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摘要:在社会科技的发展进步下,电子科技为人们生活提供了更多的便利。其中,电力电子技术作为一种广泛应用在电力系统中的电子技术形式,能够加强对电力系统中各个电子元件的转换和控制,进而提升电力系统工作发展效率。电力电子技术由电子学、电工原理和自动化控制技术共同组成,三者相互配合,进一步加强了对电气设备的控制和对电路的数据检测,促进了人们对电力系统的稳定应用。文章在阐述电力电子技术在电气控制中应用意义的基础上,具体分析电力电子技术在电气控制中的应用。
关键词:电力电子技术;电气控制;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A
作为当前时代发展的大趋势,电子技术的推广应用已经成为了未来电气工程项目的主要潮流。电能作为目前的主要的供给能源,在国内的应用极其广泛,正是因为其地位的重要性和需求的广泛性,为了提高电网运行的质量和效率,进行电子技术的应用是当前电气工程发展的必然诉求。只有深刻认识到电力电子技术的优势,将其广泛应用,才能促进电气工程更好的地发展和进步。
1 电力电子技术的发展历程
现今电力电子技术主要包含两个方面,第一是电力电子技术在电路方面的应用,也就是变流技术,第二方面是电子器件的制造技术方面的应用。电力电子技术发展至今,其电力电子器件已经经历了三代的技术革新发展,第一代的电力电子器件为半控制型器件,第二代是全控型电子器件,现今为第三代复合型电子器件。通过技术的不断革新发展,其电子器件逐步实现了驱动、控制、保护电路和功率器件为一体的集成电路电子器件,虽然现今其器件功率较小,但是为电力电子技术的发展指明了方向。
2 电力电子系统在电气工程中应用的重要意义
作为人口大国,不仅有着庞大的用电群体,而且在地域上分布极为广阔。在城镇化速度越来越快,对于电力的需求也越来越大的基础上,社会各界对于电气工程要求也越来越高,不仅要求载荷大、容量大还需要稳定性强安全性高,传统的电力系统已经不能满足人们的需求,这使得电子技术的应用越来越迫切,对于技术的要求也越来越高。但是,目前由于技术的局限性和科技水平的制约,在电气工程的建设中仍然存在一些问题,也会出现故障和效率低等问题。这种形式下,电力电子技术的应用就显得格外重要,该技术对于电气工程系统的安全性和稳定性都发挥着极大的作用。电力电子技术能够在电气工程中进行广泛应用,不仅技术针对性强,适用性强,而且操作简单方便,性能高,极大的推动了电气工程的进步。
3 电力电子技术在电气控制中的应用分析
3.1 在电气控制系统中软开关控制装置中的应用
在电子技术和电力系统的不断发展下,电力系统本身对电磁的兼容性和工作效率要求提升,为此,需要电力装置系统进行改进,提升装置本身的轻便型和小型化。在传统的电力系统中,一般是通过开关控制来节省变压器和电容器元件空间。但是这种开关控制的方式会带来巨大的损耗,影响了电路发展效率,严重的还会产生一种额外的电磁干扰。电力电子技术支持下的软开关控制装置在某种程度上解决了噪音和过多损耗的问题,被相关人员广泛的应用在电力系统中。电力电子技术支持下的软开关控制装置在开关频率大于1Mhz的情况下,也能够保证自身性能达到最好的状态,有效将各个简单的电路并联形成一种新的组合电路,有效提升了电力系统性能,被广泛的应用到各个领域中。
3.2 电气控制系统中的过电流保护
电力电子电路在出现运行故障之后会出现过电流的现象。针对这种问题的解决以往采用的是尽快切断熔断器、直流快速断路器以及电流继电器的方式来保护电力电子主要电路。但是现阶段的电力电子器件变得越来越小,功率性能越来越大,传统的保护系统装置无法再起到作用。因而,为了减少过电流的现象,人们开始关注自动去除驱动控制信号方式。具体是指通过设置专门的过电流保护电子电路,对检测过电流之后及时发出、调节或者驱动电路。以桥臂互锁保护法应用为例,具体分析在过电流故障下快速自动切除驱动信号的过程。桥式逆变电路在受到信号重叠或者开关器件延时时间长的时候会出现桥臂短路的问题。为此,需要应用联锁的方式,通过联通桥臂上两个以上的元件来降低短路现象的发生。
3.3 在变频技术中的应用
在变频技术日趋成熟的基础上,高静态性能矢量控制性开始被公众认可,并开始大量投入生产和实际应用中。高静态性能矢量控制性主要是利用全数字控制和相关软件对电气系统实施自动化设定和智能化操作,以便提高变频器的变频结构控制盒的自适应控制能力。在社会飞速发展的今天,各种先进的技术手段不断涌现,与人们生活、工作之间的联系越加紧密。在电气工程中,基于单片机自动控制技术,变频器运行的高效性、可控性、可维修性等一系列功能得到充分挖掘,并且不断提高,对电力电子技术的发展起到至关重要的作用。
3.4 高压直流输电技术的实际应用
在电力中其高压直流输电是通过电子换流器将发电厂所输出的交流电转变为直流电,然后在通过电网将直流电输送到各个受电端,当直流电输送到受电端之后在通过电子换流器转换为交流电,最后通过输电线路将点输送给需要用电的用户。由于高压直流输电所传输的功率较交流电大,而且高压直流电在输送过程中对于线路的要求相对较低,且输送过程稳定和安全,因此现今基本都是采取的是高电压大容量、长距离输电、异步联网等输电技术。高压直流输电对于输电线路成本要求非常小,而且电能在输送过程中的损耗也小,利用高压直流输电方法能够确保整个输电线路的安全,还能够将不同的额定频率电网相互直接进行联网。高压直流输电工程按照直流联络线一般分为单级联络线、双极联络线以及同极联络线等直流输电系统。
3.5 有源电力滤波器的应用
电力电子技术支持下的有源电力滤波器工作原理是通过对电路系统补偿元件的检测分析,从中获得相应的等分量的谐波电流。之后借助补偿装置产生和谐波电流分量相反的电流分量,实现电流分量和被检测谐波分量的互相抵消。通過这种的检测,电网中的运行电流不再存在谐波电流,代替的是基波电流的存在。电网中的有源电力滤波器具有反映快速、抗干扰能力强的特点,主要由补偿电路装置和指令性的电流运算电路共同组成。在应用电力电子技术的情况下能够实现对电路系统中补偿电流的检测分析,进而有效获得电力系统中的电路无功电流和谐波数量。
综上所述,电力电子技术现今在电气工程中最大的运用就是电力系统与电力机电能量方面的转换,也是电气工程技术发展的核心和电力电子技术的竞争核心。电力电子技术与我们每个人的生活息息相关,同时也关系到国家的发展,是我国走向世界的必不可少的一个环节。我相信随着我国对于电子电力技术和对于专业人才培养方面的重视,我国的电力电子技术将会更上一层楼,逐步地赶上其它发达国家,造福人类。
参考文献:
[1] 胡世雄. 分析电力电子技术在电气工程中的运用[J]. 好家长,2017(58):216.
[2] 黄政. 电气工程专业“电力电子技术”课程教学改革与探讨[J]. 当代教育实践与教学研究,2016(06):129.
[3] 王斌,王颢雄,胡艳,袁勇. 电气工程及其自动化专业强化电力电子技术的教改实践[J]. 中国电力教育,2007(03):88-89+99.
关键词:电力电子技术;电气控制;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A
作为当前时代发展的大趋势,电子技术的推广应用已经成为了未来电气工程项目的主要潮流。电能作为目前的主要的供给能源,在国内的应用极其广泛,正是因为其地位的重要性和需求的广泛性,为了提高电网运行的质量和效率,进行电子技术的应用是当前电气工程发展的必然诉求。只有深刻认识到电力电子技术的优势,将其广泛应用,才能促进电气工程更好的地发展和进步。
1 电力电子技术的发展历程
现今电力电子技术主要包含两个方面,第一是电力电子技术在电路方面的应用,也就是变流技术,第二方面是电子器件的制造技术方面的应用。电力电子技术发展至今,其电力电子器件已经经历了三代的技术革新发展,第一代的电力电子器件为半控制型器件,第二代是全控型电子器件,现今为第三代复合型电子器件。通过技术的不断革新发展,其电子器件逐步实现了驱动、控制、保护电路和功率器件为一体的集成电路电子器件,虽然现今其器件功率较小,但是为电力电子技术的发展指明了方向。
2 电力电子系统在电气工程中应用的重要意义
作为人口大国,不仅有着庞大的用电群体,而且在地域上分布极为广阔。在城镇化速度越来越快,对于电力的需求也越来越大的基础上,社会各界对于电气工程要求也越来越高,不仅要求载荷大、容量大还需要稳定性强安全性高,传统的电力系统已经不能满足人们的需求,这使得电子技术的应用越来越迫切,对于技术的要求也越来越高。但是,目前由于技术的局限性和科技水平的制约,在电气工程的建设中仍然存在一些问题,也会出现故障和效率低等问题。这种形式下,电力电子技术的应用就显得格外重要,该技术对于电气工程系统的安全性和稳定性都发挥着极大的作用。电力电子技术能够在电气工程中进行广泛应用,不仅技术针对性强,适用性强,而且操作简单方便,性能高,极大的推动了电气工程的进步。
3 电力电子技术在电气控制中的应用分析
3.1 在电气控制系统中软开关控制装置中的应用
在电子技术和电力系统的不断发展下,电力系统本身对电磁的兼容性和工作效率要求提升,为此,需要电力装置系统进行改进,提升装置本身的轻便型和小型化。在传统的电力系统中,一般是通过开关控制来节省变压器和电容器元件空间。但是这种开关控制的方式会带来巨大的损耗,影响了电路发展效率,严重的还会产生一种额外的电磁干扰。电力电子技术支持下的软开关控制装置在某种程度上解决了噪音和过多损耗的问题,被相关人员广泛的应用在电力系统中。电力电子技术支持下的软开关控制装置在开关频率大于1Mhz的情况下,也能够保证自身性能达到最好的状态,有效将各个简单的电路并联形成一种新的组合电路,有效提升了电力系统性能,被广泛的应用到各个领域中。
3.2 电气控制系统中的过电流保护
电力电子电路在出现运行故障之后会出现过电流的现象。针对这种问题的解决以往采用的是尽快切断熔断器、直流快速断路器以及电流继电器的方式来保护电力电子主要电路。但是现阶段的电力电子器件变得越来越小,功率性能越来越大,传统的保护系统装置无法再起到作用。因而,为了减少过电流的现象,人们开始关注自动去除驱动控制信号方式。具体是指通过设置专门的过电流保护电子电路,对检测过电流之后及时发出、调节或者驱动电路。以桥臂互锁保护法应用为例,具体分析在过电流故障下快速自动切除驱动信号的过程。桥式逆变电路在受到信号重叠或者开关器件延时时间长的时候会出现桥臂短路的问题。为此,需要应用联锁的方式,通过联通桥臂上两个以上的元件来降低短路现象的发生。
3.3 在变频技术中的应用
在变频技术日趋成熟的基础上,高静态性能矢量控制性开始被公众认可,并开始大量投入生产和实际应用中。高静态性能矢量控制性主要是利用全数字控制和相关软件对电气系统实施自动化设定和智能化操作,以便提高变频器的变频结构控制盒的自适应控制能力。在社会飞速发展的今天,各种先进的技术手段不断涌现,与人们生活、工作之间的联系越加紧密。在电气工程中,基于单片机自动控制技术,变频器运行的高效性、可控性、可维修性等一系列功能得到充分挖掘,并且不断提高,对电力电子技术的发展起到至关重要的作用。
3.4 高压直流输电技术的实际应用
在电力中其高压直流输电是通过电子换流器将发电厂所输出的交流电转变为直流电,然后在通过电网将直流电输送到各个受电端,当直流电输送到受电端之后在通过电子换流器转换为交流电,最后通过输电线路将点输送给需要用电的用户。由于高压直流输电所传输的功率较交流电大,而且高压直流电在输送过程中对于线路的要求相对较低,且输送过程稳定和安全,因此现今基本都是采取的是高电压大容量、长距离输电、异步联网等输电技术。高压直流输电对于输电线路成本要求非常小,而且电能在输送过程中的损耗也小,利用高压直流输电方法能够确保整个输电线路的安全,还能够将不同的额定频率电网相互直接进行联网。高压直流输电工程按照直流联络线一般分为单级联络线、双极联络线以及同极联络线等直流输电系统。
3.5 有源电力滤波器的应用
电力电子技术支持下的有源电力滤波器工作原理是通过对电路系统补偿元件的检测分析,从中获得相应的等分量的谐波电流。之后借助补偿装置产生和谐波电流分量相反的电流分量,实现电流分量和被检测谐波分量的互相抵消。通過这种的检测,电网中的运行电流不再存在谐波电流,代替的是基波电流的存在。电网中的有源电力滤波器具有反映快速、抗干扰能力强的特点,主要由补偿电路装置和指令性的电流运算电路共同组成。在应用电力电子技术的情况下能够实现对电路系统中补偿电流的检测分析,进而有效获得电力系统中的电路无功电流和谐波数量。
综上所述,电力电子技术现今在电气工程中最大的运用就是电力系统与电力机电能量方面的转换,也是电气工程技术发展的核心和电力电子技术的竞争核心。电力电子技术与我们每个人的生活息息相关,同时也关系到国家的发展,是我国走向世界的必不可少的一个环节。我相信随着我国对于电子电力技术和对于专业人才培养方面的重视,我国的电力电子技术将会更上一层楼,逐步地赶上其它发达国家,造福人类。
参考文献:
[1] 胡世雄. 分析电力电子技术在电气工程中的运用[J]. 好家长,2017(58):216.
[2] 黄政. 电气工程专业“电力电子技术”课程教学改革与探讨[J]. 当代教育实践与教学研究,2016(06):129.
[3] 王斌,王颢雄,胡艳,袁勇. 电气工程及其自动化专业强化电力电子技术的教改实践[J]. 中国电力教育,2007(03):88-89+99.