文档介绍：电力系统中电气自动化技术的探索
电力系统中电气自动化技术的探索
随着国民经济的快速增长,电力系统中电气综合自动化技术在变电领域已得到了普遍应用和发展,功能技术水平也已日臻完善。本文针对交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机、电气二次系统的控制方式、以及与一次设备的连接等几方面论述了电气自动化在电力系统中的应用。
关键词电力系统;电气自动化;应用
中图分类号: 文献标识码: A
前言
电气自动化专业在我国最早开设于 50 年代, 名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整, 但由于其专业面宽, 适用性厂, 一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录, 它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。
随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展, 原有的电力传动( 电子拖动) 控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且, 电力拖动控制已经走出工厂, 在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统。
变换器电路从低频向高频
随着电力电子器件的更新, 由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时, 直流传功的变换器主要是相控整流, 而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进人第二代后, 更多早采用 PWM 变换器了、采用 PWM 方式后,提高了功率因数, 减少了高次谐波对电网的影响, 解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。
但是 PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上, 使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题, 一种方法是提高开关频率, 使之超过人耳能感受的范围, 但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断, 开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。
通用变频器开始大量投入实用
一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看, 第一代是普通功能型 U/F 控制型, 多彩用 16 位 CPU, 第二代为高功能型 U/F 型, 采用 32 位 DSP, 或双 16 位 CPU 进行控制, 采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力, 也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。它采用全数字控制, 可通过软件实现参数自动设定, 实现变结构控制和自适应控制, 可选择 U/F 左频率开环控制、无速度传感器矢幼控制和有速度传感器矢量控制, 实现了闭环控制的自优化。从技术发展看, 电力半导体器件有 GTO、 GTR、IGBT, 但以后两种为主, 尤以 IGBT为发展趋势: 支频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的 RAS 功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。
单片机、集成电路及工业控制计算机
以MCS- 51 代表的 8 位机虽然仍占主导地位, 但功能简单, 指令集短小, 可靠性高, 保密性高, 适于大批量生产的 PIC系列单片机及 GMS97C ( 二系列单片机等正在推广, 而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,