電工技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

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摘要：電子科技的高速發(fā)展帶動(dòng)了電工技術(shù)的進(jìn)步。電力系統(tǒng)是事關(guān)國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性能源產(chǎn)業(yè)。新興電子電工技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，全面提升了我國(guó)電力系統(tǒng)的電能利用率和運(yùn)行可靠性。因此，研究了電子電工技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)，以推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子電工技術(shù)；電力系統(tǒng)；能源產(chǎn)業(yè)

0引言

20世紀(jì)末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展促進(jìn)了各行業(yè)的根本性變革。電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)電工技術(shù)受新興電子技術(shù)的影響，逐漸形成了一套系統(tǒng)完整的電子電工技術(shù)。電子電工技術(shù)是一種新興電力技術(shù)，內(nèi)涵豐富且表現(xiàn)形式多樣，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，電子電工技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行、電力設(shè)備的控制以及電網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)等方面都表現(xiàn)出關(guān)鍵作用。

1電子電工技術(shù)概述

電子電工技術(shù)是傳統(tǒng)電工技術(shù)與新興電子技術(shù)有機(jī)融合的產(chǎn)物，涵蓋了電子電力器件應(yīng)用、電力設(shè)備控制及電氣工程等，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的運(yùn)用廣泛。電子電工技術(shù)具有高頻化、全控化及集成化的特點(diǎn)，有效改變了傳統(tǒng)電工技術(shù)中電氣部件的分立模式，將所有單元設(shè)備集成到一個(gè)基片，顯著提升了整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。例如，傳統(tǒng)電力晶體管可在10kHz頻率正常操作，而絕緣柵雙極型晶體管則可在超過(guò)10kHz頻率的條件下正常運(yùn)行。此外，電子設(shè)備極大地影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效率?；陔娮蛹夹g(shù)的現(xiàn)代電子元件較之傳統(tǒng)電子元件有明顯優(yōu)勢(shì)。例如，現(xiàn)代電子元件取代傳統(tǒng)半控制晶閘管，不僅有效提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)內(nèi)的電路設(shè)計(jì)。

2電子電工技術(shù)的作用

電子電工技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電及配電等環(huán)節(jié)，并發(fā)揮了關(guān)鍵作用。電子電工技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。第一，全面提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性。電子電工技術(shù)的應(yīng)用能使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度集成化，從而使各類電力資源得到優(yōu)化配置，進(jìn)而有效提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率。第二，有效避免人為錯(cuò)誤的發(fā)生，同時(shí)更大程度地保證操作人員的安全。電子電工技術(shù)的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備控制的智能化，從根本上降低系統(tǒng)各運(yùn)行環(huán)節(jié)中人為工作的比重，顯著提升操作的穩(wěn)定性與人員的安全性。第三，為電力系統(tǒng)的第二次技術(shù)革命提供動(dòng)力。電子電工技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中不斷發(fā)展與進(jìn)步，尤其是微電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的技術(shù)革命。第四，有效降低電能損耗。傳統(tǒng)電工技術(shù)在發(fā)電與輸電的過(guò)程中難免會(huì)造成電能損耗，而電子電工技術(shù)則大大降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行中的能源損耗[2]。

3電力系統(tǒng)中電子電工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，發(fā)電環(huán)節(jié)是技術(shù)含量較高的一個(gè)環(huán)節(jié)，由多個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備和發(fā)電組組成，要求相關(guān)技術(shù)人員具備設(shè)計(jì)、操作及管理維護(hù)發(fā)電設(shè)備的綜合能力。電子電工技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中發(fā)揮了重要作用。（1）規(guī)模型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁技術(shù)。規(guī)模型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁技術(shù)以晶閘管整流自并勵(lì)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電設(shè)備的控制，無(wú)需勵(lì)磁機(jī)的介入，不僅提升了系統(tǒng)可靠性，而且有效控制了成本。目前，這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。（2）變頻調(diào)速技術(shù)。目前，風(fēng)機(jī)水泵發(fā)電系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用，然而其發(fā)電過(guò)程中的電耗量要比傳統(tǒng)火電設(shè)備高出六成以上，可應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)有效減低設(shè)備能耗?，F(xiàn)階段，低壓變頻技術(shù)已發(fā)展相當(dāng)完備，為最大程度發(fā)揮風(fēng)機(jī)水泵設(shè)備的性能，需進(jìn)一步深入研究高壓變頻技術(shù).

3.2輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中，輸電環(huán)節(jié)的作用更為關(guān)鍵。電子電工技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用，可保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。（1）直流輸電技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國(guó)電力系統(tǒng)中直流輸電有高壓直流輸電和輕型直流輸電兩種類型。高壓直流輸電是用晶閘管、逆變器及控制器件在輸電線路兩端組成一個(gè)基本電路單元，具備穩(wěn)定性和靈活性，非常適合大規(guī)模、長(zhǎng)距離的電能傳輸；輕型直流輸電技術(shù)主要是通過(guò)脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)源逆變的目的，從而確保電能被輸送到無(wú)交流電源負(fù)荷點(diǎn)處。此技術(shù)解決了直流輸電中的實(shí)際問(wèn)題，并大大降低了直流輸電中的電能損耗。（2）柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）。柔性交流輸電是對(duì)傳統(tǒng)交流輸電的優(yōu)化與升級(jí)，其核心是彈性補(bǔ)償技術(shù)，通過(guò)對(duì)發(fā)電與傳輸系統(tǒng)相位和電壓的控制，有效提升輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并大大降低輸電過(guò)程中的能耗。

3.3配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電環(huán)節(jié)的主要功能是通過(guò)對(duì)電能質(zhì)量的控制確保供電的安全與穩(wěn)定，是整個(gè)電力系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)。電子電工技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了供電質(zhì)量，有效解決了電壓、諧波方面的問(wèn)題，確保了供電的安全性與穩(wěn)定性。（1）電子電工變壓器。以往的工頻配電變壓器存在諸多缺陷，供電性能不佳，并且體積龐大的變壓器會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染。電子電工變壓器能有效彌補(bǔ)工頻變壓器的性能缺陷，可利用電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)化能量的方式大大提升供電質(zhì)量，并且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。（2）FACTS技術(shù)。通過(guò)加裝電力電子裝置來(lái)加強(qiáng)對(duì)電壓、電流及傳輸功率的可控性，所以FACTS技術(shù)不僅在輸電環(huán)節(jié)有極大的應(yīng)用價(jià)值，而且在配電環(huán)節(jié)也發(fā)揮了相當(dāng)關(guān)鍵的作用。一旦電力系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，相關(guān)技術(shù)人員便可通過(guò)對(duì)電子設(shè)備的測(cè)試去發(fā)現(xiàn)故障和解決故障。

3.4節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用

電力作為基礎(chǔ)性的能源產(chǎn)業(yè)，應(yīng)利用新興電子電工技術(shù)在保證安全、穩(wěn)定供電的前提下，盡可能地減少各類能源的損耗。（1）變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模能量損耗，而變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)則可調(diào)控運(yùn)行速率，減少定子的銅損耗率，節(jié)省電量。雖然變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的無(wú)級(jí)調(diào)速效果，但是具有成本投入大和易產(chǎn)生污染的缺點(diǎn)，仍需相關(guān)人員進(jìn)行深入研究。（2）配置無(wú)功補(bǔ)償裝置。變壓器與電動(dòng)機(jī)是電力系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)備，同時(shí)也是耗能最大的設(shè)備。電力系統(tǒng)能維持無(wú)功平衡是保障設(shè)備安全、保證供電質(zhì)量的先提條件，但此過(guò)程也會(huì)造成大量能源損耗。通過(guò)配置無(wú)功補(bǔ)償裝置，能提升相關(guān)設(shè)備的功率因數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果[3]。

4結(jié)論

電是后物質(zhì)文明時(shí)代的“火”，對(duì)人類生存與發(fā)展的重要性不言而喻。電力電子科技的發(fā)展為電力系統(tǒng)的全面優(yōu)化與升級(jí)提供了支持，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)緊跟時(shí)代步伐，認(rèn)真學(xué)習(xí)電子電工技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，在工作實(shí)踐中大膽創(chuàng)新，從而全面推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。

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[1]何心琳.電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探究[J].電子制作，2018，（18）：53-54.

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[3]王鴿.互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中電子電工發(fā)展途徑[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017，（11）：15.

作者：白云飛 單位：新疆庫(kù)爾勒中泰石化有限責(zé)任公司