电力电子技术在电力生产中的应用

郭红霞

摘要：电对保障居民生活及工业生产具有重要作用，而基于实际情况，目前我国电力系统还存在一定不足，供电设施设备容易出现故障，不易维修，且出现故障后诊断存在一定困难，影响电力的有效供应。电力电子技术对电力系统的发展具有极大的保证作用。对于此，充分利用电力电子技术，加大其在电力系统中的应用对保证电力系统供电正常具有促进作用。

关键词：电力电子技术;电力系统;应用研究

引言

电力电子技术是研究电能的变换和利用的技术，是弱电与强电的桥梁。由于电力电子技术迅速发展，新器件、新集成电路不断涌现，新型设备也不断涌现和更新，应用领域在不断扩大。电力电子技术在电动机调速、电气控制、交直流供电电源、发输配电、照明控制、家用电器等诸多领域有着广泛的应用，尤其在电力生产中研究应用占有很重要的位置，在电力生产节能、控制、调节等环节起着重要作用。

1电力电子技术在电力系统中的重要性

电力电子技术不仅包含了传统技术的长处，还以实际情况为基础进行了合理的调整，对于电力系统来说它的重要性也越来越高。首先，电力电子技术能够合理利用并优化配置电力系统的相关资源，做到对电能的优化使用。其次，通过改造传统产业电力电子技术实现了新型机电一体化的目标，为电力系统的良好运行提供了保障。除此之外，机电设备在电力电子技术的支持下走向了高频化与变频化。最后，因为电力电子技术的发展，电力系统变得越发智能化。

2当前电力系统运行所存在问题分析

2.1电力管理运行用电缺乏安全管理

电力作业属于运行用电作业属于特种作业，必须具有相关资质的人员上岗作业，并实施监护。但目前电力系统管理中，由于缺乏专业电气人员，电力工作人员由于缺乏专业水平，贸然作业必然引起违章作业，临时用电造成极大隐患。另，电力系统在运行管理中，对于出现的异常问题，相关人员不能及时对其处理并采取有效措施应对是主要问题，常导致引起较大的损失。

2.2接零保护重视度不足

目前，企业为减低成本及提高工作效率，对电力系统用电装置大多均未配置TN-S系统;且大多施工人员对用电安全认知程度不足，缺乏对接零保护的认识，常导致用电安全事故的发生。对于该类故障，其主要原因在于相关单位对电气安全保护不到位及缺乏有效防护措施的投资使用造成，实际应用中应引起主要及重视。

2.3不重视电气设备材料选型及质量

电力系统管理中不重视电气设备材料选型及质量，如各类电气元件选型不恰当及质量不合格，比如各类企业为节约成本及提高企业利润，忽视质量要求，对于部分产品，恶意降低规格及标准，常导致施工质量无法达标，无法满足实际使用要求。在这种情况下，一单生产过程中电流、电压及功率出现过载情况，容易导致电路发热等情况，激发电火花等，引发电气故障发生，造成生命及财产安全。

2.4临时用电管理不规范，存在任意搭接情况，存在安全隐患

在一些企业在实际生产中，临时搭接用电，不规范用电，常导致用电过程容易对电路造成过载等危险，影响电路系统运行正常及对企业造成由于电气故障所导致的经济损失。

3在电力生产过程中的应用

3.1交流不停电电源UPS

3.1.1UPS系统组成

UPS系统的主要组成部分为：整流器、逆变器、旁路变压器、静态开关、手动旁路开关和相应二次控制部分，其中一次系统中的各种期间均采用电力电子器件。

3.1.2UPS系统组成

UPS系统的正常工作电源由主回路提供，即交流输入经整流器、逆变器后，通过静态开关输送至负载侧，另有直流输入电源逆变作为第一备用电源，交流旁路电源为第二备用电源。

3.1.3UPS不同条件下的运行方式

（1）常用运行方式，即三相交流工作电源供电时，能提供电压品质稳定的单相电源;一般情况下输入端会配置有隔离变压器，防止杂波影响系统电源质量。（2）当交流工作失去时，由直流输入电源（一般为蓄电池）接入交流工作电源整流器后，经过逆变器并滤波后，通过静态旁路开关提供品质稳定的单相电源。（3）如果交流工作电源及直流电源均失去，或者逆变器出现故障时，二者均不能正常供电，此时由交流旁路电源（一般为两相380V）通过变压器调压至220V后，通过静态旁路开关为负载供电。（4）若整个系统中的静态开关故障或检修时，此时为确保UPS系统负载不失去电源，可投入手动旁路开关为负载供电，同时对静态开关进行隔离，用以检修或更换。

3.2厂用直流系统

直流电源系统是电力企业厂用电源系统中重要的组成部分，主要用于控制设备及应急设备供电，其对电源品质及可靠性要求非常高。直流电源系统主要用于高压电气设备的远程控制、信号回路，继电保护设备、自动装置及其他一些重要的直流应急负荷（如事故潤滑/密封油泵、直流事故照明和不停电电源直流电源等）的供电。直流系统由蓄电池组及配套充电柜组成，蓄电池组与充电装置并联运行，向所有直流负载供电。充电柜由若干个直流充电单元组成，使用了大量的电力电子元器件;直流系统在选择配置充电时一般以十小时放电电流作为标准，并考虑一定的冗余，即1000安时的蓄电池，会选择100安培的直流充电柜，并考虑多配置1到2个充电单元作为备用。

3.3发电机励磁系统

交流同步发电机在工作时主要依靠一个稳定持续的磁场，持续一定的速率切割导线，从而产生持续不断的电能，这套提供稳定可靠磁场的设备即为励磁系统。励磁系统是交流同步发电机正常工作的基础，同时也是影响电能品质的重要因素，它的可靠运行对整个电网都有很大的影响。目前大型发电机组的励磁系统应用最为广泛的是机端自并励三相桥式全控静止励磁系统，这种励磁方式结构最简单，可靠性高。该系统通过发电机出口配置的励磁变压器降压，将较低的交流电源通过可控硅整流器整流、滤波，形成稳定可靠的直流励磁电流，通过碳刷接入发电机转子回路，实现发电机工作所需的稳定、强大磁场。此系统对电力电子器件的要求是容量大，同时对可靠性和散热性能也有很高的要求。

3.4高压变频器

高压变频器是应用现代电力电子技术、电力拖动技术以及计算机控制技术等研制开发的高效节能型产品，它采用了先进的输入切分技术、优化的串联多重叠加技术、独特的单相桥式逆变技术、优秀的光纤传导技术、完善的过电压保护技术、波形连续变换技术以及远程通讯控制技术等。发电企业风机电动机变频器较多采用高压变频器，以达到经济节能、快速调节的效果。一般情况下为通用的独立式高压变频器，主要控制异步交流电动机的速度和转矩，以实现工作设备在适应系统需要的前提下，达到最优的节能效果;同时，变频调速装置也在重载拖动的特定场合可以为电机提供软启动功能，但现阶段已逐步淘汰。

结语

在电力系统的正常运行中电力电子技术的应用至关重要，其应用是电力系统的运行及发展的重要保障。电力电子技术随着科学技术的进步得到了持续的发展，但尚处于发展过程中的电力电子技术其应用和稳定性还不太理想，因此，我们要继续坚持创新和发展这项技术以实现电力系统的经济效益最大化。

参考文献

[1]钱昕.关于电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].山东工业技术，2017（04）：150.

[2]周若林，赵应林.基于电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].电子测试，2015（07）：144-147.

[3]张帅.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].建筑工程技术与设计，2015（22）.