是具有优越的自动控制功能和操作选择功能，工具运作状况是通过控制屏上的按钮控制的，不受人为因素影响，从而提高工作效率，改善加工质量，确保高精度，减少作业工具磨损。

（五）电子绕组温度监控技术应用

这一技术是电动工具的一种安全保护措施，也是电子控速器的必不可少的监控元件。绕组温度监控元件是在电机绕组上安装一个温度传感器，用于监控绕组的实际温度，并与设定的最大允许温度值进行比较，如接近该温度，就自动采取适当的保护方式，如可以通过热敏电阻阻断电路。

（六）电子减速技术应用

在拆卸螺钉或螺栓时，工具要求低转速、大扭矩，而采用串激电机的扳手或螺丝刀，在降低转速时，又同时降低扭矩，拆卸螺钉或螺栓比较困难，特别是生锈的大螺钉或大螺栓，拆卸更加困难。电子减速器在串激电机负载减速时自动增加电压，使电机仍然保持大扭矩，从而能够方便地拆卸螺栓或者螺钉。

（七）电子扭矩控制技术应用

扳手和螺丝刀拧紧大螺栓或大螺钉时，功率高，扭矩大。如果扭矩过大，容易折断钻头或者螺栓、螺钉。电子扭矩控制器用于无级调节扳手或螺丝刀的扭矩值，同时控制最大扭矩值，有效地解决以上问题，从而确保流水线上每只螺栓或螺钉装配的拧紧程度均一，保证产品的一致性。

（八）电子起动电流限制技术应用

这是通过限制起动电流来控制电动工具的起动速度，其作用类似于电子软起动技术，对于大功率电动工具很是有效。电子起动电流限制器由一只限流电阻和一只继电器组成，安装在工具机体内。继电器的励磁绕组与电枢并联，电阻与定子和电枢串联。工具起动时，电阻限制起动电流不会很快增大。工具起动后，由于电枢旋转，切割磁力线，产生反电压，当反电压由零上升到继电器的吸动电压时，继电器闭合，使限流电阻短路，则工具正常工作。

三、结语

电力电子技术正在不断发展，新材料，新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

参考文献：

[1]郑锦彪.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息，2007(5).

[2]张建诚、陈志业、梁志瑞.现代电力电子技术在电力系统中的应用[J].电力情报，1999(3).

[3]陈贤明、许和平、戴军.电力电子技术在电力系统中的应用[J].水电厂自动化，1996(2).