簡述電源技術(shù)康敏

1、簡 述 電 源 技 術(shù)康 敏內(nèi)容提要：關(guān)于電源概念的基本認(rèn)識，電源技術(shù)的性質(zhì)，電源技術(shù)的任務(wù)，電源技術(shù)的內(nèi)容，以及研究電源技術(shù)的意義。 上世紀(jì)末，電源學(xué)會、電源協(xié)會相繼出現(xiàn)，電源的地位也越來越高。同時電源技術(shù)蓬勃發(fā)展，電源電路越來越復(fù)雜，設(shè)備越來越先進(jìn)。然而，電源卻是一個模糊的概念，什么是電源？什么是電源技術(shù)？是長時間說不清的問題，于是出現(xiàn)，提法混亂，電源管理的一些文件象天書，學(xué)校里沒有電源專業(yè)。種種問題的存在，顯得與電源的地位很不協(xié)調(diào)。因此，我認(rèn)為電源界對自身認(rèn)識，是一件大事，關(guān)系電源事業(yè)的健康發(fā)展。本人作為一個有多年基層電源工作經(jīng)歷的人發(fā)表看法如下：一 關(guān)于對電源概念的基本認(rèn)識這里首先要分

2、清理論上的電源概念和當(dāng)前技術(shù)實(shí)踐中常用的電源概念。在理論上，電源概念有廣義和狹義之分。廣義電源，顧名思義就是電現(xiàn)象的根源，是運(yùn)動的電子。常識告訴我們，電子的存在具有能量性和信息性。電力技術(shù)，就是對電子能量性的研究和利用；而通信信息技術(shù)，就是對電子信息性的研究和利用。以此推之，電力技術(shù)，電子技術(shù)，通信技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)以及一切關(guān)于電現(xiàn)象的科學(xué)都屬于電源范疇。狹義電源，是電能源。其中，公共電力網(wǎng)就是最大的電能源，習(xí)慣上我們常把公共電力網(wǎng)形象的稱為大電力。大電力技術(shù)，以380V交流電為終端產(chǎn)品,早已發(fā)展的十分完善和自成體系。然而，當(dāng)前我們實(shí)踐中常用的電源概念，既非以上廣義電源，又非以上狹義電源，而是另

3、有所指。那么，我們實(shí)踐中常用的電源概念到底指的是什么呢？常見的電源實(shí)踐是，對蓄電池，干電池，太陽能電池，各種各樣的發(fā)電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)、利用。所謂“及其相關(guān)技術(shù)”主要包括另外三個方面：一是電能源的導(dǎo)引、關(guān)斷、控制、安全、計量的研究；二是各種電源設(shè)備和非電源設(shè)備內(nèi)部電源電路的研究，變換器研究；三是特殊部門或特殊設(shè)備的不間斷供電研究。顯然，這些電源實(shí)踐的內(nèi)容屬于人們?nèi)粘＊?dú)立發(fā)電和用電研究，是自備電能源體系，是大電力的補(bǔ)充；當(dāng)然，它也是狹義電源中的另一部分。如果我們把人類正在利用的電能源簡單的分為：公共電力網(wǎng)和自備電能源兩部分。則公共電力網(wǎng)是大電力，“自備電能源”自然就是小電力。大電力以發(fā)

4、電和送變電為主，小電力以供電和電能的具體應(yīng)用為主。大電力和小電力，相互補(bǔ)充共同組成了當(dāng)前正在使用的整個電能源體系。因此我認(rèn)為，理論上的電源概念可以理解為電根源，這種電根源即電子研究的范圍很廣，包羅萬象。而實(shí)電源技術(shù)實(shí)踐中的電源概念，就是指以上所述的這種小電力。由此也可以說明目前把電源技術(shù)歸屬于“電力電子”或“功率電子”的提法不妥，這種總覺得電源技術(shù)無法歸類的歸類，實(shí)屬本末倒置。試問，那么所謂“電力電子”或“功率電子”又歸哪一個學(xué)科呢？二 電源技術(shù)的性質(zhì)當(dāng)前，日常生活中小電力的現(xiàn)象很多。從產(chǎn)生方法上講，摩擦，感應(yīng)，電池，電機(jī)，太陽能等。各種分散的產(chǎn)生電能量利用電能量的手段都是電源技術(shù)。從日常生活

5、中常見的現(xiàn)象講：小的如一只手電，一個手機(jī)；大的如一個普通運(yùn)行的車輛，一個大海航行中的巨輪，一個小型發(fā)電站，這些設(shè)備的供電、發(fā)電、用電現(xiàn)象都是電源技術(shù)。高科技領(lǐng)域中的飛行器如，衛(wèi)星、飛船；軍事領(lǐng)域中的制導(dǎo)武器，機(jī)器人的電源。還有，邊遠(yuǎn)山區(qū)自我解決的農(nóng)村用電；某些戶外工作、野外工作，野外旅游，野外考察的用電。還有，突然出現(xiàn)技術(shù)故障、遭受自然災(zāi)害、遭受人為破壞、遭受局部戰(zhàn)爭，各個獨(dú)立個體電力問題的自我解決。還有，為了某種資源利用，為了改善環(huán)境等不同目的，有意不使用大電力，而是將不同的其他能源轉(zhuǎn)化為電能源加以利用的五花八門，各式各樣的小型發(fā)電技術(shù)。等等現(xiàn)象，不勝枚舉。小電力是分散的芝麻粒，大電力是集中

6、起來的巨無霸，二者相互補(bǔ)充而存在，極大的提高著人類生活的質(zhì)量。顯然，小電力和大電力只是規(guī)模不同，而本質(zhì)是一樣的，無論從理論還是實(shí)踐上講，小電力和大電力的基本性質(zhì)是一樣的，是能源性。所以說，電源技術(shù)的基本性質(zhì)是能源性，明確電源技術(shù)的能源性質(zhì)，可以使我們在電源研究中減少盲目性，離開能源性研究電源和電源技術(shù)就失去意義。三 電源技術(shù)的基本任務(wù)有四項(xiàng)基本任務(wù)。1 引入電能源在人們以柴草為能源的時代，家中因?yàn)闆]有能源而冷凍和挨餓時，可以向鄰居借一捆柴或上山打一擔(dān)柴草。而今天人們沒有能源時，最方便的辦法是引入電能源。引入電能源最常見的當(dāng)然是引入公共電力網(wǎng)提供的三相交流電或單相交流電。而實(shí)際當(dāng)中無論是固定體系

7、或者移動體系，通常指可以引人任何形式的電能量。2 變換電能源當(dāng)今的用電器種類繁多，已有的電能量形式未必與其匹配。因此已有的電能量形式常常需要變換才能使用電器使用。比如,電壓變換：升壓或降壓；交直變換：整流或逆變；頻率變換，穩(wěn)定電壓；各種復(fù)合變換等。當(dāng)前變換電能源的手段正在進(jìn)入數(shù)字時代，各種變換電路全面替代元器件，頻率變換出現(xiàn)新用途，處理的功率越來越大。因此，對已有電能源進(jìn)行變換是電源技術(shù)的又一任務(wù)。3 生產(chǎn)電能源以上說到，在人們以柴草為能源的時代，家中因?yàn)闆]有能源而冷凍和挨餓時，可以借柴或打柴解決問題。而今天人們無論在家或出門沒有能源時怎么辦呢？有條件的可以引入大電力，無條件引入時，最重要的還

8、是自己生產(chǎn)電能源。也就是自己發(fā)電或者使用電池來解決問題。因此，備電，發(fā)電，生產(chǎn)電能源是電源技術(shù)的最主要任務(wù)。4 連續(xù)提供電能源中斷電源存在各種意想不到的情況，理論上連續(xù)供電，使供電處于理想狀態(tài)，在實(shí)踐當(dāng)中是任何單一供電方法所不能解決的。然而，一些特殊部門對電能源的依賴性很強(qiáng)，是必須要求連續(xù)供電，因此，連續(xù)供電是電源技術(shù)的一項(xiàng)特殊任務(wù)。用電設(shè)備客觀存在著兩大體系：固定體系和移動體系，大電力只能解決部分固定體系的供電，如邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電便不能解決。然而，小電力既解決固定體系的供電也可以解決移動體系的供電。因此，電源技術(shù)也存在兩大體系，對于功率相同的供電狀態(tài)，電源設(shè)備在體積、重量、以及對成本的要求應(yīng)當(dāng)

9、有所不同。四 電源技術(shù)的主要內(nèi)容對于大電力和小電力的界限，我們可以用國家電力網(wǎng)來描述：國家電力網(wǎng)之內(nèi)為大電力，國家電力網(wǎng)之外為小電力。于是在某種意義上可以說，大電力不大，小電力不小。因此，從電源技術(shù)的任務(wù)可知，電源技術(shù)涉及的內(nèi)容十分龐大。引人技術(shù)當(dāng)前，電能量的引人主要形式為有線引人。將電能量從一個端點(diǎn)引到另一個端點(diǎn)的技術(shù)稱為電能量的引人技術(shù)。引人技術(shù)涉及到的材料或設(shè)備有四類：導(dǎo)線類，開關(guān)類，容斷器類，計量器類。導(dǎo)線類：按照金屬材料分，主要有銅線，鋁線。按照是否有外皮分有，包皮線和裸線。按照直徑分，有大電流用線和小電流用線。按照每根線的股數(shù)分，有多股線和獨(dú)股線。按照機(jī)械強(qiáng)度分，有軟線和硬線。按照

10、生產(chǎn)工藝分，有電纜線和明線。等。開關(guān)類：開關(guān)的分類更為復(fù)雜。按照能否控制分，有普通開關(guān)，可控開關(guān)，特殊開關(guān)。按照功率分，有常用開關(guān)（如用），動力開關(guān)（如用），低壓開關(guān)（如以下），微開關(guān)，電位器。普通開關(guān)，按照開關(guān)方式不同分有，拉線式，按壓式，觸模式，撥動式，擰動式，刀閘式，等。特殊開關(guān)有，繼電器，熔斷器，用電保護(hù)器，交流接觸器，空氣開關(guān)，油開關(guān)?？煽亻_關(guān)有，聲控，光控，聲光控，溫空，濕控，定時控，紅外控，無線電信號遙控，等。另外，開關(guān)概念的延伸還有集中開關(guān)，如配電盤類，配電室類。容斷器類：熔斷器也稱為保安器，有按照熔絲材料不同有，錫絲，鋁片，或其他金屬絲。按照外型有各種不同的形狀、按照功率分給

11、更是多種多樣。計量器類：電度表類，對電能量進(jìn)行度量，有傳統(tǒng)電度表，有數(shù)字電度表。還有品種繁多的電壓表、電流表、功率因數(shù)表、以及對電能量進(jìn)行瞬間測量的萬用表。引人技術(shù)設(shè)備的設(shè)計，制造，施工，安裝，維護(hù)，計量，測量，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等方面。變換技術(shù)將已有的與用電器不相匹配的電能量，變換為與用電器相匹配的電能量稱為電能量的變換技術(shù)。變換形式有，電壓變換，電流變換，頻率變換，各種復(fù)合變換。涉及的常見設(shè)備有變壓器，整流器，逆變器，直流變換器，變頻器，還有穩(wěn)壓器，起動減壓器等。當(dāng)前流行的是各種復(fù)雜的電路變換，形成的設(shè)備更是功率不同，款式不同，種類繁多。變換技術(shù)設(shè)備的設(shè)計，制造，施工，安裝，維護(hù)，計量，測量，生產(chǎn)標(biāo)

12、準(zhǔn)等方面。自備技術(shù)不依靠大電力，使無電狀態(tài)變?yōu)橛须姞顟B(tài)的手段，稱為電能量的自備技術(shù)。其方法有：直接將機(jī)械能變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電機(jī)；將“其他能量變?yōu)闄C(jī)械能再由機(jī)械能變?yōu)殡娔堋钡母黝惏l(fā)電機(jī)組；將化學(xué)能變?yōu)殡娔艿碾姵?；將光能變?yōu)殡娔艿奶柲茈姵?，?dāng)然還包括引入多路交流電等等。自備電能量技術(shù)包括各種獲取電能量的方法及其設(shè)備。顯然自備電源技術(shù)設(shè)備又是一個龐大的王國：僅發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)（組）而言。按照功率分，有上百千瓦和更大的，有幾千瓦，有1瓦以下和更小的。按照動力分，有火力，水力，風(fēng)力，手搖（人力）。另外還可以按構(gòu)造分，按用途分，等等。各種化學(xué)電源，有普通硫酸鉛電池，堿性電池，普通干電池，燃料電池，其他新型電池

13、，等。這些電池還可以按照外型、容量、輸出電壓進(jìn)行分類。太陽能轉(zhuǎn)化電能量，以及他方法獲得電能量，如摩擦，感應(yīng)，晶體的壓電效應(yīng)，生物電，等。以上自備電源技術(shù)設(shè)備的設(shè)計，制造，施工，安裝，維護(hù)，計量，測量，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等方面。連續(xù)技術(shù)連續(xù)提供電能源的基本原理是：多渠道電源并聯(lián)，以浮充電源為核心組成一個浮充供電系統(tǒng)，并且將這個系統(tǒng)置于一定的安全保障措施之下，才能進(jìn)行長期供電。以通信系統(tǒng)為例，通信樞紐工程的日常供電，就是連續(xù)供電技術(shù)的典型應(yīng)用，每一個大的浮充供電系統(tǒng)都是一個通信局站的心臟。通信電源工作是一種綜合性的電源工作，包括以上電源工作的所有內(nèi)容：引入設(shè)備，變換電路和變換設(shè)備，基礎(chǔ)電源設(shè)備，浮充電源和自

14、動控制設(shè)備以及安全設(shè)備，這些通信電源設(shè)備的研究、設(shè)計、制造、施工、安裝、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定等。另外，一般通信局站的電源系統(tǒng)仍然不能完全離開人員管理，因此還存在管理隊伍的建設(shè)工作。通信電源從研制、生產(chǎn)、銷售、及日常管理早已形一個行業(yè)，如果涉及移動通信電源則還有更多的內(nèi)容。五 電源技術(shù)的重要意義1 . 電源技術(shù)是電能量的應(yīng)用技術(shù)。小電力和大電力相比較，大電力側(cè)重于生產(chǎn)，小電力側(cè)重于應(yīng)用。 2 . 電源技術(shù)是解決移動體系供電的唯一技術(shù)。如：輪船、火車、汽車，小的如手機(jī)、手電，高科技的如衛(wèi)星、火箭。大電力均無能為力。3 . 電源技術(shù)是解決特殊部門、特殊設(shè)備連續(xù)供電的重要技術(shù)。大電力小電力必須配合在一起，才能解決。4 . 電源技術(shù)是解決邊遠(yuǎn)山區(qū)、農(nóng)村、哨卡，或野外工作旅游困境中用電的有效方法。大電力鞭長莫及。5 . 電源技術(shù)是大電力的重要補(bǔ)充。因?yàn)椋鹿?、天?zāi)、戰(zhàn)爭所致造成的停電難以預(yù)料。 6 . 電源技術(shù)的能源性決定了，任何尖端科技，高新技術(shù)，軍事領(lǐng)域離不開電源技術(shù)。7 . 改變環(huán)境，優(yōu)化環(huán)境離不開電源技術(shù)，比如，使零星資源變廢為寶，廢棄的瓦斯、垃圾、工業(yè)余熱發(fā)電。8 . 改變能源結(jié)構(gòu)離不開電源技術(shù)，比如，風(fēng)力、地?zé)帷⒊毕?、太陽能、小水利發(fā)電的利用、甚至人力、畜力發(fā)電的利用。9 . 為了節(jié)約，為了方便生活離不開電源技術(shù)，比如，自行車，汽車，