電力電氣論文
電力電氣論文
近年來(lái),作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的電力行業(yè)不斷發(fā)展,而傳統(tǒng)的檢修水平已慢慢落后,無(wú)法適應(yīng)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于電力電氣論文的范文，歡迎大家閱讀參考!
電力電氣論文篇1
試論電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)
一、電力電氣化研究的重要意義
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的核心是市場(chǎng)，企業(yè)的生產(chǎn)是為了市場(chǎng)的需求而存在的。因此，只有提高企業(yè)的電力電氣自動(dòng)化程度，才能滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的大需求，提高企業(yè)的市場(chǎng)份額。同時(shí)能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少設(shè)備的故障發(fā)生和產(chǎn)品次品的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)的安全性。
通企業(yè)提高企業(yè)生產(chǎn)的電力電氣自動(dòng)化，可以有效的提高工作的可靠性，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)勞動(dòng)的條件。提高企業(yè)的電力電氣化程度，可以從改善電力電氣自動(dòng)化元件的技術(shù)方面著手，這是一個(gè)最基本的手段。
二、主要的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)
目前電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)溝迅猛發(fā)展，原有的電力傳動(dòng)(電子拖動(dòng))控制的概念已經(jīng)不能充分概抓現(xiàn)代生產(chǎn)自動(dòng)化系流中承擔(dān)第一線任務(wù)的全部控制設(shè)備。它的研究對(duì)象已經(jīng)發(fā)展為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，下面僅對(duì)有關(guān)電氣自動(dòng)化技術(shù)的新發(fā)展作一些介紹。
1、全控型電力電子開(kāi)關(guān)逐步取代半控型晶閘管
20世紀(jì)50年代末出現(xiàn)的晶閘管標(biāo)志著運(yùn)動(dòng)控制的新紀(jì)元。晶閘管是第一代電子電力器件，在我國(guó)，至今仍廣泛用于直流和交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)。由于目前所能生產(chǎn)的電流/電壓定額和開(kāi)關(guān)時(shí)間的不同，各種器件各有其應(yīng)用范圍。隨著交流變頻技術(shù)的興起，全控式器件———GTR、GTO、P-MOSEFT等相繼出現(xiàn)了，這是第二代電力電子器件。
GTR的二次擊穿現(xiàn)象以及其安全工作區(qū)受各項(xiàng)參數(shù)影響而變化和熱容量小、過(guò)流能力低等問(wèn)題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設(shè)計(jì)出合適的保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路上，這也使得電路比較復(fù)雜，難以掌握。
GTO是一種用門(mén)極可關(guān)斷的高壓器件，它的主要缺點(diǎn)是關(guān)斷增益低，一般為4.5，這就需要一個(gè)十分龐大的關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路。而且它的通態(tài)壓降比普通晶閘管高，約為2~4.5V，開(kāi)通di/dt和關(guān)斷dv/dt
也是限制GTO推廣運(yùn)用的另一原因，前者約為500A/μs，后者約為
500V/μs，這就需要一個(gè)龐大的吸收電路。
功率MOSFET是一種電壓驅(qū)動(dòng)器件，基本上不要求穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電路需要在器件開(kāi)通時(shí)提供容性充電電流，而關(guān)斷時(shí)提供放電電流即可，因此驅(qū)動(dòng)電路很簡(jiǎn)單。IGBT是P-MOSFET工藝技術(shù)基礎(chǔ)上的產(chǎn)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(kāi)關(guān)速度P-MOSFET低，但比GTR快;其通態(tài)電壓降與GTR相似約為1.5~3.5V，比P-MOSFET小得多，其關(guān)斷存儲(chǔ)時(shí)間和電流下降時(shí)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(wěn)定的安全個(gè)工作區(qū)，較高的效率，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)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(yīng)的更新?lián)Q代。電力電子器件的第二代，很多的是采用PWM變換器。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
由于PWM逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。開(kāi)關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。1986年美國(guó)威斯康星大學(xué)Divan教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開(kāi)關(guān)’，其開(kāi)關(guān)損耗較大，限制了開(kāi)關(guān)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集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
3、交流調(diào)速控制理論日漸成熟
矢量控制的基本思想是仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方式，把定子電流的磁場(chǎng)分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開(kāi)來(lái)，分別加以 控制。實(shí)際上就是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類(lèi)似于直流電動(dòng)機(jī)的模式，這種等效變換是借助于坐標(biāo)變換完成的。
大致來(lái)說(shuō)，直接轉(zhuǎn)矩控制，用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析計(jì)算與控制電流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。采用定子磁場(chǎng)定向，借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)(Band-Band控制)產(chǎn)生PwM信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。它省掉了復(fù)雜的矢量變換與電動(dòng)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化處理，大大減少了矢量控制中控制性能參數(shù)易受參數(shù)變化影響的問(wèn)題。其控制思想新穎，控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制手段直接，信號(hào)處理物理概念明確，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速，限制在一拍之內(nèi)，且無(wú)超調(diào)，是一種具有高靜動(dòng)態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。
4、通用變頻器開(kāi)始大量投入實(shí)用
一般把系列化、批員化、占市場(chǎng)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(shù) 發(fā)展看，電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTR、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢(shì)：支頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAS功能也由于采用單片機(jī)控制動(dòng)技術(shù)而得以提高。
2.5單片機(jī)、集成電路及工業(yè)控制 計(jì)算機(jī)的發(fā)展
以MCS-51代表的8位機(jī)雖然仍占主導(dǎo)地位，但功能簡(jiǎn)單，指令集短小，可靠性高，保密性高，適于大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)及GMS97C。另外單片機(jī)的開(kāi)發(fā)手段也更加豐富，除用匯編 語(yǔ)言外，更多地是采用模塊化的C語(yǔ)言、PL/M語(yǔ)言。
三、結(jié)論
全控型的電力電子開(kāi)關(guān)已經(jīng)逐漸取代了半控型的晶閘管，高頻的變換器得到發(fā)展，交流調(diào)速的控制理論日益成熟。這些技術(shù)的不斷提高，必將使得企業(yè)的生產(chǎn)更加自動(dòng)化，快速化，安全化，現(xiàn)代化。
電力電氣論文篇2
淺析電力電氣設(shè)備檢修技
一、傳統(tǒng)電氣設(shè)備檢修方式存在的不足
在早期的電氣設(shè)備維修中以事后維修為主，是指在電氣設(shè)備發(fā)生故障后進(jìn)行檢修，這種檢修方法極為不科學(xué)。隨著電氣設(shè)備檢修技術(shù)的發(fā)展，預(yù)防性檢修逐步替代了事后維修，主要指定期試驗(yàn)和定期檢修，在檢修過(guò)程中必須嚴(yán)格按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，并根據(jù)不同電氣設(shè)備制定與其相適應(yīng)的試驗(yàn)周期和項(xiàng)目。預(yù)防性檢修在防止和減少設(shè)備事故方面發(fā)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(xiàn)在以下三個(gè)方面：
(一)傳統(tǒng)電氣設(shè)備檢修的及時(shí)性、主動(dòng)性較差
由于預(yù)防性檢修是定期進(jìn)行的，使得許多檢修人員形成了按部就班的工作觀念，只會(huì)重視電氣設(shè)備的定期檢修工作，而忽視對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行情況的日常監(jiān)控。在這種狀況下，嚴(yán)重降低了檢修人員對(duì)電氣設(shè)備檢修的主動(dòng)性，若電氣設(shè)備缺陷及隱患發(fā)展速度較快，那么定期檢修方式則有可能難以避免設(shè)備事故的發(fā)生。
(二)傳統(tǒng)電氣設(shè)備檢修的工作效率偏低
電氣設(shè)備的預(yù)防性檢修工作覆蓋面廣且缺乏針對(duì)性，往往需要在定期檢修時(shí)耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，導(dǎo)致檢修工作效率偏低。同時(shí)，在預(yù)防性檢修過(guò)程中，經(jīng)常分不清楚電氣設(shè)備檢修的主次，致使有問(wèn)題的設(shè)備沒(méi)有得到足夠重視，而運(yùn)行良好的設(shè)備卻浪費(fèi)了檢修資源，從而造成檢修工作發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力較低。
(三)傳統(tǒng)電氣設(shè)備檢修的限制條件過(guò)多
在電力電氣設(shè)備定期檢修時(shí)，往往需要停電后才能進(jìn)行檢修工作，不僅增加了電氣設(shè)備的檢修成本，而且還影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)，由于設(shè)備在停電狀態(tài)下的溫度和采用的試驗(yàn)電壓與運(yùn)行狀態(tài)下的溫度和電壓有很大區(qū)別，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性大幅度降低。
二、電力電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析
隨著我國(guó)電力系統(tǒng)逐步向智能化、高電壓的方向發(fā)展，電力電氣設(shè)備也隨之增多，同時(shí)檢修工作量也日益加重，這使得傳統(tǒng)的定期檢修模式已經(jīng)難以滿足電氣設(shè)備診斷和管理的高要求。為此，必須采取一套科學(xué)的檢修模式以適應(yīng)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。而狀態(tài)檢修模式以其先進(jìn)的檢修技術(shù)、高準(zhǔn)確性的試驗(yàn)結(jié)果，逐步成為了電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的檢修模式。狀態(tài)檢修模式以帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)、故障診斷為基礎(chǔ)，其主要特點(diǎn)是通過(guò)對(duì)設(shè)備缺陷表現(xiàn)出來(lái)的電氣、化學(xué)、物理等特性參數(shù)進(jìn)行綜合分析和科學(xué)判斷，進(jìn)而預(yù)測(cè)絕緣剩余壽命，合理安排電氣設(shè)備檢修方式和檢修項(xiàng)目，以達(dá)到預(yù)防設(shè)備故障發(fā)生的目的。帶電檢測(cè)主要是指在設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下，利用帶電檢測(cè)儀器對(duì)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量;在線監(jiān)測(cè)是指在設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)下，利用傳感器、計(jì)算機(jī)、光纖等設(shè)備對(duì)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)或隨時(shí)的測(cè)試，對(duì)故障進(jìn)行判斷。由于狀態(tài)檢修模式中所獲取的數(shù)據(jù)均取自于運(yùn)行中的電氣設(shè)備，所以可以有效克服預(yù)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(wèn)題，不僅有利于降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)成本，還能夠克服定期檢修的盲目性，大幅度提高電力電氣設(shè)備供電的可靠性。
三、狀態(tài)檢修技術(shù)在電力電氣設(shè)備檢修中的具體應(yīng)用
(一)油氣相色譜檢測(cè)方法及其應(yīng)用
1.技術(shù)特點(diǎn)。通過(guò)氣相色譜法能夠?qū)^緣油中溶解氣體的組分及含量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，這樣便可以判斷出運(yùn)行過(guò)程中充油電氣設(shè)備是否存在潛在的隱患問(wèn)題，如過(guò)熱、放電等，并為操作人員提供可靠的依據(jù)，從而確保供電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。該技術(shù)所采用設(shè)備的主控制電路內(nèi)嵌功能極其強(qiáng)大的微處理芯片，還兼具大容量的存儲(chǔ)器，這在一定程度上增強(qiáng)了設(shè)備的數(shù)據(jù)處理分析和傳輸能力，檢測(cè)結(jié)果的可靠性也相對(duì)較高。同時(shí)，設(shè)備還采用了微處理器溫控電路，能夠?qū)υO(shè)備各個(gè)加熱區(qū)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，溫度檢測(cè)精度可以達(dá)到0.1攝氏度。此外，設(shè)備還具有雙重超溫保護(hù)功能，當(dāng)其中某一條電路的溫度超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，設(shè)備都能自動(dòng)停止運(yùn)行，并報(bào)告故障位置，有效避免了事故不斷擴(kuò)大的情況發(fā)生。
2.具體應(yīng)用。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，其油中的一部分固體有機(jī)絕緣介質(zhì)會(huì)在工作電壓的作用下慢慢變質(zhì)，最終會(huì)生成多種氣體，如氫氣、一氧化碳、甲烷、乙炔等等。電氣設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)中的油氣色譜分析法主要是通過(guò)對(duì)變壓器油氣當(dāng)中的氣體組分、濃度、產(chǎn)生速率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷，以此來(lái)確定變壓器內(nèi)部是否存在因?qū)щ娀芈?、鐵心接地等故障引起的過(guò)熱問(wèn)題。應(yīng)用該方法對(duì)變壓器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠確保監(jiān)測(cè)過(guò)程的連續(xù)性和持續(xù)性，這樣便可以在第一時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)到變壓器設(shè)備是否存在故障，為檢修人員提供了及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的信息，從而有效確保了變壓器的運(yùn)行安全。
(二)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用
對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷故障所在位置，并針對(duì)故障原因采取及時(shí)、有效的解決措施。狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)具有成本低、設(shè)備運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在狀態(tài)檢修的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)設(shè)備的具體工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，借此來(lái)獲取準(zhǔn)確的故障位置，從而給檢修人員開(kāi)展檢修工作指明方向。同時(shí)還可按照設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出故障部位，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)防性檢修的目標(biāo)。目前比較常用的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有放電故障監(jiān)測(cè)和設(shè)備絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
1.局部放電故障監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。通常情況下，當(dāng)電力設(shè)備出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時(shí)預(yù)示著設(shè)備絕緣已經(jīng)發(fā)生老化，同時(shí)局部放電還會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣被擊穿。大量的實(shí)踐表明，電氣設(shè)備的很多故障都能夠從局部的放電量中反映出來(lái)。例如當(dāng)變壓器出現(xiàn)局部放電時(shí)，一般會(huì)伴隨著出現(xiàn)電磁輻射、電脈沖以及超聲波等情況，這樣便會(huì)引起變壓器局部過(guò)熱，從而產(chǎn)生特征油氣。利用聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)，將若干個(gè)高頻聲學(xué)傳感器加裝在變壓器的外部金屬殼上，通過(guò)傳感器對(duì)部分信號(hào)的敏感性，便可以準(zhǔn)確檢測(cè)到放電信號(hào)及放電位置。在檢修時(shí)，可按照設(shè)備種類(lèi)的不同，應(yīng)用光學(xué)傳感器、化學(xué)傳感器、電氣傳感器等進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)獲得準(zhǔn)確、可靠的信息。
2.電氣絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)。由于電氣設(shè)備絕緣的老化和損壞是一個(gè)較為漫長(zhǎng)且持續(xù)的過(guò)程，換言之，其屬于一種潛在的隱患故障，并不會(huì)在短時(shí)間發(fā)作，而一旦發(fā)作造成的影響也是非常大的。以變壓器為例，與之相對(duì)應(yīng)的絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括以下內(nèi)容：對(duì)設(shè)備外殼接地電流的監(jiān)測(cè)、對(duì)高壓套管接地引下線電流的監(jiān)測(cè)以及對(duì)低壓套管接地引下線電流的監(jiān)測(cè)等等。利用這些監(jiān)測(cè)手段可以確保變壓器的高、低壓套管始終處于正常運(yùn)行的電容電流之內(nèi)，有助于確保良好的絕緣性能。
結(jié)論
總而言之，電力電氣設(shè)備檢修是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電氣設(shè)備不斷增多，設(shè)備結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，若是仍然采用傳統(tǒng)的檢修模式，則很難確定所有的電氣設(shè)備都安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。為此，實(shí)施電氣設(shè)備狀態(tài)檢修已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)，這對(duì)于確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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