探析电力电气自动化元件技术的应用

吴桐彬

摘要：当前我国的电网建设随着不断发展的经济也已经进入了快速发展的轨道，已经实现了电力电气自动化。不断进步和发展的信息技术与科学技术，使与电力相关的新技术以及新工艺不断地涌现在电力市场当中，这些新技术以及新工艺的运用不管是对于火电厂的科学管理还是节能减排或者是实现自动化的转变都有十分重要的意义。所以将自动化元件技术运用于电力企业当中，能够为电力企业实现自动化提供巨大的帮助。

关键词：电力电气，自动化，元件技术

如果想要我国的电力企业实现自动化生产，就必须要重点运用电力电气自动化元件技术。在我国，电力电气的自动化水平的高低直接能够决定电力电气行业的发展水平。我国所拥有的计算机技术水平在近几年中已经得到了飞速的发展，这就导致了电力自动控制技术已经应用在了相当广泛的领域当中，比如，办公室、交通、家用电器、工厂以及农场等。我国市场经济水平自改革开放以来已经获得了飞速的发展，电力企业要想与不断变化发展的市场需求相适应，就一定要对自动化生产形成重视，最终促使电力企业能够提高它的经济效益。

1 研究电力电气自动化元件技术的意义

当前的人类社会已经跟着时代的脚步进入了一种网络信息时代中，网络的发展不仅明显提高了社会的生产能力，同时对人类社会的发展具有巨大的促进作用。我国市场经济自改革开放至今已经获得了飞速的发展，同时人们的生活水平也有了显著的提高。但是，不断发展的社会也给电力企业带来了挑战，电力企业之间开始出现越来越激烈的竞争，所以，为了能够让我国的电力企业获得持续性的发展，就必须把一些先进的科学技术应用于电力行业当中，从而能够有效地提高电力企业的管理水平，同时还能够使电力产品的质量以及电力企业的生产模式获得优化。有效地研究电力电气元件，除了可以使电力系统的运行能力得到有效提高，同时还能够使电力资源的质量获得提高，除此之外，人们为了让电力资源的成本获得有效的降低，还在电力行业中应用了节能技术，这样就可以减少在生产电力资源的过程中污染物的排放量，促使我国的电力企业获得持续性的发展。

2 在我国电力行业中主要使用的电力电气自动化元件技术

2.1 半控型晶闸管慢慢地被全控型的电子电力器件所取代

在我国，晶匣管作为第一代电子电力器件，标志了运行控制新纪元的到来，直到现在，还是有很多的电力企业在使用这种晶匣管，这种电子电力器件在交流以及直流的传动控制在原来是比较受欢迎的。但是当前全控制式器件GTO、GTP等新一代的电力开关已经跟着科技发展的脚步被慢慢地开发出来，这些电力开关是最新一代的电力开关器件，同时目前它们都有自己的使用领域。首先是GTO这种全控制式器件。它是一种利用门极就能够将电力断开的高压器件，拥有较低的关断增益是这一高压器件的最主要特点，一般情况下是4.5。它的通态压降，一般情況下在2―4.5v之间。不管是关断的dv/dt或者是开通的di/dt，推广以及运用GTO都是十分有必要的。其次是GTP这种全控制式器件。GTP的各项器件的参数不管是对它的安全工作区还是对它本身的二次击穿现象都存在着较大的影响作用，GTP电路虽然是一种比较复杂的电路，在平常的使用过程中存在着较高的安全系数，出现这种现象的主要原因是这种类型的全控型器件拥有比较小的热容量，并且拥有特别低的过流能力，这就让使用以及设计的相关人员将精力重点放在了保护电路以及驱动电路之上。这就提高了电路的安全性。

2.2 低频的变换器电路逐渐被高频的变换器电路所取代

因为不断获得更新的电力电子器件导致组成电力电子器件的变换器也应该及时地获得更新。当更新出新一代的电力电子器件之后，不仅将功率因素提高了，同时降低了高次谐波对电网所产生的影响力度，最终有效地解决了在低频区电动机的转矩脉动这一问题。当前，PWM 逆变器已经广泛地应用在了电力电气器件当中。不仅相应提高了功率，同时还将高次谐波给电网带来的不良影响大大降低了。运用PWM 变换器在很大程度上妥善解决了处于低频区电动机转矩脉动造成的一些问题。电机绕组是引发不少振动的原因之一。而当电力电子器件处在电流大且电压高这一基本情况下就会发生关闭或者是导通的现象，这样一来就会对开关造成相当严重的损害。所以说开关的损耗的限制是逆变器的工作频率难以得到提升的主要原因。

2.3 交流调速控制理论变得越来越成熟

矢量控制这一基本的思想内容是我国当前在使用交流调速控制理论中所采用的主要思想，形成这一基本思想的原因在于对直流电动机的控制方法进行仿照，有效地将定子电流的转矩分量和磁场分量解耦开来，同时对分贝控制的形式进行有效地采用。这种解耦的方式主要使用与直流变化相类似的模式有效地替代异步电动机的物理模型来完成，在这种过程中，应该要检查转子磁链的方向。原因在于：矢量旋转变化的时候具有较强的综合性以及复杂性，并且转子磁链会对转子回路之间的参数产生较大的影响，因此，所需要的分析结果在实际的应用中是难以获得的，所以一定要即时进行检测工作。而在控制直接转矩方面，所运用到的是空间矢量的分析方法。

3 电气自动化技术的应用

3.1变换器电路

在生产设备元件中，变换器电路是应用最为广泛的一种。电力电子产品正不断改革，而电子产品器件中的变换器也应不断进行改革。过去变换器电路较为简单，主要是由晶闸管构成，在使用时变换器就会将直流电相控为整流电路，使用时会受到高次谐波的影响，但是在利用电力电气技术对元件极性更新之后，就能够有效解决以上问题，由于将新的变换器电力电气化，所以，在电流与电压之间的相位差就不再一成不变，而是会随着按压的变化而改变，相位差的余弦值在电流变化之下会逐渐提升，余弦值提升，就可以使电网不受高次谐波的影响，不存在干扰现象，所以即使电动机的转矩脉动处于较低位置，也不会影响其运作。但是若电流或电压的压力超过负荷，就会难以控制。如某工厂使用的轧钢电动机，在使用的过程之中功率较大，最大时可达到4兆瓦，在轧钢电动机进行作业时，为减少对电网的影响，通常会不断对相位差的余弦值进行调整，而无法对电流或电压进行控制，在超大功率的负荷之下，变换器就会导致电子元件不断自动关闭、自动开启，影响变换器作业。

3.2交流调速控制技术

现在的电力元件一般都会采用交流调速控制技术理念进行设计与假设。交流调速控制技术理念是依托于矢量控制理论，即一种非线性、高阶的多变量控制系统。其理念源于直流电动机控制，将直流电动机的控制是通过固定磁场来实现的。例如一台直流电机模型，在它其固定部分中，安装了直流励磁，其磁极分别为N和S，在其旋转轴的部分安装了电力枢纽元件（铁芯）。固定的部分与旋转部分存在缝隙。在电路部分安装上安装两个导体，分别为A、X，将两个道题安装成电力枢纽线圈，将线圈的两端连接至如图所示的两个弧状铜片（换向片）之上。换向器固定在转轴上，换向片和中心的转轴之间是互相绝缘的。当电力枢纽开始旋转，电力枢纽的线圈就可以可以通过换向片、电刷接通外电路。

4 结语

当前的信息技术、微电子技术以及计算机技术对电力电气系统自动化的发展产生了巨大的促进作用。因为这些高新技术的帮助，使得电力电气的相关设备以及元件技术不管在制造方面还是在应用水平方面都获得了较大的提高，同时也使电气自动化系统拥有了更高的整体水平。

参考文献：

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