7,综合技术与设计电源

1、关 于 电 源 技 术康敏内容提要：电源的基本概念，电源技术的基本性质，电源技术的主要任务，电源技术的重要特点，电源技术的广泛内容，以及电源技术的特殊意义。当前，科学技术蓬勃发展，电源设备越来越先进，应用无处不在，电路越来越复杂。在电源界，电源学会、电力电子学会、电源相继出现，电源的地位也越来越高。然而，电源至今是一个模糊的概念，什么是电源？什么是电源技术？说法是。结果，学校里至今没有电源专业，电源术语提法一，一些文件象天书，电源技术领域出现了交流神秘化，上下脱节。种种现象显示，电源，电源行业正在畸形发展。因此，搞清楚电源技术的基本理论问题，是一件大事，本人就多年基层工作经历，试对电源技术若干

2、问题如下看法。一关于对电源基本概念的认识从字面上来认识“电源”两个字，“电源”可以解释为电能源，也可以解释为电根源。作为电能源，它是电现象的宏观表现；作为电根源，它是物质内部的组成部分电子。作为电能源而言，由发电站组成的国家电力网，自然界中的雷电，人们日常生活中接触到的其他一切电能量都是电源。作为电根源而言，是物质内部的组成部分运动的电子。电力技术，是对电子能量性的和利用，通信和其他，是对电子信息性的和利用。电子的能量性和信息性两方面的，分别涉及众多学科。电能源指的是狭义电源。由发电站组成的公共电力网就是电能源之一，这部分电能源技术，以 380V 交流电为终端产品,早已发展的十分完善和自成体系

3、，人们称其为电力技术。电根源指的是广义的电源。电子技术，通信技术，计算机技术以及一切关于电现象的科学都属于电根源的科学，泛指一切电子。这些学科各有自己的名称，上一般也并不称之为电源技术。有人说，电源是一种交叉学科，其实，不仅是电源任何学科都是交叉学科。有人说，电源是一种相对概念，A 是 B 的电源， B 又是 C 的电源，C 又是 D 的电源。还有人说，电源就是一些设备。等等，到底什么是电源呢，这些都没有说清楚。实践是检验真理的标准，只要从实践出发，看一下常见的电源技术实践，就会知道什么是电源。常见的电源技术实践是，对各类化学电池（如，蓄电池，干电池，能电池），和各类发电机及其相关问题的、开发

4、、利用技术。所谓电池和电机比较好理解，电池和电机以外，其它“相关问题”主要包括另外三个方面：一是，导引问题。即，电能源的引入、关断、控制、安全、计量技术；二是，变换问题。各种电源设备和非电源设备内部电源电路技术，或专门的电源变换器技术；三是，连续供电问题。特殊部门或特殊设备的不间断供电技术。从这些实践中可以看出，电池和电机就是电力网之外，在人们生活中产生电能源的地方，围绕它们的技术就是电源技术。电源技术是在解决电能源问题，而不是别的什么问题。这里的电能源，重点是公共大电力网之外，各种广泛的自备的电能源应用。一个角度认识电源整个社会管理电能源的队伍是电业队伍，电业队伍覆盖发电站、电力网、。这个庞

5、大的电业队伍，仅仅把电能源送到了用户的电度表，出售给了用户，便完成了任务。这是因为，他们把发电站到用户电度表规定为自己的工作范围。说，现在已经不是一只灯泡或一只电的时代了，从电度表到用户终端的用电形式日益多样化，范围无处不覆盖，用电有许多工作要做。尤其是当外电网停供电不可能依靠的情况下，用户发电问题，更是自己的问题。这是是一段空白，所以从工作范围来认识，电力技术之外的实用电能量技术就是电源技术。显然，这些电源实践的内容并不属于大电力，又是大电力必不可少的补充，与大电力相比较具有独立，小型，可移动和自我备用等性质。如果把人类正在利用的电能源简单的分为：国家公共电力网和自备电能源两部分。则国家公共

6、电力网是大电力，这种“自备电能源”形象的说就是小电力。大电力以发电和送变电为主，小电力以用电为主。大电力和小电力，相互补充共同组成了当前正在使用的整个电能源体系。简而言之，电源是电能源，电源技术就是以上这种小电力技术。现在，已经到了应当承认“这种小电力技术就是电源技术”的时候了，地承认这个事实并没有任何坏处。二电源技术的基本性质显然，小电力与大电力相比较只是规模不同而本质是一样的，基本性质都是“能源性”。从产生方法上可以看出：摩擦，感应，电池，电机，等电源技术解决的是电能源。能从日常生活中常见的用电现象讲：小的如一只手电，一个手机；大的如一个普通运行的车辆，一个大海航行中的巨轮，一个小型发电站

7、，这些设备的供电、发电、用电现象都是电源技术。高科技领域中的飞行器如，、飞船；军事领域中的制导，机器人的电源。还有，边远山区自我解决的农村用电；某些户外工作、野外工作，野外旅游，野外的用电。还有，突然出现技术故障、自然、人为破坏、局部，各个独立电力问题的自我解决。还有，为了某种资源利用，为了改善环境等不同目的，有意不使用大电力，而是将不同的其他能源转化为电能源加以利用的五花八门的发电。这些都是电源技术，要解决的都是电能源。从用电设备用电的多样性上讲：日光灯，电焊机，冰箱，电脑，电磁炉，微波炉，电力驱动，设备，用电原理不能形式需要不同的变换，也都是解决的电能源。等等，日常生活中小电力的现象很多，

8、小电力是分散的芝麻粒，大电力是集中起来的巨无霸，二者相互补充而存在，极大的提高着人类生活的质量。无论从生产电能段，用电的多样性，和不同的用电原理来看，电源技术解决的都是电能源。因此，不可否认，能源性是电源技术的基本性质。三电源技术的基本任务由电源技术的性质，可以决定电源技术有四项基本任务。1 引入电能源在人们以柴草为能源的时代，家中因为没有能源而冷冻和挨饿时，可以向邻居借一捆柴或上山打一担柴草。而人们没有能源时，最方便的办法是引入电能源。引入电能源最常见的当然是引入公共电力网提供的三相交流电或单相交流电。而实际当中无论是固定在某处的通常指可以引人、居民住户或者是移动中的船只、车辆，的电能量。也

9、就是说，即便是自己发电，以存在引人问题，所以说引入电能源是电源技术的基本任务之一。2 变换电能源的用电器种类繁多，已有的电能量形式未必与其匹配。因此已有的电能量形式常常需要变换才能使用电器使用。比如,电压变换：升压或降压；交直变换：整流或逆变；频率变换，稳定电压；各种复合变换等。当前变换电能源段正在进入数字时代，各种变换电路全面替代元器件，频率变换出现新用途，处理的功率越来越大。因此，对已有电能源进行变换是电源技术的又一任务。3 生产电能源以上说到，在人们以柴草为能源的时代，借柴或打柴的问题。而人们没有能源时，最重要的还是自己生产电能源。也就是自己发电或者使用备用电池来解决问题。因此，备电，发

10、电，生产电能源是电源技术的最主要任务。4 连续提供电能源电源中断存在各种意想不到的情况，有，也有。08年南方冰雪天气造成电源中断，许多都有严重的教训。事实上，在历史上电源中断的种种特殊情况，国内、国外屡见不鲜。然而，一些特殊部门对电能源的依赖性很强，是必须要求连续供电。实践证明，理论上连续供电（供电处于永远不中断的理想状态），任何单一供电方法所不能解决。因此，连续供电是电源技术的一项特殊任务。以上是电源技术的四项基本任务。四电源技术的特殊性电源系立于大电力存在，大电力是固定的，小电力是可以移动的。但是，任何事情都是相对的，电源系统本身仍然存在，固定应用和移动应用两大类别。也就是说，电源设备客观

11、存在着两大体系：相对的固定体系和移动体系。这种现象的存在，就是电源技术的特殊性。在这两大体系中，如果功率相同，移动设备可以在固定体系中应用，反之则不能应用。这就是说，功能相同的电源设备，体积重量各不相同，品种繁多，技术含量不同，成本不同，甚至是天壤之别。一个在相对的固定的状态下用电，一个在移动状态下用电，根据其用途必须加以区别。虽然不可能在移动体系中顽固使用笨重固定设备，但是，也不应该在固定体系中盲目追求移动体系中的小型化，脱离实际造成浪费。目前在的电源实践中经常可以看到，固定体系中追求小型化，然后又离不开空调散热的恶性循环现象。电源问题的特殊性，决定了电源技术的灵活性。功率相同的供电任务，应

12、当以安全、可靠、低成本解决问题。高科技高成本研制的小巧玲珑的电源设备，应当服务于高科技的任务。在固定体系中追求小型化，有时候完全是一种盲目的行为。电源问题的特殊性，又决定了电源技术广泛的实用性和广泛的适应性。以现在科学技术的发展水平，只要改变观念，可以轻而易举地横扫人类基本生活中任何一个一筹莫展的电能源问题。如，边远山区农民的用电问题。现代技术如此发达，只要把畜力和发电结合起来，岂不是可以不费力气解决单户农民的照明、看电视、甚至其他小功率用电难题吗？这是一再提倡的绿色能源，非常可行。人类历史几千年来的主要能源之一是畜力，漫漫岁月中，耕种、加工都是靠它来解决。而现在仅仅把它们当成了食品，这实在是

13、一种资源浪费，实在是一个技术误区。再比如，把和机械发电结合起来，可以彻底解决非常情况下机呼叫问题。现代技术方法很多，那怕是一次发电只能呼叫一次，尴尬即可避免。再比如，节约能源问题。现代多处于富营养状态，缺乏劳动锻炼。如果把、锻炼、劳动和适度发电结合起来，大面积推广，岂不节约能源而增强人民体质，形成一种良性循环。特殊情况下还可以应付自然和突发停电事故。五 电源技术的广泛内容电源技术的内容十分庞大。这是因为，一是，它同大电力的性质一样都是能源；二是，现在属于电力技术、电工技术、电子技术、电力电子技术等方面的许多内容，原本都应归属于电源技术；三是，电池技术、发电机技术和其他一些产生电能量的技术明显就

14、是电源技术的内容，从来也不称它们为电源技术。再者，从提出电源技术的主要任务看：引入技术，变换技术，自备发电技术，连续提供电能源技术，其中每一项技术都涉及设备的设计，制造，施工，安装，计量，测量，行业标准等方面。所以，从某种意义上可以说，大电力不大，小电力不小。简单归类即可以看出这一点。引入问题将电能量从一个端点引到另一个端点的技术称为电能量的引人技术。当前，电能量的引人主要形式为有线引人，无线引人虽已开始出现，但尚不多见。引人技术涉及到的材料或设备有四类：导线类，开关类，容断器类，计量器类。导线类：按照金属材料分，主要有铜线，铝线。按照是否有外皮分有，线和线。按照直径分，有大电流用线和小电流用

15、线。按照每根线的股数分，有多股线和独股线。按照机械强度分，有软线和硬线。按照生产工艺分，有电缆线和明线。等。开关类：开关的分类更为复杂。按照能否控制分，有普通开关，可控开关，特殊开关。按照功率分，有常用开关（如 用），动力开关（如用），低压开关（如以下），微开关，电位器。普通开关，按照开关方式不同分有，拉线式，按压式，触模式，拨动式，拧动式，刀闸式，等。特殊开关有，继电器，熔断器，用电保护器，交流接触器，空气开关，油开关。可控开关有，声控，光控，声光控，温空，湿控，定时控，红外控，无线电信号，等。另外，开关概念的延伸还有集中开关，如配电盘类，配电室类，以及开关电路等。容断器类：熔断器也称为保安

16、器，有按照熔丝材料不同有，锡丝，铝片，或其他金属丝。按照外型有各种不同的形状、按照功率分给更是多种多样。计量器类：电度表类，对电能量进行度量，有传统电度表，有数字电度表。还有品种繁多的电压表、电流表、功率因数表、以及对电能量进行瞬间测量的万用表。变换问题将已有的与用电器不相匹配的电能量，变换为与用电器相匹配的电能量称为电能量的变换技术。变换形式有，电压变换，电流变换，频率变换，各种复合变换。涉及的常见设备有变压器，整流器，逆变器，直流变换器，变频器，还有稳压器，起动减压器等。当前流行的是各种复杂的电路变换，形成的设备更是功率不同，款式不同，种类繁多。变换问题涉及两个方面，一是变换电路，二是由各

17、种变换电路组成的专门的变换器。当前电源界最重视的是电源的变换技术，甚至有些人误认为电源的变换技术就是电源技术的全部，看一下现在的“电源技术”，就会知道变换技术的庞大内容。自备问题不依靠大电力，使无电状态变为有电状态段，称为电能量的自备技术。其方法有：直接将机械能变为电能的发电机；将“其他能量变为机械能再由机械能变为电能”的各类发电机组；将化学能变为电能的电池；将光能变为电能的能电池，当然还包括引入多路交流电等等。自备电能量技术包括各种获取电能量的方法及其设备。显然自备电源技术设备又是一个庞大的王国：仅发电机和发电机（组）而言。按照功率分，有上百千瓦和更大的，有几千瓦，有 1 瓦以下和更小的。按

18、照动力分，有火力，水力，风力，手摇（人力）。另外还可以按构造分，按用途分，等等。各种化学电源，有普通硫酸铅电池，碱性电池，普通干电池，电池，其他新型电池，等。这些电池还可以按照外型、容量、输出电压进行分类。能转化电能量，以及他方法获得电能量，如摩擦，感应，晶体的压电效应，生物电，等。连续问题连续提供电能源的基本原理是：多电源并联，以浮充电源为组成一个浮充供电系统，并且将这个系统置于一定的安全保障措施之下，才能进行长期供电。以通信系统为例，通信枢纽工程的日常供电，就是连续供电技术的典型应用，每一个大的浮充供电系统都是一个通信局站的心脏。连续供电工作是一种综合性的电源工作，完全包括以上电源工作的全

19、部内容：引入设备，变换电路和变换设备，基础电源设备，浮充电源和自动控制设备以及等。另外，一般连续供电的电源系统，仍然不能完全脱离开人工管理，存在管理队伍的建设工作。当前通信电源从研制、生产、销售、及日常管理早已形一个独立行业，涉及新型移动通信电源则还有六 电源技术的特殊意义的内容。电源技术的特殊意义在于，解决电能量的多方面应用和有备无患问题。它是人类真正实现电气化的最后环节；它是人类从根本上解决能源的突然匮乏和长期匮乏的最终。突然匮乏，我们用多种发电；长期匮乏，用多种能源替代。.电源技术是电能量的应用技术，大电力侧重于生产，对于电能量的具体运用鞭长莫及。小电力侧重于应用，真正实现电气化的最后环节在此。.电源技术是解决移动体系供电的唯一技术。如：轮船、火车、汽车，小的如、手电，高科技的如、火箭。大电力为力。3 .电源技术是解决特殊部门、特殊设备连续供电的重要技术。大电力小电力必须配合在一起，才能