電子電工技術(shù)對電力系統的價(jià)值

摘要：本文將對電子電工技術(shù)的在電力系統中的應用做簡(jiǎn)要闡述，以供參考，并探究更多的可能性。電子電工技術(shù)作為一門(mén)綜合性學(xué)科，在當今時(shí)代的電力系統中充當了不可或缺的重要角色。利用該技術(shù)能夠以較小的電路控制系統來(lái)代替人工控制，有效提高了電力系統運轉的效率和可靠性。同時(shí)，在電力系統管理、系統安全性、成本控制等多個(gè)方面都多有助益。

關(guān)鍵詞：電子電工技術(shù)；電力系統；勵磁變壓器

1 電子電工技術(shù)綜述

電工電子技術(shù)并不特指某一項技術(shù)，而是多種電力相關(guān)技術(shù)的集合，這其中既有最為基礎的電路知識，又有與時(shí)代發(fā)展密切相關(guān)的數電和模電等新興技術(shù)，可說(shuō)是把包羅萬(wàn)象。而隨著(zhù)我國的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)與人們的生活密切相連，用電規模也逐年加大。這樣的情況無(wú)疑是加大了電力系統運行的風(fēng)險等級，同時(shí)也提高了管理的難度。電子電工技術(shù)的出現與不斷發(fā)展有效解決了這些問(wèn)題，其可以為整個(gè)電力系統提供一個(gè)集成化的操作平臺，方便技術(shù)人員及時(shí)根據用電情況做相應的調整，有效減少了資源和成本的浪費。對于電力系統的管理來(lái)說(shuō)，也提高了其管理效率。利用電子電工技術(shù)制造出適用的電路控制系統可有效替代人工操作，降低了人力成本，并提升了系統運行的效率。對于電力系統從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，這樣做也提高了他們的人身安全系數。

2 電子電工技術(shù)的應用

2.1 發(fā)電環(huán)節的應用

電子電工技術(shù)能夠通過(guò)一定的電路系統實(shí)現靜止勵磁，使得發(fā)電機在不需要勵磁機的情況下就能夠完成發(fā)電。工作原理如圖1 所示。勵磁變壓器接在發(fā)電機機端，通過(guò)可控硅整流裝置供給發(fā)電機勵磁。當發(fā)電機的電壓發(fā)生變化時(shí)，勵磁調節器會(huì )改變可控硅的控制角α的大小，以此來(lái)保證機端電壓的恒定。實(shí)際運行時(shí)的控制過(guò)程如下：當α<90 °時(shí)，輸出電壓值為正，整個(gè)電路處于整流狀態(tài)，產(chǎn)生了直流的電流形式；當α>90 °時(shí)，輸出電壓值為負，電路處于逆變狀態(tài)，發(fā)電子轉子磁場(chǎng)將原本儲存的能量反饋回交流電源中，并對磁場(chǎng)進(jìn)行迅速滅磁。如此循環(huán)往復，最終使得輸出的電壓值保持相對恒定的狀態(tài)。其余的靜止勵磁系統的工作原理大致與此相同，靜止勵磁系統具有結構簡(jiǎn)單、低成本、高安全性的特點(diǎn)。同時(shí)，在整個(gè)電力系統當中，該系統可有多個(gè)層面的應用，因此可以同時(shí)完成多個(gè)發(fā)電機組的工作，以有效控制多個(gè)發(fā)電設備。由于靜止勵磁系統有著(zhù)以上的優(yōu)點(diǎn)，該系統被廣泛應用于大規模的發(fā)電機組當中。在發(fā)電設備的優(yōu)化方面，引用了電子電工技術(shù)中的變頻調速技術(shù)作為核心技術(shù)，其通過(guò)動(dòng)態(tài)調節風(fēng)機、水泵等主要耗能設備，讓其在滿(mǎn)足發(fā)電所需要求的同時(shí)，也最大化地減少了多余能源的消耗。據測算，將該項技術(shù)與發(fā)電過(guò)程中的能耗設備進(jìn)行有機結合后，能夠有效降低耗能35%左右?？梢哉f(shuō)該項技術(shù)既改變了傳統設備中的高負荷運作狀態(tài)，又一定程度上起到了節能的作用。

2.2 輸電環(huán)節的應用

發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)出電力后，需要依靠輸電系統，將發(fā)電產(chǎn)生的電力輸送到全國各地，電力的輸送一般是靠電線(xiàn)作為介質(zhì)進(jìn)行?？紤]到要進(jìn)行遠距離的輸送，一般選擇導電系數較高的銅做材料來(lái)制造電線(xiàn)，在金屬材料中銅的導電率僅此與金和銀，且原材料價(jià)格相較之下更加低廉，因此最為合適作為載體輸送電力。但在電力輸送的過(guò)程當中最不可忽視的一個(gè)問(wèn)題是電能的損耗，這里的損耗主要是由電線(xiàn)本身的電阻所帶來(lái)的，銅線(xiàn)本身的電阻值足夠低，但在遠距離電力輸送中，這樣的阻值也足以造成較大的能源損耗。應用電工電子技術(shù)，人們設計出了變壓器，用以將發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的電力的電壓升高以降低電能在遠距離輸送中的損耗。電力輸送到使用對象所在位置時(shí)，再使用變壓器將電壓降低到適宜的程度以供使用。其工作原理如圖2 所示。如圖2 所示，在左側線(xiàn)圈上加上交流電壓U1 ，線(xiàn)圈中就產(chǎn)生了交變電流i1 ，它在鐵芯中產(chǎn)生了變化的磁通量φ1 ，φ1 通過(guò)左側線(xiàn)圈和右側線(xiàn)圈，產(chǎn)生了感應電勢e1 ，e2.由電磁感應定律可知，感應電勢的大小與匝數成正比。感應電勢接上用電器之后，電路閉合，因此感應電勢的大小就是該用電器兩端的電壓大小。因此，在發(fā)電廠(chǎng)使用的變壓器的原線(xiàn)圈的匝數小于副線(xiàn)圈的匝數，發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的電力經(jīng)過(guò)副線(xiàn)圈之后變成電壓更高的高壓電，高壓電在輸送過(guò)程中電能損耗更低，適用于遠距離的電力輸送。電力輸送到指定位置后再使用原線(xiàn)圈匝數大于副線(xiàn)圈匝數的變壓器將高壓電轉換為低以上所述是交流電在遠距離輸送中所使用的技術(shù)，變壓器的出現有力保障了輸電環(huán)節的安全、可靠。在直流輸電中，一般借助晶閘變流設備連接至送電側和用電側，來(lái)降低輸電環(huán)節的損耗。直流輸電的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單、安全系數高、電力輸送穩定性高等。同時(shí)對于鋪設的環(huán)境要求也比較低。即使是復雜的地理環(huán)境也能進(jìn)行大面積鋪設。直流輸電技術(shù)也能應用于遠距離電力輸送，且相較于交流輸電，其對于設備的性能提升更加明顯。以上這兩種輸電方式均可以幫助實(shí)現電力的合理應用。除了上面談到的變壓器這一傳統的電子電工技術(shù)產(chǎn)物，隨著(zhù)電子電工技術(shù)的不斷發(fā)展，柔性交流電輸電技術(shù)成為了電力輸送中的主要技術(shù)。其作為現代綜合科技技術(shù)的結合體，實(shí)現了電子傳輸過(guò)程中的微電子通信、微處理等，是一種極其高效的控制電子電工技術(shù)?；谠擁椉夹g(shù)的裝置有可控硅串聯(lián)補償電容器（TCSC）、靜止無(wú)功補償（STACOM）等。其中更有基于靜止無(wú)功補償器（SBC）的調控裝置可以實(shí)現控制電網(wǎng)系統與分布式負荷的無(wú)功切換，以確保系統的穩定運行。統一超流控制器（UPFC）與電容器的組合則可以實(shí)現對電網(wǎng)系統的有效監控，并及時(shí)獲得反饋，方便技術(shù)人員根據反饋做相應調整。

2.3 配電環(huán)節中的應用

配電環(huán)節是將電能向用戶(hù)輸送到的一個(gè)環(huán)節，在這一過(guò)程當中，由于用戶(hù)需求的不一致性，如個(gè)人用戶(hù)與企業(yè)用戶(hù)對于電力的要求的差異性，電能的分配不能一概而論，需要根據實(shí)際做合理的分配。電子電工技術(shù)能夠做到通過(guò)特定的檢測設備，智能檢測電路中的電能損耗，并根據損耗的程度判斷用電的狀況，再根據獲取的這些數據來(lái)分配電能，以達到物盡其用的目的。對于用電過(guò)程中的用電安全問(wèn)題，應用適當的電子電工技術(shù)能夠做到對系統中的用電變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。當發(fā)生故障時(shí)，系統的電流和電壓會(huì )出現明顯的波動(dòng)，技術(shù)人員便能根據波動(dòng)出現的時(shí)間、地點(diǎn)、波動(dòng)幅度等信息初步判斷故障的原因，并及時(shí)到現場(chǎng)排除故障，以保證用電安全。這樣不僅能夠及時(shí)發(fā)現系統故障，同時(shí)也為保障用戶(hù)的用電安全提供了有效支持。與此同時(shí)，將電子電工技術(shù)與PC計算機信息技術(shù)進(jìn)行有機結合后，控制系統能夠自動(dòng)采集電子設備的運行參數，并將其輸送到主控平臺中。主控平臺在將采集到的信息做相應展示之外，也會(huì )根據系統設置重點(diǎn)標記不正常的數值，以便技術(shù)人員能夠及時(shí)發(fā)現并作出有效應對。

3 電子電工系統在電力系統中發(fā)揮的重要作用

電子電工技術(shù)的出現與發(fā)展壯大，實(shí)現了電力系統與電子電工技術(shù)在更深層次上的有機結合，做到了電力控制系統的小型化與智能化。同時(shí)，電子電工技術(shù)與現代計算機技術(shù)的結合，進(jìn)一步提升了系統的運作效率與解析計算能力。不難看出，電子電工技術(shù)與電力系統的結合，對于電力系統的進(jìn)一步發(fā)展大有助益。下面將從幾個(gè)方面說(shuō)明電子電工技術(shù)在電力系統中所起到的重要作用所在：

3.1 有效提高電能的利用率

電子電工技術(shù)能夠實(shí)現對電力系統的精確控制，避免電力及其相關(guān)資源的不必要浪費。如整流電路、逆變電路等利用相應的電子電工技術(shù)設計出來(lái)的電路系統，有效實(shí)現了對傳統的電路的升級改造，同時(shí)也降低了電能損耗，有助于提高電力的利用效率。

3.2 有助于電力系統的智能化發(fā)展

隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，智能化已然成為了未來(lái)科技發(fā)展的大勢所趨。這一點(diǎn)在電力系統的發(fā)展進(jìn)程中也同樣適用。傳統的電力系統運行控制是靠人工來(lái)完成，工人在工作時(shí)的安全難以得到有效保障。電力系統的運作效率也相對較低。通過(guò)電子電工技術(shù)，設計相應的邏輯控制電路參與控制，將傳統的以人工為主的手動(dòng)控制系統轉換為以自動(dòng)控制為主的自動(dòng)化控制系統，可以有效提升電力系統的控制效率。同時(shí)，由于是通過(guò)相應的邏輯控制電路來(lái)實(shí)現自動(dòng)化控制，其控制的精度相較于手動(dòng)控制有了質(zhì)的飛躍。而隨著(zhù)電子電工技術(shù)與計算機技術(shù)的結合，有了各種各樣的算法參與電力系統控制當中，使得控制系統的智能化程度大大提高。這些都有力促進(jìn)了電力系統的智能化發(fā)展。

3.3 有利于提升電力系統的運作效率

電力系統通過(guò)輸電線(xiàn)路輸送給用戶(hù)的電能頻率與電壓的大小都是相對穩定的，不會(huì )有大幅度的變化與波動(dòng)。但用戶(hù)在實(shí)際使用電能時(shí)，有時(shí)候會(huì )通過(guò)串并聯(lián)的方式來(lái)達到自己的使用目的。但這樣一來(lái)會(huì )導致接入的電路中很大一部分電能并沒(méi)有實(shí)際做工，最終只是以熱能的形式損失掉。電子電工技術(shù)中的變頻技術(shù)可以有效避免這方面的問(wèn)題，其通過(guò)變頻實(shí)現了用戶(hù)端電壓的調節，同時(shí)又保證了設備的正常使用，更加重要的是最大程度規避了電能的損失?，F在市場(chǎng)上出現的變頻空調、變頻冰箱等用電設備就是該項變頻的電子電工技術(shù)的實(shí)際應用。

4 結束語(yǔ)

綜上所述，電子電工技術(shù)這一多學(xué)科結合的綜合體，已經(jīng)與社會(huì )發(fā)展過(guò)程中的其他各個(gè)行業(yè)密不可分了。從整體上而言，電子電工技術(shù)的應用主要體現在發(fā)電、輸電以及配電三個(gè)大環(huán)節上，應用的技術(shù)因實(shí)際情況不一而足。因此，使用最為合適的技術(shù)來(lái)最大程度地滿(mǎn)足用戶(hù)對于電力的需求是關(guān)鍵所在。目前電子電工技術(shù)所能起到作用還處于提高電力系統運作效率，促進(jìn)電力系統設備，包括控制系統的智能化發(fā)展，即是電力系統的自動(dòng)化升級，以及提高電能的利用率上，隨著(zhù)電子電工技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，將會(huì )出現越來(lái)越多的新技術(shù)，新方案，屆時(shí)其所能起到的作用將不限于此。因此，電力系統的從業(yè)人員須得時(shí)刻保持不斷學(xué)習的狀態(tài)以更好地理解并使用這些技術(shù)。

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