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地鐵主變壓器作為供電系統(tǒng)中核心的設備之一,其能否安全運行將直接影響整個系統(tǒng)正常運營。變壓器繞組在多種情況下都有可能產生變形,建設的運輸、吊裝過程保護措施不到位易受到碰撞,運行期系統(tǒng)短路事故都有可能使變壓器繞組產生變形。以前常規(guī)的方法用短路阻抗法是否變形,阻抗法現場應用簡單,但多數情況下現場很難獲得所需的試驗電流,對試驗儀器的精度及靈敏度要求也很高。電力行業(yè)標準《電力變壓器繞組變形測試導則(頻率響應法)》(DL/T911-2004),該導則的出臺對頻響法檢測推廣起到了很好的指導作用。據了解,各省電網公司應用該導則預試發(fā)現變壓器繞組變形,并都通過吊芯檢查得到確認,使隱患變壓器得到及時維護檢修,避免事故造成損失。如何應用導則(頻率響應法)中的診斷分析方法中的橫向比較、縱向比較及相關系數比較,本文通過西安地鐵供電系統(tǒng)主變壓器更換安裝實例對以上方法進行介紹。
1. 頻率響應法原理
當在高頻率段時,可以不考慮變壓器鐵芯的影響,此時可將其繞組等效成是由電阻、電感、電容等構成的分布參數電路,如圖1所示。
其中L、C和K分別代表繞組電感、對地及分布電容。又可以將這些參數電路看作為一二端口網絡,這些特性可用函數H(jω)表達。函數的極點和零點分布模擬二端網絡的代標參數值。如繞組發(fā)生變形,那么其內部電容、電抗必然發(fā)生變化,函數參數關系也相應發(fā)生變化。頻響法便可直觀的看作是對變壓器繞組進行X掃描,并繪制頻譜曲線,其中,Vs為外施掃頻信號源,Ri、Ro分別為輸入輸出匹配電阻,Vi、Vo分別為等效網絡的激勵電壓和響應端電壓;。通過對繞組頻譜曲線進行對比分析,可以判斷繞組的結構變化。用對數形式表示頻率響應曲線:H(f)=20lgV2(f)/V1(f)。式中,H(f)為頻率f時傳遞函數的摸|H(jω)|;V2(f)/,V1(f)分別為頻率為f時相應端和激勵端電壓的峰值或有效值|V2(jω)|,|V1(jω)|。
為了定律表示曲線的相識程度,引入相關系數R作為量化結果表示比較特性曲線的相識程度,R值越大,表示曲線的相識程度越好??砂聪铝泄接嬎?。設兩個長度為N的傳遞函數幅度序列X(k)和Y(k),k=0,1,…,N_1,且X(k)和Y(k)為實數。
(1)計算兩個序列的標準方差:
(2)計算2個序列的協(xié)方差:
(3)計算兩個序列的歸一化協(xié)方差系數:
2. 頻響法現場綜合應用與分析
2.1 頻響法與低壓阻抗法優(yōu)缺點分析
(1)頻響法
用頻響法檢測變壓器繞組變形具有很高的靈敏性,抗干擾細節(jié)處理得當,能很好地反映變壓器繞組變形的累積效應,但很多在實地應用時,診斷結果欠缺準確與直觀。在測試儀器輸出的響應頻譜圖因方法、干擾等因數影響無法對繞組變形做出正確的判斷。
(2)低電壓短路阻抗法
試驗方法簡單、所得數據能直觀判斷,只是目前用于測試的儀器精度較高,而實地用于滿足測試的電流較小,加上干擾等問題,這些都造成了現場數據不確定度較高。
2.2 綜合判斷
目前國網變壓器檢修頻響法測試主要以本臺變壓器三相間圖形再與出廠前、交接試驗等歷史時期圖形比較;再與同廠型號進行比較。頻響法測試所用頻率波段掃描范圍為10kHz~1000kHz,1000個線性排布掃描點會獲得較好的效果。高頻段(600kHz以上)雖然能反映變壓器變形位移,但受雜散電容影響干擾較大;而中低頻段(600kHz以下)頻響圖形有較豐富的諧振點,這些點能很好地反映變壓器的變形位移。在做判斷分析時,應重點關注中低頻段圖形變化,高頻段作為參考。
頻響法和低電壓短路阻抗法均可反映變壓器變形情況。由于各自缺點都不能得出準確地判斷,另外變壓器常規(guī)電容變化、直阻、絕緣電阻及油氣分析試驗項目等,均在一定程度能反映變壓器的繞組變形,因此實地操作試驗以頻響法為主,其他方法為輔進行綜合判斷。
2.3 現場實例
西安地鐵二號線行政中心主變電站更換1#主變壓器,安裝完成做交接試驗。第三方試驗檢測單位及供貨廠家分別用各自儀器進行變壓器繞組變形頻響法測試圖譜發(fā)現B相與出廠圖譜差異大。如果按照頻率響應法初步判定高壓B相繞組有變形,變壓器不能在現場開蓋吊芯檢查,必須吊起運回工廠處理。行政中心主變壓器屬于地下戶內安裝方式,變電所處于市內繁華主干道旁綠化帶內,變壓器起吊安裝需占用大部分交通干道,長時間封鎖圍擋道路很難得到交通管理部門批準。西安地鐵二號線供電系統(tǒng)采用的是110kV/35kV兩級電壓集中供電方式,行政中心主變電站更換時,由另外一座會展中心主變電站向全線供電方式,如果變壓器再次運回工廠,就延長了單所主變電站向全線供電時間,影響地鐵運營可靠性。由于變電所長時間施工需要,吊裝口不能及時封閉,對整個變電站安全運行不利。綜合以上原因,不能將頻率響應法作為判斷本臺變壓器B相繞組變形唯一方法。地鐵公司組織各方專業(yè)人員組成專家組,從引起變壓器繞組變形的各種因數入手,首先新變壓器未接入系統(tǒng)運行,不存在短路故障引起繞組變形;其次檢查工程發(fā)運過程沖撞儀,從打印記錄看沒有發(fā)現運輸、吊裝過程受到有大的震動沖擊;最后詢問現場監(jiān)理及施工負責人,安裝過程也沒有碰撞、震動發(fā)生,以上直觀因數排除后,又用低電壓阻抗法測試,測試值符合要求,直流電阻、絕緣電阻測試結果都在規(guī)范要求之內。最后回到頻率響應法本身,對所有干擾項一一排查,發(fā)現B相測試接線接地點與其他相位置距離有差異,A、C相接地點基本在相同位置。從圖譜上反映的是A、C相圖形波線基本相同,而B相(藍線)在400kHz以上波形與A(紅線)、C(綠線)相有差異(圖2)。調整B相接地點與A、C相一致后,所得圖譜波形三相基本一致。最后專家組結論本臺變壓器B相繞組未發(fā)生變形,投運后一切正常,1年后運營按規(guī)程做預防性試驗,所有試驗結果符合要求,證明當初判斷正確。
會展中心主變電站更換主變壓器更換交接試驗,用頻率響應法測試結果,白天測得頻譜圖,無論是高頻段還是低頻段,一段時間頻譜圖都有跳躍。結合行政中心變壓器更換經驗,沒有排查運輸、安裝過程直觀影響因數,而是直接從頻響法干擾項入手,最終發(fā)現是測試電源引起的頻譜圖都有跳躍,地鐵白天運營時,全線電力機車頻繁啟動制動取流時引起供電系統(tǒng)電壓波動,而測試電源取自本所站用電源。為使測試電源不受電力機車取流影響,改在晚上地鐵停運時間段進行,測試結果符合要求,證明測試電源的波動是引起頻譜圖都跳躍的原因。推廣到新建變電所變壓器用頻率響應法測試繞組變形時,停止易引起施工電源產生波動的施工作業(yè)項目,尤其是電焊切割作業(yè)。
3. 頻響法試驗應注意的幾個問題
(1)頻響法應是變壓器試驗的第一個項目,否則繞組中存在的靜電荷會對結果造成影響,因此測試前應對繞組進行充分放電。
(2)隔離繞組,解開主變繞組與外部接線,高頻作用線,引線存在會影響繞組的頻響特性,對地雜散電容存在且不固定。盡量測試整體繞組,將分接開關置于量高壓位置。
(3)做好試驗接地和試驗線路連接,三相接地點一致,尤其以后做對比測試時,接地點應相同;變壓器鐵芯、信號檢測端、試驗儀器外殼必須與變壓器外殼可靠接地,否則頻響曲線會有尖刺出現影響判斷。
(4)采用一致的信號源注入方式和采樣方式。一般變壓器短路故障,繞組端部發(fā)生變形幾率大,對星接繞組,從中性點注入信號,線端取信號;對三角接繞組,可從首端注入,尾端取信號,也可相反。
(5)測試電源不要有外接氣焊引起電源電壓波動等作業(yè)。
(6)現場測試人員與測試點遠近或有無接觸,容易引起高頻段雜散電容變化,從而影響測試結果。
結語
(1)頻響法測試變壓器繞組變形時,頻率范圍在1kHz~1000kHz內,這時繞組內的電感和分布電容均發(fā)揮作用,頻響特性較多的諧振點,能較靈敏的反映繞組變形情況。
(2)頻響曲線的尖峰與繞組模型級數有關。
關鍵詞:數字式光電電流互感器;變電站;實際應用
中圖分類號:TM45 文獻標識碼:A
隨著我國經濟的不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展,對于發(fā)電與輸電的容量要求越來越大,為了確保其運行的可靠、穩(wěn)定性能,改善應用傳統(tǒng)的電磁式電流互感器的不足,加強系統(tǒng)運行的自動化,縮小變電站用地面積以及建設空間,相關設計的電流互感器一定要達到“智能化、光纖化、數字化”的要求。其中數字化指的就是盡可能的淘汰指針式讀數盤的傳統(tǒng)模擬信號方式,用相應的數字式儀表替代,降低由于人為讀數而造成誤差的可能性。所以,為了使變電站的運行情況更加可靠、穩(wěn)定,一定要加大對數字式光電電流互感器的研究力度。
一、電磁式電流互感器的概述
(一)工作原理
我國現階段變電站中使用均是電磁式電流互感器,以前將其稱之為CT,現在已經改稱TA,其工作原理與電磁感應的原理相似。由于繞組匝數比較少,所以,一次繞組中的電流通常是取決于被測電路的相關負荷電流,一般與二次電流無關;二次繞組通常是與繼電器以及測量儀表等相關電流線圈進行串聯(lián)的,因為兩者電流線圈的阻抗均比較小,電流互感器的運行狀態(tài)通常是維持在近乎于短路的情況中;在電流互感器的運行過程中,是不允許出現二次側開路的情況,假如出現了二次側開路的情況,一次側電流是保持不變的,二次側電流就會變?yōu)榱?,此時需要利用全部的一次側電流進行電流互感器的勵磁,相應的鐵芯中磁通量的密度也會有所增加,導致鐵芯中有用功的損耗量不斷增大,使鐵芯發(fā)熱,最終就會損壞電流互感器,除此之外,因為鐵芯中磁通量密度的不斷增加,在二次繞組中電流互感器所能感應出來的電壓值非常高,其最高值可以達到上千伏。所以,在實際應用中,為了避免出現二次側開路的情況,一定要保持二次繞組的短路狀態(tài)。
(二)應用運行中存在的問題
1絕緣結構方面的問題
隨著電壓等級的不斷提高,通常情況下選用的絕緣方式為氣體絕緣與油紙絕緣這兩種方式,在超高的電壓條件下,電磁式電流互感器所選用的絕緣方式就是串級絕緣法。由此可以看出,電壓的等級越高,所選用的絕緣結構也就越復雜,在制造方面也就越難,相應的造價也就越高,甚至達到了電壓等級的三次方倍,在應用運行中是一個存在比較普遍的問題。
2測量準確度的問題
因為一次線圈同高壓母線的電位是一致的,二次線圈的低壓側同相應的低壓設施連接,這兩者之間的線圈是通過鐵芯進行聯(lián)通的。隨著電壓等級的不斷加強,低、高壓之間的絕緣距離也就相對的有所增加,此時也只有通過增加磁路的方式加強一、二次線圈之間的聯(lián)通。由于測量誤差值同電流互感器磁路的平均長度之間是成正比的關系,所以,在增加磁路長度的時候,相應的測量誤差值也會跟著增加。通常情況下,電力系統(tǒng)中對于電流互感器測量的準確度大致可以達到0.3級,并且還存在著一定的影響因素,相應的測量準確度也會受到不同程度的影響,導致其更加的不準確。
3機械設施方面的問題
因為電磁式電流互感器設施的體積一般都比較大,質量也比較大,對于運輸、安裝方面都存在著一定的不便,并且在運行作業(yè)的時候,還需要使用一些絕緣支架進行一定的支撐,進而給相應的維修工作帶來很大的不便。
4潛在危險的問題
電磁式電流互感器是利用電磁變換的原理完成一、二次線圈之間的能量傳遞過程,所以,在一、二次線圈之間一直都會存在著一些電磁聯(lián)通。假如二次線圈因為某種情況發(fā)生了開路情況,一次線圈中的所有電流就會成為勵磁電流,在二次線圈當中感應出非常高的電壓值,并且會危及到設施、人員生命的安全。除此之外,在系統(tǒng)中還存在著由于絕緣擊穿以及突發(fā)性爆炸而導致的單相對地短路等不確定問題。
(三)改進措施
1降低二次負載
對于電磁式電流互感器中的繼電保護裝置一定要選用交流功率消耗比較小的,并且盡量將繼電保護裝置進行就地安裝,尤其是環(huán)境氣候相對比較惡劣的條件下。除此之外,也可以通過降低二次額定電流的方式予以實現,因為電流互感器的功率消耗是同電流的平方成正比關系的,所以,降低二次額定電流,并且在保持負載阻抗不變的基礎之上,減少了二次回路的功率消耗。
2選用適當繼電保護裝置
對于電磁式電流互感器中的繼電保護裝置而言,一定要具備較強的抗飽和能力,進而在運行作業(yè)的過程中,充分的利用不飽和段的信息,在一段時間內確保繼電保護裝置的正常運行。與此同時,一定要采取快速的保護判斷標準,對電流飽和之前的情況進行準確的判斷。
3應用數字式光電電流互感器
應用數字式光電電流互感器可以有效的解決電磁式電流互感器中繼電保護裝置精度不高以及容易飽和等一系列問題,并且還具備絕緣性能良好、體積比較小、數字化以及不存在開路危險等一些特點。所以,在技術方面而言,數字式光電電流互感器完全可以代替電磁電流互感器進行應用。
二、數字式光電電流互感器的概述
(一)結構及其特點
數字式光電電流互感器主要是由傳感器單元以及合并器單元共同構成的,它們之間均是通過光纜進行連接的,同時利用串聯(lián)感應分壓器與“羅氏線圈”達到混合交流電壓電流目的的互感器。其中,傳感器單元的主要作用就是對一次線圈的模擬量實行一定的轉換以及數字化處理,同時將相應的數字信號通過光纜傳輸到合并器中,之后合并器將得到的數字信號與電磁式電流互感器中的模擬信號實行合并處理,最后將相應的信號以光信號的形式傳遞給其它的二次設施,為其運行提供一定的數據參考。該類結構具有的特點主要有:外絕緣材料通常使用的都是硅橡膠有機復合材料,進而加強了設施抵抗外部環(huán)境變化的能力;整個結構的信號柱以及傳感器使用的均是特種絕緣脂的真空灌封,具有非常強的絕緣能力;具有非常強的抗電磁干擾的能力,數據的可靠性非常高。
(二)優(yōu)勢
數字式光電電流互感器具有較高的精度、較好的暫態(tài)特性、無磁飽和以及較寬的頻率范圍等優(yōu)勢。數字式光電電流互感器采取的是串聯(lián)式的感應分壓器,具有非常高的測量精度,可以有效的解決電磁式電流互感器中存在的鐵磁諧振的現象。在低、高壓部分進行了相應的光電隔離,進而不會發(fā)生電壓互感器二次側短路以及電流互感器二次側開路等一些可能會影響設施以及人員生命安全的問題。在設施中使用光纜,完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)上的電纜,這樣不僅可以在一定程度生減少光電互感器實際使用的相關成本,還可以加強設施的抗電磁干擾能力,進而提升設施相關的傳輸容量,以及增強設施的可靠性。在光電互感器中使用的絕緣材料大多數都是合成材料,完全代替了傳統(tǒng)上使用SF6絕緣結構或者電瓷加油方式,并且光電互感器的體積相對比較小,質量也較傳統(tǒng)互感器輕上許多,性能也相對更加穩(wěn)定、可靠,并且避免出現漏氣、漏油的情況,在運行作業(yè)的過程中完全可以達到免維護的階段。除此之外,光電互感器還具有完善的自檢功能,完全可以自行判斷出互感器的異?,F象,可以及時予以相應的處理。
三、實際應用的方案
(一)節(jié)儉方案
在電壓等級比較低的變電站中應用數字式光電電流互感器的時候,相對而言,投資比較少。互感器一、二次側線圈之間的絕緣條件也比較容易滿足相關的設計要求,節(jié)省了合并器以及采集器的應用,可以直接通過電纜將電流模擬信號傳輸到相應的保護裝置或者儀表中。
(二)結合傳統(tǒng)電磁式互感器的方案
對于半智能的變電站而言,可能需要同時從傳統(tǒng)電磁式互感器與數字式光電互感器上獲取相關的信息,在這樣情況之下,就可以充分利用合并器的采集通道,進行傳統(tǒng)互感器模擬信號的接收工作,并且與采集器中得到了數字信號進行合并,之后傳輸給二次設施。
(三)應用于110kV變電站的方案
通過對110kV內橋接線變電站的分析、研究,可以看出,110kV進線電流互感器同本單元變壓器低壓側與間隙互感器一起使用一個合并器,之后橋間間隔互感器的合并器就會輸出相應的信息,而互感器的保護裝置完全可以利用相關的軟件予以實現。橋間隔設施可以自行接收互感器合并器以及110kV電壓互感器合并器所傳輸出來的信息,并且該部分還具有橋開關保護的作用。除此之外,相應的保護裝置應當放置在開關柜中,并且具有測控與儀表的性能,通常情況下與羅氏線圈的距離比較近,所以,可以直接采集輸出的信息,不需要另設采集器以及合并器。
結語
總而言之,我國現階段對于數字式光電電流互感器應用的技術還是處在初級階段,有待進一步的加強,因此,對于光電互感器的生產、監(jiān)控設施、二次保護以及電能計量表等相關技術,一定要加強分析、研究力度,制定統(tǒng)一的規(guī)范標準,提高相應設施的使用效率,完善數字式光電電流互感器的應用技術,進而加大其應用的范圍。
參考文獻
必須指出的是,中國家電業(yè)作為開放最早,市場化程度最高的產業(yè),是伴隨著我國經濟的改革開放步伐而逐步深入,發(fā)展壯大的。因此,我們分析的線索建立在我國經濟發(fā)展的兩個過渡上:1,供求關系從供不應求向供過于求過渡;2,經濟形態(tài)由計劃經濟向市場經濟過渡。 一)兩個階段及其特征
1.短缺經濟時代(70年代末—90年代中期)
這一時期中國家電業(yè)的生產供應和消費需求之間總體上呈現供不應求的態(tài)勢。賣方市場的特征導致家電制造商采取了“搶先填滿需求缺口”的策略。供應商、制造商的意志以及原材料、產品資源主宰市場的格局。
第一,經銷商從屬于制造商。由于生產供不應求,產品就是利潤。廠家不愁銷售,經銷商完全受制于工廠制定的銷售政策,工廠與經銷商之間與其說是實賣關系,還不如說是雇傭關系。
第二,經營粗放導致了流通環(huán)節(jié)過多,銷售渠道混亂。市場供不應求帶來了高利潤率,經銷商投向工廠的資金越早越好、越多越好。經銷商很少擔心價格、退換貨、資金周轉率、售后物流成本等問題。工廠銷售政策中供價水平、返利幅度等變化多、彈性大、模糊性強。
由于制造環(huán)節(jié)和流通環(huán)節(jié)利潤空間大,價格差異幅度大,造成商業(yè)環(huán)節(jié)增多。不同地區(qū)的商業(yè)批發(fā)大戶自由地建立廣泛的分銷網絡,商業(yè)批發(fā)大戶成為工廠迅速占領市場的橋頭堡。但商業(yè)批發(fā)大戶所造成的流通環(huán)節(jié)過多、銷售渠道混雜也為后續(xù)市場的發(fā)展埋下了隱患。
第三,由于粗放的經營環(huán)境,廠商對于終端的重視不夠。工廠的營銷工作停留在簡單的銷售水平上,放任市場自由發(fā)展,重點支持和扶植商業(yè)大戶的銷售和網絡拓展。除自建的有限的專賣店外,工廠不投入終端網絡建設,不限制商業(yè)大戶的跨區(qū)域銷售行為。
由于此時中國仍處于計劃經濟時代,銷售渠道主要是國營五交化、百貨公司。同時,以個體形式出現的專營家電商逐步擠占市場利潤。
2.供過于求時代(90年代中期—2000年代初)
這一時期,經過十幾年的國民經濟高速增長,社會主義市場經濟的初級階段初步形成。人民生活水平顯著提高,購買力增強,家電業(yè)也逐漸呈現出了供過于求的買方市場格局。伴隨著這種格局的出現,家電產品日趨多元化和同質化。無論是海爾的“亮了東方,再亮西方”,還是小天鵝的“以洗為主,同心多元”戰(zhàn)略,都表明,中國家電業(yè)的生產能力已經達到了相當的水平。在一個充分競爭的買方市場下,價格戰(zhàn)成為不可避免的必然選擇。這個階段流通業(yè)態(tài)表現出以下特征:
第一,激烈的競爭使得市場上業(yè)已存在的兩種業(yè)態(tài)表現出不同的經營方式。國營大商場通過出租場地,收取租金,攤派營業(yè)員等方式向制造商或品牌上轉嫁商業(yè)風險。家電經營淪為“物流經營”。國營大商場這種轉嫁商業(yè)風險的做法是以丟失或稱放棄其商業(yè)職能為前提的,而履行這種職能恰恰又是商業(yè)資本獲取商業(yè)利潤的基礎。應該說,國營大商場的這種做法是它喪失家電經營優(yōu)勢的開始。而在市場上漸露鋒芒的個體家電專營商則開始積極營造進一步的優(yōu)勢地位。一方面他們通過擴大銷量降低成本,并爭取向制造商及品牌商的話語權,另一方面則通過擴大品牌,改善服務塑造專業(yè)形象。
第二,一部分經銷商對商業(yè)職能的放棄使得越來越多的制造廠商或品牌商為獲取終端優(yōu)勢而直接介入中斷,分銷渠道逐漸呈現扁平化特征。隨著一些精耕細作的制造商(如西門子、海爾等)獲得成功,家電業(yè)不再將網絡拓展、終端零售的職能稼交給商家。有的自建專賣店,有的直接深入地級、縣級甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設網絡終端。 “決勝終端”和“深度分銷”是這一階段家電業(yè)最熱的專有詞匯。
第四,民營經濟性質的家電專營店的異軍突起。在80年代創(chuàng)業(yè)的個體經濟發(fā)展成為民營經濟,與國營渠道爭奪市場控制權,并逐步占據主導地位。國美、蘇寧、三聯(lián)為代表的家電專營店,是這一時期的亮點——業(yè)內人士稱之為“業(yè)態(tài)的革命”。
實際上,這些民營性質的家電經銷商的發(fā)展有其必然性。首先,家電制造商產能增加、規(guī)模擴大,客觀上要求有相應的分銷力量來實現其銷售;其次,傳統(tǒng)百貨業(yè)放棄了這一職能,給這些民營企業(yè)亦可趁之機。
第五,國際大型商業(yè)巨頭搶灘中國市場,家電業(yè)面臨新的變數。 二)影響
1.對工業(yè)企業(yè)的影響
業(yè)態(tài)變化對工業(yè)企業(yè)的影響主要表現為流通功能的主導化。經營業(yè)態(tài)的變化和企業(yè)規(guī)模的擴大,使商業(yè)企業(yè)在商品生產和流通中的地位和功能發(fā)生了重要的變化。企業(yè)經營活動范圍已從流通領域擴展到生產領域,發(fā)揮著引導、組織生產,甚至創(chuàng)造消費需求的主導功能。
2.對商業(yè)企業(yè)的影響
第一,組織結構集中化、規(guī)模化。隨著零售企業(yè)的大型化,組織結構呈集中化趨勢。
第二,經營連鎖化。大型經銷商采取連鎖經營方式,可以集中批量采購,從制造商方面得到價格優(yōu)惠;可以通過各分店商業(yè)設施的統(tǒng)一化、標準化,降低成本;
第三,管理科學化。在商業(yè)經營管理中大量應用現代科技,是企業(yè)的競爭優(yōu)勢,也是流通產業(yè)現代化的必然之路。不僅提高了商業(yè)企業(yè)的管理水平,而且適應激烈競爭的快節(jié)奏,加快了資金、商品庫存周轉,也是大流通低成本高效益的必然結果。
3. 業(yè)態(tài)對消費者的影響
第一,生產企業(yè)將不斷地進行技術創(chuàng)新和產品開發(fā),滿足消費者的需求。
第二,大型商企的統(tǒng)一性、集中性,決定了它便于接受社會監(jiān)督,任何一家分店的經營過失都會影響整體信譽。這就促使企業(yè)加強自律,保證商品質量及服務水平,消費者的權益得到了可靠的保護。
最重要的是,業(yè)態(tài)的變化,將促使消費者理性的提升和消費者主權的回歸。 三)趨勢
1.國有大百貨商場淡出家電業(yè)。長期以來,我國零售業(yè)態(tài)發(fā)展單一,以百貨店為主,其中又以單體的百貨店為主。隨著商業(yè)競爭的加劇以及消費者購物習慣的改變,大型百貨店經濟效益每況愈下,而各種新興業(yè)態(tài),如超市連鎖店、專營店等蓬勃發(fā)展,與傳統(tǒng)業(yè)態(tài)形成鮮明對比。在未來,國有大百貨商場將有可能退出家電業(yè)的角逐。
2.民營家電專營企業(yè)占據市場主導地位。由于產權明晰,機制靈活,市場應變力強,一些民營的家電專營店已經在家電流通中扮演了越來越重要的角色。在國有大百貨商場淡出家電業(yè)后,這些家電零售商將會進一步蠶食市場份額,在市場上唱主角。
3.零售商的品牌之爭。大型的零售商將集中利用其強大的商業(yè)資源和產業(yè)資源全力打造零售品牌。在商業(yè)信用、品牌形象、消費者忠誠度上精耕細作,從而形成商業(yè)企業(yè)的核心競爭力。
關鍵詞:新一代 干式配變應用
中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A
概述
近二十年來,世界經濟發(fā)展的步伐加快,各行業(yè)都在日新月異地變化。隨著科技的進步和原材料工業(yè)的發(fā)展,新結構、新材料在變壓器工業(yè)的應用也越來越多,變壓器產品的更新?lián)Q代周期明顯縮短,新技術、新理念、符合時代要求、跟得上現代步伐的產品不斷出現。新一代H級絕緣干式變壓器就是其中的一朵奇葩,它是絕緣材料工業(yè)與變壓器新技術的完美結合,它的出現給古老的變壓器產業(yè)帶來勃勃生機。
干式變壓器的發(fā)展經歷了一個由開啟式——封閉式——開啟式的循環(huán),最早的干式變壓器是基于普通A級、E級、B級絕緣的空氣自冷式,這種產品上世界八十年代末期被環(huán)氧樹脂包封的干式變壓器所取代,樹脂澆注的干式變壓器在防潮、阻燃、局放等許多性能方面大大優(yōu)于前者,可以說,在新一代H級絕緣干式變壓器未出現之前,環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器在干變領域內一枝獨秀,并且通過它在市場中的優(yōu)異表現,在配變領域,已經可以和油浸式變壓器分庭抗禮。在美國,干變幾乎成了配變的主體,在成套變電站中,干式變壓器已占到80%以上。當樹脂澆注干式變壓器獨步天下的時候,一種全新的理念——節(jié)能、環(huán)保成為當今世界的主調。新一代H級絕緣非包封線圈真空油浸型干式變壓器的橫空出世,正式這種理念和新技術、新材料、新工藝的合作結晶。新一代H級絕緣干式變壓器幾乎具有了樹脂澆注式干變的所有優(yōu)點,同時克服了后者所有的缺陷,將會成為干變的主導方向性產品,縱觀干式變壓器的發(fā)展歷史,也完全符合唯物辯證法的否定之否定規(guī)律。
新一代干式配電變壓器(OVDT)的特點
新一代H級絕緣干式變壓器的優(yōu)點主要歸于其所采用的絕緣材料——Nomex紙,Nomex紙及制品是美國杜邦公司的專利產品,是一種相當的絕緣材料,它是一種以芳香酰胺纖維為基礎的合成絕緣材料,當Nomex紙用于變壓器的絕緣系統(tǒng)時,在高溫下,它的電氣和機械性能都十分穩(wěn)定,而且阻燃性能都很好,Nomex紙及其干變的各中優(yōu)越性能如下:
2.1突出的耐熱性能
耐熱溫度高是Nomex紙固有、最為突出的優(yōu)點之一,它屬于C級絕緣材料,即使溫度高達200℃以上時,其電氣性能與機械性能均十分穩(wěn)定;在250℃溫度下,不會融化、流動和助燃;在750℃溫度下,不會釋放有毒或腐蝕性氣體;用其制成的干變可在350℃溫度下,承受短期運行。
表1 為IEC-905中所規(guī)定的不同絕緣系統(tǒng)的干式變
從上表可以看出,由于新一代H級干變的繞組平均溫升的限值高出F級干變25%,所以設計時電流密度可選取較高,相應可縮小變壓器的尺寸和體積,另外,Nomex紙還可以承受較大的溫度梯度,所以過載能力較強。
新一代H級絕緣干式變壓器經過-10℃~+100℃/40分鐘熱沖擊試驗后,成功通過脈沖和局部放電試驗,103%過載80分總,超過180℃設計熱點,沒有任何絕緣問題。
牢固的機械性能
Nomex紙非常堅固,在壓力作用下的變形很小,而且Nomex紙擾性很好、耐撕裂、抗摩擦、抗割裂,當Nomex紙用于絕緣系統(tǒng)的不同部位時,它都可以保持很好的機械性能,用其制成的干變,在短路或其它機械應力的作用下,將會保持絕緣結構的穩(wěn)定和牢固。
2.3優(yōu)良的防潮性能
Nomex紙不吸水,具有很好的防潮性能,即使在相對濕度為95%的情況下,其電氣強度也可保持較高的水平,用其制成的干變在50℃,95%RH下72小時濕熱試驗后,成功通過雷電沖擊試驗、工頻耐壓、局部放電試驗,在95%RH鹽霧下5小時,成功通過工頻耐壓試驗。
2.4阻燃性能突出
Nomex紙在空氣中不會融化或助燃,其阻燃性能特別突出,用其制成的干變繞組在800℃火焰放40分鐘,繞組不著火助燃,小雨5%的失重,沒有毒性氣體釋放。
2.5優(yōu)越的電氣性能
首先,Nomex紙的耐壓強度高,它的工頻擊穿均強為(20~40KV/mm),而環(huán)氧樹脂為(20~30KV/mm),其次,在表2中列出了幾種絕緣材料的相對介電常數,從表中可以看出Nomex紙的ε值較低,更接近于空氣,因而,當干變的絕緣采用Nomex紙時,變壓器內部的電場分布更加合理,提高了運行可靠性,另外,Nomex紙的沿面放電起始電壓也較高,當它用于干式變壓器時,可減小主絕緣尺寸,減小整個鐵心的重量,再者,Nomex紙的局放起始電壓較高,用它來制造的干變可以做到較低的局部放電水平。
表2 幾種絕緣材料的相對介電常數(ε)
2.6Nomex紙的化學特性
Nomex紙沒有弱C-H鍵的存在,具有較強的抗酸堿侵蝕能力,能與各種油、樹脂、浸漬漆、氟碳化合物、冷卻劑相溶,用其字換成的干變可用于較惡劣環(huán)境,在壽命期終結后,又能容易地分解處理,不造成環(huán)境危害。
先進的制造工藝更彰顯OVDT的優(yōu)越性能
3.1鐵心:采用0.3mm或者0.27mm厚高導磁硅鋼片,45°全斜三級搭接,無沖孔、無拉螺桿,表面涂以樹脂漆,防潮防銹。鐵心材料和工藝保證有較低的空載損耗和空載電流,較低的磁密設計點和上述的工藝結構使產品有較低的聲級水平。
3.2線圈:高、低壓線圈選用Nomex絕緣材料,經VPI真空加壓設備多次浸漬ET-90N無溶劑浸漬漆,多次烘熔固化。高壓線圈采用連續(xù)式結構,低壓線圈用箔式結構,機械強度高,散熱條件好,從而提高了產品運行的可靠性。
新一代干式配電變壓器是性價比最優(yōu)的干變
新一代H級絕緣干式變壓器的生產不需要昂貴的數值澆注設備,因而,固定資產投入較小,生產所需的工裝、模具簡單,費品、不合格率很低,因此,生產成本較低,生產周期較短,市場反映較快,生產過程中無有害物質影響人體健康,勞動環(huán)境較好,所有這些,都最終體現在產品的價格上,用戶可以得到質優(yōu)價廉的產品。
新一代干式配電變壓器已得到廣泛的認同
【關鍵字】配電系統(tǒng);箱式變壓器;應用分析
箱式變壓器把各變壓器均收容在殼體內,其憑借著自身所具備的重量輕、體積小、低損耗、低噪聲和高可靠性而被廣泛應用在商業(yè)中心、企業(yè)、機場、住宅中心、廠礦等場所。研究結果顯示,供電電壓自380V升至10kV可實現線路減少60%的損耗、用銅量和總投資減少52%,可見其客觀的經濟效益和社會效益。箱式變壓器作為現代經濟和社會會發(fā)展的產物,屬經濟與效率兼?zhèn)涞呐潆娫O備,且推動了高壓深入負荷中心的實現。本文簡述了箱式變壓器的設計原理,并探析了配電系統(tǒng)內箱式變壓器的應用情況,進而展望了箱式變壓器的應用前景。
一、箱式變壓器的設計原理
箱式變壓器是由高/低壓電器設備、變壓器等組合而成的成套配電設備?,F階段,此類成套箱式變壓器已被廣泛應用于現代城市地區(qū),且基于箱式變壓器,實現了電力系統(tǒng)對建設新區(qū)、居民小區(qū)、昆山、中小型工廠和臨時用電場所的再次分配電。圖一、二分別為油浸式變壓器效果圖和干式變壓器設計結構圖:
綜合箱式變壓器的設計原理和設計結構,箱式變壓器的優(yōu)越性主要表現在如下一些方面:成套性強:一套完整的箱式變壓器囊括了高/低壓電氣設備、變壓器等,不僅方便了管理,且提高了管理的效率;結構緊湊性高,占用空間?。喊岩磺须姎庠O備均組裝在一起,進而確保了各電氣設備運行的可靠性和安全性,且方便設備的移動和設備的維護。研究證實,一套設計合理的箱式變壓器的占地面積約為土建式的變電站的1/10-1/5,進而實現了變電站建設成本的降低。箱式變壓器可應用到環(huán)網配電系統(tǒng)、放射終端配電系統(tǒng)或雙電源配電系統(tǒng)內。
二、配電系統(tǒng)內箱式變壓器的應用分析
(一)應用標準和應用環(huán)境分析
通常情況下,箱式變壓器的使用均應符合《高/低壓預裝式變電站》(GB/T17467-1998)的有關規(guī)定。其次,箱式變壓器的使用環(huán)境應該具有海拔高度≤1km、空氣溫度限值為40℃/-30℃、無嚴重污穢、無火災、無化學腐蝕、無爆炸危險、無劇烈振動等條件。此外,箱式變壓器的使用務必要解決如下問題:封閉式電纜插接件問題;高/低壓環(huán)境下的閃絡放電問題;變壓器發(fā)熱對變壓器出力的影響問題;箱式變壓器殼體爆炸問題等。
(二)案例分析
基于對箱式變壓器技術參數和結構特點的考慮,某發(fā)電廠施工現場采用了由預裝式變壓器和組合式變壓器組合而成的環(huán)網配電系統(tǒng)?;谑┕がF場用電負荷情況,該發(fā)電廠選用了3臺ZBW組合式變壓器和5臺預裝式變壓器,并把8臺箱式變壓器布置在整個工程的生活區(qū)域和施工現場,進而構成開環(huán)狀的網絡配電系統(tǒng)(見圖三)。
1#/2#/3#/4#/5#皆為預裝式變壓器,容量皆為1000kVA;6#/7#/8#皆為組合式變壓器,容量皆為1600kVA。預裝式變壓器多用作工程施工電源,理由是: 預裝式變壓器的體積較同容量組合式變壓器小,進而克服了工程施工現場復雜且用地緊張等問題;6#組合式變壓器用作施工現場辦公電源;7#/8#組合式變壓器用作整個生活區(qū)生活電源。6#/7#/8#設置組合式變壓器的原因是整個生活區(qū)和辦公區(qū)域的用電負荷較施工現場穩(wěn)定。一般而言,1#/2#/3#/4#變壓器的供電均由開閉所A段完成;5#/6#/7#/8#變壓器的供電均由開閉所B段完成;開關C始終保持斷開狀態(tài)。若開閉所A段和B段的任一電纜存在故障,閉合開關C均可降低源于局部故障的斷電概率,進而提高了供電的可靠度。
實踐證明,全封閉箱式變壓器具有如下優(yōu)點:有效防止鹽霧等氣體進入箱內,進而規(guī)避了各類腐蝕液/氣體對電氣設備的損壞,進而實現了電氣設備使用壽命的延長;源于箱式變壓器的結構緊湊,可有效緩解工程施工現場用地緊張問題;箱式變壓器的電纜連接有效淘汰了桿架式供電方式,進而有效規(guī)避了源于帶電體裸漏現象的觸電事故,并最終確保了配電系統(tǒng)內的用電安全。
(圖三)
三、箱式變壓器的應用前景分析
自上個世紀80年代末,我國開始致力于箱式變壓器的引進和推廣。經過二十多年的發(fā)展,我國箱式變壓器行業(yè)取得了非常顯著的成績,但存在的問題亦是不容忽視的,尤其是配電系統(tǒng)內箱式變壓器應用率低下等問題。調查資料顯示,我國箱式變壓器的應用率
隨著我國城市化進程的加快及社會經濟的發(fā)展,城鄉(xiāng)用地愈加緊張,用電負荷密度也愈高,且城市配電網向電纜的過渡進程也越來越快,此時桿式配電變壓器已無法滿足現代社會發(fā)展的需要,而箱式變壓器也越來越受到市場的親睞,并呈現出向用戶負荷中心深入的趨勢。實踐證實,箱式變壓器可有效發(fā)揮美化環(huán)境、安全供電等作用??傮w而言,箱式變壓器在配電系統(tǒng)的應用極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>
【關鍵詞】:變電運維;隱患;風險;應對分析
引言
變電\維作為我國電力系統(tǒng)運行中最重要的一部分,將直接影響我國電網的運行效率。而電網的運行將直接關系到用戶的自身利益,在市場環(huán)境下電力企業(yè)只有不斷提升用戶體驗才能在市場中生存。因此變電運維工作至關重要,變電運維人員應當對變電運維有正確的認知,提升變電運維的質量。
1、變電運維工作中的安全風險
開展變電運維工作的主要目的是為了保障在電力輸送過程中的安全性,消除安全隱患降低風險,從而避免各類安全問題的產生,保證電網的正常運行,同時使用戶及工作人員的安全得到保障。
1.1變電運維中的設備檢查問題
電力系統(tǒng)能否安全運行的前提是安全性和穩(wěn)定性能否得到保障,而這兩個風險的檢驗標準的主要依據變壓器的實際操作情況。在工作過程中,如果變壓器操作出現問題,將對變電站帶來不利的影響,影響整個電網的安全運行。所以,變壓器操作不當會引起重大事故,這項工作的重點是結合空載變壓器的使用,而且工作人員要特別關注過電壓以及空載電壓的增加情況,如果出現這兩種情況,會對變壓器的絕緣性有一定程度的損壞,從而埋下安全隱患。
1.2在變電運維過程中的倒閘操作問題
母線倒閘屬于變電運維中一個非常重要的部分,在這個過程中,如果操作失誤會導致一系列危險。在具體的工作過程中,母線倒閘過程中需要工作人員進行細致的盤查,比較常見的是空載母線充電裝置、自動切換裝置等多種裝置設備中存在電源串聯(lián)的現象,這些危險會或多或少的對母線倒閘產生一些影響。
1.3變電運維中設備的巡視問題
在開展變電運維的過程中,設備巡視是一項常態(tài)化工作,相關工作人員在進行巡視時應當嚴格遵守相關的工作規(guī)定各司其職,在保證安全和設備正常運行的情況下進行巡視工作,在相關的區(qū)域進行巡視工作,如果工作人員沒有按照規(guī)定進行巡視工作,就會產生一系列問題,包括接頭不穩(wěn)定和工作交接出現問題,這些失誤對工作人員的生命安全有致命的威脅。
2、變電運維隱患風險的應對措施
2.1提高變電運維工作人員的綜合素質
在變電運維的整個環(huán)節(jié)中,對操作人員的實際綜合水平有很高的要求,因為這個過程將是決定工作效果的直接原因。所以要保證最后的質量就要做好日常技能的訓練和培養(yǎng),①工作人員應該從自身出發(fā),重視個人的運維操作能力的提升,在原有的基礎上學會總結和吸取經驗。②在公司內部方面,要對員工的思想進行升華,定期安排高水平專業(yè)人員進行培訓,不定期的考核工作的效率和素養(yǎng),從而不斷的提高其業(yè)績和實踐操作水平。
2.2加強變電運維工作的管理
在正常的供電企業(yè)日常工作時間內,一定要把企業(yè)的效率放在首要地位,要整理和完善一套符合企業(yè)真正發(fā)展的管理工作制度,保證其具有有效性,合理性,科學性,確保變電運維的工作有效地開展。與此同時,在平常的工作中要關注到安全管理和作業(yè)這兩個風險的存在,要學會在工作時對這二者的識別和區(qū)分。制定好相關的科學合理的管理制度,并且保證其能夠順利的實施,要加強對操作人員的行為進行規(guī)范,讓員工明白自己的職責,達到提升個人技能素養(yǎng)的作用,使變電運維能夠做到有法必依,有法可依,嚴格遵循法律。
2.3構建變電運維一體化模式
在值班方式上,要做相應的調整,值班人員要做好分組,安排要合理慎重,能夠與相關的變電站運行需求結合,保證實際操作的優(yōu)化。合理地對運維過程中系統(tǒng)軟件進行更新,優(yōu)化升級,大大降低由勞動幅度大所帶來的成本問題。
2.4操作票制度預控
工作人員的心理是操作票制度制定和落實的關鍵性因素,還要與當地是實際情況相結合,加強人員的業(yè)務培訓,提高安全防范意識,將所有可能存在的不利因素都考慮進來,做好萬無一失的準備。還要規(guī)定一些清晰的制度,保證工作能夠順利進行,對于制度的確立要安全合理,有秩序,不可出現混亂的無指令,錯誤操作現象出現,導致重大事故的突發(fā)。還要有一個準確的系統(tǒng)模擬圖和演算體系,確保日常工作的正常運行,操作票執(zhí)行和道閘的有效運用。
2.5科學識別隱患風險
在變電運維工作中,受各種因素影響,存在的隱患風險眾多,因而,工作人員需要對這些隱患風險進行準確識別,正確判斷引發(fā)風險的因素,找到事故發(fā)生的關鍵部位,并結合實際環(huán)境情況,對隱患風險進行識別校驗。其中,工作人員應尤為重視生產環(huán)節(jié)的風險識別、控制,對當前電力設備所處環(huán)境進行風險評估,預測可能存在的隱患風險,并根據危險程度的不同,對隱患風險進行層次劃分,針對每一層次制定突發(fā)風險應對機制,以便因環(huán)境因素等引發(fā)的突發(fā)風險能夠得到及時反應。同時,電力企業(yè)應盡可能的營造安全生產環(huán)境,例如安裝警示牌標識、加強監(jiān)督巡查等,盡可能的避免環(huán)境因素所引發(fā)的隱患風險。
2.6建立健全管理制度
電力企業(yè)應建立健全變電運維管理制度,為實際工作提供制度保障。同時,實現操作流程的規(guī)范化、系統(tǒng)化,并要求工作人員在工作中對相關制度嚴格落實,從而使變電運維工作有序開展,消除其中存在的隱患風險。
結語
在變電運維的過程中,如果工作人員沒有對相關的影響因子進行有效的控制和掌握,無法確保他們能夠操作正確,那么一定會對變電運維工作的展開和運維效果產生影響。因此,如果要確保電力輸送的安全,高效,就必須在變電運維工作中做好風險控制,同時實施有效的策略規(guī)避實際工作過程中出現的風險,為變電運維順利開展以及電力系統(tǒng)運行安全提供保障。
【參考文獻】:
[1]趙鑫.變電運維中隱患風險分析與應對技術[J].中國新技術新產品,2016(4).
[2]朱恩平.基于變電運維的隱患風險和應對技術解析[J].科技創(chuàng)新與應用,2015(12).
關鍵詞:壓電變壓器技術;熒光燈;電子鎮(zhèn)流器;壓電效應;鎮(zhèn)流器電路實驗
中圖分類號:TM401 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2011)33-0075-02
一、概述
壓電變壓器問世于1956年,由Rosen C.A發(fā)明,被命名為Rosen型壓電變壓器,主要材料為鈦酸鋇。近年來,高機電耦合系數(k)和高機械品質因素(Q)材料的不斷出現,使得壓電變壓器的發(fā)展進入了新的階段。很多日本公司,例如NEC、Tokin、Tamura、Matsushita,在壓電變壓器的材料方面取得突破,并開發(fā)出可靠的生產工藝、驅動電路和器件封裝方式,壓電變壓器才逐漸市場化,越來越多地應用于電子器件。
近年來,隨著科學技術的發(fā)展,電子系統(tǒng)呈現出的小型化、集成化趨勢使得傳統(tǒng)的電磁變壓器劣勢明顯,最大障礙就是體積大、重量大,而且電磁變壓器固有的漏磁現象及電磁干擾等因素會對其它元器件、甚至環(huán)境造成一定污染。壓電變壓器的引入使得電器小型化成為可能,相對于傳統(tǒng)的電磁變壓器,它具有體積小、重量輕、升壓比大、轉換效率高、輸出波形好(正弦波)、使用時不會擊穿、耐高溫、不怕燃燒和不引起電磁干擾,且結構簡單、制作簡便、易批量生產、能節(jié)約有色金屬、不用磁芯等優(yōu)點,特別適用于電子集成領域,符合目前電器小型化的發(fā)展趨勢,具有替代電磁變壓器的潛力和良好的應用前景。
二、壓電變壓器的工作原理
壓電變壓器(Piezoelectric Transformer,簡稱PT),是一種基于智能材料的、能夠實現電能機械能電能轉換的新型變壓器,其主要組成部分是壓電陶瓷片,是一種由無機非金屬材料經高溫燒結和高壓極化等一系列工藝而制成的陶瓷材料。
壓電變壓器是一種基于壓電效應的固體電子器件,所謂壓電效應是指材料中彈性性能與介電性能之間的一種耦合效應,最早是由P.居里和J.居里兩兄弟發(fā)現的。由于壓電效應是一種彈性性能與介電性能之間的耦合效應,因此首先要求材料是具有良好介電性能的絕緣體,其次還要是離子晶體,只有在這樣的條件下,才有可能具有壓電效應。
壓電變壓器正是利用壓電陶瓷材料的正壓電效應和逆壓電效應,完成機械能與電能之間的相互轉換,從而實現電壓的高低變換。壓電變壓器也可以看作是壓電驅動器和壓電換能器的組合,能傳輸電能且不含磁性單元,通過壓電驅動器和換能器之間的機電耦合來實現變壓。壓電驅動器和壓電換能器即為壓電振子,其制作工藝分三步:先高溫燒結壓電陶瓷材料,然后切割成長方體狀,最后在對稱的兩個面上鍍銀電極。驅動器壓電振子在輸入信號的驅動下,實現電能到機械能的轉換。由于輸入的是交流信號,因此機械能以波的形式從輸入端傳到輸出端。換能器電振子在振動的激勵下,實現機械能到電能的轉換。
三、壓電變壓器在電子鎮(zhèn)流器中的應用優(yōu)勢分析
熒光燈屬于氣體放電燈,在啟動時需要1000V以上的電壓,而穩(wěn)定工作則只需要300V左右的電壓。而且熒光燈點亮前后的阻抗值不同,點亮之前處于高阻態(tài),而點亮后則處于低阻態(tài)。這兩個工作特性與壓電變壓器的負載特性非常匹配,能夠自動實現電壓的改變,使電路設計變得簡單,所以壓電變壓器非常適合用來驅動熒光燈。
常用的鎮(zhèn)流方法有四種,分別為電阻鎮(zhèn)流,電容鎮(zhèn)流,電感鎮(zhèn)流,電容、電感鎮(zhèn)流。這四種方法的特點如下:
1.電阻鎮(zhèn)流的工作效率低,要確保電阻鎮(zhèn)流電路正工作,應使電源供電電壓不低于兩倍的燈工作電壓,實際中應用不多。
2.電容鎮(zhèn)流只有在很高的供電頻率下很好地工作,如果交流供電頻率太低,則會在交流供電的每半個周期內產生很大的峰值電流,具有鎮(zhèn)流工作效率高的優(yōu)點。
3.電感鎮(zhèn)流是一種得到廣泛應用的鎮(zhèn)流方法,幾乎可以應用于所有氣體放電燈場合,其電路簡單,相對電阻鎮(zhèn)流損耗低。缺點是功率因素較低;燈工作電流對電源供電電壓的變化較敏感,鎮(zhèn)流效果不穩(wěn)定;體積和質量較大。
4.電容、電感鎮(zhèn)流在電感鎮(zhèn)流的基礎上串聯(lián)了一個電容,電路有較好的穩(wěn)定性,但是重復點火能力較差。
相對于這四種鎮(zhèn)流方法,采用壓電變壓器的鎮(zhèn)流方法電路簡單,可以減少電磁元件的數量,從而降低損耗。對于小功率的鎮(zhèn)流器,可以直接用壓電變壓器來代替諧振元件;對于大功率的鎮(zhèn)流器,需要增加功率因素校正電路。
四、基于壓電變壓器的熒光燈電子鎮(zhèn)流器的電路分析
圖1所示為采用了壓電變壓器的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。從壓電變壓器工作的穩(wěn)定性和壽命出發(fā),生產廠家建議輸入電壓不能太高,所以只能通過工頻變壓器T降壓來實現低輸入電壓。整個電路的工作流程為:220V、50Hz交流電通過C1進行濾波,然后經工頻變壓器T降壓至12V左右,再經過整流橋D1和極性電容C2整流濾波,變成約為17V(12*1.414 17V)的直流電壓,該直流信號一方面通過LM7815進行穩(wěn)壓,作為L6569的驅動電壓,另一方面作為開關管的輸入電壓;然后通過由L6569和MOS管Q1、Q2組成的高頻逆變電路,產生一個于壓電變壓器諧振頻率相同的方波信號,驅動壓電變壓器產生高壓,點亮熒光燈,其中R5、R6、C7、C8的作用是保護開關管,并聯(lián)在燈管上的電容C9起預熱作用。
五、鎮(zhèn)流器電路實驗結果分析
鎮(zhèn)流器電路由交流市電供電,由于電網負荷變化,市電電壓常處于波動狀態(tài),幅值在220V和280V之間變化。半橋驅動輸出的方波信號的幅值約為25V,方波信號的周期約為20.8us,計算頻率為 48.076kHz,在此頻率信號的驅動下,壓電變壓器的初始升壓比約為50,則壓電變壓器初始輸出電壓約為1250V,這個電壓值足夠熒光燈啟動。
實驗所用熒光燈的額定功率為6W,假設其穩(wěn)定工作電壓為300V,由此可以算出點亮后燈管的阻值,R=15kΩ。由負載特性可知,當負載值為15kΩ時,壓電變壓器的升壓比在4.95和6.885之間,則壓電變壓器輸出的電壓值范圍為123.75~172.15V,小于300V。所以,初步認定為燈管的穩(wěn)定工作電壓不夠,壓電變壓器的輸出功率低。筆者測量了燈管兩端的電壓,點亮穩(wěn)定后,燈管兩端的電壓波形接近于正弦波。
由實驗結果可知,壓電變壓器的輸出信號為正弦波,可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光燈電子鎮(zhèn)流器中的諧振元件,本課題預期的研究目標已達到。該電路設計簡單,雖然含有一個電磁變壓器,但是這個問題會隨著高耐壓壓電變壓器的出現而化解。唯一不足的就是燈管亮度不夠,一方面是因為壓電變壓器的等效阻抗與熒光燈管的阻抗不匹配,即熒光燈管熱阻態(tài)阻抗過小,使得壓電變壓器的諧振頻率偏差太多,降低了輸出功率;另一方面是因為電路中沒有反饋環(huán)節(jié),無法實現頻率跟蹤,即壓電變壓器的諧振頻率發(fā)生偏移后,無法及時調整半橋輸出信號的頻率,使其等于或接近偏移后的諧振頻率。對于如何實現頻率控制,可以采用頻率可調的驅動控制芯片,如IR2110、SG3525、TL494 等,也可以采用單片機控制。由于壓電變壓器的頻帶較窄,設計要求精度高。因此,相對而言,采用單片機控制,準確性更高。
六、結語
作為新型的變壓器,壓電變壓器受到了世界各國研究機構、公司的極大重視,具有廣闊的應用前景。本文介紹了壓電變壓器的相關技術,對熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路進行測試實驗,成功地將熒光燈點亮,實現了預期的研究目標,且電路設計簡單。
參考文獻
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【關鍵詞】變電站 施工 電氣安裝 新工藝
1 一次設備安裝的要點
變電站中常見的一次設備主要有主變壓器、無功補償裝置、站用電裝置、配電裝置以及母線設備等。在設備安裝中經常出現的故障有設備滲漏油漏氣、接地不合要求、螺栓未按要求力矩緊固、接觸面處理不得當等等,較輕的會造成設備的外表被污染,壓力值報警,較為嚴重的是會導致設備的絕緣降低,出現停運甚至燒毀的事故。
充油(氣)設備滲漏主要發(fā)生在法蘭連接處。安裝前應詳細檢查密封圈材質及法蘭面平整度是否滿足標準要求,螺栓緊固力矩應滿足廠家說明書要求,安裝完之后要做好密封性的試驗。電抗器網門連接處應設置明顯的斷開點或未用絕緣隔板隔斷,防止網門形成閉合磁路,影響運行人員的人身安全。跳線或連接線安裝后,應進行整形,使其工藝美觀,連引線應保持三相一致,且端子不受過大應力;跳線引流板的朝向應滿足使導線的盤曲方向與安裝后的跳線彎曲方向一致。應按設計圖紙及驗收規(guī)范,核對螺栓等級、規(guī)格和數量,匹配使用,對因特殊原因臨時代用的螺栓做好記錄并及時更換,設計單位應提供螺栓緊固力矩的范圍,螺栓緊固時其最大力矩不宜大于緊固力矩最小值的120%。
2布設等電位地網
我們應該根據屏柜布置的方向在控制室、保護室以及電纜室內來敷設專用的100平方毫米的接地銅排。接著是把銅排的首尾兩端連接成為一個目字形的結構,形成一個保護室的等電位地網。在變電站安裝施工的過程中,對于等電位地網的布設我們有以下的要求:
(1)在等電位地網的布設過程中要采用放熱熔接的方式來連接等電位接地網銅排和主地網。為了能夠在出現故障的時候故障電流能夠順利地通過,因此在連接銅排的時候應該采用搪錫壓接的方法,需要注意的是在進行壓接的時候它的長度應該保持在銅排寬度的兩倍以上才可以,這樣才能夠避免一些不必要的事故和危險現象的發(fā)生。
(2)在連接屏柜內的接地銅排和保護室內的等電位地網的時候需要注意的是,要采用截面為50平方毫米的銅纜,在屏、柜內的接地銅排要預留6毫米的孔,使其均勻的分散在屏內的銅排上。然后采用截面為4平方毫米的多股銅線在屏柜裝置的接地端子處和銅牌相連。
(3)室外等電位地網的構建要沿著二次電纜的電纜溝敷設成120平方毫米的截面,然后采用100平方毫米的截面來進行室外端子箱內的接地銅排與電纜溝接地銅排的連接。
(4)在二次電纜的電纜架最上層中間的位置,安裝二次電纜溝道內的等電位接地銅排。
(5)要選擇直線距離超過20毫米的大電流的接地點,進而保證在連接主地網和等電網的時候遠離那些如避雷針和高壓母線之類的大電流接地點,這樣一來可以有效地避免在惡劣的天氣之下因為雷電的原因對等電流地網造成的那些不好的影響。
3 設備外殼、基礎接地線
設備外殼、基礎接地線需要順利安全的布設才能保障設備的安全和人身的安全,它是促使設備安全和人身安全的前提基礎。在整個布設的過程中,外殼的接地和基礎設備的接地都要采用銅排,對于每一個步驟都要按照規(guī)定嚴格的實施并細化,要使用立彎機和平彎機在轉彎處進行加工。每一個施工人員都要嚴格按照規(guī)定的標準去實施每一個步驟的操作,這樣就不會因操作問題而造成安全和質量的隱患。具體要做到相同設備的接地保持一致,高度和長度要保持一致,彎曲的尺度務必要保持一致,成排設備的接地方向也要保持一致,不僅可以保證安裝的質量,而且還可以使安裝的工藝效果看起來更加美觀整齊。
在進行設備的連接和接地銅排時,應當使設備接地端的接觸面保持干凈,對其進行一定的除銹、除漆、搪錫以及適當的在銅端涂抹一些電力復合脂等。在接地裝置進行焊接的時候,要保證至少兩點就近連接到主接地網,要采用放熱熔接的方式進行所有設備支架和構架柱的接地引下線。此外在距離地坪0.3米的接地引下線處要有明顯的可拆卸點,為了更方便的測量接地電阻。
4 電纜敷設的工藝
在變電站安裝施工的過程中,電纜敷設的工藝是其中的一項重點也是難點。首先,它要求施工的工作人員首先要認真仔細的檢查在場的所有電纜是否有缺陷或者任何問題,然后對于電纜的型號以及規(guī)格進行認真的核對,接著進行相關的絕緣測試檢查再進行電纜支架的分配。然后是認真仔細的核對每一根電纜的位置、長度、走向以及直徑等,確定每一根電纜線的正確的敷設順序,盡量在同一個層面連續(xù)的使用同一種型號和規(guī)格的電纜線,以便在確合理走向的前提下,順利的完成敷設。最后,要對電纜敷設的路徑進行多次的檢查和核對,還要注意在電纜溝的十字交匯處和豎井處要避免交叉,確保其排列的整齊,工作人員要提前標注好電纜的編號、規(guī)格以及型號等,做好電纜標示的掛牌。
5 二次接線的安裝
在進行二次接線的安裝時,工作人員應該確保和控制二次接線的質量,而且還要使調試過程中的改線的幾率變小,次數不斷地降低,這就要求相關工作人員需要注意一些事項。
第一,相關的調試人員要提前進入現場并對現場進行全面仔細的觀察,除此之外還要對圖紙進行一些整體的了解,如果在熟悉的過程中發(fā)現了任何問題都要及時的與相關的施工單位和設備廠家進行聯(lián)系反映。在進行大面積的施工之前要注意選用一些專業(yè)技能較強而且在以往的工作中有豐富的經驗和能力的二次接線人員,此外要保證專業(yè)的調試人員和接線人員都要在現場,使兩者有效的配合完成工作,以避免在進行二次接線的施工過程中,發(fā)生相關的質量問題而不能夠及時的解決。
第二,為了確保二次界限安裝的工藝質量,要按照具體的規(guī)范進行操作,首先要保證電纜牌的安裝高度要緊湊一致且在柜內的二次接線的工藝與樣板屏內的施工工藝要保持相同的,電纜號頭要整齊而且清晰。除了要加裝備用的芯線保護帽,還要固定好備用芯并做好標識,使二次接線的安裝更加美觀和整齊。
6結語
總之,在變電站的安裝施工中,電氣安裝的工藝占據著重要的位置,電氣安裝的水平和質量直接決定著變電站的運行是否穩(wěn)定和安全。隨著變電站自動化的不斷發(fā)展,除了要有可靠的設備之外,我們更應該注重的是電氣安裝和施工的工藝與質量,進一步做好前期的規(guī)劃并嚴格按照規(guī)定去實施每一個操作步驟和控制,從而使變電站的施工工藝達到最完美最理想的效果。
參考文獻:
關鍵詞:小電阻;接地系統(tǒng);變電站
中圖分類號:TM63文獻標識碼:A文章編號:1009-0118(2013)02-0234-01
一、系統(tǒng)情況介紹
某工程項目配套建設建設了一座220kV變電站,根據負載情況,220kV變電站裝設了3*200MVA+2*180MVA主變壓器,額定電壓為220kV/38.5kV/10.5kV聯(lián)結組別為YN yn0 d11。35kV設十段母線,42回出線線;10kV設三段母線,28回出線;用電負載多為整流變壓器、電石爐變以及生產系統(tǒng)動力負載,所有出線線路架設方式采用電力電纜線路。
二、原中、低壓側中性點接地系統(tǒng)分析
原中壓側中性點為不接地系統(tǒng),并在35kV母線配置一套消弧消諧過電壓保護裝置。消弧消諧過電壓保護裝置實現以下作用:(一)可以實現電壓互感器功能,安裝此裝置的母線上不需要在安裝電壓互感器;(二)該裝置利用微機控制器對電壓互感器開口三角電壓及系統(tǒng)電壓進行實時監(jiān)測和分析,當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時,微機控制器根據對電壓互感器開口三角電壓及接地相相電壓的分析,可以準確判斷出接地是哪一相,并發(fā)出控制指令使接地相的真空接觸器動作合閘,通過高能限壓器與大地形成回路,使其間隙性弧光接地轉變?yōu)榻饘傩越拥?,這樣可以消除間隙性弧光接地處的弧及限制間隙性弧光接地產生的過電壓,達到消弧和消諧的作用。
220kV變電站自2007年10月份投運以來,多次出現35kV、10kV電纜接地故障,由于35kV、10kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng),接地線路發(fā)生單相接地后不跳閘,從而使單相接地發(fā)展為相間短路故障并引發(fā)其它電纜著火事故,破壞其他供電線路的穩(wěn)定運行,同時當單相接地發(fā)展為相間短路故障時,會造成電力系統(tǒng)整體的電壓降低,導致生產系統(tǒng)一些高壓電動機、低壓電動機停止運行,引起生產運行系統(tǒng)連鎖跳車,生產系統(tǒng)連鎖停車后,導致有毒、有害氣體泄漏,防爆膜爆裂等事故,并且給企業(yè)帶來不可估量的損失。
三、改造后中、低壓側地接地系統(tǒng)說明
采用電容電流測試儀在電壓互感器開口三角形信號,根據不同電壓等級及電纜結構設置電容電流測試儀內部參數,經過測試35kV系統(tǒng)的電容電流為50A左右,10kV系統(tǒng)的電容電流為35A左右。經過測試35kV系統(tǒng)、10kV系統(tǒng)的電容電流還是比較大的。經過討論,選擇35kV系統(tǒng)接地電阻的阻值為110Ω(額定電流200A,允許運行時間10s),單相接地時流過中性點電阻器的電流限制在200A以內。選擇10kV系統(tǒng)接地電阻的阻值為30Ω(額定電流200A,允許運行時間10s),單相接地時流過中性點電阻器的電流限制在200A以內。
變壓器35kV側接線方式為星型接法,并將中性點引出變壓器,所以在35kV直接接入電阻柜即可;變壓器10kV側接線方式為三角形接法,沒有中性點,電阻柜無法直接接入,采用一臺三角形-星形變換變壓器即可造出中性點,并接入電阻柜,為防止三角形-星形變換變壓器發(fā)生故障波及系統(tǒng)穩(wěn)定運行,在10kV母線設一臺開關柜,實現對三角形-星形變換變壓器及電阻柜進行控制與保護,發(fā)生故障時及時跳閘,防止對系統(tǒng)造出影響。
為實現繼電保護動作階梯原則,并根據實際情況,將原接入小電流選線裝置的零序保護回路摘開,接入本身帶有零序電流保護的繼電保護裝置中,既可以實現實時不平衡電流的采樣,又可以實現對故障線路的跳閘。在二級變配電室各出線設置一次動作電流為50A,動作時間為0s,總降變各出線設置一次動作電流為50A,動作時間為0.5s,并利用二級變電站分段母線之間原有的備自投裝置,在一段母線進線電纜故障停電后,進線斷路器自動失壓跳閘,分段斷路器檢測跳閘進線斷路器位置及無壓后,實現自動合閘運行。
調試時,用一臺大電流發(fā)生器設備,將一次電流線直接穿過零序電流互感器,在大電流發(fā)生器施加電流,觀察繼電保護裝置中零序電流采樣值,核算采樣值與實際施加電流是否相等,校對零序電流互感器變比,當施加電流達到50A左右時,繼電保護動作斷路器跳閘。
自小電阻接地系統(tǒng)投運后,220kV變電站運行穩(wěn)定性明顯提高,幾乎沒有發(fā)生因電纜單相接地發(fā)展為相間短路的事故,也沒有引起生產系統(tǒng)的全線停車。當某條線路發(fā)生單相接地后,零序保護動作實現對斷路器的跳閘,隔離了故障點,其他單位供電非常穩(wěn)定,企業(yè)生產保持正常生產。雖然中性點經小電阻接地系統(tǒng)在中鹽吉蘭泰220kV變電站運行時間不長,但是運行態(tài)勢很好,在企業(yè)生產過程中發(fā)揮出了明顯的優(yōu)勢。
中性點經小電阻接地系統(tǒng)在企業(yè)生產實際中可以避免很多事故的發(fā)生,如弧光引起的過電壓,引起的火災,引起其他電纜故障,引起生產系統(tǒng)的停車,同時可以準確判斷出是哪一條線路發(fā)生故障,并隔離故障點。所有說,中性點經小電阻接地系統(tǒng)有著其他接地系統(tǒng)沒有的優(yōu)點,同時又是符合企業(yè)生產實際的一種接地系統(tǒng),在今后會取得的長足的發(fā)展。總之,在對35kV、10kV配電系統(tǒng)的接地方式進行了技術改造,由原來的中性點不接地系統(tǒng)改造為經小電阻接地系統(tǒng),也就是說由原來的小電流接地系統(tǒng)改造為大電流接地系統(tǒng),通過一年來的實際運行狀況,取得了良好的效果。
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