高電壓技術(shù)論文范文

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高電壓技術(shù)論文

篇1

1.1高壓直流電網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展

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,這項研究工作包括近海岸間歇性能源,直流電網(wǎng)經(jīng)濟,控制保護等問題。兩個著名硬件設(shè)備開發(fā)商參與了該項目,完成用于測試控制技術(shù)開發(fā)的低功率模擬器,并證明保護算法可用于直流電網(wǎng),開發(fā)出了基于電力電子和機械技術(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,即可在點對點的電纜方案中使換流器繼續(xù)支撐交流網(wǎng)絡(luò)。針對此問題,中國專家發(fā)言指出可采用全橋型子模塊拓撲結(jié)構(gòu)來清除直流側(cè)故障,實現(xiàn)與電網(wǎng)換相換流器(LCC)相同的功能。德國專家提出了關(guān)于采用電壓源換流器(VSC)的交直流混合架空線運行的特殊要求,雖然混合運行可提高現(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械特性差異等。韓國專家提出了用于晶閘管換流閥的新型合成運行試驗回路,該回路可向測試對象施加試驗用交、直流電壓和電流脈沖,并配置了可在試驗前給電容充電的可控硅開關(guān),以及為試驗回路中晶閘管門極提供觸發(fā)能量的獨立高頻電源。

1.2可再生能源的并網(wǎng)

美國專家提出了近海岸高壓直流輸電系統(tǒng)設(shè)計方案的可靠性分析方法,研究了平均失效時間和平均修復(fù)時間等可靠性指標,并結(jié)合概率(蒙特卡洛)技術(shù)來評估風速波動對風電場的影響,且評估不同的系統(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。為設(shè)計人員選擇不同的技術(shù)方案、拓撲結(jié)構(gòu)和保護方案提供依據(jù)。近海岸直流輸電換流站選址缺乏相關(guān)的標準、項目參考及工程經(jīng)驗,難以給項目相關(guān)者提供合理的建議,并且可能會在項目的開發(fā)過程中引入風險。挪威專家針對此情況提出了一種從石油和天然氣行業(yè)經(jīng)驗總結(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)計方案,初步設(shè)計方案額定容量為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)濟解決方案。線路長度由原來的600km變?yōu)?80km,但考慮到哥倫比亞輸電系統(tǒng)的強度問題,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個換流器閥廳,現(xiàn)以3.8GW/±560kV為額定參數(shù)運行。

1.4工程項目實施和運行經(jīng)驗

新西蘭和德國專家提出“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)定運行,還要設(shè)計合理的設(shè)備安裝地點,以及新建極與原有極的一體化控制保護系統(tǒng);巴西互聯(lián)電力系統(tǒng)的Madeira河項目中SanAntonio發(fā)電廠對400MW的背靠背中第一個模塊及額定參數(shù)為3.15GW/±600kV雙極中的第一極進行充電,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行,輸電線路長1035km,遠期增加容量3GW,雙極功率傳輸容量可達6GW;法國與西班牙東部互聯(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償器(STATCOM)通用電磁暫態(tài)模型,并基于倫敦Array風力發(fā)電廠多電平STATCOM現(xiàn)場測量和電磁暫態(tài)仿真結(jié)果對比研究進行了驗證,仿真結(jié)果與現(xiàn)場測量結(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)和動態(tài)模型。驗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)實驗研究項目”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,保護模塊和在線監(jiān)測系統(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)測量。

2.3FACTS工程項目規(guī)劃、環(huán)境和監(jiān)管

印度專家進行了動態(tài)補償裝置在印度電力系統(tǒng)的配置及選址研究,以易受故障擾動影響的印度西部地區(qū)為重點研究區(qū)域,并提出了無功功率控制補償器的最佳位置和動態(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進行了120kV直流斷路器的開發(fā)和測試研究,該斷路器包括電力電子元器件,超快速機械斷路器,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功能、控制方式和設(shè)計原則,混合斷路器的核心部件同樣為超快速機械斷路器。ABB的專家還提出了低損耗機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器、并聯(lián)諧振電路,已完成一個額定參數(shù)為80kV的斷路器樣機,并成功通過了開斷目標電流的試驗。

3.2新型半導體設(shè)備和換流器拓撲

篇2

論文摘要:發(fā)電側(cè)AVC子站通過遠動專線接收內(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,計算出對應(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給勵磁系統(tǒng)(或輸出至DCS),調(diào)節(jié)機組無功功率,發(fā)電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響,當勵磁電流發(fā)生改變時,發(fā)電機的無功出力與機端電壓也隨之增減,并通過機端變壓器進一步影響到母線電壓的高低,勵磁電流的增減可通過改變勵磁調(diào)節(jié)器(AVR)給定值實現(xiàn)。

一、

選題背景及其意義

近年來,隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行已成為電力生產(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行條件下的最大經(jīng)濟性和最好的電能質(zhì)量。其中電網(wǎng)的自動電壓控制及無功優(yōu)化(簡稱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。國家電力調(diào)度中心已經(jīng)把這一項目列入了“十一五規(guī)劃”。

自動電壓無功調(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)定水平和機組運行穩(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,有效降低了運行人員的工作強度。

二、國內(nèi)無功電壓控制現(xiàn)狀

國內(nèi)目前對發(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段劃分母線電壓控制范圍,按季度向各發(fā)電廠下達曲線指標,發(fā)電廠則根據(jù)曲線要求,實行人工24小時連續(xù)監(jiān)視盤表,及時調(diào)節(jié)發(fā)電機無功出力,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,在當前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的形勢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)備運行計劃是離線確定的,并不能反映電網(wǎng)的實際情況,按照這種方式進行調(diào)節(jié)往往帶來安全隱患。

2.電網(wǎng)運行人員需要時刻監(jiān)視系統(tǒng)電壓無功情況,并進行人工調(diào)整,工作強度大,而且往往會造成電網(wǎng)電壓波動大;

3.電廠之間,無功調(diào)節(jié)對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行協(xié)調(diào),造成電網(wǎng)運行不經(jīng)濟。

上述問題的存在,既增加機組進相深度,影響機組和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,也使網(wǎng)損增加,影響經(jīng)濟性。因此,有必要發(fā)展AVC(自動電壓控制)系統(tǒng),從全局對電網(wǎng)無功潮流和發(fā)電機組無功功率進行協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)電廠母線電壓和無功功率的自動調(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)定運行,提高電壓質(zhì)量和減少網(wǎng)損,降低運行人員勞動強度。近幾年來國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)在某些電廠逐步進入應(yīng)用,而本論文依據(jù)包頭第二熱電廠現(xiàn)場改造的實際情況,將重點講述電廠側(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實施方案

信息來源:http:/1. 自動電壓無功調(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子站通過遠動專線接收內(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,計算出對應(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給勵磁系統(tǒng)(或輸出至DCS),調(diào)節(jié)機組無功功率,發(fā)電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響,當勵磁電流發(fā)生改變時,發(fā)電機的無功出力與機端電壓也隨之增減,并通過機端變壓器進一步影響到母線電壓的高低,勵磁電流的增減可通過改變勵磁調(diào)節(jié)器(AVR)給定值實現(xiàn)。所以系統(tǒng)的無功電壓控制通過勵磁系統(tǒng)來實現(xiàn)。自動電壓調(diào)控系統(tǒng)AVC是通過改變發(fā)電機AVR的給定值來改變機端電壓和發(fā)電機輸出無功的。信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)

包頭第二熱電廠300MW機組自動電壓控制(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,共安裝兩套獨立的系統(tǒng),每套設(shè)備配置臺中控單元(主/備)和2臺AVC執(zhí)行終端,終端與機組一對一配置。AVC子站中控單元接收內(nèi)蒙省調(diào)AVC主站下達的電廠側(cè)高壓母線電壓指令,在充分考慮各種約束條件后,計算出對應(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給勵磁系統(tǒng),由勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)機組無功功率。

中控單元有主備功能,主中控單元故障時,可切換至備用中控單元,保證系統(tǒng)正常運行。主中控單元恢復(fù)后,自動切回主中控單元控制。

本工程共有中控單元2臺,執(zhí)行終端2臺。

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,具有良好的實時性和可維護性。

2.2.2軟件遵循國際標準,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、可運行的軟件備份。

2.2.5.系統(tǒng)有較強的防計算機病毒、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.具備較強的數(shù)據(jù)存儲功能,能夠長時間存儲運行數(shù)據(jù)、運行事件、系統(tǒng)參數(shù)和離線電壓設(shè)定曲線等數(shù)據(jù)。

3.對功能模塊的要求

3.1計算模塊應(yīng)具有下列功能:

ü

根據(jù)高壓母線電壓調(diào)整量目標值計算電廠對應(yīng)機組發(fā)出無功功率目標值。

ü

按照給定的無功分配策略,將總的無功目標值分配給各臺機組。

ü

選擇需要調(diào)整的機組,給出合適的調(diào)整指令。

ü

自動識別母線檢修,雙母線結(jié)構(gòu)一條母線檢修,控制母線自動切換至另一條母線。

3.2.運行約束條件:

ü

AVC主站下發(fā)的調(diào)節(jié)信號突變限值;

ü

AVC主站控制無效時間限值;

ü

發(fā)電機參與調(diào)節(jié)的有功功率限值。

ü

發(fā)電機在不同的有功出力下對應(yīng)的無功功率上下限;

ü

發(fā)電機的機端電壓上下限;

ü

發(fā)電機的機端電流上下限;

ü

高壓側(cè)母線電壓上下限;

ü

AVR自動信號消失;

ü

實時數(shù)據(jù)波動過于劇烈,超過設(shè)定值;

ü

實時數(shù)據(jù)不刷新;

ü

省調(diào)通信中斷;

ü

RTU通信故障;

ü

機組有功越閉鎖值;

ü

機組無功越閉鎖值;

ü

機組機端電壓越閉鎖值;

ü

機組機端電流越閉鎖值;

ü

母線電壓越閉鎖值。

ü

機端電流耦合校驗

AVC子站在滿足以上運行約束條件時,裝置閉鎖輸出并發(fā)出增減閉鎖信號,一旦運行條件正常,增減閉鎖信號消失,裝置自動恢復(fù)正常運行。

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)運行。

ü

開環(huán):AVC子站系統(tǒng)根據(jù)本地設(shè)定電壓運行

3.4防誤措施

ü

中控單元計算錯誤時有保護措施,能可靠保證不誤輸出。

ü

執(zhí)行終端掉電時不會誤輸出。

ü

任一硬件模塊或連線損壞,均不會造成設(shè)備誤輸出。

ü

防止輸出控制節(jié)點粘死措施,當輸出節(jié)點粘死導致輸出控制脈沖過長時,應(yīng)自動切斷控制輸出信號保證機組安全。

4.GPS對時接口

子站系統(tǒng)提供RS485串口(RS232口備用),可與廠內(nèi)衛(wèi)星定時系統(tǒng)GPS實現(xiàn)精確對時(對時誤差不大于1ms)。

5.自動電壓無功調(diào)控系統(tǒng)調(diào)試中注意問題。

自動電壓調(diào)控系統(tǒng)的各種限制功能必須與發(fā)電機勵磁系統(tǒng)AVR的各種限制以及和發(fā)變組保護很好的配合。根據(jù)發(fā)電機勵磁系各種限制數(shù)據(jù)以及發(fā)電機P-Q曲線、發(fā)變組保護定值對自動電壓調(diào)控系統(tǒng)定值進合理整定,杜絕配合不好帶來的不良后果。

試驗時,調(diào)度及電廠運行加強監(jiān)視控制點參數(shù),必要時,無條件退出AVC運行,并恢復(fù)參數(shù)。 調(diào)試中注意和發(fā)電廠側(cè)進相數(shù)據(jù)的配合,調(diào)整中要保證6KV廠用電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,如果調(diào)整中6KV電壓過低,有必要調(diào)整發(fā)電機電壓定值。

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粘連。

四、

研究的難點和重點

(1)

本文著重闡述該系統(tǒng)如何通過合理的硬件配置實現(xiàn)安全可靠運行、如何實現(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)、脈沖計算斜率、最大脈沖寬度的定值是AVR成功運行的關(guān)鍵因素,也是本文的重點和難點。

(3)自動電壓調(diào)控系統(tǒng)的各種限制功能必須與發(fā)電機勵磁系統(tǒng)AVR的各種限制以及和發(fā)變組保護很好的配合。根據(jù)發(fā)電機勵磁系各種限制數(shù)據(jù)以及發(fā)電機P-Q曲線、發(fā)變組保護定值對自動電壓調(diào)控系統(tǒng)定值進合理整定,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,有效降低了運行人員的工作強度,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 大機組無功出力分配必須滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求,單機無功必須滿足P-Q曲線,保證了機組安全運行,盡可能地降低了電網(wǎng)的有功功率損耗,取得較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

1. 唐茂林.龐曉艷.李曼.劉柏私.尹曉瀾.張蓓.李建.郭慶來.孫宏斌 計及梯級電站的省地一體化AVC系統(tǒng)研究及實現(xiàn)方案 [期刊論文] -電力自動化設(shè)備2009(6)

2. 惠建峰.焦莉.張世學 自動電壓控制系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用分析 [期刊論文] -陜西電力2009(2)

3. 李欽.溫柏堅 廣東電網(wǎng)電廠AVC子站建設(shè)研究 [期刊論文] -電力系統(tǒng)保護與控制2008(21)

4. 郭慶來.孫宏斌.張伯明.吳文傳.王彬.李柱華.湯磊.王蓓.寧文元.鄭燕濤.袁平 自動電壓控制中連續(xù)變量與離散變量的協(xié)調(diào)方法(一)變電站內(nèi)協(xié)調(diào)電壓控制 [期刊論文] -電力系統(tǒng)自動化2008(08)

5. 郭慶來.孫宏斌.張伯明.吳文傳.王彬.李柱華.湯磊 自動電壓控制中連續(xù)變量與離散變量的協(xié)調(diào)方法(二)廠站協(xié)調(diào)控制 [期刊論文] -電力系統(tǒng)自動化2008(09)

6. 孫鳴.吳兆文.李家仁 電廠側(cè)AVC子站系統(tǒng)控制策略的研究 [期刊論文] -儀器儀表用戶2008(03)

7. 楊銀國.崔麗華.李揚絮.李力.向麗玲.楊雄平 廣東電網(wǎng)2007春節(jié)電壓調(diào)控存在問題與對策 [期刊論文] -廣東電力2008(04)

8. 郭慶來.張伯明.孫宏斌.吳文傳 電網(wǎng)無功電壓控制模式的演化分析 [期刊論文] -清華大學學報(自然科學版)2008(01)

9.

Sancha J L.Fernandez J L Secondary Voltage Control:Analysis Solutions and Simulation Results for the Spanish Transmission System 1996(2)

10.

Vu H.Pruvot P.Launay C An Improved Voltage Control on Large-scale Power System 1996(3)

11.

Lefebvre H.Fragnier D.Boussion J Y Secondary Coordinated Voltage Control System: Feedback of EDF 2000

12.

Sancha J L.Fernandez J L Secondary Voltage Control:Analysis Solutions and Simulation Results for the Spanish Transmission System 1996(2)

篇3

【關(guān)鍵詞】低壓配電 配電線路 導線截面 節(jié)能 降損

中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:

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,對于提高整個電網(wǎng)的經(jīng)濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設(shè)計時,選擇導線截面的傳統(tǒng)方法是:按導線機械強度、允許電壓降和導線長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線截面的依據(jù)之一。即在經(jīng)濟合理的原則下,適當增大導線截面積以減少輸電線路電能損耗,從而達到在不增加發(fā)電能力的情況下而增加供電能力的目的。

二.低壓配電線路導線截面選擇

工程設(shè)計時,離不開電氣設(shè)計,而電氣設(shè)計直接關(guān)系到人民的生命財產(chǎn)安全、環(huán)境保護和其他公眾利益,成功的導線截面設(shè)計,應(yīng)當是安全、合理、經(jīng)濟和可行的。而導線截面設(shè)計則是電氣工程設(shè)計的重要組成部分之一。由國家建設(shè)部頒發(fā)的《工程建設(shè)標準強制性條文》對電氣方面要求就更加嚴格。因此,我們在低壓配電線路導線截面設(shè)計中,不僅要使導線截面有足夠的安全儲備,而且要限制導線截面過大造成的經(jīng)濟浪費,來保證電氣設(shè)備的安全運行。低壓線路導線導線截面設(shè)計,一般應(yīng)根據(jù)以下幾方面的要求來選擇:

1.選擇導線截面,首先滿足發(fā)熱條件這一要求,即導線通過的電流,不得超過其允許的最大安全電流。通常,當負荷電流通過導線時,由于導線具有電阻,導線發(fā)熱,溫度升高。當裸導線的發(fā)熱溫度過高時,導線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發(fā)熱溫度進一步升高,可能發(fā)生斷線事故。當絕緣導線( 包括電纜) 的溫度過高時,絕緣老化和損壞,甚至引起火災(zāi)。因此,導線應(yīng)能夠承受長期負荷電流所引起溫升。各類導線都規(guī)定了長期允許溫度和短時最高溫度,從而決定了導線允許長期通過的電流和短路時的熱穩(wěn)定電流。選擇導線截面時,應(yīng)考慮計算的負荷電流不超過導線的長期載流量,導線的額定電流可以從工具書中查到。

2.為保證導線具有必要的機械強度,要求導線的截面不得太小。因為導線截面越小,其機械強度越低。低壓線路的導線要經(jīng)受拉力,電纜要經(jīng)受拖曳。所以,規(guī)程對不同等級的線路和不同材料的導線,分別規(guī)定了最小允許截面。按機械強度選擇導線的允許最小截面,可參考表一。

3.選擇導線截面,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不得超過正負百分之五臨時供電線路可降低到百分之八。當線路有分支負荷時,如果給出負截的電功率P和送電距離L,允許的電壓損失為ε,則配電導線的截面( 線路功率因數(shù)改為I) 可按下式計算

式中P為負載電功率,千瓦;

L為送電線路的距離,米;

ε為允許的相對電壓損失,=;

C為系數(shù),視導線材料,送電電壓而定( 表二)

Kn為需要系數(shù),視負載用電情況而定,其值可從一般電工手冊和參考書中查到。

表二公式中的系數(shù)C值

例:距配電變壓器400米處有1臺電動機,功率為10千瓦,采用380伏三相四線制線路供電,電動機效率為η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%應(yīng)選擇多少截面的銅導線?

解(1) 按導線的機械強度考慮,導線架空敷設(shè)銅絕緣導線的截面不得小于4平方毫米

(2 ) 按允許電流考慮,求出電動機工作電流( 計算電流)

從電工手冊查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時的允許電流為28 安培,可滿足要求Ij=Ie

(3 ) 按允許電壓降考慮,首先計算電動機自電源取得電功率

若選用銅線則C=77,Kn=1,求出導線截面為

為滿足以上三個條件,可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線

選擇導線截面,一般來說,應(yīng)考慮以上三個因素。但在具體情況下,往往有所側(cè)重,針對哪一因素是主要的,起決定作用的,就側(cè)重考慮該因素。根據(jù)實踐經(jīng)驗,低壓動力線路的負荷電流較大,一般先按發(fā)熱條件選擇導線截面,然后驗算其機械強度和電壓降。低壓照明線路對電壓的要求較高,所以先按允許電壓降來選擇導線截面,然后驗算其發(fā)熱條件和機械強度。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荷和三相最大不平衡電流,并且還應(yīng)滿足接零保護的要求。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,對于長距離輸電線路,主要考慮電壓降,導線截面根據(jù)限定的電壓降來確定;對于較短的配電線路,可不計算線路壓降,主要考慮允許電流來選擇導線截面;對于負荷較小的架空線路,一般只根據(jù)機械強度來確定導線截面。這樣,選擇導線截面的工作就可大大簡化

三.結(jié)束語

雖然我國低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國經(jīng)濟實力和科學技術(shù)實力的進一步增強,將會為我國的低壓配電節(jié)能的發(fā)展奠定更為堅實的發(fā)展基礎(chǔ),為了保證用戶電器的正常運轉(zhuǎn),提高我國低壓配電節(jié)能能力,可以實施獨立的供配電系統(tǒng),同時,要進一步完善各種應(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)事件時候,保證企業(yè)的供配電能夠正常進行,對企業(yè)的財產(chǎn)形成更強有力的保證。在進行企業(yè)的供配電設(shè)計時候,要充分考慮到企業(yè)建筑供電要求高,供電負荷復(fù)雜的特點,要在綜合考慮整個企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上,采取有效的設(shè)計工藝,嚴格設(shè)計流程,在企業(yè)相關(guān)各個部門共同的配合下,加強雙方的溝通,保證供配電設(shè)計能夠充分滿足企業(yè)各方面的需求,同時,要在實踐中,不斷促進整個企業(yè)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。

參考文獻:

[1]劉平甘 陳洪波 劉凡紫外檢測技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及其展望 [會議論文],2009 - 中國電機工程學會高電壓專業(yè)委員會2009年學術(shù)年會

[2]吳栩 馮鵬英 高壓電氣設(shè)備的在線檢測技術(shù) [期刊論文] 《中國房地產(chǎn)業(yè)》 -2011年8期

[3]張川 劉乃濤 賀福敏 李林 李成龍 高壓電力設(shè)備的在線絕緣檢測技術(shù) [會議論文],2011 - 中國石油和化工自動化第十屆年會

[4]曾曉暉 聶端 基于絕緣在線檢測技術(shù)的狀態(tài)維修 [期刊論文] 《中國農(nóng)村水電及電氣化》 -2005年9期

[5]陳偉球 趙吳鵬 尹忠東 周浩 張瑜 在線檢測技術(shù)可行性分析 低壓配電網(wǎng)無功負序不平衡現(xiàn)象的節(jié)能降損解決方案 [期刊論文] 《電網(wǎng)與清潔能源》 -2009年7期

[6]文江林基于光纖熒光的電力設(shè)備溫度檢測系統(tǒng)的研究 [學位論文], 2005 - 沈陽工業(yè)大學:檢測技術(shù)及自動化裝置

篇4

【關(guān)鍵詞】有載調(diào)壓器、構(gòu)成分析、有載分接開關(guān)、硬件電路。

1有載調(diào)壓器的運用背景

電力與人民生活有千絲萬縷的聯(lián)系,是經(jīng)濟發(fā)展中最重要的能源,而電壓質(zhì)量是國民經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及人民生活水平的一個重要體現(xiàn),如果電壓的波動幅度較大,會嚴重影響用電設(shè)備的工作性能及效率,更有甚者會減短用電設(shè)備的使用壽命。由于我國電力儲備量較小,電網(wǎng)系統(tǒng)薄弱,為避免受負荷的影響電壓波動超出指標范圍,造成電壓質(zhì)量事故。當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)電壓的實際需求,自動調(diào)節(jié)有載分接開關(guān),使電壓可以自動控制在需求指標之內(nèi),提供可靠、穩(wěn)定的電壓,確保供電系統(tǒng)的良好運行。

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,它的運行狀況好壞直接影響著供電電壓的穩(wěn)定。由于用電時間段的不同,導致用電負荷的不同,變壓器的運行狀態(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)的工作機理是依靠主變壓器次級抽頭調(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行質(zhì)量,利用PLC對有載分接開關(guān)進行控制。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)能夠在變壓器負載或者勵磁狀態(tài)下進行工作,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)電動機構(gòu)完成,主要是由傳動軸和傘形齒輪箱傳動執(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)沒有帶負載轉(zhuǎn)換檔位的功能,由于存在瞬時間的斷開過程,斷開負荷電流有可能發(fā)生拉弧現(xiàn)象,導致燒壞分接開關(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,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),在不切斷負荷電流的條件下,實現(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,沒有瞬時間斷開過程,只是由一個電阻來完成過渡,實現(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)行機構(gòu)等,還有由安全聯(lián)鎖、位置顯示、計數(shù)器以及訊號發(fā)生器部件構(gòu)成的附屬裝置。有載分接開關(guān)如果是在有負載的情況下變換分接檔位,它應(yīng)該同時滿足兩個條件:第一是分接開關(guān)在轉(zhuǎn)換檔位時,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,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)壓范圍及級數(shù)規(guī)定標準: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個不同檔位,每個檔位值在±2.5%或者±5%,有載調(diào)壓器的選擇是由本地電壓波動的具體實際情況而決定的。對一些電壓波動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)本地電壓波動的實際情況調(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)電壓波動帶來的影響,由于一些地區(qū)存在供電形勢緊張、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)。

當系統(tǒng)電壓發(fā)生變化,超出開關(guān)所設(shè)定的指標范圍時,判斷它的改變趨勢,如果開關(guān)超出設(shè)定的間隔時間,則由PIC做出判斷,并控制其移動。具體實現(xiàn)方式是由輸出口輸出脈沖信號,控制電機,傳動機構(gòu)牽引開關(guān)前進,機構(gòu)前進過程中會有檢測系統(tǒng),若超過系統(tǒng)設(shè)定的時間機構(gòu)未達到目標位置,則會自鎖輸出功能,當有載分接開關(guān)處于上、下兩個極限分接位置時,可進行升檔位或降檔位操作。

2.4硬件電路的原理分析

由于PLC具有成本費用高,體積較大等特點,因此應(yīng)該選擇性價比高、安裝方便的PIC16F877,從而來實現(xiàn)靈活、精確控制有載開關(guān),達到有載開關(guān)檔位的分接轉(zhuǎn)換。由變壓器輸出的電壓經(jīng)電壓測量線路進行檢波,再經(jīng)過運算放大器計算,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)動步進電機都會通過正轉(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。步進電機步進分接的數(shù)量是由電壓高低的具體數(shù)值決定,我們可以通過步進電機帶動有載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換檔位,實現(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來完成的,顯示器和按鍵對其進行監(jiān)控和調(diào)節(jié),避免其達到上限。PIC具有對開關(guān)極限位置監(jiān)測、電壓采集和計算、數(shù)據(jù)儲存、控制檔位升降和報警等功能。通過檔位檢測電路中加裝光電耦合裝置,在電測量電路中加裝濾波裝置,可以使其有較強的抗干擾能力,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)壓范圍及級數(shù)規(guī)定標準: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個檔位,每個檔位值在±2.5%或者±5%,有載調(diào)壓器的選擇是由本地電壓波動的具體實際情況而決定的。對一些電壓波動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)本地電壓波動的實際情況調(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,采用單片機技術(shù),控制性強、體積偏小、操作靈活便捷電動機使用單片機與步進電機進行連接,可以快速啟停操作、步進準確、定位精準,符合有載調(diào)壓步進分接的特點,采用顯示器和按鍵對其進行監(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),增強了裝置的抗干擾能力。采用集成運放構(gòu)成的精密整流電路,提高了測量精確度,保證了控制系統(tǒng)的準確調(diào)節(jié)。

參考文獻

1 單片機有載分接開關(guān)控制器的研制 [學位論文]蔡新梅,2007年 沈陽工業(yè)大學

篇5

關(guān)鍵詞:漏電斷路器,建筑施工,漏電保護器

 

① 當發(fā)生人體觸電時,十幾毫安的觸電電流就能使漏電保護器直接或間接切斷電源。

② 當設(shè)備漏電保護器接零或接地不能切斷電源時,十幾毫安的漏電電流也能使漏電保護器切斷電源。論文參考。

對于防漏電保護器,其動作電流和動作時間。首先應(yīng)滿足人體觸電的安全界限。論文參考。其次考慮安全系數(shù)和其他條件,漏電保護器額定動作電流應(yīng)為10-30mA動作時間不大于0.1s。

漏電保護器安裝前應(yīng)作動作特性試驗。論文參考。動作時間、動作電流、漏電不動作電流是否符和要求。

①用實驗按鈕試驗3-5次應(yīng)正確動作。

②帶負荷分合閘3-5次不能出現(xiàn)誤動作。

①漏電保護器的額定電壓。漏電保護器的額定電壓必須與電路工作電壓一致。

②漏電保護器的額定電流必須大于電路中最大工作電流,否則因溫度過高而燒毀。

③ 漏電保護器極限通斷能力必須大于電路斷路時可能產(chǎn)生的最大短路電流。

為使漏電保護器發(fā)揮其應(yīng)有的作用,必須對運行中的漏電保器加強管理:

① 使用前按步驟進行分項檢查。如出現(xiàn)保護器動作,應(yīng)先查明原因排除故障后方可投入使用,嚴禁將保護器拆除強行送電。

② 定期做動作特性試驗,不合格者不能投入使用。

③ 如果在保護范圍內(nèi)發(fā)生漏電傷亡事故。應(yīng)檢查漏電保護器的

動作情況,未查明原因不得拆除漏電保護器。

④ 具體操作應(yīng)有專業(yè)人員進行。定期檢查漏電保護器和動作特性試驗。不合格的應(yīng)禁止使用。

參考文獻:

[1]許江勇,周光付.論三相負載的星形連接.黔西南民族師范高等??茖W校學報,2010,(01):107-109,112

[2]覃日強.居民區(qū)用電電壓異常故障案例的處理.柳州職業(yè)技術(shù)學院學報,2010,(02):38-40,43

[3]于軍.基于MultiSIM9的三相電路教學的研究.吉林化工學院學報,2009,(05):25-28

篇6

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);風力發(fā)電;分岔理論;電壓穩(wěn)定;AVR;SVC

1 背景

1.1 電壓穩(wěn)定問題研究的意義

目前風電作為最具規(guī)?;_發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術(shù),越來越受各國的重視。風電的迅猛發(fā)展給電力系統(tǒng)帶來了很多新的問題,其中風電系統(tǒng)的無功電壓問題是最為突出和最受關(guān)注的問題之一。目前東北電網(wǎng)的風電裝機容量已經(jīng)突破1000萬千瓦,而作為通遼地區(qū)電網(wǎng),到2010年底風電裝機容量將達到290萬千瓦,而通遼地區(qū)負荷容量僅僅100萬千瓦,如此大規(guī)模的風電運行容量將給地區(qū)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性帶來前所未有的考驗。

研究表明,電力系統(tǒng)是一個典型復(fù)雜的高維數(shù)強非線性系統(tǒng)[1-4]。由于對電壓穩(wěn)定機理認識上的差異,國際電工學界對電壓穩(wěn)定性尚無嚴格科學的定義。從擾動的大小出發(fā),可將電壓穩(wěn)定分為小擾動電壓穩(wěn)定和大擾動電壓穩(wěn)定。

大擾動電壓穩(wěn)定性研究的對象是大擾動(如系統(tǒng)故障、失去負荷、失去發(fā)電機等)之后系統(tǒng)控制電壓的能力。小擾動(或小信號)電壓穩(wěn)定性關(guān)心的是小擾動(如負荷緩慢的變化)之后系統(tǒng)控制電壓的能力。小擾動電壓穩(wěn)定性可以用靜態(tài)方法(在給定運行點系統(tǒng)動態(tài)方程線性化的方法)進行有效的研究。系統(tǒng)受到擾動后,電壓一般不能回到原來的值,因此有必要確定可接受電壓水平區(qū)域。在這個電壓水平區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)被稱為具有有限穩(wěn)定性。

電壓穩(wěn)定問題的本質(zhì)[6-9]是一個動態(tài)問題,系統(tǒng)中的諸多動態(tài)因素,如發(fā)電機及其勵磁控制系統(tǒng)、負荷動態(tài)特性、OLTC動態(tài)、無功補償設(shè)備特性、繼電保護動作情況等,對電壓穩(wěn)定均起著重要的作用。

1.2 大規(guī)模風電接入帶來的電壓穩(wěn)定新問題

隨著風力發(fā)電技術(shù)的不斷進步,單臺風電機組容量越來越大。目前,世界上主流風電機組額定容量一般為1-2.5MW,單臺風電機組的最大額定容量己經(jīng)可以達到7.5MW,因此風電場也能夠比以往具有更大的裝機容量。隨著風電裝機容量在各個國家電網(wǎng)中所占的比例越來越高,對電網(wǎng)的影響范圍從局部逐漸擴大。

文獻針對大規(guī)模風電接入電網(wǎng)帶來的電壓穩(wěn)定問題,提出了有利于系統(tǒng)穩(wěn)定的無功控制策略,目前解決風電并網(wǎng)引起的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定問題,通常采用在風電場出口母線上安裝電容器組補償風電場無功需求的方法,而風速或系統(tǒng)運行方式變化、系統(tǒng)故障引起的風電場母線和接入點電壓波動,難以通過簡單的電容器或電抗器的投切平抑;而且風電在電源結(jié)構(gòu)中的比例越高,其對電網(wǎng)電壓的影響越大。隨著風電機組技術(shù)的不斷發(fā)展,變速恒頻風電機組逐漸成為并網(wǎng)風電場的主流機型,這些機型采用四象限大功率電力電子變流器與電網(wǎng)相連,通過變流器的控制實現(xiàn)有功無功的解耦,具備動態(tài)調(diào)節(jié)無功輸出的能力,如何合理利用風電場集中補償裝置和風機變流器無功調(diào)節(jié)能力,將對區(qū)域電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性有著重要的意義。

2 國內(nèi)外研究F狀

2.1 電壓穩(wěn)定分析方法研究現(xiàn)狀

幾十年來,功角穩(wěn)定性一直是電網(wǎng)公司首要關(guān)注的對象,在20世紀80年代開始,隨著電力系統(tǒng)的負荷日益加重,電壓穩(wěn)定問題開始倍受關(guān)注。因此電壓穩(wěn)定性問題目前主要采用兩種分析方法:靜態(tài)分析方法和動態(tài)分析方法,兩種分析方法各有所長,目前的研究現(xiàn)狀如下:

(1)靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限及裕度。早期研究學者將電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)問題看做是系統(tǒng)過載引起的,從而將其視為靜態(tài)問題,利用代數(shù)方程研究電壓的穩(wěn)定性。

(2)奇異值分解法。電壓穩(wěn)定臨界點,從物理上是系統(tǒng)到達最大功率傳輸點,而從數(shù)學角度上是系統(tǒng)潮流方程雅可比矩陣奇異點。

(3)靈敏度法。靈敏度分析方法在電壓穩(wěn)定研究中應(yīng)用越來越廣泛,其突出特點是物理概念明確,計算簡單。靈敏度法判據(jù)比較簡單,需要數(shù)據(jù)量少,易于在線實現(xiàn)。

(4)直接法(崩潰點法)。在電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定分析和控制中,電壓崩潰臨界點的計算具有十分重要的意義。給定一個基態(tài)的電力系統(tǒng),并給定一個系統(tǒng)發(fā)電和負荷的增長方向,我們可以計算在此方向的靜態(tài)電壓崩潰臨界點。

電力系統(tǒng)是一個非線性動態(tài)系統(tǒng),電壓失穩(wěn)的外在表現(xiàn)為幅值的振蕩失穩(wěn)或瞬間大幅度跌落,這些現(xiàn)象都與電力系統(tǒng)的分岔和混沌有密切關(guān)系。經(jīng)過目前大量的研究結(jié)果表明,電壓失穩(wěn)前可能經(jīng)歷霍撲夫分岔(HB)(包括亞臨界霍撲夫分岔(UHB)和超臨界霍撲夫分岔(SHB))、倍周期分岔(PDB)、奇異誘導分岔(SIB)、鞍節(jié)點分岔(SNB)、約束誘導分岔(LIB)等分岔形式,目前有關(guān)研究多數(shù)集中在鞍結(jié)型分岔點(SNBP)和約束型誘導分岔點(LIBP)求解研究之中。

電力系統(tǒng)存在另一種電壓崩潰現(xiàn)象是約束誘導的電壓崩潰現(xiàn)象,其主要體現(xiàn)在P-V曲線變化過程中,突然發(fā)生除負荷增長外的又一突發(fā)擾動,例如:發(fā)電機無功輸出達到上下限、發(fā)電機組跳閘、線路故障跳閘等,由此使系統(tǒng)雅可比矩陣的維數(shù)或結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化,此時系統(tǒng)的P-V和Q-V曲線發(fā)生一次所謂的分支轉(zhuǎn)換現(xiàn)象。

2.2 風電并網(wǎng)電壓穩(wěn)定研究現(xiàn)狀

2.2.1 靜態(tài)分析方法的應(yīng)用現(xiàn)狀。有關(guān)電壓穩(wěn)定靜態(tài)分析方法國內(nèi)外學者已經(jīng)開展了大量的研究工作,但內(nèi)含風電的電網(wǎng)電壓靜態(tài)分析方法的研究屬于起步不久,雖然有了一些文章發(fā)表,但是目前困擾風電并網(wǎng)電壓靜態(tài)分析方法的最主要難題是風電場并網(wǎng)系統(tǒng)如何建模問題尚且沒有解決。在電壓穩(wěn)定靜態(tài)分析方法中風電場如何建模將是目前研究學者最值得思考和研究的問題之一。這也是本課題將要進行研究的主要問題之一。

2.2.2 動態(tài)分析方法應(yīng)用現(xiàn)狀。動態(tài)數(shù)值仿真分析方法是目前工程上較為普遍使用的方法,其仿真結(jié)果的可信度主要取決于所構(gòu)造模型的正確性。目前有關(guān)風電機組和風電場的動態(tài)建模已經(jīng)開展了大量的研究工作。本部分將主要介紹目前國內(nèi)外關(guān)于風力發(fā)電系統(tǒng)建模研究和大規(guī)模風電并網(wǎng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響研究現(xiàn)狀。

(1)風力發(fā)電機的動態(tài)數(shù)學建模研究現(xiàn)狀。在研究電壓跌落對雙饋風機影響時,需要建立雙饋風機定子電壓跌落情況下的暫態(tài)數(shù)學模型。在電網(wǎng)電壓跌落情況下雙饋風機轉(zhuǎn)子電路通常被Crowbar電路短路或串聯(lián)一個小阻值的電阻,因此利用電路的疊加原理對雙饋感應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子短路情況下定子電壓跌落的情況進行分析,可以得到電網(wǎng)電壓跌落情況下雙饋感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)暫態(tài)電流的表達式。

(2)風電場數(shù)學建模在電網(wǎng)穩(wěn)定性影響研究中應(yīng)用情況。風電發(fā)電的并網(wǎng)運行已經(jīng)成為電力系統(tǒng)電源的重要組成部分,由于風力發(fā)電對風速的依賴性,而自然界的風速有其固有的隨機性,因此風電的間歇性和風速的擾動成為制約風電并網(wǎng)的重要因素之一。從風電場的規(guī)劃到并網(wǎng)之后的運行全過程中,對其并網(wǎng)之后對整個電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響必須進行深入細致的研究與分析。

2.3 風電并網(wǎng)電壓穩(wěn)定研究發(fā)展趨勢

通過對目前電壓穩(wěn)定分析方法發(fā)展現(xiàn)狀及風電并網(wǎng)帶來的電壓穩(wěn)定問題的分析,總結(jié)有關(guān)風電并網(wǎng)電壓穩(wěn)定研究有以下幾個發(fā)展趨勢:

(1)適用于電壓穩(wěn)定分析的風電場等值模型的建立。目前電壓穩(wěn)定分析方法相對已經(jīng)較為成熟,然而在應(yīng)用在多風電節(jié)點電網(wǎng)的分析之中時,缺少能夠應(yīng)用的風電場等值模型,僅能將風電場看作是“特殊PQ節(jié)點”處理,這顯然是不科學的。

(2)通過現(xiàn)場試驗測量數(shù)據(jù)驗證或構(gòu)建風電機組動態(tài)仿真模型。目前風電機組及風電場動態(tài)仿真技術(shù)已經(jīng)取得了一定的進步,但是由于仿真模型準確性的驗證較為困難,所以目前為止尚且沒有學者們公認的結(jié)論。

(3)靜態(tài)分析方法和動態(tài)分析方法相結(jié)合的電壓穩(wěn)定綜合分析方法研究。目前電壓穩(wěn)定靜態(tài)分析方法和動態(tài)分析方法如前所述均有其優(yōu)缺點,并且各有所長。

(4)提高大規(guī)模風電接入點電壓穩(wěn)定水平的技術(shù)措施研究。

3 技術(shù)路線

3.1 風電場聯(lián)網(wǎng)運行無功電壓模型研究

目前,在對風電并網(wǎng)相關(guān)問題進行仿真分析時,對風電場基本是以負荷模型進行替代,仿真結(jié)果必然存在較大誤差。因此,對包含風電場的電力系統(tǒng)進行電壓穩(wěn)定性分析的首要問題是對風電機組或風電場進行可靠有效的建模。

3.2 內(nèi)含多風電節(jié)點的地區(qū)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性研究

3.2.1 電壓失穩(wěn)狀態(tài)空間的建立方法研究。對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)(線路參數(shù)、主變參數(shù)、發(fā)電機參數(shù)、負荷模型參數(shù)等)固定的電網(wǎng),能夠?qū)е缕潆妷鹤兓囊蛩睾芏?,具體包括:節(jié)點有功變化、節(jié)點無功變化、線路故障、母線故障、主變故障、發(fā)電機跳閘等。本研究在組合電壓失穩(wěn)狀態(tài)空間時,以對節(jié)點電壓影響靈敏度較大的風電場優(yōu)先組合。本論文下一步研究主要集中在電網(wǎng)嚴重故障與風電場有功變化之間如何進行狀態(tài)空間構(gòu)建問題開展研究。

3.2.2 電壓失穩(wěn)狀態(tài)空間下的電壓軌跡追蹤研究

(1)基本思想。建立電壓失穩(wěn)狀態(tài)空間后,根據(jù)失穩(wěn)因素的排列依次對電網(wǎng)進行擾動仿真,根據(jù)軌跡分岔理論求取軌跡的鞍結(jié)分岔點,應(yīng)用初始狀態(tài)至鞍結(jié)分岔點的變化軌跡求取電壓穩(wěn)定裕度。

(2)一種新的軌跡追蹤方法。假定狀態(tài)空間下的節(jié)點靜態(tài)電壓穩(wěn)定數(shù)學模型為式(1):

(1)

上式中,f1、f2為依次的電網(wǎng)擾動,根據(jù)電壓穩(wěn)定靜態(tài)模型得出的靜態(tài)電壓仿真曲線如圖1所示。

圖1中,狀態(tài)1曲線對應(yīng)數(shù)學模型g(y)=g(VT,?茲T),狀態(tài)2曲線對應(yīng)數(shù)學模型g(y)=g(VT,?茲T,f1),狀態(tài)3曲線對應(yīng)數(shù)學模型g(y)=g(VT,?茲T,f1,f2)。從失穩(wěn)因素集合構(gòu)成上看,每一個擾動都將惡化電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平。

從圖1追蹤曲線上看,對于狀態(tài)1,電壓失穩(wěn)臨界點并不是曲線本身的鞍結(jié)分岔點,而是點A,原因是點A右側(cè)的運行狀態(tài)中只要發(fā)生f1擾動系統(tǒng)運行狀態(tài)立即轉(zhuǎn)換為狀態(tài)2,此時系統(tǒng)已經(jīng)處于失穩(wěn)狀態(tài);同理狀態(tài)2的電壓失穩(wěn)臨界點將是點B。

本論文將根據(jù)上述軌跡追蹤方法,提出新的電壓穩(wěn)定裕度指標,并在實際系統(tǒng)驗證穩(wěn)定裕度指標的有效性。

3.2.3 基于分岔理論的含風電場電力系統(tǒng)電何榷ㄑ芯俊N實現(xiàn)電壓穩(wěn)定指標的在線求取,本研究將應(yīng)用分岔理論針對含風電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法進行研究。

當電力系統(tǒng)負荷水平及發(fā)電機輸出功率確定時,常規(guī)潮流方程可表示為(2)。

(2)

定義向量y=[V,?茲]T,其中VT和?茲T分別表示系統(tǒng)電壓幅值列向量和相角列向量;定義P和Q分別為式(2)等號左側(cè)Pgi-PLi和Qgi-QLi構(gòu)成的向量;Pe(y)、Qe(y)分別為等號右側(cè)對應(yīng)的向量,則潮流方程可描述為式(3)。

(3)

以建模風電場有功Pw為控制參數(shù),建模風電場無功Q分兩種方式考慮:一是按構(gòu)建的靜態(tài)P-Q-V模型考慮;二是按照有功功率變化過程無功功率恒定不變考慮。于是含控制參數(shù)的風電系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析數(shù)學模型為式(4)。

g(y)=g(VT,?茲T,Pw) (4)

仿真曲線如圖2所示。

當建模風電場的注入有功功率Pw=0.57pu時,系統(tǒng)發(fā)生鞍結(jié)分岔,而采用無功恒定模型靜態(tài)電壓穩(wěn)定水平明顯要高,這也進一步說明風電場模型的選取將直接影響電壓穩(wěn)定的分析結(jié)果。

由于實際電力系統(tǒng)中,發(fā)生變化的控制參數(shù)不僅僅有一個,往往在一個參數(shù)變化過程中同時伴隨著其他參數(shù)變化,例如:風電場有功變化過程中發(fā)生臨近線路跳閘、變電所電容器投切、機組跳閘等,這即會改變網(wǎng)架結(jié)構(gòu),同時改變了發(fā)供電的平衡,進而影響了電壓變化軌跡的特性。

本論文將基于上述研究基礎(chǔ)上進一步研究多參數(shù)變化的系統(tǒng)鞍結(jié)點分岔特性,總結(jié)其變化規(guī)律,提出一種新的應(yīng)對多參數(shù)變化的電壓穩(wěn)定分岔點分析方法。

參考文獻

[1]余貽鑫,王成山.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的理論與方法[M].北京:科學出版社,2001.

[2]趙萬明,黃彥全,等.電壓穩(wěn)定靜態(tài)方法綜述[J].電氣開關(guān),2009,NO.1.

[3]程浩忠,吳浩.電力系統(tǒng)無功與電壓穩(wěn)定性[M].北京:中國電力出版社,2005.

[4]潘文霞,陳允平,沈祖志.電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù),2001,25(9):51-54.

篇7

在本屆與模擬技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域中,值得關(guān)注的是支持軟件無線電設(shè)備及多模接收設(shè)備的模擬濾波器技術(shù)、數(shù)字校正技術(shù),以及性能接近晶體振蕩器的CMOS LC振蕩器。

最近幾年,面向軟件無線電以及認知無線電的研發(fā)工作變得活躍起來。為了實現(xiàn)這兩種技術(shù),可在寬頻帶中利用的RF收發(fā)器技術(shù)以及可重新配置的模擬基帶電路技術(shù)是必不可少的。

NEC支持軟件無線電設(shè)備的離散時間型低通濾波器采用Duty-cycle調(diào)制方式可變電壓/電流元器件(跨導器),實現(xiàn)了從400kHz一30MHz的可變帶寬[3.1]。

PLL及振蕩器在高性能和新工藝方面也有進展。加州大學圣地亞哥分校等的N分頻PLL,帶寬擴展到975kHz,并利用量化噪聲適應(yīng)性消除電路改善了相位噪聲[19.2]。

另外,電源芯片則是在改善調(diào)節(jié)器的功率、效率以及提高速度、擴展帶寬和降低電壓方面取得了進展。美國亞利桑那州大學了供高效率功放使用的調(diào)節(jié)器,同時采用了AB類放大器和開關(guān)調(diào)節(jié)器[24.8]。

(夏普公司電子器件開發(fā)本部 藤本義久)

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器:實現(xiàn)了24GSPS和0.2V驅(qū)動所有指標的記錄都被刷新

ADC/DAC等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域都在采用更先進的工藝,并不斷降低電壓。入選本屆ISSCC的論文中有超過50%的論文采用了130nm以下的工藝,而采用65nm工藝的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的論文數(shù)量占到了全部論文的25%。

在工藝發(fā)展的帶動下,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的功耗在逐漸降低,品質(zhì)因數(shù)也在不斷改善。以前,衡量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器性能的指標是速度、精度以及功耗。但最近,品質(zhì)因數(shù)與驅(qū)動電壓也和速度一起成為必需的評價指標。其原因在于,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器在便攜式設(shè)備應(yīng)用中的重要性正在增加。在本屆會議上,這三個指標均有所突破。

加拿大Nortel公司了速度最快的CMOS電路,采樣速率高達24GSPS[30.3]。該CMOS芯片采用90nm CMOS工藝制造,集成了160個通道的6位精度SAR型ADC,令其交替工作。從而實現(xiàn)了極高的采樣速率。

荷蘭特文特大學的ADC的品質(zhì)因數(shù)達到4.4fJ[12.4],這一數(shù)值僅相當于以往的1/10。獲得這一指標的原因是,該產(chǎn)品采用了對電容電壓進行分階段控制的技術(shù)。

在低電壓驅(qū)動方面,麻省理工學院了利用0.2V電壓驅(qū)動的Flash ADC[30.8],并為此新開發(fā)了可利用亞閾值區(qū)電壓工作的技術(shù)。

(富士通研究所系統(tǒng)芯片電路開發(fā)研究所 冪本三六)

RF:基于CHOS工藝的毫米波PATHz高頻應(yīng)用進入視野

與ISSCC 2007一樣,本屆會議上也陸續(xù)了許多基于CMOS工藝的毫米波電路。以前,面向60GHz或77GHz頻段的芯片是以化合物半導體為主,但在2006年出現(xiàn)了基于SiGe工藝的芯片,到2007年又有基于CMOS工藝的接收器。在本屆IS SCc上,終于也見到了采用CMOS工藝集成PA的毫米波芯片。于是,全部采用CMOS工藝的毫米波收發(fā)器開始具有現(xiàn)實意義。

NEC了面向60GHz頻段的收發(fā)器[31.1]。發(fā)射電路中集成有I/Q調(diào)制器、DA(驅(qū)動放大器)、VGA(可變增益放大器)和PA(功率放大器)。接收電路中集成有LNA(低噪聲放大器)、VGA、驅(qū)動放大器和I/Q解調(diào)器。PA的輸出功率達到8.4dBm,增益也高達10.3dB。

在頻率更高的接收器中,集成度也在不斷提高。加拿大多倫多大學和意法半導體共同了95GHz接收器[9.1]。該接收器采用65nmCMOS工藝,不僅集成了LNA、混頻器和IF放大器,而且集成了VCO和分頻器。工作頻率高達76GHz~95GHz,轉(zhuǎn)換增益為12.5dB,噪聲系數(shù)為7dB,VCO的相位噪聲是-95dBc/Hz(1MHz偏置)。該接收器的工作溫度甚至可以達到100℃。

基本電路的工作頻率也有顯著提高,超出毫米波而應(yīng)用到THz級頻率的CMOS技術(shù)也已經(jīng)出現(xiàn)。美國佛羅里達州大學的410GHz推一推振蕩器采用了45nm CMOS工藝[26.1]。由于其頻率太高,常規(guī)的探頭難以測量,因此芯片上還裝備了用于測量的天線。

(松下電器產(chǎn)業(yè)公司半導體器件研究中心 酒井啟之)

無線通信:UWB、手機和WLAN都在向更高的集成度發(fā)展

無線通信領(lǐng)域由“UWB相關(guān)技術(shù)”、“手機收發(fā)器”和“WLAN/WPAN(無線個人局域網(wǎng))收發(fā)器”等三個專題會議構(gòu)成。

在UWB相關(guān)技術(shù)的專題中最值得注意的論文是Alereon公司的UWB收發(fā)器[6.4]。而在手機收發(fā)器方面,ADI公司無需SAW濾波器的收發(fā)器對于今后的技術(shù)發(fā)展很有參考價值[10.2]。

WLAN方面,Atheros通信公司的2×2 MIMO SoC的論文頗為引人矚目,這款SoC支持IEEE802.11n標準[20.2]。802.11n標準產(chǎn)品的高成本問題此前一直難以解決,但Atheros公司的這款SoC面積很小,很可能會獲得相當廣泛的應(yīng)用。該領(lǐng)域與數(shù)字SoC一樣,采用先進工藝以提高集成度、進而降低電壓的競爭非常激烈。2005年,支持IEEE 802.11b標準的SoC已經(jīng)達到很高的水平;其后,2006年了支持IEEE 802.11a/b/g標準的SoC;2007年支持2×2MIMO的無線模擬單元;2008年又了2×2MIMO的SoC,集成度每年都有所提高。

(東芝公司半導體研究開發(fā)中心 濱田基嗣)

有線通信:利用現(xiàn)有的傳輸線路向更高速度和更長距離發(fā)展利用DSP的補償超越以往極限

在該領(lǐng)域中引人注目的是數(shù)字加速技術(shù),即將輸入到接收器的信號利用ADC采樣之后再使用DSP等進行處理。當利用已經(jīng)鋪設(shè)的現(xiàn)有傳輸線路進行10Gbps的高速通信時,到達接收器的信號有可能會惡化,甚至不能保持發(fā)送時的原始信號狀態(tài)。在本屆會議上,首次了能夠自適應(yīng)地恢復(fù)信號并符合IEEE各項標準的技術(shù)。

美國ClariPhy通信公司的收發(fā)器將使用300m多模光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率從2.5 Gbps提高到了10Gbps[11.7]。這種收發(fā)器利用CMOS工藝將支持10Gbps的ADC和DSP集成在了一塊芯片上。美國Teranetics公司的收發(fā)器則將利用10Gbps雙絞線的通信距離從35m延伸到100m[5.5]。NTT公司的時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路可以兼顧到兩個方面:它能夠瞬時且同步地響應(yīng)脈沖串信 號輸入的第1位信號,也能夠容許160位的連續(xù)無翻轉(zhuǎn)信號[11.4]。該恢復(fù)電路是利用∑型DAC來提高頻率精度而實現(xiàn)的。

(NTT公司微系統(tǒng)集成研究所 大友佑輔)

高性能數(shù)字電路:工藝發(fā)展出現(xiàn)新挑戰(zhàn)芯片面臨功耗及特性不一致等問題

半導體產(chǎn)業(yè)仍在遵循著摩爾定律不斷發(fā)展。在高性能數(shù)字電路領(lǐng)域,隨著工藝的繼續(xù)發(fā)展,出現(xiàn)了復(fù)雜度和集成度更高的處理器。在本屆ISSCC上,各公司及機構(gòu)針對高集成度芯片暴露出的問題提出了自己的技術(shù)方案。這些挑戰(zhàn)包括不斷增加的功耗,處理性能達到極限,工藝、電壓及溫度的不一致性等。

英特爾公司了4核Itanium處理器。這款處理器可以使用低達0.7V的電壓工作,從而減低了功耗。而且,為了提高可靠性,處理器的鎖存電路中采取了減小軟誤差率的措施[4.6和4.7]。在處理器的多內(nèi)核及多線程的發(fā)展過程中,Sun微系統(tǒng)公司也注意到應(yīng)該提高單線程的性能。該公司的SPARC處理器在進一步發(fā)展亂序執(zhí)行能力以提高單線程性能的同時,總共可以并行執(zhí)行32個線程[4.1和4.2]。對于芯片的工藝、電壓及溫度的不一致性等問題,美國密歇根州大學了一種可自行修正延遲誤差的技術(shù)――Razor II[22.1],可以動態(tài)地自動調(diào)節(jié)電壓及頻率。

(日立制作所信息/通信部門 丹場展雄)

低功耗數(shù)字電路:在降低功耗方面竭盡全力便攜式設(shè)備在性能方面又有突破

在低功耗數(shù)字電路領(lǐng)域引人注目的論文之一是英特爾公司的低功耗x86處理器[13.1]。采用45nmCMOS工藝和簡單的2-issue順序流水線,實現(xiàn)了2GHz的工作頻率和低于2W的功耗,比以往的x86處理器的功耗小一個數(shù)量級。此外,TI公司了用于手機的單芯片,采用了45nmCMOS工藝。

瑞薩科技等6家公司了用于手機的第3代單芯片產(chǎn)品,將基帶處理器和應(yīng)用處理器集成在一起[13.3]。該芯片將基于21個電壓域的電源關(guān)斷功能和部分時鐘激活功能組合起來,進一步降低了功耗。同時,芯片中集成的存儲器管理單元可以讓用于媒體處理的IP核共享虛擬存儲器空間,并通過有效利用外部存儲器等措施實現(xiàn)了更高的性能。

索尼公司的圖像處理器讓人們感覺到便攜設(shè)備的畫面質(zhì)量正在不斷提高,并且圖像識別技術(shù)將得到靈活的應(yīng)用[16.4],現(xiàn)在已經(jīng)有可能在便攜設(shè)備中采用H.264標準對HDTV信號進行編/解碼處理。這款圖像處理器具有512GOPS的運算性能,每秒鐘能處理60幅分辨率為1920×1080的圖像。在不斷提高分辨率的發(fā)展方向之后,這款處理器可能會引領(lǐng)新的潮流:通過圖像處理提高畫面質(zhì)量、并靈活應(yīng)用圖像識別和圖像檢索技術(shù)。

(日立制作所中央研究所 荒川文男)

存儲器領(lǐng)域:大容量、低成本、高速率、非易失新技術(shù)相繼問世

在NAND閃存方面,43nm-60nm、16Gb容量、3位,單元、34MHz(4值)/100MHz(2值)的擦寫速度等技術(shù)相繼推出。引人注目的未來技術(shù)是三星電子公司的45nm單元疊層型4Gb NAND閃存[28.3]。

SRAM方面,英特爾公司的45nm嵌入式SRAM首次采用了高k材料/金屬柵[21.1]。包括這一款在內(nèi)的4篇有關(guān)45nm SRAM的論文都了降低功耗、解決不一致性等的技術(shù)。

DRAM則在不斷提高速度。嵌入式DRAM方面,中國臺灣地區(qū)的TSMC利用65nm Bulk CMOS工藝實現(xiàn)了500MHz的工作頻率,并集成人SOI中。包括這一款在內(nèi),總共有4篇關(guān)于65nm嵌入式DRAM的。三星電子公司了業(yè)界第一款支持GDDR5標準的圖形DRAM,實現(xiàn)了每引腳6Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率[14.5]。

(瑞薩科技公司 日高秀人)

攝像器件/醫(yī)療/顯示器/HEHS/傳感器:像素間距不到Iμm的攝像器件適于埋置在人體內(nèi)的放大器

美國斯坦福大學的攝像器件的像素間距極為窄小,只有0.7μm[2.3]。以往的產(chǎn)品中,最小的像素間距是1.2μm。新器件的間距比以前窄了40%。這款攝像器件在光電轉(zhuǎn)換和信號電荷的傳輸中使用了幀傳輸CCD。但其信號的讀取方法和CMOS傳感器類似,并采用CMOS工藝制造。

斯坦福大學在芯片上陣列配置了166×76個16×16的光電二極管(像素群)。包括不直接參與圖像生成的像素在內(nèi),總像素數(shù)達323萬。該大學將這樣的配置叫做多孔徑(Multi-aperture)。該款攝像器件應(yīng)用了立體照相機的原理,可獲得所拍攝景物的縱深信息,并生成三維的圖像。

在東芝公司的CMOS傳感器中,除了RGB三原色之外,又增添了W(白色)[2.5]。當所拍攝景物的照度很低時,可以提高畫面質(zhì)量。這款CMOS傳感器可以生成16個像素的全彩圖像,包括2個R像素、4個G像素、2個B像素以及8個W像素。而且,在曝光過程中可以把信號電荷從光電二極管排出,以避免出現(xiàn)白噪聲。因此,動態(tài)范圍得到了擴展,可達14位灰階。

在醫(yī)療領(lǐng)域,美國Medtronic公司和MIT的放大器適用于檢測由于腦部病變而引起的神經(jīng)細胞的微弱信號[8.1]。其特點是放大時的噪聲及功耗都很低,能夠應(yīng)用于便攜式設(shè)備及可埋置在人體內(nèi)的設(shè)備中。

(索尼公司半導體亨業(yè)集團 角博文)

未來技術(shù):仿生電子,保健護理領(lǐng)域盛況空前近距離通信技術(shù)向高性能,多樣化發(fā)展

在本屆會議上,未來技術(shù)領(lǐng)域面向仿生/保健護理等相關(guān)領(lǐng)域提出了新的電路技術(shù)以及應(yīng)用方案。具體來說,包括生物信息的監(jiān)視技術(shù)以及可埋置于人體內(nèi)的芯片等。

日立制作所了關(guān)于實現(xiàn)人類生命活動可視化的技術(shù)[7.1]。該技術(shù)可以利用徽章型(體積為30cm3)的無線傳感器模塊連續(xù)監(jiān)視體溫4個月。產(chǎn)品的電池壽命是3年??梢哉f,面向仿生/保健護理領(lǐng)域,這項成果顯示出電子技術(shù)新的應(yīng)用可能性。

此外,值得注意的領(lǐng)域是近距離通信技術(shù),包括芯片與芯片之間的通信技術(shù)、人體局域網(wǎng)(BAN,body area network)以及RFID等技術(shù)。在上一屆會議上這些領(lǐng)域都曾經(jīng)受到關(guān)注,而在這一屆越發(fā)突出了高性能化和多樣化的進展。

從2004年以來,日本慶應(yīng)義塾大學和東京大學的小組連續(xù)了采用電感耦合方式的芯片間通信技術(shù)。在本屆會議上,他們了采用異步方式的技術(shù),同以前相比,通信速度提高了11倍[15.7]。利用和電容耦合方式相當?shù)耐ㄐ潘俣?11Gbps),可以實現(xiàn)5倍于電容耦合方式的通信距離。

篇8

論文關(guān)鍵詞:移相控制,脈寬調(diào)制,軟開關(guān)變換器

引言

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,功率變換器(PowerConverters)在開關(guān)電源、電機驅(qū)動控制、高頻感應(yīng)加熱、焊接電源、電網(wǎng)的無功補償和諧波治理等眾多領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。為了實現(xiàn)功率變換器裝置的高性能、高效率、高可靠性、減小體積和重量,必須實現(xiàn)功率變換器中開關(guān)管的軟開關(guān)(SoftSwitching)。軟開關(guān)變換技術(shù)是近年來電力電子學領(lǐng)域中的熱門話題,軟開關(guān)理論的深入研究及軟開關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使電力電子變換器的設(shè)計出現(xiàn)了革命性的變化。

1軟開關(guān)的定義

所謂的“軟開關(guān)”是與“硬開關(guān)”對應(yīng)的,凡用控制的方法使電子開關(guān)在其兩端的電壓為零時導通電流,或使流過電子開關(guān)的電流為零時關(guān)斷,則此開關(guān)稱為軟開關(guān)。它能克服傳統(tǒng)的硬開關(guān)的開關(guān)損耗,理想的軟開關(guān)的開關(guān)損耗為零,從而可提高功率變換器的傳輸效率。

最理想的軟開關(guān)開通過程是零電壓開通,即:電壓先降到零,然后,電流再緩慢上升到通態(tài)值,在這個過程中,開通損耗幾乎為零,而且開通器件上的電壓在開通時下降為零,器件的結(jié)電容上的電壓也為零,不存在容性開通的問題,此意味著二極管已經(jīng)截至,其反向恢復(fù)過程結(jié)束,故也不存在二極管的反響恢復(fù)問題;與之相對應(yīng)的是軟開關(guān)關(guān)斷過程(零電流關(guān)斷):電流先降到零,然后,電壓再緩慢上升到斷態(tài)值,在這個過程中,關(guān)斷損耗幾乎為零,而且關(guān)斷器件上的電流在關(guān)斷時下降為零,線路中的電感上的電流也相應(yīng)為零,因此不存在感性關(guān)斷的過程。

上述開關(guān)過程對應(yīng)的波形如圖1所示,圖中還畫出了硬開關(guān)的工作波形,以示對比。

軟開關(guān)

硬開關(guān)

篇9

關(guān)鍵詞:變壓器,變比測試,安全性

 

變壓比測試試驗是電力變壓器交接試驗中的一個必做項目,測量變比的目的是:1、檢查變壓比是否與銘牌相符,以保證達到要求的電壓變換;2、檢驗電壓分接開關(guān)的狀況;3、檢查變壓器繞組匝數(shù)比的正確性;4、變壓器發(fā)生故障后,常用測量變比來檢查變壓器是否存在匝間短路;5、提供變壓比的準確程度,以判斷變壓器能否并列運行。國標GB1094-79規(guī)定:“電力變壓器的變壓比,除電壓在35kV以下且小于3的變壓器允許偏差為±1%外,其它所有變壓器(額定分接)允許偏差為±0.5%。”對變壓器變比的測試,我所在班組一般采用單相雙電壓表法。變壓器變壓比測試的單相法,是根據(jù)三相變壓器的不同連接組別,將200V單相電壓依次施加在高壓側(cè)的兩個端子上,同時測量低壓側(cè)對應(yīng)端子上的電壓,然后計算出變壓比。使用單相法試驗的接線和計算方法如表1:

由于日常工作中較多接觸到的是10kV中小型配電變壓器,而且變壓器的類型不多,同時變壓器變壓比的變化也有限,所以,在實際工作中,本人根據(jù)這些數(shù)據(jù)制作了一份表格,見以上表2及表3。兩個表格是工作現(xiàn)場使用的簡化版,在擬制變壓器整體試驗報告時,所使用的參數(shù)是已進一步細分了的表格。表2是Y.yn0變壓器變比測試數(shù)據(jù)對照表; 表3:D.yn11變壓器變比測試數(shù)據(jù)對照表

把不同組別的變壓器及其相應(yīng)各個變壓比試驗數(shù)據(jù)歸納在一起,用測試數(shù)據(jù)與該表對比一下,只要低壓側(cè)測試電壓與相應(yīng)的標準電壓相差不超過±0.03V,就可以知道測試結(jié)果是否正確。在變比測試工作中,我發(fā)現(xiàn)使用這種方法不但試驗接線較麻煩、操作程序繁瑣,工作效率低(工作速度慢、操作人員多),而且在對D.yn11型變壓器進行測試時接線較容易出錯和不安全。這是因為在對變壓器兩相施加試驗電壓時,需要對相應(yīng)的端子進行短接,如果不小心接錯了線,就很容易造成短路,損壞設(shè)備,所以有必要對這種測試方法進行改進。經(jīng)過分析,如果不考慮試驗數(shù)據(jù)的分析處理和打印功能的話,利用現(xiàn)成的設(shè)備和技術(shù),使用較少的資金對現(xiàn)有的設(shè)備進行實用性改造,完全可以使測試工作的效率和安全性達到使用專用儀器的水平。因此,我以此為課題:探索如何充分利用現(xiàn)有的試驗設(shè)備和用較少的資金,來提高變壓器變壓比測試工作的效率與安全性。

在日常工作中,進行這項工作需要3個試驗員,具體的任務(wù)分配是:1個人負責加試驗電壓及記錄試驗數(shù)據(jù),2個人分別站在被試變壓器的高、低壓側(cè)更換試驗接線(換相和更換分接開關(guān))以及在施加電壓時作監(jiān)護人。我把變壓器變比試驗工作的操作程序進行了分解(其中的步驟1稱為變壓器極性測試),對每一項步驟進行詳細地分析,具體試驗工作的流程如下步驟:步驟1是確定被試變壓器的接線組別;步驟2是根據(jù)變壓器的接線組別連接試驗設(shè)備;步驟3是檢查試驗接線,確認正確無誤后,把電壓調(diào)升至要求值,記錄試驗數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)符合到試驗要求,進行換相、換檔工作,直至所有相位、檔位全部測試完畢;步驟4是解除試驗接線,恢復(fù)變壓器至使用狀態(tài),試驗工作結(jié)束。經(jīng)統(tǒng)計分析,2001年6―8月份,我班組一共對23臺配電變壓器進行了交接試驗,其中有3檔位的Y.yn0變壓器5臺,3檔位的D.yn11變壓器10臺。5檔的D.yn11變壓器8臺。試驗過程中,步驟3占了變壓器變比試驗的大部分時間,是造成變壓比測試效率低的主要原因。針對這一問題,對此進行進一步的分析發(fā)現(xiàn):盡管3種變壓器的檔數(shù)不同、試驗接線也不盡相同,但步驟3每檔換相的耗時是相近的―約為39秒,而在對D.yn11變壓器的試驗接線中存在的短接線是導致工作不安全的因素。所以,要提高變壓器變壓比測試的工作效率與安全性,關(guān)鍵是要縮短換相時間和取消短接線,而采用三相變壓比測試法就可以達到這個目的。免費論文。

根據(jù)三相變壓比測試法的要求,對此我設(shè)計了三個方案:方案一、購置有關(guān)變壓器變壓比測試的專用設(shè)備以替代現(xiàn)有的試驗設(shè)備。方案分析:現(xiàn)在的變壓器變壓比測試專用設(shè)備采用了單片機技術(shù),操作簡單,讀數(shù)方便,功能強大,但其價格昂貴――金迪科儀公司的變壓器變壓比測試儀售價3萬多元,而據(jù)反映,其實用效果并不理想。另一種測試設(shè)備――QJ35型變壓比電橋,其價格亦不菲,而且這種設(shè)備測量倍率窄,操作繁瑣。因此,這個方案不可取。方案二、以現(xiàn)有的三相調(diào)壓器為核心制作三相法測試操作箱:方案分析:這種方案的試驗接線如圖1。采用這種方案試驗時,對三相電源電壓的平衡性和穩(wěn)定性要求較高,但是一方面由于試驗現(xiàn)場一般是沒有三相電源的,要取得三相電源比較困難,即使能取到三相電源,但由于工地其他工作機械的影響使得電壓難以平衡和穩(wěn)定;另一方面,測試使用三相調(diào)壓器的重量達到20多公斤,體積為600×250×250mm3(其重量和體積與一瓶充滿了氣的液化石油罐差不多),這對于我們每天都不斷更換工作場所的班組來說,它的塊頭也略嫌大了點,使用起來不方便?;谝陨蟽蓚€原因,亦放棄了這個方案。免費論文。方案三、應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù),制作以單進三出(1AC-INPUT/3AC-OUTPUT)的交―交變頻電路為核心的三相法測試操作箱;方案分析:電力電子技術(shù)是一種電力變換技術(shù),它使用功率半導體器件對電能進行控制和變換――包括電壓、電流、頻率和波形等方面的變換,而市面大量銷售的變頻器具備了單相交流電源輸入、三相交流電源穩(wěn)定平衡輸出的能力,所以我設(shè)計了這個以單進三出變頻器為核心的三相法測試操作箱。三相法測試操作箱的電氣原理如圖1

圖中的單進三出變頻器采用是的是三菱公司FR-S520S-0.75K-CH型變頻器。它具有過流、過壓保護裝置和軟啟動功能――開機后,按啟動鍵,輸出電壓能在5秒內(nèi)從0V/0HZ上升到200V/50HZ,按關(guān)機鍵,在電壓可以5秒內(nèi)從00V/50HZ下降到0V/0HZ。由于采用了兩個多功能電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和SA2,換相的工作可以在操作箱上帶電進行,而不必斷開電源和更改變壓器上試驗接線的步驟,減少了重復(fù)的工作,提高了工作效率;由于采用三相測試法,所以在對D.yn11型變壓器測試時就不必使用接線,而且操作箱提供了完善的防止在工作中誤觸電的裝置和信號,提高了換相和換檔工作的安全性。根據(jù)在現(xiàn)場對800kVA變壓器變壓比測試的數(shù)據(jù),對變壓器變高壓施加200V電壓時,試驗回路中的電流只有76mA,設(shè)COSφ為1,則使用三相法所需要的功率為200×0.076×1.732×1=26.3W。消耗的功率之所以這么小,是因為這相當于用2%的額定電壓對變壓器做空載試驗,這個電流是變壓器的勵磁電流。在工作中接觸的配電變壓器的容量一般不超過2500kVA,而變壓器的勵磁電流的大小與變壓器的容量并不是等倍數(shù)增長的。因為26.3×2500/800=82.2W,所以,估計用100W功率的變頻器已能基本滿足進行三相測試工作的需要;考慮到變頻器的容量應(yīng)為負載的五倍時,輸出的三相電壓波形才會最接近正弦波,因此,把變頻器的容量定為不小于500W。制作這種操作箱是不存在什么技術(shù)困難的,所花費的人力和時間也不多。因此,我決定采用這個方案并順利地制作出這個變壓比測試箱。2001年10月下旬開始,使用該變壓比測試箱對16臺配電變壓器進行了變壓比測試工作,測試數(shù)據(jù)見統(tǒng)計表4。免費論文。由上表可以看出,使用測試變比箱后,試驗人數(shù)由3人減少至2人,而換檔工作所花費的時間由原來的平均39秒下降至現(xiàn)在的22秒,而且在操作上更方便、更安全可靠,完全達到了預(yù)期的設(shè)備技術(shù)改造的目標。

篇10

論文關(guān)鍵詞:PH檢測及控制系統(tǒng)的發(fā)展

 

PH工業(yè)在線檢測及控制系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛,如食品、制藥、化工、表面處理、水處理行業(yè)等,由于系統(tǒng)的檢測實時性、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性及其操控性能都非常優(yōu)良,所以已被越來越多的行業(yè)所采用。萃取生產(chǎn)現(xiàn)場的PH檢測及控制有許多實際操作上的難點,諸如現(xiàn)場采集點比較多,操作及檢測不方便造成檢測失準及壽命縮短等等。

選擇合適的電極,是整個系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的因素,因為一般的PH電極的探頭都是一種玻璃類膜狀物質(zhì)制成的,里面注入有參比溶液,工作時參比液從玻璃膜中滲出,有機酯類會堵塞探頭造成電極的損壞。

特征

萃取工藝目前PH檢測探現(xiàn)場采集點比較多,PH檢測不準,操作復(fù)雜科技論文格式,其運行不穩(wěn)定。筆者通過長期的實踐,將PH自動控制系統(tǒng)不斷的改進為:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便,檢測質(zhì)量高,控制反應(yīng)快的一套系統(tǒng)。這里將我個人的一些方案和體會同大家一起分享一下,請大家多多指教。

方案

筆者通過不斷的摸索發(fā)現(xiàn)通過下述技術(shù)方案可以得以很大的改進:

萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng),萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng),包括至少一個PH檢測器,以及與PH檢測器連接的控制系統(tǒng),其特征在于,所述控制系統(tǒng)包括主機、以及與主機連接有至少一個PH控制器。PH檢測器用以檢測待測物的PH離子濃度,測量變送器將信號轉(zhuǎn)化、傳遞回控制系統(tǒng)。PH控制器控制模擬量輸出,以此輸出模擬量控制PH值調(diào)節(jié)。

所述的PH檢測器包括測量變送器,且測量變送器與控制系統(tǒng)連接。

所述測量變送器連接有PH測量探頭,測量變送器通過測量電纜與PH測量探頭連接,PH測量探頭設(shè)置有PH電極。所述的PH電極為E+H電極。

所述的主機為PC機或者PLC控制器。

所述PC主機,PC主機連接有RS232主線, RS232主線連接有RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊,RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊連接到RS485主線。

PLC控制器直接與RS485主線連接。

所述的PH控制器主要包含模擬量控制模塊,模擬量控制模塊主要由CPU、以及模擬量輸出單元、以及擴展I/O單元組成。模擬量輸出單元包括連接單元、設(shè)置輸出量程、模擬量輸出接線、以及梯形編程架構(gòu)的CPU。模擬量控制模塊通過RS485主線連接與主機連接。

模擬量控制模塊連接有電控球閥。

所述的電控球閥并聯(lián)有手動球閥,且所述的電控球閥與反應(yīng)釜連接。

測量原理:PH值測量的PH值,用于度量單位的酸度或堿度的液體介質(zhì),玻璃PH電極提供具有電化學的潛力,這種潛力取決于介質(zhì)的PH值論文格式。而這種潛力將生成的H 正離子通過外層膜的離子選擇性滲透。在一點形成一個具有潛力的電化學邊界層。以一個集成的Ag或AgCl參考系統(tǒng)作為參比電極。PH檢測器將相應(yīng)的PH值轉(zhuǎn)換為能斯特方程測量的電壓。

將PH測量探頭探伸到反應(yīng)釜中,PH電極將選擇性的滲透外層膜的離子,從而形成電化學邊界層,采用集成的Ag或AgCl參考系統(tǒng)作為參比電極。PH檢測器應(yīng)用能斯特方程測量出電壓科技論文格式,從而將電壓轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號。該電壓數(shù)字信號將被傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進行處理與應(yīng)用。

模擬量控制模塊內(nèi)置有根據(jù)能斯特方程編寫的編碼程序、以及模擬量輸出單元。編碼程序?qū)⒋娣庞谔菪尉幊碳軜?gòu)CPU中,模擬量輸出單元將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量,模擬信號的輸出范圍如下所述,其中橫軸為十六進制數(shù);縱軸為模擬量。

如圖5所示,模擬量為:–10 到10 V 。

十六進制數(shù)F448到0BB8對應(yīng)–10到10 V的電壓范圍,完整的輸出范圍是–11到11V。使用補碼來指示負電壓。

如圖6所示,模擬量為:0 到 10 V 。

十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)0到10 V的電壓范圍,完整的輸出范圍是–0.5到10.5V。使用補碼來指示負電壓。

如圖7所示,模擬量為:1到 5 V 。

十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)1到5 V的電壓范圍,完整的輸出范圍是0.8到5.2V。

如圖8所示,模擬量為:0 到20 mA 。

十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)0到20mA的電流范圍,完整的輸出范圍是0到21mA。

如圖9所示,模擬量為:4到20 mA 。

十六進制數(shù)0000到1770對應(yīng)4到20mA的電流范圍,完整的輸出范圍是3.2到20.8mA。

控制系統(tǒng)將根據(jù)電壓數(shù)字信號做出對應(yīng)的模擬量控制信號。模擬量控制信號通過模擬量控制模塊的輸出端輸出信號,輸出端輸出信號為預(yù)先設(shè)置好的配置參數(shù),該輸出信號被傳遞到電控球閥,如果某站PH值偏離了設(shè)定點,則通過控制加藥的流量來調(diào)整PH值。流量通過控制加藥管路中電控球閥的開閉程度來進行控制,可以使球閥開閉在任意位置。通過模擬量控制模塊來控制待測溶液的入料溶液的流量,以調(diào)整溶液的PH值。一般采用DA041作為模擬量控制模塊。

基于現(xiàn)場采集點多而分散的情況,系統(tǒng)采用分站采集,集中檢測與控制的方法,以利于現(xiàn)場管理與系統(tǒng)維護。

采集點向用戶提供工業(yè)控制中通用的RS485通訊接口。通訊協(xié)議采用MODBUS標準通訊協(xié)議,每個采集點的PH控制器可以作為從機與具有相同通訊接口并采用相同通訊協(xié)議的上位機,如PLC控制器、PC機通訊,實現(xiàn)對現(xiàn)場PH值的集中監(jiān)控,另外用戶也可以通過RS485主線連接數(shù)臺PH控制器作為從機。以實現(xiàn)PH控制器的多機聯(lián)動。通過該通訊口可以連接遠程控制鍵盤??蓪崿F(xiàn)用戶對PH控制器的遠程操作。

改進后系統(tǒng)的MODBUS通訊協(xié)議支持兩種傳送方式:RTU方式和ASCII方式,用戶可以根據(jù)情況選擇其中的一種方式通訊。

筆者發(fā)現(xiàn)如果做如上改進以后與現(xiàn)有技術(shù)相比科技論文格式,具有如下的優(yōu)點和有益效果:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便,檢測質(zhì)量高,控制反應(yīng)快。

附圖說明

圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明PH檢測多級連接示意圖。

圖3為本發(fā)明PH檢測單級連接示意圖。

圖4為本發(fā)明的PH檢測器示意圖。

附圖中標記及相應(yīng)的零部件名稱:1、PH檢測器;2、反應(yīng)釜;3、有機相;4、水相;5、攪拌器;6、電控球閥;7、手動球閥;8、水相出路;9、有機相進路10測量變送器;11、測量電纜;12、PH電極;13、PH測量探頭;14、藥劑。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

實施例一

如圖1、2、3、4所示,萃取工藝現(xiàn)場在線PH檢測及控制系統(tǒng),包括至少一個PH檢測器1,以及與PH檢測器1連接的控制系統(tǒng),其特征在于,所述控制系統(tǒng)包括主機、以及與主機的至少一個PH控制器。

所述的PH檢測器1包括測量變送器10,且測量變送器10與控制系統(tǒng)連接。

測量變送器10通過測量電纜11與PH測量探頭13連接,PH測量探頭13設(shè)置有PH電極12論文格式。

PH電極12為E+H電極。

如圖1所示,當主機為PC機時,PC機連接的RS232主線, RS232主線連接RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊, RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊連接RS485主線。

PH控制器與連接RS485主線。

主機PC機與RS232主線連接后,信號通過RS232轉(zhuǎn)RS485轉(zhuǎn)換模塊聯(lián)通到RS485主線,其做出的應(yīng)答反應(yīng)傳遞到PH控制器。PH控制器內(nèi)包含模擬量控制模塊,模擬量控制模塊內(nèi)置有相應(yīng)的根據(jù)能斯特方程寫的編碼程序,其通訊方式為:RTU方式和ASCII方式,用戶可以根據(jù)情況選擇其中的一種方式通訊。

當主機為PLC控制器時,主機直接連接到RS485主線進行通信,以實現(xiàn)控制器的多機聯(lián)動。

如圖2所示,PH檢測多級連接,反應(yīng)釜2中的有機相3與前一反應(yīng)釜2中的有機相3聯(lián)通,反應(yīng)釜2中的水相4與前一反應(yīng)釜2中的水相4聯(lián)通。

PH檢測器1的PH測量探頭13置于反應(yīng)釜2中,PH測量探頭13檢測反應(yīng)釜2中的離子粒度,將PH檢測信號通過測量電纜11以及測量變送器10發(fā)回控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)根據(jù)PH檢測信號做出相應(yīng)的應(yīng)答控制信號。應(yīng)答控制信號通過線路傳輸?shù)絇H控制器科技論文格式,PH控制器的模擬量控制模塊根據(jù)編碼程序做出應(yīng)答反應(yīng)。應(yīng)答反應(yīng)信號被傳遞到與模擬量控制模塊連接的電控球閥6,電控球閥6的開閉程度來進行控制待測溶液的入料溶液的流量,以調(diào)整溶液的PH值。當電控球閥6不啟用時,可以啟用手動球閥7。測溶液的入料溶液入口可為圖2中所示的有機相進路9,反應(yīng)釜2中內(nèi)置有有機相3和水相4以及攪拌器5,水相4聯(lián)通水相4出路8。

如圖3所示,PH檢測單級連接,反應(yīng)釜2單獨設(shè)置,之間不聯(lián)通。PH檢測器1的PH測量探頭13置于反應(yīng)釜2中,PH測量探頭13檢測反應(yīng)釜2中的離子粒度,將PH檢測信號通過測量電纜11以及測量變送器10發(fā)回控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)根據(jù)PH檢測信號做出相應(yīng)的應(yīng)答控制信號。應(yīng)答控制信號通過線路傳輸?shù)絇H控制器,PH控制器的模擬量控制模塊根據(jù)編碼程序做出應(yīng)答反應(yīng)。應(yīng)答反應(yīng)信號被傳遞到與模擬量控制模塊連接的電控球閥6,電控球閥6的開閉程度來進行控制待測溶液的入料溶液的流量,以調(diào)整溶液的PH值。當電控球閥6不啟用時,可以啟用手動球閥7。測溶液的入料溶液可為藥劑14。