電力系統領域中電氣自動化元件技術的應用探討

黃敏

摘 要：社會科學技術的飛速發展，推動了我國電力事業自動化、智能化和信息化發展。電氣自動化元件是確保電力系統正常運轉的重要設備，其技術的應用直接關系著整個電力的穩定。本文分析了電氣自動化元件技術在電力系統中應用的必要性，并探討了電力系統領域中電氣自動化元件技術的具體應用。

關鍵詞：電力系統；電氣自動化；元件技術

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

隨著我國經濟的快速發展，社會主義現代化建設的不斷完善，電力行業作為我國社會基礎建設行業的重要組成，受到了社會各個領域的關注。近年來，市場經濟和經濟全球化的發展，使得電力運行模式逐步呈現多元化特點，行業之間的競爭日益激烈。電力企業為了提高自身的行業競爭力，確保其能在競爭的市場環境中占有一席之地，就必須不斷提高內部元件的技術水平，促進整個行業的智能化和自動化發展。

1 電氣自動化元件技術在電力系統中應用的必要性

21世紀是一個網絡信息時代，促進了社會經濟的發展和人類社會的進步，同時增加了各行業的市場競爭，對各行業的技術水平要求提出了更高的要求。電力資源是人類必不可缺的重要資源之一，給電力行業帶來了更大的生產壓力，導致電力企業之間的競爭日益激烈。電力企業為了增強自身的市場競爭力，研發和引進了很多先進的科學技術，并將這些科學技術應用到日常生產運營中，進而完善了企業的生產模式，提高了企業的生產管理水平和產品的質量。其中對電氣自動化元件技術的研發不僅提高了電力資源的質量和電力系統的安全運行，還大大降低了電力企業的生產成本及在生產中對環境的污染，減少了能源消耗量，促進了我國電力行業的健康發展。同時，經濟全球化的發展，給我國市場經濟帶來了大量機遇的同時，還存在很多挑戰。電力企業在生產和經營過程中，為了提高市場競爭力，促進企業的長遠發展，就開始對電氣自動化元件技術的研發和引進，這在很大程度上提高了電力行業的市場競爭力。可見，對電氣自動化元件技術進行研發和應用是必要的。

2 電力系統領域中電氣自動化元件技術的具體應用

2.1 全控式器件的應用和發展

我國運動控制新紀元的標志是半控型晶閘管的出現和應用，半控型晶閘管作為我國第一代電力器件，在交流和直流傳動控制系統中被廣泛應用。不過，在交流變頻技術的推動下，全控式器件的出現，逐漸渠道了半控型晶閘管。全控式器件主要包括了GTO、GTR、P-MOSEFT。其中GTO是一種能用門極關斷的高壓器件，關斷的效益較低，在4.5左右，且需要一個極為龐大的關斷驅動電路和吸收電路，該器件的通態壓降一般在2-4.5V，比普通的晶閘管高。GTR的電路較為復雜，使用難度較大，主要是在使用出會出現過流能力低、熱容量小、安全工作區受各項參數影響大等問題。P-MOSEFT是一種電壓驅動期間，對驅動電流的要求較低，驅動電路也較為簡單，主要在開通時提供容性充電電流和關斷時提供放電電流。由該器件引出的IGBT器件是一種混合期間，既有GTR大電流密度的特點，又有P-MOSEFT的高速和高輸入阻抗特性。IGBT器件的通態電壓降在1.5-3.5V之間，電流下降時間在0.2-1.5μs之間，關斷存儲時間在0.2-0.4μs之間，生產效率較高。

2.2 高頻變換器的應用和發展

每個電子器件的更新推動了變換器電路的更新，全控式電氣器件的使用，其變換器也逐漸從低頻向高頻發展，較為常用的是PWM變換器（如圖1所示）。高頻變換器的應用不僅提高了功率因數，降低了高次諧波對電網產生的不利影響，還有效解決了電動機在低頻區產生的轉矩脈動問題，即PWM逆變器中的電流和電壓諧波分量產生的轉矩脈動會作用于定轉子上，使得電機繞組因振動產生噪音，降低了逆變器的工作頻率。

2.3 通用變頻器的應用及集成電路、單片機的發展

通用變頻器是指批員化、系列化、占市場量最大的中小功率變頻器，如功率≤400KVA的變頻器。從技術發展層面上看，電力系統領域中半導體器件主要有GTO、GTR和IGBT，以GTR和IGBT的發展趨勢上看，支頻器的可維修性、可靠性和可操作性也因單片機控制技術的發展而有所提高。在集成電路和單片機的發展上，雖然8位機以其高可靠性和保密性仍然有很廣泛的應用，但是其指令集較短，功能簡單，適用于GMS97C和大批量生產的PIC系列單片機。同時，對單片機的開發手段也日益完善，除了傳統的匯編語言，還有PL/M語言、C語言等。此外，電氣自動化元件技術的應用，使得交流調速控制理論不斷成熟，對促進電力企業的自動化、智能化生產具有重要意義。

結語

總之，計算機技術、信息技術、微電子技術為我國電氣系統的自動化發展提供了科學的技術支撐，同時還提升了電氣設備相關元件技術的應用水平，促進我國電氣自動化系統整體水平的提升。全控式器件、高頻變換器、通用變頻器、集成電路、單片機的發展以及交流調速控制理論的不斷成熟，標準這電氣自動化元件技術的科學發展，而這些元件技術水平的提高，必然會促使電力企業生產自動化和智能化水平的提高。

參考文獻

[1]孟建偉.電力電氣自動化元件技術的運用[J].科技創業家，2013，29（21）：13-14.

[2]楊智文，蔡詩文.數字技術在電力電氣自動化中的應用[J].電子技術與軟件工程，2014，19（21）：06-07.

[3]殷贇.電力電氣自動化在電力工程中的應用初探[J].電子技術與軟件工程，2014，21（15）：30-31.