變壓器工作原理范文
時(shí)間：2023-04-02 13:34:16
導(dǎo)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(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
關(guān)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(huì)在后續(xù)工序中，造成管道和設(shè)備的腐蝕，同時(shí)也會(huì)造成催化劑“中毒”反應(yīng)，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(guān)鍵電氣設(shè)備為電脫鹽變壓器。它的任務(wù)是在電脫鹽罐內(nèi)極板間建立起一個(gè)強(qiáng)電場，不論電源處于正半周還是負(fù)半周，均在二層水平極板之間形成垂直強(qiáng)電場，在垂直極板之間形成倍壓強(qiáng)電場，同時(shí)極板與水層之間形成交流垂直弱電場。當(dāng)注入水和破乳劑后的原油從極板間通過時(shí)，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(gè)過程要經(jīng)過重力沉降、加熱沉降、化學(xué)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(xué)試劑進(jìn)行化學(xué)破乳，但在其中起最重要的作用就是利用高壓電場進(jìn)行電脫鹽，這里重點(diǎn)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(gè)脫鹽罐，6臺(tái)電脫鹽變壓器。為二級(jí)脫鹽，東面V-101A為一級(jí)脫鹽罐，西面V-101B為二級(jí)脫鹽罐。每個(gè)脫鹽罐有3臺(tái)電脫鹽變壓器，由配電室1個(gè)盤柜控制，現(xiàn)場只有1個(gè)操作柱，一副起停按鈕。
其中每個(gè)電脫鹽脫水罐分3隔，每隔罐內(nèi)有4層極板。最上層為接地極，下3層為交流高壓極。結(jié)構(gòu)如圖1所示：
根據(jù)電場力公式，電場強(qiáng)度越高，對水滴間的聚積力越大，但電場強(qiáng)度過高，會(huì)發(fā)生電分散現(xiàn)象，將水滴分散為更小的微小水滴，不利于水滴的聚結(jié)，同時(shí)電場強(qiáng)度過高，電耗也隨之增加。
為了達(dá)到設(shè)備的高效運(yùn)行且降低能耗，宜采用不同梯度的電場強(qiáng)度，利用弱電場脫除大量的大水滴，用強(qiáng)電場脫除細(xì)小水滴，工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐證明，采用不同梯度電場強(qiáng)度進(jìn)行脫鹽脫水時(shí)，能得較好的脫鹽效果。因此三臺(tái)變壓器被設(shè)計(jì)四層電場結(jié)構(gòu)，形成弱電場、強(qiáng)電場和高強(qiáng)電場三種不同電場強(qiáng)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(jié)構(gòu)，沒有儲(chǔ)油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時(shí)油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時(shí)低壓側(cè)油位計(jì)指示器應(yīng)該看到綠色浮標(biāo)，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。
接線端子與外部導(dǎo)線的連接，均在接線盒內(nèi)進(jìn)行。高壓接線盒為充油型，低壓接線盒為增安型。二次接地點(diǎn)設(shè)在一次側(cè)接線盒內(nèi)。電脫鹽變壓器允許在短路狀態(tài)下長期連續(xù)運(yùn)行。
變壓器的動(dòng)作電流按照極板間短路電流的80%（263A）整定，時(shí)間繼電器整定值為5S。低液位開關(guān)裝于罐上，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)低液位時(shí)分?jǐn)嘀鹘佑|器。電極組裝后，應(yīng)做短路試驗(yàn)以觀察電流、電壓值，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)短路可報(bào)警。
3 鹽變壓器的缺陷及維護(hù)心得
該電脫鹽變壓器一次電纜直接進(jìn)入變壓器接線盒內(nèi)，與瓷瓶上接線柱連接。根據(jù)多年對電脫鹽變壓器的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，由于冬夏或者日常氣溫變化會(huì)造成電纜與瓷瓶上接線柱連接受力，導(dǎo)致瓷瓶底部滲油。如果滲油嚴(yán)重的話必須停運(yùn)，對生產(chǎn)帶來不利影響。老廠電脫鹽故障處理90%以上都是因?yàn)檫@個(gè)原因造成的。我們在接線盒內(nèi)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(gè)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(dāng)發(fā)生過流和低液位的時(shí)候都會(huì)報(bào)警，但是在配電室不能區(qū)分。建議利用KT延時(shí)閉合常開接點(diǎn)與一個(gè)黃色燈來顯示過流故障，利用KA常開接點(diǎn)與一個(gè)白燈來顯示低液位故障。
電脫鹽變壓器主體為充油型結(jié)構(gòu)，沒有儲(chǔ)油柜，但是油面以上到箱蓋應(yīng)油足夠空間，以保證在允許最高油溫時(shí)油不致溢出。繞組，電抗器、高壓極均浸在絕緣油中。正常時(shí)低壓側(cè)油位計(jì)指示器應(yīng)該看到綠色浮標(biāo)，高壓極油位指示器內(nèi)的油位應(yīng)該在1/2～2/3為宜。除按照普通降壓變壓器的維護(hù)巡檢項(xiàng)目巡檢外，還應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)力度才能保障其平穩(wěn)運(yùn)行。
4 結(jié)論
經(jīng)過對我廠電脫鹽變壓器多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對其維護(hù)要點(diǎn)和故障多發(fā)點(diǎn)已經(jīng)有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，對其運(yùn)行特點(diǎn)有較好的掌握，如何使其能夠長周期的運(yùn)行已也是我們需要深入探討和研究的問題。
篇2
關(guān)鍵詞：變頻液壓站、工作原理、變頻調(diào)速
中圖分類號(hào)： TG315.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
隨著工業(yè)化的程度越來越高，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的突飛猛進(jìn)，變頻調(diào)速是集電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)于一體的產(chǎn)物。在變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價(jià)格不斷降低，特別是變頻調(diào)試節(jié)電顯著，而且易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化，深受工業(yè)用戶的喜愛。下面來有筆者對變頻液壓站的工作原理進(jìn)行解析。
二、變頻液壓站的工作原理
根據(jù)電動(dòng)機(jī)學(xué)的工作原理，我們可以由其公式中看出：磁極對數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s不變的情況下,電源頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n成正比,即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n增加，電源頻率也會(huì)隨著增加；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)的供電頻率,從而實(shí)現(xiàn)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速即為這種通過改變電源頻率實(shí)現(xiàn)的交流電機(jī)速度調(diào)節(jié)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(shù)值上成正比。通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電源的頻率f來變相的調(diào)節(jié)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(hù)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(diào)頻調(diào)壓電源給交流電動(dòng)機(jī)；在變頻器中，控制回路是根據(jù)預(yù)先設(shè)定或由閉環(huán)反饋信號(hào)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(guī)律調(diào)節(jié)以及輸出,主要包括：驅(qū)動(dòng)回路、冷卻控制回路、輸入/設(shè)定參數(shù)回、運(yùn)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(hù)回路則為變頻器的各個(gè)部分及電動(dòng)機(jī)提供完善的保護(hù), 如過流、過載過電壓等故障的保護(hù),將保護(hù)回路應(yīng)用在變頻器及電動(dòng)機(jī)上可以使其工作具有很高可靠性。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)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(huán)恒壓比的控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。
交流電動(dòng)機(jī)在變頻液壓站中也是個(gè)重要的元件,雖然普通的交流電動(dòng)機(jī)也能實(shí)現(xiàn)變頻控制,但因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)較大,慣性大,其節(jié)能效果不是特別明顯,控制精度較差,所以有很多的研究機(jī)構(gòu)和廠家在減小交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性、增強(qiáng)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(yè)株式會(huì)社的專利產(chǎn)品IPM電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中心鑲?cè)肓怂臈l稀土類磁石；磁石在定子產(chǎn)生的磁場里會(huì)產(chǎn)生磁石扭矩；由于電磁鋼板接近磁石時(shí),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(cè), ,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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；IPM電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等規(guī)格普通電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩大大增加,其效率達(dá)82%以上,低速能平穩(wěn)地控制在350r/min,最高轉(zhuǎn)速能達(dá)4500r/min,響應(yīng)時(shí)間達(dá)0.1s。變頻液壓站大多選用的液壓泵是定量齒輪泵,因?yàn)槎魁X輪泵的結(jié)構(gòu)簡單,低速自吸能力強(qiáng)；溢流閥在系統(tǒng)中的作用是安全閥,冷卻器、過濾器、空氣過濾器、液位計(jì)等元件的作用跟普通的液壓系統(tǒng)是一樣的。
三、變頻液壓站的優(yōu)缺點(diǎn)
1、優(yōu)點(diǎn)
變頻液壓站相對于傳統(tǒng)的容積控制是一種具有全局型的新型節(jié)能傳動(dòng)方式,具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):
（1）實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)能的能量回收。
（2）節(jié)能效果明顯,比傳統(tǒng)的容積控制液壓系統(tǒng)節(jié)能10%~60%。
（3）可以省去帶有復(fù)雜變量機(jī)構(gòu)的變量泵,而采用定量泵+變頻器+交流電動(dòng)機(jī)的形式。
（4）調(diào)速范圍更廣。
（5）控制特性更高，因?yàn)槠鋬?nèi)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(shè)置,大大降低了噪聲的影響。
2、缺點(diǎn)
（1）相對于大功率的交流電動(dòng)機(jī)來說,變頻液壓站的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,以及變頻器的能力的限制,使得其響應(yīng)速度變慢,控制精度降低；
（2）低速穩(wěn)定性差。由于液壓泵的轉(zhuǎn)速過低,自吸能力下降,低頻時(shí)會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩,致使電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng),導(dǎo)致低頻力矩不足。
四、變頻液壓站的應(yīng)用
變頻液壓站因?yàn)樗{(diào)速性能良好、節(jié)能效果明顯等因素的影響,所以在液壓電梯、注塑機(jī)、液壓振動(dòng)篩、飛機(jī)、液壓抓斗、機(jī)床、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制磚廠等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國電機(jī)的總裝機(jī)容量已達(dá)4億千瓦,年耗電量達(dá)6000億千瓦每時(shí),約占工業(yè)耗電量的80%。我們相信隨著我國廣大企業(yè)節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)和變頻液壓技術(shù)的發(fā)展,變頻液壓站的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。
五、交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的研究方向
從上世紀(jì)70年代以來，在電力電子技術(shù)和控制理論的高速發(fā)展規(guī)模下,變頻調(diào)速技術(shù)獲得了跨越式的進(jìn)展。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的優(yōu)勢豬油有一下幾個(gè)性能：效率較高、調(diào)速性能優(yōu)越、啟制動(dòng)性能、高功率因數(shù)、高節(jié)能效果。巨大的優(yōu)勢也使得交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，被國內(nèi)外稱之為最有發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)速方式。目前，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)已成為了節(jié)能、改善環(huán)境、改善工藝流程的提高產(chǎn)品質(zhì)量推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。
交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速主要有如下一些優(yōu)點(diǎn):
（1）實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),進(jìn)而減輕機(jī)械的沖擊力,達(dá)到保護(hù)機(jī)械設(shè)備的目的。
（2）節(jié)電效果突出。
（3）調(diào)速范圍較為廣泛,可以實(shí)現(xiàn)普通異步電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速。
（4）啟動(dòng)需求電流較小,另一表現(xiàn)就是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。
（5）調(diào)節(jié)電壓大小和頻率快慢可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或者恒功率調(diào)速。
（6）對電動(dòng)機(jī)具有保護(hù)功能,降低電機(jī)的維修費(fèi)用。
直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)相比，而交流電動(dòng)機(jī)的體積更小,重量輕，價(jià)格上相對較低,運(yùn)行性能也較直流電動(dòng)機(jī)優(yōu)良,維護(hù)量小,因此交流電動(dòng)機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用也比直流電動(dòng)機(jī)廣泛。所以，在選擇變頻調(diào)速時(shí)，對交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速具有更大的實(shí)用性。液壓動(dòng)力傳動(dòng)在工業(yè)生產(chǎn)上也有很大的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)有：調(diào)速方便、傳動(dòng)平穩(wěn)、功率體積比大，但是液壓動(dòng)力傳動(dòng)的缺點(diǎn)卻是至關(guān)重要的，因?yàn)槠淠芰坷寐什桓?以至于較低了整機(jī)系統(tǒng)的工作效率。因此，節(jié)能一直是提升液壓動(dòng)力傳動(dòng)工作效率的主要困擾之一。但交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使得這一問題得到解決。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)可以改變供電電源的頻率從而實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度調(diào)節(jié),使電機(jī)始始終處在高效率的工作狀態(tài)。將交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)用于液壓系統(tǒng),如簡化液壓回路,減少液壓系統(tǒng)的能量損失,降低噪聲等液壓系統(tǒng)的一些缺點(diǎn),交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)與液壓系統(tǒng)的結(jié)合還有一個(gè)更重要的作用，那就是減少液壓系統(tǒng)的能量損失,提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
六、結(jié)語
綜上所述，在進(jìn)入21世紀(jì)以來，交流變頻液壓調(diào)速技術(shù)在工業(yè)中各行各業(yè)中正逐步展開應(yīng)用。本文從交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的研究方向介紹了變頻液壓站工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用。現(xiàn)如今，社會(huì)潛力巨大，變頻液壓技術(shù)現(xiàn)逐步向主控一體化、變頻控制的高性能化、變頻器的環(huán)保化、變頻器與電機(jī)的整體化、變頻控制系統(tǒng)的全數(shù)字化、高復(fù)合液壓的高功率控制的方向發(fā)展，相信在不久的將來，變頻液壓技術(shù)一定會(huì)給人類帶來更多意想不到的驚喜。
參考文獻(xiàn)：
趙秀娟 李建平：《淺議液壓傳動(dòng)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用》，《科技與生活》,2011年
篇3
這道題目本身并不難，但大部分學(xué)生都選擇了答案9.0V。為什么會(huì)發(fā)生這種情況呢？是不是我們老師在變壓器教學(xué)中出現(xiàn)了問題。
變壓器是交流電路中常見的一種電器設(shè)備，也是遠(yuǎn)距離輸送交流電不可缺少的裝置．學(xué)習(xí)變壓器可以使學(xué)生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的廣泛應(yīng)用，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)習(xí)物理的能力和興趣，學(xué)習(xí)變壓器能夠從能的轉(zhuǎn)化和傳遞的角度進(jìn)一步強(qiáng)化對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，并為學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離輸電奠定基礎(chǔ)．但大部分老師在進(jìn)行變壓器教學(xué)時(shí)，只注重變壓器的結(jié)論： ，在告知了學(xué)生結(jié)論后，進(jìn)行大量的練習(xí)。這樣的教學(xué)，也許能應(yīng)付大部分的題目，但就知識(shí)點(diǎn)的掌握而言，絕大部分學(xué)生是知其然而不知其所以然，只會(huì)單一的套公式，我想這就是導(dǎo)致學(xué)生選擇答案B的原因。
那么有了這個(gè)前車之鑒，我們在進(jìn)行變壓器教學(xué)時(shí)應(yīng)該如何進(jìn)行，才能讓學(xué)生真正掌握變壓器的知識(shí)，從而避免再發(fā)生此類錯(cuò)誤。我認(rèn)為物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，變壓器教學(xué)特別應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出變壓器的一些結(jié)論。以下是我對變壓器教學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的一些設(shè)想。
探究一：變壓器的構(gòu)造
問題：出示可拆變壓器，仔細(xì)觀察，變壓器主要由哪幾部分構(gòu)成？
變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成一個(gè)線圈跟電源連接，叫原線圈（或 初級(jí)線圈），另一個(gè)線圈跟負(fù)載連接，叫 副線圈（或次級(jí)線圈）.兩個(gè)線圈都是絕緣導(dǎo)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(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)：
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(yīng)方面入手說明小燈泡為什么會(huì)亮？
演示1：恒定直流電源、閉合鐵芯（實(shí)驗(yàn)結(jié)果小燈泡不亮，目的是讓學(xué)生親自體驗(yàn)變壓器工作需要用交流電源，進(jìn)一步完善和強(qiáng)化對變壓器工作原理的認(rèn)識(shí)）
演示2：交流電源、閉合鐵芯（實(shí)驗(yàn)結(jié)果小燈泡亮，目的是讓學(xué)生親自驗(yàn)證變壓器的工作原理）
問題：原線圈接直流電時(shí)，副線圈燈泡不亮，原線圈接交流電時(shí)副線圈燈泡亮，這是為什么？
子問題1：鐵芯在傳導(dǎo)電流嗎？
沒有。原副線圈都是用絕緣導(dǎo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果不帶電，目的是讓學(xué)生親自驗(yàn)證變壓器的工作原理）
演示4：提起鐵芯的橫條；（實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難，目的是讓學(xué)生親自驗(yàn)證變壓器的工作原理）
上述現(xiàn)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(lián)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(gòu)成閉合磁路，鐵芯內(nèi)部有磁場。
有了閉合鐵芯，絕大部分磁通量集中在鐵芯內(nèi)部，貫穿副線圈，大大增強(qiáng)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(shí)，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(fā)生周期性變化，副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢，盡管兩個(gè)線圈之間沒有導(dǎo)線相連，副線圈也能輸出電流。這就是我們說的互感現(xiàn)象
子問題3：變壓器工作時(shí)怎樣實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的呢
變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)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(guān)呢？有什么定量的關(guān)系呢？
探究三、變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系
猜想：原副線圈的電壓與什么因素有關(guān)？
由法拉第電磁感應(yīng)定律公式可能想到與線圈匝數(shù)有關(guān)。
1．保持原線圈的匝數(shù)及其兩端電壓不變,改變副線圈的匝數(shù),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(shù)不變,改變原線圈的匝數(shù)，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(shù)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．?dāng)?shù)據(jù)記錄處理
實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)記錄
控制變量法
① 保持原線圈匝數(shù)和其兩端電壓不變，改變副線圈匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)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(shù)不變，改變原線圈匝數(shù)，研究原線圈匝數(shù)對副線圈兩端電壓的影響
1 2 3
n1
U2
③ 保持原線圈匝數(shù)和副線圈匝數(shù)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(shù)據(jù)、歸納結(jié)論：:電壓與匝數(shù)的關(guān)系
1．原線圈電壓和匝數(shù)不變時(shí)，副線圈匝數(shù)越多，U2 越大；原線圈電壓和副線圈匝數(shù)不變時(shí)，原線圈匝數(shù)越少，副線圈電壓越高；原、副線圈匝數(shù)不變時(shí)，原線圈電壓越高，副線圈電壓也越高。
2．在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原副線圈電壓比跟原副線圈的匝數(shù)比成正比。
問題：為什么實(shí)驗(yàn)會(huì)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(nèi)（磁損）；
實(shí)際上電流通過變壓器線圈時(shí),因?yàn)榫€圈存在電阻，線圈會(huì)發(fā)熱（銅損）；
鐵芯在交變磁場作用下因?yàn)楫a(chǎn)生渦流也會(huì)發(fā)熱（磁損）；
所以變壓器工作時(shí)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(shù)的關(guān)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(yīng)過程中，電能和磁能的相互轉(zhuǎn)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(xué)研究的一種常用方法.
篇4
關(guān)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(wěn)定成為電力企業(yè)面臨的重要任務(wù)。為保證這一任務(wù)順利完成，電力企業(yè)開始采用真空濾油工藝對變壓器進(jìn)行檢修，以便提高變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性，增加其使用壽命。
一、變壓器油的作用
在變壓器的運(yùn)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(dǎo)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(yùn)行過程中不至于過熱，還能夠保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。最后，在操作變壓器的過程中可能產(chǎn)生電弧，這些電弧會(huì)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(dǎo)致的故障。總之，變壓器油對于保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)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(fā)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(jìn)行變壓器檢修工作的基礎(chǔ)。
二、真空濾油工藝的工作原理
（一）工作系統(tǒng)
在對變壓器油進(jìn)行清潔處理的工藝中，真空濾油技術(shù)是目前比較流行的工藝。進(jìn)行真空濾油的目的是為了清除變壓器油在中產(chǎn)生的雜質(zhì)和水分，從而保障變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。真空濾油的主要流程就是首先把需要進(jìn)行處理的變壓器油置于真空環(huán)境中進(jìn)行加熱，政法水分，從而達(dá)到油氣分離的目的。
（二）工作原理
真空濾油機(jī)的工作原理就是是根據(jù)油在高真空情況下加熱，可以使其內(nèi)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(jìn)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(shí)，變壓器油中的水汽首先被蒸發(fā)，從而排除變壓器油中的水汽。最后把進(jìn)行過脫氣脫水后的油液經(jīng)排油泵送入過濾器，最終達(dá)到變壓器油的脫氣、脫水和濾除雜質(zhì)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(zhǔn)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(gè)渠道，即生產(chǎn)運(yùn)輸過程中的滲入與安裝過程中的滲入，以及在運(yùn)行過程中變壓器油氧化反應(yīng)產(chǎn)生的水分。眾所周知，水具有導(dǎo)電的性質(zhì)，因此變壓器油中的水分會(huì)導(dǎo)致變壓器油導(dǎo)電，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器漏電，并且降低其他絕緣纖維的使用壽命。同時(shí)，變壓器油中的水分增加，還會(huì)使變壓器中的金屬部件生銹氧化，導(dǎo)致故障。機(jī)械雜質(zhì)一般指沙土等顆粒物，其來源于水分類似。雜質(zhì)過多不僅會(huì)影響變壓器油的使用壽命，還會(huì)降低變壓器的絕緣性能。同時(shí)，雜質(zhì)附著于變壓器上，還會(huì)影響變壓器的散熱，導(dǎo)致變壓器過熱而發(fā)生故障。另外，變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)中由于金屬部件的磨損，還會(huì)產(chǎn)生金屬雜質(zhì)。過多的金屬雜質(zhì)會(huì)使變壓器的絕緣性能降低，容易引發(fā)一系列的安全事故。
綜上所述，變壓器油中雜質(zhì)增加，會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的性能與使用壽命。因此，電力企業(yè)在變壓器的安裝運(yùn)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(fā)揮越來越重要的作用。
（二）過濾變壓器油中的雜質(zhì)，保障變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)
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(jìn)行過濾處理，從而達(dá)到純凈變壓器油，保障變壓器正常運(yùn)行的目的。另外，變壓器油在變壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一些不利于變壓器運(yùn)行的雜質(zhì)或氣體，真空濾油丟與這些氣體或雜質(zhì)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(jìn)行處理時(shí)，必須注意幾點(diǎn)：首先，對于真空濾油設(shè)備必須經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。其次，在進(jìn)行真空濾油的過程中，必須隨時(shí)檢查設(shè)備的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)停機(jī)處理。對變壓器油的取樣和處理時(shí)間必須進(jìn)行合理的安排，最好是24消失進(jìn)行一次，從而保障變壓器油的純凈與變壓器的正常運(yùn)行。
四、總結(jié)
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(wěn)定的運(yùn)行具有重要的作用。在變壓器的實(shí)際運(yùn)行中，一旦水分等雜志進(jìn)入變壓器油，就會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的性能與使用壽命。因此，在實(shí)際的變壓器檢修工作中，對變壓器油進(jìn)行真空過濾具有十分重要的作用。對于電力企業(yè)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(zhì)量，保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
篇5
在現(xiàn)代化工生產(chǎn)企業(yè)中，大多數(shù)都使用電弧爐這種變壓器來供電。因?yàn)榇朔N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(diào)度電壓，使其可以大幅度的供電，促使化工生產(chǎn)持續(xù)的、高效的進(jìn)行。盡管電弧爐具備多種優(yōu)點(diǎn)，但是其變壓器將高伏特電壓直接調(diào)變降壓，存在很大的危險(xiǎn)性，所以需要電子式電流互感器來形成差動(dòng)保護(hù)，促使變壓器安全運(yùn)行。但是，電子書電流互感器有效應(yīng)用，形成差動(dòng)保護(hù)，就需要對電子式電流互感器的工作原理和差動(dòng)保護(hù)原理予以了解，科學(xué)、合理的規(guī)劃電子式電流互感器的實(shí)施方案，如此才能夠使電子式電流互感器在機(jī)器故障時(shí)對變壓器予以差動(dòng)保護(hù)。
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(yīng)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(dǎo)線環(huán)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(dǎo)線環(huán)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(dǎo)體上的電流，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律，即：
E=BLV
基于以上定律，可以計(jì)算出羅氏線圈中導(dǎo)體的電動(dòng)勢，進(jìn)而合理調(diào)節(jié)線圈，使其可以有效應(yīng)用。總之，羅氏線圈原理的運(yùn)用，使得電子式電流互感器線圈設(shè)置簡單、合理、有效，為使其可以有效應(yīng)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(gè)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(lián)形成一個(gè)簡單電路，那么這個(gè)電路中就會(huì)產(chǎn)生一次電流和二次電流，兩者呈正比關(guān)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(jì)算公式，即：
P=UI
計(jì)算出低功率小鐵心線圈式的電流互感器的電功率，再依據(jù)電子式電流互感器設(shè)置要求，合理的調(diào)整小鐵心線圈，如此可以提高電子式電流互感器的電流調(diào)節(jié)作用。
1.3 電阻分壓原理
電阻分壓原理是在并聯(lián)的兩個(gè)電阻之間，利用一根導(dǎo)線來連接，使兩個(gè)電阻可以分壓。利用電阻分壓原理來設(shè)置電子式電流互感器，則是將均壓電級(jí)與低壓電阻串聯(lián)，將高壓電電阻與低壓電阻并聯(lián)，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(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎蔚碗妷海@利于提升電子式電流互感器對變壓器予以差動(dòng)保護(hù)。
1.4 阻容分壓原理
阻容分壓原理的應(yīng)用是在一個(gè)線路外面套上一個(gè)圓柱狀的電容圓環(huán)，進(jìn)而形成電容分壓。在設(shè)置電子式電流互感器時(shí)，對于阻容分壓原理的運(yùn)用，則是按照電阻分壓的方式制成圓柱狀的電容圓環(huán)，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(huì)降低，利于保護(hù)變壓器。當(dāng)然，在利用此原理來設(shè)置電路的回路時(shí)需要注意測量和調(diào)整電路，避免電路短路，導(dǎo)致電子式電流互感器無法有效應(yīng)用。
1.5 串聯(lián)感應(yīng)分壓器原理
串聯(lián)感應(yīng)分壓器原理是將多種不同級(jí)的電抗器串聯(lián)在電路中。利用此原理，將抗電器串聯(lián)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(hào)，技術(shù)人員可以依據(jù)電壓信號(hào)來合理設(shè)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(hù)變壓器有很大幫助。
2 差動(dòng)保護(hù)原理分析
2.1 差動(dòng)保護(hù)整合算式
對于電子式電流互感器差動(dòng)保護(hù)的整合計(jì)算，首先是對電子式電流互感器差動(dòng)保護(hù)運(yùn)行的電流定值進(jìn)行計(jì)算，這可以明確電子式電流互感器差動(dòng)保護(hù)形成的電流條件。公式內(nèi)容為：
I=Kel（ker+U+m）Ie
注：Kerl表示為差動(dòng)保護(hù)的可靠系數(shù)；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(jì)算出電子式電流互感器的額定電壓。以此為依據(jù)，對電路中的電子式電流互感器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以使其形成差動(dòng)保護(hù)，使電壓器得到保護(hù)。
2.2 差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性
電子式電流互感器差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作將會(huì)表現(xiàn)出多種特性，其中包括差動(dòng)保護(hù)硬壓板的投入、差動(dòng)保護(hù)軟壓板的投入、差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)元件動(dòng)作、CT異常檢測等。
2.3 運(yùn)行差動(dòng)保護(hù)方案
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛的社會(huì)背景下，電子式電流互感器應(yīng)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(chǎn)生差動(dòng)保護(hù)的有效保護(hù)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)設(shè)置運(yùn)動(dòng)差動(dòng)保護(hù)方案。具體的做法就是從線圈設(shè)置著手，即依據(jù)羅氏線圈原理，并結(jié)合電弧爐的變壓器安全性，合理設(shè)置線圈，再結(jié)合電阻分壓原理，科學(xué)規(guī)劃電阻的連接，使線圈可以有效的調(diào)節(jié)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(dòng)保護(hù)，對變壓器予以保護(hù)。另外，因?yàn)殡娀t變壓器的高壓側(cè)與中壓側(cè)采用了常規(guī)電流互感器，為了使電子式電流互感器與常規(guī)電流互感器協(xié)調(diào)應(yīng)用，還應(yīng)當(dāng)在變壓器主體上安裝數(shù)據(jù)采集裝置，通過此裝置來采集電抗器所輸出的高壓信號(hào)，進(jìn)而對電子式電流互感器的線圈數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其滿足變壓器保護(hù)要求，在機(jī)器故障時(shí)可以給予變壓器差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)不影響常規(guī)電流互感器的應(yīng)用。
3 結(jié)束語
在我國科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下，電子式電流互感器應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在工業(yè)化生產(chǎn)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(yùn)行的過程中給予保護(hù)，一旦有機(jī)器故障，電子式電流互感器會(huì)形成差動(dòng)保護(hù)，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(lián)感應(yīng)分壓器原理的電子式電流互感器具有較高的應(yīng)用價(jià)值，值得推廣和應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]鄒潔.應(yīng)用電子式電流互感器的變壓器差動(dòng)保護(hù)研究[J].電子制作，2014（8）：29-30.
[2]李強(qiáng).基于電子式電流互感器的變壓器差動(dòng)保護(hù)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.
篇6
關(guān)鍵詞 變壓器；測溫；ARM；DS18B20
中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）100-0231-02
0引言
我們檢修人員主要負(fù)責(zé)500kV變電站的檢修和維護(hù)工作，變電站的的核心是就是變壓器，500kV變壓器的維護(hù)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?cái)?shù)據(jù)是我們重點(diǎn)監(jiān)測對象，目前很多500kV油浸式變壓器的故障都是絕緣系統(tǒng)的老化而造成的，而絕緣的老化由溫度變現(xiàn)。變壓器運(yùn)行時(shí)的溫度變化反應(yīng)變壓器運(yùn)行情況。在平時(shí)工作中，我們發(fā)現(xiàn)變壓器的油溫表經(jīng)常出現(xiàn)異常。而且數(shù)據(jù)不精確，嚴(yán)重影響我們對變壓器運(yùn)行指標(biāo)的分析結(jié)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(nèi)的液體溫包壓力進(jìn)行測溫，原理是熱脹冷縮，當(dāng)變壓器油溫增高時(shí)，會(huì)使測溫探頭內(nèi)液體溫包里的液體膨脹，通過與油溫表相連的油管，驅(qū)動(dòng)油溫表指針的變化，進(jìn)而顯示油溫?cái)?shù)據(jù)。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(nèi)有熱敏電阻（Pt100），其阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化，而變送器會(huì)輸出一個(gè)恒流源，流過熱敏電阻后，得到一個(gè)隨著變壓器油溫度變化而變化的電壓值，這個(gè)電壓值經(jīng)過直流采樣，作為顯示變壓器油溫的數(shù)值。
2 數(shù)字式油溫測量裝置
2.1 新型測溫裝置的硬件設(shè)計(jì)
研制遠(yuǎn)程數(shù)字式變壓器油溫測量裝置的主要功能是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬量測溫的油溫表，工作原理數(shù)字測溫技術(shù)對變壓器油溫進(jìn)行測量，并顯示出來，一旦有油溫越界，立刻遠(yuǎn)程報(bào)警，并可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制。
所以我們把數(shù)字油溫測量裝置按照功能分為下面三個(gè)部分：
1）研制測溫探頭
選擇新型測溫芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，并且組裝探頭裝入變壓器油箱進(jìn)行測溫。我們選擇DS18B20作為我們的測溫芯片與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)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(shù)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(shù)據(jù)處理器，與我們設(shè)計(jì)的功能電路板連接在一起，通過處理器與外設(shè)功能模塊完成變壓器的問的采集處理功能。
電子行業(yè)的處理器有很多，單片機(jī)，DSP處理器，ARM處理器，其中單片機(jī)由于采集能力差，運(yùn)算速度慢，都用在較為低端的市場。而DSP處理器專業(yè)高速度、高精度的信號(hào)采集分析，軍事航天用的較為廣泛，但是成本較高，動(dòng)輒成百上千元，且缺貨，經(jīng)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(jié)合性價(jià)比，我們選擇ARM7作為我們處理器芯片。
3）研制裝置遠(yuǎn)動(dòng)模塊
我們通過裝置的遠(yuǎn)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)變壓器油溫?cái)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程控制，本裝置的目標(biāo)是能夠滿足油溫越界后可以遠(yuǎn)程無線通知事先設(shè)定的人員，并且被通知人員可以通過手機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)對測溫裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。我們選擇GSM模塊來完成我們的數(shù)據(jù)傳輸。
2.2 新型測溫裝置的軟件設(shè)計(jì)
研制出硬件裝置后，我們通過軟件編程實(shí)現(xiàn)裝置的運(yùn)行，本裝置軟件部分共包括8個(gè)功能子程序：硬件初始化程序，主循環(huán)程序，定時(shí)器中斷程序，串口數(shù)據(jù)中斷程序，液晶顯示程序，遠(yuǎn)動(dòng)控制程序，油溫?cái)?shù)據(jù)采集處理程序，短信數(shù)據(jù)采集處理程序。通過這八個(gè)功能子程序模塊把測溫探頭，控制器，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的功能集成在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)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(jì)作為基準(zhǔn)值，測試一下新裝置的誤差有多大，得到下面的數(shù)據(jù)表。
通過上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得出，新型遠(yuǎn)程數(shù)字式變壓器油溫測量裝置在溫度的測量準(zhǔn)確性上完全滿足生產(chǎn)實(shí)際需要。本設(shè)計(jì)在測溫精度上完全符合要求。
3 結(jié)論
我們成功的研制出遠(yuǎn)程數(shù)字式變壓器油溫測量裝置。該裝置能遠(yuǎn)程控制，在線監(jiān)控變壓器油溫。使變壓器測溫裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為精簡，穩(wěn)定可靠性更好。
參考文獻(xiàn)
[1]夏路易，石宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel 99SE.北京希望電子出版社，2002.
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關(guān)鍵詞：高壓電 油浸式變壓器 溫度測試 在線測量技術(shù)
中圖分類號(hào)：TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（b）-0000-00
變壓器是電力系統(tǒng)中必不可少的一部分，其功能的正常運(yùn)行與否，直接關(guān)系到工礦企業(yè)的正常生產(chǎn)及人們的正常用電生活，因此，變壓器的穩(wěn)定性與安全性極為重要。油浸式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)非常重要，溫度如果過高會(huì)使得絕緣油紙老化，將會(huì)引發(fā)繞組的匝間短路，從而使變壓器發(fā)生故障。
1油浸式變壓器
為了能使電能的傳輸更加有效，發(fā)電廠在發(fā)電后通常對電流進(jìn)行加壓，進(jìn)行高壓輸電。這是因?yàn)闊o論何種材質(zhì)的電線，其內(nèi)部都存在著一定的電阻，電流在傳輸過程中都會(huì)有一定的消耗。而具有極小電阻的輸電材料，其費(fèi)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(jié)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(xiǎn)性較高，日常生活會(huì)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(jìn)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(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)配至適合工礦企業(yè)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(nèi)外皆可使用，人們?nèi)粘Ｓ陔娋€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(huán)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(huán)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(jié)構(gòu)有油箱、繞組和絕緣結(jié)構(gòu)。油箱內(nèi)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(jìn)行轉(zhuǎn)變和傳輸。變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)是油紙，溫度過高會(huì)加速油紙的老化進(jìn)程，絕緣老化將會(huì)造成繞組發(fā)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(nèi)埋入眾多的傳感器，通過傳感器獲知變壓器的內(nèi)部溫度。這種方法的精確度隨埋入點(diǎn)的數(shù)量增加而越加精準(zhǔn)，但缺點(diǎn)是成本高、維護(hù)技術(shù)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(guān)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(yōu)點(diǎn)是對電磁干擾具有極為強(qiáng)大的抵抗能力，且光線材料可以抵御外部介質(zhì)的腐蝕，具有非常優(yōu)良的絕緣性能；缺點(diǎn)是造價(jià)成本高，工藝難度高，現(xiàn)場維護(hù)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(jīng)一個(gè)電熱元件，產(chǎn)生了附加升溫，再使用電流匹配器進(jìn)行調(diào)節(jié)，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(diǎn)是受外界環(huán)境影響較大，必須在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)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(huì)增加設(shè)備維護(hù)的難度，安全措施難以做好。
2.4間接計(jì)算法
這種方法需要獲知幾種變壓器其繞組的熱點(diǎn)溫度，通過套入公式來間接計(jì)算需要測量的變壓器的溫度。這種計(jì)算方法的模型有三種，分別基于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、熱路和熱阻。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)用性非常強(qiáng)。
3在線測量技術(shù)的優(yōu)越性
上文中提到，直接測量法成本高昂且結(jié)果不精準(zhǔn)，光纖光柵法結(jié)果精準(zhǔn)，但成本高昂，而熱模擬法雖然在日德等許多國家都有應(yīng)用，但理論分析與實(shí)際情況有著巨大差別，導(dǎo)致了測量結(jié)果的較大偏差。僅間接計(jì)算法按照《油浸式變壓器負(fù)載導(dǎo)則》中提到的計(jì)算公式[2]，可以較準(zhǔn)確地計(jì)算出變壓器的熱點(diǎn)溫度。間接計(jì)算法經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡便的優(yōu)越性使其在變壓器測溫方面得到了廣泛應(yīng)用。由于間接計(jì)算法要通過幾種變壓器來間接獲得最終結(jié)果，計(jì)算過程耗費(fèi)時(shí)間較長，對計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力要求極高[3]，待結(jié)果得出后向有關(guān)部門反應(yīng)，有關(guān)部門再派出維護(hù)人員進(jìn)行維修，這使得間接計(jì)算法暴露出一個(gè)非常明顯的缺點(diǎn)――計(jì)算復(fù)雜、反應(yīng)不及時(shí)。
為此，業(yè)界許多研究人員對變壓器的溫度測量方法進(jìn)行了深入的研究，目前已經(jīng)取得了一定的研究成果，制作出一種在線監(jiān)測儀器。這種儀器基于負(fù)載導(dǎo)則，模型依循舊版導(dǎo)則的簡單計(jì)算公式，受到外界影響的可能非常小，結(jié)果的精確度非常高。由于計(jì)算公式涉及到的溫度是穩(wěn)態(tài)溫度，不必考慮不同時(shí)間段溫度的變化會(huì)對最終結(jié)果造成影響。在線監(jiān)測儀器內(nèi)置GPRS模塊，可以與距離較遠(yuǎn)的變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制。
4在線測量系統(tǒng)
4.1在線測量系統(tǒng)的工作原理
在線測量系統(tǒng)包括上位機(jī)、下位機(jī)、傳感器和變壓器本身。電力人員在油浸式變壓器內(nèi)安裝在線監(jiān)測儀器，在線監(jiān)測儀器包括N個(gè)溫度傳感器，傳感器在變壓器溫度上升時(shí)通過下位機(jī)中內(nèi)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(jī)獲得變壓器的溫變信息，可以及時(shí)快速地安排人員前去維護(hù)。
下位機(jī)的主要部件有溫度傳感器與單片機(jī)處理單元。下位機(jī)在變壓器上只需安置五個(gè)檢測點(diǎn)，即可對變壓器的底部、油面、頂部、箱體以及環(huán)境五處溫度進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測。下位機(jī)內(nèi)置微處理器，與傳感器相連，通過液晶屏顯示即時(shí)溫度。五處檢測點(diǎn)，有任何一點(diǎn)的溫度值超過內(nèi)置的溫度標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)引發(fā)微處理器發(fā)生報(bào)警信息。下位機(jī)通過內(nèi)置的GPRS模塊將信息傳輸至變電站內(nèi)的上位機(jī)，上位機(jī)內(nèi)的相關(guān)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(shù)據(jù)結(jié)果，并作出音像報(bào)警和故障分析。
4.2硬件
4.2.1下位機(jī)
下位機(jī)的溫度傳感器通常為產(chǎn)自美國Dallas公司的DS18-B20半導(dǎo)體，微處理器一般為Atmel公司生產(chǎn)的AT89-S52。這種微處理器的串口可以跨越較遠(yuǎn)的距離，與GPRS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)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(hào)傳送至單片機(jī)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(yuǎn)距離無線通信的核心，通過TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)可以暢通到達(dá)終端設(shè)備處。
4.3軟件
4.3.1通信協(xié)議
在線測量系統(tǒng)的通信協(xié)議就是上文所提到的TCP/IP協(xié)議，AT指令集也能支持。
4.3.2上位機(jī)和下位機(jī)軟件
上位機(jī)的軟件可以借助GPRS模塊查詢到來自下位機(jī)的變壓器溫度信息，并顯示溫變數(shù)據(jù)、繪制溫度曲線、打印溫度報(bào)表、做出音像報(bào)警、記錄故障信息、分析故障原因。下位機(jī)的軟件依托于C語言指令，循環(huán)讀取各個(gè)端口的溫度信息，依照內(nèi)置命令完成監(jiān)控、報(bào)警功能。
5結(jié)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(tǒng)做了分析和闡述，點(diǎn)明其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shí)搶修提供參考意見。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊文琛，畢露月.油浸式變壓器繞組溫度的測量方法研究[J].機(jī)電信息，2014（24）
[2]高鵬，楊亞奇，米康民.變壓器繞組熱點(diǎn)溫度在線測量的研究[J].山西電力，2013（02）
篇8
關(guān)鍵詞：變壓器容量測試儀；反竊電；技術(shù)；特性
中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 24-0000-01
近年來，由于科技的飛速發(fā)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(fā)現(xiàn)，使得電力企業(yè)損失嚴(yán)重，所以，我們需要對竊電手段的新形勢、新問題進(jìn)行大力研究，本文對變壓器容量測量儀的反竊電進(jìn)行了簡單的探討，從變壓器容量測量儀的基本原理出發(fā)，進(jìn)而對變壓器容量測量儀的反竊電工作進(jìn)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(fā)的，對反竊電有一定的預(yù)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(jìn)行測量的必要儀器，是維護(hù)用戶和企業(yè)雙方經(jīng)濟(jì)利益不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
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(biāo)準(zhǔn)配電電力變壓器容量，解決了未知容量的變壓器試驗(yàn)的難題，專門幫助供電系統(tǒng)來查詢竊電用戶，該儀器體積小，使用起來方便，準(zhǔn)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(xiàn)在的電力市場中，有許多不法分子為了貪圖一時(shí)利益而去竊電，拿一些小容量、大損耗的變壓器來充當(dāng)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(yè)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(jìn)行測量，對配電變壓器額定容量進(jìn)行判別，解決了未知容量的變壓器試驗(yàn)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(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，其具體優(yōu)點(diǎn)及特性如下：
（1）變壓器容量測量儀功能強(qiáng)大、操作簡單、可以滿足配電現(xiàn)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(jìn)行測量，一次性可以連續(xù)測量一百臺(tái)，方便、快捷、準(zhǔn)確。
（3）該儀器可以自己進(jìn)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(bào)。
（5）該儀器使用方便，可以現(xiàn)場進(jìn)行打印，查看測量效果。
（6）有方便的USB接口，可以隨時(shí)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，利用公司提供的軟件進(jìn)行現(xiàn)場生成報(bào)告，便于統(tǒng)計(jì)、記錄工作的進(jìn)行。
（7）該儀器測試過程無需人工升降，其內(nèi)部微控制器控制，自動(dòng)進(jìn)行升降壓，給工作人員節(jié)省了不少人力，減輕勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，減少誤差。
（8）大屏幕顯示，全漢字人機(jī)對話，觸摸方便、靈敏，適合各個(gè)季節(jié)的使用。
（9）該儀器內(nèi)有保護(hù)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(fā)展，竊電技術(shù)有了質(zhì)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(xiàn)代的高科技竊電技術(shù)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(xiàn)故障，以達(dá)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(yè)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(jìn)了變壓器容量測量儀，對變壓器進(jìn)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(jìn)行測量，其自身帶的電源可以一次性測量100臺(tái)變壓器，可以對變壓器進(jìn)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(zhǔn)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(xiàn)場能保證不受其干擾，沒有實(shí)質(zhì)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(hù)措施，不會(huì)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(huì)對人員造成損傷。由于這些優(yōu)點(diǎn)，使得變壓器容量測量儀的反竊電效果大大增強(qiáng)，為電力企業(yè)降低損失的同時(shí)也維護(hù)了用電市場秩序的穩(wěn)定。
通過使用變壓器容量測量儀對變壓器進(jìn)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(jìn)行準(zhǔn)確的測量，比如更換名牌、拿小容量大耗損的變壓器充當(dāng)大容量、小耗損的變壓器等，嚴(yán)厲打擊竊電行為，較好的對這些進(jìn)行測量，給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便。
四、結(jié)束語
竊電行為一直是供電企業(yè)非常困擾的問題，對電力企業(yè)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(xiàn)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(yè)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(chǎn)的損失。
參考文獻(xiàn)：
[1]葉正杰，陳興，符富強(qiáng).新型智能變壓器阻抗與容量測試儀在供電中的探討[J].電器工程應(yīng)用，2013（02）：30-31.
篇9
【關(guān)鍵詞】大功率電力電子開關(guān)；配電變壓器；無弧有載調(diào)壓；無弧切換
傳統(tǒng)以上，機(jī)械構(gòu)件與電動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合狀態(tài)下的變壓器有載調(diào)壓分接開關(guān)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(yīng)動(dòng)作為主。更關(guān)鍵的是：在變壓器調(diào)壓過程當(dāng)中，受到電弧作用力因素的影響，極有可能致使觸頭出現(xiàn)燒蝕等方面的問題，不但會(huì)致使油體污染方面的問題產(chǎn)生，同時(shí)也在很大程度上制約著變壓器功能的實(shí)現(xiàn)。而在引入大功率電力電子開關(guān)應(yīng)用于有載分接開關(guān)，可滿足調(diào)壓運(yùn)行的無弧化特點(diǎn)，從而達(dá)到提高電力變壓器運(yùn)行質(zhì)量與水平的問題。本文即針對上述問題展開詳細(xì)分析與探討。
1.研究現(xiàn)狀
國內(nèi)外有關(guān)基于電力電子開關(guān)電流特性研究，滿足改善有載調(diào)壓變壓器分接頭切換的研究始于上世紀(jì)70年代中期，但受到制造成本、動(dòng)作實(shí)施可靠性等多個(gè)方面因素的影響，導(dǎo)致該技術(shù)無法在實(shí)際應(yīng)用中加以落實(shí)。但是，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展與完善，電力系統(tǒng)對于相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用更加的完善，從而使得變壓器無弧有載調(diào)壓方案的可行性更加突出。
對比我國，國內(nèi)有關(guān)無弧有載調(diào)壓開關(guān)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(guān)公司所研發(fā)生產(chǎn)的一種基于晶閘管發(fā)揮輔助效果的TADS切換開關(guān)最為突出，在晶閘管的輔助作用之下，聯(lián)合機(jī)械觸頭的運(yùn)行，可滿足分接開關(guān)的綜合性優(yōu)勢。傳統(tǒng)意義上，電弧觸頭所對應(yīng)的功能可以由晶閘管作為開關(guān)元件的方式加以替代。在整個(gè)線路的運(yùn)行過程當(dāng)中，基于晶閘管的開關(guān)元件可在切換過程當(dāng)中達(dá)到開斷電流的目的，與機(jī)械觸頭聯(lián)合形成切換開關(guān)所對應(yīng)的觸頭系統(tǒng)，從而滿足無弧有載調(diào)壓的運(yùn)行功能。
在該基于TADS的切換開關(guān)當(dāng)中，每相與一個(gè)晶閘管部件保持對應(yīng)關(guān)系，機(jī)械觸點(diǎn)等同于常規(guī)電路系統(tǒng)中的主通觸頭。在整個(gè)電路處于靜止運(yùn)行的狀態(tài)臺(tái)下，電流可通過機(jī)械觸點(diǎn)流通。與此同時(shí)，在電流通路進(jìn)行切換動(dòng)作期間，所有機(jī)械觸頭的開斷動(dòng)作均是以不帶電流運(yùn)行作為基本前提的。從這一角度上來說，該電路運(yùn)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(zhì)量問題，從根本上避免了因線路頻繁檢修而導(dǎo)致的損失問題。
但該系統(tǒng)也存在一定的不足之處，主要表現(xiàn)為：建立在晶閘管部件與機(jī)械觸頭的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓功能，盡管在無弧切換動(dòng)作的實(shí)施過程當(dāng)中可滿足“無弧”方面的需求，但仍然屬于基于機(jī)械電子的混合使結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致操作以及控制動(dòng)作相對比較復(fù)雜，難度較大。
2.基于無弧有載調(diào)壓方案分析
基于以上有關(guān)基于大功率電力電子開關(guān)作用力配電變壓器運(yùn)行情況的分析，筆者認(rèn)為：為滿足無弧有載調(diào)壓的相關(guān)要求，可建立在變壓器高壓繞組的基礎(chǔ)之上，根據(jù)不同的連接方式，實(shí)現(xiàn)無弧切換的效果。具體有如下兩種方案：
A方案：該方案實(shí)現(xiàn)無弧切換效果的關(guān)鍵在于，大功率電力電子開關(guān)雙向晶閘管建立在變壓器高壓繞組的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)與常規(guī)分接選擇器的聯(lián)合處理。該方案下所對應(yīng)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(yīng)的抽頭，R表示的是該電路運(yùn)行期間的過渡電阻，可發(fā)揮相對于變壓器高壓繞組側(cè)所傳輸高電流的限流作用，SCR1以及SCR2為無觸點(diǎn)電力電子開關(guān)所對應(yīng)的晶閘管，對應(yīng)為雙向關(guān)系，ST則為分接選擇器，該選擇器支持在線路無負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)下，對分接頭進(jìn)行選擇。
A方案實(shí)現(xiàn)配電變壓器無弧有載調(diào)壓運(yùn)行的主要工作原理為：若變壓器高壓繞組正常運(yùn)行狀態(tài)下，以X1分接頭作為工作載體，則圖1中所對應(yīng)的SCR1晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，在如連接過渡電阻的1-ST-R區(qū)段通路當(dāng)中，檢測無電流。同時(shí)，SCR2晶閘管則處于阻斷狀態(tài)。在以上運(yùn)行條件作用之下，系統(tǒng)電壓產(chǎn)生變動(dòng)，為確保低壓側(cè)所輸出電壓水平的穩(wěn)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(tài)下的運(yùn)行方案為：ST分接選擇器在無負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，自“1”切換至“2”，將SCR1晶閘管切換至關(guān)閉狀態(tài)，形成如圖1中所示的X2-2-ST-R區(qū)段通路。該區(qū)段通路的運(yùn)行觸發(fā)SCR2晶閘管并促使其處于導(dǎo)通狀態(tài)，所形成電流通路為X2-SCR2區(qū)段，滿足一次性分接轉(zhuǎn)換的功能。
B方案：該方案實(shí)現(xiàn)無弧切換效果的關(guān)鍵在于：以基于大功率的固態(tài)繼電器組裝置替代A方案當(dāng)中的ST分接選擇器，作為完成分接任務(wù)的載體。下圖（見圖2）為B方案所對應(yīng)的無弧切換工作原理示意圖。該方案的優(yōu)勢在于：能夠剔除基于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)式調(diào)壓變壓器中所涉及到的運(yùn)動(dòng)部件以及電動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免電路運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)故障的問題。同時(shí)，該電路運(yùn)行下的分接選擇工作以及切換動(dòng)作還可支持軟件控制的方式實(shí)現(xiàn)。
A方案實(shí)現(xiàn)配電變壓器無弧有載調(diào)壓運(yùn)行的主要工作原理為：變壓器高壓繞組正常運(yùn)行狀態(tài)下，以X1分接頭作為工作載體，則圖2中所對應(yīng)的SCR1晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，則圖2中X1-SCR1區(qū)段處于電流通路的運(yùn)行狀態(tài)。同情況下，圖2中SSR1S、SSR2、以及SCR則均處于斷開狀態(tài)。換句話來說，在系統(tǒng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)運(yùn)行的情況下，為了保障變壓器低壓側(cè)供電質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠，在邏輯判斷的條件下，需要將變壓器運(yùn)行工況轉(zhuǎn)變?yōu)閄2分接接頭。此狀態(tài)下的運(yùn)行方案為：固態(tài)繼電器SSR2被觸發(fā)，同步關(guān)斷SSR1，此狀態(tài)下所形成的電流通路表現(xiàn)為X2-SSR2-R區(qū)段。在此基礎(chǔ)之上，觸發(fā)SCR2處于導(dǎo)通狀態(tài)，此狀態(tài)下所形成的電流通路表現(xiàn)為X2-SCR2區(qū)段，滿足一次性分接轉(zhuǎn)換的功能。
3.結(jié)束語
本文在基于對大功率電力電子開關(guān)用語配電變壓器理論要點(diǎn)分析的基礎(chǔ)之上，提出了兩種不同的，可滿足無弧有載調(diào)壓需求的無弧切換工作方案。其中，A方案屬于機(jī)械電子混合調(diào)壓運(yùn)行模式，雖能夠滿足無弧切換的工作需求，但結(jié)構(gòu)設(shè)置上相對比較復(fù)雜，運(yùn)行期間容易出現(xiàn)動(dòng)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(tài)繼電器組參與運(yùn)行，從而能夠剔除基于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)式調(diào)壓變壓器中所涉及到的運(yùn)動(dòng)部件以及電動(dòng)機(jī)構(gòu)，避免電路運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)故障的問題，實(shí)際運(yùn)行中動(dòng)作快速，結(jié)構(gòu)簡單，特別是針對35kV電壓等級(jí)以下的配電變壓器而言，優(yōu)勢突出，可將B方案作為實(shí)現(xiàn)無弧有載調(diào)壓的基礎(chǔ)方案，以上問題望引起各方人員的關(guān)注與重視。
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篇10
關(guān)鍵詞：梅達(dá)焊接 控制器 自動(dòng)化 中頻直流 電阻焊
中圖分類號(hào)：F426.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shí)產(chǎn)生電阻熱，最終實(shí)現(xiàn)焊接效果的一種焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)被廣泛使用。可以說，這項(xiàng)焊接技術(shù)想要發(fā)揮最理想的焊接效果，需要對焊接技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。焊接技術(shù)的創(chuàng)新不光是對于技術(shù)精益求精的要求，也是各個(gè)領(lǐng)域企業(yè)所追求的目標(biāo)，這樣可以促使企業(yè)在市場中擁有競爭的優(yōu)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(jī)形式
在電阻焊接當(dāng)中，若想實(shí)現(xiàn)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(dāng)中，電阻焊接焊機(jī)根據(jù)供電電源的不同，可以分為以下幾種焊機(jī)種類：單相工頻交流焊機(jī)、二級(jí)整流焊機(jī)、逆變式焊接、三相低頻焊機(jī)等。
1.1 單相工頻交流焊機(jī)的性能
單相工頻交流焊機(jī)的工作原理主要是指，電流經(jīng)過變壓器時(shí)進(jìn)行一次繞組，再通過變壓器降壓實(shí)現(xiàn)二次繞組，輸出交流電流。單相工頻交流焊機(jī)對供電電壓的要求是380V的交流電。單相工頻交流焊機(jī)在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中具有廣泛性，其根本原因是對于設(shè)備的要求較低，能夠節(jié)省資金的耗費(fèi)，且對于操作的要求也是比較簡單，方便調(diào)整。但自身也具有很大的缺點(diǎn)，譬如其在焊接回路當(dāng)中所產(chǎn)生的電抗阻力比較大，從而會(huì)導(dǎo)致功率降低，因而在使用單項(xiàng)工頻交流焊機(jī)時(shí)，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(dǎo)致電流較小。因?yàn)閱雾?xiàng)工頻交流焊機(jī)的瞬時(shí)功率大，從而會(huì)導(dǎo)致對電網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)大的攻擊，直接影響電網(wǎng)的品質(zhì)。
1.2 二級(jí)整流焊機(jī)
二級(jí)整流焊機(jī)的工作原理主要是指，電流經(jīng)過變壓器進(jìn)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(jī)所使用交流電相比，二級(jí)整流焊機(jī)所輸出的直流電在焊接回路的過程中所產(chǎn)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(wěn)，所以對于電網(wǎng)的沖擊小，可以使電網(wǎng)得到很好的利用。但因其焊接設(shè)備體積大、價(jià)格高在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)有其局限性。
1.3 逆變式焊機(jī)
逆變式焊機(jī)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(wěn)的直流電的原理。與二級(jí)整流焊機(jī)的工作原理相同，都能夠保證輸入功率的平穩(wěn)，使焊接回路中所產(chǎn)生的電抗阻力幾乎為零，從而增加了輸出的電流。其對設(shè)備體積和重量沒有一定的要求，且可以保證穩(wěn)定直流電流的輸出。是作為實(shí)際焊接應(yīng)用中的主流焊接技術(shù)。
1.4 三相低頻焊機(jī)
三相低頻焊機(jī)的工作原理主要是指，通過三相電網(wǎng)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(wěn)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?yàn)槠鋵τ谧儔浩髟O(shè)備體積和重量都有很大的要求，且因?yàn)楹笝C(jī)技術(shù)是屬于低頻焊接，所以焊接的生產(chǎn)率非常低，所以應(yīng)用面比較窄，且逐步被替代。
2 中頻直流焊機(jī)
中頻直流焊機(jī)是在逆變式焊機(jī)的基礎(chǔ)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(shù)，將其轉(zhuǎn)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(dá)焊接設(shè)備就是應(yīng)用中頻直流焊機(jī)來保證焊接電流在焊接過程中的有效進(jìn)行。其中頻直流焊機(jī)具有焊接效果好，直流穩(wěn)定性高，節(jié)能，設(shè)備體積較小，且焊接工作高效等特點(diǎn)。可以說，中頻直流焊機(jī)將會(huì)在焊接領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
3 梅達(dá)焊接控制器
本文將針對MF5-CW-DN梅達(dá)焊接控制器來做研究，MF5-CW-DN因?yàn)閷I(yè)的技術(shù)和合理的價(jià)格以及品質(zhì)的優(yōu)良而成為市場上焊接控制器應(yīng)用的主流。
其梅達(dá)焊接控制器的主要組件構(gòu)成是包括：時(shí)調(diào)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(shí)調(diào)器單元
當(dāng)時(shí)調(diào)器單元接收到焊接命令以后，根據(jù)焊接命令對焊接順序的規(guī)定進(jìn)行順序執(zhí)行。當(dāng)整流直流電電流穩(wěn)定后，給逆變器MFDC信號(hào)，MFDC做好焊接前的準(zhǔn)備，MFDC將準(zhǔn)備好的信號(hào)IRTW激活，促使時(shí)調(diào)器單元給MFDC發(fā)送焊接信號(hào)，于是MFDC對整流直流電進(jìn)行逆變處理，經(jīng)過變壓器形成雙頻直流電流輸出。當(dāng)焊接的過程完成時(shí)，時(shí)調(diào)器單元在執(zhí)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(shí)調(diào)器單元工作過程會(huì)需要MFDC的配合，所以如果在這個(gè)焊接順序指令執(zhí)行過程中出現(xiàn)問題，則有可能是時(shí)調(diào)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(gè)控制器系統(tǒng)故障問題的保護(hù)作用，斷路器會(huì)在發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)的將電源與與之連接的各個(gè)組件進(jìn)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(yīng)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(huì)存在著電壓。所以需要在斷路器斷電以后，也要及時(shí)的切斷整流直流電的電壓，以去報(bào)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?qū)崿F(xiàn)向變壓器提供電源并能夠斷開變壓器電源的設(shè)備，就是隔離接觸器。
3.4 充電組
充電組負(fù)責(zé)將電源提供給MFDC，所以不同的MFDC有相應(yīng)不同的充電組，需要好好進(jìn)行選擇。一旦充電組接收到充電信號(hào)后，將會(huì)持續(xù)的為MFDC提供充電電容，直到MFDC被關(guān)閉，或是MFDC發(fā)生故障，而停止充電信號(hào)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(tǒng)一的電壓后對各個(gè)接通組件進(jìn)行變壓處理，以提供給各個(gè)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(gè)梅達(dá)焊接控制器中，MFDC的作用是非常重要的。MFDC主要是由調(diào)節(jié)板、充電組、放電電阻和電容器、熱保護(hù)開關(guān)以及IGBT構(gòu)成。當(dāng)時(shí)調(diào)器單元對MFDC發(fā)出焊接信號(hào)時(shí)，需要調(diào)節(jié)板對時(shí)調(diào)器單元所發(fā)出的的信號(hào)進(jìn)行判斷從而進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在這個(gè)過程中會(huì)觸發(fā)IGBT，IGBT是絕緣門雙極晶體管，也是電子開關(guān)。當(dāng)絕緣們雙極晶體管受到觸發(fā)則根據(jù)信號(hào)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(jīng)過變壓器所需要的時(shí)間，調(diào)節(jié)板會(huì)對于IGBT的這個(gè)行為進(jìn)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(shè)置熱保護(hù)開關(guān)，以防止因?yàn)闇囟冗^高的原因而促使MFDC發(fā)生故障或是損壞。設(shè)置熱保護(hù)開關(guān)可以在溫度過高時(shí)及時(shí)跳閘，是MFDC停止工作。
4 梅達(dá)焊接控制器的特點(diǎn)
梅達(dá)焊接控制器可以通過接口與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，促使數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行有效的記錄、更新、編輯、備份等的作用。也就說，形成了計(jì)算機(jī)與梅達(dá)焊接控制器的關(guān)聯(lián)性。通過上（計(jì)算機(jī)）下（控制器）進(jìn)行信息的相互相工作，在梅達(dá)焊接控制器中有離散式I/O接口，可用來進(jìn)行串行通訊的配置。而對于控制器來來說，它是一個(gè)多模塊設(shè)計(jì)的控制器，它有多任務(wù)模塊設(shè)計(jì)、數(shù)字控制模塊設(shè)計(jì)和檢測模塊設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)能夠方便于日后的維護(hù)。而在檢測模塊當(dāng)中，C系數(shù)監(jiān)測功能更是為后期維護(hù)所設(shè)計(jì)的，它主要具備預(yù)警的功能，及時(shí)的讓用戶了解控制器情況以便及時(shí)作出反映。對于回路線路的老化問題也能夠得到相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果，以方便及時(shí)的維護(hù)，為下次的使用做提前準(zhǔn)備。其次，梅達(dá)焊接控制器還具備獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)電壓等待功能，能夠?qū)λ桦妷哼M(jìn)行數(shù)值設(shè)定，在電壓沒有達(dá)到設(shè)定數(shù)值的時(shí)候會(huì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)等待，直到電壓達(dá)到設(shè)定數(shù)值才進(jìn)行焊接工作，這不但可以保證焊接的高效穩(wěn)定性性，也可以保證電壓的安全性。
5 結(jié)語
梅達(dá)焊機(jī)運(yùn)用先進(jìn)的雙拼直流焊機(jī)進(jìn)行焊接工作，可以有效的提高焊接工作的質(zhì)量，保證焊接電流的穩(wěn)定性。而梅達(dá)焊接控制器則對于整個(gè)的焊接過程進(jìn)行控制，通過其獨(dú)有的網(wǎng)絡(luò)電壓等待功能和多模塊化的設(shè)計(jì)以及C系數(shù)監(jiān)測功能對于整個(gè)焊接過程提供的安全保障、技術(shù)保障和維護(hù)保障，使焊接工作更加的完善。
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