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(1)將避雷線(xiàn)架空,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將避雷線(xiàn)隱蔽起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線(xiàn)路的保護(hù),是高壓輸電線(xiàn)路避雷措施中最常用的一種不僅可以避免輸電線(xiàn)被雷擊,而且可以產(chǎn)生電流分流,從而在避免雷擊中起到很好的作用。
(2)降低桿塔的接地地阻,使跳閘遇到打雷時(shí)跳閘率降低,另外,通過(guò)此種方法,還可以有效提高輸電線(xiàn)路的耐雷擊水平,從而起到很好的避雷效果。
(3)在有些地區(qū),還可以采用氧化鋅避雷器。這種避雷擊措施對(duì)電壓很敏感,當(dāng)雷擊使電壓超過(guò)一定幅度后,就會(huì)自動(dòng)為雷擊電流提供一個(gè)通路,從而避免高壓線(xiàn)路被雷擊,目前已被多數(shù)地區(qū)采用。
(4)最后一種是避雷針的安裝采用防阻繞形式,起到避免輸電線(xiàn)路被雷擊的效果。
1.2做好桿塔組立施工技術(shù)
桿塔施工一般分為:全體組立施工和分解組立施工。在全體組立施工時(shí),對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度要求特別嚴(yán)格,應(yīng)達(dá)到描繪強(qiáng)度的100%。分解組立施工時(shí),抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到描繪強(qiáng)度的70%。這樣才能保證桿塔的穩(wěn)定。
1.3施工前做好施工人員的技術(shù)培訓(xùn)
在工程施工前,應(yīng)對(duì)施工員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),讓他們深刻領(lǐng)會(huì)技術(shù)環(huán)節(jié)在整個(gè)工程建設(shè)中的作用,只有將輸電線(xiàn)路建設(shè)中的每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)做好,才能保證在輸電運(yùn)行時(shí)不出現(xiàn)故障。另外,在進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)時(shí),讓他們及時(shí)和技術(shù)人員溝通,真正明白輸電線(xiàn)路的運(yùn)行原理,使他們將這種技術(shù)重點(diǎn)貫穿到整個(gè)施工階段。技術(shù)培訓(xùn)展開(kāi)方式有舉辦培訓(xùn)班、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及舉行專(zhuān)家講座等。
1.4引進(jìn)新的施工技術(shù)
主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)橫擔(dān)吊裝技術(shù)。使用這種技術(shù)前要觀察塔形的形狀。當(dāng)塔形為酒杯型時(shí),對(duì)抱桿承載能力、橫擔(dān)重量及塔桿具置進(jìn)行考察,考察合格后,選取比較適合的酒杯型塔形,實(shí)施分片式吊裝方式的吊裝。當(dāng)塔形為貓頭型時(shí),首先對(duì)抱桿承載能力進(jìn)行衡量,然后對(duì)鐵塔周?chē)膱?chǎng)地條件進(jìn)行考察,最后從前后分片吊裝和橫擔(dān)整體吊裝兩種方式中選取一種。
(2)抱桿提升技術(shù)。此技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是鐵塔的組裝和提升可同時(shí)進(jìn)行。提升抱桿前,要將鐵塔的組裝材料預(yù)備好,鐵塔組立被提升到一定高度時(shí),將螺絲擰緊。在安裝鐵塔時(shí),由于抱桿較重,所以在提升時(shí)必須選擇普通滑車(chē)組和平衡滑車(chē)組,將這兩套滑車(chē)
組合在一起進(jìn)行抱桿的提升。此外,還需要腰環(huán)和頂部落地拉線(xiàn)兩種工具的配合,它們是抱桿提升過(guò)程中重要的控制工具。
(3)塔腿吊裝技術(shù)。該技術(shù)有單根吊裝和分片扳立兩種方式,安裝時(shí)根據(jù)塔腿實(shí)際重量選取合適的方法。
2高壓電力施工中的安全管理
2.1施工過(guò)程中安全制度的建立
在工程建設(shè)中,安全工作落實(shí)是否到位,對(duì)施工進(jìn)度及質(zhì)量起到重要的作用。所以,項(xiàng)目管理人員在施工前,應(yīng)明確施工人員的責(zé)任,將安全工作貫穿于整個(gè)施工階段。此外,在項(xiàng)目工程安全管理中,應(yīng)將安全預(yù)防和重點(diǎn)預(yù)防結(jié)合在一起,向施工人員講述企業(yè)安全制度及國(guó)家安全文件,讓他們深入學(xué)習(xí),確保施工中工程質(zhì)量合格,保障職工的人身安全。
2.2施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理措施
主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)施工過(guò)程中,關(guān)注員工的安全,此外,還要對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和維護(hù),以免機(jī)器由于運(yùn)行中出現(xiàn)故障而影響到施工人員的安全。
(2)施工前,管理人員及技術(shù)員工應(yīng)詳細(xì)調(diào)查施工設(shè)計(jì)、計(jì)算文件及工程設(shè)計(jì)圖紙,認(rèn)真考察工程所在地的地理特征、基礎(chǔ)類(lèi)型及工程數(shù)量,對(duì)工程實(shí)施中的不利因素及時(shí)分析,制定出合理的安全方案。
(3)施工前,對(duì)施工材料、機(jī)器設(shè)備及人員合理規(guī)劃。施工進(jìn)后,管理人員召集技術(shù)員工進(jìn)行工程的安全技術(shù)交底工作,以確保施工人員對(duì)施工中的安全事項(xiàng)有全面了解,提高他們施工的規(guī)范性,防止發(fā)生安全事故。
2.3加強(qiáng)施工人員的安全培訓(xùn)
電力工程構(gòu)建時(shí),通常會(huì)遇到氣候因素變化,對(duì)工程進(jìn)度影響較大,也使工程充滿(mǎn)安全隱患。遇到這種情況,施工人員應(yīng)落實(shí)應(yīng)對(duì)氣候因素的安全措施。此外,在工程建設(shè)中,管理人員應(yīng)定期對(duì)施工人員進(jìn)行安全保護(hù)技能培訓(xùn),提高其業(yè)務(wù)技能。另外,針對(duì)一些安全事故進(jìn)行預(yù)演習(xí),以提高施工人員的應(yīng)變能力。還有,將施工人員安全保證工作納入施工管理范疇內(nèi),并與工資掛鉤,使他們主動(dòng)注意安全工作。
3結(jié)語(yǔ)
【Abstract】This paper introduces the charging and discharging principle and characteristics of lead-acid battery,studies the charging method for lead-acid batteries,a lead-acid battery charging power supply for small power battery is designed, the circuit adopts fly-back topology. Paper mainly introduces the the selection of high frequency transformer of the main circuit and the design of the feedback loop.
【關(guān)鍵詞】鉛酸蓄電池;反激變換器;高頻變壓器
【Keywords】lead-acid battery; fly-back converter; high frequency transformer
【中圖分類(lèi)號(hào)】TN86 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069(2017)04-0119-02
1 引言
開(kāi)關(guān)電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于車(chē)載充電電源的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。我們根據(jù)需要分析電路的功率、效率、成本等方面內(nèi)容,再分析各個(gè)主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選擇合適的電路。在隔離型的DC/DC變換器電路中有很多種拓?fù)潆娐?,如正激電路、反激電路、全橋電路、半橋電路和推挽電路。這里設(shè)計(jì)的電路是小功率的,全橋電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本高,半橋電路因有直通危險(xiǎn)的可能性,且該電路適用于大功率的場(chǎng)合范圍,故不選。我們選用反激式DC/DC變換器,因?yàn)榉醇な紻C/DC變換器與正激變換器相比的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,少一個(gè)輸出濾波電感及續(xù)流二極管,降低了電路成本,減少了體積和重量,增加了電路可靠性,非常適用于小功率的車(chē)載充電電源,故論文設(shè)計(jì)了72W鉛酸蓄電池充電電源,電路采用單管反激式DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2 反激變換器主電路參數(shù)的選擇
論文設(shè)計(jì)一臺(tái)小功率鉛酸蓄電池充電器。充電器主要技術(shù)指標(biāo)如下:
輸入電源:?jiǎn)蜗嘟涣鞴ゎl電源170~260V;
輸出電壓:48V;
最大充電電流:1.5A;
工作頻率:100kHz;
2.1 整流濾波直流電壓范圍
最大直流電壓紋波由下式計(jì)算:
ΔVDCmax=
其中,Dto為輸入端整流濾波的導(dǎo)通占空比,可以令Dto=0.2;Cin為輸入端的濾波電容;將各個(gè)參數(shù)帶入計(jì)算,我們可以計(jì)算出最大紋波電壓為26V。
2.2 變壓器設(shè)計(jì)
反激電路中主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)中,最值得我們重點(diǎn)對(duì)待的是高頻變壓器的設(shè)計(jì),它是反激電路的核心部分。為了提高高頻變壓器的利用率,高頻變壓器的原副邊變比應(yīng)可能大一些。
2.2.1 開(kāi)關(guān)管峰值計(jì)算
實(shí)際變壓器原邊匝數(shù)取42匝,則變壓器副邊匝數(shù)N2=42/2.5=16.8,取17匝。
3 反激電路反饋環(huán)路設(shè)計(jì)
輸出隔離反饋電路如圖1所示,采用光電耦合器PC817和可控精密穩(wěn)壓源TL431組成了反饋回路的設(shè)計(jì)。PC817和TL431構(gòu)成隔離反饋時(shí),其作用相當(dāng)于誤差放大器。TL431是動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,設(shè)置兩個(gè)電阻就可以得到TL431二極管陰極到陽(yáng)極電壓為2.5~36V,輸出電壓紋波低,因此可以得到很好的穩(wěn)定性能,穩(wěn)壓精度高,并且可以通過(guò)與PC817將變壓器兩邊的地相隔離,最終使負(fù)載端地和輸入端地相隔離。
該電路中,Uo為電路輸出電壓,通過(guò)電阻R15和R16的分壓到TL431的可調(diào)到范圍內(nèi),再由電阻R26和R29分壓后連接到TL431的REF端,其正常工作電壓等于其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓UREF,則輸出電壓由電阻R30和R31分壓比決定。輸出電壓的計(jì)算公式:
Uo=UREF(1+R25/R29)
通過(guò)調(diào)壓電阻R26和R29的分壓比就能夠改變輸出電壓。當(dāng)電網(wǎng)電壓或者輸出負(fù)載變化引起輸出電壓Uo升高時(shí),TL431的REF端電壓將會(huì)隨之改變,進(jìn)而使線(xiàn)性光藕PC817的二極管的工作電流IF變大,從而使線(xiàn)性光耦PC817的三極管的集電極電流Ic變大,最后通過(guò)線(xiàn)性光耦PC817的集電極連接的PWM控制電路來(lái)調(diào)節(jié)占空比D,使占空比D減小,進(jìn)而使Uo減小,最終保持Uo不變。電路中R33是線(xiàn)性光耦PC817的二極管的限流電阻,R34為T(mén)L431的偏置電阻,使TL431流過(guò)合適的工作電流,改善其穩(wěn)定性能。C27、R28和C19為環(huán)路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),可防止穩(wěn)定環(huán)路產(chǎn)生振蕩。
4 結(jié)語(yǔ)
論文從主電路的選擇到小功率鉛酸蓄電池充電電源主電路參數(shù)的設(shè)計(jì),通過(guò)理論的計(jì)算到實(shí)際電路的取值,對(duì)電路進(jìn)行了優(yōu)化,提高了變換器的效率。
【參考文獻(xiàn)】
【1】張建,王建岡.電動(dòng)汽車(chē)用高效率DC/DC電源變換器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代儀器,2012,18(6):51-54.
關(guān)鍵詞:自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置,假并列,并網(wǎng)
1 工程概述及特點(diǎn)華能日照電廠二期2×680MW工程3號(hào)機(jī)組采用發(fā)電機(jī)-主變壓器接線(xiàn)方式。發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)為20kV,發(fā)電機(jī)出線(xiàn)經(jīng)810MVA升壓雙卷變壓器升壓至220kV接入220kV升壓站,220kV升壓站為雙母接線(xiàn),經(jīng)2回220kV線(xiàn)路接入后村變電站;發(fā)電機(jī)組并列同期點(diǎn)為主變高壓側(cè)斷路器203,同期系統(tǒng)只設(shè)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置,取消了傳統(tǒng)的手動(dòng)并列方式;同期系統(tǒng)的投退由DCS控制;3號(hào)發(fā)電機(jī)組于2008年11月13日并網(wǎng)自動(dòng)并列一次成功,發(fā)電機(jī)三相定子電流平穩(wěn),并列后機(jī)組運(yùn)行正常。
2 設(shè)備主要技術(shù)規(guī)范裝置型號(hào):深圳智能SID-2CM
電源輸入:220V±20% DC 或AC(用戶(hù)選擇)。
電源輸出:+5V,±12V, +24Vk。
紋波系數(shù):1%。
取同期點(diǎn)兩側(cè)PT的同名線(xiàn)電壓或相電壓,100V(或100/√3 V),50Hz。
電壓測(cè)量精度:±0.5%。
頻率測(cè)量精度:±0.01Hz。
相角差測(cè)量精度:±0.5°。
3 試驗(yàn)儀器3.1 微機(jī)型繼電保護(hù)測(cè)試儀PW60A。
3.2 兆歐表3007A。
3.3 發(fā)電機(jī)特性試驗(yàn)記錄儀PMDR-102。
4 同期系統(tǒng)靜態(tài)試驗(yàn)4.1 試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件
4.1.1 核對(duì)同期系統(tǒng)的設(shè)備型號(hào)和配置與設(shè)計(jì)相符,外觀檢查,設(shè)備無(wú)損壞現(xiàn)象。免費(fèi)論文。
4.1.2 根據(jù)設(shè)計(jì)接線(xiàn)圖和廠家接線(xiàn)圖校驗(yàn)接線(xiàn),核實(shí)同期系統(tǒng)接線(xiàn)正確無(wú)誤。
4.1.3 檢查同期系統(tǒng)合閘輸出中間繼電器,繼電器接點(diǎn)動(dòng)作可靠,接觸良好。
4.1.4 采用250V兆歐表檢查同期系統(tǒng)的絕緣電阻均100MΩ以上。
4.1.5 自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置上電,裝置均顯示正常。
4.1.6 自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置靜態(tài)調(diào)試時(shí)通道參數(shù)設(shè)定按照正規(guī)定值輸入裝置。
4.2 自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置靜態(tài)測(cè)試
4.4.1 試驗(yàn)接線(xiàn)方法
自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置所加電壓為二次電壓,發(fā)電機(jī)電壓Ug接繼電保護(hù)儀的A相和B相,兩相都加57.74V,其線(xiàn)電壓為57.74x√3=100V;220kV電壓接繼電保護(hù)儀C相和N相,C相加100V.,見(jiàn)圖4-1。自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置比較Ug和Us,在滿(mǎn)足電壓差、頻率差和角度差后,發(fā)出合閘指令。免費(fèi)論文。
圖4-1 接線(xiàn)圖
4.4.2 模擬量精度檢查。
自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置對(duì)精度要求很高,如果自身的精度不高的話(huà),影響并網(wǎng)的點(diǎn)不在最小的角度,會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成沖擊,影響機(jī)組壽命。精度采樣見(jiàn)表4-1、表4-2
表4-1 電壓及相角
論文關(guān)鍵詞:電子鎮(zhèn)流器,高壓鈉燈,有源功率因數(shù)校正,軟啟動(dòng)/調(diào)光
0引言
目前,在我國(guó)城市路燈照明系統(tǒng)中,高壓鈉燈的使用最為廣泛,傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器因功率因數(shù)低、效率低、諧波量大、不能調(diào)光節(jié)能、啟動(dòng)方式對(duì)燈電極損傷大、沒(méi)有保護(hù)功能等缺點(diǎn)已不能滿(mǎn)足“綠色照明”和“節(jié)能減排”的要求。為解決以上問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一臺(tái)具有調(diào)光節(jié)能功能的智能化電子鎮(zhèn)流器。該鎮(zhèn)流器采用雙級(jí)結(jié)構(gòu),APFC部分以L6562D芯片為核心,逆變驅(qū)動(dòng)部分以IR2153芯片為核心,整個(gè)系統(tǒng)的控制由一片Atmelga16完成。調(diào)光的實(shí)現(xiàn)采用調(diào)頻調(diào)光法。制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并反復(fù)實(shí)驗(yàn)軟啟動(dòng)/調(diào)光,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此鎮(zhèn)流器啟動(dòng)及運(yùn)行安靜可靠,調(diào)光范圍寬,節(jié)能效果明顯。
1 電子鎮(zhèn)流器具體設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)基本框圖
系統(tǒng)框圖如圖1所示,EMI部分采用單級(jí)π型濾波器,整流部分采用全波整流,由一片MKP62/275~X2/474K芯片完成,APFC部分采用Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),逆變部分采用CLASS-D型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和LCC諧振網(wǎng)絡(luò)。圖1 系統(tǒng)框圖
1.2 APFC電路設(shè)計(jì)
為了提高系統(tǒng)的功率因數(shù),系統(tǒng)加入功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)論文提綱怎么寫(xiě)。由功率因數(shù)定義知,功率因數(shù)由兩個(gè)因素決定,其中一個(gè)是交流輸入市電的基波電流與基波電壓的相位差φ,另一個(gè)是交流輸入市電電流的波形失真系數(shù)γ。提高功率因數(shù)就要使cosφ與γ的乘積近似等于1。鑒于此,設(shè)計(jì)了基于L6562D的APFC電路,如圖2所示:
圖2 基于L6562的APFC電路
此電路工作在臨界連續(xù)模式(CRM),并采用峰值電流控制,開(kāi)關(guān)管最小開(kāi)關(guān)頻率為20KHZ,輸出直流電壓理論上為400V。升壓電感可由式(2-1)近似確定:
(2-1)
式中η:APFC的效率 VAC:市電輸入電壓 Vo:直流輸出電壓 fωt(min):開(kāi)關(guān)管最小開(kāi)關(guān)頻率 Po:電子鎮(zhèn)流器功率
經(jīng)計(jì)算并反復(fù)調(diào)試,選擇L=0.25mH。輸出電容可由式(2-2)近似確定:
(2-2)
式中 uAC(max):市電輸入最大電壓有效值 iAC(max):市電輸入最大電流有效值 ω:市電輸入角頻率 uo:直流輸出電壓 um:輸出波紋電壓
經(jīng)計(jì)算并反復(fù)調(diào)試,選擇輸出電容為450V/220uF。此APFC電路使得鎮(zhèn)流器功率因數(shù)達(dá)96%軟啟動(dòng)/調(diào)光,測(cè)試結(jié)果如圖3所示。
1.3 基于LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的逆變電路設(shè)計(jì)
在中小功率的電子鎮(zhèn)流器中,考慮到成本因素,實(shí)際的電子鎮(zhèn)流器大多都是應(yīng)用CLASS-D型不對(duì)稱(chēng)半橋逆變電路。如圖4所示:
圖 4 基于LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的逆變電路
這個(gè)電路可看成由Q1、D2、組成的BUCK電路和Q2、D1、組成的BOOST電路的結(jié)合[2]。[2]中論述了此電路拓?fù)渚唧w工作過(guò)程。文獻(xiàn)[1]中分析了LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的具體工作過(guò)程。此電路中Q1、Q2選擇STP20NM60FT型MOFEST,對(duì)于Cs和Cr的選擇要滿(mǎn)足Cs>>Cr,這里選擇Cs=220nF,Cr =4.7nF,對(duì)于Lr的選擇要滿(mǎn)足電路正常工作時(shí)整個(gè)LCC網(wǎng)絡(luò)呈感性,這將有助于限制電路中的電流,從而減小過(guò)大的電流對(duì)開(kāi)關(guān)管和鈉燈的沖擊,同時(shí)也可以使鈉燈兩端的波形更加趨近于正弦波。記鈉燈點(diǎn)亮后電路的工作角頻率為ω,鈉燈電阻為Rlamp,則電路阻抗Z為:
所以當(dāng)且時(shí)電路呈感性。設(shè)計(jì)電路參數(shù)時(shí)要注意這個(gè)原則。此電路中選擇Lr=0.45mH論文提綱怎么寫(xiě)。
1.4 啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)及調(diào)光功能的實(shí)現(xiàn)
1.4.1 基于IR2153的軟啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)
在實(shí)際的電子鎮(zhèn)流的制作當(dāng)中,為了提高鈉燈啟動(dòng)的安全性、可靠性及延長(zhǎng)鈉燈的使用壽命。文獻(xiàn)[1]中提出了定頻帶滑頻軟啟動(dòng)控制策略,就是在自然諧振點(diǎn)的右側(cè)選擇一個(gè)頻帶f1-f2,啟動(dòng)時(shí)令f2向f1滑動(dòng),電壓增益將逐漸增大,直到某一時(shí)刻燈端電壓使燈內(nèi)部等離子體擊穿,完成放電過(guò)程使燈點(diǎn)亮。這樣,在鈉燈點(diǎn)亮前軟啟動(dòng)/調(diào)光,鈉燈就有充分的時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱,從而提高了啟動(dòng)的可靠性并延長(zhǎng)了鈉燈的壽命。值得注意,對(duì)于f1的選取,應(yīng)當(dāng)在滿(mǎn)足Cr和燈的耐壓條件下進(jìn)行。基于這種思想設(shè)計(jì)了基于IR2153的軟啟動(dòng)電路,如圖4所示:
圖5
圖5中,二極管D1為CT提供充電通道,二極管D2為CT提供放電通道。C1起電壓鉗位作用。IR2153輸出的PWM頻率與RT、CT的震蕩頻率成一定的比例關(guān)系,即震蕩頻率越高,輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率越高,當(dāng)然這種關(guān)系不是線(xiàn)性的。為實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),由IR2153的技術(shù)手冊(cè)知,可以控制CT端的電壓,改變其充放電的時(shí)間?;谶@種思想我們可以在CT充電的時(shí)候給CT附加一個(gè)正向的電壓,在CT放電的時(shí)候給CT附加一個(gè)負(fù)向電壓,這樣CT從1/3Vcc充電到2/3Vcc和CT從2/3Vcc放電到1/3Vcc所用的時(shí)間就減小了,頻率也就增加了。所以,改變控制電平的幅值就可以方便的改變PWM信號(hào)的頻率。啟動(dòng)時(shí)提高圖5中控制電平的幅值,使得開(kāi)關(guān)頻率為f2,然后逐漸減小控制電平的幅值軟啟動(dòng)/調(diào)光,使f2逐漸向f1滑動(dòng),直到鈉燈點(diǎn)亮。鈉燈點(diǎn)亮后,電路自然失諧到穩(wěn)定工作狀態(tài),同時(shí)也要相應(yīng)的控制電路配合把控制電平減小到使燈正常工作所需頻率下對(duì)應(yīng)的電平幅值??刂齐娖椒蹬cPWM信號(hào)頻率比例關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
1.4.2 調(diào)光功能實(shí)現(xiàn)
圖4中,Uin為幅值為VDC/2高頻方波,改變PWM信號(hào)頻率,則Lr的感抗增加,電路中電流減小,燈兩端的電壓電流都減小,通過(guò)改變控制電平幅值的大小實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能論文提綱怎么寫(xiě)??刂齐娖綖橐粋€(gè)可編程的電壓,根據(jù)實(shí)際需要,在程序里就可以很方便的設(shè)定不同的調(diào)光時(shí)間段,最終達(dá)到調(diào)光節(jié)能的目的??紤]到鎮(zhèn)流器的效率,鈉燈的發(fā)光效率并避免聲諧振現(xiàn)象的發(fā)生,選擇開(kāi)關(guān)頻率范圍為38KHZ-55KHZ[3]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
1.5 保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)
鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的故障主要有斷路故障(空載)和短路故障,這些故障都可以根據(jù)燈端電壓加以判斷,所以把燈端電壓作為反饋信號(hào),與比較器的基準(zhǔn)進(jìn)行比較,比較器的輸出信號(hào)送到單片機(jī)中軟啟動(dòng)/調(diào)光,由程序判斷故障類(lèi)型并做出相應(yīng)處理。啟動(dòng)時(shí),如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)燈電壓仍然沒(méi)有達(dá)到所設(shè)定的值,那么單片機(jī)就會(huì)封所PWM脈沖,延時(shí)3分鐘后(冷燈時(shí)間)繼續(xù)啟動(dòng),如果在設(shè)定的啟動(dòng)次數(shù)內(nèi)燈仍然不能點(diǎn)亮,則進(jìn)入保護(hù)模塊。正常工作時(shí),如果發(fā)生故障,再次啟動(dòng)和保護(hù)過(guò)程和上述一樣。圖6為鎮(zhèn)流器帶載時(shí)的啟動(dòng)波形,圖7為空載時(shí)啟動(dòng)波形。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
U
f
U
f
U
f
36.93
1.4
58.83
2.5
144.21
0.2
38.73
1.6
65.36
2.6
168.11
0.4
40.80
1.8
73.44
2.7
201.87
0.8
46.67
2
80.32
2.8
257.06
1
49.75
2.2
100.78
2.85
296.09
1.2
53.83
2.4
124.61
關(guān)鍵詞:串聯(lián)電池組,電壓測(cè)量,線(xiàn)性電路,共模,在線(xiàn)監(jiān)測(cè)
1前言
目前,發(fā)電廠、變電站的操作電源系統(tǒng)大多采用直流電源,直流電源系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站非常重要的一種二次設(shè)備,它的主要任務(wù)就是給繼電保護(hù)、斷路器分合閘及其它控制提供可靠的直流操作電源和控制電源,它要求配置蓄電池系統(tǒng)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,在所有表征蓄電池的參數(shù)之中,蓄電池的端電壓最能體現(xiàn)蓄電池的當(dāng)前狀況,可以根據(jù)端電壓判斷蓄電池的充、放電進(jìn)程,當(dāng)前電壓是否超出允許的極限電壓,還可以判斷蓄電池組的均一性好壞等。因此,對(duì)蓄電池的端電壓的測(cè)量十分重要。
2 不同端電壓測(cè)量方法的分析和比較
蓄電池工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)關(guān)鍵在于蓄電池端電壓和電流信號(hào)的采集。由于串聯(lián)蓄電池組中的電池?cái)?shù)量較多,整組電壓很高,而且每個(gè)蓄電池之間都有電位聯(lián)系,因此直接測(cè)量比較困難。在研究蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中,人們提出了許多測(cè)量串聯(lián)電池組單只電池端電壓的方法。概括起來(lái),主要有以幾種:
2、1共模測(cè)量法
共模測(cè)量是相對(duì)同一參考點(diǎn),用精密電阻等比例衰減各測(cè)量點(diǎn)電壓,然后依次相減得到各節(jié)電池電壓。該方法電路比較簡(jiǎn)單,但是測(cè)量精度低。比如,24節(jié)標(biāo)稱(chēng)電壓為12 V的蓄電池,單節(jié)電池測(cè)試精度為0.5%的測(cè)試系統(tǒng),單節(jié)電池測(cè)試絕對(duì)誤差為±60 mV,24節(jié)串聯(lián)積累的絕對(duì)誤差可達(dá)1.44 V,顯然,其相對(duì)誤差可達(dá)到12%,這在應(yīng)急電源監(jiān)控系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)造成誤報(bào)警,所以不能滿(mǎn)足應(yīng)急電源監(jiān)控系統(tǒng)的要求。這種方法只適合串聯(lián)電池?cái)?shù)量較少或者對(duì)測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合。
2、2差模測(cè)量法
差模測(cè)量是通過(guò)電氣或電子元件選通單節(jié)電池進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)串聯(lián)電池?cái)?shù)量較多而且對(duì)測(cè)量精度要求較高時(shí),一般應(yīng)采用差模測(cè)量方法。
2、2、1繼電器切換提取電壓 [1、2]
傳統(tǒng)的比較成熟的測(cè)試方法是用繼電器和大的電解電容做隔離處理,其基本的測(cè)試原理是:首先將繼電器閉合到蓄電池一側(cè),對(duì)電解電容充電;測(cè)量時(shí)把繼電器閉合到測(cè)量電路一側(cè),將電解電容和蓄電池隔離開(kāi)來(lái),由于電解電容保持有該蓄電池的電壓信號(hào),因此,測(cè)試部分只需測(cè)量電解電容上的電壓,即可得到相應(yīng)的單體蓄電池電壓。論文大全。此方法具有原理簡(jiǎn)單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。但是由于繼電器存在著機(jī)械動(dòng)作慢,使用壽命低等缺陷,根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)裝置在速度、使用壽命、工作的可靠性方面都難以令人滿(mǎn)意。為解決上面問(wèn)題可將機(jī)械繼電器改用光耦繼電器,這樣無(wú)需外加電解電容提高了可靠性,速度和使用壽命也隨之達(dá)到要求,但相對(duì)成本要大大提高。用光電隔離器件和大電解電容器構(gòu)成采樣,保持電路來(lái)測(cè)量蓄電池組中單只電池電壓。此電路缺點(diǎn)是: 在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中,電容上的電壓能發(fā)生變化,使精度趨低,而且電容充放電時(shí)間及晶體管和隔離芯等器件動(dòng)作延遲決定采樣時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
2、2、2 V/F轉(zhuǎn)換無(wú)觸點(diǎn)采樣提取電壓 [2、3]
V/F轉(zhuǎn)換法的原理圖如圖1所示,其工作原理如下:信號(hào)采集采用V/F轉(zhuǎn)換的方法,單節(jié)蓄電池采用分別采樣,取單節(jié)蓄電池的端電壓經(jīng)分壓(降低功耗)后作為V/F轉(zhuǎn)換的輸入,分壓電阻的分散性可通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換電路調(diào)整。V/F轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出通過(guò)光電隔離器件送到模擬開(kāi)關(guān),處理器通過(guò)控制模擬開(kāi)關(guān)采集頻率信號(hào)。數(shù)據(jù)采集電路與數(shù)據(jù)處理電路采用光電隔離和變壓器隔離技術(shù),實(shí)現(xiàn)兩者之間電氣上的隔離。但采用V/F轉(zhuǎn)換作為A/D轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢、在小信號(hào)范圍內(nèi)線(xiàn)性度差、精度低。
圖1 V/F轉(zhuǎn)換法的原理圖
2、2、3浮動(dòng)地技術(shù)測(cè)量電池端電壓 [4]
由于串聯(lián)在一起的電池組總電壓達(dá)幾十伏,甚至上百伏,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬開(kāi)關(guān)的正常工作電壓,因此需要使地電位隨測(cè)量不同電池電壓時(shí)自動(dòng)浮動(dòng)來(lái)保證測(cè)量正常進(jìn)行,其原理圖如圖2所示。每次工作時(shí),先由模擬開(kāi)關(guān)選通,使其被測(cè)電池兩端的電位信號(hào)接入測(cè)試電路,此信號(hào)一方面進(jìn)入差分放大器;另一方面進(jìn)入窗口比較器,在窗口比較器中與固定電位V r 相比較,從窗口比較器輸出的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)可識(shí)別出當(dāng)前測(cè)量地(GND)的電位是太高、太低或者正好(相對(duì)于V r )。如果正好,則可以啟動(dòng)A/D進(jìn)行測(cè)量。如果太高或太低,則通過(guò)控制器對(duì)地(GND)電位行浮動(dòng)控制。由于地電位經(jīng)常受現(xiàn)場(chǎng)干擾發(fā)生變化,而該方法不能對(duì)地電位進(jìn)行實(shí)時(shí)精確控制,因而影響整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
圖2 浮動(dòng)地技術(shù)原理圖
3 線(xiàn)性電路直接采樣法
本文介紹的線(xiàn)性電路直接采樣法是為每個(gè)蓄電池配置一塊采集板,貼近蓄電池安裝,就近完成信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理和傳輸。該方法的原理框圖如圖3所示。
圖3 線(xiàn)性電路直接采樣法原理框圖
該方法采用線(xiàn)性運(yùn)算放大器組成線(xiàn)性采樣電路,后經(jīng)電壓跟隨器送入A/D轉(zhuǎn)換器, 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)系統(tǒng),無(wú)須外加采樣保持電路。根據(jù)串聯(lián)電池組總電壓的大小,選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù),無(wú)須電阻分壓網(wǎng)絡(luò)或改變地電位,就可以直接測(cè)量任意一只電池的電壓。
線(xiàn)性電路圖如圖4所示。該電路為典型的增益可調(diào)性能優(yōu)良的差動(dòng)運(yùn)算線(xiàn)性電路,圖中A 1 和A 2 構(gòu)成精密電壓跟隨器,A 3 是差動(dòng)放大輸出電路,A 4 是增益調(diào)節(jié)輔助放大器。論文大全。根據(jù)運(yùn)算放大器的特性,可分析計(jì)算出經(jīng)過(guò)采樣電路后的輸出電壓為:
取 ,則有第n節(jié)蓄電池經(jīng)采樣電路變換后的電壓為:
圖4 差動(dòng)運(yùn)算線(xiàn)性電路原理圖
電路增益的調(diào)節(jié)由電阻R決定,范圍很寬,而且線(xiàn)性很好,這就保證了差動(dòng)運(yùn)算的精度。只要兩個(gè)輸入運(yùn)算放大器的基本特性相同,則失調(diào)電壓的影響就很小。滿(mǎn)足條件R n1 /R n2 =R n3 /R n4 時(shí),電路就有良好的共模抑制特性。由于A 4 的輸出阻抗很低,調(diào)節(jié)R改變?cè)鲆鏁r(shí),電路的共模抑制能力不受影響。為了確保該電路的優(yōu)良特性,運(yùn)算放大器A 4 的選擇十分重要。如果要求共模抑制能力很強(qiáng),則除選擇精密繞線(xiàn)電阻R n1 、R n2 、R n3 和R n4 以外,A 4 應(yīng)選擇高增益型的運(yùn)算放大器。論文大全。
該電路的輸出電壓就是單節(jié)蓄電池的端電壓,由于是線(xiàn)性電路,因此可以快速跟蹤測(cè)量單節(jié)蓄電池電壓的變化。該電路的輸入阻抗很大, 而蓄電池的內(nèi)阻很?。ㄒ话阒挥袔缀翚W,甚至零點(diǎn)幾毫歐),因而保證了很高的測(cè)量精度,為正確判斷蓄電池組的當(dāng)前狀態(tài)提供了準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)。另外,該電路還有很好的可擴(kuò)展性能。選擇適當(dāng)?shù)腞 n1 ~R n5 的值,可以測(cè)量標(biāo)稱(chēng)電壓是2V、6V和12V的電池,還可以測(cè)量電池組總電壓。
4 結(jié)語(yǔ)
本文提出的測(cè)量電池電壓的線(xiàn)性電路直接采樣法,電路簡(jiǎn)單實(shí)用,適用范圍廣,測(cè)量精度高,很好的解決了串聯(lián)電池組電池電壓檢測(cè)難的問(wèn)題,為蓄電池的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和快速診斷提供準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù),具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電火花表面強(qiáng)化1Cr18Ni9Ti,微觀組織,顯微硬度
0 引言
1Cr18Ni9Ti不銹鋼以其良好的抗腐蝕性能及良好的高溫,低溫韌性而成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的鋼種,但缺點(diǎn)是硬度較低,導(dǎo)致耐磨性能下降。電火花表面強(qiáng)化是利用火花放電能量,在金屬表面形成一層高硬度、高耐磨、抗腐蝕及熱硬性好的合金強(qiáng)化層。電火花表面強(qiáng)化工藝設(shè)備比較簡(jiǎn)單輕便、熱輸入量小,工件不變形,堆焊層與基體為冶金結(jié)合,電極材料選擇范圍廣且其消耗量少,是具有發(fā)展前景的表面處理技術(shù)之一。該工藝在國(guó)內(nèi)外已用于刀具、模具、易磨損件等表面強(qiáng)化,可顯著提高工模具、易磨損件的使用壽命[1-6]。本實(shí)驗(yàn)以1Cr18Ni9Ti不銹鋼為基材,采用電火花技術(shù),對(duì)不銹鋼的表面強(qiáng)化做有益探索。
1 電火花堆焊實(shí)驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)條件
基材為1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼,厚度為2mm。實(shí)驗(yàn)設(shè)備為3H-ES型金屬表面強(qiáng)化修復(fù)機(jī)??萍颊撐摹]斎腚妷篈C220V,單相50/60 HZ,功率1500 W,頻率70~700 HZ。采用HXS-1000型號(hào)的顯微硬度儀,測(cè)試試樣的顯微硬度。電極為旋轉(zhuǎn)式,強(qiáng)化電極材料與試樣材料相同。科技論文。試驗(yàn)中采用氬氣保護(hù)。
經(jīng)過(guò)摸索,確定功率,電壓和頻率的范圍。功率(W)500、630、950,電壓(V)50、70、90,頻率(Hz)210、300、500,采用正交實(shí)驗(yàn)。
1.2 組織分析
圖1為堆焊層全貌。圖2為堆焊微觀分層,從上至下:堆焊層、過(guò)渡層、基體。科技論文。可以看出,堆焊層較白亮,組織晶粒較細(xì),與過(guò)渡層相比要細(xì)小的多,這由于在堆焊過(guò)程中,堆焊層加熱至高溫,高溫保溫時(shí)間短;堆焊后冷卻到室溫,冷卻速度較快,相當(dāng)于一次淬火。在熱處理中,保溫時(shí)間短、冷卻速度快就會(huì)得到細(xì)化的晶粒,因而堆焊層中心的晶粒得以細(xì)化。眾所周知,細(xì)晶強(qiáng)化是強(qiáng)化金屬的一種方式,也就是說(shuō)晶粒越細(xì),金屬的機(jī)械性能越好,強(qiáng)度和硬度等越大。過(guò)渡層的晶粒較粗,可能由于加熱到高溫之后,金屬內(nèi)部散熱比較慢,相當(dāng)于一次回火,導(dǎo)致晶粒與堆焊層和基體相比顯得粗大,強(qiáng)度、硬度等都會(huì)有一定的影響。
圖1 堆焊層全貌 70× 圖2 堆焊微觀分層 450×
Fig1. Completepicture of welding layer Fig2. Microscopic laminationof welding layer
圖3 堆焊層與過(guò)渡層 1000×
Fig3. Welding layer and transitional layer
1.2 硬度分析
加載200克,保荷20秒,在堆焊層高度方向上,沿直線(xiàn)0.05mm打點(diǎn),分別測(cè)試堆焊層、過(guò)渡區(qū)和基體的顯微硬度,硬度數(shù)值如表1。并繪制硬度曲線(xiàn),如圖4,觀察各區(qū)域硬度變化趨勢(shì)。
表1 硬度測(cè)量
關(guān)鍵詞:兩級(jí)功率因數(shù)校正 組合控制器 實(shí)驗(yàn)分析
中圖分類(lèi)號(hào):TM46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2013)02-0128-02
1 緒論
隨著電力電子器件的迅速發(fā)展,如變頻器、逆變電源、高頻開(kāi)關(guān)電源等各類(lèi)變流器在生活、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于這些變流裝置基本上都是通過(guò)整流環(huán)節(jié)來(lái)獲得直流電源,而整流環(huán)節(jié)廣泛采用的是二極管不控整流或晶閘管相控整流電路,因而對(duì)電網(wǎng)注入了大量的諧波及無(wú)功,造成了嚴(yán)重的電網(wǎng)“污染”。解決電網(wǎng)“污染”最根本有效的措施就是變流裝置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流正弦化,且運(yùn)行于單位功率因數(shù)。
為了抑制開(kāi)關(guān)電源的諧波,有源功率因數(shù)校正(Active Power Factor Correction,APFC)技術(shù)是最為有效的方法,成為開(kāi)關(guān)電源研究的重要領(lǐng)域和電力電子研究的熱點(diǎn)之一[1]。
2 組合控制器FAN4800簡(jiǎn)介
FAN4800是應(yīng)用于功率因數(shù)校正設(shè)備的一種控制器。PFC電路允許使用更小的,低成本的大容量電容器,進(jìn)而減小線(xiàn)路電力負(fù)荷及開(kāi)關(guān)功率管上的應(yīng)力,最終完全滿(mǎn)足IEC-1000-3-2的規(guī)范。FAN4800包括執(zhí)行前緣電路,平均電流電路,升壓型功率因數(shù)校正電路和一個(gè)尾緣PWM電路。1A門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)能力盡可能的減少的外部驅(qū)動(dòng)電路的需要。低功率的需求提高了效率并降低了元器件的成本。過(guò)壓比較器可以在負(fù)載突然減小時(shí)關(guān)閉PFC部分。PFC部分還包括峰值電路和輸入電壓掉電保護(hù)。PWM部分可以工作在電流或電壓模式,最高工作頻率250kHz,還有一個(gè)準(zhǔn)確的50%的占空比限制,以防止變壓器飽和。FAN4800包括一個(gè)PWM部分折合后的電流限制,以提供短路保護(hù)。
3 電路設(shè)計(jì)
根據(jù)以上組合控制器FAN4800的介紹,設(shè)計(jì)一臺(tái)容量為240W的BoostPFC+單管正激變換器的兩級(jí)PFC變換器。利用兩級(jí)功率因數(shù)校正復(fù)合芯片,主電路采用前級(jí)功率因數(shù)校正電路和后級(jí)直流/直流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)主電路如圖1所示。
主電路采用兩級(jí)電路,前級(jí)為Boost,后級(jí)為正激電路,前級(jí)是為實(shí)現(xiàn)PFC功能,采用平均電流的控制策略,其占空比理論為0~1,實(shí)際中由于輸入電壓為饅頭波,其幅值從0V變化到273.6V,因此開(kāi)關(guān)的占空比變化范圍為1-Vin_max/VB~1-Vin_min/VB(0.286~1)。后級(jí)采用PWM整流的方法控制實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能,由于正激變換器采用的繞組復(fù)位的方式,所以其占空比變化范圍與原邊繞組與磁復(fù)位繞組的匝比相關(guān)。
Boost-PFC電路采用平均電流控制策略,而實(shí)現(xiàn)電壓與電流雙閉環(huán)控制[2]。由于采用的是Boost電路,因此輸出電壓要比輸入電壓的峰值大,由于輸入電壓的范圍為100VAC-240VAC,所以Boost-PFC輸出電壓的大小至少要大于339.36V,而且開(kāi)關(guān)管Q1的最小占空比有要求,不能太小。因此往往Boost-PFC的輸出電壓取得更高,此處取的是383V。正因?yàn)槿绱?,而最終的輸出電壓為24V,因此有必要加入后級(jí)電路進(jìn)行輸出電壓調(diào)節(jié)。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
圖2為兩級(jí)功率因數(shù)校正變換器的輸入電壓和電流的波形。從波形上分析可得,輸入電流波形與輸入電壓波形在相位上基本保持一致,波形為正弦波,從而使功率因數(shù)接近于1。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出輸入電壓240V時(shí),負(fù)載電流I與效率值之間的關(guān)系曲線(xiàn)如圖3,負(fù)載電流越大,效率值越高。
不同輸入電壓值時(shí),PF值與負(fù)載電流I之間的關(guān)系曲線(xiàn)如圖4。同一輸入電壓下,負(fù)載電流越大,PF值越高;同一負(fù)載電流下,輸入電壓越高,PF值越小。
實(shí)驗(yàn)中用萬(wàn)用表測(cè)得兩級(jí)PFC電路的輸出電壓為V,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
本論文在前面理論分析的基礎(chǔ)上,采用兩級(jí)PFC復(fù)合芯片,設(shè)計(jì)了一臺(tái)容量為240W的Boost PFC+單管正激變換器的兩級(jí)PFC變換器,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)定的效果,穩(wěn)定、正常地工作。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:換流變壓器 內(nèi)部電場(chǎng) 有限元分析
一、簡(jiǎn)介
據(jù)統(tǒng)計(jì),換流變壓器在運(yùn)行過(guò)程中絕緣事故在全部故障中所占的比例在50%以上,而所有這些絕緣故障主要發(fā)生在閥側(cè)繞組或與之相關(guān)的部位。故對(duì)換流變壓器絕緣尤其是閥側(cè)繞組端部絕緣的研究顯得尤為重要。而針對(duì)換流變壓器所采用的油紙復(fù)合結(jié)構(gòu),閥側(cè)繞組電場(chǎng)的研究是必要的。
二、換流變壓器模型的建立
本次仿真采用串聯(lián)12脈動(dòng)換流電路。12脈動(dòng)換流單元是兩個(gè)交流側(cè)電位差為30°的6脈動(dòng)單元在直流側(cè)串聯(lián)所組成的。圖1為串聯(lián)12脈動(dòng)換流變壓器的接線(xiàn)原理圖,利用變壓器二次側(cè)繞組接法的不同,使輸出整流電壓Ud在每個(gè)交流電源周期中脈動(dòng)12次。且為了保證換流變壓器閥側(cè)每相線(xiàn)電壓相等,閥側(cè)星接繞組與角接繞組的變比比值為k1:k2=1:。
變壓器工作時(shí)每個(gè)時(shí)刻只有4個(gè)晶閘管導(dǎo)通,且變壓器各閥的編號(hào)與閥的導(dǎo)通次序是一致的。本文為了簡(jiǎn)化計(jì)算,故作以下規(guī)定:
(一)整流角=0°,即在自然換相點(diǎn)進(jìn)行換相,可用二極管等效晶閘管。換相重疊角=0°,即設(shè)換相時(shí)為理想情況。
(二)閥側(cè)角接繞組與星接繞組的等效阻抗相等。
由可求出,閥側(cè)星接繞組線(xiàn)電壓幅值為242kV。為了便于仿真,將角接繞組簡(jiǎn)化為星接繞組,在閥側(cè)形成兩組對(duì)應(yīng)相相差30°星接電路。
三、仿真元件的選擇
本文應(yīng)用ORCAD軟件對(duì)換流變壓器閥側(cè)電壓進(jìn)行仿真,為了便于仿真,做了以下簡(jiǎn)化:
(一)電源采用閥側(cè)線(xiàn)電壓,省略對(duì)變壓器的數(shù)值計(jì)算。
(二)由于仿真的電壓過(guò)高,對(duì)整個(gè)電路采取歸一,即對(duì)直流側(cè)電壓為800V的電路進(jìn)行閥側(cè)電壓的仿真。
(三)=0°,采用二極管等效整流,考慮閥側(cè)所承受的電壓幅值,在元件庫(kù)中選擇D1N4007。
四、換流變壓器閥側(cè)電壓的軟件仿真
本文對(duì)一臺(tái)換流變壓器純電阻、阻容、阻感三種負(fù)載情況下進(jìn)行仿真。
(一)純電阻負(fù)載
在軟件環(huán)境下建立如圖2的仿真模型,仿真結(jié)果如圖3、4所示。由于換流變壓器網(wǎng)側(cè)電源的三相對(duì)稱(chēng)性,本文在進(jìn)行仿真時(shí),只取其中一相(A相)對(duì)其波形進(jìn)行研究,且仿真時(shí)間設(shè)為兩個(gè)周期,即40ms。
在上圖中,圖形1為直流側(cè)輸出電壓Ud的波形,圖形2為角接繞組的對(duì)地電壓Ub1的波形,圖形3為串聯(lián)星接繞組的輸出電壓Ua1-Um的波形。(下面圖采取相似圖形表示方法)
圖3包含直流端輸出電壓Ud,其波形波動(dòng)幅度不大,一個(gè)周期內(nèi)波動(dòng)12次,輸出波形接近直流。由閥側(cè)兩個(gè)串聯(lián)端輸出的線(xiàn)電壓Ub1和Ua1-Um可知,串聯(lián)的兩組換流閥輸出等效電壓相等,差別是角接繞組電壓超前相應(yīng)星接繞組30°,這與設(shè)計(jì)原理吻合。
比較圖4中換流變壓器閥側(cè)星接繞組對(duì)地電壓Ua1與圖3中Ub1可知,Ua1幅值、有效值明顯比Ub1的幅值、有效值高。這是因?yàn)樾墙永@組的對(duì)地電壓是自身輸出與角接繞組的對(duì)地電壓疊加而成。
由此可見(jiàn),在閥側(cè)兩組繞組中,所承受交流電幅值相同時(shí),星接繞組所承受直流電壓明顯比角接繞組所承受的直流電壓高。故換流變壓器的這種特性對(duì)變壓器的絕緣設(shè)計(jì),尤其是閥側(cè)繞組絕緣設(shè)計(jì),增加了很大難度。
(二)阻容性負(fù)載
建立如圖5示的閥側(cè)阻容性負(fù)載仿真模型,其仿真輸出電壓波形如圖6、7所示,其中。由于采用的是三相對(duì)稱(chēng)電源,故以A相為例進(jìn)行分析。
如圖6所示,Ud的圖形趨于直線(xiàn),與圖3相比電壓穩(wěn)定在800V,這是由于電容的鉗位作用使Ud波形在閥側(cè)電壓變化時(shí)保持穩(wěn)定。
因?yàn)橹绷鬏旊娭写蠖鄶?shù)電纜或負(fù)載呈現(xiàn)阻容性,由以上分析可知,阻容性負(fù)載電路會(huì)降低平波電抗器和直流濾波器等高壓設(shè)備所承受的電壓負(fù)荷變化率,提高這些高壓電器的工作壽命。
(三)阻感性負(fù)載
建立如圖8所示的閥側(cè)阻感性負(fù)載仿真模型,其仿真輸出電壓波形如圖9、10所示,其中。
如圖9、10可知,波形變化較純阻性電路相比并無(wú)顯著變化。因?yàn)樵趯?shí)際電路中會(huì)存在少量的殘余電感,由9、10可知,當(dāng)這種電感很小時(shí),對(duì)電路影響并不大。所以我們?cè)趯?shí)際電路中應(yīng)保證殘余電感相對(duì)電路負(fù)載足夠小,降低殘余電感對(duì)電能傳輸效率的影響。
五、總結(jié)
大型換流變壓器常采用串聯(lián)12脈整流單元,其閥側(cè)繞組的兩個(gè)閥橋分別為星接和角接。換流變壓器網(wǎng)側(cè)與普通電力變壓器并無(wú)差別,而閥側(cè)繞組則不同。閥側(cè)繞組不僅承受交流電壓還要承受直流電壓,除此之外還會(huì)承受極性反轉(zhuǎn)電壓和各種暫態(tài)過(guò)電壓,這是換流變壓器與普通電力變壓器的首要區(qū)別。
實(shí)際輸電系統(tǒng)中,不會(huì)出現(xiàn)負(fù)載為純電阻的情況,都會(huì)摻雜電容和電感。對(duì)于電路,電容的引入可以減緩換相時(shí)電路中電壓的快速變化,也會(huì)降低電抗器等高壓電器上的電壓波動(dòng)。而較小的電感的引入不會(huì)對(duì)輸出波形有明顯的影響,因而可以盡量降低電路負(fù)載處殘余電感。
參考文獻(xiàn)
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(作者單位:青島科技大學(xué))
論文關(guān)鍵詞:路燈照明,節(jié)能控制系統(tǒng),智能調(diào)控技術(shù)
1.城市路燈的現(xiàn)狀
對(duì)于一個(gè)城市來(lái)說(shuō),路燈照明系統(tǒng)無(wú)疑是不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施,城市照明系統(tǒng)的合理配置和有效運(yùn)行已經(jīng)成為衡量一個(gè)城市市容、市貌的重要標(biāo)志。
值得注意的是,城市照明系統(tǒng)在營(yíng)造城市宜居生活環(huán)境、為人們提供生活便利的同時(shí),也消耗著大量的電力能源。據(jù)統(tǒng)計(jì),城市路燈照明占我國(guó)照明耗電30%的比例,年用電約850億千瓦時(shí),一年市政路燈照明的開(kāi)支就高達(dá)552億元,而由于技術(shù)原因,路燈照明不能根據(jù)電網(wǎng)波動(dòng)、照明需求以及照明時(shí)段等情況實(shí)時(shí)調(diào)整,目前路燈照明的電能利用率還不到60%,電能浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重,存在著巨大的節(jié)能空間。
2.城市路燈用電癥狀分析
城市路燈照明節(jié)能勢(shì)在必行,路燈用電的浪費(fèi)存在于以下幾方面:
1.運(yùn)行浪費(fèi),供電品質(zhì)差。因時(shí)段不同,電網(wǎng)負(fù)荷變化大,路燈供電線(xiàn)路電壓波動(dòng)也較大。上半夜行人車(chē)輛較多時(shí),適逢用電高峰,電壓低,亮度較暗。而下半夜,電網(wǎng)負(fù)荷下降,電壓驟升導(dǎo)致照度異常明亮。路燈照明隨不同時(shí)段電壓波動(dòng)幅度高達(dá)±15%,這樣勢(shì)必增加電、熱的轉(zhuǎn)換比值,使燈具的用電效率下降,造成電能浪費(fèi)。同時(shí)電壓波動(dòng)大容易造成燈具持續(xù)發(fā)熱而過(guò)早損壞,導(dǎo)致燈具的壽命縮短,需要頻繁維修、維護(hù)和更換燈具,增加維護(hù)成本。
2.線(xiàn)路浪費(fèi),線(xiàn)路損耗大。路燈供電線(xiàn)路長(zhǎng),功率因數(shù)低,多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)只有0.5左右,線(xiàn)路損耗大;同時(shí)路燈照明燈具都為220V單相電壓供電,用電線(xiàn)路中都存在著嚴(yán)重的三相不平衡,由此造成零序電流過(guò)大,零點(diǎn)位移,引發(fā)三相不平衡,從而也造成電路損耗較大。
3.間接浪費(fèi),管理方式粗放。目前大多數(shù)路燈照明線(xiàn)路控制簡(jiǎn)單,對(duì)操作結(jié)果實(shí)施功能監(jiān)視、記錄和統(tǒng)計(jì),依賴(lài)單一的定時(shí)或人工控制,僅僅靠工作人員白天或晚上巡視的方式發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。特別是大中城市,大量的人工巡視都無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,處理設(shè)備故障效率也很低,浪費(fèi)大量的人力和物力。
3.路燈節(jié)電系統(tǒng)研究
根據(jù)目前路燈及公共場(chǎng)所燈具的工作特點(diǎn),針對(duì)上述問(wèn)題開(kāi)發(fā)出一種使用方便又節(jié)能的裝置,這種裝置應(yīng)該有如下功能:
(1)穩(wěn)壓控制:無(wú)論在用電高峰還是用電低谷,始終能使供電電壓穩(wěn)定在額定值范圍;
(2)顯示功能:可顯示輸入電壓、輸出電壓、三相電壓、功率因數(shù),有功、無(wú)功等參數(shù);
(3)定時(shí)啟停:不同地區(qū)和不同季節(jié),不同的晝夜交替時(shí)間,系統(tǒng)能根據(jù)地區(qū)和季節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)閉路燈時(shí)間;
(4)根據(jù)天氣情況調(diào)節(jié)啟停時(shí)間:在定時(shí)啟停功能上能有根據(jù)天氣情況開(kāi)閉路燈;
(5)自動(dòng)功率因數(shù)補(bǔ)償:隨著照明設(shè)備的不斷升級(jí),系統(tǒng)應(yīng)有功率因數(shù)補(bǔ)償功能;
(6)效率高,無(wú)波形畸變,電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn),適應(yīng)負(fù)載廣泛,能承受瞬時(shí)超載,可長(zhǎng)期連續(xù)工作,手控自控隨意切換,設(shè)有過(guò)壓、欠壓自動(dòng)保護(hù)功能。
根據(jù)上述原則提出的設(shè)計(jì)方案。
當(dāng)今國(guó)際上流行的節(jié)能方式智能調(diào)控技術(shù),能夠符合上述對(duì)路燈節(jié)能系統(tǒng)的功能提出的要求。智能調(diào)控技術(shù)采用微電腦控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集輸出、輸入電壓信號(hào)與最佳照明電壓比較,通過(guò)計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),在確保功能和效果的前提下,合理調(diào)整亮燈的亮度、數(shù)量和時(shí)間,包括以調(diào)光裝置、聲控、光控、時(shí)控等為主的光源控制器件。
這種節(jié)能控制器應(yīng)用DVR電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)概念,通過(guò)電磁調(diào)壓、電磁移相、電磁平衡等新技術(shù),通過(guò)最新的電壓控制軟件和先進(jìn)的電子線(xiàn)路對(duì)負(fù)載設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤,同時(shí),對(duì)輸入、輸出電流電壓和功率等參數(shù)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、故障判斷和自動(dòng)保護(hù),對(duì)路燈的定時(shí)開(kāi)關(guān)特性以及分時(shí)供電或自動(dòng)調(diào)整節(jié)電率等功能進(jìn)行組合或選擇。
4.市政路燈改造節(jié)能效益分析
1.根據(jù)XX市的每條路況,車(chē)輛人流商業(yè)情況,配置采用智能調(diào)控技術(shù)的路燈節(jié)電器,制定每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行模式,做到因地制宜,最大限度節(jié)約能源,保護(hù)和延長(zhǎng)照明設(shè)備壽命。
改造工程款(萬(wàn)元)
改造前電費(fèi)(萬(wàn)元)
節(jié)電率
年節(jié)省電費(fèi)(萬(wàn)元)
回收周期(年)
650-900
1000
30%
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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