一、電力電子變流技術(shù)概述

隨著社會(huì)用電的需求,電力電子技術(shù)逐漸得到了相應(yīng)的研究與發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后,電力電子技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用到相關(guān)的領(lǐng)域,如電力電子領(lǐng)域和控制技術(shù)領(lǐng)域。其中,電力電子技術(shù)在控制技術(shù)方面的研究和應(yīng)用使相應(yīng)的電能能夠得到科學(xué)有效的轉(zhuǎn)換和控制,從而推動(dòng)了電能的合理應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。電力電子技術(shù)是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將電子技術(shù)、電路技術(shù)和電力控制技術(shù)等方面進(jìn)行相應(yīng)的整合應(yīng)用的現(xiàn)代化的電力技術(shù),晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到相應(yīng)的成熟階段。電力電子技術(shù)主要包括兩個(gè)方面的技術(shù),一是電子電子器件制造技術(shù)和電力電子變流技術(shù)。電力電子器件制造技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中得到了不斷的提高和發(fā)展。相應(yīng)的電力電子器件已經(jīng)由第一代的低耗能和小體積發(fā)展到具有自動(dòng)關(guān)斷功能和結(jié)合相應(yīng)的功率器件、驅(qū)動(dòng)器件、控制器件等更完善的第三代電力電子器件。其發(fā)展前景更加可觀。電力電子變流技術(shù)也在不斷的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代,整流電路得到了廣泛的應(yīng)用,逆變電路也在此過(guò)程中得到了一定程度的發(fā)展。隨著自動(dòng)斷電器件的應(yīng)用,逆變電路開(kāi)始有了更為迅速的發(fā)展。與此同時(shí),隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展,使電力電子系統(tǒng)的現(xiàn)代化控制技術(shù)得到了不斷的發(fā)展,出現(xiàn)了模糊控制、自適應(yīng)控制等控制方式。控制技術(shù)在很多領(lǐng)域都得到了相應(yīng)的應(yīng)用,也為電力電子技術(shù)的發(fā)展提供了更多的技術(shù)支持。

二、電力電子變流技術(shù)的應(yīng)用形式

作為電力電子技術(shù)中的一部分,電力電子變流技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)七、八十年代開(kāi)始被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。一經(jīng)應(yīng)用便受到社會(huì)各界的極大關(guān)注。隨著不斷的發(fā)展,電力電子變流技術(shù)以整流電路、交流調(diào)壓電路、逆變電路、斬波電路等形式在電力系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了相應(yīng)的良好效果。

(一)整流電路

整流電路是用可以調(diào)節(jié)大小的直流電代替了交流電供給直流用電設(shè)備的一種電力電子變流電路。整流電路通過(guò)整流二極管將輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)化成直流電,實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電的整流。交流電壓在通過(guò)整流電路之后,就會(huì)變成混合電壓,既有交流電壓也有直流電壓。整流電路被應(yīng)用到一些相應(yīng)的用電控制和相關(guān)輸電環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了快速高效控制并推動(dòng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí),整流電路還用多相整流的方式減少和控制了輸出電壓的脈動(dòng)情況,并減少了電能的損失。整流電路一般是由變壓器、濾波器和整流主電路組成的,在調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的速度和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁、電鍍、電解等方面得到了相應(yīng)的普遍運(yùn)用。整流電路的變壓器的設(shè)置是為了使輸入的相應(yīng)的交流電壓與輸出的直流電壓之間保持相匹配協(xié)調(diào),并實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電網(wǎng)與整流電路之間的隔離。變壓器在整流電路中的設(shè)置情況需要依據(jù)相應(yīng)的具體情況來(lái)確定。整流電路中的濾波器是為了能夠?qū)⒅绷麟妷褐械慕涣麟妷哼^(guò)濾掉而在主電路與負(fù)載之間進(jìn)行的相應(yīng)連接。2。世紀(jì)70年代,整流電路的主電路主要是由晶閘管和整流二極管。隨著不斷發(fā)展,發(fā)光二極管等新形材料逐漸被應(yīng)用到主電路中。電力系統(tǒng)中的整流電路主要包括半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。其中,半波整流電路是整流電路系統(tǒng)中最為簡(jiǎn)單的一種,它能夠通過(guò)電源變壓器將220伏電壓轉(zhuǎn)變成所需要的電壓大小,整流二極管能將相應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。經(jīng)過(guò)反復(fù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程,一半的交流電被演變成了直流電,這也是半波整流的由來(lái)。半坡整流電路的電流利用率比較低,多用于電壓高、電流小的領(lǐng)域。全波整流電路可以認(rèn)為是由兩個(gè)半波整流電路組成的,其通過(guò)對(duì)整流電路的相應(yīng)調(diào)整,達(dá)到了對(duì)電能的高效運(yùn)用,但其二級(jí)管所承受的電壓相對(duì)較大。橋式整流電路是使用最為廣泛的整流電路,它通過(guò)接入兩個(gè)二極管使電路形成了橋的形狀。橋式整流電路既能夠高效利用電能,還能夠使承受的反向電壓相應(yīng)減少,對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行有一定的作用。

電力電子技術(shù)是以電力電子器件為基礎(chǔ)對(duì)電能進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)囊婚T(mén)技術(shù)，是現(xiàn)代電子學(xué)的一個(gè)重要分支，包括電力電子器件、變流電路和控制電路三大部分，其中以電力電子器件的制造、應(yīng)用技術(shù)為最基本的技術(shù)。因此，了解電力電子器件的基本工作原理、結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)，正確安全使用電力電子器件是完成一部電力電子裝置最關(guān)鍵的一步。電力電子器件種類(lèi)繁多，各種器件具有自身的特點(diǎn)并對(duì)驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和緩沖電路有一定的要求。一個(gè)完善的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和緩沖電路是器件安全、成功使用的關(guān)鍵，也是本講座重點(diǎn)講述的部分。電力電子變換電路常用的半導(dǎo)體電力器件有快速功率二極管、大功率雙極型晶體管(GTR)、晶閘管(Thyristor或SCR)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)以及功率集成電路PIC等。在這些器件中，二極管屬于不控型器件，晶閘管屬于半控型器件，其他均屬于全控型器件。SCR、GTO及GTR屬電流驅(qū)動(dòng)型器件，功率MOSFET、IGBT及PIC為電壓驅(qū)動(dòng)型器件。在直接用于處理電能的主電路中，實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的電子器件稱(chēng)為電力電子器件。電力電子器件之所以和“電力”二字相連，是因?yàn)樗饕獞?yīng)用于電氣工程和電力系統(tǒng)，其作用是根據(jù)負(fù)載的特殊要求，對(duì)市電、強(qiáng)電進(jìn)行各種形式的變換，使電氣設(shè)備得到最佳的電能供給，從而使電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。目前的電力電子器件主要指的是電力半導(dǎo)體器件，與普通半導(dǎo)體器件一樣，電力半導(dǎo)體器件所采用的主要材料仍然是硅。

1電力電子器件的一般特征

(1)處理電功率的能力大

(2)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)

(3)需要由信息電子電路來(lái)控制

(4)需要安裝散熱器

1工藝要求

煉鋼轉(zhuǎn)爐氧槍電機(jī)目前多采用交流電動(dòng)機(jī)，交流電源正常時(shí)由變頻器供電，實(shí)現(xiàn)氧槍的下降、吹氧、提升的調(diào)速運(yùn)行;交流電源事故停電時(shí)必須由另一套應(yīng)急電源供電，緊急提升氧槍?zhuān)乐拱l(fā)生設(shè)備事故。

根據(jù)某鋼廠煉鋼轉(zhuǎn)爐的工藝要求，在交流事故停電時(shí)應(yīng)急電源需要供電的負(fù)載為:

(1)氧槍電機(jī)1臺(tái)，電壓380V，容量55kW;

(2)氧槍抱閘電機(jī)1臺(tái)，電壓380V，容量0.33kW;

(3)轉(zhuǎn)爐抱閘電機(jī)4臺(tái)，電壓380V，

1保護(hù)配置技術(shù)方面

1.1裝設(shè)避雷器保護(hù),防止雷擊過(guò)電壓：配變的防雷保護(hù)，采用裝設(shè)無(wú)間隙金屬氧化物避雷器作為過(guò)電壓保護(hù)，以防止由高低壓線路侵入的高壓雷電波所引起的變壓器內(nèi)部絕緣擊穿，造成短路，杜絕發(fā)生雷擊破壞事故。采用避雷器保護(hù)配變時(shí)，一是要通過(guò)正常渠道采購(gòu)合格產(chǎn)品，安裝投運(yùn)前經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試驗(yàn)達(dá)到運(yùn)行要求再投運(yùn)；二是對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)于泄漏電流值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的不合格產(chǎn)品及時(shí)加以更換；三是定期進(jìn)行變壓器接地電阻檢測(cè)，對(duì)100KVA及以上的配電變壓器要求接地電阻必須在4Ω以內(nèi)，對(duì)100KVA以下的配電變壓器，要求接地電阻必須在10Ω以內(nèi)。如果測(cè)試值不在規(guī)定范圍內(nèi)，應(yīng)采取延伸接地線，增加接地體及物理、化學(xué)等措施使其達(dá)到規(guī)定值，每年的4月份和7月份進(jìn)行兩次接地電阻的復(fù)測(cè)，防止焊接點(diǎn)脫焊、環(huán)境及其它因素導(dǎo)致接地電阻超標(biāo)。如果變壓器接地電阻超標(biāo)，雷擊時(shí)雷電流不能流入大地，反而通過(guò)接地線將雷電壓加在配電變壓器低壓側(cè)再反向升壓為高電壓，將配變燒毀；四是安裝位置選擇應(yīng)適當(dāng)，高壓避雷器安裝在靠配變高壓套管最近的引線處，盡量減小雷電直接侵入配變的機(jī)會(huì)，低壓避雷器裝在靠配變最近的低壓套管處，以保證雷電波侵入配變前的正確動(dòng)作，按電氣設(shè)備安裝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求安裝，防止盲目安裝而失去保護(hù)的意義。

1.2裝設(shè)速斷、過(guò)電流保護(hù)，保證有選擇性地切除故障線路：配變的短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)由裝設(shè)于配變高壓側(cè)的熔斷器和低壓側(cè)的漏電總保護(hù)器（該裝置有漏電保護(hù)和配變低壓過(guò)電流保護(hù)）來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了有效地保護(hù)配變，必須正確選擇熔斷器的熔體(熔絲、熔片等)及低壓過(guò)電流保護(hù)定值。高壓側(cè)熔絲的選擇，應(yīng)能保證在變壓器內(nèi)部或外部套管處發(fā)生短路時(shí)被熔斷。熔絲選擇原則：①容量在100kVA及以下的配變，高壓熔絲按2～2.5倍額定電流選擇；②容量在100kVA以上的配變，高壓熔絲按1.5～2倍額定電流選擇。低壓側(cè)漏電總保護(hù)器過(guò)流動(dòng)作值取配變低壓側(cè)額定值的1.3倍，配變低壓各分支線路過(guò)流保護(hù)定值不應(yīng)大于總保護(hù)的過(guò)流動(dòng)作值，其值應(yīng)小于配變低壓側(cè)額定電流，一般按導(dǎo)線最大載流量選擇過(guò)流值，保證在各出線回路發(fā)生短路或輸出負(fù)載過(guò)大，引起配變過(guò)負(fù)荷時(shí)能及時(shí)動(dòng)作，切除負(fù)載和故障線路，實(shí)現(xiàn)保護(hù)配變的目的。同時(shí)滿足各級(jí)保護(hù)的選擇性要求。低壓分支回路短路故障時(shí)，分支回路動(dòng)作，漏電總保護(hù)器過(guò)流保護(hù)不動(dòng)作，低壓側(cè)總回路故障或短路時(shí)，低壓側(cè)漏電總保護(hù)器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，高壓側(cè)熔體不應(yīng)熔斷；變壓器內(nèi)部故障短路時(shí)，高壓側(cè)熔體熔斷，上一級(jí)變電站高壓線路保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作跳閘，保證配電網(wǎng)保護(hù)裝置正確分級(jí)動(dòng)作。配變高壓側(cè)熔體保護(hù)材料一定要按標(biāo)準(zhǔn)配備，堅(jiān)決杜絕用銅、鋁等金屬導(dǎo)體替代熔斷器熔體。

2日常運(yùn)行管理方面

2.1加強(qiáng)日常巡視、維護(hù)和定期測(cè)試：①進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)清掃和擦除配變油污和高低壓套管上的塵埃，以防氣候潮濕或陰雨時(shí)污閃放電，造成套管相間短路，高壓熔斷器熔斷，配變不能正常運(yùn)行；②及時(shí)觀察配變的油位和油色，定期檢測(cè)油溫，特別是負(fù)荷變化大、溫差大、氣候惡劣的天氣應(yīng)增加巡視次數(shù)，對(duì)油浸式的配電變壓器運(yùn)行中的頂層油溫不得高于95℃，溫升不得超過(guò)55℃，為防止繞組和油的劣化過(guò)速，頂層油的溫升不宜經(jīng)常超過(guò)45℃；③搖測(cè)配變的絕緣電阻，檢查各引線是否牢固，特別要注意的是低壓出線連接處接觸是否良好、溫度是否異常；④加強(qiáng)用電負(fù)荷的測(cè)量，在用電高峰期，加強(qiáng)對(duì)每臺(tái)配變的負(fù)荷測(cè)量，必要時(shí)增加測(cè)量次數(shù)，對(duì)三相電流不平衡的配電變壓器及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，防止中性線電流過(guò)大燒斷引線，造成用戶設(shè)備損壞，配變受損。聯(lián)接組別為Yyn0的配變，三相負(fù)荷應(yīng)盡量平衡，不得僅用一相或兩相供電，中性線電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流的25%，力求使配變不超載、不偏載運(yùn)行；

2.2防止外力破壞：①合理選擇配變的安裝地點(diǎn)，配變安裝既要滿足用戶電壓的要求，又要盡量避免將其安裝在荒山野嶺，易被雷擊，也不能安裝在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方，以防不法分子偷盜。安裝位置太偏僻也不利于運(yùn)行人員的定期維護(hù)，不便于工作人員的管理；②避免在配電變壓器上安裝低壓計(jì)量箱，因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，計(jì)量箱玻璃損壞或配變低壓樁頭損壞不能及時(shí)進(jìn)行更換，致使因雨水等原因燒壞電能表引起配變受損；③不允許私自調(diào)節(jié)分接開(kāi)關(guān)，以防分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)不到位發(fā)生相間短路致使燒壞配電變壓器；④在配變高低壓端加裝絕緣罩，防止自然災(zāi)害和外物破壞，在道路狹窄的小區(qū)和動(dòng)物出入頻繁的森林區(qū)加裝高低壓絕緣罩，防止配電變壓器接線樁上掉東西使低壓短路而燒毀配變；⑤定期巡視線路，砍伐線路通道，防止樹(shù)枝碰在導(dǎo)線上引起低壓短路燒壞配電變壓器的事故。

摘要:針對(duì)越來(lái)越多不平衡負(fù)載嚴(yán)重影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的問(wèn)題，從逆變器結(jié)構(gòu)本身出發(fā)，提出了五種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別是帶分裂電容的三相逆變器、帶NFT的三相逆變器、帶D/yn變壓器的三相逆變器、組合式三相逆變器、三相四橋臂逆變器，并且對(duì)這五種逆變器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。根據(jù)不平衡負(fù)載出現(xiàn)的情況，可以合理的進(jìn)行選擇。這些逆變器在三相平衡負(fù)載、三相不平衡負(fù)載等多種情況下都能夠保持良好的動(dòng)態(tài)特性和電壓輸出特性。

關(guān)鍵詞:電能質(zhì)量;不平衡負(fù)載;三相逆變器;動(dòng)態(tài)特性

電力系統(tǒng)主要由兩部分組成:一部分是對(duì)稱(chēng)電路，另外一部分是不對(duì)稱(chēng)電路。普通的對(duì)稱(chēng)三相交流電指的是系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生三相幅值相等，相位互差120°的三相正弦交流波形。但是電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)楦鞣N原因，例如電線桿倒塌、線路斷路等，都會(huì)造成系統(tǒng)輸出的三相交流電不再對(duì)稱(chēng)，整個(gè)系統(tǒng)的所有過(guò)程，例如電力發(fā)電、輸送電能、分配電能等，都會(huì)受到嚴(yán)重的影響，形成嚴(yán)重的后果［1］。普通的三相電路會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)三相交流電的原因主要包括兩個(gè)方面:第一種情況，系統(tǒng)所給定的三相電源本身就是不對(duì)稱(chēng)的。這種情況指的是電力系統(tǒng)中的A，B，C各相電動(dòng)勢(shì)處于不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，此時(shí)，無(wú)論系統(tǒng)承接的三相負(fù)載阻抗值相等或者不相等，此時(shí)產(chǎn)生的電壓波形都是不對(duì)稱(chēng)的三相正弦波。第二種情況，電力系統(tǒng)所連接的三相負(fù)載處于不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。這種情況主要是由以下原因造成的［2－4］:第一，三相負(fù)載的阻抗值不相等。第二，電力系統(tǒng)處于比較惡劣的環(huán)境(整個(gè)線路產(chǎn)生短路或者斷路等故障)下，造成三相負(fù)載不再相等。三相負(fù)載處于不平衡狀態(tài)時(shí)，電力系統(tǒng)就會(huì)形成負(fù)序以及零序分量。此時(shí)，如果三相電源的阻抗值恒等于零，電力系統(tǒng)的功能就不會(huì)受到影響。然而，電力系統(tǒng)中的電源內(nèi)部都會(huì)存在實(shí)際的電抗，必定會(huì)引起輸出電壓不再對(duì)稱(chēng)。三相電壓處于不平衡狀態(tài)體現(xiàn)在:1)A，B，C三相電壓的幅值不相等;2)三者的相位不再對(duì)稱(chēng)，產(chǎn)生了一定的偏移;3)上述兩種情況都存在。電力網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)三相負(fù)載處于不平衡的情況，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生非線性負(fù)載。普通的三相電壓型逆變器產(chǎn)生的三相電壓耦合十分緊密，所以，沒(méi)有辦法產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的三相交流波形，如果需要解決非線性負(fù)載的問(wèn)題，必須將高次諧波產(chǎn)生的嚴(yán)重影響考慮其中。為了解決這些問(wèn)題，查閱大量資料，解決方案是改變普通逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要包括以下幾種。

1帶分裂電容的三相逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

帶分裂電容的三相逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.這個(gè)逆變器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:中間包含兩個(gè)串聯(lián)在一起的電容，電源Udc與兩個(gè)電容行成的電路進(jìn)行并聯(lián)，在兩個(gè)串聯(lián)的電容之間有一條連接線，這樣的結(jié)構(gòu)使得帶分裂電容的三相逆變器能夠進(jìn)行三相四線輸出。由于帶分裂電容的三相逆變器在結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于將3個(gè)相同的半橋電路相互串聯(lián)，因此，當(dāng)它連接三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載時(shí)仍然能夠產(chǎn)生對(duì)稱(chēng)的三相電壓波形［5］。這個(gè)逆變器的優(yōu)點(diǎn)主要是:第一，這個(gè)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單;第二，這個(gè)逆變器中包含比較少的電子元器件。由于在兩個(gè)相互串聯(lián)的電容之間引出了一根連接線，相當(dāng)于第四條連接線，系統(tǒng)中產(chǎn)生的中性電流就會(huì)從第四條連接線中通過(guò)，這就要求電力系統(tǒng)中電容的數(shù)值必須準(zhǔn)確，才能確保系統(tǒng)產(chǎn)生更高的電能質(zhì)量，電容器的存在相應(yīng)地會(huì)增加整個(gè)逆變器的體積。這個(gè)逆變器也存在一定的缺點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算可以得到，它對(duì)直流母線電壓的使用率是比較低的，基本上只能達(dá)到50%的利用率，因此，這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本上被應(yīng)用在中型或者小型功率的設(shè)備中。

2帶NFT的三相逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)帶

摘要：免維護(hù)蓄電池及先進(jìn)的充電設(shè)備為變電所的安全運(yùn)行及維護(hù)提供了可靠的保障。本文針對(duì)牡丹江電業(yè)局所屬各個(gè)變電所的免維護(hù)蓄電池及充電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析探討，總結(jié)出一些運(yùn)行及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：免維護(hù)蓄電池運(yùn)行維護(hù)

1引言

變電所的直流系統(tǒng)是繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和斷路器正確動(dòng)作的基本保證，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)防止系統(tǒng)破壞性事故擴(kuò)大和設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞至為重要。

隨著遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，牡丹江電業(yè)局110KV及以下變電所逐漸改造成無(wú)人值班變電所，成立了集控站，對(duì)所轄各所進(jìn)行集中監(jiān)控及運(yùn)行維護(hù)，各所現(xiàn)場(chǎng)不再保留運(yùn)行值班人員，這就對(duì)蓄電池及充電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。

以前，應(yīng)用較為普遍的有鎘鎳蓄電池和鉛酸蓄電池兩種，充電設(shè)備采用可控硅整流裝置，但這兩種蓄電池存在維護(hù)工作量大，且復(fù)雜等現(xiàn)象，不利于集控站的安全運(yùn)行。而采用可控硅相控技術(shù)的充電設(shè)備，在紋波、體積、效率等方面不盡入意，監(jiān)控系統(tǒng)也不完善，采用主從備份行方式，集控站使用起來(lái)不方便，達(dá)不到電力系統(tǒng)新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外，由于充電設(shè)備與蓄電池并聯(lián)運(yùn)行，紋波系數(shù)較大，會(huì)出現(xiàn)蓄電池脈動(dòng)充電放電現(xiàn)象，影響蓄電池使用壽命。

基礎(chǔ)建設(shè)是我國(guó)的薄弱環(huán)節(jié)，國(guó)家推出兩網(wǎng)改造，一方面是為了加大基礎(chǔ)建設(shè)的力度，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后勁，另一方面是為了擴(kuò)大內(nèi)需，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，是國(guó)家積極財(cái)政政策的一個(gè)體現(xiàn)，同時(shí)也為電網(wǎng)的發(fā)展提供了難得的機(jī)遇。

創(chuàng)一流是電力企業(yè)改革與發(fā)展，建立現(xiàn)代企業(yè)制度的需要；是與國(guó)際先進(jìn)管理水平接軌以及提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)自身發(fā)展的需要；是企業(yè)安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理按照一流標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)建活動(dòng)。在城網(wǎng)改造中，如何堅(jiān)持和達(dá)到創(chuàng)一流標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，供電可靠性、線損率等指標(biāo)，我們堅(jiān)持以下做法取得了一些成果和經(jīng)驗(yàn)：

1明確城網(wǎng)改造的工作目標(biāo)

城網(wǎng)改造的目的就是為了達(dá)到創(chuàng)一流標(biāo)準(zhǔn)。創(chuàng)一流工作涉及到我們企業(yè)運(yùn)營(yíng)的諸多方面，城網(wǎng)改造就是這整體工作的一部分，城網(wǎng)改造的目標(biāo)要服從于創(chuàng)一流的工作目標(biāo)。創(chuàng)一流企業(yè)不是一個(gè)空洞的口號(hào)，要實(shí)實(shí)在在地做一些像城網(wǎng)改造一樣的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)一流的指標(biāo)，沒(méi)有許多類(lèi)似于城網(wǎng)改造這樣的工作，創(chuàng)一流工作就難得以實(shí)現(xiàn)；沒(méi)有創(chuàng)一流的工作目標(biāo)，城網(wǎng)改造也是就失去了努力方向。城網(wǎng)改造是達(dá)到創(chuàng)一流指標(biāo)的手段，創(chuàng)一流是城網(wǎng)改造的目的。

2掌握城網(wǎng)狀況，對(duì)標(biāo)找差，制定城網(wǎng)改造計(jì)劃

幾年前，我公司電網(wǎng)相對(duì)薄弱?；幢彪娋W(wǎng)是伴隨著礦區(qū)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)依據(jù)礦區(qū)的布局而建立起來(lái)，呈發(fā)散狀。城區(qū)僅靠一座110kv相山變供電，壓力很大，10kv/380kv中低壓配網(wǎng)更是難以滿足市區(qū)的發(fā)展及居民用電負(fù)荷的增長(zhǎng)。系統(tǒng)中220kv，110kv油開(kāi)關(guān)頻繁滲漏和瀉壓；運(yùn)行超過(guò)15年以上的電磁感應(yīng)及晶體管c、d型保護(hù)還在使用；es--400主站已連續(xù)運(yùn)行5萬(wàn)小時(shí)以上，多次出現(xiàn)老化失效、死機(jī)的故障，操作修改也不方便，系統(tǒng)功能難以擴(kuò)充；地調(diào)通訊手段單一落后，大都采用唯一的載波或音頻通訊；無(wú)法滿足無(wú)人值班改造及變電站綜合監(jiān)控等信息傳輸需要，七十年代初投運(yùn)的高耗能、薄絕緣無(wú)載主變還在運(yùn)行。所有這些問(wèn)題嚴(yán)重地危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行，制約了我公司電壓合格率、線損率等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提高，離一流標(biāo)準(zhǔn)也有較大差距。為了達(dá)到創(chuàng)一流的標(biāo)準(zhǔn)，我們?cè)诔蔷W(wǎng)改造方面實(shí)施了一個(gè)以一流標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)值，新建一座110kv城郊變電所，改造和升壓二個(gè)變電所，更換7臺(tái)主變和30臺(tái)開(kāi)關(guān)，更新自動(dòng)化主站，保護(hù)及備自投；新建一點(diǎn)多址、光纖通訊、新建無(wú)人值班變電所及無(wú)人值班中心站，改造和新建配網(wǎng)線路等工程的城網(wǎng)改造計(jì)劃。

摘要：針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室電源或線路容量較小的工況，構(gòu)建了基于雙變流器的電力電子課程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，介紹了平臺(tái)的主電路結(jié)構(gòu)和主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)原理，并對(duì)平臺(tái)的整流、逆變、能量回饋、無(wú)功生成及補(bǔ)償?shù)榷囗?xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅克服了電源或線路容量有限的缺點(diǎn)，而且豐富了電力電子課程探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，可顯著提升電力電子課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電力電子；雙變流器；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；探究性實(shí)驗(yàn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，迫切需要新能源發(fā)電和電能高效變換技術(shù)[1-6]。因此，作為電能變換的核心技術(shù)，電力電子技術(shù)課程在電氣工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中占有十分重要的地位。電力電子技術(shù)與工程實(shí)際聯(lián)系緊密，單純的理論分析教學(xué)模式不利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的深入理解。實(shí)驗(yàn)課程在提升電力電子教學(xué)效果中有著至關(guān)重要的作用，它能夠?qū)⒊橄罂菰锏睦碚撟兊蒙鷦?dòng)具體，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。為此，眾多高校致力于電力電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建和持續(xù)更新[7-12]。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，以PWM理論為基礎(chǔ)的電能變換技術(shù)在電能變換和控制中(尤其在中小功率場(chǎng)合)占據(jù)主導(dǎo)地位[13-16]。但目前電力電子實(shí)驗(yàn)課程依然主要基于晶閘管器件的相控技術(shù)，教學(xué)內(nèi)容老化，與電力電子實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。因此，為加深學(xué)生對(duì)現(xiàn)代電力電子技術(shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，迫切需要建立以現(xiàn)代電力電子技術(shù)為應(yīng)用背景的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。由于高校實(shí)驗(yàn)室電源或線路容量通常較小，購(gòu)置的電力電子實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)過(guò)程通常只能在小電流工況下進(jìn)行，無(wú)法反映電力電子裝置實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果。為此，本文設(shè)計(jì)了基于雙變流器的電力電子課程創(chuàng)新綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；谠撈脚_(tái)，學(xué)生可進(jìn)行PWM整流、PWM逆變、能量回饋、無(wú)功生成、無(wú)功補(bǔ)償以及有源濾波等多項(xiàng)以現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用為背景的實(shí)驗(yàn)。該平臺(tái)有效克服了電源或線路容量不足所帶來(lái)的局限性，大幅提高了實(shí)驗(yàn)靈活性。此外，該平臺(tái)具有交流欠壓、交流過(guò)壓、直流過(guò)壓、缺相、錯(cuò)相、過(guò)流和過(guò)溫等完善的保護(hù)措施，安全性高，適合學(xué)生操作。

1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)主要包括功率主電路、信號(hào)調(diào)理電路及控制與保護(hù)電路，涉及電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)及可編程邏輯器件等多門(mén)課程的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)原理手冊(cè)均對(duì)學(xué)生完全開(kāi)放，作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)前期的學(xué)習(xí)材料，促進(jìn)學(xué)生系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí)和掌握多門(mén)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，將相關(guān)課程的知識(shí)“點(diǎn)”串成一條“線”，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。1.1功率主電路拓?fù)浠陔p變流器的電力電子課程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主電路拓?fù)淙鐖D1所示。us和is分別為電網(wǎng)電壓和網(wǎng)側(cè)電流；VSC1和VSC2為兩臺(tái)具有相同結(jié)構(gòu)的電壓源型變流器(其拓?fù)淙鐖D2所示)；L1和L2分別為兩臺(tái)變流器的輸出濾波電感；Cdc1和Cdc2為直流側(cè)電壓支撐電容；為提高實(shí)驗(yàn)平臺(tái)靈活性，兩臺(tái)變流器直流側(cè)通過(guò)開(kāi)關(guān)Sw連接，當(dāng)進(jìn)行PWM整流+逆變實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合Sw，形成背靠背結(jié)構(gòu)，控制VSC1使其工作在整流狀態(tài)，VSC2工作于逆變狀態(tài)；當(dāng)進(jìn)行無(wú)功電流生成及補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)時(shí)斷開(kāi)Sw，兩臺(tái)VSC分別作為無(wú)功發(fā)生器和無(wú)功補(bǔ)償器。1.2控制與保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)控制電路板采用四層板結(jié)構(gòu)，由上至下分別為頂層信號(hào)層、地層、電源層以及底層信號(hào)層，如圖3所示。主控芯片采用TI公司TMS320F28335浮點(diǎn)型DSP，并結(jié)合相關(guān)外圍電路實(shí)現(xiàn)具有多項(xiàng)保護(hù)功能的DSP系統(tǒng)控制器。整個(gè)系統(tǒng)的保護(hù)邏輯由ALTERA公司的EPM7128STI100型CPLD管理，主要實(shí)現(xiàn)相序判斷、故障類(lèi)型指示及保護(hù)等功能。當(dāng)出現(xiàn)任一故障時(shí)，CPLD輸出PWM封鎖信號(hào)并點(diǎn)亮相應(yīng)的故障類(lèi)型指示燈，便于學(xué)生對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行判斷。此外，系統(tǒng)中還設(shè)置了控制電源指示燈、PWM封鎖指示燈以及CPLD工作狀態(tài)指示燈等，便于學(xué)生了解系統(tǒng)的狀態(tài)。為提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，系統(tǒng)中設(shè)置了額外的保護(hù)信號(hào)輸入端及數(shù)字量輸入端。由主電路和控制系統(tǒng)組成的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖4所示。

2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

摘要：分析了10kV大電流中置柜內(nèi)的流變檢修操作時(shí)，防誤回路中存在的危險(xiǎn)點(diǎn)情況，對(duì)完善防誤回路進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：中置柜流變檢修防誤回路探討

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，10kV設(shè)備已大量采用中置柜形式，例如KYN28A型鎧裝中置式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。此類(lèi)設(shè)備防爆等級(jí)高，操作方便，有較完善的防誤閉鎖功能。其大電流柜指10kV母分、主變10kV間隔，一般由開(kāi)關(guān)柜與隔離柜組成，流變裝于開(kāi)關(guān)與閘刀間。在大電流柜內(nèi)的流變檢修時(shí)，廠家提供了驗(yàn)電接地小車(chē)，分別推入開(kāi)關(guān)柜與隔離柜，在驗(yàn)明確無(wú)電壓后合上接地閘刀，但驗(yàn)電接地小車(chē)的防誤閉鎖邏輯各變電所間不統(tǒng)一，有的欠完善。為控制和消除此類(lèi)操作中的產(chǎn)生誤操作的危險(xiǎn)因素，選擇一種完善的防誤閉鎖邏輯是十分有必要的。

一、大電流柜流變檢修操作中防誤回路危險(xiǎn)點(diǎn)分析及對(duì)策

目前蕭山局新上變電所的10kV設(shè)備均采用中置柜形式，其10kV母分、主變10kV間隔為開(kāi)關(guān)柜與隔離柜配置。以10kV母分間隔為例，流變裝于開(kāi)關(guān)與隔離閘刀間，具體流變裝設(shè)在10kV母分開(kāi)關(guān)柜后下柜內(nèi)，如圖1中的U。在大電流柜內(nèi)的流變檢修操作時(shí)，將開(kāi)關(guān)小車(chē)、隔離小車(chē)分別拉至柜外，用驗(yàn)電接地小車(chē)分別推入開(kāi)關(guān)柜與隔離柜，在驗(yàn)明確無(wú)電壓后合上接地閘刀，滿足檢修要求，如圖2中的紅色接地線。

1：低壓二次電纜走線槽

摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了UPS的基本結(jié)構(gòu)，著重分析了UPS在使用中給電網(wǎng)及環(huán)境造成的污染及其原因，最后給出了幾種當(dāng)前較為先進(jìn)的消除此類(lèi)污染的環(huán)保技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：UPS污染環(huán)保電流諧波功率因數(shù)超導(dǎo)儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能

1.引言

UPS(UninterruptiblePowerSupply)意為不間斷電源系統(tǒng)，它能夠?yàn)樨?fù)載提供連續(xù)穩(wěn)定的電能。隨著計(jì)算機(jī)、精密電子儀器等用電設(shè)備的普及以及電信、醫(yī)院、銀行、體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)等重要場(chǎng)所對(duì)供電質(zhì)量要求越來(lái)越高，UPS得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)逐步發(fā)展成為高可靠、高性能、高度自動(dòng)化的局部供電中心。但是隨著UPS的大量使用，UPS對(duì)電網(wǎng)及環(huán)境造成的污染也漸漸顯現(xiàn)出來(lái)。在環(huán)保意識(shí)日益強(qiáng)烈的今天，人們不斷研究開(kāi)發(fā)新的環(huán)保技術(shù)替代原有技術(shù)，使UPS逐步成為真正的綠色電源。

2.UPS的基本原理

一般來(lái)講，UPS由五大部分組成：整流電路、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、逆變電路、旁路開(kāi)關(guān)電路及測(cè)控電路。如圖2.1所示：