电子电工技术对电力系统的价值

摘要：本文将对电子电工技术的在电力系统中的应用做简要阐述，以供参考，并探究更多的可能性。电子电工技术作为一门综合性学科，在当今时代的电力系统中充当了不可或缺的重要角色。利用该技术能够以较小的电路控制系统来代替人工控制，有效提高了电力系统运转的效率和可靠性。同时，在电力系统管理、系统安全性、成本控制等多个方面都多有助益。

关键词：电子电工技术；电力系统；励磁变压器

1 电子电工技术综述

电工电子技术并不特指某一项技术，而是多种电力相关技术的集合，这其中既有最为基础的电路知识，又有与时代发展密切相关的数电和模电等新兴技术，可说是把包罗万象。而随着我国的不断发展，电力已经与人们的生活密切相连，用电规模也逐年加大。这样的情况无疑是加大了电力系统运行的风险等级，同时也提高了管理的难度。电子电工技术的出现与不断发展有效解决了这些问题，其可以为整个电力系统提供一个集成化的操作平台，方便技术人员及时根据用电情况做相应的调整，有效减少了资源和成本的浪费。对于电力系统的管理来说，也提高了其管理效率。利用电子电工技术制造出适用的电路控制系统可有效替代人工操作，降低了人力成本，并提升了系统运行的效率。对于电力系统从业人员来说，这样做也提高了他们的人身安全系数。

2 电子电工技术的应用

2.1 发电环节的应用

电子电工技术能够通过一定的电路系统实现静止励磁，使得发电机在不需要励磁机的情况下就能够完成发电。工作原理如图1 所示。励磁变压器接在发电机机端，通过可控硅整流装置供给发电机励磁。当发电机的电压发生变化时，励磁调节器会改变可控硅的控制角α的大小，以此来保证机端电压的恒定。实际运行时的控制过程如下：当α<90 °时，输出电压值为正，整个电路处于整流状态，产生了直流的电流形式；当α>90 °时，输出电压值为负，电路处于逆变状态，发电子转子磁场将原本储存的能量反馈回交流电源中，并对磁场进行迅速灭磁。如此循环往复，最终使得输出的电压值保持相对恒定的状态。其余的静止励磁系统的工作原理大致与此相同，静止励磁系统具有结构简单、低成本、高安全性的特点。同时，在整个电力系统当中，该系统可有多个层面的应用，因此可以同时完成多个发电机组的工作，以有效控制多个发电设备。由于静止励磁系统有着以上的优点，该系统被广泛应用于大规模的发电机组当中。在发电设备的优化方面，引用了电子电工技术中的变频调速技术作为核心技术，其通过动态调节风机、水泵等主要耗能设备，让其在满足发电所需要求的同时，也最大化地减少了多余能源的消耗。据测算，将该项技术与发电过程中的能耗设备进行有机结合后，能够有效降低耗能35%左右。可以说该项技术既改变了传统设备中的高负荷运作状态，又一定程度上起到了节能的作用。

2.2 输电环节的应用

发电厂生产出电力后，需要依靠输电系统，将发电产生的电力输送到全国各地，电力的输送一般是靠电线作为介质进行。考虑到要进行远距离的输送，一般选择导电系数较高的铜做材料来制造电线，在金属材料中铜的导电率仅此与金和银，且原材料价格相较之下更加低廉，因此最为合适作为载体输送电力。但在电力输送的过程当中最不可忽视的一个问题是电能的损耗，这里的损耗主要是由电线本身的电阻所带来的，铜线本身的电阻值足够低，但在远距离电力输送中，这样的阻值也足以造成较大的能源损耗。应用电工电子技术，人们设计出了变压器，用以将发电厂产生的电力的电压升高以降低电能在远距离输送中的损耗。电力输送到使用对象所在位置时，再使用变压器将电压降低到适宜的程度以供使用。其工作原理如图2 所示。如图2 所示，在左侧线圈上加上交流电压U1 ，线圈中就产生了交变电流i1 ，它在铁芯中产生了变化的磁通量φ1 ，φ1 通过左侧线圈和右侧线圈，产生了感应电势e1 ，e2.由电磁感应定律可知，感应电势的大小与匝数成正比。感应电势接上用电器之后，电路闭合，因此感应电势的大小就是该用电器两端的电压大小。因此，在发电厂使用的变压器的原线圈的匝数小于副线圈的匝数，发电厂产生的电力经过副线圈之后变成电压更高的高压电，高压电在输送过程中电能损耗更低，适用于远距离的电力输送。电力输送到指定位置后再使用原线圈匝数大于副线圈匝数的变压器将高压电转换为低以上所述是交流电在远距离输送中所使用的技术，变压器的出现有力保障了输电环节的安全、可靠。在直流输电中，一般借助晶闸变流设备连接至送电侧和用电侧，来降低输电环节的损耗。直流输电的优点在于操作简单、安全系数高、电力输送稳定性高等。同时对于铺设的环境要求也比较低。即使是复杂的地理环境也能进行大面积铺设。直流输电技术也能应用于远距离电力输送，且相较于交流输电，其对于设备的性能提升更加明显。以上这两种输电方式均可以帮助实现电力的合理应用。除了上面谈到的变压器这一传统的电子电工技术产物，随着电子电工技术的不断发展，柔性交流电输电技术成为了电力输送中的主要技术。其作为现代综合科技技术的结合体，实现了电子传输过程中的微电子通信、微处理等，是一种极其高效的控制电子电工技术。基于该项技术的装置有可控硅串联补偿电容器（TCSC）、静止无功补偿（STACOM）等。其中更有基于静止无功补偿器（SBC）的调控装置可以实现控制电网系统与分布式负荷的无功切换，以确保系统的稳定运行。统一超流控制器（UPFC）与电容器的组合则可以实现对电网系统的有效监控，并及时获得反馈，方便技术人员根据反馈做相应调整。

2.3 配电环节中的应用

配电环节是将电能向用户输送到的一个环节，在这一过程当中，由于用户需求的不一致性，如个人用户与企业用户对于电力的要求的差异性，电能的分配不能一概而论，需要根据实际做合理的分配。电子电工技术能够做到通过特定的检测设备，智能检测电路中的电能损耗，并根据损耗的程度判断用电的状况，再根据获取的这些数据来分配电能，以达到物尽其用的目的。对于用电过程中的用电安全问题，应用适当的电子电工技术能够做到对系统中的用电变化进行实时监控。当发生故障时，系统的电流和电压会出现明显的波动，技术人员便能根据波动出现的时间、地点、波动幅度等信息初步判断故障的原因，并及时到现场排除故障，以保证用电安全。这样不仅能够及时发现系统故障，同时也为保障用户的用电安全提供了有效支持。与此同时，将电子电工技术与PC计算机信息技术进行有机结合后，控制系统能够自动采集电子设备的运行参数，并将其输送到主控平台中。主控平台在将采集到的信息做相应展示之外，也会根据系统设置重点标记不正常的数值，以便技术人员能够及时发现并作出有效应对。

3 电子电工系统在电力系统中发挥的重要作用

电子电工技术的出现与发展壮大，实现了电力系统与电子电工技术在更深层次上的有机结合，做到了电力控制系统的小型化与智能化。同时，电子电工技术与现代计算机技术的结合，进一步提升了系统的运作效率与解析计算能力。不难看出，电子电工技术与电力系统的结合，对于电力系统的进一步发展大有助益。下面将从几个方面说明电子电工技术在电力系统中所起到的重要作用所在：

3.1 有效提高电能的利用率

电子电工技术能够实现对电力系统的精确控制，避免电力及其相关资源的不必要浪费。如整流电路、逆变电路等利用相应的电子电工技术设计出来的电路系统，有效实现了对传统的电路的升级改造，同时也降低了电能损耗，有助于提高电力的利用效率。

3.2 有助于电力系统的智能化发展

随着科技的不断发展与进步，智能化已然成为了未来科技发展的大势所趋。这一点在电力系统的发展进程中也同样适用。传统的电力系统运行控制是靠人工来完成，工人在工作时的安全难以得到有效保障。电力系统的运作效率也相对较低。通过电子电工技术，设计相应的逻辑控制电路参与控制，将传统的以人工为主的手动控制系统转换为以自动控制为主的自动化控制系统，可以有效提升电力系统的控制效率。同时，由于是通过相应的逻辑控制电路来实现自动化控制，其控制的精度相较于手动控制有了质的飞跃。而随着电子电工技术与计算机技术的结合，有了各种各样的算法参与电力系统控制当中，使得控制系统的智能化程度大大提高。这些都有力促进了电力系统的智能化发展。

3.3 有利于提升电力系统的运作效率

电力系统通过输电线路输送给用户的电能频率与电压的大小都是相对稳定的，不会有大幅度的变化与波动。但用户在实际使用电能时，有时候会通过串并联的方式来达到自己的使用目的。但这样一来会导致接入的电路中很大一部分电能并没有实际做工，最终只是以热能的形式损失掉。电子电工技术中的变频技术可以有效避免这方面的问题，其通过变频实现了用户端电压的调节，同时又保证了设备的正常使用，更加重要的是最大程度规避了电能的损失。现在市场上出现的变频空调、变频冰箱等用电设备就是该项变频的电子电工技术的实际应用。

4 结束语

综上所述，电子电工技术这一多学科结合的综合体，已经与社会发展过程中的其他各个行业密不可分了。从整体上而言，电子电工技术的应用主要体现在发电、输电以及配电三个大环节上，应用的技术因实际情况不一而足。因此，使用最为合适的技术来最大程度地满足用户对于电力的需求是关键所在。目前电子电工技术所能起到作用还处于提高电力系统运作效率，促进电力系统设备，包括控制系统的智能化发展，即是电力系统的自动化升级，以及提高电能的利用率上，随着电子电工技术的不断发展与进步，将会出现越来越多的新技术，新方案，届时其所能起到的作用将不限于此。因此，电力系统的从业人员须得时刻保持不断学习的状态以更好地理解并使用这些技术。

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