電力電氣論文

　　近年來,作為我國基礎設施的電力行業不斷髮展,而傳統的檢修水平已慢慢落後,無法適應我國企業的發展。下文是小編為大家整理的關於的範文，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　試論電力電氣自動化元件技術

　　一、電力電氣化研究的重要意義

　　市場經濟的核心是市場，企業的生產是為了市場的需求而存在的。因此，只有提高企業的電力電氣自動化程度，才能滿足市場對產品的大需求，提高企業的市場份額。同時能夠保證產品的質量，減少裝置的故障發生和產品次品的產生，提高生產的安全性。

　　通企業提高企業生產的電力電氣自動化，可以有效的提高工作的可靠性，提高執行的經濟性，保證產品質量，提高勞動生產率，改善生產勞動的條件。提高企業的電力電氣化程度，可以從改善電力電氣自動化元件的技術方面著手，這是一個最基本的手段。

　　二、主要的電力電氣自動化元件技術

　　目前電力電子技術、微電子技術溝迅猛發展，原有的電力傳動***電子拖動***控制的概念已經不能充分概抓現代生產自動化系流中承擔第一線任務的全部控制裝置。它的研究物件已經發展為運動控制系統，下面僅對有關電氣自動化技術的新發展作一些介紹。

　　1、全控型電力電子開關逐步取代半控型閘流體

　　20世紀50年代末出現的閘流體標誌著運動控制的新紀元。閘流體是第一代電子電力器件，在我國，至今仍廣泛用於直流和交流傳動控制系統。由於目前所能生產的電流/電壓定額和開關時間的不同，各種器件各有其應用範圍。隨著交流變頻技術的興起，全控式器件———GTR、GTO、P-MOSEFT等相繼出現了，這是第二代電力電子器件。

　　GTR的二次擊穿現象以及其安全工作區受各項引數影響而變化和熱容量小、過流能力低等問題，使得人們把主要精力放在根據不同的特性設計出合適的保護電路和驅動電路上，這也使得電路比較複雜，難以掌握。

　　GTO是一種用門極可關斷的高壓器件，它的主要缺點是關斷增益低，一般為4.5，這就需要一個十分龐大的關斷驅動電路。而且它的通態壓降比普通閘流體高，約為2~4.5V，開通di/dt和關斷dv/dt

　　也是限制GTO推廣運用的另一原因，前者約為500A/μs，後者約為

　　500V/μs，這就需要一個龐大的吸收電路。

　　功率MOSFET是一種電壓驅動器件，基本上不要求穩定的驅動電流，驅動電路需要在器件開通時提供容性充電電流，而關斷時提供放電電流即可，因此驅動電路很簡單。IGBT是P-MOSFET工藝技術基礎上的產物，它兼有MOSFET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度P-MOSFET低，但比GTR快;其通態電壓降與GTR相似約為1.5~3.5V，比P-MOSFET小得多，其關斷儲存時間和電流下降時間分別為為0.2~0.4μs和0.2~1.5μs，因而有較高的工作頻率，它具有寬而穩定的安全個工作區，較高的效率，驅動電路簡單等優點。

　　2、變換器電路從低頻向高頻方向發展

　　電力電子器件的更新使得由它組成的變換器電路也相應的更新換代。電力電子器件的第二代，很多的是採用PWM變換器。採用PWM方式後，提高了功率因數，減少了高次諧波對電網的影響，解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。

　　由於PWM逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上，使電機繞組產生振動而發出噪聲。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。1986年美國威斯康星大學Divan教授提出諧振式直流環逆變器。傳統的逆變器是掛在穩定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進行轉換的‘硬開關’，其開關損耗較大，限制了開關在頻率上的提高。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器整合化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發展前途。

　　3、交流調速控制理論日漸成熟

　　向量控制的基本思想是仿照直流電動機的控制方式，把定子電流的磁場分量和轉矩分量解耦開來，分別加以 控制。實際上就是把非同步電動機的物理模型設法等效地變換成類似於直流電動機的模式，這種等效變換是藉助於座標變換完成的。

　　大致來說，直接轉矩控制，用空間向量的分析方法，直接在定子座標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。採用定子磁場定向，藉助於離散的兩點式調節***Band-Band控制***產生PwM訊號，直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制，以獲得轉矩的高動態效能。它省掉了複雜的向量變換與電動數學模型的簡化處理，大大減少了向量控制中控制性能引數易受引數變化影響的問題。其控制思想新穎，控制結構簡單，控制手段直接，訊號處理物理概念明確，轉矩響應迅速，限制在一拍之內，且無超調，是一種具有高靜動態效能的新型交流調速方法。

　　4、通用變頻器開始大量投入實用

　　一般把系列化、批員化、佔市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從技術 發展看，電力半導體器件有GTO、GTR、IGBT，但以後兩種為主，尤以IGBT為發展趨勢：支頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAS功能也由於採用微控制器控制動技術而得以提高。

　　2.5微控制器、積體電路及工業控制 計算機的發展

　　以MCS-51代表的8位機雖然仍占主導地位，但功能簡單，指令集短小，可靠性高，保密性高，適於大批量生產的PIC系列微控制器及GMS97C。另外微控制器的開發手段也更加豐富，除用匯編 語言外，更多地是採用模組化的C語言、PL/M語言。

　　三、結論

　　全控型的電力電子開關已經逐漸取代了半控型的閘流體，高頻的變換器得到發展，交流調速的控制理論日益成熟。這些技術的不斷提高，必將使得企業的生產更加自動化，快速化，安全化，現代化。

　　篇2

　　淺析電力電氣裝置檢修技

　　一、傳統電氣裝置檢修方式存在的不足

　　在早期的電氣裝置維修中以事後維修為主，是指在電氣裝置發生故障後進行檢修，這種檢修方法極為不科學。隨著電氣裝置檢修技術的發展，預防性檢修逐步替代了事後維修，主要指定期試驗和定期檢修，在檢修過程中必須嚴格按照《電力裝置預防性試驗規程》等相關規定進行操作，並根據不同電氣裝置制定與其相適應的試驗週期和專案。預防性檢修在防止和減少裝置事故方面發揮著一定的積極作用，但是這種檢修方式也存在一些不足，主要表現在以下三個方面：

　　***一***傳統電氣裝置檢修的及時性、主動性較差

　　由於預防性檢修是定期進行的，使得許多檢修人員形成了按部就班的工作觀念，只會重視電氣裝置的定期檢修工作，而忽視對電氣裝置執行情況的日常監控。在這種狀況下，嚴重降低了檢修人員對電氣裝置檢修的主動性，若電氣裝置缺陷及隱患發展速度較快，那麼定期檢修方式則有可能難以避免裝置事故的發生。

　　***二***傳統電氣裝置檢修的工作效率偏低

　　電氣裝置的預防性檢修工作覆蓋面廣且缺乏針對性，往往需要在定期檢修時耗費大量的人力、物力、財力，導致檢修工作效率偏低。同時，在預防性檢修過程中，經常分不清楚電氣裝置檢修的主次，致使有問題的裝置沒有得到足夠重視，而執行良好的裝置卻浪費了檢修資源，從而造成檢修工作發現問題、處理問題的能力較低。

　　***三***傳統電氣裝置檢修的限制條件過多

　　在電力電氣裝置定期檢修時，往往需要停電後才能進行檢修工作，不僅增加了電氣裝置的檢修成本，而且還影響了電力系統的正常執行。同時，由於裝置在停電狀態下的溫度和採用的試驗電壓與執行狀態下的溫度和電壓有很大區別，從而導致電氣裝置實驗的準確性大幅度降低。

　　二、電力電氣裝置狀態檢修技術的優勢分析

　　隨著我國電力系統逐步向智慧化、高電壓的方向發展，電力電氣裝置也隨之增多，同時檢修工作量也日益加重，這使得傳統的定期檢修模式已經難以滿足電氣裝置診斷和管理的高要求。為此，必須採取一套科學的檢修模式以適應電力系統的快速發展。而狀態檢修模式以其先進的檢修技術、高準確性的試驗結果，逐步成為了電力系統中廣泛應用的檢修模式。狀態檢修模式以帶電檢測、線上監測、故障診斷為基礎，其主要特點是通過對裝置缺陷表現出來的電氣、化學、物理等特性引數進行綜合分析和科學判斷，進而預測絕緣剩餘壽命，合理安排電氣裝置檢修方式和檢修專案，以達到預防裝置故障發生的目的。帶電檢測主要是指在裝置執行的狀態下，利用帶電檢測儀器對裝置的相關引數進行測量;線上監測是指在裝置執行的狀態下，利用感測器、計算機、光纖等裝置對裝置狀態引數進行連續或隨時的測試，對故障進行判斷。由於狀態檢修模式中所獲取的資料均取自於執行中的電氣裝置，所以可以有效克服預防性維修的缺陷，徹底解決定期檢修中存在的檢修限制條件多、檢修工作效率低下等問題，不僅有利於降低電力系統的執行維護成本，還能夠克服定期檢修的盲目性，大幅度提高電力電氣裝置供電的可靠性。

　　三、狀態檢修技術在電力電氣裝置檢修中的具體應用

　　***一***油氣相色譜檢測方法及其應用

　　1.技術特點。通過氣相色譜法能夠對絕緣油中溶解氣體的組分及含量進行準確測量，這樣便可以判斷出執行過程中充油電氣裝置是否存在潛在的隱患問題，如過熱、放電等，併為操作人員提供可靠的依據，從而確保供電系統安全、穩定、可靠執行。該技術所採用裝置的主控制電路內嵌功能極其強大的微處理晶片，還兼具大容量的儲存器，這在一定程度上增強了裝置的資料處理分析和傳輸能力，檢測結果的可靠性也相對較高。同時，裝置還採用了微處理器溫控電路，能夠對裝置各個加熱區的溫度進行實時監控，溫度檢測精度可以達到0.1攝氏度。此外，裝置還具有雙重超溫保護功能，當其中某一條電路的溫度超過設定限值時，裝置都能自動停止執行，並報告故障位置，有效避免了事故不斷擴大的情況發生。

　　2.具體應用。變壓器在正常執行時，其油中的一部分固體有機絕緣介質會在工作電壓的作用下慢慢變質，最終會生成多種氣體，如氫氣、一氧化碳、甲烷、乙炔等等。電氣裝置狀態檢修技術中的油氣色譜分析法主要是通過對變壓器油氣當中的氣體組分、濃度、產生速率進行實時監測，並對監測所得的資料進行綜合分析判斷，以此來確定變壓器內部是否存在因導電迴路、鐵心接地等故障引起的過熱問題。應用該方法對變壓器進行實時監測最大的優點是能夠確保監測過程的連續性和持續性，這樣便可以在第一時間內監測到變壓器裝置是否存在故障，為檢修人員提供了及時、準確、可靠的資訊，從而有效確保了變壓器的執行安全。

　　***二***裝置狀態監測技術及其應用

　　對電力裝置進行狀態檢修的關鍵是準確判斷故障所在位置，並針對故障原因採取及時、有效的解決措施。狀態監測技術具有成本低、裝置執行可靠性高等優點，在狀態檢修的過程中，應對裝置的具體工作狀態進行監測，藉此來獲取準確的故障位置，從而給檢修人員開展檢修工作指明方向。同時還可按照裝置的執行狀態準確預測出故障部位，這樣便能夠實現預防性檢修的目標。目前比較常用的裝置狀態監測技術主要有放電故障監測和裝置絕緣狀態監測。

　　1.區域性放電故障監測技術的應用。通常情況下，當電力裝置出現區域性放電現象時預示著裝置絕緣已經發生老化，同時區域性放電還會導致電氣裝置的絕緣被擊穿。大量的實踐表明，電氣裝置的很多故障都能夠從區域性的放電量中反映出來。例如當變壓器出現區域性放電時，一般會伴隨著出現電磁輻射、電脈衝以及超聲波等情況，這樣便會引起變壓器區域性過熱，從而產生特徵油氣。利用聲學檢測技術，將若干個高頻聲學感測器加裝在變壓器的外部金屬殼上，通過感測器對部分訊號的敏感性，便可以準確檢測到放電訊號及放電位置。在檢修時，可按照裝置種類的不同，應用光學感測器、化學感測器、電氣感測器等進行檢測，以此來獲得準確、可靠的資訊。

　　2.電氣絕緣狀態監測。由於電氣裝置絕緣的老化和損壞是一個較為漫長且持續的過程，換言之，其屬於一種潛在的隱患故障，並不會在短時間發作，而一旦發作造成的影響也是非常大的。以變壓器為例，與之相對應的絕緣狀態監測主要包括以下內容：對裝置外殼接地電流的監測、對高壓套管接地引下線電流的監測以及對低壓套管接地引下線電流的監測等等。利用這些監測手段可以確保變壓器的高、低壓套管始終處於正常執行的電容電流之內，有助於確保良好的絕緣效能。

　　結論

　　總而言之，電力電氣裝置檢修是一項較為複雜且系統的工作，隨著電力系統規模的不斷擴大，電氣裝置不斷增多，裝置結構也越來越複雜，若是仍然採用傳統的檢修模式，則很難確定所有的電氣裝置都安全、穩定、可靠執行。為此，實施電氣裝置狀態檢修已經成為一種必然趨勢，這對於確保電力系統的正常執行具有非常重要的現實意義。