电力工程中电气自动化技术探析

姜宣任

摘要：近几年来，随着我国电力技术的不断深入发展，所应用的范围越来越广泛，适用性越来越强，而电气自动化技术作为电力技术中重要的组成部分，成为了目前最活跃、最充满生机、最富有开发情景的综合学科，通过多种高科技技术的合成，在国民经济各个部门中都发挥着十分重要的作用，下面就电气自动化技术的一些发展趋势进行综合探讨，为电力技术的更快、更好的发展提高依据。

关键词：电力工程;电气自动化;自动化技术

一、电气自动化技术概述

电气自动化技术是将现代的电子技术、信息的处理技术以及网络通信技术融为一体的基础上，发展起来的综合技术，是在电力工程的电力系统中实现远程监控以及监视管理的有效地途径。电气自动化技术在电力工程中发挥着越来越重要的作用，在新技术的广泛应用下，传统的技术正在逐渐的被取代，从而更加促进了电气自动化技术的发展。电气自动化技术，为电力系统的平稳运行提供了良好的条件，并且随着发展，电力系统也得到了更为优质的服务。电力系统自动化技术的要求主要有：①保证电力系统各部分的技术要求，以实现设备的安全以及经济，并以設备的实际运行为主要的依据，保证操作人员实际的控制和协调;②尽量的利用电气自动化技术进行安全性能的改善，从而可以减少事故，并能够节省人力，避免紧急事故的发生和发展;③还要对电力系统的整体数据以及参数进行检验、收集并对之进行处理，保证各系统的正常运行;④保证电力系统各部分的安全以及经济。

二、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管

50 年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件，在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起，相继出现了全控式器件 ― CTR、 GTO 、 P - MOSEFT 等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。

由于GIR 、GTO 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流，因而使门极控制电路非常庞大，从而促进厂新一代具有高输人阻抗的 MOS 结构电力半导体器件的一切。功率 MOSFET 是一种电压驱动器件，基本上不要求稳定的驱动电流，驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流，而关断时提供放电电流即可，因此驱动电路很简单。它的开关时间很快，安全工作区十分稳定，但是 P - MOSFET 的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大，这就给制造高压 P - MOSFET 造成了很大困难。

IGBT是 P -MOSFET 工艺技术基础上的产物，它兼有 MOSFET 高输人阻抗、高速特性和 GTR 大电流密度特性的混合器件。

MOS 控制晶闸管（ MCT ）是一种在它的单胞内集成了 MOSFET的品闸管，利用M OS 门来控制品闸管的开通和关断，具有晶闸管的低通态电压降，但其工作电流密度远高 IGBT和 GTR ，在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率，且其关断增益极高。

IGBT和MGT 这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。

三、当前电力系统自动化依赖IT技术向前发展的重要热点技术

1、电力一次设备智能化

常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离，互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接，而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现，省却大量电力信号电缆和控制电缆，通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。

2、电力一次设备在线状态检测

对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测，不仅可以监视设备实时运行状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，判断有无存在故障的先兆，从而延长设备的维修保养周期，提高设备的利用率，为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术，开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展，但由于技术难度大，专业性强， 检测环境条件恶劣，要开发出满意的产品还需一定时日。

3、光电式电力互感器

电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备，其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大，设备体积和质量也越大;信号动态范围小，导致电流互感器会出现饱和现象，或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电子式互感器，国际电工协会已发布了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是，光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多，一般是毫安级水平，不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置，需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出，模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里，电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。

四、结束语

随着电力系统的深入发展和应用，电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出，电气自动化技术作为当前最具有发展前景，最活跃，最具研究价值的综合性学科之一，在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。

参考文献：

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（作者单位：辽宁金峡湾建筑工程有限公司）