電力電子技術(shù)應(yīng)用及成功案例

電力電子技術(shù)的應(yīng)用X疇以及成功案例電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的開(kāi)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其開(kāi)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期開(kāi)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,說(shuō)明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。下文是從電力電子技術(shù)的應(yīng)用X疇以及成功案例兩個(gè)方面來(lái)介紹電力電子技術(shù)一：電力電子技術(shù)的應(yīng)用X疇1.1電力有源濾波器傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí)，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾，同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象，即所謂“電力公害'’，例如，不可控整流加電容濾波時(shí)，網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70?80)%，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5?0.6。電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克制傳統(tǒng)LC濾波器的缺乏，是一種很有開(kāi)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是：(1)不僅反響輸出電壓，還反響輸入平均電流；1.2不連續(xù)電源(UPS)不連續(xù)電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一局部能量給蓄電池組充電，另一局部能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量，另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理，進(jìn)展遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS開(kāi)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA>lVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。1.3通信用高頻開(kāi)關(guān)電源通信業(yè)的迅速開(kāi)展極大的推動(dòng)了通信電源的開(kāi)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中，通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三才目交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的才目控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代，高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHzX圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不一樣，在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上，對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。1.4直流-直流(DC/DC)變換器DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無(wú)級(jí)變速和控制，同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20?30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源)，同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù)，開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右，功率密度為5W?20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的開(kāi)展，要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化，因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)錁?gòu)造，目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。1.5變頻器電源變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器，將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期，日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年，其占有率已到達(dá)日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)場(chǎng)研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器，逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成高潮。變頻空調(diào)除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件，是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步開(kāi)展方向。1.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源，代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的開(kāi)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換局部將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合，整流濾波后成為穩(wěn)定的直流，供電弧使用。由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題，也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器，通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析，到達(dá)預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的，進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理，解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A，負(fù)載持續(xù)率60%，全載電壓60?75V,電流調(diào)節(jié)X圍5?300A，重量29kg。1.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改進(jìn)、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50?l59kV,電流到達(dá)0.5A以上，功率可達(dá)100kW。自從70年代開(kāi)場(chǎng),日本的一些公司開(kāi)場(chǎng)采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進(jìn)入80年代，高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速開(kāi)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件，將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)展了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下，輸出直流電壓到達(dá)55kV,電流到達(dá)15mA,工作頻率為25.6kHz。二：應(yīng)用電力電子技術(shù)的成功案例2.1電力自動(dòng)化補(bǔ)償技術(shù)電力電子技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息通信技術(shù)的不斷開(kāi)展，帶動(dòng)了許多電力新技術(shù)、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，近年來(lái)隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的進(jìn)展，智能無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在各地低壓配電網(wǎng)的公用配變被廣泛應(yīng)用，它集低壓無(wú)功補(bǔ)償、綜合配電監(jiān)測(cè)、配電臺(tái)區(qū)的線損計(jì)量、電壓合格率的考核、諧波監(jiān)測(cè)等多種功能于一身；同時(shí)還充分考慮了與配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合。傳統(tǒng)的低壓無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)采集單一信號(hào)，采用三相電容器，三相共補(bǔ)這種補(bǔ)償方式適用于負(fù)荷主要是三才目負(fù)載〔電動(dòng)機(jī)〕的場(chǎng)合，但假設(shè)當(dāng)前的負(fù)載主要為居民用戶，三相負(fù)荷很可能不平衡。那么各相無(wú)功需量也不同，采用這種補(bǔ)償方式會(huì)在不同程度上出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)。投切開(kāi)關(guān)多采用交流接觸器其缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢，在投切過(guò)程中會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊涌流，使用壽命短。無(wú)功控制策略控制物理量多為電壓、功率因數(shù)、無(wú)功電流，投切方式為：循環(huán)投切、編碼投切。這種策略沒(méi)有考慮電壓的平衡關(guān)系與區(qū)域的無(wú)功優(yōu)化。通常不具備配電監(jiān)測(cè)功能采用智能型無(wú)功控制策略采集三相電壓、電流信號(hào)，跟蹤系統(tǒng)中無(wú)功的變化，以無(wú)功功率為控制物理量，以用戶設(shè)定的功率因數(shù)為投切參考限量，依據(jù)模糊控制理論智能選擇電容器組合，智能投切是針對(duì)星一角結(jié)合情況。電容投切控制采用智能控制理論，自動(dòng)及時(shí)地投切電容補(bǔ)償，補(bǔ)償無(wú)功功率容量。根據(jù)配電系統(tǒng)三相中每一相無(wú)功功率的大小智能選擇電容器組合，依據(jù)“取平補(bǔ)齊〃的原那么投入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電容器投切的智能控制，使補(bǔ)償精度高。2.3.1科學(xué)的電壓限制條件可設(shè)定的過(guò)、欠壓保護(hù)值，可設(shè)置禁投〔低谷高電壓〕、禁切〔頂峰低電壓〕電壓值，具缺才目保護(hù)功能，以無(wú)功功率為投切門限值。2.3.2可設(shè)置投切延時(shí)延時(shí)時(shí)間可調(diào)〔既可支持快速跟蹤無(wú)功補(bǔ)償，也可支持穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償〕，同組電容投切動(dòng)作時(shí)間間隔可設(shè)置，對(duì)快速跟蹤補(bǔ)償可設(shè)置為零。集成綜合配電監(jiān)測(cè)功能綜合配電監(jiān)測(cè)功能集配電變壓器電氣參數(shù)測(cè)量、記憶、通信于一體，是一套比擬完整的配電運(yùn)行參數(shù)測(cè)量機(jī)構(gòu)，是低壓配電電網(wǎng)中考核單元線損的理想手段。它能隨時(shí)為電網(wǎng)治理人員提供所需要的各類數(shù)據(jù)，是為電網(wǎng)的平安運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠的治理依據(jù)，是配電電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的根本組成局部。主要功能如下：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配變?nèi)繑?shù)據(jù)：電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率〔1?3次諧波〕；累計(jì)數(shù)據(jù)記錄、整點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄功能，累計(jì)計(jì)量有功、無(wú)功電量；查詢統(tǒng)計(jì)分析功能并根據(jù)輸入條件生成各種報(bào)表、曲線、棒圖、餅圖。一般都配有相關(guān)的后臺(tái)處理軟件，大多數(shù)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多機(jī)操作與數(shù)據(jù)共享。集成電壓監(jiān)測(cè)功能根據(jù)電壓檢測(cè)儀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展采樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理，便于用戶考核電壓合格率，可用于電壓監(jiān)測(cè)考核。集成在線諧波監(jiān)測(cè)功能較好一點(diǎn)的監(jiān)測(cè)終端采用DSP作為CPU，應(yīng)用FFT快速傅立葉算法，可準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)量出電壓、電流、功率因數(shù)、有功及無(wú)功電量等配電參數(shù)，還可以分析1?3次諧波，從而實(shí)現(xiàn)在線的諧波監(jiān)測(cè)功能，該數(shù)據(jù)可根據(jù)用戶要求在后臺(tái)軟件上進(jìn)展分析處理。總之，隨著科技的快速開(kāi)展進(jìn)步，高科技企業(yè)的增加，電力企業(yè)在如何更好地滿足用戶不斷提高的需求的同時(shí)，還要對(duì)用戶電網(wǎng)進(jìn)展更全面的治理、監(jiān)控，在這個(gè)過(guò)程中，將有各種新技術(shù)、新設(shè)備開(kāi)展起來(lái)，未來(lái)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)將會(huì)更加經(jīng)濟(jì)有效。2.2:電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能把本地必要的運(yùn)行信息提供應(yīng)遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)，特別是關(guān)于開(kāi)關(guān)以及保護(hù)等行為的信息，以便使當(dāng)時(shí)的值班人員和相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)度人員對(duì)其進(jìn)展實(shí)時(shí)分析，及時(shí)把握平安控制和設(shè)備故障處理等隱藏信息，還可以使變配電的損失得到降低，同時(shí)也使供電的質(zhì)量得到了提高。隨著電力行業(yè)才目關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)展及管理水平的逐日提高，多數(shù)變電站的配電室也都已經(jīng)有了配套的電力監(jiān)控系統(tǒng)，但多是集中柜式的，可靠性和維護(hù)等方面都不盡如人意，人機(jī)控制界面也并不像想象中的那么友好，還有處理數(shù)據(jù)的能力較差等一系列的問(wèn)題，所以，新型的分布式網(wǎng)絡(luò)形式的變電站電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用變得十分有必要，從而使變電站電力設(shè)備的綜合控制功能得到較好的改善。1分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)的根本構(gòu)造框架分布式的電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是指，把電力線路監(jiān)控儀采用網(wǎng)絡(luò)化的組合形式進(jìn)展整合，主機(jī)采用的是IBMPC586工業(yè)控制機(jī)。分布式電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要設(shè)備有：假設(shè)干臺(tái)線路監(jiān)控儀、IBMPC586工業(yè)控制機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信接口和調(diào)制解調(diào)器。此分布式電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)起來(lái)比擬簡(jiǎn)單，充分的利用了主機(jī)軟、硬件等資源，并可與調(diào)度中心取得聯(lián)系。2線路監(jiān)控儀---監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)理電力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)具有遙控和遙測(cè)的功能，完成了對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制任務(wù)，可以將電力設(shè)備的關(guān)于地理分布、運(yùn)行控制和性能狀態(tài)等內(nèi)容的數(shù)據(jù)集合到一處，然后經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)的控制中心，并建立起相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，還可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)地監(jiān)控電力設(shè)備的運(yùn)行狀況。電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成。由一個(gè)上位機(jī)和假設(shè)干個(gè)下位機(jī)組成，且他們之間的數(shù)據(jù)通信采用GPRS進(jìn)展。各構(gòu)件的安置位置：上位機(jī)在監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心，下位機(jī)那么在電力設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)，且各個(gè)下位機(jī)構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的遠(yuǎn)程控制終端。下位機(jī)內(nèi)有與電表進(jìn)展RS-485數(shù)據(jù)傳輸通信的網(wǎng)絡(luò)接口，以及各種傳感器和輸入-輸出開(kāi)關(guān)的接口等，以便配合電力設(shè)備自身帶有的二次儀表。下位機(jī)與上位機(jī)組成了兩級(jí)的分布式電力設(shè)備控制系統(tǒng)，上位機(jī)具有工程師操作站的功能，完成遙控、遙測(cè)、故障分析、以及數(shù)據(jù)檢索等任務(wù)。下位機(jī)是實(shí)時(shí)控制和在線控制的，它實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的通信和電力設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制等功能，還對(duì)電力設(shè)備的電流等參數(shù)進(jìn)展實(shí)時(shí)的檢測(cè)。3電力設(shè)備的遠(yuǎn)程圖像采集終端電力設(shè)備的遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)包括：遠(yuǎn)程圖像采集終端、CDMA數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、Internet互聯(lián)網(wǎng)通信和網(wǎng)絡(luò)中心四部份，它們?yōu)閷?shí)時(shí)傳輸控制命令和圖像等數(shù)據(jù)提供了必需的傳輸通道。首先，網(wǎng)絡(luò)中心發(fā)出相應(yīng)的控制命令，然后，遠(yuǎn)程控制采用某些方式進(jìn)展電力設(shè)備圖像的獲取，也就是在終端拍攝到的關(guān)于電力設(shè)備的相應(yīng)圖片和視頻等信息，借來(lái)來(lái)，再經(jīng)由CDMA數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸給Internet互聯(lián)網(wǎng)，最后，原本IP地址已經(jīng)固定好的網(wǎng)絡(luò)終端接收到才目應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，從而形成了實(shí)際意義上的電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程圖像采集終端的組成包括：圖像獲取設(shè)備、外圍電路、單片機(jī)和CDMA通信網(wǎng)絡(luò)模塊四局部，硬件連接如圖1所示。它的功能主要包括下面幾點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警和定時(shí)控制方式下的照片拍攝功能；利用USB數(shù)據(jù)接口進(jìn)展硬件連接，再獲取有用的圖像信息，并對(duì)其進(jìn)展必要的信息分解，依次按，首先UDP，其次IP，再次PPP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的順序?qū)σ呀?jīng)切分好的信息打包；CDMA通信模塊與CDMA網(wǎng)絡(luò)無(wú)線連接，完成了圖像數(shù)據(jù)等的接收和發(fā)送，然后存取數(shù)據(jù)中的IP物理地址。電力電容器維護(hù)電力電容器是一種靜止的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無(wú)功功率，提高功率因數(shù)。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用?，F(xiàn)將電力電容器的維護(hù)和運(yùn)行管理中一些問(wèn)題，作一簡(jiǎn)介，供參考。電力電容器的保護(hù)⑴電容器組應(yīng)采用適當(dāng)保護(hù)措施，如采用平衡或差動(dòng)繼電保護(hù)或采用瞬時(shí)作用過(guò)電流繼電保護(hù)，對(duì)于3.15kV及以上的電容器，必須在每個(gè)電容器上裝置單獨(dú)的熔斷器，熔斷器的額定電流應(yīng)按熔絲的特性和接通時(shí)的涌流來(lái)選定，一般為1.5倍電容器的額定電流為宜，以防止電容器油箱爆炸。論文百事通除上述指出的保護(hù)形式外，在必要時(shí)還可以作下面的幾種保護(hù)：如果電壓升高是經(jīng)常及長(zhǎng)時(shí)間的，需采取措施使電壓升高不超過(guò)1.1倍額定電壓。用適宜的電流自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)展保護(hù)，使電流升高不超過(guò)1.3倍額定電流。如果電容器同架空線聯(lián)接時(shí)，可用適宜的避雷器來(lái)進(jìn)展大氣過(guò)電壓保護(hù)。在高壓網(wǎng)絡(luò)中，短路電流超過(guò)20A時(shí)，并且短路電流的保護(hù)裝置或熔絲不能可靠地保護(hù)對(duì)地短路時(shí)，那么應(yīng)采用單相短路保護(hù)裝置。正確選擇電容器組的保護(hù)方式，是確保電容器平安可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，但無(wú)論采用哪種保護(hù)方式，均應(yīng)符合以下幾項(xiàng)要求：保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏度，不管電容器組中單臺(tái)電容器內(nèi)部發(fā)生故障，還是局部元件損壞，保護(hù)裝置都能可靠地動(dòng)作。能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開(kāi)后，便于檢查出已損壞的電容器。在電容器停送電過(guò)程中及電力系統(tǒng)發(fā)生接地或其它故障時(shí)，保護(hù)裝置不能有誤動(dòng)作。保護(hù)裝置應(yīng)便于進(jìn)展安裝、調(diào)整、試驗(yàn)和運(yùn)行維護(hù)。消耗電量要少，運(yùn)行費(fèi)用要低。電容器不允許裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，相反響裝設(shè)無(wú)壓釋放自動(dòng)跳閘裝置。主要是因電容器放電需要一定時(shí)間，當(dāng)電容器組的開(kāi)關(guān)跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來(lái)不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性才目反的電荷，這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆炸。電力電容器的接通和斷開(kāi)⑴電力電容器組在接通前應(yīng)用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡(luò)。接通和斷開(kāi)電容器組時(shí)，必須考慮以下幾點(diǎn)：當(dāng)匯流排(母線)上的電壓超過(guò)1.1倍額定電壓最大允許值時(shí)，制止將電容器組接入電網(wǎng)。在電容器組自電網(wǎng)斷開(kāi)后1min內(nèi)不得重新接入，但自動(dòng)重復(fù)接入情況除外。在接通和斷開(kāi)電容器組時(shí)，要選用不能產(chǎn)生危險(xiǎn)過(guò)電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應(yīng)低于1.3倍電容器組的額定電流。電力電容器的放電⑴電容器每次從電網(wǎng)中斷開(kāi)后，應(yīng)該自動(dòng)進(jìn)展放電。其端電壓迅速降低，不管電容器額定電壓是多少，在電容器從電網(wǎng)上斷開(kāi)30s后，其端電壓應(yīng)不超過(guò)65V。為了保護(hù)電容器組，自動(dòng)放電裝置應(yīng)裝在電容器斷路器的負(fù)荷側(cè)，并經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)(中間不準(zhǔn)裝設(shè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和熔斷器等)。具有非專用放電裝置的電容器組，例如：對(duì)于高壓電容器用的電壓互感器，對(duì)于低壓電容器用的白熾燈泡，以及與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)接的電容器組，可以不另裝放電裝置。使用燈泡時(shí)，為了延長(zhǎng)燈泡的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾訜襞荽?lián)數(shù)。在接觸自電網(wǎng)斷開(kāi)的電容器的導(dǎo)電局部前，即使電容器已經(jīng)自動(dòng)放電，還必須用絕緣的接地金屬桿，短接電容器的出線端，進(jìn)展單獨(dú)放電。運(yùn)行中的電容器的維護(hù)和保養(yǎng)⑴電容器應(yīng)有值班人員，應(yīng)做好設(shè)備運(yùn)行情況記錄。對(duì)運(yùn)行的電容器組的外觀巡視檢查，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定每天都要進(jìn)展，如發(fā)現(xiàn)箱殼膨脹應(yīng)停頓使用，以免發(fā)生故障。檢查電容器組每相負(fù)荷可用安培表進(jìn)展。電容器組投入時(shí)環(huán)境溫度不能低于-40°C，運(yùn)行時(shí)環(huán)境溫度1小時(shí)，平均不超過(guò)+40°C,2小時(shí)平均不得超過(guò)+30C，及一年平均不得超過(guò)+20C。如超過(guò)時(shí)，應(yīng)采用人工冷卻(安裝風(fēng)扇)或?qū)㈦娙萜鹘M與電網(wǎng)斷開(kāi)。安裝地點(diǎn)的溫度檢查和電容器外殼上最熱點(diǎn)溫度的檢查可以通過(guò)水銀溫度計(jì)等進(jìn)展，并且做好溫度記錄(特別是夏季)。電容器的工作電壓和電流，在使用時(shí)不得超過(guò)1.1倍額定電壓和1.3倍額定電流。接上電容器后，將引起電網(wǎng)電壓升高，特別是負(fù)荷較輕時(shí)，在此種情況下，應(yīng)將局部電容器或全部電容器從電網(wǎng)中斷開(kāi)。2.4:三相電動(dòng)機(jī)調(diào)速與制動(dòng)問(wèn)題摘要:三相異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。其中變轉(zhuǎn)差串調(diào)速包括繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速、串級(jí)調(diào)速和降壓調(diào)速。三相異步電動(dòng)機(jī)有三種制動(dòng)狀態(tài)：能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)(電源兩相反接和倒拉反轉(zhuǎn))和回饋這三種制動(dòng)狀態(tài)的機(jī)械特性曲線、能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及用途、特點(diǎn)等均與直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)狀態(tài)。本文主要針對(duì)變頻調(diào)速及能耗制動(dòng)作出了詳細(xì)研究.電動(dòng)機(jī)調(diào)速在電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中，特別是在寬調(diào)速和快速可逆拖動(dòng)系統(tǒng)中，多采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其原因是直流電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能。但是，直流電動(dòng)機(jī)存在價(jià)格高、維護(hù)困難、需要專門的直流電源等一系列缺點(diǎn)。相比之下，交流電動(dòng)機(jī)具有價(jià)格低、遠(yuǎn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都希望盡可能采用交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，使得+交流調(diào)速技術(shù)日益成熟，交流調(diào)運(yùn)裝置的容量不斷擴(kuò)大，性能不斷提高，使得交流調(diào)速已顯示出逐步取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。三才目異步電動(dòng)機(jī)除了運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)外，還時(shí)常運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，Tem與n同方向，Tem是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收電能并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能從軸上輸出，其機(jī)械特性位于第一或第=象限。運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，Tem與n反方向，Tem是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)從軸上吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)換成電能，該電能或消耗在電機(jī)內(nèi)部，或反響回電網(wǎng)，其機(jī)械特性位于異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的目的是使電力拖動(dòng)系統(tǒng)快速停車或者使拖動(dòng)系統(tǒng)盡快減速，對(duì)于位能性負(fù)載，制動(dòng)運(yùn)行可獲得穩(wěn)定的下降速度。2.1能耗制動(dòng)如果三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組斷開(kāi)三相電源后，那么電機(jī)內(nèi)無(wú)磁通勢(shì)。從而電磁轉(zhuǎn)矩=0,電動(dòng)機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，自然停車，這是自然制動(dòng)過(guò)程。能耗制動(dòng)的電路原理圖如圖2-1所示，三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組切斷三相交流電源后〔1K斷開(kāi)〕，同時(shí)，在定子繞組任意兩相上接入直流電流（也稱直流勵(lì)磁電流），即接通開(kāi)關(guān)2K,從而在電機(jī)內(nèi)形成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的空間位置固定的磁通勢(shì)，最大幅值為。在三相交流電源切斷后的瞬間，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于機(jī)械慣性其轉(zhuǎn)速不能突變，而繼續(xù)維持原逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。此時(shí)，直流電流產(chǎn)生的空間固定不轉(zhuǎn)的磁通勢(shì)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)；旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，轉(zhuǎn)速大小為。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子繞組有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生電流和電磁轉(zhuǎn)矩，根據(jù)左手定那么可知，的方向與磁通勢(shì)相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的，但與轉(zhuǎn)速的方向才目反，電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，直到轉(zhuǎn)速時(shí)，磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子才目對(duì)靜止，=0,=0,，減速過(guò)程完畢，電動(dòng)機(jī)將停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了快速制動(dòng)停車。如果負(fù)載是對(duì)抗性負(fù)載，那么電機(jī)轉(zhuǎn)速將停車。如果負(fù)載是位能性負(fù)載，那么電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)必須立即用機(jī)械抱閘，將電機(jī)軸剎住停車。2.5:繼電保護(hù)體制以及檢修舉措近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的開(kāi)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在原理上和技術(shù)上都有了很大的變化?？煽啃匝芯渴抢^電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的重要因素，由于電力系統(tǒng)的容量越來(lái)越龐大，供電X圍越來(lái)越廣，系統(tǒng)構(gòu)造日趨復(fù)雜，繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性就顯得尤為重要，對(duì)繼電保護(hù)可靠性的研究與探討就很有必要。鑒于繼電保護(hù)的重要性，對(duì)其定期進(jìn)展預(yù)防性試驗(yàn)是完全必要的，決不能只是在出現(xiàn)不正確動(dòng)作后再去分析和修復(fù)。因此對(duì)繼電保護(hù)檢修策略及措施也很重要。：1、影晌繼電保護(hù)可靠性的因素繼電保護(hù)裝置是一種自動(dòng)裝置，在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)平安可靠運(yùn)行的重要任務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)向值班人員發(fā)出信號(hào)，提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障,使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置在投入運(yùn)行后，便進(jìn)入了工作狀態(tài)，按照給定的整定值正確的執(zhí)行保護(hù)功能，時(shí)刻監(jiān)視供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的變化,出現(xiàn)故障時(shí)正確動(dòng)作，把故障切除。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)裝置不動(dòng)作。這就有“正確動(dòng)作〃和“正確不動(dòng)作兩種完好狀態(tài)，說(shuō)明保護(hù)裝置是可靠的。如果保護(hù)裝置在被保護(hù)設(shè)備處于正常運(yùn)行而發(fā)生“誤動(dòng)或被保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置卻“拒動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作，那么為“不正確動(dòng)作'’。就電力系統(tǒng)而言，保護(hù)裝置“誤動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作〃并不可怕，可以由自動(dòng)重合閘來(lái)進(jìn)展糾正，可怕的是保護(hù)裝置的“拒動(dòng)〃，造成的大面積影響，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列而崩潰。而導(dǎo)致繼電保護(hù)工作不正常的原因可能有以下幾種。⑴繼電保護(hù)裝置的制造廠家在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)展質(zhì)量管理、把好質(zhì)量關(guān)。繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中受周圍環(huán)境影響大。由于其周圍空氣中存在大量的粉塵和有害氣體，同時(shí)又受到高溫的影響，將加速繼電保護(hù)裝置的老化，導(dǎo)致性能改變。有害氣體也會(huì)腐蝕電路板和接插座，造成繼電器點(diǎn)被氧化,引起接觸不良，失去保護(hù)功能。晶體管保護(hù)裝置易受干擾源的影響，如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素,導(dǎo)致發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。保護(hù)可靠性在很大程度上還依賴于運(yùn)行維護(hù)檢修人員的平安意識(shí)、技能和責(zé)任心。繼電保護(hù)的可靠性與調(diào)試人員有密切關(guān)系，如技術(shù)水平低、經(jīng)歷少、責(zé)任心不強(qiáng)發(fā)現(xiàn)和處理存在問(wèn)題的能力差等?；ジ衅髻|(zhì)量差，在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，工作特性發(fā)生變化，影響保護(hù)裝置的工作效果。保護(hù)方案采用的方式和上下級(jí)保護(hù)不合理，選型不當(dāng)。2、提高繼電保護(hù)可靠性的措施貫穿于繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、選型、制造、運(yùn)行維護(hù)、整定計(jì)算和整定調(diào)試的全過(guò)程,而繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性主要決定于繼電保護(hù)裝置的可靠性和設(shè)計(jì)的合理性。其中繼電保護(hù)裝置的可靠性又起關(guān)鍵性作用。由于保護(hù)裝置投入運(yùn)行后，會(huì)受到多種因素的影響，不可能絕對(duì)可靠,但只要制定出各種防X事故方案，采取相應(yīng)的有效預(yù)防措施，消除隱患，彌補(bǔ)缺乏，其可靠性是能夠?qū)崿F(xiàn)的。提高繼電保護(hù)可靠性的措施應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：⑴保護(hù)裝置在制造過(guò)程中要把好質(zhì)量關(guān)，提高裝置整體質(zhì)量水平，選用故障率低、壽命長(zhǎng)的元器件，不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。同時(shí)在設(shè)備選型時(shí)要盡可能的選擇質(zhì)量好，售后效勞好的廠家。(2)晶體管保護(hù)裝置設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮安裝在與高壓室隔離的房?jī)?nèi)，免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時(shí)要防止環(huán)境對(duì)晶體管造成的污染，有條