电力电子技术论文范文

导语：如何才能写好一篇电力电子技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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通常情况下，电力电子得理论教学都是按照教科书的章节顺序进行，难免枯燥乏味，高深难懂。电力电子学科涉及面比较广，如果将电力电子学科理论划分为多个部分会起到更好的效果。比如划分为四大变换电路部分、器件与控制部分以及电力电子前沿技术等三部分进行教学，三部分既可以先后进行也可以同时穿行。

1.分析电路尽量使用多媒体。

电力电子技术的核心就是整流、逆变、斩波和交交变换四大基本电路，在电路工作过程的分析中，通常一个电路都有多个工作状态，不同的工作状态又分别对应着不同的电压电流波形，也就是说电路的工作过程往往都是动态的过程，而传统的书本上的文字和原理图是无法很好地展现动态过程的。这时，如果采用幻灯片等多媒体形式，可以将电路工作的动态过程很好地展现给学生们观看，把书本上静态的电路以及波形图动起来，这样就能够让学生们更好地理解电力电子电路的工作过程。与此同时，结合书本上的理论，再将不同电路的特点进行总结，使同学们复习时结合着书中的理论，头脑中联想着多媒体演示动画，便会在学习中事半功倍，容易记忆，提高学生的分析计算和实际解题的能力。

2.器件与控制部分应注重练习。

电力电子器件及控制部分具有覆盖面大、定性与定量相结合的特点，学好这一部分，就必须将概念的理解与相关的计算进行练习，在习题式的教学中，不断提高分析问题和解决问题的能力。研究生阶段，各高校几乎很少带领学生做与课程相关的习题，多数学生也只有在考试的时候才有机会在试卷中解答一些问题，虽说现在不提倡传统针对考试的题海战术，但是平时适当做一些典型的练习还是有必要的，电力电子器件种类多、特点各不相同，而控制方法也有很多，甚至与自动控制原理等其他学科相关联，在教学中适当找一些典型例题进行讲解，可以让同学们在繁杂的知识中抓住重点内容进行突破，最终掌握这部分知识要点。

3.学生自主参与新技术教学。

电力电子技术具有发展速度快的特点，新的技术和应用领域不断出现，加强电力电子新技术的教学可以扩展学生知识面，掌握电力电子技术发展新方向。这一部分的特点是没有定量计算、难度不大、但对于资料的收集工作量比较大，根据这些特点，在教学中，可以将这部分安排给每个学生进行讲解，在讲解前每个同学查找相关资料，然后对资料进行分类总结，加入自己的理解，在讲解过程中既可以使用多媒体也可使用板书的形式，讲解后学生之间可以相互提出问题，相互讨论，形成良好的研究氛围。在这种学生自主教学的过程中，既提高了学生查找资料的能力，也能提高学生的概括的创新能力，还为研究生毕业学术论文的撰写提供了相关的经验。

二、实验教学应进行分类

电力电子技术是一个应用性很强的一门学科，在理论教学的同时一定要有相应的实验来配合和补充，开设实验课是对理论课的延伸和补充，更能够突出应用型学科的特色。在实验教学上，应分为验证实验、探究实验、拓展实习三个部分进行教学。

1.验证实验应紧密结合课本。

验证性实验的特点是对已经有的理论进行实验验证，与学生的理论教学紧密衔接，通过书上的理论来指导实验的操作，同时实验的结果又可以加深学生对于书本理论的深度理解。在理论课程之后，应当有相应的实验课程相跟进，在实验开始前，老师带领学生对课本知识点进行回顾，确定实验目的和实验步骤，同学们按照实验要求完成相应的实验操作，并能够运用书本上的知识来解释实验中的现象，最后通过实验报告的形式进行总结，得出验证性的结论。

2.鼓励开展探究性试验。

电力电子技术是一门正在快速发展的学科，在实验教学中，应当鼓励学生进行自主探究，通过对已有知识的学习让学生们充分发挥想象力，制作一些相关的小制作、小发明，在探究性试验的过程中培养学生的创新能力。学生根据自己掌握的知识，结合当今电力电子发展的前沿技术，加上自己的想象力和创造力，独立设计出属于自己的电子作品，而在探究的过程中难免会遇到一些问题，这时老师应进行适当指导，给出一些方案，让学生自主解决实际问题。平时尽可能地开放实验室，使学生增加动手操作机会。此外还应当鼓励学生参加“挑战杯”等科技比赛，增加在创新方面的交流合作，从而学会更多解决问题的新方法。

3.拓展实习应突出实际应用。

在传统的教学环节之外，对于电力电子技术这种应用型很强的学科，应适当组织学生到某个单位进行参观学习。学习的目的是为了应用，当今电力电子技术已经应用在了许多领域之中，在实验教学中可以联系某个具体单位进行参观，在实际的生产过程中，让学生们更加具体地了解电力电子技术的应用。除了参观之外，也可由老师或者学生找一些与电力电子技术应用相关的视频资料，分享给大家进行观看，也可以起到非常好的效果。实习结束之后，学生以报告的形式写出自己学到了什么或者是心得体会。这样，理论联系实际，对于理工科的教学是有很大帮助的。

三、总结

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现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

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-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,交流电机变频惆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。

二、电力电子技术的应用

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

6、其他

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1.1电力电子技术的重要性分析

随着我国的科技不断进步，电力电子技术的重要性也愈来愈得到了显著体现，电力电子技术能够对电能的使用加以优化，在其作用下可以将电能的应用得以高效节约，这样就能够对电能的使用达到优化的目标。另外就是对传统相关产业和机电一体化发展有着改造作用，再者就是电力电子技术的智能化可将信息化和功率处理进行统一，进而将微电子技术与之相结合，推动电子技术的改革发展。

1.2电力电子技术的发展分析

电力电子技术的发展经过了几个重要阶段，首先就是在20世纪50年代末时，第一个晶闸管问世，在这一阶段属于晶闸管整流时代。大功率的工业用电通过工频交流发电机来提供，在实际的应用过程当中，大约有百分之二十电能是通过直流形式进行消费的，到了60年代及70年代，大功率硅整流管与晶闸管的开发应用比较迅速，这一阶段就是电力电子技术的晶闸管时期。从70年代开始，在自关断器件发展中就是的电力电子技术进入到了逆变时代，在这一时期由于能源危机就让交流电机变频调速因节能效果明显而有了很大程度上的发展，虽然已经实现了逆变以及整流，但在作的频率方面还不高。到了80年代，集成电路技术开始从大规模和超大规模的方向得到了迅猛发展，一些以MOSFET和IGBT作为代表的大电流以及高频和高压功率的半导体复合器出现以来，电力电子技术在这一阶段已经进入到了发展的重要时期，多样化的新型器件都已经应用在了电路技术当中，同时向着复合化和模块化的方向进行发展，在性能上更加的完善可靠，为用电的设备高效节能等提供了重要基础。

2电力电子技术在现阶段的实际应用探究

2.1电力电子技术在交通运输中的实际应用

在我国的电力电子技术得到了迅速发展过程中，已经在诸多的领域有了应用，其中在电气化的铁道交通当中就对电力电子技术有了广泛应用，在电气机车当中的直流机车就是对整流装置进行的应用，而交流机车方面就是对变频装置进行的应用。另外，在磁悬浮列车当中的电力电子技术的应用比较关键，有着诸多的地方需要电力电子技术的支持才能够使得磁悬浮列车得以顺利的运行，不仅在牵引电机传动方面，在各种的辅助电源方面也需要这一技术的支持。而在电动汽车的电机方面也是需要电子装置对电力进行转换才能够起到控制驱动的作用。在船舶以及飞机等对电源的使用也有着很大的不同，所以在对电力电子技术的应用上也比较的关键。

2.2电力电子技术在家用电器中的实际应用

电力电子技术在人们日常生活中的家用电器方面的应用也比较的广泛，这对人们的生活提供了很大的方便，其中洗衣机是生活中常用的家用电器，在电力电子技术的应用下能够代替人工工作，只需要将衣服放进洗衣机按下按钮，就能够通过电力电子技术的功能支持完成整整个洗衣的过程。还有就是在厨房洗碗机家用电器的电力电子技术的应用上和洗衣机的原理类似，在空调器的电力电子技术的应用上能够起到节能作用，实践证明能够节约30%的电能，而电频荧光灯在工作效率上要比普通的能的效率高很多。

2.3电力节能中的电力电子技术的实际应用

在我国的经济得到迅速发展的过程中，也在能源的消耗上付出了很大的代价，尤其是在电力能源的消耗上比较严重。当前的工业和电力的结合已经成了发展的必需条件，所以在电力能源的消耗上逐渐的增加，主要就是由于电力能源而对稳定以及利用率高等诸多优点。从我国整体的工业发展情况来看，在工业的用电方面还存在着一些不合理的情况，尤其是在用电的效率上得不到有效提高，从而造成了严重浪费的现象，在当前的可持续发展理念深化背景下节约电力能源是可持续发展理念实践的一个内容，通过对电力电子技术的实际应用能够有效的将电源的消耗程度有效的降低，在电力电子技术的作用下，能够对电力设备得到性能上的优化以及节约原材料的使用，这样就能够最大化的对电力能源进行节约。

2.4电力电子技术在发电环节中的实际应用

随着我国对新能源的开发利用，例如风力发电以及水力发电等，这其中就涉及到发电机的电流频率的变换，水力发电功率要取决于水头压力以及流量，而这对机组的最佳转速变化也会产生影响，为能够将最大的有效功率得以实现，就需要通过调整转子励磁电流频率促进机组的变速运行。另外在大型的发电机相对静止励磁控制方面正是采用的晶闸管整流自并励的方式，省去了励磁机中间的惯性环节。

3结语

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结合几年教学实践和CDIO工程教育的特点，对原有的教学模式进行了改革，将授课内容中规律和特点并加以灵活利用，引导学生采用发现学习和掌握学习等创造性学习方法、加强理论联系实际;从系统角度、实践角度出发建立了一套适合于“电力电子技术”课程教学的教学体系。

教学思路

在明确教学目标的基础上，首先，教师一定要意识到，兴趣是最好的老师，兴趣是学习的动力和源泉。只要通过有效的兴趣培养和教学方式，就可以让这些学生达到甚至超过自己的水平。以科研的态度和精神贯穿于教学之中，让学生在“学生做”和“做中学”激发课程学习热情。鼓励学生走上讲台，敢于大胆走进实验室;敢于向老师发难，以“我”为中心，全然不顾“名家颜面。

其次在教学理念上，以发展学生思考能力为本，结合课程实验和教师现有的课题进行实践，建立系统设计理念，通过对主电路和控制电路、保护电路、检测电路同时分组进行设计。CDIO强调以熟悉产品研发的生命周期为工程背景的

“做中学”的学习方式，这不是对教师主导作用的弱化，相反对教师在整个教学活动过程中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的高求。“教师”兼为“导师”，实现学生在知识获取过程中的地位由“被动”到“主动”的角色转变:学生在教师指导下积极、主动地参与实践，从独立学习转向合作学习;从深层次角度讲，就是大学中“物质教育”与“自由教育”的转变。在探索、实验和应用中行动上给与相当的灵活性，这样可以唤起学生的好奇心，使其热切地寻求有助于解决问题的知识，同时又具备相当的实行工具。学生所具有的创造性的和富有想象力的远见都将发挥作用，并能控制其冲动和习惯。他自己的目的就能指导他的行动。

再次，就教学方法而言，坚持把工程科学基础和工程专业知识紧密地揉合在一起进行教学，学生仍然需要坚实的科学基础。在讲述定理、结论时，要注意理论基础与专业知识的结合。除了应用高等数学和大学物理分析内容的机理之外，还要讲定理、结论的提出背景、前提条件以及应用情况和近展状况等等。在教学手段上注意应用现代信息技术，如多媒体动画和系统仿真技术。熟练的、精心的准备过的课堂讲授仍然是最有效的学习和教授经验。

最后，在重点和难点教学模式上，采用项目或者案例教学模式，基于问题解决模式的模式;教师引导学生效仿教师、专家学者做项目的方法，如专题研讨、方案和技术设计、仿真模拟和实验操作等，探索并解决课程内容相关工程应用中的现实问题;培养学生发现问题与综合分析问题的能力。因此恰当地设计题目是项目教学法运用成功的保证，既不能太难，让学生望而却步，又不能太简单，没有挑战性。这要求教师平时有一定知识积累。“电力电子技术”实力较强的几个院校的积极尝试为我们提供了较好的参考。浙江大学将“功率因数校正实验”等部分实验项目列为创新设计型实验，由学生自主设计实验内容和方法，提高学生创新能力。哈尔滨工业大学以直流脉宽调速系统驱动电源的设计为课程设计的主要内容。南京航空航天大学开发了“软开关逆变电源实验装置”课程设计教学平台，以此设计若干个课程设计题目。中国石油大学选择反激式开关电源为课程设计题目。这些题目既紧密联系书本知识，又有创新的空间，值得借鉴。

实验教学在方式上注重启发，引导学生积极参与实验设计的同时;在时间和内容安排上注意了验证实验、仿真实验和综合设计实验的循序渐进。在实践平台装置的设计上，注意

“先进性、实用性、开放性、安全性”的特点，满足基础型和综合设计型的实验教学和实践活动的要求。使学生既动手又动脑，丰富工程实践知识，培养学生的创新能力和综合能力。同时学生小组成员之间密切协作和互相配合，锻炼学生的责任感和协作、互助的团队精神。

教学案例

以“电力电子技术”内容直流一直流变流技术为例。首先，教师备课时要把自己想象成学生，想象二下学生的已知与未知，研究学生认知与情感发展的需求，要想到学生在课堂教学过程中可能有的变化，从而使备课活动不再是琢磨怎么讲能讲得清楚、透彻、到位，让学生听得懂、记得牢，要注重的是课堂上学生怎么学、怎么动以及为了实践活动的有效开展，激发学生的学习兴趣，如何点起学生创新的火花，促使学生生动活泼地参与，使课堂教学丰富多样，把课堂真正还给学生。引言部分如讲到buck变换器时，先介绍变换器的背景。授课时，按照“识电路”“画波形”“会计算”“输出（电压或电流）控制”四部曲进行。显然，第四部曲是压轴大戏。buck变换器的电路原理图如图1所示，先讲每一个功率器件的工作原理。再从有源开关V导通，到无源开关VD因反偏而截止，再到输出滤波电感储能（或励磁），并向负载提供能量；反过来从有源开关V截止，到电感电流不能突变。故使无源开关VD正偏而导通，此时电感电流经二极管续流，其储存的能量继续供向负载，并由输出电压对其进行去磁。输出滤波电容作用：主要用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。内容强调讲稳态关系和特征。buck变换器的特征公式如式1所示，让学生对比以前学过的理想变压器的特征公式，说明为什么buck也叫“直流变压器”。第二部曲是利用多媒体动画技术演示功率器件开通和关断时电路的电流流经路径和主要物理量的波形变化情况。采用MATLAB仿真时所得的波形与课本的波形进行对比，反映了理论知识的现实性。同时对比图1（b）、（c）图，对电流下降及上升的原因及“断续”和“连续”概念结合高等数学中“连续”的概念不一样的地方进行辨析。当改变参数使得仿真结果变化时，也能通过理论分析与仿真调试，使输出达到理想状态。第三部曲讲授在已知输入电压范围、负载电流范围和给定的输出电压下，利用获得的稳态关系，可以方便计算buck变换器的开关占空比范围，从而来计算buck变换器中的元器件电压稳态应力、电流峰值、电流平均值和电流有效值。在讲第四部曲即“输出（电压或电流）控制”时，学生不易明白也看不到。有些内容理解不够具体，如何控制实现的疑问产生。此时重要的是培养学生有精细、认真、穷追不舍的态度和敢于提出问题、勇于解决问题的创新精神。学生参与设计教师的100V/600A大功率开关斩波恒流源科研项目，共分四组，每一组完成一个功能设计调试或仿真。第一组学生设计不控整流部分的电路结构如图2所示，具体参数：滤波电抗为1200A/0.71mH，整流二极管600A/1600V，铝电解电容0.3F/400V。第二组学生参与斩波电路设计，设计的斩波电路图如图3所示。通过计算得出电抗器1200A/300μH，C2电容大小190μF/400V。阻容吸收单元选择电容C3为80μF/450V，选取电阻R1为10Ω。IGBT模块2MBI1200U4G-120，驱动模块在教师的指导下选用瑞士CONCEPT公司的IGBT驱动模块2SD315A，该驱动模块集成智能驱动、自检、状态反馈、隔离等功能于一身，能够驱动1200A/1200V的IGBT。有的学生还画了驱动电路图。第三组学生设计了基于TMS320F28335DSP作为控制回路的核心的数字PI调节器。学生在CCS集成开发环境下编写的数字PI调节器，在软仿真下可以明显看到给定变化引起PWM脉宽的变化。第四组学生负责基于MATLAB下仿真。在实际设计中，学生体会到了控制环节如何闭环、控制量如何检测，控制算法如何实现，控制信号如何发出，能量流动必须要有电动势以及流经通路等等。学生们主动、积极利用老师的科研项目，构思、设计、调试以及实验。教师注意发挥激励和导向作用，注重肯定、赞赏学生的点滴进步，让学生感受到成功的欢乐，心中唤起自豪感和自尊感。当设计或实验受到目的的指引，进行时还有措施和方法时，试验就变成合理的了。此外注意事实的分析和重组是增进知识、增长解释能力和正确分类的能力所不可缺少的。总之，“CDIOInitiative”是一个资源开放、宽松自由、包容性强的改革计划。

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上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(PowerMOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一6000V，3000一3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比，我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。

高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT，IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争，必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。

二、变频技术的发展过程

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换

技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。

VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。

矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。

三、变频技术与家用电器

20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。

20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。

首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。

在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。

四、电力电子装置带来的危害及对策

电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。

另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。

（一）谐波与电磁干扰的对策

1、谐波抑制

为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。

传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。

电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。

大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

2、电磁干扰抑制

解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:

(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;

(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;

(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。

（二）功率因数补偿

早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。

另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。

随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。

五、结束语

我们相信，电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一，变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位，近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织，我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。

参考文献:

[1]周明宝.电力电子技术[M].北京:机制工业出版社,1985.

[2]陈坚.电力电子学－电力电子变换和控制技术.北京：高等教育出版社,2002.

[3]王兆安黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

[4]陈国呈,周勤利.变频技术研究[J].上海大学自动化学院学报,1995(6):23-26.

篇6

应用最近几年，我国经济水平的提高促使电力系统获得了较快的发展。电工电子技术在电力系统中的广泛应用，能够为其提供更多的推动力。电工电子技术在电力系统发电中的应用能够保证发电系统为其提供稳定、功率适用的电源。

1.1电工电子技术对静止励磁的控制

电力系统中的发电部分对电工电子技术的应用最主要是体现在大型发电机的静止励磁的控制。对静止励磁的有效控制，能够促使发电输送稳定的电源。如，在非火力发电中，通过对变频电源转自励磁的频率进行调整，促使发电系统的最大功率在一定范围内。这样就可以保证发电系统具备较强的控制能力。同时，在传统的火力发电系统中，应用电工电子技术针对风机水泵耗电量大的问题采用变频调速装置进行调整，提高发电的效率。

1.2电工电子技术对发电频率的控制

在输送电能的过程中，如果电力公司应用水力进行发电，其中水流速度以及水源头的压力都是影响发电频率的重要因素。并且这些因素都是人为所不能控制的。但是在电力系统输送电能的过程中需要保持稳定的发电频率。在尚未应用电工电子技术之前，这始终是困扰电力公司有效输送电能的一个难题。但是应用电工电子技术就能够有效解决此项问题。应用电工电子技术就可以运用一些其他的非火力发电。如，可以采用风力发电和太阳能发电。电工电子技术是电力系统应用新能源进行发电的主要技术。

1.3能源转换对电工电子技术的应用

太阳能、风能的使用与发展，促使我国电力资源进一步扩充。同时，新能源都属于清洁型的能源。无论是太阳能还是风能在电力资源发展中具有较广阔的发展前景。但是，新能源在使用的过程中，应用电工电子技术就能够解决新能源在发电系统中能源转换的问题。太阳能和风能转化需要较大的功率。通过电工电子技术就能够将风能和太阳稳定、有效的输出去。

2.电工电子技术在电力系统输电中的应用

输电过程中运用电工电子技术能够体现出其重要的作用。电工电子技术在输电中的应用能够有效保证电能运输的稳定性与安全性。电工电子技术在输电中的应用主要体现在这么几点。

2.1高压直流电中电工电子技术的应用

直流输电技术能够获得广泛的应用，与晶闸管换流阀在电力系统中的应用具有紧密的联系。同时这也在一定程度上充分体现电力系统的快速发展。当前，全国各地电力系统将晶闸管进行广泛的应用，可以说是电力系统快速发展的一种体现。与此同时，电力输电系统正朝着易操作、易控制的方向不断发展。将电工电子技术应用于其中，使得该技术的应用领域进一步扩充。这样不仅有效的减少了直流转换变压器在输电中的使用，有效降低成本，同时还使得电流转换设备具有更强的移动性，设备使用的灵活性进一步增强。

2.2静止无功补偿中电工电子技术的应用

电工电子技术在输电系统中的重要应用表现在静止无功补偿方面。即使当前我国大多数电力系统并未采用这种输变电系统，但是有部分国家已经开始应用。将这种技术应用于其中有效的改变了传统电气开关，利用晶闸管作为全新的开关设备。有效准确、迅速的控制设备，提高电力输送的控制效果。这也充分体现电工电子技术在输电系统中的重要作用。

3.电子电子技术在变负荷电动机中的应用

在世界能源使用情况不允乐观的情况下，节能已经成为一项世界性的活动。针对此种情况，电力公司在输送电能的过程中应当更多的节约电能。如果电力公司要想更好、更多的节约电能，就应当从发电环节就开始节能。电力公司在为人们日常的生产生活提供稳定电能的过程中，电力系统自身也会消耗一定的能量。无论采用何种新型的发电模式，都是将其自身的能量转化为电能。电力系统在输送电能的过程中，可以通过这两方面进行考量。一方面是减少其他能源的消耗，促使能量最大限度的转化为电能；而另一方面则是电力系统在发电的过程中尽可能减少对自身造成的损害。节约能源无论从哪方面着手，就应当在负荷方面对转动的速度进行调整。这项技术要想使用的更为精准，其中就必须应用到电工电子技术。电工电子技术的应用能够取到良好的节能效果。

4.结语

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1.1单片集成

单片集成是指在一片硅片内,使用统一的加工技能将所有需要集成的元器件进行集成。现今制造类工艺、隔离及散热技术的不成熟、不完善,致使单片集成技术一般只适用于集成一些较小功率的电力电子电路。当然不可否认的是,电力电子集成技术的发展在今后极有可能以单片集成为主。

1.2混合集成

混合集成的方法能够有效帮助解决电路之间由于工艺差异所造成的高电压隔离问题,混合集成的集成程度偏高。但是混合集成也存在着部分难度偏高的技术性弊端、问题,如分布参数、传热等,且成本无法降到最低。因此,与单片集成不同的是,混合集成一般应用于中等功率的电力电子电路,未来可能会向大功率电路方面发展。混合集成作为当前电力电子集成技术的重要方式,其现实意义偏强。

1.3系统集成

系统集成是指将已有的元器件及部件进行集合拼装,组成一个整体的系统。系统集成属于功能集成,难度性与集成度都相对偏低,在当今工程技术领域应用广泛。但是系统集成的集成度偏低,无法较好地使其体积及重量减小、降低,且构造复杂,集成优势无法明确体现。系统集成常用于大功率及结构复杂的电力系统。

2主要研究内容及现状

2.1MCM封装技术

MCM主要有三种类型:采用片状多层基板的称为MCM一L;采用多层陶瓷基板的称为MCM一C;采用薄膜技术的称为MCM一D。MCM的三种类型在应用中各有自身的优缺点。MCM封装能够有效帮助增强系统的EMC、减小投资风险等。

2.2倒装芯片技术

倒装芯片技术是一种封装技术,主要是指将晶片与基板直接接触进行粘接。与传统技术相比较,倒装芯片技术的引脚位置将不再受局限,能够随意放置在位于晶粒正下方的所有位置,而不像以往一般,只能排列在晶粒下方的四周位置。倒装芯片技术有利于大大缩短信号传输所用时间、弱化所受串扰,使电性能得到提高。倒装芯片技术能够使芯片尺寸封装CPS得到实现。

2.3嵌人式封装

嵌人式封装是指将功率芯片放置在陶瓷框架被刻蚀出的空洞内,接着再利用光刻、丝网漏印等技术使涂覆的金属膜图形化,最后将集成模块的大小主要部件粘附在功率芯片最表面。嵌人式封装可以通过缩小模块体积,将模块功率密度有效地提高。

2.4新型的互连方式

2.4.1原有的互联工艺方式

原有的互联工艺方式主要分为键合与压接两种。压接方式对零件的平整度要求较高,如若零件的平整度达不到要求,则会极易出现造成芯片损伤甚至碎裂的情况;而引线键合技术则存在着高频电磁应力及局部寄生电感偏大等问题,严重影响键合寿命。因此,现人们已提出新的互联技术方式。

2.4.2以焊接技术为基础的互连工艺

以焊接技术为基础的互连工艺采用层叠型三维封装结构。三维封装结构的工艺简单,成本偏低,能够有效解决层次间的垂直互连问题。焊接互连工艺分为焊料凸点互连技术和金属柱互连平行板结构。焊料凸点互连技术能够将引线之间的间距有效缩短。焊料凸点互连技术的接触面积偏大、封装密度偏高;金属柱互连平行板结构是指通过金属柱实现硅片之间的互连。

2.4.3以沉积金属膜为基础的互连工艺

以沉积金属膜为基础的互连工艺所采用的三维封装结构为埋置型,能够有效减少焊点及寄生参数。

3电力电子集成技术的发展趋势

随着现今的加工工艺及半导体材料的不断改善及发展,单片集成及混合集成依旧具有一定的前景。将电力电子集成模块的技术方面进行改善,能够有效提高电路性能,减小其损耗。未来的电力电子集成技术一定会朝着将功率元件、电路元件、控制器以及动作开关等有效集成,形成系列完整、智能的电力电子标准模块的方向发展。电力电子元件内部的集成度将会越来越高且成本逐步降低,且能满足其生产各方面的需求。现今,电力电子集成技术在电气设备的集成上已广泛得到应用,系统集成技术已有较为稳固的基础,能够有效帮助综合电力系统不断地稳健发展。

4结语

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论文摘要:本文从现有存储式电子压力计的技术现状出发，分析了在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计的数据传输方案和实施，并从技术需求分析、通讯方案选择、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码的软硬件设计等方面，对直读式电子压力计数据传输方案进行了深入研究。试验数据分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计的关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。

一、引言

目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各大油田高温井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型存储器中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。

因此，为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高油田生产效率，提升电子压力计在油田测井领域的市场竞争力，必须研制在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。

二、直读式电子压力计技术需求分析

（一）功能及主要技术指标要求

直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量，并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪，主要技术指标要求如下所示。

a)压力测量范围：（0～30、45、60、80）MPa；压力测量误差：0.04%F.S；

b)温度测量范围：（-20～+150）℃,测量误差：±1℃；

c)传输距离不小于6000m；通讯误码率1.0×10-7。

（二）基本方案及工作原理

直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成，其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成，解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。

工作过程中，井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源，温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出，该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理，然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接，解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据，并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。

三、数据传输方案选择

设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案，并行通讯的缺点是传输距离短，通讯信道所占点号多，而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点，需选择串行数据传输方式。

在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0，即用正的电压跳变表示逻辑0，用负的电压跳变表示逻辑1。

在油田测井中，井下电子压力计在井下采集大量信息，并传送给地面解码控制仪；但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣，常用的NRZ码不适合在这样的信道里传输，而且NRZ码含有丰富的直流分量，容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输，和最常用的NRZ码相比，消除了NRZ码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于从井下到井上的信道传输，因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。

四、曼彻斯特码编码软硬件设计

每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出，井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。

a)压力与温度均以字为单位进行传送，先发送压力字，后发送温度字，一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息；

b)每一个字由20位组成，第1～3位为3个起始位，第4～19位为16个数据位，第20位为奇偶校验位；

c)压力字3个起始位电平为先高后低，温度字起始位为先低后高，高低电平均各占一位半，压力字与温度字校验位均采用奇校验；

d)传输的波特率：5.7292kbps（175μs/位），传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性，井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次，地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。

由单片机编程输出两路I/O控制信号，经过滤波电路、运放电路、整型电路后，产生曼彻斯特编码双相电平信号，并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议，井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。

a）压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平，温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平；

b）若数据位为逻辑0，则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平；

c）若数据位为逻辑1，则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平；

d）校验位的波形产生方式与数据位相同。

五、曼彻斯特码解码软硬件设计

地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码，并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据，即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分：

a)同步字头检测，并辨别其为温度数据还是压力数据。

b)对曼码形式的数据进行解码，从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟，并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。

c)将串行数据转化为并行数据，并进行奇偶校验，以检验数据传输的正确性。

经过几千米铠装电缆传输上来的数据，幅度衰减到毫伏级，因此井上需要精密的解码电路，才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双D触发器输出曼码波形给单片机，经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。

六、试验结果

直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后，到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪，将电子压力计下放到井下6500m的深度，在温度高达150℃、压力为30～60MPa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中，数据传输准确可靠，没有出现丢点现象，误码率为零。

七、结束语

试验数据统计分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。

参考文献：

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关键词：电力系统；自动化技术；安全管理

电力系统自动化主要包括地区调度实时监控、变电站自动化和负荷控制等三个方面，随着我国电力系统自动化技术的发展完善，关于电力系统自动化技术安全管理也越来越被人们所重视。

1当前我国电力系统自动化技术存在的问题

（1）设计不合理。设计不合理是目前我国电力系统自动化技术存在的主要问题之一。首先，我国面积广大、幅员辽阔，这就导致了我国的电网建设的覆盖面相较于大部分国家来说都比较大，如此庞大的电网建设中难免存在着一些设计不合理的现象，这就导致不同地区的电网建设没有得到统一，而且用于电网建设的设备的型号和功能也各不相同，这就给国家电网的管理工作带来了较大的困难，也给电力系统的安全带来不稳定的因素。其次，我国的电力系统自动化技术设计也存在不合理的现象，在设计过程中没有充分考虑到各种因素，这样就会使电力系统自动化技术设计达不到相应的安全、稳定的标准，这样在电力系统自动化技术的运行过程中，很容易会发生一些安全问题。（2）技术水平低。对比西方发达国家，就会发现我国的电力事业发展还存在着一些问题没有解决。首先，我国的电力系统自动化技术起步较晚，而且我国与其他西方国家之间的差距，导致我国的电力系统自动化技术没有西方国家那样发展迅速，这就使得我国的电力系统自动化技术越来越落后，逐渐造成了现在技术水平的状况。其次，近年来我国的电力系统自动化技术虽然也在不断发展，但是由于社会发展和人民生活的需要，我国电力系统的运作负荷较高，为我国的电力系统自动化的正常运行增添了不安全的因素。然后，由于我国的一些偏远地区的经济比较落后，有些地区的自然、社会环境也相对比较恶劣，使得这些地区的技术水平相对比较落后，这就严重影响了电力系统自动化技术的建设和发展，有时还会影响电力资源的正常输送，甚至导致安全事件的发生。（3）设备问题。在电力系统自动化技术的运行过程中，相关的电力设备起着至关重要的做用，但从我国的目前情况来看，相关的电力设备的问题也是影响我国电力系统自动化技术发展和电力系统自动化技术安全管理的一个重要因素。由于我国电力系统自动化技术长时间处于高负荷的运行状态下，相关的电力设备的老化、损坏等问题时常发生，不仅影响着电力系统自动化技术的正常运行，而且严重的时候还会导致安全事件的发生。此外，在电力系统自动化技术安全管理过程中，相关技术人员的维护和修理不及时，还会导致事件问题的加重。而且在我国还存在着相应的技术人员的技术水平低的问题，对于一些故障不能做到及时有效的解决，这也会影响到电力系统自动化技术的运行和安全管理。

2电力系统自动化技术安全管理

（1）合理设计电力系统自动化技术。针对当前我国电力系统自动化技术运行和管理中存在的问题，面对我国当前设计不合理、设计水平低的状况，我们首先要做到就是要加强电力系统自动化技术的合理设计。首先，要在当前我国现有的电力系统自动化技术的基础上对电力系统自动化技术运行和管理进行合理的设计。要充分考虑到电力系统自动化技术运行和管理过程中的各种因素，尽最大可能的保证电力系统自动化技术的运行安全、稳定。在这一过程中，可以将电力系统自动化技术的不同部分拆分开来进行单独的设计，这样就减少了设计过程中的不利因素的干扰。其次，可以加强我国的电力系统自动化技术的创新和开发。在引进国内外先进技术的基础上，针对我国的电网建设的基本情况对相应的技术进行改进、创新，以此来改变我国技术落后的局面，缩小与其他发达国家之间的差距，有技术的改革、创新来推动电力系统自动化技术的合理设计。从而加强我国的电力系统自动化技术的运行和安全管理。（2）建立健全安全管理体系。要想强化电力系统自动化技术的安全管理，相应的电力单位就要建立健全安全管理体系，充分发挥出每一个人都职能作用，来保障电力系统自动化技术的安全运行。首先，可以健全管理制度。各个电力单位可以任用专业的管理人员来进行或指导相关的安全管理工作，而且随着信息时代的到来，各个电力单位也可以采用智能化的管理方式。这种管理方式依托于先进的互联网技术，更加科学、高效，在运行过程中可以及时的发现问题、解决问题，有利于保障电力系统自动化技术的安全运行。其次，可以强化电力系统自动化技术的智能化水平。将自动化的信息技术融入到电力系统自动化技术当中去，这样就可以利用智能化的信息技术来完成电力系统自动化技术的日常维护和管理的工作。通过这样的方式来健全安全管理体系，保障电力系统自动化技术的正常、平稳、安全的运行。（3）提高技术人员的专业水平。各个电力单位要加强对相关的技术人员的综合素质的培养。一方面要加强对这些工作人员的技术培训，提高他们的专业技术水平，这就使他们在日常的检查维护工作中可以及时的发现问题，消除不安全因素，能在很大程度上够保证大部分的电力系统自动化技术的安全运行。另一方面，还要加强对他们的安全教育，提高他们的安全意识，避免在设备维护、修理过程中的一些不安全操作，从而保证他们的人身安全和电力系统自动化技术的安全运行。

3结束语

在电力系统自动化技术的运行过程中，加强对电力系统自动化技术安全管理必不可少，针对我国目前电力系统自动化技术管理现状，各个单位要积极寻找相应的措施，来加强自身的电力系统自动化技术安全管理，为我国的电力系统自动化技术的发展创造一个良好的环境，为社会的人民提供更稳定、更安全的电力资源，为我国的电力事业的发展贡献一份力量。

作者:彭东涛 单位:寻乌县天光新能源开发有限公司

参考文献：

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随着我国社会经济的不断发展，电力企业运用新的信息技术，提高电力工程的自动化水平，促进了电气自动化的迅猛发展。电气自动化技术就是运用了具有自动检测功能与自动控制功能的电气装置，可以实时对电力系统进行远程调节、控制、及监控。在信息化技术大力发展的同时，通过信息监测技术能够实现对电力工程的远程控制与管理。电气自动化技术需要自动化的电网配置、配电网技术协同工作。在电气自动化技术中，要充分利用网络对电力工程的各项信息进行统计、收集、分析从而加强电电力系统的稳定运行。减轻了以往电力工作人员的工作强度，充分利用电力工程中的自动化设备进行监督，在面临突发状况时，能够及时采取信息处理技术对电力系统进行有效地处理。而配电网技术可以配合电气自动化技术改善城乡配电网，加强城乡电力网络运行工作，完善电气自动化技术在城乡电网中的运用。电气自动化技术的应用范围广泛，从电气开关到电力工程都有电气自动化技术的身影。电气自动化技术的不断提高也促进了电力工程的不断发展。

2电气自动化技术在电力系统中的应用

2.1变电站及配电自动化的应用

变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术，实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计，从而减少了人力资源的浪费，减低了变电站及配电站工作人员的工作强度，提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此，变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中，主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新，种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性，降低运行维护的成本，高质量输电过程，经济效益提高很多。

2.2在电网调度自动化中的应用

在电力工程中，电网的总调度能够通过大屏幕显示器、计算机服务等自动化系统对电网进行远程监控。根据电力工程中电网的运行情况进行分析，监控电网的实时状态。通过各个分系统传送的电力工程中的生产数据、控制发电的数据，对电力工程整个系统进行评估、调配和预测，从而减少了电网在运行过程中出现的电力故障及异常情况，通过电气自动化技术能够及时作出判断，检测更加及时。从而减少了电力工程中危及人身安全和设备安全的事故。另外，通过电气自动化技术还能对整个电网进行实时监测和分析，调度从大屏幕上可以清晰的采集信息，找出电气事故的发生地并提出应对措施，防止事故的扩散，减低影响。

2.3分散测控系统自动化的应用

在电力工程的发电厂分散测控系统中，通过太网、过程控制单元、工程师工作站、高速数据通讯网等对分层对电厂的生产状况进行测试和控制。经过过程控制单元可以在生产运行的过程中通过接受热电阻、热电偶、电气量等信号，处理运算的结果、参数等，通过这种方式对电网进行监控，从而提高电气自动化在电力工程中的检测、保护和控制功能。

2.4计算机自动化的应用

电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统，通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时，对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用，从而在电力工程中实现操作技术的使用性，更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式，才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。

2.5电力自动化技术的发展趋势