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　　摘要：電力電氣的自動化程度是體現電力電子行業發展水平的一個重要核心，也是各個行業正常運行不可缺少的技術方法。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。

　　關鍵詞：電氣自動化,技術,原件

　　前言：只有提高企業的電力電氣自動化程度，才能滿足市場對企業需求，提高企業的市場份額。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，提高運行的經濟性，保證產品質量，提高勞動生產率，改善生產勞動的條件。同時能夠減少設備的故障發生和產品次品的產生，提高生產的安全性。

　　1電氣自動化的發展

　　1.1全空型的電力電子開關。隨著交流變頻技術出現后,相繼又出現了全控制式器件如GTR等。這是電力電子器件的第二代;接下來是IGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。最后是功率集成電路,PIC即第四代電力電子器件。

　　1.2由低頻向高頻方向發展的電路。當應用于普通晶閘管時,直流傳動的變換器主要是整流相互控制,交流變頻傳動則是交—直—交變頻器。當電力電子器件轉換到第二代的時候,PWM變換器采用的相應也要多些。因為采用了PWM變換器之后不僅提高了功效,并且能夠減少高次諧波對電網的影響,合理解決了電動機在低頻區的轉矩脈動問題。隨著應用的深入,PWM也存在著諸多缺陷,因此也就有了諧振式直流逆變器電路的發展。

　　1.3交流調速控制理論。交流電機磁場定向遠離理論的提出，為交流傳動高性能控制奠定了深刻的理論基礎。這一控制思想新穎,控制結構簡單明了,信號處理的物理概念明確,是一種高靜動態性能的新型交流調速方法。

　　1.4通用變頻器的投入使用。通用變頻器:系列化、批量化、占市場量最大的中小功率變頻器。先后變頻器經歷了第一代:普通功能型U/F控制型;第二代:高功能型U/F型;第三代:高動態性能適量控制型。

　　1.5單片機的發展。占主導地位的MCS-51的8位機雖占主導地位,但是它的功能還比較簡單,指令集短小,因此就有了適合大批量生產的PIC系列單片機的推廣使用,它不僅具有很高的可靠性,而且保密性高。

　　2電氣綜合自動化系統的功能

　　根據單元機組的運行和電氣控制的特點，應將發電機一變壓器組和廠用電源等電氣系統的控制都納入ECS監控。其基本功能為：

　　2.1變組保護、廠高變保護、勵磁變壓器保護控制。

　　2.26kV高壓廠用電源監視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態監視、投退、手動啟動等。

　　2.3高壓啟/備變壓器控制和操作(2臺機共用)。

　　2.4220kV/500kV開關自動同期并網及手動同期并網。

　　2.5發變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開關的控制及操作。

　　2.6380V低壓廠用電源監視、操作、低壓備自投裝置控制。

　　2.7發電機勵磁系統，包括啟勵、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS(電力系統穩定器)。

　　2.8柴油發電機組和保安電源控制和操作。

　　對于發變組保護等主保護和安全自動裝置，因其設備已經很成熟而且要求全部在DCS中實現其功能尚有一定難度，可能增加相當大的費用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動裝置信息，并可以通過DCS進行事故追憶。

　　3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設備。它的研究對象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。

　　3.1全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管

　　由于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范圍。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參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，這也使得電路比較復雜，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。

　　3.2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，很多的是采用PWM變換器。采用PWM方式后，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。

　　由于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。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。因此，諧振式直流逆變器電路極有發展前途。

　　3.3交流調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機的控制方式，把定子電流的磁場分量和轉矩分量分解開來，分別加以控制。實際上就是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的模式，這種等效變換是借助于坐標變換完成的。

　　大致來說，直接轉矩控制，用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節（Band-Band控制）產生PwM信號，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性能。它省掉了復雜的矢量變換與電動數學模型的簡化處理，大大減少了矢量控制中控制性能參數易受參數變化影響的問題。其控制思想新穎，控制結構簡單，控制手段直接，信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性能的新型交流調速方法。

　　3.4通用變頻器開始大量投入實用

　　一般把系列化、批量化、占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，但以后兩種為主，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功能也由于采用單片機控制動技術而得以提高。

　　3.5單片機、集成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，適于大批量生產的PIC系列單片機及GMS97C。另外單片機的開發手段也更加豐富，除用匯編語言外，更多地是采用模塊化的C語言、PL/M語言。

　　4結論

　　全控型的電力電子開關已經逐漸取代了半控型的晶閘管，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。

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