变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析作者：杨文静来源：《中国科技博览》2018年第12期[摘 要]变电站站用变压器高压侧电压缺相会造成线路断线，如果能及时处理不会造成事故。本文以某变电站为例，介绍了变电站站用变压器高压侧缺相故障产生的原因以及注意事项，通过数据以及公式推导的方法进行了分析和归纳，希望能为工作人员的抢修工作提供参考。[关键词]变电站；站用变压器；电压缺相中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01引言变压器电压缺相故障会造成线路断线，导致输出电压严重不平衡。在发生缺相线路断电时，对于220kV的系统仍然能够正常运行，但对于110kV的系统线路故障会使系统停止运行。缺相故障虽然没有短路故障造成的影响大，但变压器电压缺相问题时常发生，因此相关人员必须做好应对措施，及时判断并处理问题。1 变压器电压缺相故障实例某110kV的变电站装有2台110kV/50MVA主变压器。110kV侧采用内桥接线，故障发生时运行方式为线路互投，分段断路器在合位，110kV变电站带全站负荷，2014年10月15日220kV变电站与110kV站的W相发生瞬时性接地故障，当断线发生后，某变电站站内后台机的主接线图中110kV部分只有母线电压部分，不显示其它线路参数的细节图，因此断定此次故障是瞬时接地后造成缺相引起的，故障线路只带主变压器空载运行，这次故障与一次保险熔断产生的故障现象很类似，因此很难判断故障原因。当时若没有找出故障原因，会造成断线相的励磁电抗和对地电容产生谐振，引起周期性过电压，严重时会造成进线避雷器的爆炸，因此，变电站发生故障时需要相关人员及时判断出电路故障，防止出现更大问题，这要求相关人员具备足够的经验和专业技术。2 断线故障分析110kV变电站系统的主供电线路上发生断线高压侧备自投装置会进行报警，同时在低压侧母线上的电压表数字会消失，电容器组开关会发生跳闸。下面以110kV/10kV Y/Δ-11双绕组变压器为例，分析主供电线路W相断线时，110kV站内高低压侧电压和电流的变化规律。 高压侧电压变化规律将220kV变电站的110kV的侧中性点直接接地，并用EU、EV、EW表示110kV侧的电压，其电压基本不发生变化，因为110kV系统出现缺相时它的对地电容占总对地电容的比例很小。图1为110kV变电站双绕组Y/Δ-11变压器的电压示意图。断开处边界条件为：ΔUU=0，ΔUV=0和ΔIW=0。电力系统在正常运行时其三相电压、三相电流、三相阻抗都是相等的，若出现不相等即三相不对称情况，表示电力系统遭到破坏。在电力系统中三相阻抗在个别点会不相等，因此采用直接求解的方法会很复杂，这里采用对称分量法对电压进行计算。由对称分量法得：由于110kV变电站站内110kV侧主变压器中性点不接地，零序回路无通路，即IW0=0，由IW=IW2+IW1+IW0=0可推出IW1=-IW2。图2所示为W相断线的综合序网示意图。由序网图通过计算得出：UU=EU，UV=EV由计算结果可知，当W相断开后，W相的电压将会减少为UW的一半，与此同时，与W相相关的线电压也减小到原来的一半，U相和V相的电压不发生变化。 高压侧中性点位移电压当发生断相时，110kV主变压器高压侧中性点的位移电压为：当变电站发生缺相时，110kV变电站站内主变压器的高压侧中性点将发生位移，其位移大小是相电压的二分之一。所以出现单相断线时产生的偏移电压不能消除故障。3 缺相的解决方案及注意事项变压器高压侧电压缺相故障短路电流较小，因此一般不会发生大事故，但是如果没有及时处理故障将会出现谐振，使电力系统发生故障，可以增加新型保护装置对缺相故障进行保护。 谐振保护变电站变压器发生缺相故障，大多是由于谐振的产生，如果不及时处理将会使电压增大，导致避雷器发生爆炸，造成安全事故。因此，当变电站变压器出现谐振时要及时采取有效措施消除谐振，并破坏谐振的产生条件，将发生故障的线路及时切断，避免缺相现象的出现。谐振保护可以通过分相谐振时出现的电流和电压的极值构成。 缺相保护如果出现缺相故障时中性点接地，220kV变电站110kV线路的零序过电流保护会发生动作，使主变压器的保护装置动作，从而使故障线路切断。无论在地方变电站是否具有保护装置，控制变电站的变电所必然有所动作，利用接地时高压侧出现的零序电压和电流，低压侧将引入二次电压，此时会出现不对称电压，构成缺相接地保护。当出现缺相而没有接地时，高压侧会产生零序电压，由于中性点没有接地导致无零序电流，但高压侧的两相电流大小相等、方向相反且只有正序分量和负序分量，利用这种特征在为接地时也可以构成缺相保护。 自动投入备用系统在变电站中一般都设有变压器的备用系统，当变压器出现谐振和缺相故障时，可以先将本侧断路器断开，直接投入备用系统。但是，这种方式对于含有中性点的开关不适用。 注意事项当发生缺相时，主变压器高压侧中性点会产生近3万伏的位移电压，产生的电压会加在开关两侧，若此时操作中性点隔离开关，将会产生强烈的电弧，造成人员安全事故。4 结束语本文通过对110kV变电站变压器的电压缺相故障分析，得出来如下结论：在判断变压器线路故障时需要注意：如果高压侧出现线路故障，其母线的3个线电压中只有1个不变时，应考虑是高压侧出现断相还是电压表的一次保险熔断。另外，对于线路和连接中断不能主动切除故障的系统需要由工作人员及时处理，不然会造成设备损坏和人身事故隐患。本文为变电站安全运行提供了保障，为变压器工作人员判断故障提供了参考，并提出变电站操作注意事项，保证设备安全运行。参考文献[1]何昌高，宋浩杰，张杰.变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析[J].安徽电力，2012，29（02）：52-53.[2]汤文武.110kV线路缺相运行分析及处置[J].中国新技术新产品，2016，（21）：35-37.[3]戎春园，陈方之.500kV变电站外接电源站用变压器缺相运行故障分析[J].广东科技，2013，22（16）：86-87.￥百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容立即获取变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析变电站站用变压器高压侧电压缺相故障分析作者：杨文静来源：《中国科技博览》2018年第12期[摘 要]变电站站用变压器高压侧电压缺相会造成线路断线，如果能及时处理不会造成事故。本文以某变电站为例，介绍了变电站站用变压器高压侧缺相故障产生的原因以及注意事项，通过数据以及公式推导的方法进行了分析和归纳，希望能为工作人员的抢修工作提供参考。[关键词]变电站；站用变压器；电压缺相第 1 页中图分类号：TU639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0045-01引言变压器电压缺相故障会造成线路断线，导致输出电压严重不平衡。在发生缺相线路断电时，对于220kV的系统仍然能够正常运行，但对于110kV的系统线路故障会使系统停止运行。缺相故障虽然没有短路故障造成的影响大，但变压器电压缺相问题时常发生，因此相关人员必须做好应对措施，及时判断并处理问题。1 变压器电压缺相故障实例
参考文献：[1]唐维，冯丹.变压器经济运行分析[J].四川电力技术，2003（02）[2]李虹.变压器的经济运行与容量选择[J].冶金动力，2003（02）[3]沈战岭.变压器的经济运行[J].节能与环保，2002（02）
摘 要电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。本文语言简练、逻辑严密、内容夯实。可作为从事电气工程技术人员的参考资料。关键词 电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算目 录摘 要………………………ⅠABSTRACT………………Ⅱ1 绪论 课题背景…………………………设计题目………………………毕业设计原始资料…………… 待保护变压器的在系统中的连接情况……………………设计任务…………………继电保护的综述 ……电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果……… 继电保护的任务…………… 继电保护装置的组成……… 继电保护的基本要求……31．3 电力变压器故障概况…………61．4继电保护发展………………计算机化……………………71．4．2网络化…………………………保护、控制、测量、数据通信一体…………………………91．4．4智能化…………………………92 短路电流实用计算 ……………… 短路电流计算的规程和步骤 短路电流计算的一般规定… 计算步骤 ………………… 三相短路电流的计算………… 等值网络的绘制………… 化简等值网络…………… 三相短路电流周期分量任意时刻值的计算…………… 三相短路电流的冲击值…143 电力变压器保护原理分析… 瓦斯保护原理………… 变压器纵差动保护……… 构成变压器纵差动保护的基本原则…………………… 不平衡电流产生的原因和消除方法…………………… 电流速断保护原理…………电流速断保护的整定计算 躲过励磁涌流…………… 灵敏度的校验…………… 过电流保护的原理……………过电流保护………………… 复合电压起动的过电流保护……………………………负序电流和单相式低压过电流保护……………………零序过电流保护原理………24 中性点直接接地变压器的零序电流保护………………中性点可能接地或不接地变压器的保护……………… 过负荷保护原理 ……………28 过励磁保护原理……………293．8微机保护原理 …………………… 微机保护概况…………… 变压器的微机保护配置…304 保护配置与整定计算…电力变压器的保护配置…314．2 保护参数分析与方案确定……… 保护方案…… 保护设备配置选择…… 接线配置图…………………35 整定计算…………………… 带时限的过电流保护整定计算…………………………36 电流速断保护整定计算 单相低压侧装设低压侧接地保护………………………过负荷保护………………保护配置动作实现……………38结论…39参考文献……………………40附录A：接线配置图…………………41
题目：低压网功率因数对供电企业的影响系部：专业：电气工程及其自动化姓名：班级：学号：指导教师：摘要随着我国电力的不断发展，对于供用电的要求也越来越严格，它是我们日常生活中不可缺少的部分，是整个国民经济的重要组成部分，它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高，是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。因此，提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法，以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定目录一、绪论 4二、主要内容： 61、影响功率因数的主要因素 、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 72、低压网的无功补偿 、低压网无功补偿的一般方法 、 随机补偿 、 随器补偿 、跟踪补偿 、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数 、合理选用电动机 、 提高异步电动机的检修质量 、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 、 正确选择变压器容量提高运行效益 113、 功率因数的人工补偿 、 变电站最常用的安装并联电容器组 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求 分相补偿 13三、结束语 14四、参考文献 15一、绪论许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，无功功率是恒量能量转换规模的物理量；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数COSφ，其计算公式为：COSφ=P/S 在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。无功功率补偿，又叫就地补偿，适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。二、主要内容：1、影响功率因数的主要因素、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。2、低压网的无功补偿、低压网无功补偿的一般方法低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。、 随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，不会造成无功倒送，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。、 随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。、合理选用电动机合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为，1/2负载时约为，而满负载时可达。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。、 提高异步电动机的检修质量实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。、 正确选择变压器容量提高运行效益对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。3、 功率因数的人工补偿功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。、 变电站最常用的安装并联电容器组 从上图可以看出，在原来的电路中根据基尔霍夫定律，流入的电流等于流出的电流，但是并联接入电容器，在相量图中得知?角明显小于原来的角，因此，能提高功率因数，提高线路电能传输能力，减少线路上的损耗。 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求Ue?c≥Ug?cnQg?c≥Qc式中Ue?c——电容器的额定电压（KV）Ug?c——电容器的工作电压（KV）n——并联的电容器总数Qg?c——电容器的工作容量（Kvar）Qc——电容器的补偿容量（Kvar） 分相补偿在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。 对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。三、结束语本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，尤其是最重要的线损（最为重要的是降损，分为技术降损和管理降损），介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我们只有端正自己的认知态度，很好的去归纳，总结这些知识的重要部分，做好自己的本质工作，并且能在此基础上再更上一个台阶，用自己的实际行动，为供电事业贡献出自己的微薄之力。四、参考文献1、运新，《电监察》水利电力出版社 2、靳龙章 丁毓山，《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社
浅议电力变压器论文
在现实的学习、工作中，大家都跟论文打过交道吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。写起论文来就毫无头绪？以下是我帮大家整理的浅议电力变压器论文，希望对大家有所帮助。
摘要： 随着我国经济建设的发展，电力工业规模迅速的壮大起来，电力变压器的单台容量和安装容量快速增长。本文针对实际工作中常遇到的问题，从变压器的构成；变压器的噪音；变压器的防雷；变压器故障四个方面，来进行阐述。
关键词： 构成噪音防雷故障
变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。
一、变压器的构成
为了改善散热条件，大、中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组对外线路的联接由绝缘套管引出。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等部分组成：器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等；油箱包括本体（箱盖、箱壁和箱底）和一些附件（放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等；出线装置包括高压套管、低压套管等；调压装置即分接开关，分为无载调压和有载调压装置。
二、变压器的噪音极其措施
变压器在运行中产生的声音主要是硅钢片在磁场的作用下产生的磁致伸缩和器身由于电磁力所引起的振动，和冷却系统风机和风扇产生的噪音。声音的振动频率在16Hz~2000 Hz之间可引起人们的'听觉，次声和超声都是人们的听觉所感受不到的。电力变压器噪声的传播是由铁心到夹件、绕组，同时由铁心到空气。为了降低噪声可以减少铁心硅钢片磁致伸缩，降低磁通密度是降低噪声的有效措施，但降低磁密又会导致铁心尺寸增大，从而增加铁心硅钢片的数量，会造成成本的增加。所以应该把成本控制在一定的范围内来降低噪声。也可以在变压器适当的位置加缓冲件，如在铁心和低压绕组间加橡胶适形撑块，其作用是一面撑紧低压绕组，一方面起到缓冲作用，使声音通过缓冲结构而得到衰减。
三、变压器的防雷
据不完全统计，年平均雷暴日数在35—45的地区，10kV级配电变压器被雷击损坏率占其总数的4%—10%。损坏的主要原因是变压器避雷器装设不当和接地引下线接线不妥。主要表现为：变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线；变压器中性点及高低压侧避雷器分别接地；避雷器未作预防性试验；低压侧未装设避雷器；接地引下线截面过小及引线过长等。
四、变压器故障
根据变压器运行现场的实际状态，在发生以下情况变化时：需对变压器进行故障诊断。正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准；运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验；运行中出现其他异常（如出口短路）或发生事故造成停电，但尚未解体（吊心或吊罩）。当出则上述任何一种情况时，往往要迅速进行有关试验，以确定有无故障情况。
故障判断的步骤：
①判断变压器是否存在故障，是隐性故障还是显性故障。
②判断属于什么性质的故障，是电性故障还是热性故障，是固体绝缘故障还是油性故障等。
③判断变压器故障的状况，如热点温度、故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。
④提出相应的反事故措施，如能否继续运行，继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。
由于变压器故障涉及面较广，具体类型的划分方式较多，如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障，同时还存在变压器放电故障等。
变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。这类故障的案例很多，特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失，因此，尤应引起足够的重视。例如：某110kV、31。5MVA变压器（SFS2E8—31500/110）发生短路事故，重瓦斯保护动作，跳开主变压器三侧开关。返厂吊罩检查，发现C相高压绕组失团，C相中压绕组严重变形，并挤欢囚板造成中、低压绕组短路；C相低压绕组校烧断二股；B相低压、中压绕组严重变形；所有绕组匝问散布很多细小铜珠、铜末；上部铁芯、变压器底座有锈迹（事故发生当天有雷雨）。原因：①变压器绕组松散。②该变压器撑条不齐且有移位、垫块有松动位移。③绝缘结构的强度不高。
放电对绝缘有两种破坏作用：一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大，使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氯等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。如某63MvA、220kv变压器在进行1。5倍电压局部放电时，有放电声响，放电量达4000—5000pC。改为匝间倍电压，线端倍电压的支撑法时，无放电声响，放电量也降为1000pC以下。拆升变压器检查，发现沿端部绝缘角环有树枝状放电痕迹，系绝缘角环材质不良所致。沿固体绝缘表面的局部放电，以电场强度同时有切线和法线分量时最严重。原因：局部放电故障可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位，如高压绕组静电屏出线、高电压引线、相间围屏以及绕组匝间等处。
变压器是在电力系统和电子线路中应用广泛的电气设备。在电能的传输、分配和使用中，变压器是关键设备，具有极其重要意义，所以在实际工作中要对变压器予以高度的注意。
参考文献:
[1] 李丹娜、孙成普编著, 电力变压器应用技术[M]. 中国电力出版社. 2009(05).
[2] 谢毓城主编,电力变压器手册[M].机械工业出版社. 出版时间: 2003(02).
摘要:
变压器在发生事故之前，通常都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障；外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。文章主要分析变压器运行的检查维护及故障处理的方法，可供广大同行技术参考。
关键词:
变压器；运行维护；故障：分析；处理
一、变压器运行中的检查维护
变压器在发生事故之前，一般都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。值班人员应随时对变压器的运行状况进行监视和检查。通过对变压器运行时的声音、震动、气味、变色、温度及外部状况等现象的变化，来判断有无异常，分析异常运行的原因、部位及程度，以便采取相应措施。
(1)检查变压器上层油温是否超过允许范围。
(2)检查油质，应为透明、微带黄色，由此可判断油质的好坏。
(3)应检查套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹，冷却装置应正常。
(4)变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。
(5)天气有变化时，应重点进行特殊检查。
二、变压器运行中出现的不正常现象的分析
(一)声音异常
1.变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声，如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。
2.内部有较高且沉着的“嗡嗡”声，则可能是过负荷运行，可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。
3.内部有短时“哇哇”声，则可能是电网中发生过电压，可根据有无接地信号，表计有无摆动来判定。
4.变压器有放电声，则可能是套管或内部有放电现象，这时应对变压器作进一步检测或停用。
5.变压器有水沸声，则为变压器内部短路故障或接触不良，这时应立即停用检查。
6.变压器有爆裂声，则为变压器内部或表面绝缘击穿，这时应立即停用进行检查。
7.其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声，则可能是个别零件松动，可以根据情况处理。
(二)油温异常
1.变压器的绝缘耐热等级为A级时，线圈绝缘极限温度为105℃，根据国际电工委员会的推荐，保证绝缘不过早老化，温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升，则认为变压器内部出现异常，内部故障等多种原因，这时应根据情况进行检查处理。
2.导致温度异常的原因有：散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。
(三)油位异常
变压器油位变化应该在标记范围之间，如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有：
1.假油位，如果温度正常而油位不正常，则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。
2.油位下降，原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。
安徽电气工程职业技术学院毕业论文题目：低压网功率因数对供电企业的影响系部：电力工程系专业：发电厂及电力系统姓名：朱敏杰班级：07发电二班学号：070201244指导教师：周锐摘要随着我国电力的不断发展，对于供用电的要求也越来越严格，它是我们日常生活中不可缺少的部分，是整个国民经济的重要组成部分，它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高，是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。因此，提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法，以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定目录一、绪论 4二、主要内容： 61、影响功率因数的主要因素 、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 72、低压网的无功补偿 、低压网无功补偿的一般方法 、 随机补偿 、 随器补偿 、跟踪补偿 、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数 、合理选用电动机 、 提高异步电动机的检修质量 、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 、 正确选择变压器容量提高运行效益 113、 功率因数的人工补偿 、 变电站最常用的安装并联电容器组 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求 分相补偿 13三、结束语 14四、参考文献 15一、绪论许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，无功功率是恒量能量转换规模的物理量；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数COSφ，其计算公式为：COSφ=P/S在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。无功功率补偿，又叫就地补偿，适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。二、主要内容：1、影响功率因数的主要因素、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。2、低压网的无功补偿、低压网无功补偿的一般方法低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。、 随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，不会造成无功倒送，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。、 随器补偿随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。、跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。、合理选用电动机合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为，1/2负载时约为，而满负载时可达。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。、 提高异步电动机的检修质量实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。、 正确选择变压器容量提高运行效益对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。3、 功率因数的人工补偿功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。、 变电站最常用的安装并联电容器组从上图可以看出，在原来的电路中根据基尔霍夫定律，流入的电流等于流出的电流，但是并联接入电容器，在相量图中得知?角明显小于原来的角，因此，能提高功率因数，提高线路电能传输能力，减少线路上的损耗。 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求Ue?c≥Ug?cnQg?c≥Qc式中Ue?c——电容器的额定电压（KV）Ug?c——电容器的工作电压（KV）n——并联的电容器总数Qg?c——电容器的工作容量（Kvar）Qc——电容器的补偿容量（Kvar） 分相补偿在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。三、结束语本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，尤其是最重要的线损（最为重要的是降损，分为技术降损和管理降损），介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我们只有端正自己的认知态度，很好的去归纳，总结这些知识的重要部分，做好自己的本质工作，并且能在此基础上再更上一个台阶，用自己的实际行动，为供电事业贡献出自己的微薄之力。四、参考文献1、运新，《电监察》水利电力出版社2、靳龙章 丁毓山，《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社
摘 要电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。本文语言简练、逻辑严密、内容夯实。可作为从事电气工程技术人员的参考资料。关键词 电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算目 录摘 要………………………ⅠABSTRACT………………Ⅱ1 绪论 课题背景…………………………设计题目………………………毕业设计原始资料…………… 待保护变压器的在系统中的连接情况……………………设计任务…………………继电保护的综述 ……电力系统的故障和不正常运行状态及引起的后果……… 继电保护的任务…………… 继电保护装置的组成……… 继电保护的基本要求……31．3 电力变压器故障概况…………61．4继电保护发展………………计算机化……………………71．4．2网络化…………………………保护、控制、测量、数据通信一体…………………………91．4．4智能化…………………………92 短路电流实用计算 ……………… 短路电流计算的规程和步骤 短路电流计算的一般规定… 计算步骤 ………………… 三相短路电流的计算………… 等值网络的绘制………… 化简等值网络…………… 三相短路电流周期分量任意时刻值的计算…………… 三相短路电流的冲击值…143 电力变压器保护原理分析… 瓦斯保护原理………… 变压器纵差动保护……… 构成变压器纵差动保护的基本原则…………………… 不平衡电流产生的原因和消除方法…………………… 电流速断保护原理…………电流速断保护的整定计算 躲过励磁涌流…………… 灵敏度的校验…………… 过电流保护的原理……………过电流保护………………… 复合电压起动的过电流保护……………………………负序电流和单相式低压过电流保护……………………零序过电流保护原理………24 中性点直接接地变压器的零序电流保护………………中性点可能接地或不接地变压器的保护……………… 过负荷保护原理 ……………28 过励磁保护原理……………293．8微机保护原理 …………………… 微机保护概况…………… 变压器的微机保护配置…304 保护配置与整定计算…电力变压器的保护配置…314．2 保护参数分析与方案确定……… 保护方案…… 保护设备配置选择…… 接线配置图…………………35 整定计算…………………… 带时限的过电流保护整定计算…………………………36 电流速断保护整定计算 单相低压侧装设低压侧接地保护………………………过负荷保护………………保护配置动作实现……………38结论…39参考文献……………………40附录A：接线配置图…………………41
工厂供电，是指将电能通过输配电装置安全、可靠、连续、合格的销售给工厂用户，满足广用户经济建设和生活用电的需要。下面是由我整理的工厂供电技术3000字论文，希望能对大家有所帮助！
[摘 要]如果有人问你21世纪是什么时代，你的脑海里浮现的是信息时代、电子时代还是技术时代?我想在我的世界里，21世纪应该是一个绿色节能时代，一方面，在科技、经济、技术高速发展的时代面前，人们开始更多的关注可持续发展，更多的关注节能环保，另一方面，21世纪属于市场经济，对于市场经济而言利润是唯一的驱动力，厂商或者工厂要想实现利润最大化，必须尽可能的缩小成本，而电能的使用在厂商的成本 中占据着很大的一部分比例，因此，供电系统节能方法研究成为每一个厂商不得不关注的问题。
本着发现问题，分析问题，解决问题的研究方法对工厂供电系统节能问题进行研究，首先谈谈什么是工厂供电系统，所谓供电系统就是由能产生电能的电源系统输送给用电的输配电系统共同构成。其次，我们不得不思考为什么会产生工厂供电系统的消耗，具体而言，我认为有俩方面原因，从技术角度来看，我国工厂在变压器的选择，功率因数补偿以及检测与维修方面都存在漏洞。从管理模式来看，我们并没有形成一套完整的领导负责，员工尽责的体系。因此，我们的研究应该深入这俩个方面，究其根源，寻找解决思路。
1.在管理方面存在的漏洞
从总体上来看，我们在管理方面并没有形成完善的体系，没有突出强调领导与员工的责任，我们曾一度对张瑞敏管理海尔的理念津津乐道，也曾一度对乔布斯的管理思想赞不绝口，但是，在我们看到这些顶级的管理者带领一个企业走向全球，走向伟大时，我们是否思考了管理对一个企业成长的重要性。缩小视角，就工厂供电系统节能方面，我们都存在众多缺陷。从一个角度而言，我们没有建立相关的奖惩机制，这使得加强工厂供电节能管理这件本身富有挑战的事情对领导与管理者而言缺乏迎接挑战的动力。其次，即使一些管理者看到了节能管理的重要性，但由于缺乏相关领域的培训与研究，使得其对工厂供电节能管理的效果并不明显。从另一个角度来看，员工缺乏浓厚的 企业 文化 底蕴，缺乏家的归属感，并没有把自己当为企业的主人，不能把节约企业能源视为自己应尽的责任，这一方面不利于企业的成本降低、节能环保与可持续发展，另一方面更落空了习不断强调的建设一个勤俭质朴的社会理念。因此，从管理角度来分析，我认为一方面是我们的相关体制还不完善，另一方面，我认为是我们的相关企业文化形成以及 企业管理 培训还存在众多问题。
2.在技术方面存在的问题
从技术层面来看，首先，我们很难大量引进节能增效设备，这不仅是因为我国目前节能增效设备技术并没有达到一定水平，无法批量生产，这使得节能增效设备成本高，工厂将其投入使用未必就能收回成本。其次，节能增效设备操作较为复杂，没有相关知识与技术难以熟练掌握，因此工厂出于经济与技术利益方面考虑，将其弃之不用。再次，电力产品质量以及部分供应商供应的设备并不合格，时常导致不明故障。最后，相关检测与维修人员技术能力有限，由于供电系统具有复杂性、专业技术性强等特点，一旦发生故障无法及时检测出问题并做出有效的修复。
从技术层面具体来看，电压器选择具有重要意义，根据调查显示，变压器消耗的无功功率占整个供电系统无功消耗的百分之二十左右。尽管变压器效率高，但从这个调查数据中，我们可以清晰看到其总损耗仍然不小。因此，如何有效的减少变压器的无功损耗，正确合理的选择变压器型号，科学的运行，就成为了我们在技术上必须解决的难题。
其次，就是有关功率因数的问题，减少企业供电系统损耗，提高企业用电效率一个极其重要的技术层面就是功率因数补偿问题，如何有效的提高供电系统各部分的功率因数，降低设备容量，使用电设备合理的运行，从而减少损耗，实现工厂供电节能又成为我们不得不面对的技术难题。
最后，就是能否有效提高检测与 修理 技术，任何机器，即使世界最领先的机器也有出现问题的时候，任何机器，即使刚刚投入使用，也有定期检测的必要性，因此如果我国工厂相关人员的检测与维修技术无法令人满意，这对企业来说就是巨大的损失。一方面，如果无法定期有效的对设备进行检测，可能造成部分设备老化，从而加大能源消耗与损失。另一方面，当设备出现问题时，不能及时的找到问题，解决问题，恢复设备的正常运转，这不仅是对工厂的资源闲置与浪费，更造成了企业很大的经济损失。因此，提高检测与维修技术，不仅是供电节能的有效 措施 ，更能减少企业的很多不必要的经济损失。
3.管理方面的解决思路
从宏观角度来分析，企业要构建完善的管理制度，实现领导负责，员工尽责的理念。一方面，加强奖罚制度的建立与推广，完善激励机制，对那些具有企业归属感，具有企业文化精神，并将这些文化底蕴有效运用到工厂生产与节能的实践中去的员工，给予一定的精神与物质奖励，从而达到树立先进模范的作用。另一方面，对领导进行节能管理的培训，使得管理者不光从心里具有供电节能的理念，更能在通过学习与培训后，在实践中取得明显的效果。与此同时，对员工也要给予企业归属感，使得员工视企业为自己的家，为企业节约能源，为企业进行供电节能，就是为自己未来着想，更是自己应尽的责任。
4.技术方面的解决思路
首先，做好设备检测与维修工作，这不仅可以减少停电次数与时长，更能防止或减少电能泄漏，从而有效的实现供电节能的目的。具体来说，应该定期更换用电设备的绝缘子，对电路进行检测，并测量接头电阻，及时发现问题，及时解决问题。其次，从变压器角度出发，应该选择那些效率高、损耗低的优质新型节能的变压器，除此之外，还应该保证科学合理的变压器运行方式，通过研究可得，当负荷为变压器功率的百分之七十五时，变压器运行最经济。因此，合理的选择变压器以及科学的运行变压器都对工厂降低电能损耗具有重要的意义。最后，我们还要关注功率因数补偿问题，如果我们可以有效的提高供电系统各部分的功率因数，充分利用变压器的容量，降低设备容量，使设备科学合理的运行，从而减少用电系统的功率损耗来实现工厂供电节能的目标。
综上所述，造成工厂供电消耗的因素是多样的，所以为了最大化工厂供电节能的效果，我们既需要抓管理层面的问题，又不能放过技术层面的漏洞，双管齐下，才能有效的解决问题，实现工厂的可持续发展。
参考文献
[1] 李健.工厂供电系统节能方法研究.科技创业家，2013(02).
[2] 王伯韬.供电系统节能降耗措施探讨.应用科技.
摘要：根据高等 教育 对自动化专业的重视及新时代高等教育对工厂供电课程的需求， 文章 从教学思路，教学内容，教学方式以及课程设计等方面分析了工厂供电课程的 教学方法 。
关键词：自动化;工厂供电;教学改革;工程实践
工厂供电课程是难度较大的一门课程，该课程与大学生之前学过的基础理论课，如高等数学、大学物理以及专业课如自动控制原理、电机拖动之类的课程有很大的不同，一般的课程都有一套理论，而供电课更多的是依靠 经验 公式、查表，各章节之间缺乏必然的联系，使得学生学习困难，缺乏兴趣。因此，探究一种合适的教学方法显得非常重要。
一、理论结合实际，启发式教学
由于学生没有实际经验，直接照本宣科肯定会让学生觉得枯燥，因此教学可结合社会情况以及教师的工程实践经历来激发学生的学习兴趣。如在介绍电力系统的构成之前可先介绍一下中外电力系统的发展史，为什么最初是直流输电，为什么现在是交流输电为主，直流与交流输电各自的优缺点是什么。介绍为什么发电厂发电后要升压进行远距离传输的时候，先告诉学生目前铜是多少钱一吨，帮助学生理解为什么要节省有色金属。在讲负荷计算的章节时，结合具体的计算机电量监测项目直观地说明什么叫三班倒的工作方式，日负荷曲线在工厂中的作用，传统抄表方式的误差以及计算机连续采集的优点。介绍工厂供配电系统的一次接线和二次接线时，教师应带领学生到校变电所，让学生实际观察隔离开关、断路器、高压开关柜、功率表等，对单母线分段形式有一个直观认识。在介绍需用系数法时，可以日常生活中电用具为例，如一盏灯是多少瓦，让学生对教室的灯盏数进行计算，投影仪计算机各是多大功率，根据观察让学生计算出教室应该选多大的空开，应该选多大的变压器等等。通过这些理论结合实际的教学方式，学生的学习兴趣会大大提高，有益于学习效率的提高。
二、对教学内容重新做合理的分配
因供电课更多的是依靠经验公式、查表，容易让人感到枯燥，而课程的顺序一般也是依照工厂供配电初步设计的步骤进行的，教程对有一定实际经验的工作人员可能效果会更好，但对基本没有动手能力的大学生来说，非常容易理论脱离实际，尤其对于仅有32学时的课程设置，更应有所取舍。比如工厂供配电系统的一次接线一章，对于变压器的台数容量选择原则以及变电所一次主接线应该详细介绍，而电压偏移及改善措施需要花较多的时间才能讲透，这种相对不太重要的内容简单介绍即可。还有短路电流一章，分析了短路过程的暂态过程之后直接介绍标么值法求取短路电流，学生很多都不太理解，如果先给学生介绍了有名值法，然后通过实例让学生了解了用有名值法在不同电压等级电抗还要换算，而用标么值法则省去了这个步骤，加深了学生对学习内容的理解。
三、多种教学方式相结合
工厂供配电课的内容较为繁杂，虽然难度不高，但涉及的内容很多，既有公式，又有图表，单一的板书式授课或纯粹的多媒体教学都不能够满足其要求。应灵活教学，以电气设备及其选择为例，如介绍电弧的基本知识时，采用视频资料，不仅能形象展示知识，学生的兴趣也会提高。介绍高压开关电器，则需要通过视频与课件相结合的方式让学生了解断路器，隔离开关以及开关柜的外形、结构、动作原理。介绍断路器的控制回路的时必须展开接线图才能为学生分析合闸过程与分闸过程，这种涉及实物、构造、动作过程等内容的课，用课件和视频结合会取得很好的效果。而当推导一些公式时，用板书推导更能让学生对公式的思路有更清楚的认识，比如三相短路过程的简化分析，单相负荷的计算等内容。因此教学应采取多种方式，才能取得更好的效果。
四、课程设计指导
课程设计是对所学知识一次综合性的 总结 ，对自动化专业的学生来说，课程设计是将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，使学生对工厂供配电设计的知识有更加系统的认识，同时也能够培养学生独立思考的能力和实践动手能力。一般来说供电课程设计多是针对变电所的设计，要求学生以电气设计部分为核心，学生可通过查阅工程设计手册和资料，综合多方面的因素，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择(包括断路器，隔离开关，互感器等)，在选择时对电气设备进行必要的计算和校验，完成相应图纸的绘制，课程实践应多鼓励学生发扬合作和创新精神。综上所述，工厂供电的教学，教师首先必须强化自身的能力，结合具体的科研项目加深对这门课程的理解，并能将实践经验运用到教学中，使学生更能清楚地了解这门课的相关知识，同时也应增加实践教学，培养学生独立操作能力，这样学生才能切实学好这门课。
参考文献：
[1]弋东方.电气设计手册电气一次部分[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]孟祥萍.电力系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.
[3]刘吉来,黄瑞梅.高电压技术[M].北京:中国水利水电出版社,2004.
浅议电力变压器论文
在现实的学习、工作中，大家都跟论文打过交道吧，论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。写起论文来就毫无头绪？以下是我帮大家整理的浅议电力变压器论文，希望对大家有所帮助。
摘要： 随着我国经济建设的发展，电力工业规模迅速的壮大起来，电力变压器的单台容量和安装容量快速增长。本文针对实际工作中常遇到的问题，从变压器的构成；变压器的噪音；变压器的防雷；变压器故障四个方面，来进行阐述。
关键词： 构成噪音防雷故障
变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后，获得各级用电设备的所需电压，以满足用户使用的需要。
一、变压器的构成
为了改善散热条件，大、中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入盛满变压器油的封闭油箱中，各绕组对外线路的联接由绝缘套管引出。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等部分组成：器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等；油箱包括本体（箱盖、箱壁和箱底）和一些附件（放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等）；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等；出线装置包括高压套管、低压套管等；调压装置即分接开关，分为无载调压和有载调压装置。
二、变压器的噪音极其措施
变压器在运行中产生的声音主要是硅钢片在磁场的作用下产生的磁致伸缩和器身由于电磁力所引起的振动，和冷却系统风机和风扇产生的噪音。声音的振动频率在16Hz~2000 Hz之间可引起人们的'听觉，次声和超声都是人们的听觉所感受不到的。电力变压器噪声的传播是由铁心到夹件、绕组，同时由铁心到空气。为了降低噪声可以减少铁心硅钢片磁致伸缩，降低磁通密度是降低噪声的有效措施，但降低磁密又会导致铁心尺寸增大，从而增加铁心硅钢片的数量，会造成成本的增加。所以应该把成本控制在一定的范围内来降低噪声。也可以在变压器适当的位置加缓冲件，如在铁心和低压绕组间加橡胶适形撑块，其作用是一面撑紧低压绕组，一方面起到缓冲作用，使声音通过缓冲结构而得到衰减。
三、变压器的防雷
据不完全统计，年平均雷暴日数在35—45的地区，10kV级配电变压器被雷击损坏率占其总数的4%—10%。损坏的主要原因是变压器避雷器装设不当和接地引下线接线不妥。主要表现为：变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线；变压器中性点及高低压侧避雷器分别接地；避雷器未作预防性试验；低压侧未装设避雷器；接地引下线截面过小及引线过长等。
四、变压器故障
根据变压器运行现场的实际状态，在发生以下情况变化时：需对变压器进行故障诊断。正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准；运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验；运行中出现其他异常（如出口短路）或发生事故造成停电，但尚未解体（吊心或吊罩）。当出则上述任何一种情况时，往往要迅速进行有关试验，以确定有无故障情况。
故障判断的步骤：
①判断变压器是否存在故障，是隐性故障还是显性故障。
②判断属于什么性质的故障，是电性故障还是热性故障，是固体绝缘故障还是油性故障等。
③判断变压器故障的状况，如热点温度、故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。
④提出相应的反事故措施，如能否继续运行，继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。
由于变压器故障涉及面较广，具体类型的划分方式较多，如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障，同时还存在变压器放电故障等。
变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。这类故障的案例很多，特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失，因此，尤应引起足够的重视。例如：某110kV、31。5MVA变压器（SFS2E8—31500/110）发生短路事故，重瓦斯保护动作，跳开主变压器三侧开关。返厂吊罩检查，发现C相高压绕组失团，C相中压绕组严重变形，并挤欢囚板造成中、低压绕组短路；C相低压绕组校烧断二股；B相低压、中压绕组严重变形；所有绕组匝问散布很多细小铜珠、铜末；上部铁芯、变压器底座有锈迹（事故发生当天有雷雨）。原因：①变压器绕组松散。②该变压器撑条不齐且有移位、垫块有松动位移。③绝缘结构的强度不高。
放电对绝缘有两种破坏作用：一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大，使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氯等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。如某63MvA、220kv变压器在进行1。5倍电压局部放电时，有放电声响，放电量达4000—5000pC。改为匝间倍电压，线端倍电压的支撑法时，无放电声响，放电量也降为1000pC以下。拆升变压器检查，发现沿端部绝缘角环有树枝状放电痕迹，系绝缘角环材质不良所致。沿固体绝缘表面的局部放电，以电场强度同时有切线和法线分量时最严重。原因：局部放电故障可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位，如高压绕组静电屏出线、高电压引线、相间围屏以及绕组匝间等处。
变压器是在电力系统和电子线路中应用广泛的电气设备。在电能的传输、分配和使用中，变压器是关键设备，具有极其重要意义，所以在实际工作中要对变压器予以高度的注意。
参考文献:
[1] 李丹娜、孙成普编著, 电力变压器应用技术[M]. 中国电力出版社. 2009(05).
[2] 谢毓城主编,电力变压器手册[M].机械工业出版社. 出版时间: 2003(02).
摘要:
变压器在发生事故之前，通常都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障；外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障。文章主要分析变压器运行的检查维护及故障处理的方法，可供广大同行技术参考。
关键词:
变压器；运行维护；故障：分析；处理
一、变压器运行中的检查维护
变压器在发生事故之前，一般都会有异常情况，因为变压器内部故障是由轻微发展为严重的。值班人员应随时对变压器的运行状况进行监视和检查。通过对变压器运行时的声音、震动、气味、变色、温度及外部状况等现象的变化，来判断有无异常，分析异常运行的原因、部位及程度，以便采取相应措施。
(1)检查变压器上层油温是否超过允许范围。
(2)检查油质，应为透明、微带黄色，由此可判断油质的好坏。
(3)应检查套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹，冷却装置应正常。
(4)变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。
(5)天气有变化时，应重点进行特殊检查。
二、变压器运行中出现的不正常现象的分析
(一)声音异常
1.变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声，如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。
2.内部有较高且沉着的“嗡嗡”声，则可能是过负荷运行，可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。
3.内部有短时“哇哇”声，则可能是电网中发生过电压，可根据有无接地信号，表计有无摆动来判定。
4.变压器有放电声，则可能是套管或内部有放电现象，这时应对变压器作进一步检测或停用。
5.变压器有水沸声，则为变压器内部短路故障或接触不良，这时应立即停用检查。
6.变压器有爆裂声，则为变压器内部或表面绝缘击穿，这时应立即停用进行检查。
7.其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声，则可能是个别零件松动，可以根据情况处理。
(二)油温异常
1.变压器的绝缘耐热等级为A级时，线圈绝缘极限温度为105℃，根据国际电工委员会的推荐，保证绝缘不过早老化，温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升，则认为变压器内部出现异常，内部故障等多种原因，这时应根据情况进行检查处理。
2.导致温度异常的原因有：散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。
(三)油位异常
变压器油位变化应该在标记范围之间，如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有：
1.假油位，如果温度正常而油位不正常，则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。
2.油位下降，原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。
一种新颖的用于消除PWM逆变器输出共模电压的有源滤波器题目是这个意思，原文在哪里啊找到了貌似是这个，是个论文PWM逆变器在应用中会产生共模电压, 共模电压在IGBT的高速开关期间产生充放电电流。此电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流。漏电流过大将对电源产生电磁干扰，还会使电机轴承过早毁坏，从而影响系统运行的可靠性。文中提出了一种新颖的可以有效消除脉冲宽度调制（PWM）逆变器产生的共模电压的有源滤波器。这个有源滤波器由一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器组成，可以产生与PWM逆变器输出的电压幅值相等，相位相反的共模电压，通过五绕组共模变压器叠加到逆变器输出中，从而有效消除感应电机端的共模电压。这种有源滤波器结构简单，控制容易。文中通过理论分析，仿真和实验结果证明了这种结构的有效性。关键词：PWM逆变器；输出有源滤波器; 共模电压; 五绕组变压器引言：高速电力半导体器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发展使电压源型脉宽调制逆变器的载波频率大大提高（如20 kHz），高开关频率以及零开关损耗方案可显著提高PWM变频器的性能。但在PWM变频器的应用中，出现了一些负面问题。 例如，传统的IGBT的控制策略使PWM逆变器输出产生了共模电压。共模电压使IGBT在高速开关期间，产生充放电电流。电流通过电机内部的寄生电容产生流入地线的漏电流，漏电流过大将引起电机保护电路的误动作；频率从100 kHz到几兆范围变化的漏电流经地线流回系统的三相电源中，产生电磁干扰(EMI) ，影响电网上的其他设备的正常运行；轴电压和轴承电流过大使电机轴承过早毁坏[1,2] 。
为抑制逆变器输出的共模电压，提高系统的可靠性，传统的方法是采用转轴接地，轴承绝缘，具有传导性的润滑剂等来降低轴电流，保护电机轴承，但是电机端共模电压仍然存在。电机负载运行时，共模电压仍会通过负载轴承产生具有破坏性的电流。为此开始采用由无源器件组成的滤波器[3,4]，这类方法对消除过电压的影响非常有效，但载波频率发生变化时，对降低逆变器输出中的谐波成分的作用非常有限。因此，近年来开始尝试用有源器件来消除这些负面影响。Alexander Julian等提出了四相逆变器来消除共模电压[5]，这种方法会产生严重的开关损耗和谐波失真。Annette Jouanne提出双桥逆变器(DBI)用于消除电机共模电压和由此产生的轴承漏电流[6]，这种方法增加了一个三相逆变器及相应的驱动设备，所采用电机的定子必须有两套绕组，从而限制了这种方法的应用范围。日本学者Satoshi Ogasawara等人提出了一种有源共模噪声消除器(ACC)方案用于消除共模电压[7]，效果非常理想，但是这种方法需要射极跟随器，限制了其在高电压中应用。 提出了有源共模电压补偿器(ACCom)用于降低PWM VSI驱动感应电机系统中的轴电流[8]，这种结构的滤波器的变压器原边由具有6个开关器件组成的四电平半桥逆变器驱动，由于元件的数量很多并且驱动这些元件的电路非常复杂，因此串联电容的电压平衡问题没有解决，此文仅给出了仿真结果。
本文提出了一种新颖的逆变器输出有源滤波器来消除共模电压，从理论上分析了这种结构的滤波器的工作原理，最后通过仿真和实验证明了这种方案的有效性。
2 有源共模电压消除器
概述
共模电压的定义公式为
当电机的定子绕组接三相对称电源时，（Vao+Vbo+Vco）为零，电机端不存在共模电压；当电机的定子绕组接三相两电平逆变器时，由于逆变器在任意给定时刻都有三个开关动作，组成8种开关状态，使逆变器输出电压（Vao+Vbo+Vco）的总和通常不为零，为±Vdc/2（所有上三个开关或下三个开关导通）或±Vdc/6（两上一下或两下一上开关导通）(Vdc为逆变器直流母线电压)。电机端共模电压非常高，而且随着逆变器的调制频率的增加和电机零序阻抗的降低，共模电压可以产生非常大的共模电流，产生电磁干扰（EMI）等问题，破坏系统或电机，因此需要抑制。
三相逆变器输出产生的共模电压是一个四电平电压，如图1所示。电压参考点为直流母线电压中性点。< 有源滤波器结构 为消除三相逆变器输出产生的共模电压，本文采用一个单相逆变器和一个五绕组共模变压器，其原理结构如图2所示。三相和单相逆变器由控制单元（DSP）控制。这种软件控制方法可以省掉硬件电路如共模电压检测电路等，简化单相逆变器的控制电路。五绕组共模变压器结构如图3所示。采用两个环型铁心，每一个铁心上套一个原绕组，匝数N1=3/2N；三个副绕组同时绕在两个铁心上，匝数均为N。两个原绕组中1b端和2a端相连且接到直流母线上两个电容C的中性点0上，1a端接到单相逆变器中IGBT7和8的中点c上，2b端接到IGBT9和10的中点d上，三个副绕组的a端接到三相逆变器的输出端上，b端接到电机的三相出线端上。由于单相逆变器中IGBT9、10桥臂工作时实际上是处于三电平的工作状态，在其输出点d与0点之间串入一电阻R，使IGBT9、10关断时，其输出点d电位迅速回落到0点电位。
由于流入感应电机的共模电流非常小（理论上为零），单相逆变器中的IGBT和二极管的额定电流非常小，其额定电压与逆变器中的IGBT相同。共模变压器的两个原绕组的额定电流也非常小，其副绕组由于要通过驱动系统的额定电流，要求绕组导线直径较大。共模变压器的铁心要用高频铁磁材料制作，由于PWM脉冲的频率非常高，故所需铁心的截面积不大。 控制原理：为消除三相逆变器输出的共模电压，必须要求本文提出的有源滤波器能够产生四电平的输出电压。为此，根据本文所提结构，单相逆变器的四个IGBT的控制规律如表1所示。表中ON表示该IGBT处于导通状态，OFF表示该IGBT处于关断状态。输出表示经五绕组共模变压器叠加到三相逆变器输出端的电压。输出计算举例：假设IGBT7和IGBT9导通，其它关断（第二种情况），这时，单相逆变器的c点和d点均输出+1/2Vdc，加到五绕组变压器的原边上。根据同名端和绕组的匝数比及绕组原边的接线，三个副绕组上均感应电压：（+1/2Vdc）-2/3%26acute;（+1/2Vdc）= +1/6Vdc。由于通过共模变压器叠加到三相逆变器输出端的电压与三相逆变器输出的共模电压反向，从而达到消除共模电压的目的。由于三相逆变器的输出相电压波形与其相应相的上桥臂IGBT的控制信号波形相同，仅幅值不同，而共模电压是逆变器输出相电压对参考地的三相和的1/3，因此逆变器输出的共模电压可以通过IGBT的控制信号计算出来。而单相逆变器又是根据共模电压进行工作的，单相逆变器的控制信号也可以根据三相逆变器的三个上桥臂IGBT的控制信号得出。因此用一个控制单元（DSP）即可实现三相逆变器和单相逆变器的控制工作。
图4为逆变器采用正弦波PWM（SPWM）控制时根据IGBT的控制信号计算出的任一个PWM脉冲周期的共模电压波形及单相逆变器的控制信号波形。图4(a)为三相参考正弦波Va，Vb，Vc及载波Rec波形；参考正弦波与载波相比较，得出PWM脉冲，图4(b)~(d)为三相逆变器中上三个桥臂中IGBT的控制信号，下三个桥臂控制信号与之相反；图4(e)为计算出的共模电压波形，可见，共模电压为四电平电压；图4(f)~(i)为单相逆变器中4个IGBT(7~10)的控制信号，其控制规则满足表1的要求。当将这4个控制信号与共模电压相比较，同时考虑共模变压器变比的作用，可以看出，其输出规律与共模电压完全相同。因此，这种结构的滤波器可以做到完全消除三相逆变器输出的共模电压。3 仿真分析 采用仿真软件为Matlab ，三相电源电压为380 V，50 Hz；二极管整流，直流母线电压为537 V；PWM-IGBT逆变器，载波频率为2 kHz；3 kW感应电机。电容C的值为5 mF，为防止由于实际电容在充放电过程中可能出现的电压不相等而导致参考点电位出现波动的情况，在电容C上又分别并联了一个10 kW的均压电阻。在仿真时未出现电压不相等的情况。
图5为采用图2所示结构进行仿真一个PWM周期的结果，由图5(a)可知除幅值不同外，其波形形状与计算出的图4(e)相同；通过图5(a)和(c)比较可以看出，加入本文提出的逆变器输出有源滤波器，可以将三相逆变器输出的共模电压幅值几乎完全降为零，从而消除了共模电压对感应电机产生的不良影响。图5(c)中的两个毛刺脉冲产生的原因是共模电压从-1/6Vdc向-1/2Vdc变化或+1/6Vdc向+1/2Vdc变化时，相应的要求单相逆变器中的IGBT9或10关断（IGBT7或8仍然导通），而实际上d点输出电位不能迅速回到0点电位，使滤波器输出电压小于三相逆变器的输出共模电压，从而产生了毛刺脉冲。可以通过改变电阻R的阻值达到降低毛刺脉冲幅值的目的。4 改进方案图2所提方案虽然可以很大程度的消除电机端的共模电压，但是从图5(a)中的波形可以明显看出，一个PWM周期中逆变器输出的共模电压有6次变化，而图5(c)中消除了共模电压的4次变化，还有2次变化虽然在幅值上基本消除了逆变器输出的共模电压，但是对共模电压的dV/dt沿无明显影响。为此，对图2进行改进，改进的目的是当共模电压从-1/6Vdc向-1/2Vdc变化或从+1/6Vdc向+1/2Vdc变化时，使d点电位迅速回落到0点电位。图6为改进后的滤波器结构。与图2相比，在电阻R的两端反向并联了两个IGBT（11和12）。当IGBT9关断而IGBT7继续导通时（即需要滤波器输出+1/2Vdc时），IGBT11导通，使d点和0点电位差迅速降至IGBT的导通压降，而IGBT的导通压降为2～3 V，远远小于1/2Vdc，可以近似为0，使滤波器输出的电压迅速达到了三相逆变器输出的共模电压，从而起到消除共模电压的目的。
图7为IGBT7~IGBT12的控制信号波形。IGBT11和IGBT12的控制规律为当IGBT7或IGBT8导通期间，如果IGBT9或IGBT10关断（即需要滤波器输出+1/2Vdc或-1/2Vdc）时，IGBT11或IGBT12导通，其它时间关断。图8为采用改进后的滤波器时三相逆变器输出的共模电压(a)，滤波器输出共模电压(b)和电机端共模电压波形(c)。比较图8(c)和图5(c)，可以看出，加入IGBT11和IGBT12以后，毛刺脉冲的幅值减小了3/4。
5 实验分析
实验时采用自行研制的变频器。整流桥采用FUJI 6R130G-120；直流母线电容为HGC 450V 3300 mF，逆变器采用IPM 智能功率模块，载波频率为
1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，s7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。 图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的s7-200 plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。s7-200 plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。三相交流电与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步电动机，异步电动机带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。 图2 变频恒压供水系统的总体框图 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。异步电机的转速为： 其中： n0为异步电机同步转速；n为异步电机转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。 图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件电路设计 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、热继电器kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。 图4 系统主电路图 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的输入口相连接，当按下sb0时，为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。和的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。 图5 plc外围接线图5 程序设计 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。 图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”， 为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时为“1”，为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过a/d转换器得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置 6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.
电力系统自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有，为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。我为大家整理的电力系统自动化技术论文，希望你们喜欢。 电力系统自动化技术论文篇一 浅析电力系统自动化技术 【摘 要】随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且，电力拖动控制已经走出工厂，在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 0 引言 现今，创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程，并确保过程运行的可靠及安全，为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有，为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展，电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术，包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等，大大提升了过程系统的效率和安全性能。 电力系统自动化系统一般是指电工二次系统，即电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。 1 电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平，在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了变电站建设的总造价，这已经成为不争的事实。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线，因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系，并实现信息共享。此外，无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步，正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题，并由此在电力流程工业领域及资产管理领域，开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技，但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性，还有成本，都因无线技术网络的不同而不同。因此，很多用户都倾向于“依据具体的应用场合，来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi()、WIMAX()、ZigBee()、自组织网络等，其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快，这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 4 信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点，大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先，目前电力调度自动化的各种系统，如SCADA、AGC以及EMS等已建成，省电力调度机构全部建立了SCADA系统，电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说，早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力，从国产121机到176机，再到176双机，华北电力调度局全用过，到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 5 安全技术 电力是社会的命脉之一，当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的，因此电力系统最重要的是运行的安全性，但这个问题在全世界均未得到很好解决，电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重，我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求，电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施，我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 6 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一，在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言，在未来30年，变频器，尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显，变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内，以ABB为首的电力自动化技术领导厂商，ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来，公司多次参与国家重点电力建设项目，凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品，包括：PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 7 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备，随着科学技术的不断发展，搜企网，单片机技术的日趋完善，电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求，直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备，直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用，同时提供给高压开关及断路器的操作电源，因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行，直流电源屏的发展已经经历了很长的时间，从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等，至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术，将工频交流经过多级变换，最后形成稳定的直流输出，直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC，它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理，最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 8 结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛，几乎渗透到国民经济各个部门，随着我国科技技术的发展，电气自动化技术也随之提高。 【参考文献】 [1]汪秀丽.中国电力系统自动化综述[J].水利电力科技，2005(02). [2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷，2008(02). [3]夏永平，唐建春.浅议电力系统自动化[J].硅谷，2010(06). 电力系统自动化技术论文篇二 电力系统自动化技术分析 摘 要：现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高，相应地，电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展，文章对此进行了详细的阐述。 关键词：电力系统;自动化;自动化技术 引言 近几年来，随着计算机和通信技术的不断发展，电力系统已经发展成为融计算机、通信、控制和电力电子装备为一体的系统。电力系统自动化处理的信息量越来越大，观测范围也越来越广，闭环控制的的对象也越来越丰富。为确保电力系统安全、平稳、健康的运行，对电力系统的各个元件、局部、全系统，采用具有自动检测、决策和控制功能的装置，通过信号和数据传输的系统，就地或远距离进行自动监视、调节和控制等，从而达到合格的电能质量。 1 电力系统自动化与智能控制系统 电力系统自动化 电力系统自动化主要是指通过具有自动控制功能和自动检测功能的设备对电能传输和生产的全过程进行自动化管理和自动化调度。使用自动化技术能够实现对电力系统远程和就地的自动控制、调节和监视，为电力系统稳定、安全、正常的运行提供保障，最大限度的满足电能质量的实际需求。实现电力系统化自动化对提高电力系统运转水平有着极为重要的现实意义，其自动化主要包括变电站自动化、配电网自动化和以及调度电网自动化等方面。实现电力系统自动化能够为电力系统稳定、安全的运行提供保障，提高电力系统供电质量，实现电力企业的经济效益和管理效率。 智能技术与电力系统自动化的结合 智能技术的发展为电力系统自动化的发展提供了更高的平台。在电力系统自动化中应用智能技术不仅能够发展和完善电力自动化技术，而且通过智能系统的有效应用，可以有效协调电力系统的不稳定性。考虑到当前电力系统的发展还不是很成熟，因此为了尽可能的满足公众对廉价和便利的电力网络需求，将智能技术应用到电力系统当中十分必要。但当前我国电力系统自动化水平还不是很高，各方面发展不太成熟，都不同程度的存在一些问题和不完善的地方。 2 电力系统中的自动化技术 变电站自动化 目前，我国变电站自动化的发展已经取得一定成效，使得变电站运行成本得到了很大程度的降低，增强了电网调度和输配电的可能性。在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。由于变电自动化具有运行状态稳定、自动化程度高等方面的特点，在各级变电站中得到了广泛运用。利用自动化技术，能够将电话人工操作和人工监视取代，从而使得安全运行水平和工作效率大大提高。 电网调度自动化 电网调度自动化主要包括核心计算机控制系统以及用于实时分析、计算的软件系统。电网调度自动化技术能够在进行电力生产时，利用对电网系统安全性和运行状态的分析和监控，对电力市场进行自动调度，满足电力市场实际运营需求。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。在发电厂和变电站进行信息收集的部分为远动端，调度端则主要用于对远动端收集来的信息进行调度。 变电综合自动化 变电综合自动化通过对现代电子技术、信息处理技术以及计算机技术的运用，对变电站设备、仪器进行优化设计和功能组合，实现对变电站主要线路和相关设备的测量、自动控制以及监视等全面管理。追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如，励磁控制、潮流控制。该技术具有维护调试和操作简便等方面的特点，使得变电站保护性能大幅增强，从根本上实现了变电站远程监控管理手段。 配电网自动化 配电网自动化技术通过将配电线路和配电变电站结合，共同合成配电网，具有分散、点多、面广等方面的特点。该技术能够对配电网运行状态进行实时监控，从而对配电网运行模式进行改进和优化，当配电网发生故障，出现运行异常现象时，配电网自动化技术能够将故障及时找出，并予以有效的处理措施。 3 电力系统中的智能技术 模糊控制 模糊控制主要采用的是一种模糊的宏观控制系统，它具有易操作性、非线性、随机性、简单化和不确定性等特点，这些特点使得监理模糊关系模型变得十分简单容易，并且具有非常大的优越性。模糊控制方法的优越性在任何地方都体现出来，包括家用电器中，他使得控制操作变得非常容易掌握并且十分的简单。这种模糊理论的智能技术在电力系统自动化的控制中具有非常实用的价值，因为他能够模拟人的决策过程和模糊推理过程。 线性最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分，也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多，最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题，取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用，发挥着重要的作用。 专家系统控制 专家系统在电力系统中的应用范围很广，包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识，提供紧急处理，系统恢复控制，非常慢的状态转换分析，切负荷，系统规划，电压无功控制，故障点的隔离，配电系统自动化，调度员培训，电力系统的短期负荷预报，静态与动态安全分析，以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用。但仍存在一定的局限性。 神经网络控制 神经网络控制是通过人工神经网络发展而成的，它主要应用在学习方面以及模型结构方面，并且已经得到了广泛的传播和成果。神经网络控制的非线性是目前最受人们关注的，此外它的鲁棒能力、处理能力以及自主学习能力也同样受到人们的关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的神经网络。根据具体问题的不同，已经有多种神经网络结构及其训练算法在电力系统中得到了应用，主要的神经网络理论研究有神经网络的硬件实现问题研究和神经网络学习算法研究等。 4 智能技术与自动化的发展趋势 目前， 自动化正由单个单元逐步发展为部分区域乃至整个系统，有单一功能逐步发展为一体化、多功能。在控制策略问题上日益向着适应化、最优化、区域化和智能化方向发展。随着我国科技水平不断进步，智能化技术已广泛运用于各个领域，对电力系统而言，其意义尤为重要。虽然在电力电力系统中，智能技术已得到了广泛运用，当就目前的发展趋势来看，以计算机软硬件为基础的智能技术在电力系统中还将得到更为全面的应用。此外，智能技术与自动化技术将会得到更加紧密的结合，在电网系统中得到为好的运用。 5 结束语 随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展，电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域，而信息技术的发展，不仅会推动电力系统监测的发展，也会推动电力系统控制向更高水平发展。 参考文献 [1]夏书军，程志武，周晓东.自动化技术在电力系统配电网中的应用[J].中国新技术新产品，2010(2)：78-79. 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1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接，带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到，两端连接的是工频或变频的，主要起接通或断开与。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。图2 变频恒压供水系统的总体框图 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。的转速为：其中： n0为同步转速；n为转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。图4 系统主电路图 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的输入口相连接，当按下sb0时，为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。和的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。图5 plc外围接线图5 程序设计 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”， 为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时为“1”，为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.