工业用电研究论文

近年来，我国电气技术不断提高，在建筑工程中的应用也越来越广泛，给人们的日常生活带来极大的便利。这是我为大家整理的电气职称论文，仅供参考! 电气职称论文篇一 建筑电气中的低压电气安装技术 摘要：随着我国经济的发展，城市化进程的加快，住宅小区建设项目越来越多。低压电气设备是建筑工程中基础性设施，关系到人们的日常生活，必须做好施工质量的管理。低压电气安装工程一般工期较长、工序复杂、受到多方面因素的影响，在施工过程中涉及到交叉施工，因此，必须进行科学合理的安排，提高施工技术，才能有效的保证低压电气安装的质量。 关键词：建筑;低压电气;安装 近年来，我国电气化安装技术不断提高，在建筑工程中的应用也越来越广泛，给人们的日常生活带来极大的便利。但是，低压电气安装技术比较复杂，专业程度较高，施工中还涉及到多种交叉施工，因此，做好建筑低压电气安装技术的研究，对促进建筑行业的发展具有非常重要的现实意义。 1、低压电气安装工程特点的概况 重视预防工作，严把质量关。由于低压电气安装过程中容易受多种外在因素影响，每道工程环节存在诸多质量隐患，因此要重点加强预防工作，严把施工质量关，确保工程施工进度和安装质量达到工程要求。影响因素多，综合性强、涉及面广。建筑工程低压电气安装工程具有工种繁多、工期进度长等特点，也就决定工程必然面临着影响因素众多、施工综合性强、牵涉面广的问题。工期长工种复杂。施工之前，要做好接地网、管线铺设等前期土建工程，并开展焊接工作;该工序完成后，进入到设备试机阶段，全部工程竣工之后还要对电气系统进行总调试，再由有关部门进行最后的竣工检测验收。该工序阶段要涉及到土建、设备安装调试、工程质量验收等多个工种。 2.建筑工程低压电气安装技术 充分领会图纸的设计意图 施工图纸是保证施工正常开展的前提条件，只有在充分熟悉施工图纸的基础上，才能够组织有效的施工活动，及时发现问题并迅速解决，促进工程施工活动顺利开展。一般而言，电气系统具有种类繁多的设备和管线配置。在开展电气工程施工之前，要做好施工图纸的审阅工作，尤其是设计中的变更部分，要逐一进行扫描。 电柜、电箱和配电盘的安装技术 电柜、电箱和配电盘安装的施工技术，主要包括以下事项：(1)施工人员在进行电柜、电箱和配电盘安装时，不仅要对安装位置进行准确定位，而且要确保内部线路的正确连接，从而保证整个电力设备的安全运行。(2)在制作电柜、电箱和配电盘时，要选用不可燃材料，保证安装牢固，各类技术参数指标处于正常状况。(3)箱内元件的分布要按照图纸结构而定，严格进行各个相序间的划分，线路界面必须严格按照图纸进行操作。(4)电柜、电箱和配电盘的金属框架及基础型钢要确保接地正确，设置相应的可开启门。门和框架的接地端子间要选择裸铜线连接，同时配备相应的电击保护，抽出式配电柜推拉需要保持正常动作。(5)电柜、电箱和配电盘内线路整齐没有交接无序现象，导线间应紧密连接，没有断股和伤芯线现象。(6)漏电保护装置的动作电流设置合理，以免引起安全事故。 管件预埋的安装技术 作为建筑工程低压电气安装的重要内容，管件预埋和焊接的质量至关重要，然而在实际操作中，由于施工人员技术参差不齐，容易发生错埋、漏埋或者是没有安装图纸和施工规范要求进行管件的制作埋设。具体说来，管件预埋的施工技术包括如下方面：现场施工人员要对预埋件敷设的部位、数量、规格型号等与图纸进行认真核对，仔细检查钢管防腐、管口处理和焊接等;管间的连接、弯扁度、弯曲半径、过线盒和接线盒要符合相关规定;对设备基础、接地装置和接地网的施工质量进行检查;对接地网的接地电阻进行测量，对不满足设计要求的部位，采取增加接地极数或其他补救 措施 。 接地装置的安装技术 要按照建筑工程低压电气的施工图纸进行接地装置的分布，接地电阻值应该符合标准的设计要求。埋设防雷接地的干线时，经人行通道处埋地深度要大于1m，同时在管道上方敷设沥青。接地模块顶面埋地深度要大于，接地模块间距大于模块长度的3～5倍，其埋设基坑通常是模块外形尺寸的～倍，并且在开挖深度内做好各项指标记录。接地模块要保持水平或垂直就位，同时把握好各个上层间的接触距离。对接地模块的引线进行集中处理，用干线将接地模块并联焊接成一个环路，干线的材质与接地模块焊接点要保持一致。当进行暗敷操作时，在抹灰层内的引下线设置固定装置，明敷操作时引下线不能弯曲，要尽量实现平整的放置，用油漆做好支架焊接位置的防腐工作。 电线导管和线槽敷设的安装技术 电线导管和线槽敷设的施工要点包括：金属电缆导管和线槽必须接地或者是接零可靠。钢导管和金属线槽不能够熔焊跨接接地线，连接处需要使用专用接地卡固定跨接接地线，并且两卡间铜芯软导线截面大于4mm2。非金属导管采用螺纹连接时，连接处两端跨接接地线。防爆导管不能使用倒扣连接，金属导管严禁对口熔焊连接。当绝缘导体在砌体上剔槽埋设时，要采用强度等级大于M10的水泥砂浆抹面保护，并且保护层厚度大于15mm。室外埋地敷设电缆导管时，埋深要超过，并且壁厚小于2mm的钢导管不应该埋设在室外土壤内。所有管口在穿入电缆和电线后应该做密封处理。引向建筑物的导管，建筑物一侧的导管口应设在建筑物内。金属导管内外壁应做防腐处理，埋于混凝土内的到管内壁应做防腐处理。暗配的导管，其埋设深度和建筑物表面的距离要超过15mm;明配的导管，应该排列整齐，固定点间距均匀，并且安装牢固。导管和线槽在建筑物变形缝处，应该设补偿装置。 低压电气安装的协调施工技术 如前文所述，建筑工程低压电气安装中涉及的工序较多，各工序间经常会交叉施工，因此在进行低压电气安装前，应该做好各专业施工顺序的协调，正确权衡不同施工顺序的重要性，从而科学安排不同施工工种的进度。如建筑工程低压电气与土建、给排水施工间进行协调时，需要注意以下事项：(1)建筑工程低压电气安装会影响到土建工程的进度，因此在对两者进行协调时，要做好主次的把握，实现以土建为主，低压电气安装工程全面做好土建工程的配合工作。(2)建筑工程低压电气安装与给排水工程进行协调时，首先要认真比对和研究两个工种的图纸。由于这两个工种的图纸可能存在不同程度的差异，如低压电气安装的线管道与给排水作用的排水管道存在冲突时，一定要根据施工规范的要求，做好各管道的安装工作，确定好安装顺序，然后再进行安装。 3.建筑工程低压电气的调试和运行技术 当建筑工程低压电气安装工程结束后，需要对低压电气安装工程内各个元器件的运行进行考核，确保低压电气安装的有效性。具体说来：(1)成套配电(控制)设备的运行电流和电压要处于正常状态。(2)电动机应通电后观察其转向和机械转动是否正常，并且空载试运行的电机时间为2h。交流电动机在空载状态下持续启动两次，两次的断开时间在5min以上，确保电动机温度正常后方可再次启动;空载运行时，要记录电流、电压、温度和运行时间等参数，确保达到电气动产要求。(3)照明系统通电后，灯具回路控制要和配电箱回路相同，开关与灯具控制顺序也要逐一应对。 4、结语 总之，建筑工程低压电气安装工程质量直接影响工程总体质量，必须要高度重视其工程质量管理工作，希望在本文研究的基础之上，有更多的专家学者提供指导意见，切实提高低压电气安装工程质量。 参考文献： [1] __民.建筑低压电气安装工程的施工要求[J].广东建材，2009，25(7) [2] 孙坤.试论建筑工程中低压电气安装施工[J].科技与企业，2012(3) [3] 申伟华.低压电气安装质量控制措施[J].投资与合作，2011(6) 电气职称论文篇二 浅析工业电气设计中电气节能 【摘 要】随着大量节能型变压器产品的普及，有很多设计单位仍在使用S7等系列变压器。本文是笔者根据多年的工作 经验 ，从供配电系统的设计、控制系统的设计、照明系统的设计、设备的选择几个方面介绍了采取何种措施能达到节能减排的目的，实现方案的安全性、经济性及节能性。 【关键词】电气设计;电压;水平;电气节能 前言 依据调查统计资料显示：我国的国民生产总值增长率与能源消耗增长率比例为：1：，但是标准的国民经济增长率与能源消耗增长率应该为：1：。通过比较得出：我国的节能工作还有待提高。尽管我国地大物博，但是资源仍然不够用，因此，要实现可持续发展，就要做好资源的有效利用，其中最重要的是要做好节能计划，在安全性能、节能性等方面都要做好规划，按计划实施。 1 供配电系统的合理设计 工业电气与普通民用电气的主要区别是：用电负荷等级高，用电设备相对密集，对连续性供电的要求较高。为达到节能的效果，从以下几方面进行考虑。 (1)供配电系统的环节不宜过多，尽量做到简单可靠。过多的配电环节会造成额外的能量损耗。这也是规范规定“同一电压等级供电系统配电级数不宜多于两级”的原因。 (2)应合理选择设备的供电电压水平。同等情况下，电压水平高，损耗相对较小。如工业、企业大量使用的压缩机、循环水泵等，常采用6/10kV供电，既降低了供电线路上的电流，又减少了铜损耗，还能减少铜材的浪费。 (3)变电所应尽量深入负荷中心。大多数情况下，工业、企业内的负荷多为低压交流380V，若距离过远，为满足起动压降和运行压降的要求，增加电缆的截面，势必造成铜材的大量浪费。所以，如果厂区面积过大时，应采用合理的供电半径统一筹划，设置多个变配电装置，缩小线路的距离，降低损耗。如果有爆炸危险区存在，在满足规范的前提下，可将变电所设置在爆炸危险区外，将室内外地坪高度差提高至，就能达到降低能耗的效果。 (4)采用功率因数补偿。在工业企业中大多数用电负荷为机泵。在SH3038―2000《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》推出后，石化装置设计人员将低压补偿取消，这种做法有欠妥当。如果补偿只设置在6/10kV侧，低压侧不进行补偿，负荷较多时配电变压器的数量会相应增加或变压器容量会相应增大，很容易造成额外的电能浪费。所以，应采取就地补偿原则，从设计上保证节能，可即变压器后侧进行相应的补偿，在同样负荷率的情况下，使变压器的效率提高。 变压器的合理选择：变压器是设计人员使用量最多，但又常是设计最不合理的设备之一。分以下两种情况： (1)在目前已有的大量节能型变压器产品推出的情况下，有很多设计单位仍在使用S7等系列变压器。很多电力部门往往将大城市的老变压器拆除后移至城乡结合部或乡村使用，不但造成大量电力损耗，还增加了低收入人群的额外支出费用。所以，设计人员应严把设计关，从源头杜绝再使用国家淘汰产品和落后产品变压器。尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器，如S9、S10、S11、SC9、SC10等。节能型变压器在制造铁心的硅钢片、铁心的制造工艺上都有较大的改进，有利于减小变压的空载功率损耗。 (2)变压器的容量和数量也与节能有关。工业企业由于用电要求较高(多数为一、二级负荷)，所以在设计时一般总会按照互为全备用(即单台变压器的负荷率不超过50%，由两台变压器承担用电负荷)的思路。可以对一、二级负荷采用互为全备用的方式，对于三级等负荷，完全可另设变压器，将变压器的负荷率提高到75%左右，这样虽然增加了变压器的数量，但变压器总容量降低了，减少了部分无功损耗和有功损耗。当然，增加变压器的台数也会造成损耗和建筑物面积的增加，各种因素要综合考虑才能达到最佳效果. 2 控制系统的合理设计 在工业企业生产装置和生产线上往往有集散控制系统或者可编程逻辑控制器参与逻辑控制，是为了提高系统自动化程度，减少人工成本。在以往的设计中，为了减少一次性生产成本投入而减少DCS点数，将应控制的起动和停止由一个继电器输出控制。如采用1个继电器接点控制，则DCS采用的不间断电源(Uninterrupted PowerSource，UPS)容量往往会比采用2个继电器控制时的UPS容量大，即使增加了输出I/O卡件，也能达到很好的节能效果。 采用两个继电器的控制方式优点如下：如果装置第一次是在开起现场，当顺利开起后，转换开关在旋转的过程中运行的设备不会停止;而选择1个继电器输出控制设备起停时，转换开关在旋转的过程中运行的设备会停止。 3 照明系统的合理设计 工业、企业电气照明设计并没有民用建筑照明设计复杂，但是在装置中同时使用的灯具量大。 (1)过去通常采用的灯具为汞灯、钠灯、金卤灯，这些灯具在工矿企业当中使用量大、面广，也发挥了其应有的作用，但在新兴光源的推出后逐渐失去了原有的主导地位，光效低、寿命短、功率因数低，起动时间长等缺点，已经不能满足现代石化企业的照明要求。所以，现在推出了电磁感应灯、LED灯等光源，这些已能完全满足用户的要求，如表1所示。虽然价格稍高，但随着推广，费用会逐渐降低。 表1 各种光源参数对照表 注：参照《工厂常用电气设备手册》和厂家样本。 (2)过去对光源的控制不能达到节能的效果。如采用适当的措施，如光控、时控、稳压输出等，则每年可以节约大量的电能。 (3)新的照明设计标准对节能部分进行了增加，对主要功能建筑物的功率密度值进行了限制，如GB500342004《建筑照明设计标准》的第～条中对于“高于或低于规定表格内的照度值时，照明功率密度应按比例提高或折减”的相关条目就充分体现了我国对照明节能上的重视。 4 科学选取设备 机汞是工业及企业的主要用电负荷。尽管电气专业人员不负责选择机汞，但是仍然能够在设计准备时期给出较科学的意见。假如所选的电机功率较大，可以提高运转时的安全性，但是在轻载和空载时由于要消耗较大的电能往往导致工作效率低，因此可以对此类电动机安装变频调速器，既可以提高工作效率，还可以更加节能。 5 小结 总而言之，电气设计人员要尽心尽力地完成设计工作，从安全性能、节能性、经济性等多方面进行研究，最终选取科学的供配电规划，进一步改善计划后，投入实施，在提高社会效益和经济效益上面尽自己的一份力量。 参考文献： [1]王兆安，刘进军.电力电子技术(第五版) [M] .北京： 机械工业出版社， .看了电气职称论文的人还看了：1. 变电站职称论文 2. 电气工程师学术论文 3. 电气专业论文范文 4. 电气自动化论文精选范文 5. 电气论文范文

电力电子技术的发展与展望研究作者：王娟武 班级：机设0918 专业：机电设备维修与管理 学号：0918316 学院：安徽水电学院 日期：2010年12月当今世界能源消耗增长十分迅速。目前，在所有能源中电力能源约占40%，而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后，电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换，电力电子技术在21世纪将起到更大作用。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。�现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具 体应用。当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。一．.电力电子技术的发展历史1. 整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2. 逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3. 变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。2. 现代电力电子的应用领域 计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。 通信用高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。 直流-直流(DC/DC)变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。 不间断电源(UPS)不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。 变频器电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。 高频逆变式整流焊机电源高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。 大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到以上,功率可达100kW。自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。 国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为。 电力有源滤波器传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有。电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。二．.现代电力电子技术在电力系统中的应用1. 发电环节电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备 ，电力电子备的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。（l）大型发电机的静止励磁控制静止励磁采用晶闸管整流自并励方式具有结构简单 、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。（2）水力、风力发 电机的变速恒频励磁水力发电的有效功率取决干水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) ，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。（3）发电厂风机水泵的变频调速发电厂的厂用电率平均为 8％，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的6 5％且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。2. 输电环节电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改 善了电力网的稳定运行特性。（1）直流输电 ( HVDC)和轻型直流输电( HVDC L i g ht )技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。l 9 7 0年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。（2）柔性交流输电 ( FACTS)技术 FA CTs技术的概念问世20世纪8 0 年代后期，是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压 及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平。20世纪9 0年代以来，国外在研究开发的基础上开始将FA CTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小，设备结构简单，控制方便，成本较低，所以较早得到应用。3. 配电环节配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率 、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即用户电力 ( Cu s t o m Po we r ) 技术或DFACTS技术，是在F ACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以DFACTS设备理解为F AC TS 设备的缩小版，其原理、结构均相同，功能也相似。由于潜在需求巨大，市场介入相对容易，开发投入和生产成本相对较低，随着 电力电子器件价格的不断降低，可以预期D F A C TS设备产品将进入快速发展期。三．电力电子技术的发展展望1. 新型电力电子器件在用新型半导体材料制成的功率器件中，最有希望的是碳化硅（SiC）功率器件。它的性能指标比砷化镓器件还要高一个数量级。碳化硅与其它半导体材料相比，具有下列优异的物理特点：高的禁带宽度，高的饱和电子漂移速度，高的击穿强度，低的介电常数，以及高的热导率。上述这些优异的物理特性，决定了碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合下是极为理想的半导体材料。在同样的耐压和电流水平下，SiC器件的漂移区电阻仅为硅器件的1/200，即使高耐压的SiC场效应管的导通压降，也比单极型、双极型硅器件的低得多。而且，SiC器件的开关时间可达10ns量级，并具有十分优越的FBSOA。SiC可以用来制造射频和微波功率器件、各种高频整流器、MESFETs、MOSFETs和JFETs等。SiC高频功率器件已在Motorola开发成功，并应用于微波和射频装置。GE公司正在开发SiC功率器件和高温器件（包括用于喷气式引擎的传感器）。西屋公司已经制造出了在26GHz频率下工作的甚高频的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高电压的SiC整流器和其它SiC低频功率器件，用于工业和电力系统。理论分析表明，SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。可以预见，各种SiC器件的研究与开发，必将成为功率器件研究领域的主要潮流之一。可是，SiC材料和功率器件的机理、理论、制造工艺均有大量问题需要解决，它们要真正给电力电子技术领域带来又一次革命，估计还需要至少10年左右的时间。2. 新能源电力电子技术在新能源发电技术和电能质量控制技术及节能技术方面有很广阔的发展间。其中风力发电和太阳能发电最受关注，而电力电子技术正是风力发电和太阳能发电的核心技术之一，这给电力电子工程师提供了千载难逢的发展机遇 ，广大 电力电子工程师务可以住这一机遇乘势而上，促进电力电子技术的发展。同时，由于一方面电力电子装置和电弧炉等装置的的大量应用，使得电能质量日益下降，另一方面用 户对电能质量的要求越来越高人们对以有源电力滤波器为代表的电能质量控制装置日益重视，研究开发越来越多。此外，由于电力系统电动机(约占发电量的6 0 ％ 以上 ) 和照明电源( 约占发电量的 1 0～1 5 ％的大量采用，电力电子装置对无功功率和电力谐波都可有很好的补偿作用，因此，电力电子技术被称为节能的技术。目前，由于化石能源日渐枯竭，因此 ，电力电子技术在节能方面受到很大程度的重视，并且发展十分迅速。3. 电动车辆中国人多地大石油少，现在中国每年已进口许多石油。在21世纪前半叶，地球上的石油天然气资源日益减少，以至早晚会用尽。特别在中国国情下，城市交通以发展电动车辆为主是必然的趋势。大城市间的磁悬浮列车、城市内的电动高架列车和地铁列车、个人用电动自行车和电动汽车将构成未来的交通网络的主角。其中，大有电力电子产品的用武之地。磁悬浮列车的磁悬浮电源和直线电动机的变频调速；城市高架列车和地铁列车中异步电动机的变频调速；电动自行车和电动汽车中永磁无刷电机的外转子调速，在今后十年里会有很大的发展。这里，电动自行车和电动汽车的普及必须解决无刷电机及其控制器、环保电池、快速充电器和充电站网络服务等几方面的问题。现在看来，在中国推广电动自行车替代摩托车作为代步工具技术上正在趋于成熟。这里必须采用镍－氢电池组和锂离子电池组，消除常规铅－酸电池对环境的污染。这种价格尚偏贵的电池组可以采用向电动自行车用户出租使用的方式，实行由间距合理的电池充电站统一充电和用户自行充电相结合的办法。铅－酸电池与锂离子电池（如36V，10AH）相比，前者重12 kg，后者仅 kg。电动汽车的发展又是电力电子未来的潜在大市场。首先是高能量密度的清洁电池的突破。比较有希望的是燃料电池，它的起动和稳定运行都要用电力电子产品与之配套。其牵引系统方案中令人最感兴趣、并已有工业应用前景的，要属安装在四个车轮中的外转子盘式永磁无刷直流电动机驱动了。这种电机结构的优化设计、高性能控制调速传动，以及四台电机转动的协调运转，将为电动汽车的舒适运行，零半径转弯提供技术保证。今后十年将是电动汽车实用化发展的关键时期，电力电子产业可以也应该为此做出相应的研究开发工作，积极迎接这个庞大市场的到来。结束语：电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门。毫无疑问，它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许多微电子技术所具有的特征，比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛，并且能与其它学科相互融合和相互发展。参 考 文 献（1）林渭勋. 浅谈半导体高频电力电子技术.电力电子技术选编,浙江大学,1992（384-390）（2）付宇明 张辉. 电力电子技术在电力系统中的应用.信息技术，2000（162）（3）王兆安. 我国电力电子技术的新进展..逆变器世界,2008(32)(4) 陈虹. 电气学科导论. 北京：机械工业出版社，2005