高频开关电源有很多的优势,在很多的方面都比线性的电源或者是相控的电源要节省材料,比如重量、用铜用铁量以及能耗等,而且对于机器整体性能的提高也有很大的好处。
所以,近年来这种电源在很多领域得到了很广泛的应用,比如军事系统、交通、仪器和仪表、家用电器的制造、邮电通讯等等,能够达到如此高的效率也是有一定的原因的,首先,科技的进步使更多的技术和新生事物开始出现,所以就有更高性能的零件应用到了高频开关电源的制造中。
高频开关电源是一种变电的装置,通过这个设备,输入的交流电压能够成功转换为直流电压,从而供人们生产、生活所需。它包括几个部分,如高频变换器、控制电路、辅助电源、输入整流滤波器等等,也正是由于这些部分的紧密结合和合作,开关电源的工作效率才会有所提高。
在高频开关电源中,有一个最为核心的装置,它就是高频开关变换器。它有很多种类,比如单端反激型开关电源变换器、单端正激型开关电源变换器、多端式变换器等等。开关变换器的设计也有很多的讲究,希望大家在了解的时候要仔细注意一下。
接下来我们看一下关于保护电路的设计。在这里我们注意的事项主要有两项:第一项是软启动电路的设计,第二项是过流过压保护。现在我们现在了解一下第一项软启动电路的设计,这一项主要有两个部分,第一部分就是在输入电网分段启动,第二个部分就是时稳电压在输出电源的时候也要用到软启动。第一部分的话一般被称为是硬控制,第二部分则是被称为软控制。将两个部分相结合起来,就能减少损耗从而延长产品的寿命。
第二项就是过流过压的保护了,这块也是主要分为两个部分,第一部分是过流保护,第二部分则是过压保护了。一般情况下开关电源都会针对电源设置保护电路,这是为了安全着想,所以这个部分在整个性能考虑中占了很重要的部分,在生活中大致有两种型式,分别是:切断式保护、限流式保护。关于过压保护,它最大的目的是为了在发生负载的情况下仍能保护电路。当然以上两种最主要的目的还是为了安全着想。
土巴兔在线免费为大家提供“各家装修报价、1-4家本地装修公司、3套装修设计方案”,还有装修避坑攻略!点击此链接:【】,就能免费领取哦~
电力电子技术的发展与展望研究作者:王娟武 班级:机设0918 专业:机电设备维修与管理 学号:0918316 学院:安徽水电学院 日期:2010年12月当今世界能源消耗增长十分迅速。目前,在所有能源中电力能源约占40%,而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后,电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换,电力电子技术在21世纪将起到更大作用。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展,电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关,已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。�现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具 体应用。当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。一..电力电子技术的发展历史1. 整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2. 逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3. 变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。2. 现代电力电子的应用领域 计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。 通信用高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。 直流-直流(DC/DC)变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。 不间断电源(UPS)不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。 变频器电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。 高频逆变式整流焊机电源高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。 大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到以上,功率可达100kW。自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。 国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为。 电力有源滤波器传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有。电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。二..现代电力电子技术在电力系统中的应用1. 发电环节电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备 ,电力电子备的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。(l)大型发电机的静止励磁控制静止励磁采用晶闸管整流自并励方式具有结构简单 、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。(2)水力、风力发 电机的变速恒频励磁水力发电的有效功率取决干水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) ,机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。(3)发电厂风机水泵的变频调速发电厂的厂用电率平均为 8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的6 5%且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。2. 输电环节电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改 善了电力网的稳定运行特性。(1)直流输电 ( HVDC)和轻型直流输电( HVDC L i g ht )技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。l 9 7 0年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。(2)柔性交流输电 ( FACTS)技术 FA CTs技术的概念问世20世纪8 0 年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压 及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。20世纪9 0年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FA CTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。3. 配电环节配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率 、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力 ( Cu s t o m Po we r ) 技术或DFACTS技术,是在F ACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以DFACTS设备理解为F AC TS 设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着 电力电子器件价格的不断降低,可以预期D F A C TS设备产品将进入快速发展期。三.电力电子技术的发展展望1. 新型电力电子器件在用新型半导体材料制成的功率器件中,最有希望的是碳化硅(SiC)功率器件。它的性能指标比砷化镓器件还要高一个数量级。碳化硅与其它半导体材料相比,具有下列优异的物理特点:高的禁带宽度,高的饱和电子漂移速度,高的击穿强度,低的介电常数,以及高的热导率。上述这些优异的物理特性,决定了碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合下是极为理想的半导体材料。在同样的耐压和电流水平下,SiC器件的漂移区电阻仅为硅器件的1/200,即使高耐压的SiC场效应管的导通压降,也比单极型、双极型硅器件的低得多。而且,SiC器件的开关时间可达10ns量级,并具有十分优越的FBSOA。SiC可以用来制造射频和微波功率器件、各种高频整流器、MESFETs、MOSFETs和JFETs等。SiC高频功率器件已在Motorola开发成功,并应用于微波和射频装置。GE公司正在开发SiC功率器件和高温器件(包括用于喷气式引擎的传感器)。西屋公司已经制造出了在26GHz频率下工作的甚高频的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高电压的SiC整流器和其它SiC低频功率器件,用于工业和电力系统。理论分析表明,SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。可以预见,各种SiC器件的研究与开发,必将成为功率器件研究领域的主要潮流之一。可是,SiC材料和功率器件的机理、理论、制造工艺均有大量问题需要解决,它们要真正给电力电子技术领域带来又一次革命,估计还需要至少10年左右的时间。2. 新能源电力电子技术在新能源发电技术和电能质量控制技术及节能技术方面有很广阔的发展间。其中风力发电和太阳能发电最受关注,而电力电子技术正是风力发电和太阳能发电的核心技术之一,这给电力电子工程师提供了千载难逢的发展机遇 ,广大 电力电子工程师务可以住这一机遇乘势而上,促进电力电子技术的发展。同时,由于一方面电力电子装置和电弧炉等装置的的大量应用,使得电能质量日益下降,另一方面用 户对电能质量的要求越来越高人们对以有源电力滤波器为代表的电能质量控制装置日益重视,研究开发越来越多。此外,由于电力系统电动机(约占发电量的6 0 % 以上 ) 和照明电源( 约占发电量的 1 0~1 5 %的大量采用,电力电子装置对无功功率和电力谐波都可有很好的补偿作用,因此,电力电子技术被称为节能的技术。目前,由于化石能源日渐枯竭,因此 ,电力电子技术在节能方面受到很大程度的重视,并且发展十分迅速。3. 电动车辆中国人多地大石油少,现在中国每年已进口许多石油。在21世纪前半叶,地球上的石油天然气资源日益减少,以至早晚会用尽。特别在中国国情下,城市交通以发展电动车辆为主是必然的趋势。大城市间的磁悬浮列车、城市内的电动高架列车和地铁列车、个人用电动自行车和电动汽车将构成未来的交通网络的主角。其中,大有电力电子产品的用武之地。磁悬浮列车的磁悬浮电源和直线电动机的变频调速;城市高架列车和地铁列车中异步电动机的变频调速;电动自行车和电动汽车中永磁无刷电机的外转子调速,在今后十年里会有很大的发展。这里,电动自行车和电动汽车的普及必须解决无刷电机及其控制器、环保电池、快速充电器和充电站网络服务等几方面的问题。现在看来,在中国推广电动自行车替代摩托车作为代步工具技术上正在趋于成熟。这里必须采用镍-氢电池组和锂离子电池组,消除常规铅-酸电池对环境的污染。这种价格尚偏贵的电池组可以采用向电动自行车用户出租使用的方式,实行由间距合理的电池充电站统一充电和用户自行充电相结合的办法。铅-酸电池与锂离子电池(如36V,10AH)相比,前者重12 kg,后者仅 kg。电动汽车的发展又是电力电子未来的潜在大市场。首先是高能量密度的清洁电池的突破。比较有希望的是燃料电池,它的起动和稳定运行都要用电力电子产品与之配套。其牵引系统方案中令人最感兴趣、并已有工业应用前景的,要属安装在四个车轮中的外转子盘式永磁无刷直流电动机驱动了。这种电机结构的优化设计、高性能控制调速传动,以及四台电机转动的协调运转,将为电动汽车的舒适运行,零半径转弯提供技术保证。今后十年将是电动汽车实用化发展的关键时期,电力电子产业可以也应该为此做出相应的研究开发工作,积极迎接这个庞大市场的到来。结束语:电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门。毫无疑问,它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许多微电子技术所具有的特征,比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛,并且能与其它学科相互融合和相互发展。参 考 文 献(1)林渭勋. 浅谈半导体高频电力电子技术.电力电子技术选编,浙江大学,1992(384-390)(2)付宇明 张辉. 电力电子技术在电力系统中的应用.信息技术,2000(162)(3)王兆安. 我国电力电子技术的新进展..逆变器世界,2008(32)(4) 陈虹. 电气学科导论. 北京:机械工业出版社,2005
可以在功率管发射级电阻上加个三级管做过流保护,具体电路可以到网上去查
你直接用个保险管不就行了么,根据你短路保护的短路电流选择合适的保险管就能做到短路保护了。
TOPSwitchGX系列是美国PowerIntegrations公司继TOPSwitchFX之后,且每对电阻的失配大小方向要一致。于2000年底新推出的第四代单片开关电源集成电路,但是并非整个光伏产业链上的所有板块都会出现产能过剩的局面,并将作为主流产品加以推广。图2所示是SG6848时钟频率与其反馈电流的关系。下面详细阐述TOPSwitchGX的性能特点、产品分类和工作原理。无锡尚德、天威英利、河北晶澳等国内主要太阳能光伏电池片和组件生产企业的产能扩张速度都达到了50%以上, 1TOPSwitchGX的性能特点及产品分类 性能特点 (1)该系列产品除具备TOPSwitchFX系列的全部优点之外,并且给出一个误差放大器的ILR参考值。还将最大输出功率从75W扩展到250W,这个新方案为耗电量低于60W的设备与低成本SMPS结构之间搭起了一座桥梁,适合构成大、中功率的高效率、隔离式开关电源。再作处理就方便许多。 (2)采用TO2207C封装的TOP242~TOP249产品,目前其也是国内垂直一体化建设做地最成功的企业,新增加了线路检测端(L)和从外部设定极限电流端(X)这两个引脚,在风轮机中的电感容量应该为3300~4700μF,用来代替TOPSwitchFX的多功能端(M)的全部控制功能,谐振非连续正激式不仅具有适配器铁芯较小的优点,使用更加灵活、方便。作者设计了一种远程无线自动抄表系统。 (3)将开关频率提高到132kHz,把已经失去同步的输电系统,这有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积。由于电容器不能限制瞬时电流, (4)当开关电源的负载很轻时,对12V的小型密封式铅酸蓄电池,能自动将开关频率从132kHz降低到30kHz(半频模式下则由66kHz降至15kHz),这个公式理解吧,可降低开关损耗,良好的自动励磁在暂态摇摆过程中能增大系统的阻尼,进一步提高电源效率。要想实现1%的电池容量估计都是不可能的。 (5)采用了被称作EcoSmart的节能新技术,电流的变化也只有10%。显著降低了在远程通/断模式下芯片的功耗,必须在启动后将该电阻通道切断。当输入交流电压是230V时,那么200mA时的光输出就大约是60%,芯片功耗仅为160mW。低的RDS(ON)的集成开关在重负载确保高效率, 产品分类 根据封装形式和最大连续输出功率的不同,最小的LDO之间的交叉耦合噪声。TOPSwitchGX系列可划分成三大类、共14种型号,假如锂电时保护电路在侦测到过充电保护时有Latch Mode,详见表1。位置计数器将自动增加25600(128×200步)。型号中的后缀P、G、Y分别表示DIP8B、SMD8B、TO2207C封装。PMOS管M3导通, 表1TOPSwitchGX的产品分类及最大连续输出功率POM
1 引言随着电子技术的高速发展, 电子设备的种类与日俱增。任何电子设备都离不开可靠的供电电源, 对电源供电质量的要求也越来越高, 而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显著优势。正是由于开关电源的这些特点, 它在新兴的电子设备中得到广泛应用, 已逐渐取代了连续控制式的线性电源。图1 功率主电路原理图2 功率主电路本电源模块采用半桥式功率逆变电路。如图1 所示, 三相交流电经EM I 滤波器滤波, 大大减少了交流电源输入的电磁干扰, 同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N 两点间。P、N 之间接入一个小容量、高耐压的无感电容, 起到高频滤波的作用。半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似, 只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1 和C2代替。在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度, C1 和C2 往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。C1、C2 的容量选值应尽可能大, 以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。由于对体积和重量的限制, C1和C2 的值不可能无限大, 为使输出电压的纹波达到规定的要求, 该电容值有一个计算公式[3 ] , 即:整流电路半波整流全桥整流滤波电容CIL2 3 f gVUgV LVMIL4 3 f gVUgV LVM22 《电气开关》(2008. No. 1)式中, IL 为输出负载电流, V L 为输出负载电压,V M 为输入交流电压幅值, f 为输入交流电频率, VU为输出的纹波电压值。这是一个理论上的计算公式, 得到的满足要求的电容计算值比较大, 实际取的电容应尽量大一些, 由于输出端电压较小, 也可以在二次整流滤波时加大电容,这样折算到该公式的电容值也不小。C1 和C2 在这里实现了静态时分压, 使V A= V inö 2。当VT1导通、VT2截止时, 输入电流方向为图中虚线方向, 向C2 充电, 同时C1通过V T1 放电; 当V T 2 导通、V T 1 截止时, 输入电流方向为图中实线方向, 向C1 充电, 同时C2 通过V T 2 放电。当V T1 导通、V T 2 截止时,V T 2 两端承受的电压为输入直流电压V in。IGBT 的集- 射极间并接RC 吸收网络, 降低开关管的开关应力, 减小IGBT 关断产生的尖峰电压; 并联二极管实现续流的作用。二次整流采用单相桥式整流电路, 通过后续的LC 滤波电路, 消除高频纹波, 减小输出直流电压的低频振荡。LC 滤波电路中的电容由多个高耐压、大容量的电容并联组成, 以提高电源的可靠性, 使输出直流电压更加平稳。3 PWM 集成芯片SG3525 的功能特点[2 ]SG3525 是一款功能齐全、通用性强的单片集成PWM 芯片。它采用恒频脉宽调制控制方案, 适合于各种开关电源、斩波器的控制。其主要功能包括基准电压产生电路、振荡器、误差放大器、PWM 比较器、欠压锁定电路、软启动控制电路、推拉输出形式。SG3525 的基本外围电路接线图如图2 所示。该芯片与其它同类型的芯片相比具有许多突出的特点。图2 SG3525 的基本外围接线图(1) 频率可调, 一般通过改变CT 和R T (见图2) 的值来调节PWM 波的输出频率, 其频率的计算公式为:f =1Cr (0. 67R T+ 1. 3R D )(2) 死区时间可调, 通过调节R D 即可改变死区时间的大小, 防止逆变桥的上下桥臂直通。(3) 具有PWM 脉冲信号封锁功能, 当10 脚电压高于2. 5V 时, 可及时封锁脉冲输出, 防止出现过压、过流、过热故障时对电路产生危害。(4) 芯片内振荡器工作频率为100Hz~ 400kHz。设有引脚3 为同步端, 为多个SG3525 联用提供方便。(5) 具有软启动电路, 比较器的反相输入端即软启动控制端芯片的引脚8, 可外接软启动电容C。该电容器内部的基准电压V ref由恒流源供电, 达到2. 5V 的时间t= (2. 5V ö50LA )C, 占空比由小到大(50% ) 变化。(6) 内置PWM (脉宽调制) 锁存器将比较器送来的置位信号锁存, 并将误差放大器上的噪声、振铃及系统所有的跳动和振荡信号消除。只有在下一个时钟周期才能重新置位, 系统的可靠性高。4 SG3525 的应用电路及工作原理利用SG3525 建立的大功率直流开关电源控制电路如图3 所示, 下面主要介绍调压和限流模块。图3 SG3525 外围控制电路如图3, 电压反馈电路通过光电耦合器实现了强电输出部分与弱电控制部分的隔离。光电耦合器采用的是Hp 4504, 当输入端电流在0~ 4mA 之间的时候, 输入与输出之间的电流传递比呈线性关系, 设计的时候选择合适的限流电阻, 控制输入端电流在0~ 3mA 之间变化。当输出电压U out升高时, 光电耦合器的输出端发射极电流I e 呈线性增大, 使发射极电压V e 增大, 通过C2、C3、R 4、R 5 的滤波稳压后输入到引脚1 的V 1 也随之增大。当V 1 增大时, 经误差放大9 脚电压下降, 比较器输出的脉冲宽度变宽, 11 和14 脚输出的PWM 脉冲宽度反而变窄, 从而使输出电压U out降低; 反之, 当U out下降使1 脚电压减小, 9 脚电压升高, 11 和14 脚输出的PWM 脉冲宽度变宽。总之, 1 脚电压V 1 的增大与减小《电气开关》(2008. No. 1) 23反映了输出电压U out的上升与下降, 最终都表现在11、14 脚输出PWM 脉冲的宽窄变化上, 以实现电路的自动稳压调节。利用光耦电流传输比的线性段, 可以做到输入输出的线性变化, 用在反馈电路当中, 不仅降低了成本,而且使输入与输出隔离, 同时在稳压效果上也能与电压传感器相媲美, 在实际应用当中, 不失为一种可取的方法。通过输出端电流传感器得到的电流采样信号V i与给定的限流基准电压U refi作比较, 外接负载变化使输出电流U out变化时,V i 也会相应的改变。当Iout增大使V i 大于V refi时, 运算放大器L 1A 的输出端V b 为低电平。此时,L 2A 的输出端V 2 将被直接拉低为低电平, 2脚相当于接地, 输出端11 和14 脚无脉冲输出, 开关电源出现“打嗝”现象, 起到了限流作用。与此同时, 输出电流Iout减小使得V 2 再次被拉高, 11 和14 脚恢复脉冲输出, 开关电源正常工作, 以此达到输出电流的动态平衡过程。图4 赛米控SKYPER 32PRO 驱动模块5 IGBT 的驱动电路IGBT 的触发和关断要求给其栅极和发射极之间加上正向和反向电压, 并且需要一定的动态驱动功率,才能保证IGBT 的及时触发和关断。本电源的IGBT 驱动采用赛米控(Sem ik ron )SKYPER32PRO 驱动模块。该控制核是一个半桥式驱动模块, 集驱动、内部隔离、电气保护于一体。与同类型的产品相比, SKYPER32PRO 具有许多特点。(1) 采用具有双向传输功能的脉冲变压器, 通过这种方法在原边与副边之间传输驱动信号和状态信号,并将能量传递到副边。(2) 该组件设计为即插即用, 使用方便, 并且已经进行了全面的电测试和温度测试。(3) 采用单电源供电模式, 同时对驱动桥臂的双边供电。(4) 具有短脉冲抑制功能, 能自动修复由SG3525送出的双路PWM 波, 使波形更加平稳。(5) 具有VCE 监测、欠压监测、欠压复位和死区互锁功能等。6 样机研制主要技术指标:输入电压: 三相AC380V ±5%输出电压:DC220V ±2%输出电流: 50A额定功率: 11kW所得试验样机额定负载时的输出波形如图5 (a) 所示。由图5 (a) 实际读数可知, 输出电压从0V 上升到220V 的响应时间为1s 左右, 电源系统具有较快的响应速度。同时, 由图5 (b) 中的电压波形局部放大图可见, 输出电压为220V 时, 电压波动在2V 左右, 其最大电压波动小于1%。图 57 结论利用SG3525 和SKYPER32PRO 的强大功能设计了一台11kW、220V 的直流开关电源。本电源设计简单, 调试方便, 所需元器件较少, 体积小, 成本低。负载在全范围内变化时, 本电源均能够保持良好的输出性能。试验数据表明指标满足设计要求, 输出纹波系数控制在小于1% 的范围内。参考文献[ 1 ] 周志敏, 纪爱华. IGBT 和IPM 及其应用电路[M ]. 北京: 人民邮电出版社, 2006.[ 2 ] 王英剑, 常敏慧. 新型开关电源实用技术[M ]. 北京: 电子工业出版社, 1999.[3 ] 张古松, 开关电源原理与设计[M ]. 北京: 电子工业出版社,2002.[ 4 ] 方大千, 鲍俏伟. 实用电子控制电路[M ]. 北京: 国防工业出版社, 2002.收稿日期: 2008- 01- 03作者简介: 邓国栋(1983- ) , 硕士研究生, 主要从事电能变换与控制理论方面的研究工作.
本实用新型是一种大功率自动高频高压恒流直流电源,它主要由整流滤波,高频逆变,高压输出及控制部分组成,特别是:a.所述高频逆变部分是采用多个最新的大功率电力电子器件IMOSFEET分布在散热器中并配以高频逆变电路组成;b.所述高压输出部分是由若干层线包叠加而成,外接高压输出棒,每层线包接装有两组整流桥;本实用新型解决了现有逆变式高压恒流电源功率小,适应范围规格偏低的问题,其动态特性好,适应电场范围宽,系统功率大大提高,主要应用于高压静电除尘器配套的高压发生源,广泛应用于冶金、化工发电、建材部门。
现在不少大学生毕业(包括部分研究生)论文,不是抄写就是请人写,这是什么世道?
这种一般都是要收费的,一篇论文写完之后也要好几天呀,如果可以的话可以谈一下价格。
你这个电源功率有点大,而且电流要可调节。已经比较专业了。估计在学校的学生很难完成,主要是高频变压器的设计。估计你这个论文现成的难找。我设计过,没有这么大功率,电流也不可调节。要科技调节,我想到用单片机来控制结合运放电路和比较器来完成
本实用新型是一种大功率自动高频高压恒流直流电源,它主要由整流滤波,高频逆变,高压输出及控制部分组成,特别是:a.所述高频逆变部分是采用多个最新的大功率电力电子器件IMOSFEET分布在散热器中并配以高频逆变电路组成;b.所述高压输出部分是由若干层线包叠加而成,外接高压输出棒,每层线包接装有两组整流桥;本实用新型解决了现有逆变式高压恒流电源功率小,适应范围规格偏低的问题,其动态特性好,适应电场范围宽,系统功率大大提高,主要应用于高压静电除尘器配套的高压发生源,广泛应用于冶金、化工发电、建材部门。
浅析输电线路运行故障分析与防治方法论文
摘要: 输电线路是供配电系统中重要的环节和枢纽,一旦发生线路故障,将会引起大规模的停电事故,给国民经济带来巨大的损失。因此,深入分析输电线路的故障原因和采取针对性的防治措施格外重要。
关键词: 输电线路、运行、故障、防治方法
1输电线路运行故障产生的因素
输电线路大多裸露在空气中,受大自然恶劣环境的影响,会产生各类的故障。如雷雨天的雷击现象和闪络现象;冬天的覆冰危害;天空中的鸟害(鸟粪污闪和粪道闪络);大雾天,雾水粘在脏绝缘子上的污闪;还有,线路自身的拉力造成的应力破坏和接触不良造成的绝缘子与线路发热烧坏,以上情况具体分述如下:
风灾因素
输电线路大多地处地形复杂处,线路长,如果周边绿化不好,没有森林遮挡御风,那么很容易被自然界的大风给吹坏,即所谓的输电线路的风偏闪络,这种故障可以说是线路故障的易发形式,对电力系统的正常供电危害相当大,而且一旦发生故障,会造成风偏跳闸,引起大面积停电。强大的风源甚至会波及低压电杆,破坏电杆之间力的平衡。由于强风的作用,而使电杆倒塌的事故也不占少数。如2011年4月17日,佛山顺德发生的风灾,致使勒流、容桂等镇街多次输电线路基塔倒塌,造成大面积停电和较大的经济损失。
雷电因素
在雷电频发的珠江三角洲地区,一旦到春、夏季,雷电造成的输电线路故障时有发生,引起变电站的事故跳闸,事故的原因就是因为雷电过电压。如2011年3月19日凌晨,在顺德龙江,雷击使佛山龙江110V变电站10KV型材线折断,造成对地短路,使龙江变电站型材线10KV间隔保护跳闸。差点造成线路负载增氧机停运,致使大量鱼缺氧死亡,后在维修队伍的努力下,挽回了经济损失。
覆冰因素
输电线路的覆冰造成的线路折断事故虽然很多,仅发生在冬季,但是从事故的结果可以看出,一旦发生覆冰事故,不但是大面积停电,而且天寒、工作强度大,维修维护的时间相对较长,不利于维修人员的维修。形成覆冰的原因是天冷且空气潮湿,当结成覆冰时,容易发生线路舞摆闪络事故。如2008年南方发生的冰灾就是一个典型的实例。
污秽的因素
输电线路的污闪事故虽然不是很多,但损害性却不小,还会造成闪络事故。引发此类事故的主要原因是绝缘子表面没有按期除尘,尤其风雨天,灰尘堆积在绝缘子和线路上,会造成污秽电离发生闪络事故。
外力破坏因素
外力破坏的形式可以说是多种多样,如大风天折断树木,大片的树木倒在线路上,增加线路的负载,发生折断;近几年,偷盗运行中的低压线路日益增多,还有频发的交通事故(如铲车司机酒后开车或不小心碰倒电线杆),也是发生这类事故的原因之一。
鸟害
(1)鸟粪污闪。鸟落在输电线路上,会产生大量的粪便和污秽,粘连在绝缘子和线路上,加上阴湿的天气和山间的雨雾,积累到一定程度时,也会产生闪络现象。在正常的干燥的天气中,鸟粪并不会很大程度上降低绝缘子的闪络电压,而在雨雾的天气,鸟粪的电阻变小加之污秽面积和路径共同的作用,提高了电力线路的电压,增加了鸟粪污闪事故的发生率。
(2)粪道闪络。许多的鸟长期在低压电杆的绝缘子和横担附近排便,部分空气将与鸟粪接壤,即使没有使鸟粪贯穿全部的通道,也可能会造成粪道闪络现象,发生事故。
2输电线路故障的预防措施
保证与提高电气设计质量
提高电气设计的`质量,最大程度地提高安全性。电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在输电线路的设计中,如杆塔、导线、绝缘子、辅助金具、防雷装置的计算与选择是很重要的。现在大部分设计人员只会机械地照抄、照搬典型设计与设计规范,如上文提到的雷击停电事故,后经事故分析,是由于设计时,设计者没有根据当地为多雷区,而采取相应的防雷措施,照搬当地的设计规范,造成雷击停电事故。后来,在杆塔上加装避雷器,事故才很少发生。同时,电力线路也必须在合理的设计下才能更好的“行使”它的职责。要想做好线路的设计工作,除了周密的计算外,现场勘测和线路路径的选择,也是设计的重中之重。需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径。这样才能最大程度地避免各种事故的发生,保证输电线路的正常运行。
做好防雷措施
防雷接地工作是各种建筑物都必须做的保护之一,对于输电线路来说,防雷工作无疑更加重要,一般选取避雷线来进行输电线路的雷电过电压保护,它是最常用的防雷装置。
同时也可以降低杆塔接地电阻,达到防雷的目的。例如,可把接地极埋设较深一些,也可以选择在地下水比较丰富、水位比较高的地方。在进入变电所的高压侧,通常都选用各种阀型避雷器进行防雷保护。例如,在雷电多发的佛山地区,由于设计缺陷,10KV架空线路大部分不设防雷措施,当地雷击停电事故频繁发生,给经济带来了重大的损失。此后,新建的和技改的线路,要求每隔一基塔必须安装一组避雷器,实践证明,电力线路运行稳定,效果很好。
杆塔位置与杆型的正确选择
首先应该及时并且认真地调查气候条件和地形,尽量避开在不利的地形和地理位置架设杆塔,而且应加强杆塔的机械强度,尽量选用钢管杆或加强型的混凝土杆。横担可以加厚,或者选用那种不易沾冰结构的绝缘子,并涂上有憎水性能的涂料等。
污闪的预防
污闪事故的发生数量虽然不多,但影响和危害很大,污闪事故的预防,是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距以及采用合成的绝缘子可以有效地防止污闪事故发生;或者使用防污闪涂料,进而限制泄漏电流事故的发生。
外力破坏的预防
输电线路的外力破坏,主要是大风使树木倒下压倒线路,再者是日益横行的偷盗和频繁的交通事故等。所以应该优化电气设计,输电线路尽量不要与树林离得太近,要充分考虑到树木增长速度带来的“危害”。要与道路保持适当的距离,并根据杆塔的具体位置,增设防护墩,最后涂上醒目的防护标志。
3针对输电线路外力破坏故障分析,可采取以下措施加以防范
加大电力设施的保护工作力度。做好相关电力用户的宣传教育工作和建立一套严密的巡线制度。
要掌握问题和故障的重点,把事故隐患消灭在萌芽状态中。
要不断完善电力法规,加强电力执法的力度。可以与社会的相关部门共同组织电力安全的演讲比赛和知识竞赛等活动,推广电力安全法规,让大家充分了解电的危害,使那些铤而走险的人望而生畏,知难而退。
要制定一些切实可行的方法和措施,并落实到实际工作中去。例如,在紧要和关键地段一定要多设立一些警示牌和警告的标志牌。
培养和打造一支作风硬朗,善打硬仗的专业的技术团队是保障输电线路安全的必要保证。
对鸟害采取的技术措施有:
①采用大盘径的绝缘子;
②加装防鸟粪的挡板;
③安装防鸟罩;
④安装专门防鸟的网;
⑤安装鸟刺。
结束语:通过分析,线路故障有设计的因素,更多的是自然界的因素。一方面我们要优化设计,尽量不在设计方面出问题,另外一方面要普及、完善电力知识和电力法,建立一个高效的输电线路维护队伍。
参考文献:
[1]胡毅.影响送电网安全运行的有关问题及对策[J].高电压技术.2005.
[2]武利会、张鸣、朱文滔.低气压覆冰条件下绝缘子的直流闪络特性[J].高电压技术.2006.
[3]郭秀慧、李志强、钱冠军.输电线路绕击防护的新措施[J].高电压技术.2005.
变压器零序保护存在的问题分析论文
摘要:在分析变压器零序保护配置的基础上,对110 kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨,提出拆除部分中性点棒间隙,改善变压器零序保护配合的措施。
关键词:变压器 接地方式 分析
1 变压器的零序保护配置
变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式,称为零序互跳。2台主变并列运行,1号主变中性点接地,当K2点发生接地故障时,1号主变中性点零序过流保护动作,第一时限跳2号主变高低压侧开关,K2故障点被隔离,1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处,当第一时限跳开2号主变后,零序过流保护第二时限跳本变压器,切除故障。零序互跳保护显而易见的缺点是:①有选择性切除故障的概率只有50%;②母线故障时没有选择性,会扩大停电范围;③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合,对保护整定配合不利;④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验,条件苛刻,二次接线容易错误。
2 统接线与保护配置特点
110 kV系统接线特点是以放射状为主,以220 kV变电站为电源点,通过110 kV线路向各终端变电站辐射。110kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式,低压侧无电源。
内桥接线变电站,在正常运行方式下,100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此,内桥接线变电站通常只有两种运行方式:1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下,2台主变只要有1台中性点接地即可,但必须由靠110kV供电线路侧的变压器中性点接地运行,这一点很重要。内桥接线变电站目前的变压器零序保护配置为:中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分;第二时限跳本变压器;同时,变压器中性点装设棒间隙,但没有配置间隙TA以及开三角电压保护。
为了节省投资、占地,节约110kV线路空中走廊等原因,新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线,而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器,变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护,没有配置中性点间隙电流保护以及110kV TV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。由于零序保护配置不够完整,在多台“T”接的线路-变压器组接线中,各变压器中性点仍全部接地运行。但是,变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的.负面影响。
在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变化时,零序网络及零序阻抗值发生较大的变化,各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。从保护整定配合出发,则要求保持变电站零序阻抗基本不变。
在变压器投入运行或线路重合闸过程中,有时会使在同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的,幅值较大而且衰减较慢,并带有较大直流分量的零序电流。较容易造成送电不成功或重合闸不成功。
变压器中性点全部接地,使系统零序阻抗大幅度降低,由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。因为雷击、不对称接地故障干扰二次设备,造成保护装置误动以及损坏通信设备的事故仍时有发生。因此,有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式,以限制单相接地短路电流,降低对通信系统的干扰。
3 变压器零序保护存在的问题
在有效接地系统中,变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平,中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的,是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障,有关的中性点直接接地变压器全部跳闸,而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时,放电间隙才放电,以降低对地电压,避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波,对变压器匝间绝缘不利,因此,在单相接地故障引起零序电压升高时,我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反,间隙电流保护则存在一定程度的偶然性,可能因种种原因使间隙电流保护失去作用,从这个意义讲,对于保护变压器中性点绝缘而言,零序过电压保护比间隙电流保护更重要,零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的,特别是当间歇性击穿时,放电电流无法持续,间隙电流保护将不起作用。
目前已经投运的110kV变电站,大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护,这种配置有弊无利,当电网零序电压升高到接近额定相电压时,所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电,当无法持续放电时,则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此,对于低压侧无电源的终端变压器,如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护,应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离,避免间隙抢先放电。
对于内桥接线的变电站,中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时,跳900开关后多损失一段母线,同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行,在目前没有零序过电压保护的情况下,若因10kV转电等原因存在临时低压电源,则不接地变压器就存在过电压的危险。因此,在110kV侧已装设。
首先是要确保110kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法,保证电源端变压器110kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可,可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。
带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统,因此,对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器,在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护,包括中性点零序过电流保护,中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。
在110kV馈出线路上,不论并接几台变压器,在电源侧中性点接地的情况下,各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中,为防止可能出现的不安全因素,可安排其中一台中性点接地,在选择接地中性点时,可按以下顺序考虑:首先选择低压侧临时带电源的变压器,其次考虑高压侧没有断路器的变压器,最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。
已经投入运行的大部分110kV终端变电站,由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护,为避免中性点间隙抢先放电,应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。
今后设计的110kV变电站,高压侧宜考虑采用三相电压互感器,设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式,适应将来电网结构的变化。
对于内桥接线变电站,主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器,避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。
第1章 变电站负荷及主变的选择 变电站负荷情况及统计 主变压器的选择 4第2章 主接线的设计 电气主接线的设计原则 对主接线设计的基本要求 电气主接线设计方案的比较与确定 6第3章 短路电流的计算 短路的基本知识 短路故障产生的原因 短路故障的危害 计算短路电流的目的 短路电流的计算 15第4章 设备的选择与校验 电气选择的一般条件 按短路情况校验 断路器的选择 隔离开关的选择 互感器的选择 母线的选择 电气设备选择一览表 20第5章 继电保护的配置 继电保护的基本知识 线路的继电保护配置 变压器的继电保护 备自投和自动重合闸的设置 23第6章 配电装置设计 配电装置的设计要求 配电装置的选型、布置 26主要参考文献资料 27致 谢 28附录1 计算书 29(一)电气一次部分 负荷统计 短路电流计算 导体的选择和检验 断路器及隔离开关的选择 互感器的选择 41(二)电气二次部分 110kV线路继电保护整定 10kV线路继电保护整定 变压器继电保护整定 变压器保护回路设计 49附录2 电气主接线图附录3 电气总平面布置图附录4 110kV配电装置平面布置图附录5 10kV配电装置平面布置图附录6 变压器保护回路图
任何一项利民工程都离不开技术的保障,电力工程技术问题成为了电力工程中的核心问题。下面我给大家分享一些电力工程技术论文3000字,大家快来跟我一起欣赏吧。
论电力工程技术问题
摘要:作为第二次工业革命的象征——电,已经渗透在我们生活得方方面面,能否保障电力的充足逐渐逐渐成为国家和人民生活中的头等大事,任何一项利民工程都离不开技术的保障,电力工程技术问题成为了电力工程中的核心问题。本文主要是分析配网电力工程中存在的技术问题,针对存在的问题,按找出解决这些问题的有效方式和方法,并且能够尽可能的研发出更多的高科技技术手段给予配网电力工程充足的、强大的技术保障。
关键词:配网电力工程;技术问题;应对措施
Abstract: as a symbol of the second industrial revolution - electricity, has penetrated every aspect in our life, can guarantee power sufficient gradually gradually become a top priority in the country and people's life, any project is inseparable from the technology safeguard, a polity power engineering technical problem has become the core problem in power engineering. This paper is to analyze the technical problems existing in the distribution network power engineering, in view of the existing problems, according to find out the effective ways and methods to solve these problems, as much as possible and be able to develop more high-tech technology for distribution network power engineering enough, strong technical support.
Key words: distribution network power engineering; Technical problems; response
中图分类号:TU994文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 配网电力工程中存在的主要技术问题
不科学的使用无功补偿设备
在配网电力工程的技术应用中,还有一项十分重要的技术问题,那就是无功补偿设备,由于在电力输送过程中容易出电力的消耗,而无功补偿设备恰恰能够减小输送过程中电力消耗这一问题,并且保障配网电力的持续、充足的供应。而谐波干扰是无功补偿技术的天敌,谐波会干扰无功补偿设备,让它不能够正常的工作,所以,必须要科学的使用无功补偿设备
输电线路受外因破损
在配网电力工程的建设过程中,我们见到的很多配网电力都是以电线杆为支持,然后进行空中运输,这些电源大都是成辐射状的单端电源。现在,由于经济的发展,各种各样的居民区和工业区以及商业小区如雨后春笋般出现,这些庞大的用电体系,给电力工程造成了很大的压力。很多人直接就从电线杆上去接电,这样接的线本身就是临时的,不能够持久,并且容易出现漏电和短路的现象。此外,很多时候看到的电线就像是蜘蛛网一样,纵横交错,完全没有章法。还有就是很多的配网电力的线路设置是许多施工地段,这种情况就会造成线路的外在伤害。在化工厂附近的外露线路,由于化工厂周围空气和环境的污染情况都会导致线路的破损,从而导致事故的发生。
分配电源不合理
电源的分布问题是一个关系到整个配网电力工程协调运作的全局问题。如果电源的分布不合理就会导致整个电力在传送和运输的过程中出现各种各样的电力情况。现在的电源分布主要呈现以下的现状: 电源分布区和各种生活应用的管线集中地带相互混杂交错,容易造成对周围生活环境或者是自然环境的影响。在建设变电站的时候,变电站的位置距离电源的位置太远,导致长距离输电,电力输送不够便捷。再一个问题,就是配网电力工程的电源设备不够充足和强大,不能够确保充足的电力供应,这样就容易影响配网电力整个系统地协调、高效运转。
。
污物存积引起闪络
闪络问题是由于外在因素而形成的一个对配网电力工程产生威胁的技术问题。这个问题的产生主要是因为配网电力的线路长期暴露在空气中,时间一长,就会存积各种各样的尘埃和污垢,这些尘埃和污垢在积累到一定的程度之后,就会含有一定的盐分。这些盐分如果再遇到下雨天或者是雪天,污物上的盐分和空气一接触就会发生反映,再加上线路内输送的电力所产生的压力,这时配网电力的线路就会出现严重的闪络情况。出现闪络的后果就会单相电压和两相电压出现严重的两极化,两相电压将会升高,这样就造成了配网电力系统地不正常运行。除了污物所造成的闪络,还有就是相绝缘闪络,这种情况的闪络就会引起两相接地,出现短路现象。
2 配网电力工程科学技术措施
配网电力工程是一项惠民利民的国家性质的大工程,在人类社会中发挥着重要的作用,高效的、科学的配网电力工程将会推动人类社会的大步向前发展。但是,目前我国配网电力工程技术应用中存在很多的问题,如何才能够健全配网电力工程的科学技术,怎么样才能够建立一整套高效、持续运转的配网电力系统,就需要针对配网电力系统中出现的技术问题,来采取科学、有效方法,从而保障配网电力系统的高效运作。
进行合理的电源分配
由于电源分配问题是配网电力工程中的一个至关重要的技术问题。所以,针对电源分配不均问题,应该进行合理的电源分配,从而使电源进行高效的供电工作。怎样进行电源分配才是合理的呢?首先,就是要梳理好线路,规划好每条线路的路线,避免出现线路混杂,横七竖八的电网交错现象。其次,应该在建设变电站的时候,尽量缩小变电站和电源之间的距离,把变电站建在电源的周围。最后,就是要给配网电力工程配上充足的电源设备,从而保障电网工程的充足、持续的进行输电工作。
科学使用无功补偿设备
无功补偿设备能够保障配网电力工程的安全可靠性运行。但是,无功补偿设备在使用不科学的情况之下,容易受到谐波的干扰,导致配网电力系统不能够正常的进行工作。所以,在使用无功补偿设备的时候,应该先对供电系统进行了解和掌握,根据供电系统的需求再选择无功补偿设备。在供电系统和无功补偿设备匹配的情况下,如果还会出现谐波的干扰,那么就需要我们安装监测配件。
对外因条件进行综合管理
针对配网电力中出现的外因技术问题和出现的各种闪络问题,我们应该采取综合性的方法进行管理。在配网电力系统输电的过程中,我们要检查好是不是存在线路的交叉和重叠问题,是不是进行了正常和科学的接点方法,而且,尽量在设置线路的时候避开大型的施工地段,以免造成严重的线路损坏。针对出现的闪络问题,还可以采取穿凿套管、加防污罩等技术性的手段,这样既减少了污垢的存积,也能够保障电力的正常输送。
安装良好的避雷设备
在电力的传输过程中,往往会受到雷电的影响,发生各种电力问题。比如,线路中存在部分的过电压等。这就需要给配网电力工程安装良好的避雷设备,将避雷设备安装在能发挥防雷效果的地方。不仅可以避免雷击,又能避免过电压问题,给配网电力系统的安全稳定运行提供了保障。
3 结束语
总而言之,在电器普及、高新科技高速发展的今天,我们生活的任何一个方面对电力的依赖都达到了空前的程度。电力技术则当仁不让的承担起了整个配网电力工程的强大的保护神,保障配网电力工程的可靠性运行,就需要对配网电力存在的问题,利用高新科技和科学的管理进行弥补。只有技术保障了工程,工程才能够更好的为我们提供充足的、持久的电力需求。
参考文献
[1] 吴贻坚.10kV 配电网安全运行管理研究[J]. 沿海企业与科技,2010(4).
[2]梁永红.浅析电力工程的造价控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(11).
[3]焦光旭.电力工程项目建设过程后评价研究[J].魅力中国,2009(27).
电力工程管理技术分析
摘要:本文作者首先阐述了电力工程管理的理论概念,其次对电力工程的重要性进行了详细的叙述,最后关于如何进一步的提高电力工程管理提供比较有效的解决策略。
关键词:国民经济;电力工程;管理措施
中图分类号:F40 文献标识码:A
1概述
近几年,我国电力行业得到了快速发展,再加上,改革步伐也在逐渐加快。电力行业特别是在国民经济发展过程中的作用更加明显与突出,所以,成为了我国国民经济的支柱产业。另外,电力企业的快速发展也对电力工程建设提出了更高的要求。想要进一步规范管理电力过程项目的各种工作,就应该及时找到电力工程在发展过程中存在的诸多问题,与此同时,还要找出更为合理的解决对策。
2 电力项目信息管理
关于我国电力工程项目来说,随着项目计划的规划、制定和实施活动的开展,将会产生很多和电力项目相关的报告、合同、照片、图纸设计等的信息,这样一来,相关人员应该对其进行收集、加工、归档等处理,这样一来,有利于对电力项目的控制与管理。然而,对于我国电力项目的诸多信息管理主要是指对整个电力项目的生命周期加以科学、合理的管理,与此同时,也是对各种信息进行收集、加工、处理等各种活动的总称。
通过大量实践表明,对电力项目的信息管理对整个电力项目的管理的效率、质量等都会造成巨大的影响。因此,怎样对电力项目的整个生命周期的信息进行科学、合理的管理,成为电力项目管理最为重要的一个环节。然而,如果把计算机技术应用到电力项目的信息处理过程中,又可以对电力项目信息管理系统的规划、设计与控制提供了更为科学的信息管理理念、技术平台以及合理的解决方案。
(1)电力行业信息管理的原理。对于信息管理来说,主要和信息资源、技术、参与建设的各种工作人员等诸多要素有关联,同时也是一项涉及到多个要素和学科的管理活动。事实上,电力项目的信息管理是一项技术性要求较高的管理活动,因此,需要借助多种技术与管理手段。下面就电力项目信息管理的诸多原理进行深入分析:
信息增值原理:信息增值指的是项目信息的增多,也或者是信息活动的效率大大提高。做到信息内容的增加必须要借助信息的收集、组织、加工、共享等才可以最终实现。
增效原理:对于信息管理工作来说,利用提供信息与开发信息,将信息资源的作用充分发挥出来,例如:信息对社会活动的渗透、激活等作用。这样一来,不仅可以节省更多的社会资源,而且又能大大提高其工作效率,为企业赢得更大的效益,确保社会更好的发展下去。
市场调节原理:对于电力项目的信息管理来说,直接受市场发展规律的调节,主要表现在两个方面:一方面,信息产品的价格受市场规律的调节;另一方面,各种信息资源要素也会受市场规律的调节。
服务原理:信息项目管理和其它的管理过程相比,表现出较强的服务性,而对于电力项目信息管理的整个过程、方法以及目的来说,都应该以用户的需求为发展中心,借助服务用户来发挥出其作用。
(2)对于我国电力项目的信息管理的基本特征:信息管理的主要职能包含计划、领导与控制;而所管理的主要对象组织的多种活动;对于管理的主要目的是实现组织目标,因此,在信息管理中也应该具备。然而,由于电力行业的信息管理是一个专门的行业管理,因此,具有自身独特的特点,例如:必须要和电力企业制度结合在一起,将设备以及各种人员信息都结合在一起。然而,正是将所有的信息都集中在一起,从而使信息成为可利用的资源,可以做到共享信息资源。除此之外,也可以使电力管理人员及时掌握相关的设备与人员的动态信息,确保电力系统正常的运行下去。
3 对电力工程项目信息管理系统分析
对于电力过程项目的信息管理系统来说,重点是向电力企业内部的管理人员、与之相关人员、组织部分意外的部门提供相应的信息。此系统的运行为电力企业的发展的决策提供可靠的信息依据,与此同时,还可以为电力企业的计划、组织、控制等活动所服务。而对于电力信息管理系统来说,是向企业内部的管理部门提供、搜集以及处理和使用大量项目信息的信息服务。例如:以变电站的智能化巡检信息管理系统来进行分析,巡检信息管理系统主要利用"条码"来作为设备的标识器,与此同时,还会在每个巡检设备上都安装"条码",对于内部的存储功能来说,可以设置特定的代码以及标识设备的运行状态和参数等。这样一来,电力企业的巡检人员变便可以利于便捷的巡检设备到设备运行的现场采集相应的数据信息。由于巡检器的便捷以及操作容易的特点,比较适合用于现场,并且,也可以更好的解决复杂的数据录入工作,因此,在提高设备维护水平、减少数据输入量工作上发挥了巨大的作用。一旦需要对设备的运行状态进行检修、分析设备的性能时,可以随时从数据库中调取相关的信息,这样一来,便可以清楚的看到设备的历史运行状况。
变电站智能化巡检信息管理系统是由多个硬件组成的,如:无线射频设备标识器、客户计算机、网络服务器、巡检器等组成。
对变电站智能化巡检信息管理系统特点的分析
巡检路线结合不同的专业、部门等进行合理的分类;编制巡检内容一定要灵活;对所有的巡检路线结合设备、零部件实施分层组织;两种模式,即巡检与点检;对于巡检路线来说,可以设定巡检项目齐全,另外,为了使巡检工作人员录入信息更加方便,系统可以设定了多种巡检项目,例如:观察类、记录类、测温类等。
电力系统服务器软件的信息处理以及统计功能分析:
首先,信息查询。此功能是电力系统处理信息不可缺少的一部分,可利于多种查询功能结合多种方式来处理和分析信息,以便获得想要的结果。而最常用的查询方式主要为工作查询、异常查询以及漏检查询等。
其次,报表功能。此功能是在设计电力系统时,能够制定出比较完善的报表,与此同时,用户也可以结合自身的实际需求来定制所需的报表。
再次,缺陷管理功能。此功能能够使系统按照按巡检人员、巡检时间、设备等方式当作进行检索的条件,这样一来,更便于巡检人员统计设备所出现的各种问题。另外,也可以把设备缺陷问题转给其它的系统,有利于和其它相结合。
最后,考核统计功能。此功能是对便于统计巡检人员的工作情况,这样一来,更好的考核巡检人员的实际工作状况,其内容主要包含以下几点:线路统计、异常统计、工时统计等。其中,异常统计指的是要统计电力设备是否出现异常情况;而对于工时统计来说,是统计巡检人员到达现场的检查时间,以及到达检查点所消耗的时间。
结语
总体来说,电力行业是影响我国国际民生的主导产业,特别是在推动国民经济发展过程中发挥了巨大的作用。在未来我国电力行业发展的过程中,势必会发展非常迅猛。然而,由于电力建设项目不仅投资大、任务繁重等的特点外,更要大量的应用新技术与新工艺。近年来,国家对电力项目的质量、施工工期、安全性能等提出了更高的要求。所以,我国的电力项目必须要紧跟时代发展的步伐,最终实现现代化的管理。另外,也可以借鉴国外的一些先进技术与管理手段,这样一来,才能使电力系统安全、高效的运行下去。而在电力项目中广泛应用信息管理系统,既可以为工程管理打下牢固的基础,又能大大提高其管理水平。
参考文献
[1]王语涵.浅谈电力工程管理的重要性[J].科技创业家,2011(6).
[2]刘迎峰.电力工程管理技术探讨[J].中国科技财富,2010(22).
[3]李晓明,彭向兰.电力工程管理创优过程中的控制策略探析[J].大科技·科技天地,2011(6).
本公司内部继电保护的配合或者改造,写写就是一个论文
摘 要电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备,他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的元件,因此,必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下,按照指导老师所给的原始资料,通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。本文语言简练、逻辑严密、内容夯实。可作为从事电气工程技术人员的参考资料。关键词 电力系统故障,变压器,继电保护,整定计算目 录摘 要………………………ⅠABSTRACT………………Ⅱ1 绪论 课题背景…………………………设计题目………………………毕业设计原始资料…………… 待保护变压器的在系统中的连接情况……………………设计任务…………………继电保护的综述 ……电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果……… 继电保护的任务…………… 继电保护装置的组成……… 继电保护的基本要求……31.3 电力变压器故障概况…………61.4继电保护发展………………计算机化……………………71.4.2网络化…………………………保护、控制、测量、数据通信一体…………………………91.4.4智能化…………………………92 短路电流实用计算 ……………… 短路电流计算的规程和步骤 短路电流计算的一般规定… 计算步骤 ………………… 三相短路电流的计算………… 等值网络的绘制………… 化简等值网络…………… 三相短路电流周期分量任意时刻值的计算…………… 三相短路电流的冲击值…143 电力变压器保护原理分析… 瓦斯保护原理………… 变压器纵差动保护……… 构成变压器纵差动保护的基本原则…………………… 不平衡电流产生的原因和消除方法…………………… 电流速断保护原理…………电流速断保护的整定计算 躲过励磁涌流…………… 灵敏度的校验…………… 过电流保护的原理……………过电流保护………………… 复合电压起动的过电流保护……………………………负序电流和单相式低压过电流保护……………………零序过电流保护原理………24 中性点直接接地变压器的零序电流保护………………中性点可能接地或不接地变压器的保护……………… 过负荷保护原理 ……………28 过励磁保护原理……………293.8微机保护原理 …………………… 微机保护概况…………… 变压器的微机保护配置…304 保护配置与整定计算…电力变压器的保护配置…314.2 保护参数分析与方案确定……… 保护方案…… 保护设备配置选择…… 接线配置图…………………35 整定计算…………………… 带时限的过电流保护整定计算…………………………36 电流速断保护整定计算 单相低压侧装设低压侧接地保护………………………过负荷保护………………保护配置动作实现……………38结论…39参考文献……………………40附录A:接线配置图…………………41