高電壓技術論文范文

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高電壓技術論文

篇1

1.1高壓直流電網的技術發展

歐洲專家介紹了近海岸直流電網示范工程的研究結論,這項研究工作包括近海岸間歇性能源,直流電網經濟,控制保護等問題。兩個著名硬件設備開發商參與了該項目,完成用于測試控制技術開發的低功率模擬器,并證明保護算法可用于直流電網,開發出了基于電力電子和機械技術創新的直流斷路器;另有專家提出了利用有限的直流斷路器操作,設計具有故障清除能力直流網絡,模擬研究表明使用直流斷路器可迅速隔離直流側電網故障,即可在點對點的電纜方案中使換流器繼續支撐交流網絡。針對此問題,中國專家發言指出可采用全橋型子模塊拓撲結構來清除直流側故障,實現與電網換相換流器(LCC)相同的功能。德國專家提出了關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有輸電通道的容量,但存在一系列挑戰,包括利用可控、有效的方式實現多終端的操作管理,交直流系統的耦合效應,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,以及為試驗回路中晶閘管門極提供觸發能量的獨立高頻電源。

1.2可再生能源的并網

美國專家提出了近海岸高壓直流輸電系統設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時間等可靠性指標,并結合概率(蒙特卡洛)技術來評估風速波動對風電場的影響,且評估不同的系統互聯、系統冗余以及使用直流斷路器與否等技術方案的能量削減水平,提議將能量削減作為量化直流電網可靠性的指標。為設計人員選擇不同的技術方案、拓撲結構和保護方案提供依據。近海岸直流輸電換流站選址缺乏相關的標準、項目參考及工程經驗,難以給項目相關者提供合理的建議,并且可能會在項目的開發過程中引入風險。挪威專家針對此情況提出了一種從石油和天然氣行業經驗總結得出的技術資格要求,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。

1.3工程項目規劃、環境和監管

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優化設計方案,初步設計方案額定容量為600MW/±450kV,經過綜合比較,方案優化為300MW/±250kV,400MW/±300kV的雙極結構,并使用金屬回線作為最佳的技術和經濟解決方案。線路長度由原來的600km變為480km,但考慮到哥倫比亞輸電系統的強度問題,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劃構想了額定參數為2×4GW/±800kV雙極結構,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,額定參數為3GW/±500kV,雙極結構,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的可靠性和可用率;太平洋直流聯接紐帶介紹了延長太平洋北部換流站壽命的最佳方案,將原有的換流器變為傳統的雙極雙換流器結構,但保留多余的2個換流器閥廳,現以3.8GW/±560kV為額定參數運行。

1.4工程項目實施和運行經驗

新西蘭和德國專家提出“新西蘭直流工程新增極3的挑戰和解決方案”,該工程不僅要保證設備能承受較高的地震烈度,保障其在弱交流系統中安全穩定運行,還要設計合理的設備安裝地點,以及新建極與原有極的一體化控制保護系統;巴西互聯電力系統的Madeira河項目中SanAntonio發電廠對400MW的背靠背中第一個模塊及額定參數為3.15GW/±600kV雙極中的第一極進行充電,工程因交流系統沒有足夠的短路容量而延遲工期,后通過安裝500kV/230kV聯接變壓器得以解決。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案例中采用雙回VSC-HVDC饋入交流網絡,研究認為VSC-HVDC是首選的技術解決方案。

2FACTS裝置及技術應用

2.1可再生能源并網

丹麥專家開發了多電平靜止同步補償器(STATCOM)通用電磁暫態模型,并基于倫敦Array風力發電廠多電平STATCOM現場測量和電磁暫態仿真結果對比研究進行了驗證,仿真結果與現場測量結果比較相符,并顯示出良好的相關性。

2.2提高交流系統的性能

加拿大專家提出了用于工程規劃的通用VSC模型,開發了基于PSS/E的穩態和動態模型。驗證了該模型部分交流側和直流側故障,結果表明具有良好的相關性,可在新的工程規劃和規范研究中應用。伊朗專家提出了分布式發電并網中基于自適應脈沖VSC的新型控制方法,與另外兩種控制方法相比,諧波補償和電能質量改善比較表明,分布式發電中諧波含量減少,從而減少諧波注入交流網絡。“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,保護模塊和在線監測系統可使輸電線路變得更智能,該技術還可以用于管理功率潮流和額外參數測量。

2.3FACTS工程項目規劃、環境和監管

印度專家進行了動態補償裝置在印度電力系統的配置及選址研究,以易受故障擾動影響的印度西部地區為重點研究區域,并提出了無功功率控制補償器的最佳位置和動態范圍。

3電力電子設備的技術發展

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,串聯電容器和避雷器等重要組成部分,可在5.3ms內開斷電流。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中的應用,其可替代混合直流斷路器,開斷參數最大為10kA/5ms。斷路器包含電磁制動器、并聯諧振電路,已完成一個額定參數為80kV的斷路器樣機,并成功通過了開斷目標電流的試驗。

3.2新型半導體設備和換流器拓撲

篇2

論文摘要:發電側AVC子站通過遠動專線接收內蒙省調AVC主站下發的電廠側220KV母線指令。中控單元在充分考慮各種約束條件后,計算出對應的控制脈沖寬度,以通訊方式下發至AVC執行終端,由執行終端輸出增減磁信號給勵磁系統(或輸出至DCS),調節機組無功功率,發電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響,當勵磁電流發生改變時,發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節器(AVR)給定值實現。

一、

選題背景及其意義

近年來,隨著我國電力工業的迅速發展,電網規模的不斷擴大,電力系統的安全、經濟運行已成為電力生產的重大課題。必須不斷采用新技術在保證電力系統安全運行的前提下,提高電能質量、降低網絡元件中的電能損耗,從而獲得滿足安全運行條件下的最大經濟性和最好的電能質量。其中電網的自動電壓控制及無功優化(簡稱AVC)就是電力生產中提高電能質量,降低網損的重要手段。國家電力調度中心已經把這一項目列入了“十一五規劃”。

自動電壓無功調控系統AVC系統將發電廠母線電壓的調整由人工監控改為自動調控,具有以下意義:

1.提高穩定水平:網內電廠全部投入裝置后,通過合理分配無功,可將系統電壓和無功儲備保持在較高的水平,從而大大提高電網安全穩定水平和機組運行穩定水平。

2.改善電壓質量:電壓監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節的情況,有效降低了運行人員的工作強度。

二、國內無功電壓控制現狀

國內目前對發電廠無功電壓的管理考核方式,主要是由調度中心按照高峰、平谷和低谷等不同時段劃分母線電壓控制范圍,按季度向各發電廠下達曲線指標,發電廠則根據曲線要求,實行人工24小時連續監視盤表,及時調節發電機無功出力,以維持母線電壓在合格范圍內。這種沿用了多年的就地分散控制管理模式,在當前電網結構日益復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備運行計劃是離線確定的,并不能反映電網的實際情況,按照這種方式進行調節往往帶來安全隱患。

2.電網運行人員需要時刻監視系統電壓無功情況,并進行人工調整,工作強度大,而且往往會造成電網電壓波動大;

3.電廠之間,無功調節對相互母線電壓影響大,無功調節矛盾突出。由于各電廠只關注自身母線電壓,沒有從全局角度協調無功分配,電網無功功率無謂搬運現象突出,經常出現無功環流現象,造成不必要的有功損耗。各廠、站無功電壓控制沒有進行協調,造成電網運行不經濟。

上述問題的存在,既增加機組進相深度,影響機組和電網安全穩定運行,也使網損增加,影響經濟性。因此,有必要發展AVC(自動電壓控制)系統,從全局對電網無功潮流和發電機組無功功率進行協調控制,實現電廠母線電壓和無功功率的自動調控,合理協調電網無功分布,以保證電網安全穩定運行,提高電壓質量和減少網損,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,致使電網癱瘓。無功電壓自動控制技術越來越引起重視,在華北電網,基于分層分區控制技術的二/三次電壓控制技術在某些電廠逐步進入應用,而本論文依據包頭第二熱電廠現場改造的實際情況,將重點講述電廠側無功電壓控制方案在包頭第二熱電廠的應用。

三、課題研究的主要內容:

發電廠側AVC實施方案

信息來源:http:/1. 自動電壓無功調控系統控制方案

在發電側增設一套電壓無功自動調控系統,與調度中心共同組成AVC系統,以主站-子站星型網絡方式運行,主站和子站系統之間通過現有數據采集系統及數據通信網互連并完成信息交換。 發電側AVC子站通過遠動專線接收內蒙省調AVC主站下發的電廠側220KV母線指令。中控單元在充分考慮各種約束條件后,計算出對應的控制脈沖寬度,以通訊方式下發至AVC執行終端,由執行終端輸出增減磁信號給勵磁系統(或輸出至DCS),調節機組無功功率,發電機無功出力與機端電壓受其勵磁電流的影響,當勵磁電流發生改變時,發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節器(AVR)給定值實現。所以系統的無功電壓控制通過勵磁系統來實現。自動電壓調控系統AVC是通過改變發電機AVR的給定值來改變機端電壓和發電機輸出無功的。信息來自:輸配電設備網

包頭第二熱電廠300MW機組自動電壓控制(AVC)系統框圖

2.合理的設備配置方案

2.1.安全可靠的硬件配置

本工程采用中控單元/執行終端配置方式,共安裝兩套獨立的系統,每套設備配置臺中控單元(主/備)和2臺AVC執行終端,終端與機組一對一配置。AVC子站中控單元接收內蒙省調AVC主站下達的電廠側高壓母線電壓指令,在充分考慮各種約束條件后,計算出對應的控制脈沖寬度,下發至AVC執行終端,執行終端輸出增減磁信號給勵磁系統,由勵磁系統調節機組無功功率。

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,保證系統正常運行。主中控單元恢復后,自動切回主中控單元控制。

本工程共有中控單元2臺,執行終端2臺。

2.2.人性化的發電廠AVC子站軟件配置方案

2.2.1.包括完整的數據采集、處理、通信和診斷等各種軟件,應具有告警、具體故障內容的中文提示及事故記錄功能。軟件配置滿足功能規范的要求,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和在線安裝、生成、修改新的應用功能。

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施的接入能力。

2.2.6.具備較強的數據存儲功能,能夠長時間存儲運行數據、運行事件、系統參數和離線電壓設定曲線等數據。

3.對功能模塊的要求

3.1計算模塊應具有下列功能:

ü

根據高壓母線電壓調整量目標值計算電廠對應機組發出無功功率目標值。

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

選擇需要調整的機組,給出合適的調整指令。

ü

自動識別母線檢修,雙母線結構一條母線檢修,控制母線自動切換至另一條母線。

3.2.運行約束條件:

ü

AVC主站下發的調節信號突變限值;

ü

AVC主站控制無效時間限值;

ü

發電機參與調節的有功功率限值。

ü

發電機在不同的有功出力下對應的無功功率上下限;

ü

發電機的機端電壓上下限;

ü

發電機的機端電流上下限;

ü

高壓側母線電壓上下限;

ü

AVR自動信號消失;

ü

實時數據波動過于劇烈,超過設定值;

ü

實時數據不刷新;

ü

省調通信中斷;

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:AVC主站與子站閉環運行。

ü

開環:AVC子站系統根據本地設定電壓運行

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,均不會造成設備誤輸出。

ü

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

4.GPS對時接口

子站系統提供RS485串口(RS232口備用),可與廠內衛星定時系統GPS實現精確對時(對時誤差不大于1ms)。

5.自動電壓無功調控系統調試中注意問題。

自動電壓調控系統的各種限制功能必須與發電機勵磁系統AVR的各種限制以及和發變組保護很好的配合。根據發電機勵磁系各種限制數據以及發電機P-Q曲線、發變組保護定值對自動電壓調控系統定值進合理整定,杜絕配合不好帶來的不良后果。

試驗時,調度及電廠運行加強監視控制點參數,必要時,無條件退出AVC運行,并恢復參數。 調試中注意和發電廠側進相數據的配合,調整中要保證6KV廠用電系統的穩定運行,如果調整中6KV電壓過低,有必要調整發電機電壓定值。

在無功調控設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如何通過合理的硬件配置實現安全可靠運行、如何實現人性化、可視化、智能化的軟件系統配置。

(2)

在參數設定中,既要保證電網電壓及無功優化問題、又要考慮到本廠汽輪發電機組在調節過程中的安全穩定問題,因此AVR執行終端的無功功率調節死區、脈沖計算斜率、最大脈沖寬度的定值是AVR成功運行的關鍵因素,也是本文的重點和難點。

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

五、預期成果

本課題研究成功投入使用后,將發電廠母線電壓的調整由人工監控改為自動調控,消除了人為因素引起誤調節的情況,有效降低了運行人員的工作強度,保證系統電壓低于規定的最大數值,以適應電力設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穩定的要求,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的有功功率損耗,取得較好的經濟效益。

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系統研究及實現方案 [期刊論文] -電力自動化設備2009(6)

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

3. 李欽.溫柏堅 廣東電網電廠AVC子站建設研究 [期刊論文] -電力系統保護與控制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變量與離散變量的協調方法(一)變電站內協調電壓控制 [期刊論文] -電力系統自動化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變量與離散變量的協調方法(二)廠站協調控制 [期刊論文] -電力系統自動化2008(09)

6. 孫鳴.吳兆文.李家仁 電廠側AVC子站系統控制策略的研究 [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2007春節電壓調控存在問題與對策 [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

【關鍵詞】低壓配電 配電線路 導線截面 節能 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)配電網占有相當大的比重。主要原因是低壓配電網電壓低、電流大,特別是負荷功率因數低,更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網的線路損耗,對于提高整個電網的經濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設計時,選擇導線截面的傳統方法是: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。但從節約能源的原則出發,應將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導線截面的依據之一。即在經濟合理的原則下,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

工程設計時,離不開電氣設計,而電氣設計直接關系到人民的生命財產安全、環境保護和其他公眾利益,成功的導線截面設計,應當是安全、合理、經濟和可行的。而導線截面設計則是電氣工程設計的重要組成部分之一。由國家建設部頒發的《工程建設標準強制性條文》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濟浪費,來保證電氣設備的安全運行。低壓線路導線導線截面設計,一般應根據以下幾方面的要求來選擇:

1.選擇導線截面,首先滿足發熱條件這一要求,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,導線發熱,溫度升高。當裸導線的發熱溫度過高時,導線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發熱溫度進一步升高,可能發生斷線事故。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。因此,導線應能夠承受長期負荷電流所引起溫升。各類導線都規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定電流。選擇導線截面時,應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受拉力,電纜要經受拖曳。所以,規程對不同等級的線路和不同材料的導線,分別規定了最小允許截面。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。按規定,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,視導線材料,送電電壓而定( 表二)

Kn為需要系數,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,應考慮以上三個因素。但在具體情況下,往往有所側重,針對哪一因素是主要的,起決定作用的,就側重考慮該因素。根據實踐經驗,低壓動力線路的負荷電流較大,一般先按發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,然后驗算其發熱條件和機械強度。在三相四線制供電系統中,零線的允許截流量不應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.結束語

雖然我國低壓供配電系統設計中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國經濟實力和科學技術實力的進一步增強,將會為我國的低壓配電節能的發展奠定更為堅實的發展基礎,為了保證用戶電器的正常運轉,提高我國低壓配電節能能力,可以實施獨立的供配電系統,同時,要進一步完善各種應急措施,比如設置應急的電源,如此,可以在發生一些突發事件時候,保證企業的供配電能夠正常進行,對企業的財產形成更強有力的保證。在進行企業的供配電設計時候,要充分考慮到企業建筑供電要求高,供電負荷復雜的特點,要在綜合考慮整個企業生產設備和功能的基礎上,采取有效的設計工藝,嚴格設計流程,在企業相關各個部門共同的配合下,加強雙方的溝通,保證供配電設計能夠充分滿足企業各方面的需求,同時,要在實踐中,不斷促進整個企業供配電系統的優化。

參考文獻:

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

[2]吳栩 馮鵬英 高壓電氣設備的在線檢測技術 [期刊論文] 《中國房地產業》 -2011年8期

[3]張川 劉乃濤 賀福敏 李林 李成龍 高壓電力設備的在線絕緣檢測技術 [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的狀態維修 [期刊論文] 《中國農村水電及電氣化》 -2005年9期

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

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

篇4

【關鍵詞】有載調壓器、構成分析、有載分接開關、硬件電路。

1有載調壓器的運用背景

電力與人民生活有千絲萬縷的聯系,是經濟發展中最重要的能源,而電壓質量是國民經濟發展現狀及人民生活水平的一個重要體現,如果電壓的波動幅度較大,會嚴重影響用電設備的工作性能及效率,更有甚者會減短用電設備的使用壽命。由于我國電力儲備量較小,電網系統薄弱,為避免受負荷的影響電壓波動超出指標范圍,造成電壓質量事故。當代電力部門多是在變配電所使用有載調壓器,有載調壓器可以依據電壓的實際需求,自動調節有載分接開關,使電壓可以自動控制在需求指標之內,提供可靠、穩定的電壓,確保供電系統的良好運行。

2 有載調壓器的構成分析

2.1 有載調壓器構成

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,變壓器的運行狀態受到了很大的制約。為確保用電高峰電網電壓幅值不致于過高、用電低谷電網電壓幅值不致于過低的情況發生,可使用有載調壓器來調節變壓器的變比供電。有載分接開關的工作機理是依靠主變壓器次級抽頭調整電壓值,在調節電壓的過程中,其直接決定著變壓器的運行質量,利用PLC對有載分接開關進行控制。其工作原理如圖1-1所示。

2.2. 有載分接開關的構成

有載分接開關能夠在變壓器負載或者勵磁狀態下進行工作,主要作用是轉換繞組分接位置,轉換變壓器的分接,來實現調節電壓目的的設備。有載分接開關的主要設備有帶過渡阻抗的切換開關、帶轉換器的分接選擇器等,其操作指令由變壓器箱壁內電動機構完成,主要是由傳動軸和傘形齒輪箱傳動執行。有載分接開關在轉換過程中,必須要有足夠的阻抗來限制分接點間的電流。

2.3有載分接開關的工作原理

電力系統中所用到的變壓器有兩種基本的調壓方式:①無載調壓。在調壓開關轉換檔位過程中,分接開關沒有帶負載轉換檔位的功能,由于存在瞬時間的斷開過程,斷開負荷電流有可能發生拉弧現象,導致燒壞分接開關或者短路,因此,無載調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壓。②有載調壓。在變壓器工作時,通過它另一側的線圈中抽出一些分接頭,利用有載分接開關,在不切斷負荷電流的條件下,實現分接頭之間的轉換,變換線圈匝數,滿足電壓調整的需求。有載分接開關在轉換檔位的過程中,沒有瞬時間斷開過程,只是由一個電阻來完成過渡,實現了檔位的轉換,因此,有載分接開關在轉換檔位的過程中不存在拉弧現象。

有載調壓分接開關的主要裝置有選擇開關、切換開關和操作執行機構等,還有由安全聯鎖、位置顯示、計數器以及訊號發生器部件構成的附屬裝置。有載分接開關如果是在有負載的情況下變換分接檔位,它應該同時滿足兩個條件:第一是分接開關在轉換檔位時,一定要確保不能是開路,電流始終保持連續性。第二是分接開關在轉換檔位時,分接開關不能短路。2.3有載分接開關的要求

有載調壓變壓器的調壓范圍及級數規定標準:110kV及以下的高壓線圈為 ,220kV的高壓線圈為 ,我們經常見到10kV以下的有載調壓器一般有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檔的變壓器才使用有載分接開關。根據本地電壓波動的實際情況調節電壓,選擇適合檔位,即使電壓保持在 ,以保證線路末端電壓質量。有載調壓變壓器的使用,徹底解決了電力系統電壓波動帶來的影響,由于一些地區存在供電形勢緊張、電力資源緊缺等的問題,只有應用有載調壓變壓器技術。

當系統電壓發生變化,超出開關所設定的指標范圍時,判斷它的改變趨勢,如果開關超出設定的間隔時間,則由PIC做出判斷,并控制其移動。具體實現方式是由輸出口輸出脈沖信號,控制電機,傳動機構牽引開關前進,機構前進過程中會有檢測系統,若超過系統設定的時間機構未達到目標位置,則會自鎖輸出功能,當有載分接開關處于上、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,因此應該選擇性價比高、安裝方便的PIC16F877,從而來實現靈活、精確控制有載開關,達到有載開關檔位的分接轉換。由變壓器輸出的電壓經電壓測量線路進行檢波,再經過運算放大器計算,得到的數值與設定電壓比較,通過PIC16F877中A/D轉換器,變模擬量為數字量,由PIC16F877判斷電壓是否正常,不管電壓屬于高或者低狀態,驅動步進電機都會通過正轉升檔位升高電壓值或者反轉降檔位降低電壓值來使其恢復正常。步進電機步進分接的數量是由電壓高低的具體數值決定,我們可以通過步進電機帶動有載分接開關轉換檔位,實現調壓的功能,有載分接開關的監視工作是通過單片機來完成的,顯示器和按鍵對其進行監控和調節,避免其達到上限。PIC具有對開關極限位置監測、電壓采集和計算、數據儲存、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,確保系統的安全穩定工作。

3結論

在選擇有載調壓器過程中首先有載調壓器的調壓范圍及級數規定標準:110kV及以下的高壓線圈為 ,220kV的高壓線圈為 ,我們經常見到的10kV以下的有載調壓器一般有5-9個檔位,每個檔位值在±2.5%或者±5%,有載調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。根據本地電壓波動的實際情況調節電壓,選擇適合檔位,即使電壓保持在 ,以保證線路末端電壓質量。

有載開關控制調節器,采用單片機技術,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,符合有載調壓步進分接的特點,采用顯示器和按鍵對其進行監控和調節,智能化程度高。采用了光電耦合電路技術,增強了裝置的抗干擾能力。采用集成運放構成的精密整流電路,提高了測量精確度,保證了控制系統的準確調節。

參考文獻

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

篇5

關鍵詞:漏電斷路器,建筑施工,漏電保護器

 

① 當發生人體觸電時,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。首先應滿足人體觸電的安全界限。論文參考。其次考慮安全系數和其他條件,漏電保護器額定動作電流應為10-30mA動作時間不大于0.1s。

漏電保護器安裝前應作動作特性試驗。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次應正確動作。

②帶負荷分合閘3-5次不能出現誤動作。

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生的最大短路電流。

為使漏電保護器發揮其應有的作用,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。如出現保護器動作,應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 如果在保護范圍內發生漏電傷亡事故。應檢查漏電保護器的

動作情況,未查明原因不得拆除漏電保護器。

④ 具體操作應有專業人員進行。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專科學校學報,2010,(01):107-109,112

[2]覃日強.居民區用電電壓異常故障案例的處理.柳州職業技術學院學報,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

關鍵詞:電力系統;風力發電;分岔理論;電壓穩定;AVR;SVC

1 背景

1.1 電壓穩定問題研究的意義

目前風電作為最具規模化開發和商業化發展前景的新能源技術,越來越受各國的重視。風電的迅猛發展給電力系統帶來了很多新的問題,其中風電系統的無功電壓問題是最為突出和最受關注的問題之一。目前東北電網的風電裝機容量已經突破1000萬千瓦,而作為通遼地區電網,到2010年底風電裝機容量將達到290萬千瓦,而通遼地區負荷容量僅僅100萬千瓦,如此大規模的風電運行容量將給地區電網電壓穩定性帶來前所未有的考驗。

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

大擾動電壓穩定性研究的對象是大擾動(如系統故障、失去負荷、失去發電機等)之后系統控制電壓的能力。小擾動(或小信號)電壓穩定性關心的是小擾動(如負荷緩慢的變化)之后系統控制電壓的能力。小擾動電壓穩定性可以用靜態方法(在給定運行點系統動態方程線性化的方法)進行有效的研究。系統受到擾動后,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域。在這個電壓水平區域內系統被稱為具有有限穩定性。

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

1.2 大規模風電接入帶來的電壓穩定新問題

隨著風力發電技術的不斷進步,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中所占的比例越來越高,對電網的影響范圍從局部逐漸擴大。

文獻針對大規模風電接入電網帶來的電壓穩定問題,提出了有利于系統穩定的無功控制策略,目前解決風電并網引起的電網電壓穩定問題,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,而風速或系統運行方式變化、系統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;而且風電在電源結構中的比例越高,其對電網電壓的影響越大。隨著風電機組技術的不斷發展,變速恒頻風電機組逐漸成為并網風電場的主流機型,這些機型采用四象限大功率電力電子變流器與電網相連,通過變流器的控制實現有功無功的解耦,具備動態調節無功輸出的能力,如何合理利用風電場集中補償裝置和風機變流器無功調節能力,將對區域電網的電壓穩定性有著重要的意義。

2 國內外研究F狀

2.1 電壓穩定分析方法研究現狀

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

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

(2)奇異值分解法。電壓穩定臨界點,從物理上是系統到達最大功率傳輸點,而從數學角度上是系統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定研究中應用越來越廣泛,其突出特點是物理概念明確,計算簡單。靈敏度法判據比較簡單,需要數據量少,易于在線實現。

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

電力系統是一個非線性動態系統,電壓失穩的外在表現為幅值的振蕩失穩或瞬間大幅度跌落,這些現象都與電力系統的分岔和混沌有密切關系。經過目前大量的研究結果表明,電壓失穩前可能經歷霍撲夫分岔(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)、鞍節點分岔(SNB)、約束誘導分岔(LIB)等分岔形式,目前有關研究多數集中在鞍結型分岔點(SNBP)和約束型誘導分岔點(LIBP)求解研究之中。

電力系統存在另一種電壓崩潰現象是約束誘導的電壓崩潰現象,其主要體現在P-V曲線變化過程中,突然發生除負荷增長外的又一突發擾動,例如:發電機無功輸出達到上下限、發電機組跳閘、線路故障跳閘等,由此使系統雅可比矩陣的維數或結構參數發生變化,此時系統的P-V和Q-V曲線發生一次所謂的分支轉換現象。

2.2 風電并網電壓穩定研究現狀

2.2.1 靜態分析方法的應用現狀。有關電壓穩定靜態分析方法國內外學者已經開展了大量的研究工作,但內含風電的電網電壓靜態分析方法的研究屬于起步不久,雖然有了一些文章發表,但是目前困擾風電并網電壓靜態分析方法的最主要難題是風電場并網系統如何建模問題尚且沒有解決。在電壓穩定靜態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 動態分析方法應用現狀。動態數值仿真分析方法是目前工程上較為普遍使用的方法,其仿真結果的可信度主要取決于所構造模型的正確性。目前有關風電機組和風電場的動態建模已經開展了大量的研究工作。本部分將主要介紹目前國內外關于風力發電系統建模研究和大規模風電并網對電網安全穩定影響研究現狀。

(1)風力發電機的動態數學建模研究現狀。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數學模型。在電網電壓跌落情況下雙饋風機轉子電路通常被Crowbar電路短路或串聯一個小阻值的電阻,因此利用電路的疊加原理對雙饋感應發電機轉子短路情況下定子電壓跌落的情況進行分析,可以得到電網電壓跌落情況下雙饋感應發電機系統暫態電流的表達式。

(2)風電場數學建模在電網穩定性影響研究中應用情況。風電發電的并網運行已經成為電力系統電源的重要組成部分,由于風力發電對風速的依賴性,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的重要因素之一。從風電場的規劃到并網之后的運行全過程中,對其并網之后對整個電力系統電壓穩定性的影響必須進行深入細致的研究與分析。

2.3 風電并網電壓穩定研究發展趨勢

通過對目前電壓穩定分析方法發展現狀及風電并網帶來的電壓穩定問題的分析,總結有關風電并網電壓穩定研究有以下幾個發展趨勢:

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

(2)通過現場試驗測量數據驗證或構建風電機組動態仿真模型。目前風電機組及風電場動態仿真技術已經取得了一定的進步,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論。

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

(4)提高大規模風電接入點電壓穩定水平的技術措施研究。

3 技術路線

3.1 風電場聯網運行無功電壓模型研究

目前,在對風電并網相關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,仿真結果必然存在較大誤差。因此,對包含風電場的電力系統進行電壓穩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 內含多風電節點的地區電網電壓穩定性研究

3.2.1 電壓失穩狀態空間的建立方法研究。對于電網結構和參數(線路參數、主變參數、發電機參數、負荷模型參數等)固定的電網,能夠導致其電壓變化的因素很多,具體包括:節點有功變化、節點無功變化、線路故障、母線故障、主變故障、發電機跳閘等。本研究在組合電壓失穩狀態空間時,以對節點電壓影響靈敏度較大的風電場優先組合。本論文下一步研究主要集中在電網嚴重故障與風電場有功變化之間如何進行狀態空間構建問題開展研究。

3.2.2 電壓失穩狀態空間下的電壓軌跡追蹤研究

(1)基本思想。建立電壓失穩狀態空間后,根據失穩因素的排列依次對電網進行擾動仿真,根據軌跡分岔理論求取軌跡的鞍結分岔點,應用初始狀態至鞍結分岔點的變化軌跡求取電壓穩定裕度。

(2)一種新的軌跡追蹤方法。假定狀態空間下的節點靜態電壓穩定數學模型為式(1):

(1)

上式中,f1、f2為依次的電網擾動,根據電壓穩定靜態模型得出的靜態電壓仿真曲線如圖1所示。

圖1中,狀態1曲線對應數學模型g(y)=g(VT,?茲T),狀態2曲線對應數學模型g(y)=g(VT,?茲T,f1),狀態3曲線對應數學模型g(y)=g(VT,?茲T,f1,f2)。從失穩因素集合構成上看,每一個擾動都將惡化電網電壓穩定水平。

從圖1追蹤曲線上看,對于狀態1,電壓失穩臨界點并不是曲線本身的鞍結分岔點,而是點A,原因是點A右側的運行狀態中只要發生f1擾動系統運行狀態立即轉換為狀態2,此時系統已經處于失穩狀態;同理狀態2的電壓失穩臨界點將是點B。

本論文將根據上述軌跡追蹤方法,提出新的電壓穩定裕度指標,并在實際系統驗證穩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電何榷ㄑ芯俊N實現電壓穩定指標的在線求取,本研究將應用分岔理論針對含風電場的電力系統靜態電壓穩定分析方法進行研究。

當電力系統負荷水平及發電機輸出功率確定時,常規潮流方程可表示為(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Pgi-PLi和Qgi-QLi構成的向量;Pe(y)、Qe(y)分別為等號右側對應的向量,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,建模風電場無功Q分兩種方式考慮:一是按構建的靜態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。于是含控制參數的風電系統靜態電壓穩定分析數學模型為式(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,系統發生鞍結分岔,而采用無功恒定模型靜態電壓穩定水平明顯要高,這也進一步說明風電場模型的選取將直接影響電壓穩定的分析結果。

由于實際電力系統中,發生變化的控制參數不僅僅有一個,往往在一個參數變化過程中同時伴隨著其他參數變化,例如:風電場有功變化過程中發生臨近線路跳閘、變電所電容器投切、機組跳閘等,這即會改變網架結構,同時改變了發供電的平衡,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上進一步研究多參數變化的系統鞍結點分岔特性,總結其變化規律,提出一種新的應對多參數變化的電壓穩定分岔點分析方法。

參考文獻

[1]余貽鑫,王成山.電力系統穩定性的理論與方法[M].北京:科學出版社,2001.

[2]趙萬明,黃彥全,等.電壓穩定靜態方法綜述[J].電氣開關,2009,NO.1.

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

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

篇7

在本屆與模擬技術相關的領域中,值得關注的是支持軟件無線電設備及多模接收設備的模擬濾波器技術、數字校正技術,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工作變得活躍起來。為了實現這兩種技術,可在寬頻帶中利用的RF收發器技術以及可重新配置的模擬基帶電路技術是必不可少的。

NEC支持軟件無線電設備的離散時間型低通濾波器采用Duty-cycle調制方式可變電壓/電流元器件(跨導器),實現了從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節器的功率、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節器,同時采用了AB類放大器和開關調節器[24.8]。

(夏普公司電子器件開發本部 藤本義久)

數據轉換器:實現了24GSPS和0.2V驅動所有指標的記錄都被刷新

ADC/DAC等數據轉換器領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工藝的數據轉換器的論文數量占到了全部論文的25%。

在工藝發展的帶動下,數據轉換器的功耗在逐漸降低,品質因數也在不斷改善。以前,衡量數據轉換器性能的指標是速度、精度以及功耗。但最近,品質因數與驅動電壓也和速度一起成為必需的評價指標。其原因在于,數據轉換器在便攜式設備應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。從而實現了極高的采樣速率。

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

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

(富士通研究所系統芯片電路開發研究所 冪本三六)

RF:基于CHOS工藝的毫米波PATHz高頻應用進入視野

與ISSCC 2007一樣,本屆會議上也陸續了許多基于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工藝的毫米波收發器開始具有現實意義。

NEC了面向60GHz頻段的收發器[31.1]。發射電路中集成有I/Q調制器、DA(驅動放大器)、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、驅動放大器和I/Q解調器。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,轉換增益為12.5dB,噪聲系數為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,超出毫米波而應用到THz級頻率的CMOS技術也已經出現。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。

(松下電器產業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展

無線通信領域由“UWB相關技術”、“手機收發器”和“WLAN/WPAN(無線個人局域網)收發器”等三個專題會議構成。

在UWB相關技術的專題中最值得注意的論文是Alereon公司的UWB收發器[6.4]。而在手機收發器方面,ADI公司無需SAW濾波器的收發器對于今后的技術發展很有參考價值[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用。該領域與數字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中心 濱田基嗣)

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

在該領域中引人注目的是數字加速技術,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。當利用已經鋪設的現有傳輸線路進行10Gbps的高速通信時,到達接收器的信號有可能會惡化,甚至不能保持發送時的原始信號狀態。在本屆會議上,首次了能夠自適應地恢復信號并符合IEEE各項標準的技術。

美國ClariPhy通信公司的收發器將使用300m多模光纖的數據傳輸速率從2.5 Gbps提高到了10Gbps[11.7]。這種收發器利用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公司的時鐘數據恢復電路可以兼顧到兩個方面:它能夠瞬時且同步地響應脈沖串信 號輸入的第1位信號,也能夠容許160位的連續無翻轉信號[11.4]。該恢復電路是利用∑型DAC來提高頻率精度而實現的。

(NTT公司微系統集成研究所 大友佑輔)

高性能數字電路:工藝發展出現新挑戰芯片面臨功耗及特性不一致等問題

半導體產業仍在遵循著摩爾定律不斷發展。在高性能數字電路領域,隨著工藝的繼續發展,出現了復雜度和集成度更高的處理器。在本屆ISSCC上,各公司及機構針對高集成度芯片暴露出的問題提出了自己的技術方案。這些挑戰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]。在處理器的多內核及多線程的發展過程中,Sun微系統公司也注意到應該提高單線程的性能。該公司的SPARC處理器在進一步發展亂序執行能力以提高單線程性能的同時,總共可以并行執行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――Razor II[22.1],可以動態地自動調節電壓及頻率。

(日立制作所信息/通信部門 丹場展雄)

低功耗數字電路:在降低功耗方面竭盡全力便攜式設備在性能方面又有突破

在低功耗數字電路領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代單芯片產品,將基帶處理器和應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備的畫面質量正在不斷提高,并且圖像識別技術將得到靈活的應用[16.4],現在已經有可能在便攜設備中采用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展方向之后,這款處理器可能會引領新的潮流:通過圖像處理提高畫面質量、并靈活應用圖像識別和圖像檢索技術。

(日立制作所中央研究所 荒川文男)

存儲器領域:大容量、低成本、高速率、非易失新技術相繼問世

在NAND閃存方面,43nm-60nm、16Gb容量、3位,單元、34MHz(4值)/100MHz(2值)的擦寫速度等技術相繼推出。引人注目的未來技術是三星電子公司的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]。包括這一款在內的4篇有關45nm SRAM的論文都了降低功耗、解決不一致性等的技術。

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

(瑞薩科技公司 日高秀人)

攝像器件/醫療/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,總像素數達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,以避免出現白噪聲。因此,動態范圍得到了擴展,可達14位灰階。

在醫療領域,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,能夠應用于便攜式設備及可埋置在人體內的設備中。

(索尼公司半導體亨業集團 角博文)

未來技術:仿生電子,保健護理領域盛況空前近距離通信技術向高性能,多樣化發展

在本屆會議上,未來技術領域面向仿生/保健護理等相關領域提出了新的電路技術以及應用方案。具體來說,包括生物信息的監視技術以及可埋置于人體內的芯片等。

日立制作所了關于實現人類生命活動可視化的技術[7.1]。該技術可以利用徽章型(體積為30cm3)的無線傳感器模塊連續監視體溫4個月。產品的電池壽命是3年。可以說,面向仿生/保健護理領域,這項成果顯示出電子技術新的應用可能性。

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

從2004年以來,日本慶應義塾大學和東京大學的小組連續了采用電感耦合方式的芯片間通信技術。在本屆會議上,他們了采用異步方式的技術,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的通信速度(11Gbps),可以實現5倍于電容耦合方式的通信距離。

篇8

論文關鍵詞:移相控制,脈寬調制,軟開關變換器

引言

隨著電力電子技術的發展,功率變換器(PowerConverters)在開關電源、電機驅動控制、高頻感應加熱、焊接電源、電網的無功補償和諧波治理等眾多領域得到日益廣泛的應用。為了實現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,必須實現功率變換器中開關管的軟開關(SoftSwitching)。軟開關變換技術是近年來電力電子學領域中的熱門話題,軟開關理論的深入研究及軟開關技術的廣泛應用,使電力電子變換器的設計出現了革命性的變化。

1軟開關的定義

所謂的“軟開關”是與“硬開關”對應的,凡用控制的方法使電子開關在其兩端的電壓為零時導通電流,或使流過電子開關的電流為零時關斷,則此開關稱為軟開關。它能克服傳統的硬開關的開關損耗,理想的軟開關的開關損耗為零,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截至,其反向恢復過程結束,故也不存在二極管的反響恢復問題;與之相對應的是軟開關關斷過程(零電流關斷):電流先降到零,然后,電壓再緩慢上升到斷態值,在這個過程中,關斷損耗幾乎為零,而且關斷器件上的電流在關斷時下降為零,線路中的電感上的電流也相應為零,因此不存在感性關斷的過程。

上述開關過程對應的波形如圖1所示,圖中還畫出了硬開關的工作波形,以示對比。

軟開關

硬開關

篇9

關鍵詞: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、檢驗電壓分接開關的狀況;3、檢查變壓器繞組匝數比的正確性;4、變壓器發生故障后,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的兩個端子上,同時測量低壓側對應端子上的電壓,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,本人根據這些數據制作了一份表格,見以上表2及表3。兩個表格是工作現場使用的簡化版,在擬制變壓器整體試驗報告時,所使用的參數是已進一步細分了的表格。表2是Y.yn0變壓器變比測試數據對照表; 表3:D.yn11變壓器變比測試數據對照表

把不同組別的變壓器及其相應各個變壓比試驗數據歸納在一起,用測試數據與該表對比一下,只要低壓側測試電壓與相應的標準電壓相差不超過±0.03V,就可以知道測試結果是否正確。在變比測試工作中,我發現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,損壞設備,所以有必要對這種測試方法進行改進。經過分析,如果不考慮試驗數據的分析處理和打印功能的話,利用現成的設備和技術,使用較少的資金對現有的設備進行實用性改造,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有的試驗設備和用較少的資金,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,具體的任務分配是:1個人負責加試驗電壓及記錄試驗數據,2個人分別站在被試變壓器的高、低壓側更換試驗接線(換相和更換分接開關)以及在施加電壓時作監護人。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是根據變壓器的接線組別連接試驗設備;步驟3是檢查試驗接線,確認正確無誤后,把電壓調升至要求值,記錄試驗數據。當數據符合到試驗要求,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,恢復變壓器至使用狀態,試驗工作結束。經統計分析,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現:盡管3種變壓器的檔數不同、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。

根據三相變壓比測試法的要求,對此我設計了三個方案:方案一、購置有關變壓器變壓比測試的專用設備以替代現有的試驗設備。方案分析:現在的變壓器變壓比測試專用設備采用了單片機技術,操作簡單,讀數方便,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,而據反映,其實用效果并不理想。另一種測試設備――QJ35型變壓比電橋,其價格亦不菲,而且這種設備測量倍率窄,操作繁瑣。因此,這個方案不可取。方案二、以現有的三相調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定性要求較高,但是一方面由于試驗現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定;另一方面,測試使用三相調壓器的重量達到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。基于以上兩個原因,亦放棄了這個方案。免費論文。方案三、應用現代電力電子技術,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:電力電子技術是一種電力變換技術,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、三相交流電源穩定平衡輸出的能力,所以我設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秒內從0V/0HZ上升到200V/50HZ,按關機鍵,在電壓可以5秒內從00V/50HZ下降到0V/0HZ。由于采用了兩個多功能電壓轉換開關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。根據在現場對800kVA變壓器變壓比測試的數據,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,測試數據見統計表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秒下降至現在的22秒,而且在操作上更方便、更安全可靠,完全達到了預期的設備技術改造的目標。

篇10

論文關鍵詞:PH檢測及控制系統的發展

 

PH工業在線檢測及控制系統應用非常廣泛,如食品、制藥、化工、表面處理、水處理行業等,由于系統的檢測實時性、網絡穩定性及其操控性能都非常優良,所以已被越來越多的行業所采用。萃取生產現場的PH檢測及控制有許多實際操作上的難點,諸如現場采集點比較多,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,是整個系統中較為關鍵的因素,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檢測探現場采集點比較多,PH檢測不準,操作復雜科技論文格式,其運行不穩定。筆者通過長期的實踐,將PH自動控制系統不斷的改進為:系統結構簡單,操作簡便,檢測質量高,控制反應快的一套系統。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現通過下述技術方案可以得以很大的改進:

萃取工藝現場在線PH檢測及控制系統,萃取工藝現場在線PH檢測及控制系統,包括至少一個PH檢測器,以及與PH檢測器連接的控制系統,其特征在于,所述控制系統包括主機、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化、傳遞回控制系統。PH控制器控制模擬量輸出,以此輸出模擬量控制PH值調節。

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RS485轉換模塊,RS232轉RS485轉換模塊連接到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、設置輸出量程、模擬量輸出接線、以及梯形編程架構的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有手動球閥,且所述的電控球閥與反應釜連接。

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,玻璃PH電極提供具有電化學的潛力,這種潛力取決于介質的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參考系統作為參比電極。PH檢測器將相應的PH值轉換為能斯特方程測量的電壓。

將PH測量探頭探伸到反應釜中,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參考系統作為參比電極。PH檢測器應用能斯特方程測量出電壓科技論文格式,從而將電壓轉換為電壓數字信號。該電壓數字信號將被傳輸到控制系統進行處理與應用。

模擬量控制模塊內置有根據能斯特方程編寫的編碼程序、以及模擬量輸出單元。編碼程序將存放于梯形編程架構CPU中,模擬量輸出單元將輸入的數字量轉換為模擬量,模擬信號的輸出范圍如下所述,其中橫軸為十六進制數;縱軸為模擬量。

如圖5所示,模擬量為:–10 到10 V 。

十六進制數F448到0BB8對應–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0000到1770對應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0000到1770對應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0000到1770對應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0000到1770對應4到20mA的電流范圍,完整的輸出范圍是3.2到20.8mA。

控制系統將根據電壓數字信號做出對應的模擬量控制信號。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先設置好的配置參數,該輸出信號被傳遞到電控球閥,如果某站PH值偏離了設定點,則通過控制加藥的流量來調整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,以調整溶液的PH值。一般采用DA041作為模擬量控制模塊。

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

采集點向用戶提供工業控制中通用的RS485通訊接口。通訊協議采用MODBUS標準通訊協議,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議的上位機,如PLC控制器、PC機通訊,實現對現場PH值的集中監控,另外用戶也可以通過RS485主線連接數臺PH控制器作為從機。以實現PH控制器的多機聯動。通過該通訊口可以連接遠程控制鍵盤。可實現用戶對PH控制器的遠程操作。

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

筆者發現如果做如上改進以后與現有技術相比科技論文格式,具有如下的優點和有益效果:系統結構簡單,操作簡便,檢測質量高,控制反應快。

附圖說明

圖1為本發明控制系統示意圖。

圖2為本發明PH檢測多級連接示意圖。

圖3為本發明PH檢測單級連接示意圖。

圖4為本發明的PH檢測器示意圖。

附圖中標記及相應的零部件名稱:1、PH檢測器;2、反應釜;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

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。

實施例一

如圖1、2、3、4所示,萃取工藝現場在線PH檢測及控制系統,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,其特征在于,所述控制系統包括主機、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RS485轉換模塊, RS232轉RS485轉換模塊連接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RS485轉換模塊聯通到RS485主線,其做出的應答反應傳遞到PH控制器。PH控制器內包含模擬量控制模塊,模擬量控制模塊內置有相應的根據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,以實現控制器的多機聯動。

如圖2所示,PH檢測多級連接,反應釜2中的有機相3與前一反應釜2中的有機相3聯通,反應釜2中的水相4與前一反應釜2中的水相4聯通。

PH檢測器1的PH測量探頭13置于反應釜2中,PH測量探頭13檢測反應釜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發回控制系統。控制系統根據PH檢測信號做出相應的應答控制信號。應答控制信號通過線路傳輸到PH控制器科技論文格式,PH控制器的模擬量控制模塊根據編碼程序做出應答反應。應答反應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,反應釜2中內置有有機相3和水相4以及攪拌器5,水相4聯通水相4出路8。

如圖3所示,PH檢測單級連接,反應釜2單獨設置,之間不聯通。PH檢測器1的PH測量探頭13置于反應釜2中,PH測量探頭13檢測反應釜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發回控制系統。控制系統根據PH檢測信號做出相應的應答控制信號。應答控制信號通過線路傳輸到PH控制器,PH控制器的模擬量控制模塊根據編碼程序做出應答反應。應答反應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。