電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)論文是學(xué)術(shù)論文中科技論文類的一種，專門對(duì)電力生產(chǎn)建設(shè)、技術(shù)革新、技術(shù)改造領(lǐng)域內(nèi)的某些現(xiàn)象或問(wèn)題進(jìn)行研究、探討，所以它既具有學(xué)術(shù)論文的科學(xué)性、創(chuàng)新性、理論性、學(xué)術(shù)性等一般特點(diǎn)，又具有電力科學(xué)本身的特點(diǎn)。以下是unjs小編搜集并整理的畢業(yè)論文有關(guān)內(nèi)容，希望在閱讀之余對(duì)大家能有所幫助!

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一、研究背景

傳統(tǒng)城市中壓配電網(wǎng)因短路電流控制的原因被迫采取閉環(huán)設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的模式，開(kāi)環(huán)模式對(duì)可靠性、供電能力的進(jìn)一步提升帶來(lái)很大困難。隨著柔性直流電力電子技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)電力電子技術(shù)柔性化是未來(lái)城市配電網(wǎng)的一個(gè)新發(fā)展方向。將柔直技術(shù)應(yīng)用到交流配電網(wǎng)中，能改變現(xiàn)有閉環(huán)設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)運(yùn)行的模式，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的柔性閉環(huán)運(yùn)行，有希望解決城市配電網(wǎng)發(fā)展中的一些瓶頸問(wèn)題。

最大供電能力(TSC)是配電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)反映了電網(wǎng)的安全性與效率。目前TSC的研究已有較多進(jìn)展，但對(duì)于電力電子化配電網(wǎng)的TSC研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本文提出一種柔性配電網(wǎng)的TSC模型與求解方法，并在國(guó)內(nèi)外首個(gè)多端柔性中壓配電網(wǎng)示范工程可行性研究中成功應(yīng)用。

二、柔性配電網(wǎng)概念

為解決傳統(tǒng)配電網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式所帶來(lái)的問(wèn)題，可將饋線間的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)用柔性開(kāi)關(guān)(軟開(kāi)關(guān)SOP)代替，柔性開(kāi)關(guān)是安裝于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的一種柔性電力電子裝置。開(kāi)閉站是普遍使用的構(gòu)成城市配電網(wǎng)主體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)施。為此，本文提出了柔性開(kāi)閉站(Flexible Switching Station，F(xiàn)SS)概念，F(xiàn)SS由柔性開(kāi)關(guān)構(gòu)成，是一種多端的柔性配電設(shè)施，能根據(jù)相關(guān)饋線的負(fù)載情況實(shí)時(shí)連續(xù)地進(jìn)行功率分配，并具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，在潮流控制能力上，明顯強(qiáng)于只是對(duì)功率進(jìn)行簡(jiǎn)單單向分配的傳統(tǒng)開(kāi)閉站。

當(dāng)多回饋線通過(guò)一定數(shù)量的FSS組網(wǎng)后，將形成柔性配電網(wǎng)(Flexible Distribution Network，F(xiàn)DN)。FDN采用柔性閉環(huán)運(yùn)行方式，在閉環(huán)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)潮流的柔性可控，一定程度改變了潮流的自然分布。典型的FDN組網(wǎng)形態(tài)如圖1所示。

圖1 典型的FDN組網(wǎng)形態(tài)

三、FDN的TSC模型

FDN的TSC定義：基于N-1安全校驗(yàn)準(zhǔn)則，定義為在一定的供電區(qū)域內(nèi)所有饋線N-1校驗(yàn)和變電站主變N-1校驗(yàn)均滿足時(shí)，該供電區(qū)域所能帶的最大負(fù)荷。

模型將FDN中所有主變(饋線)所帶的負(fù)荷之和作為目標(biāo)函數(shù)。

模型將以下三個(gè)條件作為等式約束：

1)饋線負(fù)荷分配等式約束，表示FSS將饋線負(fù)荷按需連續(xù)分成幾部分，其中每一部分轉(zhuǎn)帶給不同的饋線，所有轉(zhuǎn)帶出去的負(fù)荷之和等于該饋線的總負(fù)荷。

2)主變-饋線負(fù)荷等式約束，表示主變所帶的負(fù)荷等于其母線上所出的所有饋線負(fù)荷之和。

3)主變-饋線負(fù)荷轉(zhuǎn)帶等式約束，表示主變發(fā)生N-1故障時(shí)轉(zhuǎn)帶給其他主變的負(fù)荷是通過(guò)與兩臺(tái)主變相連的饋線之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)帶完成的。

模型將以下三個(gè)條件作為不等式約束：

1)饋線負(fù)荷-FSS容量不等式約束，表示主變上的饋線發(fā)生N-1故障后，其饋線所帶的負(fù)荷必須不大于FSS的端口容量。

2)饋線N-1不等式約束，表示主變上的饋線發(fā)生N-1故障后，其負(fù)荷通過(guò)與FSS聯(lián)絡(luò)的饋線轉(zhuǎn)帶給其他主變上的饋線，負(fù)荷轉(zhuǎn)帶后接受負(fù)荷轉(zhuǎn)帶的饋線不能過(guò)載。

3)主變N-1不等式約束，表示主變接受故障主變轉(zhuǎn)移的負(fù)荷后不超過(guò)自身主變的允許容量。

四、FDN的TSC規(guī)律總結(jié)

1)TSC總量大小

FDN的TSC總量在某些情況下有所提升，對(duì)于三端FSS，當(dāng)多聯(lián)絡(luò)饋線容量小于單聯(lián)絡(luò)饋線時(shí)，TSC有提升，這種情況適合FSS連接某些主干與某些分支饋線組網(wǎng)的情況。

2)TSC負(fù)荷分布

FDN的TSC無(wú)論是否提升，在實(shí)際運(yùn)行中都更易實(shí)現(xiàn)，允許負(fù)荷達(dá)到TSC時(shí)任意分布，而傳統(tǒng)配電網(wǎng)必須要求負(fù)荷按一定分布才能達(dá)到TSC。

3)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度

達(dá)到同等總量TSC，F(xiàn)DN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)明顯少于傳統(tǒng)電網(wǎng)，原因是FDN的多端負(fù)荷轉(zhuǎn)移無(wú)需借助分段開(kāi)關(guān)將負(fù)荷分為幾個(gè)部分。

上述FDN優(yōu)勢(shì)的原因是傳統(tǒng)配電網(wǎng)需分段開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)配合才能將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到多回饋線;而FDN能連續(xù)調(diào)節(jié)潮流，無(wú)需分段開(kāi)關(guān)就能將負(fù)荷優(yōu)化分配給其他饋線，即更充分地利用了電網(wǎng)剩余容量。

五、結(jié)語(yǔ)

本文提出了柔性配電網(wǎng)FDN以及柔性開(kāi)閉站FSS的概念，并提出了FDN的最大供電能力模型與求解方法。FDN是電力電子化背景下配電網(wǎng)的一個(gè)新概念，直接作用于配電網(wǎng)的一次系統(tǒng)，將改變配電網(wǎng)長(zhǎng)期開(kāi)環(huán)運(yùn)行的方式，還賦予網(wǎng)絡(luò)很強(qiáng)的潮流調(diào)控能力。FDN會(huì)給研究者帶來(lái)很多感興趣的課題，例如：如何利用FDN的閉環(huán)運(yùn)行深度提高可靠性、如何利用FDN與現(xiàn)有主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)結(jié)合消納間歇性DG。

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摘要：電力系統(tǒng)中，電子技術(shù)也正以前所未有的速度進(jìn)行著更新?lián)Q代，各種新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)問(wèn)世以及以現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的高科技運(yùn)算水平，為電子技術(shù)在各行業(yè)大展身手提供了十分精彩的展示平臺(tái)。

文章通過(guò)對(duì)電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行一一介紹，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹，為廣大研究者提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);電子技術(shù);發(fā)電機(jī)

20世紀(jì)50年代末，電子電力裝置正式使用晶閘管，這一創(chuàng)造性地使用手段，大大加速了其他派生器件的誕生，并在無(wú)意間拓寬了電力電子技術(shù)的應(yīng)用范疇，電力電子技術(shù)開(kāi)始在整流電路、交流變換電路、直流變換電路等領(lǐng)域嶄露頭角。

隨著美國(guó)在1958年正式推出第一個(gè)集成電路，電力電子技術(shù)的安全性、可靠性又得到了進(jìn)一步的保障。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，更使其在智能化、自動(dòng)化的進(jìn)程中如虎添翼，本文將對(duì)其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行具體舉例分析。

1 電力電子技術(shù)概述

電力電子學(xué)(Power Electronics)出現(xiàn)在20世紀(jì)中后期1974年，美國(guó)的著名學(xué)者W.Newell將其定為綜合電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科的邊緣學(xué)科。

學(xué)界將該學(xué)科稱為：“電力電子學(xué)”，工程技術(shù)角度來(lái)看“電力電子技術(shù)”則更為切實(shí)。

電力電子技術(shù)由電力電子器件制造技術(shù)以及整流、變相、逆變等變流技術(shù)兩大部分構(gòu)成。

屬于新興的一門應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)對(duì)電能進(jìn)行高效率的組合與控制，能夠?qū)崿F(xiàn)將“電力”功率控制在GW與1W以下進(jìn)行變換，十分靈活地適應(yīng)了當(dāng)下不同工作對(duì)象的電力功率需求。

電子技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中已經(jīng)成為不可或缺的關(guān)鍵部分。

截至目前看來(lái)，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中成功運(yùn)用的典范，便是HVDC直流輸電在大功率電力系統(tǒng)的推廣

2 電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)的使用現(xiàn)狀

發(fā)電環(huán)節(jié)作為電力系統(tǒng)中最為核心的部分，其涉及到龐雜、多樣的機(jī)器設(shè)備，一旦沒(méi)有進(jìn)行有效管理將會(huì)直接影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)的運(yùn)用，主要變體現(xiàn)在對(duì)不同設(shè)備運(yùn)行特性的有效控制、改善上。

(1)運(yùn)用靜止勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)對(duì)大型發(fā)電機(jī)的控制。

由于采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、穩(wěn)定性好、成本較低的晶閘管整流自并勵(lì)方式，該控制方法被電力系統(tǒng)的大部分企業(yè)積極采用。

勵(lì)磁機(jī)環(huán)節(jié)的有效省略，為快速地進(jìn)行發(fā)電過(guò)程調(diào)節(jié)，提供了十分高效的技術(shù)保障。

(2)運(yùn)用變速恒頻勵(lì)磁完成對(duì)風(fēng)力、水力發(fā)電機(jī)的有效控制。

眾所周知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率直接與風(fēng)速的三次方成正相關(guān)的關(guān)系，在風(fēng)車發(fā)電過(guò)程中，其捕捉到的最大風(fēng)能因風(fēng)速的不同而相應(yīng)變化，為了實(shí)現(xiàn)有效功率的最大化，可以通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的有效調(diào)整，達(dá)到機(jī)組運(yùn)行能夠與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后維持在恒定的輸出頻率，完成預(yù)定目標(biāo)。

同樣，水電發(fā)電有效率直接受到水頭壓力以及水流量大小的影響，為使機(jī)組的轉(zhuǎn)速能夠與水頭的變化幅度以及流量的起伏狀態(tài)契合一致，通過(guò)變速電源的控制，一樣能夠十分準(zhǔn)確地完成輸出頻率恒定的預(yù)定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)有效功率最大化的目的。

(3)對(duì)發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速進(jìn)行有效干預(yù)。

據(jù)相關(guān)資料顯示，發(fā)電廠的內(nèi)部電率的均值為8%，風(fēng)機(jī)水泵的耗電量占到火電設(shè)備耗電量總數(shù)的63%左右。

運(yùn)作效率不高是廣大發(fā)電企業(yè)面臨的一大難題，低壓以及高壓變頻器的出現(xiàn)很好地解決了這一歷史性難題，通過(guò)運(yùn)用風(fēng)機(jī)水泵的變頻以及調(diào)速，可以十分有效地達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

由于技術(shù)水平尚處于起步階段，高壓大容量變頻器的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)尚處在較為稀缺的狀態(tài)，學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)研究的方式正在被積極推廣。

2.2 電子控速技術(shù)的推廣使用

在工況相對(duì)惡劣的作業(yè)環(huán)境下運(yùn)用該技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)工具的串激電機(jī)額定負(fù)載轉(zhuǎn)速與空載轉(zhuǎn)速保持基本一致或者完全統(tǒng)一的效果，這就為廣大施工人員在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，有效降低噪音和震動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作效率的提高并且延長(zhǎng)工具的使用期限提供了十分必要的技術(shù)支持。

2.3 電子減速技術(shù)的運(yùn)用推廣

施工人員在進(jìn)行螺釘以及螺栓拆卸過(guò)程中，由于工具需要在低轉(zhuǎn)速、大扭矩的條件下進(jìn)行運(yùn)作，傳統(tǒng)的串激電機(jī)扳手或者螺絲刀，難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、扭矩雙雙降低的情況下完成螺釘與螺栓的順利卸載，尤其是生銹現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，卸載就更加不易。

通過(guò)使用電子減速器，可以實(shí)現(xiàn)串激電機(jī)負(fù)載減壓的同時(shí)自動(dòng)將電壓進(jìn)行增大，實(shí)現(xiàn)奠基的大扭矩，方便工人進(jìn)行螺栓以及螺釘卸載。

2.4 電子扭矩控制技術(shù)的有效運(yùn)用

由于高功率、大扭矩的客觀條件，操作人員在用螺絲刀或者把手進(jìn)行大螺釘、大螺栓的擰緊作業(yè)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)因扭矩控制不當(dāng)而出現(xiàn)鉆頭、螺釘、螺栓斷裂的情況，電子扭矩控制技術(shù)的出現(xiàn)十分巧妙地解決了這些問(wèn)題，通過(guò)使用電子扭矩控制器，可以對(duì)螺絲刀的扭矩值以及無(wú)極調(diào)節(jié)扳手進(jìn)行有效控制，與此同時(shí)，將扭矩的最大值控制在一定的范圍內(nèi)，也是保障流水作業(yè)時(shí)，操作人員實(shí)現(xiàn)裝配螺釘、螺栓擰緊程度一致性的重要手段。

2.5 電子調(diào)速技術(shù)在電動(dòng)工具中的推廣使用

電子調(diào)速技術(shù)是電力系統(tǒng)中電動(dòng)工具領(lǐng)域使用最廣泛，也是最早的電子技術(shù)。

目前基本上所有的品種都采用了該項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)對(duì)電動(dòng)工具的運(yùn)行速度進(jìn)行有效設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)其在不同轉(zhuǎn)速，尤其是低轉(zhuǎn)速水平上的靈活、精準(zhǔn)作業(yè)，為改善工作質(zhì)量、提高工作效率創(chuàng)造了十分便利的條件。

2.6 電子啟動(dòng)電流限制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用

電動(dòng)工具的啟動(dòng)速度經(jīng)由限制啟動(dòng)電流控制，這一手段的運(yùn)用為功率較大的電動(dòng)工具進(jìn)行征程作業(yè)創(chuàng)造了十分高效的前提條件。

繼電器與限流電阻各一只組成的電子啟動(dòng)電流限制器，在工具機(jī)體內(nèi)通過(guò)對(duì)其啟動(dòng)過(guò)程中電樞、磁力線的控制，實(shí)現(xiàn)工具啟動(dòng)，電流不會(huì)出現(xiàn)立刻增大的現(xiàn)象，為其正常、安全運(yùn)用奠定了極其重要的保證。

2.7 微機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行微機(jī)控制過(guò)程中，電動(dòng)工具機(jī)器內(nèi)部只需要安裝空間占用小、價(jià)格相對(duì)較低的單片機(jī)，便可以進(jìn)行作業(yè)。

使用該項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)，便在于其能夠?qū)Σ僮骱涂刂七M(jìn)行自動(dòng)選擇，通過(guò)控制屏上的按鈕進(jìn)行工具運(yùn)作控制，不僅實(shí)現(xiàn)了高效作業(yè)，更加實(shí)現(xiàn)了這一過(guò)程中工具完好度的保護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及信息化水平的不斷提高，電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用也朝著更加廣泛、多樣化的方向發(fā)展，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)積極、有效的探索與運(yùn)用，我國(guó)電力系統(tǒng)必將在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮做出更加令人矚目貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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【摘 要】煤炭行業(yè)的電力消耗量約占總能耗的67%。

現(xiàn)國(guó)有統(tǒng)配煤礦基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但電氣化仍較落后。

從電氣傳動(dòng)技術(shù)及其裝備水平看，工業(yè)技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，采用變頻調(diào)速技術(shù)已達(dá)到70%～80%，而我國(guó)不足10%，煤礦的應(yīng)用水平則更低。

而礦井的電能消耗中，電機(jī)消耗的電能占了近90%。

該文介紹電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景，通過(guò)在煤炭企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例，論述了煤炭企業(yè)電力電子技術(shù)的推廣應(yīng)用可以節(jié)約一定的電能。

【關(guān)鍵詞】電力電子;技術(shù)煤礦;節(jié)能

1.現(xiàn)代電力電子技術(shù)在煤礦電氣的應(yīng)用

傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用國(guó)際上，技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)煤國(guó)家，井下使用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和裝備已相當(dāng)廣泛。

如調(diào)速變頻電牽引采煤機(jī)，風(fēng)機(jī)、水泵、提升機(jī)等礦用設(shè)備調(diào)速系統(tǒng);原不調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速;原直流調(diào)速系統(tǒng)正被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)逐步代替。

1.1提高生產(chǎn)工藝流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化水平

電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)是以生產(chǎn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)裝置—電動(dòng)機(jī)為自動(dòng)控制對(duì)象、以微電子器件(包括微計(jì)算機(jī)系統(tǒng))為核心、以電力電子裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論指導(dǎo)下，按給定的規(guī)律控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)工藝的最佳要求，達(dá)到提高效率、降低能耗、提高產(chǎn)品(或系統(tǒng)運(yùn)行)質(zhì)量、減少系統(tǒng)環(huán)節(jié)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)化效果。

現(xiàn)代變頻裝置的智能化程度比較高，自身具有很強(qiáng)的保護(hù)功能，對(duì)于被驅(qū)動(dòng)負(fù)載來(lái)說(shuō)，它既是一個(gè)功能很強(qiáng)的控制環(huán)節(jié)，又是很準(zhǔn)確的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

作為電氣傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可稱得上是控制和執(zhí)行器的機(jī)電一體化環(huán)節(jié)。

采用此項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備，不但可容易地實(shí)現(xiàn)較高性能的單機(jī)自動(dòng)化，而且實(shí)現(xiàn)礦井的順槽自動(dòng)化控制要簡(jiǎn)單和容易得多。

1.2提高電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電一體化水平，減小驅(qū)動(dòng)設(shè)備占用空間

電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電一體化是現(xiàn)代礦井采、掘、運(yùn)、提等大型生產(chǎn)裝備機(jī)電一體化的最重要組成部分，這不但可有效地提高生產(chǎn)工藝流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化水平，而且可有效地減小設(shè)備占用空間。

由于井下空間有限，限制了裝備的體積及使用范圍：縮小裝備的體積可以有效地減少恫室開(kāi)挖量，節(jié)約投資。

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展無(wú)機(jī)械齒輪機(jī)，技術(shù)已日臻成熟，并且已進(jìn)入實(shí)用階段。

如：交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、滾筒內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)式提升絞車等已投入使用，既減少了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)系統(tǒng)體積，又有效地提高了整體的傳動(dòng)效率，為礦井電氣傳動(dòng)系統(tǒng)改造提供了誘人的新技術(shù)前景。

2.現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電機(jī)調(diào)速及拖動(dòng)中的應(yīng)用

礦井中電機(jī)是耗能大戶，并且集中在提升機(jī)電機(jī)通風(fēng)機(jī)電機(jī)、主排水泵電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)以及采煤機(jī)電機(jī)等幾個(gè)大型電機(jī)上，耗能比較集中，因此為實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)改造提供了方便。

以TKD和JKMK系列提升機(jī)電控系統(tǒng)為主的交流提升電控系統(tǒng)在我國(guó)使用最為普遍，這些控制系統(tǒng)都是采用轉(zhuǎn)子附加電阻來(lái)調(diào)速的。

由于交流提升機(jī)在減速段機(jī)械特性軟調(diào)速性能較差，后來(lái)又出現(xiàn)直流調(diào)速提升機(jī)，由于在開(kāi)始發(fā)展直流控制系統(tǒng)時(shí)電力電子技術(shù)特別是大功率電力電子元件及控制模塊還不是很成熟，因此這種直流調(diào)速方案主要采用F—D系統(tǒng)(直流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī))。

這種系統(tǒng)中拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)除了檢修以外，一般停機(jī)，因此電能浪費(fèi)嚴(yán)重，以某礦副井提升機(jī)為例：該礦副井提升機(jī)采用的是直流F—D直流拖動(dòng)系統(tǒng)，提升電機(jī)的功率是1250kw，為其提供直流電源的是功率為1450kw的直流發(fā)電機(jī)，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的是功率為1600kw的交流同步電動(dòng)機(jī)，在提升機(jī)進(jìn)行電力電子技術(shù)改造前每個(gè)月的耗電量在40—45萬(wàn)kw·h之間。

除此之外，整個(gè)控制系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的繼電器控制，所有參數(shù)也是模擬量，因此控制復(fù)雜、故障率高、參數(shù)易變、維護(hù)量大，每年的維修費(fèi)用15萬(wàn)元左右，維修時(shí)間超過(guò)500h。

該礦于2004年5月對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造成電力電子整流直流調(diào)速系統(tǒng)，整套系統(tǒng)采用進(jìn)口整流控制柜和PLC控制系統(tǒng)。

改造后，每月電量消耗在20萬(wàn)kw·h左右，節(jié)能非常明顯，兩年內(nèi)節(jié)約的電費(fèi)就收回了項(xiàng)目投資。

同時(shí)控制系統(tǒng)數(shù)字化、模塊化，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、故障率低、維護(hù)方便，年維修費(fèi)用2萬(wàn)元以下，年維修時(shí)間200h左右。

節(jié)能效果良好，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。

相對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)，交流電機(jī)費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，因此受到用戶的青睞，特別是交流電機(jī)的變頻調(diào)速性能和直流調(diào)速基本相似，因此變頻調(diào)速的發(fā)展速度很快，并且有逐步取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。

交流電機(jī)采用變頻技術(shù)相對(duì)直流電機(jī)采用直流調(diào)速性能基本相似，但是變頻技術(shù)相對(duì)直流調(diào)速方案總體經(jīng)濟(jì)效益較好，這一點(diǎn)在電梯調(diào)速方面的成功應(yīng)用可以得到驗(yàn)證。

煤炭企業(yè)大功率電機(jī)直接使用變頻調(diào)速的難度在于電機(jī)的額定電壓以6kv為主，應(yīng)用高壓交流電機(jī)和高壓變頻調(diào)速的方案目前還沒(méi)有一個(gè)成功應(yīng)用的例子。

隨著變頻技術(shù)的進(jìn)步，具有內(nèi)置式PID以及張力卷取軟件、速度級(jí)鏈速度跟隨以及電流平衡等功能的大功率高壓變頻器技術(shù)的成熟。

目前的礦用提升機(jī)交流電控系統(tǒng)除了調(diào)速性能不理想外其轉(zhuǎn)子串接的加速電阻也消耗部分電能，而且維修量大。

礦用刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，這些設(shè)備啟動(dòng)頻繁，負(fù)荷變化大，目前使用的啟動(dòng)設(shè)備大多數(shù)采用普通磁力啟動(dòng)器配液壓聯(lián)軸器，啟動(dòng)效果不很理想，同時(shí)也無(wú)法達(dá)到節(jié)能效果。

隨著隔爆型變頻器技術(shù)的成熟，礦用運(yùn)輸設(shè)備采用變頻器是完全可行的，而且可以同時(shí)達(dá)到節(jié)能和軟啟動(dòng)的目的。

但是隔爆型變頻器造價(jià)高，推廣起來(lái)有一定的難度，不過(guò)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有的企業(yè)通過(guò)和國(guó)外技術(shù)合作、引進(jìn)或自制研制成功了隔爆型節(jié)能軟啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)造價(jià)比變頻器低，還可以通過(guò)調(diào)整輸出電壓來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的，在目前條件下，這種開(kāi)關(guān)還是值得推廣的。

3.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的其它應(yīng)用

煤炭企業(yè)一般距離市區(qū)較遠(yuǎn)，因此煤礦的工人村都有相對(duì)對(duì)立的物業(yè)管理體系，例如必須具備對(duì)立的供水系統(tǒng)。

現(xiàn)在大多數(shù)礦山工人采用的都是定時(shí)供水制，只在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)供水，供水的時(shí)候，就是用水的高峰期，每個(gè)用戶還要用容器存一部分水備用，實(shí)際上并不一定能用完，長(zhǎng)流水的地方也比較多，因此造成水資源和電能的浪費(fèi)。

另外，由于用水集中，為了保證有足夠的水壓，供水的水泵和電機(jī)都比較大，因此也造成了設(shè)備資源的浪費(fèi)。

全自動(dòng)無(wú)塔變頻供水裝置這項(xiàng)技術(shù)在全國(guó)推廣使用已經(jīng)好幾年了，這項(xiàng)技術(shù)投資少，自動(dòng)化程度高，同時(shí)還可以達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的，但是在煤炭企業(yè)應(yīng)用還不是太廣泛，還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到其優(yōu)勢(shì)。

某礦工人原來(lái)使用的也是定時(shí)供水制，自從改造成全動(dòng)無(wú)塔變頻供水以后，節(jié)約水資源10%以上，節(jié)約電能15%以上，而且還可以保證全天候供水，方便了居民生活，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)都很好。

我國(guó)于1996年正式啟動(dòng)綠色照明計(jì)劃，綠色照明計(jì)劃的關(guān)鍵就是利用電力電子技術(shù)開(kāi)發(fā)節(jié)能光源和節(jié)能燈具。

煤礦井下大量使用照明，目前礦井使用的照明設(shè)備以普通熒光燈白熾，因此大規(guī)模推廣使用節(jié)能燈具有著重要意義。

以百萬(wàn)噸礦井生產(chǎn)照明用電容量為50kw計(jì)算時(shí)，推行節(jié)能技術(shù)可以節(jié)約電量15%，全國(guó)年產(chǎn)原煤12億t，年節(jié)約電量近80GW時(shí)，細(xì)算起來(lái)是一個(gè)不小的數(shù)字。

但是，我國(guó)在開(kāi)發(fā)成本低、電磁污染低、可靠性高的性能先進(jìn)的電子整流器方面，特別是能適應(yīng)煤礦井下惡劣條件的先進(jìn)節(jié)能燈具技術(shù)還不是很成熟。

4.結(jié)論

電機(jī)是感性負(fù)載，功率因數(shù)低，負(fù)載變化大，節(jié)能的空間很大。

節(jié)能的關(guān)鍵在于先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備的使用或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)改造。

電機(jī)類負(fù)荷的節(jié)能方法主要是電力電子器件，而我國(guó)煤炭企業(yè)在電力電子技術(shù)的應(yīng)用不僅無(wú)法和國(guó)外先進(jìn)水平相比，即使和國(guó)內(nèi)其他行業(yè)相比也落后很多。

因此，煤炭企業(yè)電力電子技術(shù)的改造應(yīng)用具有廣闊的前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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