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時(shí)間:2023-03-13 11:24:56
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇高電壓技術(shù)論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
歐洲專家介紹了近海岸直流電網(wǎng)示范工程的研究結(jié)論,這項(xiàng)研究工作包括近海岸間歇性能源,直流電網(wǎng)經(jīng)濟(jì),控制保護(hù)等問題。兩個(gè)著名硬件設(shè)備開發(fā)商參與了該項(xiàng)目,完成用于測(cè)試控制技術(shù)開發(fā)的低功率模擬器,并證明保護(hù)算法可用于直流電網(wǎng),開發(fā)出了基于電力電子和機(jī)械技術(shù)創(chuàng)新的直流斷路器;另有專家提出了利用有限的直流斷路器操作,設(shè)計(jì)具有故障清除能力直流網(wǎng)絡(luò),模擬研究表明使用直流斷路器可迅速隔離直流側(cè)電網(wǎng)故障,即可在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電纜方案中使換流器繼續(xù)支撐交流網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)此問題,中國(guó)專家發(fā)言指出可采用全橋型子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來清除直流側(cè)故障,實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)換相換流器(LCC)相同的功能。德國(guó)專家提出了關(guān)于采用電壓源換流器(VSC)的交直流混合架空線運(yùn)行的特殊要求,雖然混合運(yùn)行可提高現(xiàn)有輸電通道的容量,但存在一系列挑戰(zhàn),包括利用可控、有效的方式實(shí)現(xiàn)多終端的操作管理,交直流系統(tǒng)的耦合效應(yīng),直流電壓和電流匹配原則以及機(jī)械特性差異等。韓國(guó)專家提出了用于晶閘管換流閥的新型合成運(yùn)行試驗(yàn)回路,該回路可向測(cè)試對(duì)象施加試驗(yàn)用交、直流電壓和電流脈沖,并配置了可在試驗(yàn)前給電容充電的可控硅開關(guān),以及為試驗(yàn)回路中晶閘管門極提供觸發(fā)能量的獨(dú)立高頻電源。
1.2可再生能源的并網(wǎng)
美國(guó)專家提出了近海岸高壓直流輸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可靠性分析方法,研究了平均失效時(shí)間和平均修復(fù)時(shí)間等可靠性指標(biāo),并結(jié)合概率(蒙特卡洛)技術(shù)來評(píng)估風(fēng)速波動(dòng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響,且評(píng)估不同的系統(tǒng)互聯(lián)、系統(tǒng)冗余以及使用直流斷路器與否等技術(shù)方案的能量削減水平,提議將能量削減作為量化直流電網(wǎng)可靠性的指標(biāo)。為設(shè)計(jì)人員選擇不同的技術(shù)方案、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和保護(hù)方案提供依據(jù)。近海岸直流輸電換流站選址缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目參考及工程經(jīng)驗(yàn),難以給項(xiàng)目相關(guān)者提供合理的建議,并且可能會(huì)在項(xiàng)目的開發(fā)過程中引入風(fēng)險(xiǎn)。挪威專家針對(duì)此情況提出了一種從石油和天然氣行業(yè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出的技術(shù)資格要求,將有助于更加快速、高效、可靠地部署海上高壓直流輸電系統(tǒng)。
1.3工程項(xiàng)目規(guī)劃、環(huán)境和監(jiān)管
哥倫比亞和意大利專家提出了哥倫比亞與巴拿馬電氣互聯(lián)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,初步設(shè)計(jì)方案額定容量為600MW/±450kV,經(jīng)過綜合比較,方案優(yōu)化為300MW/±250kV,400MW/±300kV的雙極結(jié)構(gòu),并使用金屬回線作為最佳的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)解決方案。線路長(zhǎng)度由原來的600km變?yōu)?80km,但考慮到哥倫比亞輸電系統(tǒng)的強(qiáng)度問題,決定保留原來的輸電路線。貝盧蒙蒂第一條800kV特高壓直流輸電線路項(xiàng)目規(guī)劃構(gòu)想了額定參數(shù)為2×4GW/±800kV雙極結(jié)構(gòu),直流線路長(zhǎng)2092km,連接巴西北部與南部的直流輸電工程方案;印尼第一條Java-Sumatra直流輸電工程,額定參數(shù)為3GW/±500kV,雙極結(jié)構(gòu),直流線路包含架空線和海底電纜,考慮采用每極雙十二脈動(dòng)換流器和備用海底電纜來提高系統(tǒng)的可靠性和可用率;太平洋直流聯(lián)接紐帶介紹了延長(zhǎng)太平洋北部換流站壽命的最佳方案,將原有的換流器變?yōu)閭鹘y(tǒng)的雙極雙換流器結(jié)構(gòu),但保留多余的2個(gè)換流器閥廳,現(xiàn)以3.8GW/±560kV為額定參數(shù)運(yùn)行。
1.4工程項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)
新西蘭和德國(guó)專家提出“新西蘭直流工程新增極3的挑戰(zhàn)和解決方案”,該工程不僅要保證設(shè)備能承受較高的地震烈度,保障其在弱交流系統(tǒng)中安全穩(wěn)定運(yùn)行,還要設(shè)計(jì)合理的設(shè)備安裝地點(diǎn),以及新建極與原有極的一體化控制保護(hù)系統(tǒng);巴西互聯(lián)電力系統(tǒng)的Madeira河項(xiàng)目中SanAntonio發(fā)電廠對(duì)400MW的背靠背中第一個(gè)模塊及額定參數(shù)為3.15GW/±600kV雙極中的第一極進(jìn)行充電,工程因交流系統(tǒng)沒有足夠的短路容量而延遲工期,后通過安裝500kV/230kV聯(lián)接變壓器得以解決。印度的Champa-Kurukshetra±800kV/3GW高壓直流工程首次在特高壓輸電工程中采用金屬回線返回方式運(yùn)行,輸電線路長(zhǎng)1035km,遠(yuǎn)期增加容量3GW,雙極功率傳輸容量可達(dá)6GW;法國(guó)與西班牙東部互聯(lián)案例中采用雙回VSC-HVDC饋入交流網(wǎng)絡(luò),研究認(rèn)為VSC-HVDC是首選的技術(shù)解決方案。
2FACTS裝置及技術(shù)應(yīng)用
2.1可再生能源并網(wǎng)
丹麥專家開發(fā)了多電平靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)通用電磁暫態(tài)模型,并基于倫敦Array風(fēng)力發(fā)電廠多電平STATCOM現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和電磁暫態(tài)仿真結(jié)果對(duì)比研究進(jìn)行了驗(yàn)證,仿真結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果比較相符,并顯示出良好的相關(guān)性。
2.2提高交流系統(tǒng)的性能
加拿大專家提出了用于工程規(guī)劃的通用VSC模型,開發(fā)了基于PSS/E的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型。驗(yàn)證了該模型部分交流側(cè)和直流側(cè)故障,結(jié)果表明具有良好的相關(guān)性,可在新的工程規(guī)劃和規(guī)范研究中應(yīng)用。伊朗專家提出了分布式發(fā)電并網(wǎng)中基于自適應(yīng)脈沖VSC的新型控制方法,與另外兩種控制方法相比,諧波補(bǔ)償和電能質(zhì)量改善比較表明,分布式發(fā)電中諧波含量減少,從而減少諧波注入交流網(wǎng)絡(luò)。“智能電力線路(smartpowerline,SPL)實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目”引入了在架空輸電線路嵌入微型變電站的概念。電源交換模塊,保護(hù)模塊和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可使輸電線路變得更智能,該技術(shù)還可以用于管理功率潮流和額外參數(shù)測(cè)量。
2.3FACTS工程項(xiàng)目規(guī)劃、環(huán)境和監(jiān)管
印度專家進(jìn)行了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置在印度電力系統(tǒng)的配置及選址研究,以易受故障擾動(dòng)影響的印度西部地區(qū)為重點(diǎn)研究區(qū)域,并提出了無功功率控制補(bǔ)償器的最佳位置和動(dòng)態(tài)范圍。
3電力電子設(shè)備的技術(shù)發(fā)展
3.1直流斷路器、直流潮流控制器和故障電流限制裝置
Alstom進(jìn)行了120kV直流斷路器的開發(fā)和測(cè)試研究,該斷路器包括電力電子元器件,超快速機(jī)械斷路器,串聯(lián)電容器和避雷器等重要組成部分,可在5.3ms內(nèi)開斷電流。ABB提出混合型直流輸電工程斷路器為未來高壓直流系統(tǒng)的解決方案,描述了混合直流斷路器的詳細(xì)功能、控制方式和設(shè)計(jì)原則,混合斷路器的核心部件同樣為超快速機(jī)械斷路器。ABB的專家還提出了低損耗機(jī)械直流斷路器在高壓直流電網(wǎng)中的應(yīng)用,其可替代混合直流斷路器,開斷參數(shù)最大為10kA/5ms。斷路器包含電磁制動(dòng)器、并聯(lián)諧振電路,已完成一個(gè)額定參數(shù)為80kV的斷路器樣機(jī),并成功通過了開斷目標(biāo)電流的試驗(yàn)。
(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,通過此種方法,還可以有效提高輸電線路的耐雷擊水平,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)展開方式有舉辦培訓(xùn)班、進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及舉行專家講座等。
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)鐵塔周圍的場(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)必須選擇普通滑車組和平衡滑車組,將這兩套滑車
組合在一起進(jìn)行抱桿的提升。此外,還需要腰環(huán)和頂部落地拉線兩種工具的配合,它們是抱桿提升過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。
2高壓變頻技術(shù)在火力發(fā)電廠中應(yīng)用的重要作用
2.1有利于節(jié)能減排工作的開展
在傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠中需要使用擋板和閥門來調(diào)節(jié)發(fā)電設(shè)備的風(fēng)量和水量,擋板和閥門對(duì)能量的需求較高,在火力發(fā)電廠中使用了高壓變頻技術(shù)之后,通過驅(qū)動(dòng)水泵和風(fēng)機(jī)來代替擋板和閥門,不但能夠解決掉使用閥門和擋板調(diào)節(jié)方法給設(shè)備運(yùn)行帶來的不足,還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,降低企業(yè)對(duì)發(fā)電廠的成本投入,有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
2.2使用方便快捷,減少設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率
高壓變頻技術(shù)在應(yīng)用的過程中往往同電子信息技術(shù)相結(jié)合,電子信息技術(shù)的使用不斷的提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平,還有效的減少了企業(yè)在人力物力方面的投資?;痣姀S設(shè)備的正常運(yùn)行需要發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)合作,火電發(fā)電廠中有兩種型號(hào)的發(fā)電機(jī),同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī),同步發(fā)電機(jī)使用直接啟動(dòng)的方式,異步發(fā)電機(jī)使用間接啟動(dòng)的方式,在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)的過程中會(huì)造成大量的電量消耗,在啟動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生沖擊,在很大程度上影響設(shè)備的使用壽命。通過使用高壓變頻技術(shù)能夠緩解啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng),提高了設(shè)備的運(yùn)行效率,在保證設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí),提高了設(shè)備的使用壽命,在一定程度上減少了發(fā)電廠在設(shè)備上的成本投入,有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。
3高壓變頻技術(shù)的分析研究
3.1高壓變頻器的DCS控制方式分析
分散型的控制系統(tǒng)也就是DCS在火電發(fā)電廠中的主要控制系統(tǒng),手動(dòng)控制DCS控制是高壓變頻技術(shù)中的主要控制,在高壓變頻技術(shù)中的控制方式有很多種,主要總結(jié)如下:采用閉環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的壓力和流量進(jìn)行控制;采用開環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制;使用開環(huán)控制方式對(duì)設(shè)備的頻率進(jìn)行控制,通過在設(shè)備的屏幕上直接輸出數(shù)值,然后邊頻率器的邊頻率的控制得出數(shù)值。
3.2高壓變頻器工作旁路的切換方式分析
在火電發(fā)電廠中,風(fēng)機(jī)和水泵設(shè)備屬于持續(xù)運(yùn)作的負(fù)載,為了減少設(shè)備使用過程中故障出現(xiàn)的頻率,較少設(shè)備檢修的次數(shù),在應(yīng)用高壓變頻技術(shù)時(shí)同時(shí)使用工頻旁路,工頻旁路的設(shè)置方式主要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式,一旦高壓變頻出現(xiàn)故障,就要及時(shí)的采用采用手動(dòng)或者是自動(dòng)的方式對(duì)貢品旁路進(jìn)行切換,手動(dòng)旁路是一種可以通過手動(dòng)控制進(jìn)行高壓隔離的開關(guān),手動(dòng)控制在高壓旁路中的應(yīng)用較為廣泛,因?yàn)楸旧斫Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)單,成本較低,開關(guān)設(shè)置明顯,應(yīng)用在高壓變頻中之后,有利于高壓變頻器的檢修。
4高壓變頻技術(shù)應(yīng)用的具體措施
隨著其他能源方式不斷創(chuàng)新和發(fā)展,傳統(tǒng)的火力發(fā)電將面臨著越來越大的壓力,火力發(fā)電廠要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站住腳,就必須提高火力發(fā)電的使用率,在符合國(guó)家節(jié)能減排的規(guī)范要求的同時(shí),減少火力發(fā)電的成本投入,采用高壓變頻技術(shù)就能夠很好的解決以上的問題。
4.1安裝和調(diào)試變頻設(shè)備的具體措施
傳統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行方式是采用了一拖二二拖三的方法,這樣的方法在很大程度上增加了設(shè)備的回路難度,為了減少設(shè)備運(yùn)行回路變頻和工頻之間故障出現(xiàn)的頻率,在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝的過程中要主義防范措施。
4.2合理設(shè)置變頻器和上級(jí)開關(guān)保護(hù)功能
變頻器在運(yùn)行的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象,為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,一般的在事故按鈕上采用一拖二的方法,在事故按鈕上安裝兩個(gè)電源斷路器,一般的選取兩個(gè)節(jié)點(diǎn),在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用工頻跳閘回路,在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用變頻跳閘回路。這樣不論出現(xiàn)何種情況,都能很好的預(yù)防跳閘現(xiàn)象的發(fā)生。
4.3設(shè)計(jì)可靠的風(fēng)機(jī)和控制電源
為了保障設(shè)備的正常運(yùn)行,就要保證變頻器電流輸入值趨于正常,如果輸入電流變化較大,就容易出現(xiàn)跳閘的事故,所以為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,要對(duì)設(shè)備進(jìn)行不間斷的檢測(cè)和維修,為設(shè)備提供充足的電能。
一、
選題背景及其意義
近年來,隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行已成為電力生產(chǎn)的重大課題。必須不斷采用新技術(shù)在保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下,提高電能質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)元件中的電能損耗,從而獲得滿足安全運(yùn)行條件下的最大經(jīng)濟(jì)性和最好的電能質(zhì)量。其中電網(wǎng)的自動(dòng)電壓控制及無功優(yōu)化(簡(jiǎn)稱AVC)就是電力生產(chǎn)中提高電能質(zhì)量,降低網(wǎng)損的重要手段。國(guó)家電力調(diào)度中心已經(jīng)把這一項(xiàng)目列入了“十一五規(guī)劃”。
自動(dòng)電壓無功調(diào)控系統(tǒng)AVC系統(tǒng)將發(fā)電廠母線電壓的調(diào)整由人工監(jiān)控改為自動(dòng)調(diào)控,具有以下意義:
1.提高穩(wěn)定水平:網(wǎng)內(nèi)電廠全部投入裝置后,通過合理分配無功,可將系統(tǒng)電壓和無功儲(chǔ)備保持在較高的水平,從而大大提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定水平。
2.改善電壓質(zhì)量:電壓監(jiān)督電壓合格率得到大幅度提高。
3.消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況,有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度。
二、國(guó)內(nèi)無功電壓控制現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)目前對(duì)發(fā)電廠無功電壓的管理考核方式,主要是由調(diào)度中心按照高峰、平谷和低谷等不同時(shí)段劃分母線電壓控制范圍,按季度向各發(fā)電廠下達(dá)曲線指標(biāo),發(fā)電廠則根據(jù)曲線要求,實(shí)行人工24小時(shí)連續(xù)監(jiān)視盤表,及時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功出力,以維持母線電壓在合格范圍內(nèi)。這種沿用了多年的就地分散控制管理模式,在當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的形勢(shì)下逐漸暴露出了一些弊端,存在的主要問題是:
1.事先給定的電壓曲線和無功設(shè)備運(yùn)行計(jì)劃是離線確定的,并不能反映電網(wǎng)的實(shí)際情況,按照這種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)往往帶來安全隱患。
2.電網(wǎng)運(yùn)行人員需要時(shí)刻監(jiān)視系統(tǒng)電壓無功情況,并進(jìn)行人工調(diào)整,工作強(qiáng)度大,而且往往會(huì)造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)大;
3.電廠之間,無功調(diào)節(jié)對(duì)相互母線電壓影響大,無功調(diào)節(jié)矛盾突出。由于各電廠只關(guān)注自身母線電壓,沒有從全局角度協(xié)調(diào)無功分配,電網(wǎng)無功功率無謂搬運(yùn)現(xiàn)象突出,經(jīng)常出現(xiàn)無功環(huán)流現(xiàn)象,造成不必要的有功損耗。各廠、站無功電壓控制沒有進(jìn)行協(xié)調(diào),造成電網(wǎng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。
上述問題的存在,既增加機(jī)組進(jìn)相深度,影響機(jī)組和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,也使網(wǎng)損增加,影響經(jīng)濟(jì)性。因此,有必要發(fā)展AVC(自動(dòng)電壓控制)系統(tǒng),從全局對(duì)電網(wǎng)無功潮流和發(fā)電機(jī)組無功功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)電廠母線電壓和無功功率的自動(dòng)調(diào)控,合理協(xié)調(diào)電網(wǎng)無功分布,以保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,提高電壓質(zhì)量和減少網(wǎng)損,降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度。近幾年來國(guó)際上幾次重大的電網(wǎng)事故如美加大停電,都有無功電壓的問題造成電壓崩潰,致使電網(wǎng)癱瘓。無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)越來越引起重視,在華北電網(wǎng),基于分層分區(qū)控制技術(shù)的二/三次電壓控制技術(shù)在某些電廠逐步進(jìn)入應(yīng)用,而本論文依據(jù)包頭第二熱電廠現(xiàn)場(chǎng)改造的實(shí)際情況,將重點(diǎn)講述電廠側(cè)無功電壓控制方案在包頭第二熱電廠的應(yīng)用。
三、課題研究的主要內(nèi)容:
發(fā)電廠側(cè)AVC實(shí)施方案
信息來源:http:/1. 自動(dòng)電壓無功調(diào)控系統(tǒng)控制方案
在發(fā)電側(cè)增設(shè)一套電壓無功自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng),與調(diào)度中心共同組成AVC系統(tǒng),以主站-子站星型網(wǎng)絡(luò)方式運(yùn)行,主站和子站系統(tǒng)之間通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連并完成信息交換。 發(fā)電側(cè)AVC子站通過遠(yuǎn)動(dòng)專線接收內(nèi)蒙省調(diào)AVC主站下發(fā)的電廠側(cè)220KV母線指令。中控單元在充分考慮各種約束條件后,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的控制脈沖寬度,以通訊方式下發(fā)至AVC執(zhí)行終端,由執(zhí)行終端輸出增減磁信號(hào)給勵(lì)磁系統(tǒng)(或輸出至DCS),調(diào)節(jié)機(jī)組無功功率,發(fā)電機(jī)無功出力與機(jī)端電壓受其勵(lì)磁電流的影響,當(dāng)勵(lì)磁電流發(fā)生改變時(shí),發(fā)電機(jī)的無功出力與機(jī)端電壓也隨之增減,并通過機(jī)端變壓器進(jìn)一步影響到母線電壓的高低,勵(lì)磁電流的增減可通過改變勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR)給定值實(shí)現(xiàn)。所以系統(tǒng)的無功電壓控制通過勵(lì)磁系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)AVC是通過改變發(fā)電機(jī)AVR的給定值來改變機(jī)端電壓和發(fā)電機(jī)輸出無功的。信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)
包頭第二熱電廠300MW機(jī)組自動(dòng)電壓控制(AVC)系統(tǒng)框圖
2.合理的設(shè)備配置方案
2.1.安全可靠的硬件配置
本工程采用中控單元/執(zhí)行終端配置方式,共安裝兩套獨(dú)立的系統(tǒng),每套設(shè)備配置臺(tái)中控單元(主/備)和2臺(tái)AVC執(zhí)行終端,終端與機(jī)組一對(duì)一配置。AVC子站中控單元接收內(nèi)蒙省調(diào)AVC主站下達(dá)的電廠側(cè)高壓母線電壓指令,在充分考慮各種約束條件后,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的控制脈沖寬度,下發(fā)至AVC執(zhí)行終端,執(zhí)行終端輸出增減磁信號(hào)給勵(lì)磁系統(tǒng),由勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)組無功功率。
中控單元有主備功能,主中控單元故障時(shí),可切換至備用中控單元,保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。主中控單元恢復(fù)后,自動(dòng)切回主中控單元控制。
本工程共有中控單元2臺(tái),執(zhí)行終端2臺(tái)。
2.2.人性化的發(fā)電廠AVC子站軟件配置方案
2.2.1.包括完整的數(shù)據(jù)采集、處理、通信和診斷等各種軟件,應(yīng)具有告警、具體故障內(nèi)容的中文提示及事故記錄功能。軟件配置滿足功能規(guī)范的要求,具有良好的實(shí)時(shí)性和可維護(hù)性。
2.2.2軟件遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),滿足開放的要求。
2.1.3.便于用戶的二次開發(fā)和在線安裝、生成、修改新的應(yīng)用功能。
2.1.4.配備一套完整的、可運(yùn)行的軟件備份。
2.2.5.系統(tǒng)有較強(qiáng)的防計(jì)算機(jī)病毒、反入侵能力,提供硬件防火墻或其它安全設(shè)施的接入能力。
2.2.6.具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,能夠長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行事件、系統(tǒng)參數(shù)和離線電壓設(shè)定曲線等數(shù)據(jù)。
3.對(duì)功能模塊的要求
3.1計(jì)算模塊應(yīng)具有下列功能:
ü
根據(jù)高壓母線電壓調(diào)整量目標(biāo)值計(jì)算電廠對(duì)應(yīng)機(jī)組發(fā)出無功功率目標(biāo)值。
ü
按照給定的無功分配策略,將總的無功目標(biāo)值分配給各臺(tái)機(jī)組。
ü
選擇需要調(diào)整的機(jī)組,給出合適的調(diào)整指令。
ü
自動(dòng)識(shí)別母線檢修,雙母線結(jié)構(gòu)一條母線檢修,控制母線自動(dòng)切換至另一條母線。
3.2.運(yùn)行約束條件:
ü
AVC主站下發(fā)的調(diào)節(jié)信號(hào)突變限值;
ü
AVC主站控制無效時(shí)間限值;
ü
發(fā)電機(jī)參與調(diào)節(jié)的有功功率限值。
ü
發(fā)電機(jī)在不同的有功出力下對(duì)應(yīng)的無功功率上下限;
ü
發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓上下限;
ü
發(fā)電機(jī)的機(jī)端電流上下限;
ü
高壓側(cè)母線電壓上下限;
ü
AVR自動(dòng)信號(hào)消失;
ü
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)波動(dòng)過于劇烈,超過設(shè)定值;
ü
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不刷新;
ü
省調(diào)通信中斷;
ü
RTU通信故障;
ü
機(jī)組有功越閉鎖值;
ü
機(jī)組無功越閉鎖值;
ü
機(jī)組機(jī)端電壓越閉鎖值;
ü
機(jī)組機(jī)端電流越閉鎖值;
ü
母線電壓越閉鎖值。
ü
機(jī)端電流耦合校驗(yàn)
AVC子站在滿足以上運(yùn)行約束條件時(shí),裝置閉鎖輸出并發(fā)出增減閉鎖信號(hào),一旦運(yùn)行條件正常,增減閉鎖信號(hào)消失,裝置自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
3.3AVC子站的控制模式
ü
退出:只能工作在研究方式下。
ü
閉環(huán):AVC主站與子站閉環(huán)運(yùn)行。
ü
開環(huán):AVC子站系統(tǒng)根據(jù)本地設(shè)定電壓運(yùn)行
3.4防誤措施
ü
中控單元計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)有保護(hù)措施,能可靠保證不誤輸出。
ü
執(zhí)行終端掉電時(shí)不會(huì)誤輸出。
ü
任一硬件模塊或連線損壞,均不會(huì)造成設(shè)備誤輸出。
ü
防止輸出控制節(jié)點(diǎn)粘死措施,當(dāng)輸出節(jié)點(diǎn)粘死導(dǎo)致輸出控制脈沖過長(zhǎng)時(shí),應(yīng)自動(dòng)切斷控制輸出信號(hào)保證機(jī)組安全。
4.GPS對(duì)時(shí)接口
子站系統(tǒng)提供RS485串口(RS232口備用),可與廠內(nèi)衛(wèi)星定時(shí)系統(tǒng)GPS實(shí)現(xiàn)精確對(duì)時(shí)(對(duì)時(shí)誤差不大于1ms)。
5.自動(dòng)電壓無功調(diào)控系統(tǒng)調(diào)試中注意問題。
自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)的各種限制功能必須與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)AVR的各種限制以及和發(fā)變組保護(hù)很好的配合。根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系各種限制數(shù)據(jù)以及發(fā)電機(jī)P-Q曲線、發(fā)變組保護(hù)定值對(duì)自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)定值進(jìn)合理整定,杜絕配合不好帶來的不良后果。
試驗(yàn)時(shí),調(diào)度及電廠運(yùn)行加強(qiáng)監(jiān)視控制點(diǎn)參數(shù),必要時(shí),無條件退出AVC運(yùn)行,并恢復(fù)參數(shù)。 調(diào)試中注意和發(fā)電廠側(cè)進(jìn)相數(shù)據(jù)的配合,調(diào)整中要保證6KV廠用電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,如果調(diào)整中6KV電壓過低,有必要調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓定值。
在無功調(diào)控設(shè)備中采取措施防止增磁和減磁出口繼電器接點(diǎn)粘連。
四、
研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)
(1)
本文著重闡述該系統(tǒng)如何通過合理的硬件配置實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行、如何實(shí)現(xiàn)人性化、可視化、智能化的軟件系統(tǒng)配置。
(2)
在參數(shù)設(shè)定中,既要保證電網(wǎng)電壓及無功優(yōu)化問題、又要考慮到本廠汽輪發(fā)電機(jī)組在調(diào)節(jié)過程中的安全穩(wěn)定問題,因此AVR執(zhí)行終端的無功功率調(diào)節(jié)死區(qū)、脈沖計(jì)算斜率、最大脈沖寬度的定值是AVR成功運(yùn)行的關(guān)鍵因素,也是本文的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
(3)自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)的各種限制功能必須與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)AVR的各種限制以及和發(fā)變組保護(hù)很好的配合。根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系各種限制數(shù)據(jù)以及發(fā)電機(jī)P-Q曲線、發(fā)變組保護(hù)定值對(duì)自動(dòng)電壓調(diào)控系統(tǒng)定值進(jìn)合理整定,杜絕配合不好帶來的不良后果。
五、預(yù)期成果
本課題研究成功投入使用后,將發(fā)電廠母線電壓的調(diào)整由人工監(jiān)控改為自動(dòng)調(diào)控,消除了人為因素引起誤調(diào)節(jié)的情況,有效降低了運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,保證系統(tǒng)電壓低于規(guī)定的最大數(shù)值,以適應(yīng)電力設(shè)備的絕緣水平和避免變壓器過飽和,并向用戶提供合理的最高水平電壓; 信息來自:tede.cn 大機(jī)組無功出力分配必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求,單機(jī)無功必須滿足P-Q曲線,保證了機(jī)組安全運(yùn)行,盡可能地降低了電網(wǎng)的有功功率損耗,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
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【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
開關(guān)電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于車載充電電源的設(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)而使線性光藕PC817的二極管的工作電流IF變大,從而使線性光耦PC817的三極管的集電極電流Ic變大,最后通過線性光耦PC817的集電極連接的PWM控制電路來調(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是線性光耦PC817的二極管的限流電阻,R34為TL431的偏置電阻,使TL431流過合適的工作電流,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
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)】
一般說來,超級(jí)電容電池具備很多優(yōu)點(diǎn):容量大、充電快、比功率大、重復(fù)深度放電次數(shù)可超50萬次、低溫lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨性能良好、安全系數(shù)高、免維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)等。
LTC6803-4的應(yīng)用是比較便捷、靈活的,同時(shí)又具備高測(cè)量精度和高穩(wěn)定性的芯片,特別適合在超級(jí)電容電池組管理上的應(yīng)用。
2 LTC6803-4并聯(lián)級(jí)聯(lián)獨(dú)立尋址技術(shù)的應(yīng)用
2.1 LTC6803-4的特性及工作原理
LTC6803-4主要包括參考電壓、12位ADC、串行SPI接口的電池監(jiān)測(cè)專用芯片、還有高電壓輸入的多路復(fù)用器。每一個(gè)LTC6803-4都能夠監(jiān)測(cè)電池,最多12串。如果是一個(gè)具有多片的LTC6803-4,是能夠通過利用并聯(lián)級(jí)聯(lián)的測(cè)量方式及方法來測(cè)量超過12串的串聯(lián)電池組的。還有,每一個(gè)LTC6803-4,都具備一個(gè)串行接口,能夠獨(dú)立尋址,這樣的方式能夠方便主控器、LTC6803-4進(jìn)行同步的通信、操作環(huán)節(jié),LTC6803-4最多是16片。LTC6803-4的全局測(cè)量精度比0.25%小的時(shí)候,一般都能達(dá)到大多數(shù)工程項(xiàng)目對(duì)電池電壓測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 LTC6803-4主要引腳功能
LTC6803-4主要有44個(gè)引腳,比如有C0~C12:電池電壓輸入引腳。VREG:線性電壓整流輸出。V-:LTC6803-4最低電勢(shì)端。A0~A3:地址輸入。SCKI,SDI,SDO,CSBI:SPI數(shù)據(jù)通信接口。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
測(cè)量方法是用2片LTC6803-4并聯(lián)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)24節(jié)超級(jí)電容電池的單體測(cè)量級(jí)管理。
3.2 LTClunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨6803-4并聯(lián)式級(jí)聯(lián)的工作方式
LTC6803-4在SPI上的地址用戶是能夠自行配置的。本文中只有2片,LTC6803-4是在同一SPI總線與主控器進(jìn)行通信,所以只要獨(dú)立地址數(shù)比2大或是同2等同,那么便能利用地址將不同的LTC6803-4劃分。
3.3 SAF-XC886C-8FF5V芯片
3.3.1 MCU的選擇
MCU作為超級(jí)電容管理器的主要部件,是通過XC886C汽車級(jí)芯片來完成的。
SAF-XC886C工作頻率為24 MHz,以八位的市場(chǎng)價(jià)格,提供16位產(chǎn)品的性能。擁有8通道10位的精度,三個(gè)獨(dú)立定時(shí)器,4個(gè)PWM通道,以及后臺(tái)E2PROM模擬。
3.3.2 單體電容電壓檢測(cè)芯片的挑選
每個(gè)LTC6803可以同時(shí)測(cè)量十二個(gè)超級(jí)電容器或串接電池的電壓,并且擁有單獨(dú)尋址的串行接口,能夠把16個(gè)LTC6803-4元件接入同一個(gè)控制處理器中運(yùn)行。LTC6803-4把電池組的底端與V分開,因此,可以改變第一節(jié)電池的測(cè)量精準(zhǔn)度。
3.3.3 信號(hào)隔離器的選擇
通過分析信號(hào)的可靠性,以及電氣的安全性。挑選出滿足需要的ADUM1411及ADUM1201這兩種芯片。傳輸速率為10Mbps,隔離電壓為2500 V。
3.3.4 隔離電源的選擇
為了保證安全,選用多規(guī)格的雙列直插的隔離電源模塊。
3.4 系統(tǒng)軟件配置
本文所概述的2個(gè)芯片通過0Ω電阻將地址主要是分別配置為80和81,所以1#LTC6803-4芯片地址為0B10000000,2#LTC6803-4芯片地址為0B10000001。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與誤差
根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果,來驗(yàn)證電池單體電壓能不能達(dá)到電池管理系統(tǒng)對(duì)單體電池電壓監(jiān)測(cè)的實(shí)際測(cè)量目標(biāo)的。實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)用超級(jí)電容電池電壓為1.60 V,容量為20 Ah、24只,為了驗(yàn)證該系統(tǒng)電壓測(cè)量的精度是lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發(fā)表服務(wù),歡迎您的光臨多少,使用萬用表測(cè)量得到電池電壓的真實(shí)數(shù)值。在實(shí)驗(yàn)還沒有開始的時(shí)候,通常主要是通過放電的方法,將電池的電壓改為不均衡的狀況,通過這樣的方法,能夠檢驗(yàn)系統(tǒng)電壓檢測(cè)精度是否正確。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明,所有電池單體電壓測(cè)量誤差都在0.19%內(nèi),能夠達(dá)到對(duì)單體電池電壓監(jiān)測(cè)的實(shí)際測(cè)量目標(biāo)。
5 結(jié)語
綜上所述,超級(jí)電容電池具有很多的優(yōu)點(diǎn),LTC6803具一個(gè)精準(zhǔn)參考電壓、一個(gè)高電壓輸入的多路復(fù)用器以及一個(gè)串行SPI接口的超級(jí)電容監(jiān)測(cè)專用芯片同時(shí),可以允許主控器與至多16片同時(shí)進(jìn)行通信和操作。為了能夠保護(hù)好超級(jí)電容動(dòng)力電池,并逐漸的延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間,同時(shí)又能增加行駛的距離,那么便要求建立一個(gè)有效的電池管理系統(tǒng),所以說電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及推廣是一項(xiàng)非常關(guān)重要的系統(tǒng)工程。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.前言
我們知道,電力網(wǎng)在輸送電能的過程中,電能損耗是十分驚人的,在這巨大的電能損耗中低壓(380V/220V)配電網(wǎng)占有相當(dāng)大的比重。主要原因是低壓配電網(wǎng)電壓低、電流大,特別是負(fù)荷功率因數(shù)低,更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網(wǎng)的線路損耗,對(duì)于提高整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有重大意義。在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí),選擇導(dǎo)線截面的傳統(tǒng)方法是:按導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度、允許電壓降和導(dǎo)線長(zhǎng)期允許安全載流量等因素而定。但從節(jié)約能源的原則出發(fā),應(yīng)將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導(dǎo)線截面的依據(jù)之一。即在經(jīng)濟(jì)合理的原則下,適當(dāng)增大導(dǎo)線截面積以減少輸電線路電能損耗,從而達(dá)到在不增加發(fā)電能力的情況下而增加供電能力的目的。
二.低壓配電線路導(dǎo)線截面選擇
工程設(shè)計(jì)時(shí),離不開電氣設(shè)計(jì),而電氣設(shè)計(jì)直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)和其他公眾利益,成功的導(dǎo)線截面設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)是安全、合理、經(jīng)濟(jì)和可行的。而導(dǎo)線截面設(shè)計(jì)則是電氣工程設(shè)計(jì)的重要組成部分之一。由國(guó)家建設(shè)部頒發(fā)的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》對(duì)電氣方面要求就更加嚴(yán)格。因此,我們?cè)诘蛪号潆娋€路導(dǎo)線截面設(shè)計(jì)中,不僅要使導(dǎo)線截面有足夠的安全儲(chǔ)備,而且要限制導(dǎo)線截面過大造成的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),來保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。低壓線路導(dǎo)線導(dǎo)線截面設(shè)計(jì),一般應(yīng)根據(jù)以下幾方面的要求來選擇:
1.選擇導(dǎo)線截面,首先滿足發(fā)熱條件這一要求,即導(dǎo)線通過的電流,不得超過其允許的最大安全電流。通常,當(dāng)負(fù)荷電流通過導(dǎo)線時(shí),由于導(dǎo)線具有電阻,導(dǎo)線發(fā)熱,溫度升高。當(dāng)裸導(dǎo)線的發(fā)熱溫度過高時(shí),導(dǎo)線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發(fā)熱溫度進(jìn)一步升高,可能發(fā)生斷線事故。當(dāng)絕緣導(dǎo)線( 包括電纜) 的溫度過高時(shí),絕緣老化和損壞,甚至引起火災(zāi)。因此,導(dǎo)線應(yīng)能夠承受長(zhǎng)期負(fù)荷電流所引起溫升。各類導(dǎo)線都規(guī)定了長(zhǎng)期允許溫度和短時(shí)最高溫度,從而決定了導(dǎo)線允許長(zhǎng)期通過的電流和短路時(shí)的熱穩(wěn)定電流。選擇導(dǎo)線截面時(shí),應(yīng)考慮計(jì)算的負(fù)荷電流不超過導(dǎo)線的長(zhǎng)期載流量,導(dǎo)線的額定電流可以從工具書中查到。
2.為保證導(dǎo)線具有必要的機(jī)械強(qiáng)度,要求導(dǎo)線的截面不得太小。因?yàn)閷?dǎo)線截面越小,其機(jī)械強(qiáng)度越低。低壓線路的導(dǎo)線要經(jīng)受拉力,電纜要經(jīng)受拖曳。所以,規(guī)程對(duì)不同等級(jí)的線路和不同材料的導(dǎo)線,分別規(guī)定了最小允許截面。按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線的允許最小截面,可參考表一。
3.選擇導(dǎo)線截面,還應(yīng)考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導(dǎo)線的電壓降必須限制在一定范圍以內(nèi)。按規(guī)定,電力線路在正常情況下的電壓波動(dòng)不得超過正負(fù)百分之五臨時(shí)供電線路可降低到百分之八。當(dāng)線路有分支負(fù)荷時(shí),如果給出負(fù)截的電功率P和送電距離L,允許的電壓損失為ε,則配電導(dǎo)線的截面( 線路功率因數(shù)改為I) 可按下式計(jì)算
式中P為負(fù)載電功率,千瓦;
L為送電線路的距離,米;
ε為允許的相對(duì)電壓損失,=;
C為系數(shù),視導(dǎo)線材料,送電電壓而定( 表二)
Kn為需要系數(shù),視負(fù)載用電情況而定,其值可從一般電工手冊(cè)和參考書中查到。
表二公式中的系數(shù)C值
例:距配電變壓器400米處有1臺(tái)電動(dòng)機(jī),功率為10千瓦,采用380伏三相四線制線路供電,電動(dòng)機(jī)效率為η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%應(yīng)選擇多少截面的銅導(dǎo)線?
解(1) 按導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度考慮,導(dǎo)線架空敷設(shè)銅絕緣導(dǎo)線的截面不得小于4平方毫米
(2 ) 按允許電流考慮,求出電動(dòng)機(jī)工作電流( 計(jì)算電流)
從電工手冊(cè)查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時(shí)的允許電流為28 安培,可滿足要求Ij=Ie
(3 ) 按允許電壓降考慮,首先計(jì)算電動(dòng)機(jī)自電源取得電功率
若選用銅線則C=77,Kn=1,求出導(dǎo)線截面為
為滿足以上三個(gè)條件,可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線
選擇導(dǎo)線截面,一般來說,應(yīng)考慮以上三個(gè)因素。但在具體情況下,往往有所側(cè)重,針對(duì)哪一因素是主要的,起決定作用的,就側(cè)重考慮該因素。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),低壓動(dòng)力線路的負(fù)荷電流較大,一般先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面,然后驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度和電壓降。低壓照明線路對(duì)電壓的要求較高,所以先按允許電壓降來選擇導(dǎo)線截面,然后驗(yàn)算其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。在三相四線制供電系統(tǒng)中,零線的允許截流量不應(yīng)小于線路中的最大單相負(fù)荷和三相最大不平衡電流,并且還應(yīng)滿足接零保護(hù)的要求。在單相線路中,由于零線和相線都通過相同的電流,因此,零線截面應(yīng)與相線截面相同。例如,對(duì)于長(zhǎng)距離輸電線路,主要考慮電壓降,導(dǎo)線截面根據(jù)限定的電壓降來確定;對(duì)于較短的配電線路,可不計(jì)算線路壓降,主要考慮允許電流來選擇導(dǎo)線截面;對(duì)于負(fù)荷較小的架空線路,一般只根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度來確定導(dǎo)線截面。這樣,選擇導(dǎo)線截面的工作就可大大簡(jiǎn)化
三.結(jié)束語
雖然我國(guó)低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng),將會(huì)為我國(guó)的低壓配電節(jié)能的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ),為了保證用戶電器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),提高我國(guó)低壓配電節(jié)能能力,可以實(shí)施獨(dú)立的供配電系統(tǒng),同時(shí),要進(jìn)一步完善各種應(yīng)急措施,比如設(shè)置應(yīng)急的電源,如此,可以在發(fā)生一些突發(fā)事件時(shí)候,保證企業(yè)的供配電能夠正常進(jìn)行,對(duì)企業(yè)的財(cái)產(chǎn)形成更強(qiáng)有力的保證。在進(jìn)行企業(yè)的供配電設(shè)計(jì)時(shí)候,要充分考慮到企業(yè)建筑供電要求高,供電負(fù)荷復(fù)雜的特點(diǎn),要在綜合考慮整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上,采取有效的設(shè)計(jì)工藝,嚴(yán)格設(shè)計(jì)流程,在企業(yè)相關(guān)各個(gè)部門共同的配合下,加強(qiáng)雙方的溝通,保證供配電設(shè)計(jì)能夠充分滿足企業(yè)各方面的需求,同時(shí),要在實(shí)踐中,不斷促進(jìn)整個(gè)企業(yè)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。
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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)-主變壓器接線方式。發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)為20kV,發(fā)電機(jī)出線經(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,經(jīng)2回220kV線路接入后村變電站;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)備無損壞現(xiàn)象。免費(fèi)論文。
4.1.2 根據(jù)設(shè)計(jì)接線圖和廠家接線圖校驗(yàn)接線,核實(shí)同期系統(tǒng)接線正確無誤。
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.,見圖4-1。自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置比較Ug和Us,在滿足電壓差、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,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。精度采樣見表4-1、表4-2
1954年,世界第一條高壓直流輸電聯(lián)絡(luò)線被運(yùn)用到了商業(yè)之中,隨著它日益成熟的技術(shù)為海底電纜、遠(yuǎn)距離大功率以及兩個(gè)交流系統(tǒng)間的非同步聯(lián)絡(luò)等各方面提供了十分廣泛的電力效益。但是,由于在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面存在著一定的局限性,因此導(dǎo)致近距離小容量輸電場(chǎng)合和的高壓直流輸電未能得到充分利用。然而,在電力半導(dǎo)體特別是絕緣柵雙極晶體管(LGBT)的大力促進(jìn)下,使得高壓直流電更加輕型化。目前,以電壓源換流器(VSC)與絕緣柵雙極晶體管為基礎(chǔ),使高壓直流輸電的容量幾MW擴(kuò)大到了幾十MW。這類小功率的輕型高壓直流電以其各種優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)了它的發(fā)展前景。
1、輕型高壓直流輸電的技術(shù)特點(diǎn)
(1)電壓源換流器的電流可以自動(dòng)斷開并工作在無源逆變方式,因此它無需另外的換相電壓。與傳統(tǒng)高壓直流輸電的有源網(wǎng)絡(luò)不同的是,輕型高壓直流輸電的受端系統(tǒng)是無源網(wǎng)絡(luò)的,因此克服了受端系統(tǒng)必須是有源網(wǎng)絡(luò)的根本缺陷,繼而促進(jìn)了高壓直流輸電對(duì)遠(yuǎn)距離孤立負(fù)荷進(jìn)行送電的實(shí)施。
(2)同傳統(tǒng)的高壓直流輸電正好相反,在潮流進(jìn)行反轉(zhuǎn)的時(shí)候,直流電流方向能在直流電壓極性不變的情況下進(jìn)行反轉(zhuǎn)。HVDC的這個(gè)特點(diǎn)能夠促進(jìn)不僅為潮流控制提供便利且提供較為可靠的并聯(lián)多段直流系統(tǒng)的構(gòu)成,繼而使傳統(tǒng)多端的高壓直流輸電系統(tǒng)在并聯(lián)連接時(shí)不方便進(jìn)行潮流控制以及串聯(lián)連接時(shí)影響可靠性的問題得到有效解決。
(3)對(duì)輕型電壓直流輸電進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)能夠極大的縮短其設(shè)計(jì)、安裝、生產(chǎn)以及調(diào)試周期。與此同時(shí),電壓源換流器所采用的脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù),其有著相對(duì)較高的開關(guān)頻率,在高通的濾波后便能夠產(chǎn)生所需的交流電壓,省略了變壓器不僅簡(jiǎn)化了換流站的結(jié)構(gòu),同時(shí)還大大減少了所需濾波裝置的容量。
(4)傳統(tǒng)的高壓直流輸電因?yàn)槠淇刂屏恐挥杏|發(fā)角,所以傳統(tǒng)HVDC是無法對(duì)無功功率和有功功率進(jìn)行單獨(dú)控制的。而輕型高壓直流輸電在正常運(yùn)行的時(shí)候,其電壓源換流器能夠?qū)τ泄β室约盁o功功率同時(shí)進(jìn)行獨(dú)立控制,甚至可以使功率因數(shù)為1。此種調(diào)節(jié)不僅能夠提高完成效率,還能對(duì)之加以靈活的控制。另外,電壓源換流器不但無需交流側(cè)提供無功功率并且還起著靜止同步補(bǔ)償器的作用,使無功功率的交流母線得到動(dòng)態(tài)補(bǔ)償繼而促進(jìn)交流母線電壓的穩(wěn)定性。換而言之,即使是在故障的情況下,只要電壓源換流器的容量足夠就可以使輕型高壓直流輸電系統(tǒng)對(duì)故障系統(tǒng)進(jìn)行無功功率緊急支援或有功功率緊急支援,從而促使系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性以及功角穩(wěn)定性的提高。
2、輕型高壓直流輸電的發(fā)展及前景
在我國(guó),輕型高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展一直以來都受到電力工作者的重視,并且對(duì)之展開了一系列的初步的研究。另外,一些應(yīng)用單位逐漸認(rèn)清了輕型高壓直流輸電的具體優(yōu)勢(shì),因此也開始考慮采用HVDC于實(shí)際輸配電工程之中。然而從整體上來講,輕型高壓直流輸電的研究在我國(guó)依舊是匱乏的且基本處于空白期。因此我們要盡可能快的促進(jìn)研究水平的提供以將之能夠迅速的有效利用起來,此項(xiàng)研究不僅十分迫切且具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。所以,筆者就研究工作的展開提出以下幾點(diǎn)建議。
(1)在輕型高壓直流輸電中建立數(shù)字仿真研究手段,因此電力工作者要在研究過程中制定出輕型電壓直流系統(tǒng)全部一、二次設(shè)備的數(shù)字仿真新方法與新興數(shù)學(xué)模型;(2)經(jīng)過對(duì)電壓源換流器的故障以及運(yùn)行特性的分析,電力工作者要在研究過程中具有針對(duì)性的提出適合VSC運(yùn)用的PWM技術(shù)和相關(guān)的保護(hù)措施;(3)構(gòu)建一個(gè)輕型高壓直流輸電的物理模型,然后通過高速數(shù)學(xué)新高處理芯片對(duì)輕型高壓直流輸電的控制器進(jìn)行研制;(4)對(duì)于電壓源換流器連接構(gòu)成的控制方式(電壓控制、無功潮流控制、有功潮流控制)、多端直流系統(tǒng)的運(yùn)行特性,還有輕型高壓直流系統(tǒng)的保護(hù)措施進(jìn)行一系列研究與制定;(5)對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)電能質(zhì)量,輕型高壓直流輸電有著怎樣的影響且如何對(duì)之加以控制都需要電力工作者進(jìn)行更深一步的研究;(6)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行論證,從而確定輕型高壓直流輸電技術(shù)對(duì)于我國(guó)電力技術(shù)發(fā)展的可行性與必要性。
隨著電力半導(dǎo)體以及其控制技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是IG-BT的日益進(jìn)步從而衍生了輕型高壓直流輸電技術(shù)。即將投運(yùn)以及已經(jīng)投運(yùn)的各項(xiàng)輕型高壓直流輸電技術(shù)工程的成功建設(shè)已經(jīng)充分表明了HVDC技術(shù)正在日漸地成熟與發(fā)展著。可再生能源的全面開發(fā)、高新技術(shù)的飛速發(fā)展,還有電力技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善,都對(duì)電網(wǎng)靈活且可靠的運(yùn)行以及高品質(zhì)電能質(zhì)量提出了進(jìn)一步的要求,從這一系列情況的顯示來看,輕型高壓直流輸電的使用范圍正在不斷擴(kuò)大,這勢(shì)必會(huì)使HVDC light在我國(guó)得到進(jìn)一步的研究與重視。
3、結(jié)語
綜上所述,輕型高壓直流輸電作為一項(xiàng)新型的輸電技術(shù)正通過其自身特點(diǎn)在各方面的應(yīng)用中充分展示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),主要有對(duì)電壓以及潮流的有效控制、對(duì)環(huán)境的影響不大、設(shè)計(jì)表轉(zhuǎn)化、建設(shè)效率化、結(jié)構(gòu)模塊化且緊湊等各種優(yōu)越性。綜合這一系列優(yōu)點(diǎn),輕型高壓直流輸電不僅僅是引起國(guó)家以及各應(yīng)用單位的重視,并且在未來將會(huì)漸漸地運(yùn)用到建設(shè)當(dāng)中去,最終會(huì)有利于促進(jìn)我國(guó)科技以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1有載調(diào)壓器的運(yùn)用背景
電力與人民生活有千絲萬縷的聯(lián)系,是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的能源,而電壓質(zhì)量是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及人民生活水平的一個(gè)重要體現(xiàn),如果電壓的波動(dòng)幅度較大,會(huì)嚴(yán)重影響用電設(shè)備的工作性能及效率,更有甚者會(huì)減短用電設(shè)備的使用壽命。由于我國(guó)電力儲(chǔ)備量較小,電網(wǎng)系統(tǒng)薄弱,為避免受負(fù)荷的影響電壓波動(dòng)超出指標(biāo)范圍,造成電壓質(zhì)量事故。當(dāng)代電力部門多是在變配電所使用有載調(diào)壓器,有載調(diào)壓器可以依據(jù)電壓的實(shí)際需求,自動(dòng)調(diào)節(jié)有載分接開關(guān),使電壓可以自動(dòng)控制在需求指標(biāo)之內(nèi),提供可靠、穩(wěn)定的電壓,確保供電系統(tǒng)的良好運(yùn)行。
2 有載調(diào)壓器的構(gòu)成分析
2.1 有載調(diào)壓器構(gòu)成
變壓器是變配電所的主要組成部分,它的運(yùn)行狀況好壞直接影響著供電電壓的穩(wěn)定。由于用電時(shí)間段的不同,導(dǎo)致用電負(fù)荷的不同,變壓器的運(yùn)行狀態(tài)受到了很大的制約。為確保用電高峰電網(wǎng)電壓幅值不致于過高、用電低谷電網(wǎng)電壓幅值不致于過低的情況發(fā)生,可使用有載調(diào)壓器來調(diào)節(jié)變壓器的變比供電。有載分接開關(guān)的工作機(jī)理是依靠主變壓器次級(jí)抽頭調(diào)整電壓值,在調(diào)節(jié)電壓的過程中,其直接決定著變壓器的運(yùn)行質(zhì)量,利用PLC對(duì)有載分接開關(guān)進(jìn)行控制。其工作原理如圖1-1所示。
2.2. 有載分接開關(guān)的構(gòu)成
有載分接開關(guān)能夠在變壓器負(fù)載或者勵(lì)磁狀態(tài)下進(jìn)行工作,主要作用是轉(zhuǎn)換繞組分接位置,轉(zhuǎn)換變壓器的分接,來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓目的的設(shè)備。有載分接開關(guān)的主要設(shè)備有帶過渡阻抗的切換開關(guān)、帶轉(zhuǎn)換器的分接選擇器等,其操作指令由變壓器箱壁內(nèi)電動(dòng)機(jī)構(gòu)完成,主要是由傳動(dòng)軸和傘形齒輪箱傳動(dòng)執(zhí)行。有載分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換過程中,必須要有足夠的阻抗來限制分接點(diǎn)間的電流。
2.3有載分接開關(guān)的工作原理
電力系統(tǒng)中所用到的變壓器有兩種基本的調(diào)壓方式:①無載調(diào)壓。在調(diào)壓開關(guān)轉(zhuǎn)換檔位過程中,分接開關(guān)沒有帶負(fù)載轉(zhuǎn)換檔位的功能,由于存在瞬時(shí)間的斷開過程,斷開負(fù)荷電流有可能發(fā)生拉弧現(xiàn)象,導(dǎo)致燒壞分接開關(guān)或者短路,因此,無載調(diào)壓的過程中必須把變壓器停電,只有一些對(duì)電壓要求不高并且不需要頻繁換檔的變壓器才使用這種方式調(diào)壓。②有載調(diào)壓。在變壓器工作時(shí),通過它另一側(cè)的線圈中抽出一些分接頭,利用有載分接開關(guān),在不切斷負(fù)荷電流的條件下,實(shí)現(xiàn)分接頭之間的轉(zhuǎn)換,變換線圈匝數(shù),滿足電壓調(diào)整的需求。有載分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換檔位的過程中,沒有瞬時(shí)間斷開過程,只是由一個(gè)電阻來完成過渡,實(shí)現(xiàn)了檔位的轉(zhuǎn)換,因此,有載分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換檔位的過程中不存在拉弧現(xiàn)象。
有載調(diào)壓分接開關(guān)的主要裝置有選擇開關(guān)、切換開關(guān)和操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,還有由安全聯(lián)鎖、位置顯示、計(jì)數(shù)器以及訊號(hào)發(fā)生器部件構(gòu)成的附屬裝置。有載分接開關(guān)如果是在有負(fù)載的情況下變換分接檔位,它應(yīng)該同時(shí)滿足兩個(gè)條件:第一是分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換檔位時(shí),一定要確保不能是開路,電流始終保持連續(xù)性。第二是分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換檔位時(shí),分接開關(guān)不能短路。2.3有載分接開關(guān)的要求
有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓范圍及級(jí)數(shù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn):110kV及以下的高壓線圈為 ,220kV的高壓線圈為 ,我們經(jīng)常見到10kV以下的有載調(diào)壓器一般有5-9個(gè)不同檔位,每個(gè)檔位值在±2.5%或者±5%,有載調(diào)壓器的選擇是由本地電壓波動(dòng)的具體實(shí)際情況而決定的。對(duì)一些電壓波動(dòng)幅度要求高并且需要頻繁調(diào)檔的變壓器才使用有載分接開關(guān)。根據(jù)本地電壓波動(dòng)的實(shí)際情況調(diào)節(jié)電壓,選擇適合檔位,即使電壓保持在 ,以保證線路末端電壓質(zhì)量。有載調(diào)壓變壓器的使用,徹底解決了電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)帶來的影響,由于一些地區(qū)存在供電形勢(shì)緊張、電力資源緊缺等的問題,只有應(yīng)用有載調(diào)壓變壓器技術(shù)。
當(dāng)系統(tǒng)電壓發(fā)生變化,超出開關(guān)所設(shè)定的指標(biāo)范圍時(shí),判斷它的改變趨勢(shì),如果開關(guān)超出設(shè)定的間隔時(shí)間,則由PIC做出判斷,并控制其移動(dòng)。具體實(shí)現(xiàn)方式是由輸出口輸出脈沖信號(hào),控制電機(jī),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)牽引開關(guān)前進(jìn),機(jī)構(gòu)前進(jìn)過程中會(huì)有檢測(cè)系統(tǒng),若超過系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間機(jī)構(gòu)未達(dá)到目標(biāo)位置,則會(huì)自鎖輸出功能,當(dāng)有載分接開關(guān)處于上、下兩個(gè)極限分接位置時(shí),可進(jìn)行升檔位或降檔位操作。
2.4硬件電路的原理分析
由于PLC具有成本費(fèi)用高,體積較大等特點(diǎn),因此應(yīng)該選擇性價(jià)比高、安裝方便的PIC16F877,從而來實(shí)現(xiàn)靈活、精確控制有載開關(guān),達(dá)到有載開關(guān)檔位的分接轉(zhuǎn)換。由變壓器輸出的電壓經(jīng)電壓測(cè)量線路進(jìn)行檢波,再經(jīng)過運(yùn)算放大器計(jì)算,得到的數(shù)值與設(shè)定電壓比較,通過PIC16F877中A/D轉(zhuǎn)換器,變模擬量為數(shù)字量,由PIC16F877判斷電壓是否正常,不管電壓屬于高或者低狀態(tài),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)都會(huì)通過正轉(zhuǎn)升檔位升高電壓值或者反轉(zhuǎn)降檔位降低電壓值來使其恢復(fù)正常。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)分接的數(shù)量是由電壓高低的具體數(shù)值決定,我們可以通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)有載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換檔位,實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的功能,有載分接開關(guān)的監(jiān)視工作是通過單片機(jī)來完成的,顯示器和按鍵對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié),避免其達(dá)到上限。PIC具有對(duì)開關(guān)極限位置監(jiān)測(cè)、電壓采集和計(jì)算、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、控制檔位升降和報(bào)警等功能。通過檔位檢測(cè)電路中加裝光電耦合裝置,在電測(cè)量電路中加裝濾波裝置,可以使其有較強(qiáng)的抗干擾能力,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作。
3結(jié)論
在選擇有載調(diào)壓器過程中首先有載調(diào)壓器的調(diào)壓范圍及級(jí)數(shù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn):110kV及以下的高壓線圈為 ,220kV的高壓線圈為 ,我們經(jīng)常見到的10kV以下的有載調(diào)壓器一般有5-9個(gè)檔位,每個(gè)檔位值在±2.5%或者±5%,有載調(diào)壓器的選擇是由本地電壓波動(dòng)的具體實(shí)際情況而決定的。對(duì)一些電壓波動(dòng)幅度要求高并且需要頻繁換檔的變壓器才使用有載分接開關(guān)。根據(jù)本地電壓波動(dòng)的實(shí)際情況調(diào)節(jié)電壓,選擇適合檔位,即使電壓保持在 ,以保證線路末端電壓質(zhì)量。
有載開關(guān)控制調(diào)節(jié)器,采用單片機(jī)技術(shù),控制性強(qiáng)、體積偏小、操作靈活便捷電動(dòng)機(jī)使用單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行連接,可以快速啟停操作、步進(jìn)準(zhǔn)確、定位精準(zhǔn),符合有載調(diào)壓步進(jìn)分接的特點(diǎn),采用顯示器和按鍵對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié),智能化程度高。采用了光電耦合電路技術(shù),增強(qiáng)了裝置的抗干擾能力。采用集成運(yùn)放構(gòu)成的精密整流電路,提高了測(cè)量精確度,保證了控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。
參考文獻(xiàn)