电力电子中的应用电力的应用介绍|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

电力的应用介绍

电力应用

照明

作为电力应用之一的照明大致可分为三类∶第一类是由电能转化为热能，然后再转化成光能的光源，如白炽灯等;第二类是利用放电而转化成光能的光源，如荧光灯、高压汞灯、霓虹灯等;第三类是近年来出现的半导体发光灯——LED。

一、白炽灯

白炽灯的主要种类有;一般照明灯（钨丝灯泡）、反射型灯、卤钨灯。白炽灯在使用中，高温灯丝会蒸发钨，钨分子附着在灯内壁，会引起黑化现象。卤钨灯利用卤钨循环改善了这个问题。白炽灯把大部分能量转化为热能耗散掉，发光效率很低，一般只有 12流明每瓦，所以白炽灯在不远的将来会逐渐退出市场，取而代之的是省电、环保的节能灯和 LED灯。

二、荧光灯与节能灯

荧光灯是1938年由美国GE公司研究开发的，其原理是将低压水银蒸气中放电发出的紫外线照射到荧光物质上而发光的光源。高压汞灯是将高压水银蒸气中放电发出的光作为光源。霓虹灯是将惰性气体中高压放电发出的光作为光源。

荧光灯通过电极在低压（约1Pa）水银蒸气中放电产生波长为253.7nm 的紫外线辐射，经过涂敷在灯管内壁的荧光物质变换为可见光线。

电子节能灯的工作原理与荧光灯相同，只是把电子镇流器与荧光灯做成一体，所以也称为"紧凑型荧光灯"。由于它不存在电流热效应，发光效率可达60流明每瓦。

三、高压汞灯

高压汞灯有两种，一种是仅利用发光管发出的水银光谱的高压汞灯.另一种是用涂在外壳内表面的荧光物质将发光管发出的 365nm 的紫外线辐射变换为橙色可见光的荧光汞灯。高压汞灯主要用作路灯和广场照明。

四、LED灯

LED灯（LED lamp），也称发光二极管照明灯，是利用发光二极管作为光源的技术，分为半导体发光二极管和有机发光半导体两类，目前用在照明上的主要是半导体发光二极管。LED灯的能源效率非常高，而且不容易破碎。

目前，单颗发光二极管的光度还比较低，所以一个LED灯通常由多颗发光二极管组成。由于发光二极管是使用低压直流电驱动，所以LED灯内含有电力电子电路，将工频交流电整流、降压为低压直流电。此外，高温会损坏LED灯，故LED灯一般会配以散热片等散热配件。目前，LED灯主要用作路灯和公共场合的照明。随着技术的提高，高功率，高光度、长寿命的发光一极管陆续问世.使LED火T有全面取代其他传统光源之势。图 3-25所示是两种LED灯。

电加热

电加热是以电能为能源加热物料，并通过电炉、电焊机等来实现加热的一种方法。电加执时由能转变成执能，并将已获得的执能用干物料的加技.或进一步完成物料特定的加T 工艺过程，如熔炼、热处理、焊接等。

电加热大体上可分成两大类。一类是电能在电炉、电热器具上转变成热能后加热物料，如电阻炉通过电热元件，电弧炉通过电弧放电将电能转变成热能，加热物料。或者电能在电炉，电热器具上通过被加热物料自身转变成热能.加热物料，如在电子束电热设备中.电千从高压电场获得动能，而在电子撞击被加热物料时，该动能又转变成热能;又如在直接电阻加热设备上，被加热物料直接通电;在感应炉上，使被加热物料产生感应电流，因物料的电阻使电能转变成热能加热物料，等等。另一类是利用电能驱动执泵，把执能从温度较高的物体输送给温度较低的物体。

电加热的方式主要有;电阻加热、电弧加热、感应加热、高频电场加热、红外线加热、等离子加热、电子束加热、激光加热和热泵加热等。

电力拖动

电力拖动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种拖动方式，又名电气传动或电力传动。利用电力拖动，可以实现电能与机械能之间的转换，并能按照生产工艺要求方便地控制电动机输出轴的转矩、角加速度、转速、角位移（对于直线电动机则相应为力.加速度，速度，距离）以及被拖动机械或机械组合的多种多样的起动、运行、变速、制动等。

电力拖动的应用在节约能源、改善劳动和环境条件、提高产品的质量和产量、节约原材料等方面带来了明显效益。因此，电力拖动已广泛地应用于工业、农业、商业、军事等部门中的加工.、运输、设备制造以及改善环境条件等诸多方面。

电力拖动主系统是由电动机、机械传递机构、工作机械组成的机电系统。电动机的输入端经过功率开关和控制元件由电网供电，其输出端通过传递机构的一定的传递比与工作机械相连接。按电动机供电电流的制式不同，可分为直流电力拖动和交流电力拖动。

电力拖动的应用领域极其宽广，从一般的家用电器到工业机床设备、电动交通工具等。在国防、国民经济和人民生活的方方面面都有应用，是电能最主要的应用方式之一。电力牵引（Electric Traction）就是其中一个较大的应用领域。

电力牵引是以电能为牵引动力，驱动机车车辆运行，是现代铁路三种牵引动力形式（蒸汽、内燃、电力牵引）之一。电力牵引是用电力机车（或动车）从布置在电气化铁路沿线的接触网上获取电能，通过牵引电动机，将电能转换为机械能，以驱动机车运行。属于电力牵号范畴的有电气化铁路、地下铁道及其他电牵引城市轨道交通，矿山电力机车城市公共电车等。

电力牵引中电力机车的用电取自电力牵引供电系统，即外部电源。蒸汽机车、内燃机车受其自带能源设备的限制，功率不能过大，而电力机车自身不带一次能源设备.不受锅炉、柴油机的限制，轴功率可达1000 kW以上，所以电力牵引能多拉、快跑，提高了运输能力。

电力牵引的能源利用效率高，由于电能由发电厂（或电站）集中生产，能源利用率比蒸汽、内燃机牵引高得多。一般由高温、高压、大容量机组的火力发电厂供应电能的电力牵引的效率达 35%左右;若由水力发电厂供给电能，其效率更高。而蒸汽、内燃牵引效率分别只有7%及25%左右。

电力牵引因不受自带能源设备的限制，过载能力强。电力牵引的起动加速时间短，约为内燃机车的 1/2.而且能提高运行速度、提高运输能力。电力牵引在运行中无灰、烟等有害气体，对自然环境无污染。这对城市及大型编组站.以及多临遂道，长防脑道地段分有利。

电化学

电化学是研究化学能与电能之间相互直接转换的科学。电化学应用的主要有∶一次电池（原电池）、二次电池（蓄电池）、燃料电池、太阳能电池、电解、电镀、电铸、电解研磨、电热化学（如制造石墨），等等。

节约电能

电力工业既是能源转换工业，又是消耗能源的大户。在国民经济总能耗中，电能的比重还在继续增大。如何提高各种一次能源转换为电能的效率，同时减少电业自身的能耗，是电业节能的两大主题。节能成效的大小，举足轻重。

电力企业的节能措施有∶

①根据国家的资源条件，优化发电能源结构，尽可能多开发水电，限制燃油发电;

②煤电，采用高参数大机组，建设大电厂;

③采用超高电压输电。优化网络结构减少输电配电损耗；

④建设大电网实行电网经济调度;

⑤逐步对老设备进行技术改造，淘汰中低压机组;

⑥发展热电联产;

⑦对发电厂主辅设备进行改造，消除相关设备大小不配套现象，改善保温，消除渗漏，推广节能新技术;

⑧加强燃料管理，消除储运损失，防止亏吨亏卡，造成煤耗虚升等。

电力系统中电力电子技术的应用

摘要： 电力电子技术把现代化控制技术、计算机技术以及电路技术、功率半导体技术作为技术支撑，伴随各个技术的发展和不断成熟，也提升电机技术的应用价值，使其被广泛应用在民用产品以及电能质量管控和新能源开发等领域。本文分析电力电子技术在电力系统应用相关内容，如电力电子技术在节能环节的应用、输电和配电环节应用等，力求通过全面的分析，为电力企业以及从业人员提供实践参考，确保更加高校和灵活应用电力电子技术，利用技术带动行业发展。

关键词： 电力系统；电力电子技术；应用；举措

前言： 电力电子技术作为电工新技术典型，技术把电力和电子技术（电子技术中强电和弱电技术有效结合）融合，提升技术应用价值，使其被广泛应用与社会发展和生产作业中。电力系统中应用电力电子技术，可减少无功功率的损耗，提高功率的因素，以免系统电压降低，对设备带来破坏，确保各个设备应用性能，提高设备的功率因素。此外，电力电子技术在电力系统中应用，改善各个发电机组和设备的应用特性，提升交流输电系统的传输能力，有利于对输电系统进行良好管控。

1.电力电子技术在电力发电环节的应用

电力电子技术在电力发电环节的应用，可以改善发电机组中各个设备的应用性能，提高其应用性。首先，在发电环节，可以应用静止励磁控制技术来管控大型发电机设备，该技术应用晶闸管整流自并力的方式，其结构简单，具备较好的可靠性，经济支出合理。电力发电环节，应用该技术和实现快速的调节目标，依据系统运行规律进行控制，强化控制效果。

发电厂风机水泵设备变频调速，可以应用低压或者高压变频技术进行控制，可良好对风机水泵的运行速度以及频率进行控制，实现技能的目的。因为，在发电中用电量较多，平均用电率可达到8%，而风机水泵设备耗电量估占据整个总设备耗电量的百分之六十，因此，必须重视风机水泵设备变频调速，控制能耗。

2.电力电子技术在电力输电环节的应用

电力输电环节中，常应用电力电子技术包括，柔性交流输电技术、高压直流输电技术。其中柔性交流输电技术应用可调整电网以及交流输电的运行性能，应用FACTS控制设备以及SWC静止无功补偿设备、应用静止调相机以及静止快速励磁器等设备，控制输电环节的能源损耗。

高压直流输电技术近几年得到进一步发展，技术应用IGBT等各个可关断的电子器件所构成的换流设备，也应用了脉宽调制等技术，实现无源逆变的同时，也解决掉直流输电向无交流电源系统复合碘送电等问题。此外，高压直流输电技术的设备简单，造价较为合理[2]。

3.电力电子技术在配电环节的应用

电力电子技术在配电环节的应用，可以有效解决目前配电网系统供电可靠性以及提高电能质量等问题。确保电能质量的控制可以满足不对称度、谐波以及频率和电压等要求，也要进一步抑制各类瞬态波动与干扰。

目前配电系统中所应用的电力电子技术为现代化控制技术，也就是用户电力技术（CsutomPower技术），也应用到FACTS技术，通过强化交流输电系统的管控，提高电力系统的传输能力等举措，确保供电的可靠性也确保供电的质量。

当下较为典型用户电力技术产品包括:动态化电压恢复设备（DVR）以及故障电流自安置设备（PCL）和固态断路设备（SSCB）等。电力企业可以在配电环节，大力应用各类新型技术与设备，控制配电环节能源损耗。

4.电力电子技术在电力节能系统的应用

4.1把电动机与变负荷电动机调速技术结合应用

把电动机与变负荷电动机调速技术结合应用，可以起到节能的效果。目前，我国所应用的变负荷风机以及水泵，均是选择应用国外交流调速技术。因此，我国要进一步推广和应用本国内的调速技术。尝试把电动机与变负荷电动机调速技术，在风机以及泵类等变负荷设备中选择应用调速控制来替代挡风板与节流阀控制风量以及水量，可确保调速精准度以及效率，利于实现连续性和无级调速目的，控制转差损耗，控制定子以及转子的损耗，可节省电率约百分之三十。

4.2控制无功损耗，调整功率因数

电力系统中常应用交流异步电动机设备及感性负载类变压器，二者在运行期间能源消耗较多，如，有功功率与无功功率设备应用均增加能源损耗。但是基于电动设备与交流异步电动机设备的重要性，其作为保证电能质量的关键，在整个电力系统中发挥重要作用。为了确保无功功率的平衡性，避免系统电压减少以及功率因素降低，以免损坏设备，应在发现电网以及电气设备无功容量缺失时，要适当增设无功补偿装置，调整和提升功率的因素。

结束语： 综上所述，我们可以看出，电力电子技术目前在电力输电、配电以及节能系统中均被广泛应用。电力电子技术的大力应用和不断发展，离不开自身优势，如也可以对电能的使用进行管控，优化电能资源的使用，控制资源的浪费。此外，电力电子技术可以改造以往产业，进一步发展新兴产业。尤其是当下电力产业不断发展背景下，人们生产生活以及电力企业均应用各类电力电子设备，电厂应用各类电力电子技术，提高电力系统各个设备的运转速度，加快设备运行的同时，为大众提供更加高质的服务。电力企业大力应用电力电子技术与大众不断认可，这也在一定程度上加快电力电子技术的发展。

参考文献： [1]颉风.电力电子技术在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2020,(23):218-219.

[2]袁娟.电力系统电力电子技术应用探讨[J]. 产业科技创新,2020,2(31):60-61.

[3]禹凯歌.电力电子技术在电力系统中的应用[J]. 中国科技信息,2020,(14):40+13.

[4]黄凯峰.探讨电子控制中电力电子技术的应用[J]. 农家参谋,2020,(10):211.

[5]田富豪.电力电子技术在电力系统中的应用[J]. 数码世界,2020,(04):261.