變壓器工作原理范文
時間：2023-04-02 13:34:16
導語：如何才能寫好一篇變壓器工作原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
關鍵詞：電脫鹽；變壓器；小電流選線裝置
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.003
0 引 言
原油中含有大量氯化鈣、氯化鎂等含鹽成分，會在后續工序中，造成管道和設備的腐蝕，同時也會造成催化劑“中毒”反應，所以煉油第一道工序就是電脫鹽。主要包括電脫鹽變壓器、控制電路、電脫鹽罐和安裝在電脫鹽罐中的高電壓極板。其關鍵電氣設備為電脫鹽變壓器。它的任務是在電脫鹽罐內極板間建立起一個強電場，不論電源處于正半周還是負半周，均在二層水平極板之間形成垂直強電場，在垂直極板之間形成倍壓強電場，同時極板與水層之間形成交流垂直弱電場。當注入水和破乳劑后的原油從極板間通過時，加速油水分離，使小水滴聚合成大水滴沉降到罐底。油在上層，水在下層，把下層的水排掉，鹽分就隨之脫掉。
1 常見的幾種脫鹽脫水方法
原油脫鹽脫水過程中，高壓電場脫鹽起主要作用，但整個過程要經過重力沉降、加熱沉降、化學破乳、電脫鹽等幾種方法的共同作用。重力沉降是利用了水比油重的原理將部分油水分離，加熱沉降主要是降低原油的粘度，便于脫水脫鹽，其中還加入了破乳劑等化學試劑進行化學破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場進行電脫鹽，這里重點要介紹電脫鹽的原理.
2 電脫鹽變壓器的工作原理
1000萬噸/常減壓有2個脫鹽罐，6臺電脫鹽變壓器。為二級脫鹽，東面V-101A為一級脫鹽罐，西面V-101B為二級脫鹽罐。每個脫鹽罐有3臺電脫鹽變壓器，由配電室1個盤柜控制，現場只有1個操作柱，一副起停按鈕。
其中每個電脫鹽脫水罐分3隔，每隔罐內有4層極板。最上層為接地極，下3層為交流高壓極。結構如圖1所示：
根據電場力公式，電場強度越高，對水滴間的聚積力越大，但電場強度過高，會發生電分散現象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結，同時電場強度過高，電耗也隨之增加。
為了達到設備的高效運行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場強度，利用弱電場脫除大量的大水滴，用強電場脫除細小水滴，工業應用實踐證明，采用不同梯度電場強度進行脫鹽脫水時，能得較好的脫鹽效果。因此三臺變壓器被設計四層電場結構，形成弱電場、強電場和高強電場三種不同電場強度的梯度電場。
電脫鹽變壓器為一升壓變壓器，主體為充油型結構，沒有儲油柜，但是油面以上到箱蓋應油足夠空間，以保證在允許最高油溫時油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時低壓側油位計指示器應該看到綠色浮標，高壓極油位指示器內的油位應該在1/2～2/3為宜。
接線端子與外部導線的連接，均在接線盒內進行。高壓接線盒為充油型，低壓接線盒為增安型。二次接地點設在一次側接線盒內。電脫鹽變壓器允許在短路狀態下長期連續運行。
變壓器的動作電流按照極板間短路電流的80%（263A）整定，時間繼電器整定值為5S。低液位開關裝于罐上，運行時出現低液位時分斷主接觸器。電極組裝后，應做短路試驗以觀察電流、電壓值，運行中發現短路可報警。
3 鹽變壓器的缺陷及維護心得
該電脫鹽變壓器一次電纜直接進入變壓器接線盒內，與瓷瓶上接線柱連接。根據多年對電脫鹽變壓器的維護經驗，由于冬夏或者日常氣溫變化會造成電纜與瓷瓶上接線柱連接受力，導致瓷瓶底部滲油。如果滲油嚴重的話必須停運，對生產帶來不利影響。老廠電脫鹽故障處理90%以上都是因為這個原因造成的。我們在接線盒內固定一接線端子排，將一次電纜接在該端子排上，然后再引到瓷瓶上接線柱連接將能消除這個缺陷。另外高壓極密封墊為石棉墊子，不耐油，建議更換塑料絕緣墊。
當發生過流和低液位的時候都會報警，但是在配電室不能區分。建議利用KT延時閉合常開接點與一個黃色燈來顯示過流故障，利用KA常開接點與一個白燈來顯示低液位故障。
電脫鹽變壓器主體為充油型結構，沒有儲油柜，但是油面以上到箱蓋應油足夠空間，以保證在允許最高油溫時油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時低壓側油位計指示器應該看到綠色浮標，高壓極油位指示器內的油位應該在1/2～2/3為宜。除按照普通降壓變壓器的維護巡檢項目巡檢外，還應加強維護力度才能保障其平穩運行。
4 結論
經過對我廠電脫鹽變壓器多年的維護經驗，對其維護要點和故障多發點已經有比較豐富的經驗，對其運行特點有較好的掌握，如何使其能夠長周期的運行已也是我們需要深入探討和研究的問題。
篇2
關鍵詞：變頻液壓站、工作原理、變頻調速
中圖分類號： TG315.4 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
隨著工業化的程度越來越高，交流電動機變頻調速技術發生了實質性的突飛猛進，變頻調速是集電力電子技術、微電子技術、控制技術于一體的產物。在變頻調速具有絕對優勢，并且它的調速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調試節電顯著，而且易于實現過程自動化，深受工業用戶的喜愛。下面來有筆者對變頻液壓站的工作原理進行解析。
二、變頻液壓站的工作原理
根據電動機學的工作原理，我們可以由其公式中看出：磁極對數p和轉差率s不變的情況下,電源頻率和電動機轉速n成正比,即電動機轉速n增加，電源頻率也會隨著增加；電動機轉速n下降,電源頻率也下降。在變頻液壓站的工作原理中通過這種改變異步電動機的供電頻率,從而實現改變電動機的轉速,進而實現調速的目的。交流電動機變頻調速即為這種通過改變電源頻率實現的交流電機速度調節過程。
液壓泵的輸出流量公式如下:
Q=kqn/1000=0.06kdf(1-s)/p
從上述公式可以知道,電動機電源的頻率f與液壓泵的輸出流量Q成正比,也就是說電動機電源的頻率f隨著液壓泵的輸出流量Q的增加而增加，在數值上成正比。通過調節電動機電源的頻率f來變相的調節液壓泵的輸出流量Q，即為變頻液壓站的最基本的工作原理。
變頻器主要由主回路、保護回路、控制回路組成。作為變頻液壓器的主回路，其作用是直接提供調頻調壓電源給交流電動機；在變頻器中，控制回路是根據預先設定或由閉環反饋信號的方式來控制主回路,使得主回路的電壓與頻率按一定的規律調節以及輸出,主要包括：驅動回路、冷卻控制回路、輸入/設定參數回、運算回路、電壓/電流檢測回路、速度檢測回路、壓力檢測回路等組成；保護回路則為變頻器的各個部分及電動機提供完善的保護, 如過流、過載過電壓等故障的保護,將保護回路應用在變頻器及電動機上可以使其工作具有很高可靠性。變頻器是變頻調速系統的核心部分,也是變頻液壓站最為重要的部件。其控制方式主要有開環恒壓比的控制、矢量控制、直接轉矩控制等。
交流電動機在變頻液壓站中也是個重要的元件,雖然普通的交流電動機也能實現變頻控制,但因為結構較大,慣性大,其節能效果不是特別明顯,控制精度較差,所以有很多的研究機構和廠家在減小交流電動機轉子的慣性、增強輸出扭矩做了很多的研究,且取得不少的成果。例如在日本大金工業株式會社的專利產品IPM電動機的轉子中心鑲入了四條稀土類磁石；磁石在定子產生的磁場里會產生磁石扭矩；由于電磁鋼板接近磁石時,磁力線比空氣更易于通過電磁鋼板,集中在鐵的周圍,磁力線想通過最短距離將鐵拉向左側, ,形成向左磁阻力,S極的磁力線變短,從而在箭頭方向因磁阻扭矩產生旋轉力；IPM電動機的輸出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等規格普通電動機的輸出扭矩大大增加,其效率達82%以上,低速能平穩地控制在350r/min,最高轉速能達4500r/min,響應時間達0.1s。變頻液壓站大多選用的液壓泵是定量齒輪泵,因為定量齒輪泵的結構簡單,低速自吸能力強；溢流閥在系統中的作用是安全閥,冷卻器、過濾器、空氣過濾器、液位計等元件的作用跟普通的液壓系統是一樣的。
三、變頻液壓站的優缺點
1、優點
變頻液壓站相對于傳統的容積控制是一種具有全局型的新型節能傳動方式,具有以下幾方面的優點:
（1）實現了制動能的能量回收。
（2）節能效果明顯,比傳統的容積控制液壓系統節能10%~60%。
（3）可以省去帶有復雜變量機構的變量泵,而采用定量泵+變頻器+交流電動機的形式。
（4）調速范圍更廣。
（5）控制特性更高，因為其內置了PID控制和采用無速度反饋矢量控制。
（6）采用了定量泵設置,大大降低了噪聲的影響。
2、缺點
（1）相對于大功率的交流電動機來說,變頻液壓站的轉動慣量大,以及變頻器的能力的限制,使得其響應速度變慢,控制精度降低；
（2）低速穩定性差。由于液壓泵的轉速過低,自吸能力下降,低頻時會產生脈動轉矩,致使電機轉速波動,導致低頻力矩不足。
四、變頻液壓站的應用
變頻液壓站因為它調速性能良好、節能效果明顯等因素的影響,所以在液壓電梯、注塑機、液壓振動篩、飛機、液壓抓斗、機床、液壓轉向系統、制磚廠等領域獲得應用。據統計,我國電機的總裝機容量已達4億千瓦,年耗電量達6000億千瓦每時,約占工業耗電量的80%。我們相信隨著我國廣大企業節能意識的增強和變頻液壓技術的發展,變頻液壓站的應用會更加廣泛。
五、交流電動機變頻調速技術的研究方向
從上世紀70年代以來，在電力電子技術和控制理論的高速發展規模下,變頻調速技術獲得了跨越式的進展。交流電動機變頻調速的優勢豬油有一下幾個性能：效率較高、調速性能優越、啟制動性能、高功率因數、高節能效果。巨大的優勢也使得交流電動機變頻調速技術應用越來越廣泛，被國內外稱之為最有發展潛力的調速方式。目前，交流電動機變頻調速技術已成為了節能、改善環境、改善工藝流程的提高產品質量推動技術進步的一種主要手段。
交流電動機變頻調速主要有如下一些優點:
（1）實現平滑啟動,進而減輕機械的沖擊力,達到保護機械設備的目的。
（2）節電效果突出。
（3）調速范圍較為廣泛,可以實現普通異步電動機的無級調速。
（4）啟動需求電流較小,另一表現就是啟動轉矩大。
（5）調節電壓大小和頻率快慢可實現恒轉矩或者恒功率調速。
（6）對電動機具有保護功能,降低電機的維修費用。
直流電動機和交流電動機相比，而交流電動機的體積更小,重量輕，價格上相對較低,運行性能也較直流電動機優良,維護量小,因此交流電動機在各行各業的應用也比直流電動機廣泛。所以，在選擇變頻調速時，對交流電動機進行變頻調速具有更大的實用性。液壓動力傳動在工業生產上也有很大的應用。其優點有：調速方便、傳動平穩、功率體積比大，但是液壓動力傳動的缺點卻是至關重要的，因為其能量利用率不高,以至于較低了整機系統的工作效率。因此，節能一直是提升液壓動力傳動工作效率的主要困擾之一。但交流電動機變頻調速技術的出現使得這一問題得到解決。交流電動機變頻調速技術可以改變供電電源的頻率從而實現對執行機構的速度調節,使電機始始終處在高效率的工作狀態。將交流電動機變頻調速技術用于液壓系統,如簡化液壓回路,減少液壓系統的能量損失,降低噪聲等液壓系統的一些缺點,交流電動機變頻調速技術與液壓系統的結合還有一個更重要的作用，那就是減少液壓系統的能量損失,提高整個系統的效率。
六、結語
綜上所述，在進入21世紀以來，交流變頻液壓調速技術在工業中各行各業中正逐步展開應用。本文從交流電動機變頻調速技術的研究方向介紹了變頻液壓站工作原理、優缺點及其應用?，F如今，社會潛力巨大，變頻液壓技術現逐步向主控一體化、變頻控制的高性能化、變頻器的環保化、變頻器與電機的整體化、變頻控制系統的全數字化、高復合液壓的高功率控制的方向發展，相信在不久的將來，變頻液壓技術一定會給人類帶來更多意想不到的驚喜。
參考文獻：
趙秀娟 李建平：《淺議液壓傳動技術在自動化生產中的應用》，《科技與生活》,2011年
篇3
這道題目本身并不難，但大部分學生都選擇了答案9.0V。為什么會發生這種情況呢？是不是我們老師在變壓器教學中出現了問題。
變壓器是交流電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置．學習變壓器可以使學生了解電磁感應現象的廣泛應用，開拓學生視野，提高學習物理的能力和興趣，學習變壓器能夠從能的轉化和傳遞的角度進一步強化對電磁感應現象的認識，并為學習遠距離輸電奠定基礎．但大部分老師在進行變壓器教學時，只注重變壓器的結論： ，在告知了學生結論后，進行大量的練習。這樣的教學，也許能應付大部分的題目，但就知識點的掌握而言，絕大部分學生是知其然而不知其所以然，只會單一的套公式，我想這就是導致學生選擇答案B的原因。
那么有了這個前車之鑒，我們在進行變壓器教學時應該如何進行，才能讓學生真正掌握變壓器的知識，從而避免再發生此類錯誤。我認為物理是一門實驗學科，變壓器教學特別應該注重實驗，讓學生通過實驗得出變壓器的一些結論。以下是我對變壓器教學實驗部分的一些設想。
探究一：變壓器的構造
問題：出示可拆變壓器，仔細觀察，變壓器主要由哪幾部分構成？
變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成一個線圈跟電源連接，叫原線圈（或 初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫 副線圈（或次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成.
畫出變壓器的結構示意圖和符號：
探究二：變壓器的工作原理：
按照書上所給的電路圖接好線路，從電磁感應方面入手說明小燈泡為什么會亮？
演示1：恒定直流電源、閉合鐵芯（實驗結果小燈泡不亮，目的是讓學生親自體驗變壓器工作需要用交流電源，進一步完善和強化對變壓器工作原理的認識）
演示2：交流電源、閉合鐵芯（實驗結果小燈泡亮，目的是讓學生親自驗證變壓器的工作原理）
問題：原線圈接直流電時，副線圈燈泡不亮，原線圈接交流電時副線圈燈泡亮，這是為什么？
子問題1：鐵芯在傳導電流嗎？
沒有。原副線圈都是用絕緣導線繞成，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成的。彼此均是絕緣的
演示3：摸一摸鐵芯；（實驗結果不帶電，目的是讓學生親自驗證變壓器的工作原理）
演示4：提起鐵芯的橫條；（實驗結果很難，目的是讓學生親自驗證變壓器的工作原理）
上述現象表明：變壓器原、副線圈中的“電”是通過鐵芯中的“磁”來相互聯系的。接通電源，鐵芯被磁化，并不帶電，橫條被吸引在鐵芯上構成閉合磁路，鐵芯內部有磁場。
有了閉合鐵芯，絕大部分磁通量集中在鐵芯內部，貫穿副線圈，大大增強了變壓器傳輸電能的作用。
子問題2：為什么原線圈是交流電時，小燈泡亮呢
原線圈接入交流電源，則原線圈中就有交變電流，因而鐵芯中的磁場大小方向是周期性變化的，通過副線圈的磁場也發生周期性變化，副線圈中產生了感應電動勢，盡管兩個線圈之間沒有導線相連，副線圈也能輸出電流。這就是我們說的互感現象
子問題3：變壓器工作時怎樣實現能量轉化的呢
變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現象實現了：
原線圈（電能）閉合鐵芯（ 磁場能） 副線圈（電能）
問題：利用變壓器怎樣才能獲得不同的電壓呢？副線圈的電壓可能與什么有關呢？有什么定量的關系呢？
探究三、變壓器線圈兩端電壓與匝數的關系
猜想：原副線圈的電壓與什么因素有關？
由法拉第電磁感應定律公式可能想到與線圈匝數有關。
1．保持原線圈的匝數及其兩端電壓不變,改變副線圈的匝數,研究其對副線圈兩端電壓的影響。
2．保持原線圈兩端電壓和副線圈匝數不變,改變原線圈的匝數，研究其對副線圈兩端電壓的影響。
3．保持原線圈兩端電壓和副線圈匝數不變,改變原線圈的電壓，研究其對副線圈兩端電壓的影響。
4．數據記錄處理
實驗步驟設計與數據記錄
控制變量法
① 保持原線圈匝數和其兩端電壓不變，改變副線圈匝數，研究副線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響
1 2 3
n2 10匝 20匝 50匝
U2
② 保持原線圈電壓和副線圈匝數不變，改變原線圈匝數，研究原線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響
1 2 3
n1
U2
③ 保持原線圈匝數和副線圈匝數不變，改變原線圈兩端的電壓，研究原線圈兩端電壓對副線圈兩端電壓的影響
1 2 3
U1
U2
（3）分析數據、歸納結論：:電壓與匝數的關系
1．原線圈電壓和匝數不變時，副線圈匝數越多，U2 越大；原線圈電壓和副線圈匝數不變時，原線圈匝數越少，副線圈電壓越高；原、副線圈匝數不變時，原線圈電壓越高，副線圈電壓也越高。
2．在實驗誤差范圍內，原副線圈電壓比跟原副線圈的匝數比成正比。
問題：為什么實驗會存在那么大的誤差呢？
演示5：將可拆變壓器的鐵芯由不閉合到閉合，觀察接在副線圈兩端的小燈泡亮度變化。
交變電流的磁場也不可能完全局限在鐵芯內（磁損）；
實際上電流通過變壓器線圈時,因為線圈存在電阻，線圈會發熱（銅損）；
鐵芯在交變磁場作用下因為產生渦流也會發熱（磁損）；
所以變壓器工作時是有能量損失的，沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器，電壓和匝數的關系只適用于理想變壓器。
探究四、理想變壓器模型
（1）理想變壓器模型的建立
在變壓器的電磁感應過程中，電能和磁能的相互轉化是最主要的因素,而伴隨而來的損耗是一些次要因素.為了研究的方便,我們突出主要因素,忽略次要因素。這是科學研究的一種常用方法.
篇4
關鍵詞：真空濾油工藝；變壓器檢修；作用
隨著我國用電需求的日益加大，保障供電穩定成為電力企業面臨的重要任務。為保證這一任務順利完成，電力企業開始采用真空濾油工藝對變壓器進行檢修，以便提高變壓器的運行穩定性，增加其使用壽命。
一、變壓器油的作用
在變壓器的運行過程中，變壓器油的作用主要包括以下幾方面：首先，變壓器油具有良好的絕緣性，因此將變壓器中的絕緣材料放在油中，可以起到比空氣更好的絕緣作用。這樣就可以防止由于絕緣不良導致的短路事故。其次，與水相比，變壓器油具有更大的比熱容，換句話說，變壓器油具有更好的散熱性能，不僅可以保障變壓器運行過程中不至于過熱，還能夠保障變壓器的安全穩定運行。最后，在操作變壓器的過程中可能產生電弧，這些電弧會損壞變壓器中的元器件，降低變壓器的使用壽命。變壓器油可以憑借其良好的散熱性能以最快的速度熄滅電弧，避免由于電弧導致的故障。總之，變壓器油對于保障變壓器的安全穩定運行具有重要的作用。為了保證變壓器油的這些作用得到有效發揮，就必須保障變壓器油的純凈。對于變壓器油的真空過濾，是進行變壓器檢修工作的基礎。
二、真空濾油工藝的工作原理
（一）工作系統
在對變壓器油進行清潔處理的工藝中，真空濾油技術是目前比較流行的工藝。進行真空濾油的目的是為了清除變壓器油在中產生的雜質和水分，從而保障變壓器的正常運轉。真空濾油的主要流程就是首先把需要進行處理的變壓器油置于真空環境中進行加熱，政法水分，從而達到油氣分離的目的。
（二）工作原理
真空濾油機的工作原理就是是根據油在高真空情況下加熱，可以使其內部水分首先被汽化而分離出來。具體的流程是用油泵把變壓器油壓入電加熱器，之后由過濾器進行凈化。凈化之后的油送入真空脫氣罐，在真空條件下加熱，此時，變壓器油中的水汽首先被蒸發，從而排除變壓器油中的水汽。最后把進行過脫氣脫水后的油液經排油泵送入過濾器，最終達到變壓器油的脫氣、脫水和濾除雜質的目的。
三、真空濾油工藝對變壓器檢修工作的作用
（一）可以更準確的分析變壓器故障
在變壓器油中，水分對于變壓器的破壞最大。通常情況下，變壓器油中的水分主要來自以下三個渠道，即生產運輸過程中的滲入與安裝過程中的滲入，以及在運行過程中變壓器油氧化反應產生的水分。眾所周知，水具有導電的性質，因此變壓器油中的水分會導致變壓器油導電，進而導致變壓器漏電，并且降低其他絕緣纖維的使用壽命。同時，變壓器油中的水分增加，還會使變壓器中的金屬部件生銹氧化，導致故障。機械雜質一般指沙土等顆粒物，其來源于水分類似。雜質過多不僅會影響變壓器油的使用壽命，還會降低變壓器的絕緣性能。同時，雜質附著于變壓器上，還會影響變壓器的散熱，導致變壓器過熱而發生故障。另外，變壓器正常運轉中由于金屬部件的磨損，還會產生金屬雜質。過多的金屬雜質會使變壓器的絕緣性能降低，容易引發一系列的安全事故。
綜上所述，變壓器油中雜質增加，會嚴重影響變壓器的性能與使用壽命。因此，電力企業在變壓器的安裝運行中必須保障變壓器油的純凈，這也是變壓器檢修工作中的重中之重。而在變壓器油的凈化處理過程中，真空濾油工藝將發揮越來越重要的作用。
（二）過濾變壓器油中的雜質，保障變壓器正常運轉
真空濾油工藝對于變壓器檢修工作具有十分重要的作用，具體說來就是把變壓器油進行過濾處理，從而達到純凈變壓器油，保障變壓器正常運行的目的。另外，變壓器油在變壓器的運轉過程中會發生一系列的化學反應，產生一些不利于變壓器運行的雜質或氣體，真空濾油丟與這些氣體或雜質也有很好的過濾作用。然而需要注意的是，在使用真空濾油工藝對變壓器油進行處理時，必須注意幾點：首先，對于真空濾油設備必須經常進行維護與保養。其次，在進行真空濾油的過程中，必須隨時檢查設備的運行狀況，一旦發現問題，要及時停機處理。對變壓器油的取樣和處理時間必須進行合理的安排，最好是24消失進行一次，從而保障變壓器油的純凈與變壓器的正常運行。
四、總結
變壓器油是變壓器中重要的絕緣材料，其對于提高變壓器性能，保障變壓器安全穩定的運行具有重要的作用。在變壓器的實際運行中，一旦水分等雜志進入變壓器油，就會嚴重影響變壓器的性能與使用壽命。因此，在實際的變壓器檢修工作中，對變壓器油進行真空過濾具有十分重要的作用。對于電力企業來說，必須充分了解真空濾油工藝的原理，以及變壓器油對變壓器的作用，從而合理利用這一工藝提升變壓器檢修工作的效率與質量，保障變壓器的安全穩定運行。
參考文獻
篇5
在現代化工生產企業中，大多數都使用電弧爐這種變壓器來供電。因為此種變壓器不同于普通變壓器，可以組成三相變壓器，大范圍的調度電壓，使其可以大幅度的供電，促使化工生產持續的、高效的進行。盡管電弧爐具備多種優點，但是其變壓器將高伏特電壓直接調變降壓，存在很大的危險性，所以需要電子式電流互感器來形成差動保護，促使變壓器安全運行。但是，電子書電流互感器有效應用，形成差動保護，就需要對電子式電流互感器的工作原理和差動保護原理予以了解，科學、合理的規劃電子式電流互感器的實施方案，如此才能夠使電子式電流互感器在機器故障時對變壓器予以差動保護。
1 電子式電流互感器工作原理
1.1 羅氏線圈原理
電子式電流互感器所應用的工作原理之一就是羅氏線圈原理。羅氏線圈是指把一橫截面積并且勻稱的導線環繞在非鐵磁性的圓柱型線圈上。采用羅氏線圈的方式來將導線環繞成圓柱型線圈，并將其連接到線路上，再利用測量儀器，可以測量出導體上的電流，運用法拉第電磁感應定律，即：
E=BLV
基于以上定律，可以計算出羅氏線圈中導體的電動勢，進而合理調節線圈，使其可以有效應用?？傊?，羅氏線圈原理的運用，使得電子式電流互感器線圈設置簡單、合理、有效，為使其可以有效應用做鋪墊。
1.2 低功率小鐵心線圈原理
簡單來講，低功率小鐵心線圈原理是繪制一個簡單的電流圖，即將低功率小鐵心線圈式的電流互感器與其他元件串聯形成一個簡單電路，那么這個電路中就會產生一次電流和二次電流，兩者呈正比關系，由此可以得到一次電壓和二次電壓在利用純電路中電功率的計算公式，即：
P=UI
計算出低功率小鐵心線圈式的電流互感器的電功率，再依據電子式電流互感器設置要求，合理的調整小鐵心線圈，如此可以提高電子式電流互感器的電流調節作用。
1.3 電阻分壓原理
電阻分壓原理是在并聯的兩個電阻之間，利用一根導線來連接，使兩個電阻可以分壓。利用電阻分壓原理來設置電子式電流互感器，則是將均壓電級與低壓電阻串聯，將高壓電電阻與低壓電阻并聯，如此可以使低壓電阻和高壓電阻在低功率小鐵心線圈的作用下分壓，那么電路中的一次高壓電就會轉變為二次低電壓，這利于提升電子式電流互感器對變壓器予以差動保護。
1.4 阻容分壓原理
阻容分壓原理的應用是在一個線路外面套上一個圓柱狀的電容圓環，進而形成電容分壓。在設置電子式電流互感器時，對于阻容分壓原理的運用，則是按照電阻分壓的方式制成圓柱狀的電容圓環，將其接地的電容相連接，如此可以形成電路的回路，并且此回路中的電阻可以分壓，那么通過電子式電流互感器的高電壓就會降低，利于保護變壓器。當然，在利用此原理來設置電路的回路時需要注意測量和調整電路，避免電路短路，導致電子式電流互感器無法有效應用。
1.5 串聯感應分壓器原理
串聯感應分壓器原理是將多種不同級的電抗器串聯在電路中。利用此原理，將抗電器串聯在電子式電流互感器的電路中，可以獲得電抗器輸出的電壓信號，技術人員可以依據電壓信號來合理設置電子式互感器的線圈，如此可以改變電路中的電流和電壓，這對于保護變壓器有很大幫助。
2 差動保護原理分析
2.1 差動保護整合算式
對于電子式電流互感器差動保護的整合計算，首先是對電子式電流互感器差動保護運行的電流定值進行計算，這可以明確電子式電流互感器差動保護形成的電流條件。公式內容為：
I=Kel（ker+U+m）Ie
注：Kerl表示為差動保護的可靠系數；Ker表示為電流互感器的額定電流下的變化誤差。
基于此公式，可以計算出電子式電流互感器的額定電壓。以此為依據，對電路中的電子式電流互感器進行調節，可以使其形成差動保護，使電壓器得到保護。
2.2 差動保護動作特性
電子式電流互感器差動保護產生，差動保護動作將會表現出多種特性，其中包括差動保護硬壓板的投入、差動保護軟壓板的投入、差動保護啟動元件動作、CT異常檢測等。
2.3 運行差動保護方案
在科學技術發展迅猛的社會背景下，電子式電流互感器應用日益廣泛。為了使電子式電流互感器有效的連接在電弧爐的變壓器線路中，使變壓器可以得到電子式互感器產生差動保護的有效保護，應當科學設置運動差動保護方案。具體的做法就是從線圈設置著手，即依據羅氏線圈原理，并結合電弧爐的變壓器安全性，合理設置線圈，再結合電阻分壓原理，科學規劃電阻的連接，使線圈可以有效的調節線路電壓和電流，促使電子式電流互感器可以在線路中形成差動保護，對變壓器予以保護。另外，因為電弧爐變壓器的高壓側與中壓側采用了常規電流互感器，為了使電子式電流互感器與常規電流互感器協調應用，還應當在變壓器主體上安裝數據采集裝置，通過此裝置來采集電抗器所輸出的高壓信號，進而對電子式電流互感器的線圈數進行調整，使其滿足變壓器保護要求，在機器故障時可以給予變壓器差動保護，同時不影響常規電流互感器的應用。
3 結束語
在我國科學技術迅猛發展的情況下，電子式電流互感器應用越來越廣泛，尤其是在工業化生產中，可以將電子式電流互感器與電弧爐的變壓器相連接，在變壓器運行的過程中給予保護，一旦有機器故障，電子式電流互感器會形成差動保護，以保證變壓器安全。所以，基于羅氏線圈原理、低功率小鐵心線圈原理、阻容分壓原理、串聯感應分壓器原理的電子式電流互感器具有較高的應用價值，值得推廣和應用。
參考文獻
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篇6
關鍵詞 變壓器；測溫；ARM；DS18B20
中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）100-0231-02
0引言
我們檢修人員主要負責500kV變電站的檢修和維護工作，變電站的的核心是就是變壓器，500kV變壓器的維護和檢修工作更是我們的重中之重。其中變壓器絕緣油的油溫數據是我們重點監測對象，目前很多500kV油浸式變壓器的故障都是絕緣系統的老化而造成的，而絕緣的老化由溫度變現。變壓器運行時的溫度變化反應變壓器運行情況。在平時工作中，我們發現變壓器的油溫表經常出現異常。而且數據不精確，嚴重影響我們對變壓器運行指標的分析結果。
1 變壓器油溫表的工作原理
目前大型變壓器油溫測量裝置包含兩套測溫裝置，其中第一套裝置包括感溫探頭、油溫表。第一套測溫裝置為檢測測溫探頭內的液體溫包壓力進行測溫，原理是熱脹冷縮，當變壓器油溫增高時，會使測溫探頭內液體溫包里的液體膨脹，通過與油溫表相連的油管，驅動油溫表指針的變化，進而顯示油溫數據。第二套測溫裝置包括測溫探頭，變送器，測控顯示裝置，把測溫探頭浸在變壓器油里面，測溫探頭內有熱敏電阻（Pt100），其阻值會隨著溫度的變化而變化，而變送器會輸出一個恒流源，流過熱敏電阻后，得到一個隨著變壓器油溫度變化而變化的電壓值，這個電壓值經過直流采樣，作為顯示變壓器油溫的數值。
2 數字式油溫測量裝置
2.1 新型測溫裝置的硬件設計
研制遠程數字式變壓器油溫測量裝置的主要功能是代替傳統的模擬量測溫的油溫表，工作原理數字測溫技術對變壓器油溫進行測量，并顯示出來，一旦有油溫越界，立刻遠程報警，并可以實現遠動控制。
所以我們把數字油溫測量裝置按照功能分為下面三個部分：
1）研制測溫探頭
選擇新型測溫芯片進行數據測量，并且組裝探頭裝入變壓器油箱進行測溫。我們選擇DS18B20作為我們的測溫芯片與傳統的熱敏電阻相比，可使系統結構更趨簡單，可靠性更高。它在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面都完全勝于鉑熱敏電阻，因此我們選擇DS18B20作為數字化油溫表的溫度測量元件。
2）研制測溫裝置的控制器
我們選取數據處理器，與我們設計的功能電路板連接在一起，通過處理器與外設功能模塊完成變壓器的問的采集處理功能。
電子行業的處理器有很多，單片機，DSP處理器，ARM處理器，其中單片機由于采集能力差，運算速度慢，都用在較為低端的市場。而DSP處理器專業高速度、高精度的信號采集分析，軍事航天用的較為廣泛，但是成本較高，動輒成百上千元，且缺貨，經常需要在國外訂購。而ARM處理器較為普遍，也屬于高端處理器，且成本便宜，結合性價比，我們選擇ARM7作為我們處理器芯片。
3）研制裝置遠動模塊
我們通過裝置的遠動模塊實現變壓器油溫數據的遠程傳輸和遠程控制，本裝置的目標是能夠滿足油溫越界后可以遠程無線通知事先設定的人員，并且被通知人員可以通過手機通訊網絡對測溫裝置進行遠程遙控操作。我們選擇GSM模塊來完成我們的數據傳輸。
2.2 新型測溫裝置的軟件設計
研制出硬件裝置后，我們通過軟件編程實現裝置的運行，本裝置軟件部分共包括8個功能子程序：硬件初始化程序，主循環程序，定時器中斷程序，串口數據中斷程序，液晶顯示程序，遠動控制程序，油溫數據采集處理程序，短信數據采集處理程序。通過這八個功能子程序模塊把測溫探頭，控制器，遠動裝置的功能集成在一起，實現數字式油溫表的研制
2.3 新型測溫裝置的效果檢查
我們研制裝置后對裝置就行效果檢查，首先選取水銀溫度計作為基準值，測試一下新裝置的誤差有多大，得到下面的數據表。
通過上述實驗數據，我們可以得出，新型遠程數字式變壓器油溫測量裝置在溫度的測量準確性上完全滿足生產實際需要。本設計在測溫精度上完全符合要求。
3 結論
我們成功的研制出遠程數字式變壓器油溫測量裝置。該裝置能遠程控制，在線監控變壓器油溫。使變壓器測溫裝置的系統結構更為精簡，穩定可靠性更好。
參考文獻
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篇7
關鍵詞：高壓電 油浸式變壓器 溫度測試 在線測量技術
中圖分類號：TM4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
變壓器是電力系統中必不可少的一部分，其功能的正常運行與否，直接關系到工礦企業的正常生產及人們的正常用電生活，因此，變壓器的穩定性與安全性極為重要。油浸式變壓器的絕緣結構非常重要，溫度如果過高會使得絕緣油紙老化，將會引發繞組的匝間短路，從而使變壓器發生故障。
1油浸式變壓器
為了能使電能的傳輸更加有效，發電廠在發電后通常對電流進行加壓，進行高壓輸電。這是因為無論何種材質的電線，其內部都存在著一定的電阻，電流在傳輸過程中都會有一定的消耗。而具有極小電阻的輸電材料，其費用一般都極為昂貴，無法普及使用。因此，電力輸送只好采用高壓輸電方式，通過升高電壓來使電流變小，以節省輸電材料的成本消耗、降低輸電過程中電流的大量損耗。而高壓電危險性較高，日常生活會危及到人們的生命安全，為了滿足人們的用電需求，必須采用變壓器進行降壓處理。
油浸式變壓器適用于50、60赫茲的交流電，其主要功能是將10kV、6kV或3.5kV的網絡電壓調配至適合工礦企業以及民用建筑使用的400V或230V母線電壓。油浸式變壓器在室內外皆可使用，人們日常于電線桿上看到的可能就是容量為315kVA變壓器。油浸式變壓器對溫度的要求較高，其環境溫度必須介于-25℃與40℃之間，最高溫度為日均30℃、年均20攝氏度。變壓器所處環境濕度不得高于90%，所處海拔高度必須低于1km。
油浸式變壓器的主要結構有油箱、繞組和絕緣結構。油箱內盛有滿滿的變壓器油，變壓器身浸于其中。變壓器的核心部件是繞組和鐵芯，電流通過繞組進行轉變和傳輸。變壓器的絕緣結構是油紙，溫度過高會加速油紙的老化進程，絕緣老化將會造成繞組發生匝間短路。
2基本測量方法
2.1直接測量法
直接測量法的操作非常直接，在變壓器的繞組內埋入眾多的傳感器，通過傳感器獲知變壓器的內部溫度。這種方法的精確度隨埋入點的數量增加而越加精準，但缺點是成本高、維護技術有難度[1]。
2.2光纖光柵法
這種方法是近年來興起的引起廣泛關注的測量方法，其工作原理是利用光纖材料對光線的敏感性，將直射到纖芯的紫外光反射或透射到濾波器上。這種方法的優點是對電磁干擾具有極為強大的抵抗能力，且光線材料可以抵御外部介質的腐蝕，具有非常優良的絕緣性能；缺點是造價成本高，工藝難度高，現場維護難度高，因此難以普及使用。
2.3熱模擬測量法
熱模擬測量法并非直接的測量，而是通過模擬繞組與變壓器油之間的溫度差來測量變壓器的溫升平均值。其工作原理是加熱電流流經一個電熱元件，產生了附加升溫，再使用電流匹配器進行調節，使所升高的溫度恰好與繞組油的溫差相同。這種方法的缺點是受外界環境影響較大，必須在規定的環境條件下進行測量。并且，這種方法只能模擬平均溫升，而無法獲知最高溫度。另外，電流回路還會增加設備維護的難度，安全措施難以做好。
2.4間接計算法
這種方法需要獲知幾種變壓器其繞組的熱點溫度，通過套入公式來間接計算需要測量的變壓器的溫度。這種計算方法的模型有三種，分別基于技術標準、熱路和熱阻。這種方法的優點是計算結果準確，實用性非常強。
3在線測量技術的優越性
上文中提到，直接測量法成本高昂且結果不精準，光纖光柵法結果精準，但成本高昂，而熱模擬法雖然在日德等許多國家都有應用，但理論分析與實際情況有著巨大差別，導致了測量結果的較大偏差。僅間接計算法按照《油浸式變壓器負載導則》中提到的計算公式[2]，可以較準確地計算出變壓器的熱點溫度。間接計算法經濟實用、操作簡便的優越性使其在變壓器測溫方面得到了廣泛應用。由于間接計算法要通過幾種變壓器來間接獲得最終結果，計算過程耗費時間較長，對計算機運算能力要求極高[3]，待結果得出后向有關部門反應，有關部門再派出維護人員進行維修，這使得間接計算法暴露出一個非常明顯的缺點――計算復雜、反應不及時。
為此，業界許多研究人員對變壓器的溫度測量方法進行了深入的研究，目前已經取得了一定的研究成果，制作出一種在線監測儀器。這種儀器基于負載導則，模型依循舊版導則的簡單計算公式，受到外界影響的可能非常小，結果的精確度非常高。由于計算公式涉及到的溫度是穩態溫度，不必考慮不同時間段溫度的變化會對最終結果造成影響。在線監測儀器內置GPRS模塊，可以與距離較遠的變電站實現遠程監測與控制。
4在線測量系統
4.1在線測量系統的工作原理
在線測量系統包括上位機、下位機、傳感器和變壓器本身。電力人員在油浸式變壓器內安裝在線監測儀器，在線監測儀器包括N個溫度傳感器，傳感器在變壓器溫度上升時通過下位機中內置的GPRS模塊將信息傳送至變電站的控制中心，變電站的工作人員通過上位機獲得變壓器的溫變信息，可以及時快速地安排人員前去維護。
下位機的主要部件有溫度傳感器與單片機處理單元。下位機在變壓器上只需安置五個檢測點，即可對變壓器的底部、油面、頂部、箱體以及環境五處溫度進行及時的監測。下位機內置微處理器，與傳感器相連，通過液晶屏顯示即時溫度。五處檢測點，有任何一點的溫度值超過內置的溫度標準，將會引發微處理器發生報警信息。下位機通過內置的GPRS模塊將信息傳輸至變電站內的上位機，上位機內的相關軟件通過代碼編譯，迅速顯示出工作人員可以理解的曲線和數據結果，并作出音像報警和故障分析。
4.2硬件
4.2.1下位機
下位機的溫度傳感器通常為產自美國Dallas公司的DS18-B20半導體，微處理器一般為Atmel公司生產的AT89-S52。這種微處理器的串口可以跨越較遠的距離，與GPRS模塊進行數據傳輸。YM-12684液晶屏可以顯示溫度信息與故障代碼。溫度傳感器通過屏蔽雙絞線將溫度信號傳送至單片機中，鑒于屏蔽雙絞線的特性，有效距離最多為50米[4]。
4.2.2GPRS模塊
GPRS模塊是遠距離無線通信的核心，通過TCP/IP協議，數據可以暢通到達終端設備處。
4.3軟件
4.3.1通信協議
在線測量系統的通信協議就是上文所提到的TCP/IP協議，AT指令集也能支持。
4.3.2上位機和下位機軟件
上位機的軟件可以借助GPRS模塊查詢到來自下位機的變壓器溫度信息，并顯示溫變數據、繪制溫度曲線、打印溫度報表、做出音像報警、記錄故障信息、分析故障原因。下位機的軟件依托于C語言指令，循環讀取各個端口的溫度信息，依照內置命令完成監控、報警功能。
5結語
本文對油浸式變壓器的工作原理、降溫必要性、測溫方法做了簡單的分析，并以此對油浸式變壓器的溫度在線測量系統做了分析和闡述，點明其系統結構和工作原理，希望對油浸式變壓器溫度的在線測量和電力部門的及時搶修提供參考意見。
參考文獻：
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篇8
關鍵詞：變壓器容量測試儀；反竊電；技術；特性
中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01
近年來，由于科技的飛速發展，竊電手段也各種各樣，甚至取向智能化，變的越來越隱蔽，難以發現，使得電力企業損失嚴重，所以，我們需要對竊電手段的新形勢、新問題進行大力研究，本文對變壓器容量測量儀的反竊電進行了簡單的探討，從變壓器容量測量儀的基本原理出發，進而對變壓器容量測量儀的反竊電工作進行論述。
一、變壓器容量測量儀概述
變壓器容量測量儀是針對目前的市場研發的，對反竊電有一定的預防效果，變壓器容量測量儀又稱變壓器特性測試儀或者變壓器容量測試儀，變壓器容量測試儀是對變壓器進行測量的必要儀器，是維護用戶和企業雙方經濟利益不可缺少的重要環節。
變壓器容量測試儀的工作原理簡單，是專門在低電壓、小電流的情況下使用的，用來測試標準配電電力變壓器容量，解決了未知容量的變壓器試驗的難題，專門幫助供電系統來查詢竊電用戶，該儀器體積小，使用起來方便，準確性高。
變壓器容量測量儀工作原理：變壓器容量測量儀使用方便，在現在的電力市場中，有許多不法分子為了貪圖一時利益而去竊電，拿一些小容量、大損耗的變壓器來充當大容量、小損耗的變壓器，極大的擾亂了供電市場的秩序，也給電力企業帶來了很大的損失，變壓器容量測量儀針對這些問題可以很好的對變壓器進行測量，對配電變壓器額定容量進行判別，解決了未知容量的變壓器試驗的難題，給電力工作者們也帶來了極大的方便。
二、變壓器容量測量儀特性
變壓器容量測量儀具有體積精巧、使用方便、測量準確性高、穩定性好等優點，其具體優點及特性如下：
（1）變壓器容量測量儀功能強大、操作簡單、可以滿足配電現場對變壓器測量的需要。
（2）變壓器容量測量儀自帶電源，可以無源進行測量，一次性可以連續測量一百臺，方便、快捷、準確。
（3）該儀器可以自己進行波形畸變校正，比如：溫度校正、電流和電壓校正等。
（4）該儀器電池剩余電量指示功能并不是簡單的虧電警報。
（5）該儀器使用方便，可以現場進行打印，查看測量效果。
（6）有方便的USB接口，可以隨時與計算機進行連接，利用公司提供的軟件進行現場生成報告，便于統計、記錄工作的進行。
（7）該儀器測試過程無需人工升降，其內部微控制器控制，自動進行升降壓，給工作人員節省了不少人力，減輕勞動負擔，減少誤差。
（8）大屏幕顯示，全漢字人機對話，觸摸方便、靈敏，適合各個季節的使用。
（9）該儀器內有保護電路，避免儀器損傷和人員事故。
三、變壓器容量測試儀的反竊電工作探討
近年來，隨著科技的發展，竊電技術有了質的飛躍，竊電方式多種多樣，例如：原始的竊電方式有私拉亂接無表用電、損壞電能表、繞越電能表用電等方式；現代的高科技竊電技術包括私自更換電壓器以及電流互感器的名牌等，使用移相方式竊電、使用倒表器竊電、還有一些利用電能表的物理原理改變其電流電壓和相位等使其出現故障，以達到竊電的目的。以上這些都是一些不法分子常用的竊電方式，給電力企業帶來了極大的損失，危害了用電市場的秩序，所以，工作人員們針對這些問題引進了變壓器容量測量儀，對變壓器進行測量，大大減小了竊電帶來的損失。
變壓器容量測量儀可以對多種竊電方式進行測量，其自身帶的電源可以一次性測量100臺變壓器，可以對變壓器進行精密測量，包括三相交流電壓、三相交流電流、三相功率等，準確性極高，大大減小竊電的可能性。
該測量儀對電磁干擾的抗擾度較高，在測試現場能保證不受其干擾，沒有實質性的損傷，對反竊電有一定的幫助，而且該測量儀器具有完備的保護措施，不會受過流和短路的損害，測試電壓的范圍是人體能接受的范圍，不會對人員造成損傷。由于這些優點，使得變壓器容量測量儀的反竊電效果大大增強，為電力企業降低損失的同時也維護了用電市場秩序的穩定。
通過使用變壓器容量測量儀對變壓器進行測量，可以大大減小竊電的可能性，該測量儀可以對一些較為突出的竊電方式進行準確的測量，比如更換名牌、拿小容量大耗損的變壓器充當大容量、小耗損的變壓器等，嚴厲打擊竊電行為，較好的對這些進行測量，給人們生產生活帶來了極大的方便。
四、結束語
竊電行為一直是供電企業非常困擾的問題，對電力企業以及市場的危害極大，本文中提出的變壓器容量測量儀對反竊電有一定的作用，使得稽查人員可以在現場檢查用戶的變壓器，操作簡便、快捷，是打擊竊電行為的有效手段，遏制了違約用電的蔓延，不僅解決了供電企業在違約用電工作中面臨的兩難境地，而且也極大的減少了國有資產的損失。
參考文獻：
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篇9
【關鍵詞】大功率電力電子開關；配電變壓器；無弧有載調壓；無弧切換
傳統以上，機械構件與電動機構結合狀態下的變壓器有載調壓分接開關存在的大量的問題與缺陷，其中以較高的故障率、以及較慢的響應動作為主。更關鍵的是：在變壓器調壓過程當中，受到電弧作用力因素的影響，極有可能致使觸頭出現燒蝕等方面的問題，不但會致使油體污染方面的問題產生，同時也在很大程度上制約著變壓器功能的實現。而在引入大功率電力電子開關應用于有載分接開關，可滿足調壓運行的無弧化特點，從而達到提高電力變壓器運行質量與水平的問題。本文即針對上述問題展開詳細分析與探討。
1.研究現狀
國內外有關基于電力電子開關電流特性研究，滿足改善有載調壓變壓器分接頭切換的研究始于上世紀70年代中期，但受到制造成本、動作實施可靠性等多個方面因素的影響，導致該技術無法在實際應用中加以落實。但是，隨著電力電子技術的發展與完善，電力系統對于相關技術的應用更加的完善，從而使得變壓器無弧有載調壓方案的可行性更加突出。
對比我國，國內有關無弧有載調壓開關的研究相對起步較早，所取得的研究成果也更加的突出與典型。其中，以奧地利伊林有載分接開關公司所研發生產的一種基于晶閘管發揮輔助效果的TADS切換開關最為突出，在晶閘管的輔助作用之下，聯合機械觸頭的運行，可滿足分接開關的綜合性優勢。傳統意義上，電弧觸頭所對應的功能可以由晶閘管作為開關元件的方式加以替代。在整個線路的運行過程當中，基于晶閘管的開關元件可在切換過程當中達到開斷電流的目的，與機械觸頭聯合形成切換開關所對應的觸頭系統，從而滿足無弧有載調壓的運行功能。
在該基于TADS的切換開關當中，每相與一個晶閘管部件保持對應關系，機械觸點等同于常規電路系統中的主通觸頭。在整個電路處于靜止運行的狀態臺下，電流可通過機械觸點流通。與此同時，在電流通路進行切換動作期間，所有機械觸頭的開斷動作均是以不帶電流運行作為基本前提的。從這一角度上來說，該電路運行期間可最大限度避免觸頭燒損以及油體污染等方面的質量問題，從根本上避免了因線路頻繁檢修而導致的損失問題。
但該系統也存在一定的不足之處，主要表現為：建立在晶閘管部件與機械觸頭的基礎之上實現有載調壓功能，盡管在無弧切換動作的實施過程當中可滿足“無弧”方面的需求，但仍然屬于基于機械電子的混合使結構，從而導致操作以及控制動作相對比較復雜，難度較大。
2.基于無弧有載調壓方案分析
基于以上有關基于大功率電力電子開關作用力配電變壓器運行情況的分析，筆者認為：為滿足無弧有載調壓的相關要求，可建立在變壓器高壓繞組的基礎之上，根據不同的連接方式，實現無弧切換的效果。具體有如下兩種方案：
A方案：該方案實現無弧切換效果的關鍵在于，大功率電力電子開關雙向晶閘管建立在變壓器高壓繞組的基礎之上，實現與常規分接選擇器的聯合處理。該方案下所對應的無弧切換工作原理示意圖如下圖所示（見圖1）。
圖1中，X1以及X2均為該變壓器高壓繞組所對應的抽頭，R表示的是該電路運行期間的過渡電阻，可發揮相對于變壓器高壓繞組側所傳輸高電流的限流作用，SCR1以及SCR2為無觸點電力電子開關所對應的晶閘管，對應為雙向關系，ST則為分接選擇器，該選擇器支持在線路無負載的運行狀態下，對分接頭進行選擇。
A方案實現配電變壓器無弧有載調壓運行的主要工作原理為：若變壓器高壓繞組正常運行狀態下，以X1分接頭作為工作載體，則圖1中所對應的SCR1晶閘管處于導通狀態，在如連接過渡電阻的1-ST-R區段通路當中，檢測無電流。同時，SCR2晶閘管則處于阻斷狀態。在以上運行條件作用之下，系統電壓產生變動，為確保低壓側所輸出電壓水平的穩定、可靠，就需要對該配電變壓器以X2分接頭作為工作載體。此狀態下的運行方案為：ST分接選擇器在無負載運行狀態下，自“1”切換至“2”，將SCR1晶閘管切換至關閉狀態，形成如圖1中所示的X2-2-ST-R區段通路。該區段通路的運行觸發SCR2晶閘管并促使其處于導通狀態，所形成電流通路為X2-SCR2區段，滿足一次性分接轉換的功能。
B方案：該方案實現無弧切換效果的關鍵在于：以基于大功率的固態繼電器組裝置替代A方案當中的ST分接選擇器，作為完成分接任務的載體。下圖（見圖2）為B方案所對應的無弧切換工作原理示意圖。該方案的優勢在于：能夠剔除基于機械運轉式調壓變壓器中所涉及到的運動部件以及電動機構，避免電路運行期間頻繁出現電動機構故障的問題。同時，該電路運行下的分接選擇工作以及切換動作還可支持軟件控制的方式實現。
A方案實現配電變壓器無弧有載調壓運行的主要工作原理為：變壓器高壓繞組正常運行狀態下，以X1分接頭作為工作載體，則圖2中所對應的SCR1晶閘管處于導通狀態，則圖2中X1-SCR1區段處于電流通路的運行狀態。同情況下，圖2中SSR1S、SSR2、以及SCR則均處于斷開狀態。換句話來說，在系統電壓出現波動運行的情況下，為了保障變壓器低壓側供電質量的穩定與可靠，在邏輯判斷的條件下，需要將變壓器運行工況轉變為X2分接接頭。此狀態下的運行方案為：固態繼電器SSR2被觸發，同步關斷SSR1，此狀態下所形成的電流通路表現為X2-SSR2-R區段。在此基礎之上，觸發SCR2處于導通狀態，此狀態下所形成的電流通路表現為X2-SCR2區段，滿足一次性分接轉換的功能。
3.結束語
本文在基于對大功率電力電子開關用語配電變壓器理論要點分析的基礎之上，提出了兩種不同的，可滿足無弧有載調壓需求的無弧切換工作方案。其中，A方案屬于機械電子混合調壓運行模式，雖能夠滿足無弧切換的工作需求，但結構設置上相對比較復雜，運行期間容易出現動作延遲以及各類故障問題。而對于B方案而言，由于引入了固態繼電器組參與運行，從而能夠剔除基于機械運轉式調壓變壓器中所涉及到的運動部件以及電動機構，避免電路運行期間頻繁出現電動機構故障的問題，實際運行中動作快速，結構簡單，特別是針對35kV電壓等級以下的配電變壓器而言，優勢突出，可將B方案作為實現無弧有載調壓的基礎方案，以上問題望引起各方人員的關注與重視。
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篇10
關鍵詞：梅達焊接 控制器 自動化 中頻直流 電阻焊
中圖分類號：F426.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0084-02
電阻焊接是指，通過電極對電流施加壓力，從而使電流在與被焊物體接觸時產生電阻熱，最終實現焊接效果的一種焊接技術，這種焊接技術被廣泛使用?？梢哉f，這項焊接技術想要發揮最理想的焊接效果，需要對焊接技術進行不斷的創新。焊接技術的創新不光是對于技術精益求精的要求，也是各個領域企業所追求的目標，這樣可以促使企業在市場中擁有競爭的優勢，也可以盡最大程度的縮小成本，以獲取更大的利益。本文將針對電阻焊接電源的對比。
1 電阻焊接的幾種焊機形式
在電阻焊接當中，若想實現最理想的焊接效果，則需要做到低電壓、大電流和功率大等電源供電的模式。而在電阻焊接當中，電阻焊接焊機根據供電電源的不同，可以分為以下幾種焊機種類：單相工頻交流焊機、二級整流焊機、逆變式焊接、三相低頻焊機等。
1.1 單相工頻交流焊機的性能
單相工頻交流焊機的工作原理主要是指，電流經過變壓器時進行一次繞組，再通過變壓器降壓實現二次繞組，輸出交流電流。單相工頻交流焊機對供電電壓的要求是380V的交流電。單相工頻交流焊機在實際的應用當中具有廣泛性，其根本原因是對于設備的要求較低，能夠節省資金的耗費，且對于操作的要求也是比較簡單，方便調整。但自身也具有很大的缺點，譬如其在焊接回路當中所產生的電抗阻力比較大，從而會導致功率降低，因而在使用單項工頻交流焊機時，需要盡量避免焊接回路比較大的焊接，以免使電抗阻力過大，導致電流較小。因為單項工頻交流焊機的瞬時功率大，從而會導致對電網產生強大的攻擊，直接影響電網的品質。
1.2 二級整流焊機
二級整流焊機的工作原理主要是指，電流經過變壓器進行二次繞組，將輸出的交流電整流，通過直流電流的形式輸出。與單相工頻交流焊機所使用交流電相比，二級整流焊機所輸出的直流電在焊接回路的過程中所產生電抗阻力幾乎為零，從而大大的增加了熱效率和輸出的電流。因其輸入功率的平穩，所以對于電網的沖擊小，可以使電網得到很好的利用。但因其焊接設備體積大、價格高在實際應用中也會有其局限性。
1.3 逆變式焊機
逆變式焊機的工作原理主要是指，三相交流電通過整流和濾波之后輸出平穩的直流電的原理。與二級整流焊機的工作原理相同，都能夠保證輸入功率的平穩，使焊接回路中所產生的電抗阻力幾乎為零，從而增加了輸出的電流。其對設備體積和重量沒有一定的要求，且可以保證穩定直流電流的輸出。是作為實際焊接應用中的主流焊接技術。
1.4 三相低頻焊機
三相低頻焊機的工作原理主要是指，通過三相電網供電，使輸出的電流的頻率低于正常的工頻頻率。由于是三相供電，所以電流相對穩定，輸出功率比較高，在焊接過程中的功率耗損也比較少。但因為其對于變壓器設備體積和重量都有很大的要求，且因為焊機技術是屬于低頻焊接，所以焊接的生產率非常低，所以應用面比較窄，且逐步被替代。
2 中頻直流焊機
中頻直流焊機是在逆變式焊機的基礎上演變而來的。其工作原理是將三相交流電通過全波整流形成高頻交流電，通過直流斬波技術，將其轉變成中頻（500 V/1000 Hz）電源，以確保焊接直流電流的輸出。而梅達焊接設備就是應用中頻直流焊機來保證焊接電流在焊接過程中的有效進行。其中頻直流焊機具有焊接效果好，直流穩定性高，節能，設備體積較小，且焊接工作高效等特點?？梢哉f，中頻直流焊機將會在焊接領域得到廣泛的應用。
3 梅達焊接控制器
本文將針對MF5-CW-DN梅達焊接控制器來做研究，MF5-CW-DN因為專業的技術和合理的價格以及品質的優良而成為市場上焊接控制器應用的主流。
其梅達焊接控制器的主要組件構成是包括：時調器單元、斷路器、隔離接觸器、充電組、控制變壓器和逆變器組成。
3.1 時調器單元
當時調器單元接收到焊接命令以后，根據焊接命令對焊接順序的規定進行順序執行。當整流直流電電流穩定后，給逆變器MFDC信號，MFDC做好焊接前的準備，MFDC將準備好的信號IRTW激活，促使時調器單元給MFDC發送焊接信號，于是MFDC對整流直流電進行逆變處理，經過變壓器形成雙頻直流電流輸出。當焊接的過程完成時，時調器單元在執行完焊接順序指令后，將斷開，然后接觸到變壓器的隔離接觸器上。
在時調器單元工作過程會需要MFDC的配合，所以如果在這個焊接順序指令執行過程中出現問題，則有可能是時調器單元自身存在故障隱患，或者是MFDC存在故障隱患。
3.2 斷路器
針對于整個控制器系統故障問題的保護作用，斷路器會在發生故障時能夠及時的將電源與與之連接的各個組件進行安全斷開的一種方式。對于焊接回路的尺寸要求，是基于MFDC的容量和應用的要求。而MFDC的尺寸又直接的影響著斷路器的電流容量，需要MFDC與斷路器要相稱才可以。
在斷路器斷電以后的幾分鐘需要格外注意，即便電源被斷電了，但在MFDC仍可能會存在著電壓。所以需要在斷路器斷電以后，也要及時的切斷整流直流電的電壓，以去報在對于控制器的檢測和維修。
3.3 隔離接觸器
在MFDC之后，能夠實現向變壓器提供電源并能夠斷開變壓器電源的設備，就是隔離接觸器。
3.4 充電組
充電組負責將電源提供給MFDC，所以不同的MFDC有相應不同的充電組，需要好好進行選擇。一旦充電組接收到充電信號后，將會持續的為MFDC提供充電電容，直到MFDC被關閉，或是MFDC發生故障，而停止充電信號對充電組的作用。
3.5 控制變壓器
控制變壓器，顧名思義是在接受到統一的電壓后對各個接通組件進行變壓處理，以提供給各個組件所需的電壓。其控制變壓器的電壓是由斷路器為其提供的。
3.6 MFDC
在整個梅達焊接控制器中，MFDC的作用是非常重要的。MFDC主要是由調節板、充電組、放電電阻和電容器、熱保護開關以及IGBT構成。當時調器單元對MFDC發出焊接信號時，需要調節板對時調器單元所發出的的信號進行判斷從而進行轉換。在這個過程中會觸發IGBT，IGBT是絕緣門雙極晶體管，也是電子開關。當絕緣們雙極晶體管受到觸發則根據信號的信息來控制斷路器對變壓器提供的電源。其不但能控制電源輸入輸出也能夠控制電流經過變壓器所需要的時間，調節板會對于IGBT的這個行為進行檢測，以保證IGBT的工作能夠有效的完成。在MFDC中需要針對溫度問題設置熱保護開關，以防止因為溫度過高的原因而促使MFDC發生故障或是損壞。設置熱保護開關可以在溫度過高時及時跳閘，是MFDC停止工作。
4 梅達焊接控制器的特點
梅達焊接控制器可以通過接口與網絡進行關聯，促使數據能夠進行有效的記錄、更新、編輯、備份等的作用。也就說，形成了計算機與梅達焊接控制器的關聯性。通過上（計算機）下（控制器）進行信息的相互相工作，在梅達焊接控制器中有離散式I/O接口，可用來進行串行通訊的配置。而對于控制器來來說，它是一個多模塊設計的控制器，它有多任務模塊設計、數字控制模塊設計和檢測模塊設計、串行通訊模塊、模擬量模塊和離散式I/O模塊等。這種多模塊的設計能夠方便于日后的維護。而在檢測模塊當中，C系數監測功能更是為后期維護所設計的，它主要具備預警的功能，及時的讓用戶了解控制器情況以便及時作出反映。對于回路線路的老化問題也能夠得到相應的監測結果，以方便及時的維護，為下次的使用做提前準備。其次，梅達焊接控制器還具備獨特的網絡電壓等待功能，能夠對所需電壓進行數值設定，在電壓沒有達到設定數值的時候會進行網絡等待，直到電壓達到設定數值才進行焊接工作，這不但可以保證焊接的高效穩定性性，也可以保證電壓的安全性。
5 結語
梅達焊機運用先進的雙拼直流焊機進行焊接工作，可以有效的提高焊接工作的質量，保證焊接電流的穩定性。而梅達焊接控制器則對于整個的焊接過程進行控制，通過其獨有的網絡電壓等待功能和多模塊化的設計以及C系數監測功能對于整個焊接過程提供的安全保障、技術保障和維護保障，使焊接工作更加的完善。
參考文獻
[1] 麥力.超大功率中頻逆變電阻焊機的研發[J].電焊機，2013（2）.
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