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电气控制与保护内容摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速,更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词:技术现状 工作原理 运行维护一、电动机技术发展及现状电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的,反过来,电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电机的基本结构变化不大,但是电机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机,控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点,已成为电机学科的一个独立分支。它应用广泛,种类繁多。性能各异,分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种:一种是按功能用途分,可分为发电机﹑电动机,﹑压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械,也是最主要的用电设备,各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机.在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单﹑调节性能好﹑耗损小﹑经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。纵观电力拖动的发展过程,交,直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,因此它今后将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批"巨无霸"电机、一批"光怪陆奇"电机将同时展现在世人眼前。二、电动机工作原理目前较常用的主要是交流电动机,它可分为两种:1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。下图所示为一 台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条,导条两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。由旋转磁场理论分析可知,如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压,就有对称的三相电流流过,并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场,这个磁场的转速n1称为同步转速,它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为:n1=60 f1/p转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关,图中U、V、W相以顺时针方向排列,当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的,转子与旋转磁场之间有相对运动,转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势,因转子绕组自身闭合,转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位,其方向可由"右手发电机定则"确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下,将产生电磁力F,其方向由"左手电动机定则"确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距,其作用方向与旋转磁场方向一致,拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转,将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载,则机械负载随着电动机的旋转而旋转,电动机对机械负载做了功。综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原理是:(1) 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。(2) 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流;(3) 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。三:电动机的运行维护(一) 电动机启动前的准备为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:(1) 检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。(2) 启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。(3) 熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤。(4) 电动机接线板上接头有无松动或氧化。(5) 检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。(6) 传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活。(7) 检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等。(8) 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。(9) 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。(10) 对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。(二) 启动时应注意的问题(1) 接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。(2) 启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。(3) 利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。(4) 同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。(5) 启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。(三) 电动机运行中的监视电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。1. 监视电动机的温度电动机正常运行时会发热,使电动机温度升高,但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大,使用环境温度过高,通风不畅或运行中发生故障,就会使其温度超出允许限度,导致绕组过热烧毁,因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志,在运行中经常检查。判断电动机是否过热,可以用以下方法:(1) 凭手的感觉:如果以手接触外壳,没有烫手的感觉,说明电动机温度正常;如果手放上去烫得马上缩回来,说明电动机已经过热。(2) 在电动机外壳上滴2~3滴水,如果只冒热气没有声音,则说明电动机没有过热,如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声,说明电动机已经过热。(3) 判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。发现电动机过热应该立即停车检查,等查明原因,排除故障后再行使用。2. 监视电动机的电流一般容量较大的电动机应装设电流表,随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表,但也经常用钳形表测量。3. 监视电动机的电压电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关,以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡,特别是三相电源缺相,都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车,待查明原因,排除故障后再使用。4. 注意电动机的振动、响声和气味电动机正常运行时,应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动,噪音和焦臭气味,应停车进行检查修理。5. 注意传动装置的检查电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。6. 注意轴承的工作情况电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。7. 注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。(四) 电动机的定期检查和保养为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下:(1) 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。(2) 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。(3) 定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。(4) 定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。(5) 定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。(6) 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。(7) 除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。四:结论电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国加入WTO后,我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源,保护环境出发,高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来,推广中国的高效率电动机是非常有必要的。但是在日常使用过程中如何去维护好,其影响可见一斑。本文着重从电动机的技术发展及现状、工作原理、运行维护进行了初略的探讨和分析,希望能给正在或即将从事电动机工作的人士一些帮助。五:参考文献1:张运波 刘淑荣 [工厂电气控制技术] 高等教育出版社 20042:许晓峰 [电机及拖动] 高等教育出版社 20043:李洋 孙晋 范翠香 [电动机使用与维修] 人民邮电出版社
我当时的课程论文。如果采纳需要的话可以给你电子稿。电力电子技术在分布式发电中的应用 (浙江大学电气工程学院 电子信息工程3080104394) 摘要:分布式发电以其高效、清洁、灵活的特点被世界各国所重视,成为21世纪电力系统最重要的研究方向之一。本文主要通过电力电子技术对电能的转换,电力电子技术对电能质量的改善等方面介绍了电力电子技术在分布式发电中的应用。关键词:电力电子分布式发电分布式电源电能转换电能质量Applications of Power Electronics in DistributedGeneration Yin Xiang (Collegeof Electrical Engineering,Zhejiang Unversity,Hangzhou)Abstract: Because of itshigh eficiency,cleanness and flexibility,DistributedGeneration (DG)has been paid more attention by many countries in the world andhas become one of the most important research in power system in 21st.This paper briefly introduces the applications Power Electronics inDG through the power transforming by power electronics and the improvement of powerquality by power ;Distibuted Generation;Distibuted Sources;Power Quality 0 引言分布式发电(DistributedGeneration,DG)技术是未来能源技术即电力领域的重要方向。其具有能源利用率高、提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。尤其是对于人口众多、资源有限的国家来说,分布式发电技术更是进行可持续发展的最佳选择。[1] 尽管分布式发电技术具有极大的应用潜力,但目前仍未被电力部门所广泛接受。这主要是因为在分布式发电技术中存在着数量众多的分布式电源(Distributed Resource,DR)。一方面,这些分布式电源如何通过电能变换接入电网技术上依然不是十分成熟;另一方面,当数量众多的分布式电源接入电网后,配电网根本性的变化使得电网各种 保护定值与机理发生了深刻变化,同时分布式电源的并网运行可能会引起电网电压和频率偏移、电压波动和闪变等电能质量问题。[2]而这些问题中很大一部分恰恰是电力电子技术可以解决的。 1 分布式发电 分布式发电的定义DG是相对于传统集中式供电方式而言的,是指位于或接近负荷的、模块似的与环境兼容的发电设施,他们或接在配电网上或独立运行,经济、高效、可靠地发电。其主要结构如图1所示。 [1]黄胜利 , 张国伟 孔 力. 电力电子技术在微电网中的应用[J].电气应用,2008,27(9):55-58.[2]莫颖涛 吴为麟.电力电子技术在分布式发电中的应用[J]. 华北电力术,2004,9:48-54. 图分布式发电的特点DG系统规模和功率较小;高效、经济、可靠、污染小;独立运行或接在配电网上,并位于负荷附近;对于可再生能源分布式发电,输出功率是间断的。DG在被提出和运用之后,一度被视为解决现有大电网结构臃肿、供用电分离的弊病的良药,这一技术由于其固有特点,要想得到进一步推广,还有不小的问题,其相对于传统发电方式自身容量小,能量输出不稳定,这些问题是分布发电自身先天弱点所致,难以独立克服。[3]2 电力电子技术在分布式电源电能变换中的应用 分布式发电中电能变化的基本分类分布式电源根据使用的一次能源不同大致可以分为两种类型:一种是直流源型,如太阳能、燃料电池和蓄电池等;另一种是需要整流的高频交流源型,如风力发电机、微型燃气轮机等。这两种类型的电源最后都需要转换成标准的工频交流电供给负荷或并网。因此,在整个能量的变换过程中使用到了电力电子技术中的AC—DC,DC—DC和DC—AC三种变流技术。 AC-DC变换风力发电机、微型燃气轮机等为不稳定的交流电源,需要首先把它们变成直流电,然后再通过逆变技术变成稳定的交流电。通常使用二极管整流技术。 DC-DC变换太阳能、燃料电池和蓄电池等为直流电源,由于它们的电压等级低,所以必须采用DC—DC中的Boost电路升压至合适的电压等级,然后再进行逆变。另外分布式电源具有在功率输出变化时响应时间长的特点,如微型燃气轮机的响应时间在秒级,而燃料电池则需要数分钟,所以在负荷突变或给定功率变化时会出现有功功率的供给不足;太阳能和风力发电具有波动性大的特点,所以系统中需要加入储能单元。储能单元可以选用超级电容器或蓄电池,同样需要采用Boost电路升压至母线电压。反之,当母线电压过高时,需要采用Buck电路降压对储能单元进行充电,所以储能单元往往采用双向DC—DC进行充放电。[4] DC-AC变换通过AC—DC或DC—DC技术把分布式电源变换到合适电压等级的直流电后,需要采用DC—AC把直流电变换为标准的交流电,供给负荷或并网。 几种具体应用在分布式发电中的电力电子技术分布式发电目前公认的几种常用而且成本较低的系统是以下几种:[5](1)风能发电系统;(2)光电池;(3)微型气轮机;(4)燃料电池。在这些新型分布式发电系统中,电力电子设备在能量的转换中起到极其关键的技术。任何一种形式的分布式发电都要解决分布式电源与电网、用户、储能系统之间的接口能量转换问题。 [3]安明瑞 吴冰冰 乔琨. 分布式发电及其应用综述[J].电源应用技术,2010,13(2):40-43.[4] 梁有伟,胡志坚,陈允平. 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]. 电网技术,2003,27(12):71-75.[5]王志群,朱守真,周双喜,等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统及其自动化学报,2005,17 (1):53-58. 风能并网系统中的电力电子技术19世纪末丹麦开始研究风力发电技术。它属于交流性质的DGRs。风力发电技术是将风能转化成电能的发电技术,其输出功率由风能决定。风速作用在风力机的叶片上产生转矩,该转矩驱动轮盘转动,通过齿轮箱高速轴、刹车盘和联轴器再与异步发电机转子相连,从而发电运行。由于自然风速的大小和方向是随机变化的,风能具有不稳定性。如何使风力发电机的输出功率稳定是风力发电技术的一个重要的问题。 对于一个一个异步发电机系统,首先经过二极管整流器的整流,然后经过逆变器逆变,再与交流电网相连;机械频率与转子转差频率之和等于电网的频率,转换器的额定功率决定于所选择的速度范围。当异步发电机运行在额定同步转速之上时,转换系统可以实现功率逆向流动。[6] 光伏发电系统中的电力电子技术光伏发电系统是属于直流性质的DGRs,是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频、同相的交流电,并且实现既向负载供电,又向电网发电的一个系统。并网系统的核心是并网逆变器,它同时也应该具有独立光伏发电系统的一些功能和特点。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。光电系统进行能量转换的通用方法是:使用直流一交流(DC-AC)逆变器,将存储在光电池中的直流能量转换为大电网同步的交流电压。[7] 燃料电池发电系统中的电力电子技术燃料电池是属于直流性质的DGRs,通过电化学过程将化学能转化成电能,具有效率高、清洁无污染、噪音低、安装便捷经济等特点。燃料电池产生的直流电压经过一个直流一交流(DC-AC)逆变器进行转换,转变为交流电压,其转换过程和光电系统相似直流输电与交流输电相比有许多优势。[8]所以在以上几种发电类型中,电能的传送都是采用直流输电的形式,但是大电网以及人们生活、生产需要的是频率稳定的交流电,所以由电力电子设备组成的整流、逆变电路及其它电力电子接口设备在分布式发电系统的能量转换和传递中起到极其关键的作用。 3 电力电子技术在分布式发电电能质量改善中的应用 分布式发电(DG)对电能质量不利影响(1)对电压闪变造成影响 电压闪变是灯光照度不稳定而造成的视感,传统电网引起电压闪变的主要原因是负荷的瞬时变化,随着分布式发电的引入,将带来引起电压闪变的其他因素,这些因素主要是以下几个方面:某个大型分布式单元的启动,分布式单元输出的短时剧变,以及分布式单元与系统中电压反馈控制设备相互作用而带来的不利影响。[9](2)给系统带来大量谐波众所周知,电力系统中存在大量的非线性成分从而引入了大量的谐波,谐波的引入对电力系统造成的危害有:增加了电站和用户设备的功率损耗;使敏感负荷或者控制设备发生故障;电网波形中谐波成分比例过大,会使一些电力设备寿命减少。[10]由于电力电子器件大量应用于分布式发电,供电系统中增加了大量的非线性负载,所以不可避免的给系统带来大量谐波,至于带来谐波的幅度和阶次受到发电方式以及转换器的工作模式的影响。 [6]胡学浩.分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 电工技术杂志,2004 (10):1-5.[7] 张超,王章权,蒋燕君.无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用[J].电力电子技术,2007,41 (7) :5-5.[8] 唐西胜. 超级电容器储能应用于分布式发电系统:[博士学位论文][D]. 齐智平:中国科学院电力系统及其自动化,2006.[9] 胡学浩.分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 电工技术杂志,2004 (10):1-5.[10]程华,徐政.分布式发电中的储能技术[J1.高压电器,2003,39(3):53-56. 电力电子技术对电能质量的改善电能研究协会(EPRI)为了寻找改善分布式系统性能的先进技术,现已做了大量深入的研究。这种用户电力(CUSTOM POWER)的技术将现代电力电子控制器、分布自动化以及完整的通信结合在一起,为用户终端提供高质量的电能。尽管非常有用,但是CUSTOM POWER 设备应用在分布式系统中的范围很有限。近年来,一些用于快速控制的设备陆续被研制出来,固态断路器(SSB)、静态无功补偿器(STATCOM )和动态电压恢复(DVR)都属于现代电力电子控制器。STATCOM、LTC与机械转换电容三者相互协调可以减少系统电压波动。以STATCOM 为代表的这些用于分布式系统控制的电力电子设备已经得到充分的论证,这些设备不仅可以实现连续控制而且还可以对系统变化作出实时反应。分布式系统中用电力电子设备来控制电能质量,现在应用得还很保守,主要是因为成本太高,只有在非常重要的负荷(如医院)才采用这种方法。最为普遍的电力电子设备是UPS,它在计算机系统中得到非常广泛的应用。[11]由于以后计算机技术将会更加深入到生活和生产中,所以对经济性的电力电子设备的需求将急剧增加,其中一些经济性电力电子设备将用于处理瞬时扰动、电压陷落或其它电能质量问题。 4 结语由于当前发电模式的种种弊端,非可再生能源的枯竭,世界各国对环境保护的重视,分布式发电将成为未来世界最主要的发电模式。从本文对分布式发电的多方面分析可以看出,电力电子技术在分布式发电中有着极其广泛的应用,因此大力研究推广电力电子技术可以为分布式发电技术打开新的突破口,从而进一步促进可再生能源的普及与推广。 参考文献 [1]黄胜利 , 张国伟 孔 力. 电力电子技术在微电网中的应用[J].电气应用,2008,27(9):55-58.[2]莫颖涛 吴为麟.电力电子技术在分布式发电中的应用[J]. 华北电力术,2004,9:48-54.[3]安明瑞 吴冰冰 乔琨. 分布式发电及其应用综述[J].电源应用技术,2010,13(2):40-43.[4] 梁有伟,胡志坚,陈允平. 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J].电网技术,2003,27(12):71-75.[5]王志群,朱守真,周双喜,等.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统及其自动化学报,2005,17 (1):53-58.[6]胡学浩.分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 电工技术杂志,2004 (10):1-5.[7] 唐西胜. 超级电容器储能应用于分布式发电系统:[博士学位论文][D]. 齐智平:中国科学院电力系统及其自动化,2006.[8] 张超,王章权,蒋燕君.无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用[J]. 电力电子技术,2007,41(7) :5-5.[9] 胡学浩.分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]. 电工技术杂志,2004 (10):1-5.[10]程华,徐政.分布式发电中的储能技术[J1.高压电器,2003,39(3):53-56.[11]吴靖,江吴.分布式发电的应用及前景.农村电气,2003,(7):1 9-20.[11]吴靖,江吴.分布式发电的应用及前景.农村电气,2003,(7):1 9-20.
电力电子技术的应用,可以在一般的大学课本的序言中了解到。某一方面的话,可以看看电力系统的控制和继电保护中的使用,或者高压直流输电部分,中都有涉及。最好找本书看看~~,一般的学校图书馆都有,或者大学附近的书店什么的~~~给你个卓越的链接
电力系统自动化是一项综合性质的技术,包含内容广泛,并且随着时代的发展,经济水平的提高,生活质量的提升,对于电力的需求和利用也就越来越大。下文是我为大家搜集整理的关于电力系统自动化毕业论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 电力系统自动化毕业论文范文篇1 试析电力系统调度自动化 【摘 要】阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 【关键词】电力系统;调度自动化;信息 一、传统配电网实现电力系统自动化研究现状分析 电力系统的自动化发展主要是在配电网的上加强其自动化,因此为了提高其供点质量以及供电的可靠性,在进行电力系统自动化分析的时候,主要从配电网上实现其自动化,使得整个电力系统的发展符合当前的科技要求。目前配电网在实现自动化下,通常在10kv辐射线或者是树状的线路进行重合器以及分段器的方式来构成配电网,由于这种方式在现实自动化的过程中,不需要在配置通道上与主站的系统组成上,需要依靠重合器以及分段器本身的功能来实现电力的隔离和恢复功能,从而到电力系统的自动化,此种方法不仅具备相应容易实施的特点,而且还有节省投资的优点。同时还有其他实现电力系统自动化的接线方式,对于这些配电网的接线方式以及整个系统的构成,都具有一定的缺陷性,因此随着科学技术的提高,目前计算机网络技术正在快速的发展,使得在实现电力系统自动化发展的阶段可以对其进行改进,期改进的状态也在不断的发生着变化。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 (一)电力系统调度的任务。 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 (二)调度自动化的必要。 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 (三)电网调度自动化的组成部分及其功能。 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(RTU)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机CPU负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;CDT和Polling远动规约的选用问题,CDT和Polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用Polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 (一)管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 (二)技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化毕业论文范文篇2 浅析电力系统自动化技术 【摘 要】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,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 0 引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 电力系统自动化系统一般是指电工二次系统,即电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。 1 电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi()、WIMAX()、ZigBee()、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 4 信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产121机到176机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 5 安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 6 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来30年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 7 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 8 结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 【参考文献】 [1]汪秀丽.中国电力系统自动化综述[J].水利电力科技,2005(02). [2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷,2008(02). [3]夏永平,唐建春.浅议电力系统自动化[J].硅谷,2010(06). 猜你喜欢: 1. 电力系统自动化论文范文 2. 电力工程自动化专业论文范文 3. 电力系统毕业论文范文 4. 电气自动化专业毕业论文范文 5. 电力工程自动化论文优秀范文
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