电力系统领域中电气自动化元件技术的应用探讨

黄敏

摘 要：社会科学技术的飞速发展，推动了我国电力事业自动化、智能化和信息化发展。电气自动化元件是确保电力系统正常运转的重要设备，其技术的应用直接关系着整个电力的稳定。本文分析了电气自动化元件技术在电力系统中应用的必要性，并探讨了电力系统领域中电气自动化元件技术的具体应用。

关键词：电力系统；电气自动化；元件技术

中图分类号：TM76 文献标识码：A

随着我国经济的快速发展，社会主义现代化建设的不断完善，电力行业作为我国社会基础建设行业的重要组成，受到了社会各个领域的关注。近年来，市场经济和经济全球化的发展，使得电力运行模式逐步呈现多元化特点，行业之间的竞争日益激烈。电力企业为了提高自身的行业竞争力，确保其能在竞争的市场环境中占有一席之地，就必须不断提高内部元件的技术水平，促进整个行业的智能化和自动化发展。

1 电气自动化元件技术在电力系统中应用的必要性

21世纪是一个网络信息时代，促进了社会经济的发展和人类社会的进步，同时增加了各行业的市场竞争，对各行业的技术水平要求提出了更高的要求。电力资源是人类必不可缺的重要资源之一，给电力行业带来了更大的生产压力，导致电力企业之间的竞争日益激烈。电力企业为了增强自身的市场竞争力，研发和引进了很多先进的科学技术，并将这些科学技术应用到日常生产运营中，进而完善了企业的生产模式，提高了企业的生产管理水平和产品的质量。其中对电气自动化元件技术的研发不仅提高了电力资源的质量和电力系统的安全运行，还大大降低了电力企业的生产成本及在生产中对环境的污染，减少了能源消耗量，促进了我国电力行业的健康发展。同时，经济全球化的发展，给我国市场经济带来了大量机遇的同时，还存在很多挑战。电力企业在生产和经营过程中，为了提高市场竞争力，促进企业的长远发展，就开始对电气自动化元件技术的研发和引进，这在很大程度上提高了电力行业的市场竞争力。可见，对电气自动化元件技术进行研发和应用是必要的。

2 电力系统领域中电气自动化元件技术的具体应用

2.1 全控式器件的应用和发展

我国运动控制新纪元的标志是半控型晶闸管的出现和应用，半控型晶闸管作为我国第一代电力器件，在交流和直流传动控制系统中被广泛应用。不过，在交流变频技术的推动下，全控式器件的出现，逐渐渠道了半控型晶闸管。全控式器件主要包括了GTO、GTR、P-MOSEFT。其中GTO是一种能用门极关断的高压器件，关断的效益较低，在4.5左右，且需要一个极为庞大的关断驱动电路和吸收电路，该器件的通态压降一般在2-4.5V，比普通的晶闸管高。GTR的电路较为复杂，使用难度较大，主要是在使用出会出现过流能力低、热容量小、安全工作区受各项参数影响大等问题。P-MOSEFT是一种电压驱动期间，对驱动电流的要求较低，驱动电路也较为简单，主要在开通时提供容性充电电流和关断时提供放电电流。由该器件引出的IGBT器件是一种混合期间，既有GTR大电流密度的特点，又有P-MOSEFT的高速和高输入阻抗特性。IGBT器件的通态电压降在1.5-3.5V之间，电流下降时间在0.2-1.5μs之间，关断存储时间在0.2-0.4μs之间，生产效率较高。

2.2 高频变换器的应用和发展

每个电子器件的更新推动了变换器电路的更新，全控式电气器件的使用，其变换器也逐渐从低频向高频发展，较为常用的是PWM变换器（如图1所示）。高频变换器的应用不仅提高了功率因数，降低了高次谐波对电网产生的不利影响，还有效解决了电动机在低频区产生的转矩脉动问题，即PWM逆变器中的电流和电压谐波分量产生的转矩脉动会作用于定转子上，使得电机绕组因振动产生噪音，降低了逆变器的工作频率。

2.3 通用变频器的应用及集成电路、单片机的发展

通用变频器是指批员化、系列化、占市场量最大的中小功率变频器，如功率≤400KVA的变频器。从技术发展层面上看，电力系统领域中半导体器件主要有GTO、GTR和IGBT，以GTR和IGBT的发展趋势上看，支频器的可维修性、可靠性和可操作性也因单片机控制技术的发展而有所提高。在集成电路和单片机的发展上，虽然8位机以其高可靠性和保密性仍然有很广泛的应用，但是其指令集较短，功能简单，适用于GMS97C和大批量生产的PIC系列单片机。同时，对单片机的开发手段也日益完善，除了传统的汇编语言，还有PL/M语言、C语言等。此外，电气自动化元件技术的应用，使得交流调速控制理论不断成熟，对促进电力企业的自动化、智能化生产具有重要意义。

结语

总之，计算机技术、信息技术、微电子技术为我国电气系统的自动化发展提供了科学的技术支撑，同时还提升了电气设备相关元件技术的应用水平，促进我国电气自动化系统整体水平的提升。全控式器件、高频变换器、通用变频器、集成电路、单片机的发展以及交流调速控制理论的不断成熟，标准这电气自动化元件技术的科学发展，而这些元件技术水平的提高，必然会促使电力企业生产自动化和智能化水平的提高。

参考文献

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