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浅谈电力电气自动化的电力系统及元件技术的运用

时间:2022-04-03 09:37:33 浏览次数:

【摘要】只有提高企业的电力电气自动化程度,才能满足市场对产品的大需求,提高企业的市场份额。同时能够保证产品的质量,减少设备的故障发生和产品次品的产生,提高生产的安全性。企业提高企业生产的电力电气自动化,可以有效的提高工作的可靠性,提高运行的经济性,保证产品质量,提高劳动生产率,改善生产劳动的条件。提高企业的电力电气化程度,可以从改善电力电气自动化元件的技术方面着手,这是一个最基本的手段。

【关键词】电力电气;自动化;系统;元件

随着电力企业自动化、信息化技术的发展及电力市场的推进,采用更加先进的自动化控制技术及其产品,提高火电厂厂用电电气自动化运行和管理水平,节能降耗,增强企业竞争力,成为发电企业的热门课题。加强电力电气自动化的运用技术,是促进企业实现自动化生产的重要保障。

1.电力系统自动化技术概况

电力系统自动化技术在电力运行过程中具有重要的作用下面本文就从概念、构成要素和智能技术三个方面进行详细说明。

1.1电力系统自动化技术的概念

电力系统自动化技术指的是运用各种具有自动检测功能和决策控制功能的装置,通过数据传输系统和信号系统将电力系统的每个元件、局部系统或者是全系统进行自动监控、协调控制的技术,确保电力系统能够安全稳定的运行,保证供电的可靠性。

1.2电力自动化系统的组成要素

电力系统自动化技术是电力行业不断革新技术的突出表现,目前情况下,自动化系统中主要存在以下几个构成要素。

1)变电站自动化技术

变电站是将一些设备组装起来,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电和输电的集中点,它能够更好的监控电力的运输供应,保证整个过程的安全高效和可靠经济,因此说变电站自动化技术尤为重要。变电站自动化技术是采用先进的计算机技术、现代通信技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,对变电站全部设备的运行都能够实现实时监控,这种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,实现输电过程的高质量,保证经济效益。

2)配电网自动化技术

配电网主要是由架空线路、电缆、配电变压器等设备组成的,在电网中起到分配电脑呢过的作用。长期以来,配电网只能够采取手工操作的控制方法,随着技术的进步,逐渐能够运用独立的孤岛自动化技术,但是对电能的分配方面还是存在不足之处,因此说,配电网自动化技术对于电能的分配和监控十分重要。配电网自动化主要包括馈线自动化和自动制图、设备管理、信息分析和配电网分析自动化,它依靠大量的智能终端、丰富的后台软件和数据库资料支持,通过信息技术的带动,实现配电网自动化,确保了对电能的充分利用。

3)电力系统调度自动化技术

电力系统调度自动化技术是目前发展最快的技术之一,其功能的强大性能够确保电力系统在运行过程中的准确性、可靠性和经济性。电力系统的数据采集和监控功能是调度自动化的基础,此外,电力系统的市场运营和决策也是不可忽略的环节。

2.电力电气自动化元件技术的应用

随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。

2.1全控型的电力电子开关要逐渐取代半控型的晶闸管

在50年代末期,出现了晶闸管,这标志着运动控制走进了一个的新纪元。它是现在第一代的电子电子元器件, 目前在我国现在仍在广泛使用,它主要被用于直流与交流的传动控制系统当中。伴随着交流变频技术的不断兴起, 社会上相继出现了全控式的电力电子器件——GTO、GTR、P- MOSEFT 等。这就是第二代的电力电子器件。因为现阶段所能生产的电流/电压的定额和开关的时间是不尽相同的, 所以各种器件的应用范围也不相同。

2.2变换器电路从低频向高频

伴随着我国电力电子器件的逐步更新, 主要由它所组成的变换器电路也将会出现换代。传统使用普通的晶闸管时, 采用直流进行传功的变换器主要是相控整流, 然而交流变频动的方式主要是交一直一交从而实现变频器的。在电力电子器件进人第二代变频器以后, 更多变频器采用了 PWM 变换器,在采用 这种方式后,功率因数得到了明显的提高,高次谐波对电网的影响也得到了明显的减小, 这就解决了在低频区的电动机自身出现的转矩脉动问题。然而 由PWM 逆变器当中的电流、电压的谐波分量所产生的转矩脉动作用在了电动机的定转子上, 这会使电机的绕组产生振动从而发出巨大噪声。目前有几个方法可以用来解决这个问题, 一种方法主要是提高开关的频率, 这样可以使开关的频率超过人耳所能够感受到的范围, 但是由于电力电子器件长期处于高电压大电流的情况下,经常导通或者关断, 会使开关的损耗很大。

2.3通用变频器的使用

一般意义上讲,我们所指的通用变频器包括了批量化、系列化、市场占有量比较大的中小功率,比如400KVA 以下的变频器。由产品来看, 第一代的变频器是具有普通功能的如U/F 控制型, 多数采用的是16 位的CPU, 而第二代的变频器主要是高功能的 U/F 型, 这种类型的变频器主要是采用了 32 位 的DSP, 或者是采用了双 16 位的 CPU 来进行控制, 并且采用了转差补偿器、磁通补偿器和电流限制拄制器等. 具有挖上机和“无跳闸”功能的变频器 通常也被称作为“无跳闸变频器”。目前,这类变频器占据着较大的市场份额,第三代变频器为高动态性能矢量控制型。它主要是采用全数字化来进行控制的, 并且可以通过相关软件来实现参数的自动设定, 来实现变结构的控制和自适应的控制, 也可以选择无速度传感器矢幼控制、U/F左频率开环控制和有速度传感器矢量控制,,从而实现闭环控制的自动优化。从变频技术的发展方面来看, 电力半导体器件主要有GTR、GTO、IGBT, 但是目前主要是以后两种为主, 尤其是以 IGB为主要的发展趋势: 变频器的可维修性、可靠性、可操作性也就是所谓的 RAS(Reliabiliry,Availability,Servicebility) 功能也将由于采用了单片机的控制动技术而实现相应的提高。

2.4集成电路、单片机及工控计算机的发展

以MCS- 51 为主要代表的8位机在目前虽然仍占据着主导地位, 但是它的功能非常简单, 并且指令集比较短小,但因其可靠性高, 保密性好, 从而适合大批量地用于生产PIC系列的单片机以及GMS97C。

3.结语

随着市场化进程的不断加快,经济力量的迅速壮大,自动化的生产已经成为企业适应市场,并实现经济效益的可靠保证。电力电气的自动化程度是一个国家电力电子行业发展水平的一个重要标志,它是整个社会经济运行必不可少的技术手段。

参考文献

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