首页

> 期刊投稿知识库

首页 期刊投稿知识库 问题

高压静电除尘器国外研究现状论文

发布时间:

高压静电除尘器国外研究现状论文

高压静电除尘器的电源是一种抑制局部分散的扬尘点粉尘飞扬,使含尘气体就地净化,消除污染,保护环境,回收有用物料,发展综合利用的静电除尘设备,高压电源还可为电除雾、电捕焦油、静电植绒提供恒流高压直流电源。

以前主要使用单相电源和三相电源,均是工频电源,电场发生火花时关断时间慢,电弧容易烧穿本体,现在很少用了。

目前应用最多的主要是高频电源,以谐振软开关方式工作,两种方案原理,调压方式不同,分为调频式高频电源和调幅式高频电源,调频式是通过改变高频电源的逆变频率来调节输出电压,逆变频率需要经常变化,电源容易失去赖以工作的谐振方式,造成设备工作在高频硬开关状态,因此大功率高频电源采用水冷,因为发热严重,水冷系统复杂,需要经常检修,主要厂商为南京国电、浙江佳环等;调幅式电源,逆变频率恒定不变,系统工作稳定,设备始终工作在软开关状态,发热量相对小,采用水冷方式,不需要维护。

还有目前市场上少量应用有脉冲电源,相对高频电源省电一些,但是是两套电源系统,成本高,系统复杂,稳定性问题还没有解决。

了解电除尘高压电源,参照下面链接

浅析电除尘高压电源发展历程、现状和趋势网页链接

电除尘改造利器——超高性价比小功率P4高频电源网页链接

电除尘是利用高压电源产生的强电场发生电晕放电,使悬浮尘粒在电场力的作用下,将悬浮尘粒从气体中分离出来的技术。下面是我精心推荐的电除尘技术论文,希望你能有所感触!

减排节能电除尘新技术应用研究

【摘要】本文从电除尘器技术发展现状、减排节能电除尘新技术,以及其他技术这三个方面对减排节能电除尘新技术应用研究进行阐述。

【关键词】减排节能;电除尘技术;应用;研究

中图分类号: TE08 文献标识码: A

一、前言

随着科学技术的不断发展,为了更好的进行节能减排,并且减少污染物的排放,节能减排电除尘新技术得到了广泛的应用。

二、电除尘器技术发展现状

我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980以前,我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来,我国国民经济持续不断地高速增长,环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动,国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大,电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴,到上世纪90年代末,我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。

进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高,对粉尘排放的要求也大幅提高。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一,其应用技术进一步得到飞速发展。

目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台,不仅在数量上,而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源,以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化,并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。

在1980年以前,我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下,而其行业占有量为有色冶金行业32% ,钢铁行业30% ,建材行业18% ,电力行业8% ,化工行业5% ,轻工行业4% ,其他行业0% 。

随着我国经济的飞速发展,尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平,到上世纪90年代中期,电除尘器行业占有量的格局已改变为:电力行业72% ,建材水泥行业17% ,钢铁行业5% ,有色冶金行业3% ,其他行业3% 。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75% 以上,648m2的电除尘器已在100MW的火电厂中成功运行。在化工行业,由于受国际硫磺价格的影响,从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升,使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降,直到近两年才有触底反弹的迹象。

三、减排节能电除尘新技术

1、余热利用提效技术

在火力发电中,由于煤粉变粗、煤的含水量过多等因素很容易造成锅炉排放的烟雾温度过高,很大程度地降低了电除尘器的工作效率。煤烟温度的过高对电除尘器的影响主要表现在:

1)高温烟雾会增加烟气量,同时使得电场的风速增加,造成烟尘经过电除尘器的处理时间变短,降低除尘效率。

2)高温烟雾也会降低电场的击穿电压,增加了气体分子间的间隙,不利于电子与之碰撞,从而造成电离效应增加,降低除尘效率。

3)容易形成反电晕(除尘器极板上高比电阻尘产生的局部放电),早晨尘粉二次飞扬,降低除尘效率。

2、高频供电技术

火电厂使用的电源主要为工频段在50Hz 的常规电源,而高频电源对电子和微电子等技术的应用,利用波形转换可以满足电除尘电力要求的同时,有很多优点:

1)提高效率。如果给电除尘器使用高频电源,利用高频电源的电气特性以及放电的性能,可以将电除尘的效率提高很多倍,同时还能降低烟气的排放量。

2)节能。同样利用高频电源的一些特性,可以将电除尘的效率因数提高至0.9,更加的节省能源消耗。

3)体积小,使用便捷。普通的电源在制作中由于工艺的局限性,很难在现有的基础上将体积进一步缩小。而高频电源则因使用的变压器与控制系统集成的技术,体积很小,在安装中可以考虑安装在电除尘器的顶部。集成化的特点也决定了其可以使用更少的电缆,也更加节省空间。

4)绿色环保。高频电源采用了三相电源供电的方法,使用起来对整个电网的影响小,其最大的特点还是无缺相的损耗以及无污染,同时在电路的设计中增加了短路、开路、超温保护等功能,完全可以在十分恶劣的条件下使用。

3、三氧化硫调质技术

三氧化硫是火电厂烟气的主要污染物之一,所以在电除尘技术中如果能减少三氧化硫的排放量,或者能进一步减小排放的三氧化硫对环境的污染,才能达到国家减排的要求。三氧化硫烟气调质技术可以将一定量的三氧化硫与烟气中的少量水分通过一定手段结合成酸气溶胶,这种溶胶在通过除尘器的时候能够轻易地吸附于粉尘表面,从而达到电除尘的效率。

4、低二次扬尘技术

低二次扬尘技术主要是为了解决在电除尘过程中烟气在电风作用下产生的二次扬尘带来的除尘效率低的问题。低二次烟尘技术主要有以下几种措施:

1)对电除尘器内部的振打机构进行一定的改进,优化振打工作的程序,通过合理配置振打的强度以及去除不必要的振打来降低二次扬尘的浓度,让聚集在极板上的粉尘聚成块状而脱落。

2)对电场进行改进来克服高流速下的二次扬尘。目前使用的对电场的改进主要有使用高频电源来减少电晕闭塞,增加电场的工作效率;在电场中增加变阻流格栅,减少扬尘量;增加电场的面积来扩大对烟气流通的阻断作用范围,进一步降低风速。

5、气流分布技术

在对火电厂电除尘技术进行改进的时候,出了对于烟尘成分的研究,还出现了一种气流分布的新技术。这种技术是考虑了在大型的电除尘器中气流分布和浓度分布对于排放量的影响。

为了解决这种气流分布不均带来的影响,气流分布技术从最原始的检测分析入手,通过对电除尘器内部的结构以及气道中气流分布装置的安装情况进行研究,经过一系列的实验来找到影响气流分布的原因,从而对症下药。这种技术主要是通过复杂的运算来找出修正的方案,可以有效保证气流室内的气流分配均匀,最大限度地提高电除尘的效率。

四、其他技术

1、机电多复式双区电收尘技术

常规的电除尘器粉尘荷电与收尘功能是在同一个电场内完成,电场场强往往受荷电电压限制,使电除尘效果不能得到最佳发挥。这里提供一种阴阳极分小区布置、复式组合的机电多复式双区收尘电场新型产品技术,根据设计要求,可沿电场长度方向设置2~3 组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

2、节能电控提效技术

主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结,对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析,建立不同的工况特性分析诊断的数学模型,基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数,正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号;自动分析、诊断电场工况;实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数;实现综合节能,使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。

3、湿法电收尘技术

湿法电除尘器采用洗涤电极的方法,可确保电极清洁,并可有效捕集细微粉尘、去除 SO3及一些重金属等,主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后,可捕集逃逸的 PM2.5 细微粉尘等,有效解决石膏雨等问题,实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。

4、全布袋技术和电加袋技术

全布袋除尘工艺不仅在技术上可行,且具有投资省、占地少、运行费用低等优势,是符合我国特点的新技术,是典型的节能环保工程。电加袋除尘器由电除尘器改造而成,改善了电除尘器的除尘效率收粉尘“比电阻”的影响很大,除尘效率低的缺点。

五、结语

总的来说,各种新技术的不断被研发和应用,极大地促进了节能减排技术的发展,在一定程度上减少了颗粒污染物的排放,促进了生活环境的改善。

参考文献

[1]胡� 减排节能电除尘新技术应用研究 [J] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年9期-

[2]罗如生,廖增安,陈丽艳 满足新标准采用电除尘新技术改造的应用与分析 [J] 《电力科技与环保》 -2012年4期-

[3]顾范华 燃煤电厂电除尘技术的评估研究和应用 [J] 《电源技术应用》 -2013年3期-

[4]文杰 减排节能电除尘新技术的应用分析 [J] 《建筑遗产》 -2013年17期-

点击下页还有更多>>>电除尘技术论文

它的工作原理是:烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时,与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电(或在离子扩散运动中荷电),带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上,通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中,使通过电除尘器的烟气得到净化,达到保护大气,保护环境的目的。 电除尘器基本结构如下:1、进气烟箱 8、振打及传动系统2、出气烟箱 9、槽板系统3、壳体 10、11、下灰系统4、阴极系统 12、楼梯平台5、阳极系统 13、高低压供电系统6、阴极框架 14、户壳及保温层7、阳极框架 15、阴极电晕线 其整个供电过程简单说就是380V电源送至整流变压器一次绕组,而二次绕组的两个接线端一端与阳极极板相连(阳极极板是接地的),另一端经过阻尼电阻与电场内的阴极极线相连,从而通电时在阴阳极极板和极线之间能够形成一个强大的静电电场,可以吸附烟气中的粉尘颗粒,而洁净的烟气通过引风机送至烟囱排放到大气中,达到除尘的作用。整个除尘器二次电压的控制是通过一次电压来实现的,也就是说一次取线电压380V,通过控制器来改变可控硅导通角的大小,可以改变一次电压的大小,进而间接改变了整流变压器二次输出电压的大小,在整流变的内部是由许多整流二极管或者硅堆所构成的整流电路,它的作用就是将一次绕组输入的交流电源升压后整流成直流电源输入到电场内部,使电场内部形成一个强大的电磁场,用以吸附粉尘颗粒,达到除尘的效果。

静电除尘器的研究现状论文

电除尘是利用高压电源产生的强电场发生电晕放电,使悬浮尘粒在电场力的作用下,将悬浮尘粒从气体中分离出来的技术。下面是我精心推荐的电除尘技术论文,希望你能有所感触!

减排节能电除尘新技术应用研究

【摘要】本文从电除尘器技术发展现状、减排节能电除尘新技术,以及其他技术这三个方面对减排节能电除尘新技术应用研究进行阐述。

【关键词】减排节能;电除尘技术;应用;研究

中图分类号: TE08 文献标识码: A

一、前言

随着科学技术的不断发展,为了更好的进行节能减排,并且减少污染物的排放,节能减排电除尘新技术得到了广泛的应用。

二、电除尘器技术发展现状

我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980以前,我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来,我国国民经济持续不断地高速增长,环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动,国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大,电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴,到上世纪90年代末,我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。

进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高,对粉尘排放的要求也大幅提高。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一,其应用技术进一步得到飞速发展。

目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台,不仅在数量上,而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源,以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化,并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。

在1980年以前,我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下,而其行业占有量为有色冶金行业32% ,钢铁行业30% ,建材行业18% ,电力行业8% ,化工行业5% ,轻工行业4% ,其他行业0% 。

随着我国经济的飞速发展,尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平,到上世纪90年代中期,电除尘器行业占有量的格局已改变为:电力行业72% ,建材水泥行业17% ,钢铁行业5% ,有色冶金行业3% ,其他行业3% 。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75% 以上,648m2的电除尘器已在100MW的火电厂中成功运行。在化工行业,由于受国际硫磺价格的影响,从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升,使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降,直到近两年才有触底反弹的迹象。

三、减排节能电除尘新技术

1、余热利用提效技术

在火力发电中,由于煤粉变粗、煤的含水量过多等因素很容易造成锅炉排放的烟雾温度过高,很大程度地降低了电除尘器的工作效率。煤烟温度的过高对电除尘器的影响主要表现在:

1)高温烟雾会增加烟气量,同时使得电场的风速增加,造成烟尘经过电除尘器的处理时间变短,降低除尘效率。

2)高温烟雾也会降低电场的击穿电压,增加了气体分子间的间隙,不利于电子与之碰撞,从而造成电离效应增加,降低除尘效率。

3)容易形成反电晕(除尘器极板上高比电阻尘产生的局部放电),早晨尘粉二次飞扬,降低除尘效率。

2、高频供电技术

火电厂使用的电源主要为工频段在50Hz 的常规电源,而高频电源对电子和微电子等技术的应用,利用波形转换可以满足电除尘电力要求的同时,有很多优点:

1)提高效率。如果给电除尘器使用高频电源,利用高频电源的电气特性以及放电的性能,可以将电除尘的效率提高很多倍,同时还能降低烟气的排放量。

2)节能。同样利用高频电源的一些特性,可以将电除尘的效率因数提高至0.9,更加的节省能源消耗。

3)体积小,使用便捷。普通的电源在制作中由于工艺的局限性,很难在现有的基础上将体积进一步缩小。而高频电源则因使用的变压器与控制系统集成的技术,体积很小,在安装中可以考虑安装在电除尘器的顶部。集成化的特点也决定了其可以使用更少的电缆,也更加节省空间。

4)绿色环保。高频电源采用了三相电源供电的方法,使用起来对整个电网的影响小,其最大的特点还是无缺相的损耗以及无污染,同时在电路的设计中增加了短路、开路、超温保护等功能,完全可以在十分恶劣的条件下使用。

3、三氧化硫调质技术

三氧化硫是火电厂烟气的主要污染物之一,所以在电除尘技术中如果能减少三氧化硫的排放量,或者能进一步减小排放的三氧化硫对环境的污染,才能达到国家减排的要求。三氧化硫烟气调质技术可以将一定量的三氧化硫与烟气中的少量水分通过一定手段结合成酸气溶胶,这种溶胶在通过除尘器的时候能够轻易地吸附于粉尘表面,从而达到电除尘的效率。

4、低二次扬尘技术

低二次扬尘技术主要是为了解决在电除尘过程中烟气在电风作用下产生的二次扬尘带来的除尘效率低的问题。低二次烟尘技术主要有以下几种措施:

1)对电除尘器内部的振打机构进行一定的改进,优化振打工作的程序,通过合理配置振打的强度以及去除不必要的振打来降低二次扬尘的浓度,让聚集在极板上的粉尘聚成块状而脱落。

2)对电场进行改进来克服高流速下的二次扬尘。目前使用的对电场的改进主要有使用高频电源来减少电晕闭塞,增加电场的工作效率;在电场中增加变阻流格栅,减少扬尘量;增加电场的面积来扩大对烟气流通的阻断作用范围,进一步降低风速。

5、气流分布技术

在对火电厂电除尘技术进行改进的时候,出了对于烟尘成分的研究,还出现了一种气流分布的新技术。这种技术是考虑了在大型的电除尘器中气流分布和浓度分布对于排放量的影响。

为了解决这种气流分布不均带来的影响,气流分布技术从最原始的检测分析入手,通过对电除尘器内部的结构以及气道中气流分布装置的安装情况进行研究,经过一系列的实验来找到影响气流分布的原因,从而对症下药。这种技术主要是通过复杂的运算来找出修正的方案,可以有效保证气流室内的气流分配均匀,最大限度地提高电除尘的效率。

四、其他技术

1、机电多复式双区电收尘技术

常规的电除尘器粉尘荷电与收尘功能是在同一个电场内完成,电场场强往往受荷电电压限制,使电除尘效果不能得到最佳发挥。这里提供一种阴阳极分小区布置、复式组合的机电多复式双区收尘电场新型产品技术,根据设计要求,可沿电场长度方向设置2~3 组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

2、节能电控提效技术

主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结,对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析,建立不同的工况特性分析诊断的数学模型,基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数,正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号;自动分析、诊断电场工况;实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数;实现综合节能,使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。

3、湿法电收尘技术

湿法电除尘器采用洗涤电极的方法,可确保电极清洁,并可有效捕集细微粉尘、去除 SO3及一些重金属等,主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后,可捕集逃逸的 PM2.5 细微粉尘等,有效解决石膏雨等问题,实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。

4、全布袋技术和电加袋技术

全布袋除尘工艺不仅在技术上可行,且具有投资省、占地少、运行费用低等优势,是符合我国特点的新技术,是典型的节能环保工程。电加袋除尘器由电除尘器改造而成,改善了电除尘器的除尘效率收粉尘“比电阻”的影响很大,除尘效率低的缺点。

五、结语

总的来说,各种新技术的不断被研发和应用,极大地促进了节能减排技术的发展,在一定程度上减少了颗粒污染物的排放,促进了生活环境的改善。

参考文献

[1]胡� 减排节能电除尘新技术应用研究 [J] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年9期-

[2]罗如生,廖增安,陈丽艳 满足新标准采用电除尘新技术改造的应用与分析 [J] 《电力科技与环保》 -2012年4期-

[3]顾范华 燃煤电厂电除尘技术的评估研究和应用 [J] 《电源技术应用》 -2013年3期-

[4]文杰 减排节能电除尘新技术的应用分析 [J] 《建筑遗产》 -2013年17期-

点击下页还有更多>>>电除尘技术论文

静电除尘器特点:

静电除尘器与其他除尘设备相比,耗能少,除尘效率高,适用于除去烟气中0.01—50μm的粉尘,而且可用于烟气温度高、压力大的场合。实践表明,处理的烟气量越大,使用静电除尘器的投资和运行费用越经济。

高压静电除尘论文主要研究内容

了解静电除尘器它是根据静电荷的异性相吸、同性相斥的原理,利用静电力将空气中带电粉尘吸附沉降下来,以达到除尘的目的.含尘气体经过高压静电场时被电离,尘粒与负离子结合带上负电后,趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。

电除尘是利用高压电源产生的强电场发生电晕放电,使悬浮尘粒在电场力的作用下,将悬浮尘粒从气体中分离出来的技术。下面是我精心推荐的电除尘技术论文,希望你能有所感触!

减排节能电除尘新技术应用研究

【摘要】本文从电除尘器技术发展现状、减排节能电除尘新技术,以及其他技术这三个方面对减排节能电除尘新技术应用研究进行阐述。

【关键词】减排节能;电除尘技术;应用;研究

中图分类号: TE08 文献标识码: A

一、前言

随着科学技术的不断发展,为了更好的进行节能减排,并且减少污染物的排放,节能减排电除尘新技术得到了广泛的应用。

二、电除尘器技术发展现状

我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980以前,我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来,我国国民经济持续不断地高速增长,环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动,国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大,电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴,到上世纪90年代末,我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。

进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高,对粉尘排放的要求也大幅提高。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一,其应用技术进一步得到飞速发展。

目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台,不仅在数量上,而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源,以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化,并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。

在1980年以前,我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下,而其行业占有量为有色冶金行业32% ,钢铁行业30% ,建材行业18% ,电力行业8% ,化工行业5% ,轻工行业4% ,其他行业0% 。

随着我国经济的飞速发展,尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平,到上世纪90年代中期,电除尘器行业占有量的格局已改变为:电力行业72% ,建材水泥行业17% ,钢铁行业5% ,有色冶金行业3% ,其他行业3% 。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75% 以上,648m2的电除尘器已在100MW的火电厂中成功运行。在化工行业,由于受国际硫磺价格的影响,从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升,使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降,直到近两年才有触底反弹的迹象。

三、减排节能电除尘新技术

1、余热利用提效技术

在火力发电中,由于煤粉变粗、煤的含水量过多等因素很容易造成锅炉排放的烟雾温度过高,很大程度地降低了电除尘器的工作效率。煤烟温度的过高对电除尘器的影响主要表现在:

1)高温烟雾会增加烟气量,同时使得电场的风速增加,造成烟尘经过电除尘器的处理时间变短,降低除尘效率。

2)高温烟雾也会降低电场的击穿电压,增加了气体分子间的间隙,不利于电子与之碰撞,从而造成电离效应增加,降低除尘效率。

3)容易形成反电晕(除尘器极板上高比电阻尘产生的局部放电),早晨尘粉二次飞扬,降低除尘效率。

2、高频供电技术

火电厂使用的电源主要为工频段在50Hz 的常规电源,而高频电源对电子和微电子等技术的应用,利用波形转换可以满足电除尘电力要求的同时,有很多优点:

1)提高效率。如果给电除尘器使用高频电源,利用高频电源的电气特性以及放电的性能,可以将电除尘的效率提高很多倍,同时还能降低烟气的排放量。

2)节能。同样利用高频电源的一些特性,可以将电除尘的效率因数提高至0.9,更加的节省能源消耗。

3)体积小,使用便捷。普通的电源在制作中由于工艺的局限性,很难在现有的基础上将体积进一步缩小。而高频电源则因使用的变压器与控制系统集成的技术,体积很小,在安装中可以考虑安装在电除尘器的顶部。集成化的特点也决定了其可以使用更少的电缆,也更加节省空间。

4)绿色环保。高频电源采用了三相电源供电的方法,使用起来对整个电网的影响小,其最大的特点还是无缺相的损耗以及无污染,同时在电路的设计中增加了短路、开路、超温保护等功能,完全可以在十分恶劣的条件下使用。

3、三氧化硫调质技术

三氧化硫是火电厂烟气的主要污染物之一,所以在电除尘技术中如果能减少三氧化硫的排放量,或者能进一步减小排放的三氧化硫对环境的污染,才能达到国家减排的要求。三氧化硫烟气调质技术可以将一定量的三氧化硫与烟气中的少量水分通过一定手段结合成酸气溶胶,这种溶胶在通过除尘器的时候能够轻易地吸附于粉尘表面,从而达到电除尘的效率。

4、低二次扬尘技术

低二次扬尘技术主要是为了解决在电除尘过程中烟气在电风作用下产生的二次扬尘带来的除尘效率低的问题。低二次烟尘技术主要有以下几种措施:

1)对电除尘器内部的振打机构进行一定的改进,优化振打工作的程序,通过合理配置振打的强度以及去除不必要的振打来降低二次扬尘的浓度,让聚集在极板上的粉尘聚成块状而脱落。

2)对电场进行改进来克服高流速下的二次扬尘。目前使用的对电场的改进主要有使用高频电源来减少电晕闭塞,增加电场的工作效率;在电场中增加变阻流格栅,减少扬尘量;增加电场的面积来扩大对烟气流通的阻断作用范围,进一步降低风速。

5、气流分布技术

在对火电厂电除尘技术进行改进的时候,出了对于烟尘成分的研究,还出现了一种气流分布的新技术。这种技术是考虑了在大型的电除尘器中气流分布和浓度分布对于排放量的影响。

为了解决这种气流分布不均带来的影响,气流分布技术从最原始的检测分析入手,通过对电除尘器内部的结构以及气道中气流分布装置的安装情况进行研究,经过一系列的实验来找到影响气流分布的原因,从而对症下药。这种技术主要是通过复杂的运算来找出修正的方案,可以有效保证气流室内的气流分配均匀,最大限度地提高电除尘的效率。

四、其他技术

1、机电多复式双区电收尘技术

常规的电除尘器粉尘荷电与收尘功能是在同一个电场内完成,电场场强往往受荷电电压限制,使电除尘效果不能得到最佳发挥。这里提供一种阴阳极分小区布置、复式组合的机电多复式双区收尘电场新型产品技术,根据设计要求,可沿电场长度方向设置2~3 组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

2、节能电控提效技术

主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结,对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析,建立不同的工况特性分析诊断的数学模型,基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数,正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号;自动分析、诊断电场工况;实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数;实现综合节能,使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。

3、湿法电收尘技术

湿法电除尘器采用洗涤电极的方法,可确保电极清洁,并可有效捕集细微粉尘、去除 SO3及一些重金属等,主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后,可捕集逃逸的 PM2.5 细微粉尘等,有效解决石膏雨等问题,实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。

4、全布袋技术和电加袋技术

全布袋除尘工艺不仅在技术上可行,且具有投资省、占地少、运行费用低等优势,是符合我国特点的新技术,是典型的节能环保工程。电加袋除尘器由电除尘器改造而成,改善了电除尘器的除尘效率收粉尘“比电阻”的影响很大,除尘效率低的缺点。

五、结语

总的来说,各种新技术的不断被研发和应用,极大地促进了节能减排技术的发展,在一定程度上减少了颗粒污染物的排放,促进了生活环境的改善。

参考文献

[1]胡� 减排节能电除尘新技术应用研究 [J] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年9期-

[2]罗如生,廖增安,陈丽艳 满足新标准采用电除尘新技术改造的应用与分析 [J] 《电力科技与环保》 -2012年4期-

[3]顾范华 燃煤电厂电除尘技术的评估研究和应用 [J] 《电源技术应用》 -2013年3期-

[4]文杰 减排节能电除尘新技术的应用分析 [J] 《建筑遗产》 -2013年17期-

点击下页还有更多>>>电除尘技术论文

一,工作原理:利用直流高压电形成高压不均匀电场产生电晕放电,使气体电离,导致分散在气体中的尘粒及酸雾与负电离子相遇而荷电。在电场力作用下,移向沉淀极,从而达到净化气体的目的。二,技术原理:高压静电除尘器是使含尘气体在通过高压静电场进行电离的过程中使尘粒荷电,并在电场力的作用下,使尘粒沉积于电极上,将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备,它能有效地回收气体中的粉尘,以净化气体。其除尘效率可达99.9%或更高。  高压静电除尘是原子核物理的理论与技术在工业应用领域中的一种拓展,五十年代以前,虽然有不少人对电除尘器的理论及实践作了大量的研究,但进展缓慢。只是在最近二十多年来,随着世界工业化水平的提高,特别是近年来,对环境保护要求日趋严格,电除尘技术才得到非常迅速的发展。 电除雾器一般为立式结构,主要由电晕电极装置、阳极装置、上下气室和供电系统所组成。

不建议在家中使用静电除尘。

其中高压电的危害不是主要原因。

压电传感器国内外研究现状论文

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号:tp212.3 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌(e.coli)组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=2.5、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是chromatium.sp,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌(e.coli)中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=7.4、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围0.5~6.0mg/l内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(0.5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold h.weetal指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,etc.a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an estuarine salinity, nitrate, and light gradient[j]. aquatic microbial ecology, 2001,26 (2): 181-193[7]王晓辉,白志辉,孙裕生等.硫化物微生物传感器的研制与应用[j]. 分析试验室,2000,19(3):83-86[8] alexander d c,costanzo m a, guzzo j, cai j, etc.blazing towards the next millennium: luciferase fusions to identify genes responsive to environmental stress[j].water, air and soil pollution, 2000,123(1-4):81-94[9] makarenko aa, bezverbnaya ip, kosheleva ia,etc. development of biosensors for phenol determination from bacteria found in petroleum fields of west siberia[j].applied biochemistry and microbiology, 2002,38 (1): 23-27[10]semenchuk in, taranova la, kalenyuk aa,etc. effect of various methods of immobilization on the stability of a microbial biosensor for surfactants based on pseudomonas rathonis t[j]. applied biochemistry and microbiology, 2000, 36 (1): 69-72[11]yamazaki t, meng z, mosbach k,etc. a novel amperometric sensor for organophosphotriester insecticides detection employing catalytic polymer mimicking phosphotriesterase catalytic center[j]. electrochemistry,2001,69 (12): 969-97[12] nakamura h. phosphate ion determination in water for drinking using biosensors[j]. bunseki kagaku,2001,50 (8): 581-582[13] a, lucaciu i, fleschin s, magearu v. microbial biosensor for nonyl-phenol etoxylate (np-80e) [j].south african jounal of chemistry-suid-afrikaanse tydskrif vir chemie , 2000,53 (1): 14-17[14] leth s, maltoni s, simkus r,etc. engineered bacteria based biosensors for monitoring bioavailable heavy metal[j].electroanalysis, 2002,14 (1): 35-42 [15] lehmann m, riedel k, adler k,etc. amperometric measurement of copper ions with a deputy substrate using a novel saccharomyces cerevisiae sensor[j]. biosensors and bioelectronics, 2000, 15 (3-4): 211-219[16] riether kb, dollard ma, billard p. assessment of heavy metal bioavailability using escherichia coli zntap lux and copap lux-based biosensors[j]. applied microbiology and biotechnology,2001,57 (5-6): 712-716[17] karlen c, wallinder io, heijerick d, etc. runoff rates and ecotoxicity of zinc induced by atmospheric corrosion[j]. science of the total environment,2001,277 (1-3): 169-180[18] campanella l,cubadda f,sammartino m p,etc.an algal biosensor for the monitoring of water toxicity in estuarine enviraonments[j].wate research, 2001,35(1):69-76[19] tombelli sara,mascini marco,soca cristiana,etc.a dna piezoelectric biosensor assay coupled with a polyerase chain reaction for bacterial toxicity determination in environmental samples[j]. analytica chimica acta,2000,418(1):1-9[20] lee hae-ok,cheun byeung soo,yoo jong su,etc.application of a channel biosensor for toxicity measurements in cultured alexandrium tamarense[j]. journal of natural toxins,2000, 9(4):341-348[21] wang,j.miniaturized dna biosensor for detecting cryptosporidium in water samples. technical . comletion-311, 2000(3), 26p [22]nakamura c, kobayashi t, miyake m,etc. usage of a dna aptamer as a ligand targeting microcystin[j]. molecular crystals and liquid crystals, 2001, 371: 369-374 [23]arkhypova vn, dzyadevych sv, soldatkin ap, etc. multibiosensor based on enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances[j]. talanta,2001, 55 (5): 919-927the recent research and application of biosensorabstract: in this article, the recent research progress and application of biosensors ,especially the micro- biosensors, are reviewed, and the prospect of biosensors development is also prognosticated. biosensors are made up of bioelectrode , using immobile organism as sensitive material for molecule recognition, together with oxygen-electrode, membrane -eletrode and fuel-electrode. biosensors are broadly used in zymosis industry, environment monitor, food monitor and clinic medicine. fast, accurate, facilitate as biosensors is,there will be an excellent prospect for biosensors in the marketkeywords:biosensor, zymosis -industry, environment-monitor作者简介:何星月:中国科学技术大学生命科学院,合肥230027刘之景,中国科学技术大学天文与应用物理系教授,合肥230026电话:0551―3601895

一、汽车传感器的现状:1、温度传感器温度传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。线绕电阻式温度传感器的准确度高,但响应特性差;热敏电阻式温度传感器灵敏度高,响应特性好,但线性差,适应温度较低;热偶电阻式温度传感器的准确度高,测量温度范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用。2、压力传感器压力传感器检测的量程为10kPa真空(车载诊断OBD蒸发漏油检测)到18mPa(柴油通用轨道commonrail油压系统)。满量程压力测量变化的要求是18000∶1。压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。LADT式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点,用于汽车吸气阀压力检测,能在高温下稳定地工作,是一种较为理想的传感器。3、角度和线性位置传感器位置传感器测量线性位移的量程是小于1μm(典型的例子是在MEMS传感器内满量程敏感元件移动)到200mm(在主动悬挂系统支架震动和传输)满量程的位移量变化为2000000∶1。传感器的主要类型有:(1)电位计式角度和线性位置传感器;(2)霍尔传感器;(3)各向异性磁阻式角度和线性位置传感器;(4)光学编码。4、流量传感器空气流量传感器的主要技术指标为:工作范围为0.11~103m3/min,工作温度为-40~120℃,准确度≤1%。燃料流量传感器用于检测燃料流量,主要有水轮式和循环式,其动态范围为0~60kg/h,工作温度为-40~120℃,准确度±1%,响应时间小于10ms。5、气体浓度传感器气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中,最主要的是氧传感器,实用化的有氧化锆传感器(使用温度-40~900℃,准确度1%)、氧化锆浓差电池型气体传感器(使用温度30~800℃)、固体电解质式氧化锆气体传感器(使用温度0~400℃,准确度0.5%),另外还有二氧化钛氧传感器。和氧化锆传感器相比,二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜,且抗铅污染能力强等特点。6、爆震传感器爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40~125℃,频率范围为5~10kHz;压电式爆震传感器在中心频率5.417kHz处,其灵敏度可达200mV/gn,在振幅为0.1~10gn范围内具有良好线性度。7、位置和转速传感器目前,汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式等,其测量范围为0~360°,准确度为±0.5°以下,测弯曲角达±0.1°。二、发展趋势:将要研究的传感器如下:(1)火花塞离子电流传感器(采用直流或交流施加间隙电压)。检测发动机熄火和爆震,而且指示气缸的峰压和空燃比。(2)光纤膜片反射传感器:检测汽缸内的压力波形。(3)压阻式碳化硅绝缘体压力传感器:检测汽缸内的压力波形。

全球传感器制造行业市场现状

由于世界各国普遍重视和投入开发,传感器展十分迅速。目前上从事研制生产单位已超过6500家。美国、欧洲俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家,日本有800余家。

近年来,全球传感器市场一直保持快速增长,随着经济环境的持续好转,市场对传感器的需求将不断增多,到2017年全球传感器行业市场规模增长至1955亿美元,同比增长12.29%。初步测算2018年全球传感器行业市场规模将突破2000亿美元,达到2059亿美元左右,同比增长5.3%。

麦肯锡报告指出,到2025年,物联网带来的经济效益将在2.7万亿到6.2万亿美元之间,其中传感器作为物联网技术最重要的数据采集入口,将迎来广阔的发展空间。据中国信通院数据显示,近年来中国传感器市场规模保持较快增长,2018年达到1472亿元,同比增长13.2%,近5年均保持两位数的增长率。

主要生产企业

全球传感器市场的主要厂商有GE传感器、爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔、ABB、日本横河、欧姆龙、施耐德电气、E+H等。在全球消费类惯性传感器(加速度计+陀螺仪)市场,意法半导体处于市场领导者的地位,占据四成左右的市场份。博世是全球最大的MEMS传感器制造商。

全球传感器制造行业发展前景分析

可以预见,物联网将在各行业将有越来越多的应用需求出现,并成为未来10、20年最瞩目的长期趋势。据权威机构测算,2020年全球物联网有望影响的下游市场规模将突破3万亿美元,超过250亿台系统/装置联网,而同时使用因特网的用户总数达44亿人;麦肯锡同样预计,全球物联网有望渗透的下游应用市场规模将在2025年以前成长达到3.9-11.1万亿美元,达到约11%的全球经济占有率。

因此,随着全球物联网进入实质性发展阶段,传感器制造产业将受益于物联网的爆发。具体来说,汽车传感器市场潜在规模达57亿只,是目前的14倍以上;物流传感器市场潜在规模达100多亿,是目前的十几倍;煤矿安检传感器市场潜在规模达数百亿元;安防传感器市场的规模增速将和安防行业的产值增速同步。前瞻预测,未来5年全球传感器市场将保持8%左右的速度增长,到2024年市场规模将会达到3284亿美元。

——以上数据来源及分析均来自于前瞻产业研究院《中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》。

变压器国内外研究现状论文

继电保护装置的配置和整定值为适应其需要必须随之进行调整 1 国内继电保护现状 只有继电保护技术顺应潮流才能完美配合电力系统发展的需求,而继电保护的新的发展方向体现在当今社会的各大先进技术中,如电子、通信与计算机等,将这些高新技术与继电保护相结合,给继电保护技术注入了新鲜的血液。上世纪70年代末我国开始了计算机继电保护的相关研究。1894年我国某大学率先研制出输电线路微机保护装置,经过有关专家的检测和鉴定后运用到系统中,代表了我国继电保护的发展打开了新局面,微机保护进入到推广期。短短几年时间,微机保护已别具特色,线路和设备都有不同原理、不同机型的保护,出现了一批具有良好性能、多重功能、有效可靠动作的新型继电保护装置。在研究过程中,微机保护的软件、算法等方面也取得了很多理论成果,可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代[2]。新型的继电保护装置是在多种原理、多种设备的微机保护装置的支持下实现的,中国目前已有500多座综合自动化变电站已投运或即将投运,而我国关于这方面的研究一直到20世纪80年代后期才起步,由此可见我国在变电站继电保护的研究方面发展十分迅速。如今我国变电站已广泛采用微机监控技术,提高了设备的自动化程度,大大降低维修所需费用和人员工作量。随着光电技术在传感器应用领域研究的突破,《变电站网络与通信协议》的颁布实施,以太网通信技术的广泛应用以及智能断路器技术的发展,数字式变电站技术得到了前所未有的发展机遇[3]。2009年5月,国家电网公司提出了“立足自主创新,以统一规划、统一建设、统一标准为原则,建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网”的发展目标。与此同时,智能变电站作为智能电网的基础,其建设关乎坚强智能电网目标的实现,国家电网公司先后出台了智能变电站技术导则、设计规范、继电保护技术规范等一系列相关标准[4]。论文网 2 国外继电保护现状国外的继电保护已发展了百余年,上世纪90年代,随着微机技术的发展,新兴的改善和提高继电保护性能的原理和方案不断出现,使得保护装置需要更强大的硬件支撑。恰逢集成电路和计算机等技术迅猛发展,微机保护硬件的发展也把握了良好机遇,使得其结构更为合理,性能更加完善。国外微机保护领域发展的20余年里,在保护的设计上经历了若干次的更新换代,将微处理器技术与多种算法相结合,致力于为新型微机保护的开发和完善打造良好的实现条件[5]。 西门子公司的完全分散式控制系统是相关科研工作的一项重大进展,它将“单元”设置为基本部件,适用范围广泛,主要分散布置在各电压等级的一次开关站附近,主要工作内容为进行数据采集进而进行检测、控制继电保护各项任务的运行、在合适的时机采取相应的继电保护措施等。在这些作业过程中,中心计算机通过电缆或光缆收集各“单元”的数据,给每台负责接收的计算机发布命令,使其严格执行命令以确保运行的安全稳定性。此系统在扩展性方面有突出优势,同时,在数据传输过程具有较强的抗电磁场干扰能力,有利于实现无人值守的目标。

浅议电力变压器论文

在现实的学习、工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。写起论文来就毫无头绪?以下是我帮大家整理的浅议电力变压器论文,希望对大家有所帮助。

摘要: 随着我国经济建设的发展,电力工业规模迅速的壮大起来,电力变压器的单台容量和安装容量快速增长。本文针对实际工作中常遇到的问题,从变压器的构成;变压器的噪音;变压器的防雷;变压器故障四个方面,来进行阐述。

关键词: 构成噪音防雷故障

变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。

一、变压器的构成

为了改善散热条件,大、中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入盛满变压器油的封闭油箱中,各绕组对外线路的联接由绝缘套管引出。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等部分组成:器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等;油箱包括本体(箱盖、箱壁和箱底)和一些附件(放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等);冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等;出线装置包括高压套管、低压套管等;调压装置即分接开关,分为无载调压和有载调压装置。

二、变压器的噪音极其措施

变压器在运行中产生的声音主要是硅钢片在磁场的作用下产生的磁致伸缩和器身由于电磁力所引起的振动,和冷却系统风机和风扇产生的噪音。声音的振动频率在16Hz~2000 Hz之间可引起人们的'听觉,次声和超声都是人们的听觉所感受不到的。电力变压器噪声的传播是由铁心到夹件、绕组,同时由铁心到空气。为了降低噪声可以减少铁心硅钢片磁致伸缩,降低磁通密度是降低噪声的有效措施,但降低磁密又会导致铁心尺寸增大,从而增加铁心硅钢片的数量,会造成成本的增加。所以应该把成本控制在一定的范围内来降低噪声。也可以在变压器适当的位置加缓冲件,如在铁心和低压绕组间加橡胶适形撑块,其作用是一面撑紧低压绕组,一方面起到缓冲作用,使声音通过缓冲结构而得到衰减。

三、变压器的防雷

据不完全统计,年平均雷暴日数在35—45的地区,10kV级配电变压器被雷击损坏率占其总数的4%—10%。损坏的主要原因是变压器避雷器装设不当和接地引下线接线不妥。主要表现为:变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线;变压器中性点及高低压侧避雷器分别接地;避雷器未作预防性试验;低压侧未装设避雷器;接地引下线截面过小及引线过长等。

四、变压器故障

根据变压器运行现场的实际状态,在发生以下情况变化时:需对变压器进行故障诊断。正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准;运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验;运行中出现其他异常(如出口短路)或发生事故造成停电,但尚未解体(吊心或吊罩)。当出则上述任何一种情况时,往往要迅速进行有关试验,以确定有无故障情况。

故障判断的步骤:

①判断变压器是否存在故障,是隐性故障还是显性故障。

②判断属于什么性质的故障,是电性故障还是热性故障,是固体绝缘故障还是油性故障等。

③判断变压器故障的状况,如热点温度、故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。

④提出相应的反事故措施,如能否继续运行,继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。

由于变压器故障涉及面较广,具体类型的划分方式较多,如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障,同时还存在变压器放电故障等。

变压器短路故障主要指变压器出口短路,以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。这类故障的案例很多,特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组,严重时可能要更换全部绕组,从而造成十分严重的后果和损失,因此,尤应引起足够的重视。例如:某110kV、31。5MVA变压器(SFS2E8—31500/110)发生短路事故,重瓦斯保护动作,跳开主变压器三侧开关。返厂吊罩检查,发现C相高压绕组失团,C相中压绕组严重变形,并挤欢囚板造成中、低压绕组短路;C相低压绕组校烧断二股;B相低压、中压绕组严重变形;所有绕组匝问散布很多细小铜珠、铜末;上部铁芯、变压器底座有锈迹(事故发生当天有雷雨)。原因:①变压器绕组松散。②该变压器撑条不齐且有移位、垫块有松动位移。③绝缘结构的强度不高。

放电对绝缘有两种破坏作用:一种是由于放电质点直接轰击绝缘,使局部绝缘受到破坏并逐步扩大,使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氯等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀,介质损耗增大,最后导致热击穿。如某63MvA、220kv变压器在进行1。5倍电压局部放电时,有放电声响,放电量达4000—5000pC。改为匝间1.0倍电压,线端1.5倍电压的支撑法时,无放电声响,放电量也降为1000pC以下。拆升变压器检查,发现沿端部绝缘角环有树枝状放电痕迹,系绝缘角环材质不良所致。沿固体绝缘表面的局部放电,以电场强度同时有切线和法线分量时最严重。原因:局部放电故障可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位,如高压绕组静电屏出线、高电压引线、相间围屏以及绕组匝间等处。

变压器是在电力系统和电子线路中应用广泛的电气设备。在电能的传输、分配和使用中,变压器是关键设备,具有极其重要意义,所以在实际工作中要对变压器予以高度的注意。

参考文献:

[1] 李丹娜、孙成普编著, 电力变压器应用技术[M]. 中国电力出版社. 2009(05).

[2] 谢毓城主编,电力变压器手册[M].机械工业出版社. 出版时间: 2003(02).

摘要:

变压器在发生事故之前,通常都会有异常情况,因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障;外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。文章主要分析变压器运行的检查维护及故障处理的方法,可供广大同行技术参考。

关键词:

变压器;运行维护;故障:分析;处理

一、变压器运行中的检查维护

变压器在发生事故之前,一般都会有异常情况,因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。值班人员应随时对变压器的运行状况进行监视和检查。通过对变压器运行时的声音、震动、气味、变色、温度及外部状况等现象的变化,来判断有无异常,分析异常运行的原因、部位及程度,以便采取相应措施。

(1)检查变压器上层油温是否超过允许范围。

(2)检查油质,应为透明、微带黄色,由此可判断油质的好坏。

(3)应检查套管是否清洁,有无裂纹和放电痕迹,冷却装置应正常。

(4)变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。

(5)天气有变化时,应重点进行特殊检查。

二、变压器运行中出现的不正常现象的分析

(一)声音异常

1.变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声,如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。

2.内部有较高且沉着的“嗡嗡”声,则可能是过负荷运行,可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。

3.内部有短时“哇哇”声,则可能是电网中发生过电压,可根据有无接地信号,表计有无摆动来判定。

4.变压器有放电声,则可能是套管或内部有放电现象,这时应对变压器作进一步检测或停用。

5.变压器有水沸声,则为变压器内部短路故障或接触不良,这时应立即停用检查。

6.变压器有爆裂声,则为变压器内部或表面绝缘击穿,这时应立即停用进行检查。

7.其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声,则可能是个别零件松动,可以根据情况处理。

(二)油温异常

1.变压器的绝缘耐热等级为A级时,线圈绝缘极限温度为105℃,根据国际电工委员会的推荐,保证绝缘不过早老化,温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升,则认为变压器内部出现异常,内部故障等多种原因,这时应根据情况进行检查处理。

2.导致温度异常的原因有:散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。

(三)油位异常

变压器油位变化应该在标记范围之间,如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有:

1.假油位,如果温度正常而油位不正常,则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。

2.油位下降,原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。

变压器 开题报告

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯),是利用电磁感应原理制成的静止用电器。

1 、国内外对变压器差动保护的研究现状

变压器常有的保护有过电流保护、电流速断保护、瓦斯保护等。但他们有一些不足之处,过电流保护动作时限比较长,切除故障不迅速;电流速断保护由于“死区”的影响使保护范围受到限制;瓦斯保护只反映变压器的内部故障,但不反映外部故障。而变压器差动保护就是为了解决这问题的。

差动保护分为纵差动保护和横差动保护,纵差动保护用于单回路,横差动保护用于双回路。变压器差动保护是纵差保护。变压器差动保护是根据基尔霍夫定律产生的,保护原理简单,易实现,是变压器的主保护之一。一般容量在6.3mva以上应装设纵差动保护,差动保护是利用故障时产生的不平衡电流来动作,保护灵敏度很高,动作迅速。经过许多人的研究,变压器差动保护已经得到很好的发展,保护的正确动作率有了很大的提高。

由于变压器自身的原因、互感器的误差、保护装置等方面的因素,造成变压器不平衡电流,它是引起差动保护误动作的一个重要原因。为了解决这个问题,现在的差动保护装置都采用比率动作曲线,传统的基于ct变压器比率制动曲线,由于ct饱和等因素,斜率一般都较大,曲线较高,改用ect后,由于ect不饱和且具有良好的线性,因此比率制动作曲线不需要制定太高,甚至可以指定成水平线。

另外,励磁涌流也是在研究变压器差动保护是不可避免的问题,这个问题通过加励磁涌流闭锁来消除,经过大量研究,现在主要闭锁原理有以下几种:

二次谐波闭锁原理,利用励磁涌流时存在大量的二次谐波,而非励磁涌流时二次谐波很小的原理,形成了二次谐波闭锁,在实际中使用最多的方法之一。但是,随着电力系统的发展,这种方法出现了越来越大的问题,突出的表现就是由于电力系统各种电容的影响,变压器内部故障下二次谐波含量可能变得很高,但在励磁涌流时二次谐波又可能变得很低(当变压器饱和磁通较低时),所以这种方法需要进一步改进。

间断角原理和波形对称原理,是观察励磁涌流波形,发现涌流存在很小波变化方法。此方法解决了傅里叶算法不能完全提出暂态信号的特征的'缺点,适合于电力系统的暂态分析。由于需要较高的采样率,装置的硬件成本变高,同时,电力系统正常情况下也存在高次谐波可能影响判断,所以此方法也需要发展完善。

神经网络方法以及模糊控制理论等识别方法是比较新兴的方法。神经网络方法过程比较繁琐,需要大量的数据,但它充分发挥了人脑计算能力强、自学能力强、容错性、自适应性等优点,

是研究和发展的一个重要方向。模糊控制理论是将多个输入量及相关的保护判据给予不同的置信度,通过模糊理论得到最终的跳闸决策,提高了判断的准确性。间断角原理是一种清晰、直观、抗过励磁能力强的方法,但需配置相应的a/d芯片级cpu,提高了硬件成本,同时观擦波形可以发现励磁涌流还存在非对称性,因此形成波形对称原理。它比间断角原理更易实现,但在对称涌流时无法判别,因此,这两种方法都需要大量实验来确定,实现比较复杂。 差有功法、磁通判别法及基于变压器模型的判别法,利用了电流信号和电压信号,比只使用电流信号更有优势。差有功功率的理论基础是:变压器故障时主要增加有功功率,而其他情况下主要增加无功功率。磁通判别法的理论基础是:非内部故障时,变压器运行在正常的磁化曲线上;而故障时偏离磁化曲线运行。基于变压器模型的判别方法是根据变压器模型得出的变压器恒等式,在故障时恒等式关系不成立,而判别故障与否,可利用电流、电压信号计算出变压器的漏感、电阻以及励磁阻抗,利用他们的变化与否判断是否涌流,这三种方法都是从物理机理出发,原理简单,准确性高,但受多方面因素影响,整定较困难,还有待进一步研究。

目前,针对电力变压器励磁涌流的判别,国内外学者提出了许多新原理和新方法,但这些方法都由不足之处且还处在实验阶段,需要进一步验证才能采用。实际中最多的还是二次谐波检测,这种检测方法会在变压器空载合闸时出现差动保护动作或是在发生内部故障时出现保护拒动的情况。因此,需要进一步探索快速、准确的区分变压器励磁涌流和内部故障电流的新方法,提高变压器差动保护的性能。

国外早在1941年就有和应涌流现象的报导。当时在查找变压器差动保护误动原因过程中,发现较大暂态激励电流不仅出现在刚合闸的变压器中,也出现在已并网运行的变压器中。通过现场波形记录、实验测试和电流表达式的数学推导对合应涌流现象进行了深入的分析,并讨论了和应涌流对变压器差动保护及过电流保护的影响。saied通过数值仿真一台变压器空投充电,另外一台空载、负荷或有并联电容器的变压器正在并联运行时,两台变压器的电流、磁链和公共连接点的电压变化,对影响和应涌流的部分因素进行分析。bronzeado h s等通过仿真分析并联和串联变压器两种系统结构形式,指出空投一台变压器时,励磁涌流在系统与变压器间产生了一种暂态和应作用,不仅使空投变压器的励磁涌流的幅值和持续时间发生变化,而且在运行变压器中将产生和应涌流,结果导致运行变压器差动保护误动和长时间的谐波过电压。随着变压器线圈中的电阻值减小,和应涌流现象将增多。王怀智等通过对220kv系统中两台主变的空投试验再次说明了和应涌流的存在,并指出了它对变压器差动保护的影响。试验记录表明采用二次谐波“或”门制动可防止和应涌流导致差动保护误动。

2 研究的背景、目的及意义电力变压器是发电厂和变电站中的主要电气设备,它的安全运行与否直接关系到系统能否稳定正常地工作。随着电力容量及电压等级的增加,变压器造价越来越昂贵,如果因故障遭到破坏,其检修度大,检修时间长,经济损失惨重。因此要有一个安全、可靠、灵敏的变压器保护方案,这一直是国内外电力系统学者们研究的热点。变压器差动保护的关键问题是如何鉴别励磁涌流和内部故障,国内外许多专家和学者对此进行了大量的研究,也取得了很多有益的成果。

近些年来,在操作过程中引起的多次变压器差动保护误动情况引起广泛注意。2003年11月7日华能井冈山电厂发生一起机组非计划停运故障,在合#2主变出口断路器的过程中,#2主变差动保护动作导致#1发电机与系统解列停运,后查明是由于和应涌流导致变压器差动保护误动引起的。目前由于电网分层分区级大容量变压器的逐步投运,局部电网结构发生了根本性的变化,电力系统中和应涌流引起变压器差动保护误动的事故不断增加,因此和应涌流问题引起人们的关注。

和应涌流与合闸励磁涌流特征不完全相同,运行变压器本身没有故障,方向与空投变压器相反,和应涌流的峰值是先增大后减小,峰值出现的时刻与相邻变压器交相呼应,并且误动发

生在相邻变压器空投完成一段时间后,持续很长时间都不衰减,易导致电流互感器暂态饱和,误动原因更具有隐蔽性。前人的研究工作针对空载合闸或外部故障切除后电压恢复时变压器本身励磁涌流的产生机理、波形特征与变化特点进行的,而对并联或串联运行中变压器的和应涌流对变压器差动保护的影响分析并不多。因此有必要对和应涌流的产生机理和特点进行深入研究,揭示其本质,进而提出可行的措施,消除隐患,提高供电可靠性。

综述资料

变压器保护的发展历史,1931年r·e·cordray提出出比率差动的变压器保护标志着差动保护为变压器主保护时代的到来,1941年,c·d·hayward首次提出了利用谐波制动的差动保护,1958年,r.l.sharp和w.e.glassburn提出了利用二次谐波鉴别变压器励磁涌流的方法,并在模拟式保护中加以实现,同时还提出差动加速的方案,以差动加速、比率差动、二次谐波制动来构成整个谐波制动式保护的主体,延续至今。微机变压器保护的研究开始于60年代末70年代初。1969年,rockerfeller首次提出数字式变压器保护的概念,揭开了数字式变压器保护研究的序幕,之后o.p.malik和degens研究了变压器保护的数字处理和数字滤波分析;1972年,skyes发表了计算机变压器谐波制动方案,使得微机变压器保护的发展向前迈进。近年来,出现了数字信号处理器dsp,不仅提高了微机保护数据采样与计算的速度和精度,甚至改变了微机保护装置的设计方案,在保护装置中实现复杂的算法。

电力变压器是电力系统中最重要的电气主设备之一,作为电能的传输枢纽。大型变压器结构复杂、造价昂贵,一旦发生故障损坏,维修工作难度大,经济上损失重大。近年来,随着电力系统的发展,电压等级的升高,大容量变压器的应用不断增多。大容量变压器采用纠结式绕组,易于产生匝间短路,因此,故障率相对较高。为了保障变压器安全、可靠地运行,电力工作者不断深入分析其运行特性,研究新原理与方法,提高变压器保护的性能。针对差动保护中的励磁涌流问题,国内外积极研究各种方法予以解决,例如,二次谐波制动、间断角、电压制动、磁通特性原理和等值电路法等。还有一些新兴学科和方法运用到变压器的保护中进行研究。随着计算机及网络技术的迅速发展,高性能的微处理器芯片的不断产生,微机变压器保护装置的性能不断得到改善,整个微机保护系统正向集成化,人工智能化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化,标准化方向发展。

3 论文的主要研究内容

1 对变压器差动保护的基本原理进行阐述,分析了可能引起差动保护继电器误动作的原因,并简单介绍了一些防范措施。

2 对变压器励磁涌流的产生机理及其性质进行分析和研究,综述了变压器差动保护的现状和发展趋势。研究了变压器励磁涌流的各种鉴别方法,并对其进行分析和评价。提出了消除产生励磁涌流,实现对励磁涌流的抑制方法。

3 利用励磁涌流偏向时间轴一侧的特点,解释了和应涌流的产生机理及其变化特点,指出和应涌流产生的本质原因是由于合闸变压器励磁涌流流过系统电阻使得其他变压器工作母线电压偏移,导致铁芯饱和造成的。讨论了和应涌流对变压器差动保护的危害并提出相应的一些防范措施。

相关百科

热门百科

首页
发表服务