淺議電力電氣自動化技術

王子卿

摘 要：電力系統作為重要的能源調度中心，它的發展水平直接關系著國家經濟發展。在電力工程中加強電氣自動化技術的應用成為了電力系統趨勢和必然選擇，通過電力電氣自動化技術對其進行改造，也是電力系統高效運行的重要方式。本文從電氣自動化概述、電氣自動化在電氣工程中的具體應用、電氣自動化在電氣工程中的不足及改進策略以及電氣自動化的未來前景等方面對電力電氣自動化在電力工程中的應用進行。

關鍵詞：電力電氣 ；概念；自動化技術；發展

一、電力電氣自動化的概述

1、電力電氣自動化的運用意義

（1）不管是電力工程，還是自動化本身技術，將電氣自動化滲透在電力系統中都具有很強的現實意義，其主要表現在：推動電力系統自動化水平上。它本身屬于高科技的范疇，在電力應用中，以電力設施與技術更新為主，當然也能帶動電力工程信息化水平，特別是電力設施權限上；具體如：電氣設施模糊化，同時運用范圍日漸加寬也極大的推動了電氣自動化技術水平的提高。

（2）將電氣自動化技術運用在電力工程中，能夠有效提高管理效率。為了滿足電氣自動化應用要求，電力設施與技術管理都需要不斷調整。同時，電氣自動化和計算機有著密切的聯系，在相關設施維護時，只要經過計算機就能達到要求；然后再由工作人員結合數據信息，利用計算機運行以達到對相關設備運行的維護，同時這也是控制工作人員工作強度的有效方式。

2、電氣自動化技術的設計原則

目前，大多數電力系統已經帶有自動保護裝置，故在設備選型時，通常會優先選擇自動化綜合系統，其選型接線方式比較簡單，結合繼電保護就能實現自動化設備的有效應用。從總體來看，電氣自動化技術必須遵循的原則，主要包括以下方面：

（1）電氣自動化控制設施的連線形式必須結合原有的系統設計，即使使用的是監測系統也必須添加設備數量與種類，并且在圖紙設計中詳細說明，以保障設備連接的精確性。

（2）在計算機遠程開關中，必須使用遠程閉閘、開閘智能開關，以確保遠程操作中的自動化控制順利實現。

（3）利用計算機實現開關監控，在接點打開的情況下，將其納入監控體系。如果是低壓開關，必須設置輔助接點。

（4）在設置與安裝繼電保護設施時，必須整合綜合電氣與變壓保護技術。

二、電力工程中電氣自動化技術

1、全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管。

晶閘管作為第一代電子電力器件，在我國電力工程發展中起著十分重要的作用，但伴隨著電力技術的發展和提高，交流變頻技術的興起，第一代半控型晶閘管已經不能適應現代化電力系統發展的要求，在這種背景下，作為新一代的復合型電力電子器件IGBT/MGT應運而生，IGBT擁有和MOSFET一樣的高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流面密度特性的混合器件。開關速度快，通態電壓低，工作頻率高，并且具有寬而穩定的安全工作區，工作效率高，驅動電路簡單，更符合現代化對電力器件的需求。新一代的復合型電力電器件，隨機復合化技術的不斷提高，電器件生產范圍不斷擴大，應用也不斷的深入，在電器復合化的同時，加強對電器向模塊化的發展，使電力電器件向更高要求發展。

2、變頻器電路從低頻向高頻方向發展

在電力電子器件不斷更新的過程中，為了能夠適應電力電子器件的需求，由它組成的變換器電路也在不斷的更新換代中，以往的變頻器電力已經不能滿足新一代電力電子器件的需求。采用諧奪式直流環逆變器能夠有效的降低開關損耗，保障開關在頻率上的提高，把逆變器掛在高頻振蕩過零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉換。加強變頻器電力從低頻向高頻方向的發展不僅能夠有效的降低開關損耗，并且節約成本，提高逆變器集成化，在電氣自動化技術中具有廣闊的發展前途。

3、交流調速控制理論的日趨成熟

隨著對交流調速控制理論的深入研究，將復雜的矢量變化與電動數學模型進行簡化處理，在對交流調速控制理論研究過程中，其控制思想獨特，具有創造性，控制結構簡單，控制手法直接，對信號處物理概念明確，轉矩響應迅速，大大的提高了調速效率，形成一種高靜動態性能的新型交流調速方法。適應現代化的電氣自動化技術發展的需求。

4、通用變頻器開始大量投入使用。隨著變頻器技術的成熟發展，高動態性能矢量控制性開始大量投入生產和實用中，它主要采用全數字控制，通過相關的軟件能夠對系統進行自動化的設定和操作，提高變頻器的變結構控制盒自適應控制。伴隨著技術的不斷提高，變頻器的可靠性、可維修性、可操作性等相關的功能在單片機控制動技術的支持下不斷的提高。

三、電氣自動化技術的發展

1、變換器電路的發展

近年來電力電子技術日漸成熟，電力電子元件更新速度得到了極大的提升，基于此，變換器電路也得到了極大改變。在使用普通晶閘管的過程中，因其具有交流變頻的特性，直流電路在電力系統中其運行狀態一直保持在交-直-交交替變換中。但新型電力電子技術的出現，如第二代電力電子器件中不再使用普通晶閘管，而是采用了PWM變換器，進而提升了電力系統的功率因素，并有效解決了低頻區電動機產生轉矩脈動的情況，其缺點主要有震動噪音大等。不過直流環逆變器的出現達到了電子器件功能靈活轉換的目的，實現了零電流、零電壓情況下的有效轉換，并對開關消耗進行了徹底的清除。因此有效降低了整個系統的運作成本，同時逆變器尺寸也得到了降低，并對逆變器的集成化程度有了極大提升。

2、全控型電力電子開關的發展

以晶閘管為主體的第一代電力電子器件在20世紀50年代后期誕生，這種半控型器件的產生象征著自動化控制步入到一個新的發展時期。 電力晶體管可以簡單稱作GTR（GiantTransistor），是一種雙極型大功率高反壓晶體管，因為大功率的特點又被叫做巨型晶體管。又因其具有較低過流能力、較小熱容量等原因，在配備驅動電路及保護電路時，使用者可以依據其特性進行準確配置。

3、智能保護及綜合自動化技術的發展

依據電氣自動化的發展要求，我國該方面的工作人員增強了對電力系統繼電保護的研發，在研究過程中根據我國電力自動化技術的實際情況并借鑒國外先進技術知識對其進行了改進，并在電力系統繼電保護裝置中得到了廣泛應用。如：人工智能、綜合自動控制理論、模糊理論、自適應理論以及網絡通信、微機技術等，進而將智能化應用到新型保護裝置中，極大地提升了電力系統的安全、可靠性。

4、電力系統配電網自動化技術的發展

電力系統的組成主要有三大部分：發電、輸電及配電。城鄉配電網改造建設服務中配電自動化技術是其最主要地技術，將電力設備和電力電子技術、網絡通信技術等進行緊密結合，同時應用配電網遞歸虛擬流算法進行潮流計算，在負荷預測中采用現代人工智能灰色神經元算法進行計算。

結束語：

隨著電力系統的深入發展和應用，電氣自動化技術在電力工程中所起到的作用也越來越突出，電氣自動化技術必須堅持可持續發展的原則，只有這樣才能在具有活力的高科技領域中應用比較廣的技術。

參考文獻：

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