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2自動化信息技術具體應用分析
隨著變電站計算機控制技術的提升,不在局限于后臺控制,將延伸到現場的控制,以及視頻等先進信息搜集設備也將變成變電站自動化系統的結構之一,因此需要其他的功能能適應此做好準備,傳達信息功能也應加強。隨著變電站計算機控制技術的提升,不在局限于后臺控制,將延伸到現場的控制,以及視頻等先進信息搜集設備也將變成變電站自動化系統的結構之一,因此需要其他的功能能適應此做好準備,傳達信息功能也應加強[2]。不用人工的通訊網絡。可以設立局域網于變電站中,以不一樣的設備與方式連接到變電站局域網中,其他遠程驅動與維護設備可以使用現場控制總線由集中地數據進行處理后以I℃P朋接入,進而由傳送信息的設備接入里面的局域網。使其運行站點都連接在局域網上,進一步實現數據的共同分享使用。局域網用網絡的互換機器進行和全國電力數據網絡的相互聯系。但是還是要保留原先變電站的模擬接口與數據接口,因為萬一出現問題,這些將成為我們的后備通道。局部網絡顧名思義是一種于小型區域實現數據信息互相聯系的網絡通道,并遵循相關的協議進行實現信息互聯的系統[3]。在其系統中,各個計算機既可以分開使用不相互影響,又可以在需要的時候進行相關的信息數據的傳送。局部網絡由兩種分類的存在:局部性的區域的網絡與計算機相互交換機器。其中局部性的區域的網絡是屬;于局部網絡類型中最常見的一種,其中局域網是有四種因素構成,它們分別是拓撲結構、傳輸媒介、傳輸的控制與通信的方式。局域網除了這四種因素還有其中心部分,那就是相互聯系與信息傳送。局域網的傳送信息的方式有兩種,分別是有線與無線,有線的通道是使用雙絞線與同軸電纜或者同軸光纖,其中速度較慢的傳送方式是使用有線中的雙絞線,其最高的傳送速率是幾兆比特每秒。而且有線中的這種雙絞線所能傳送的間距比較短,正因為如此,所以所投入的成本也相對比較少。相較與雙絞線,電纜就具有相對好的性能,它具有互聯設備多,傳送的間距長,容量大,抗干擾好等特點。
其主要是利用鉆機來進行鉆孔,當鉆機達到要求的深度時,則利用高壓泥漿泵的高壓射流來對周圍的土體結構進行破壞,同時再不斷的將鉆桿進行旋轉提升,并在此過程中利用特殊噴嘴來向周圍土體中高壓噴射固化漿液,使其漿液與土體達到有效的固化,從而形成一定性能和正式成立的固結體,增加土體的強度和穩定性。
(2)固結體形成什么樣的形狀
這是與噴射流的移動方向有緊密聯系的,因為在噴射過程中,通常會采用旋轉、定向和擺動三種噴射方式,這樣就會導致在旋噴情況下形成旋噴柱,這對于提高地基的抗剪強度,加固地基都具有良好的作用,而且可以對于地基土變形的情況有較好的改善作用,特別是當上部具有較大荷載時,具有良好的承載作用,不至于變形或是受到破壞。而利用定噴時固結體則會呈現壁狀,而擺噴則會形成厚度較大的扇狀,這對于地基的防滲作用都具有非常好的效果,可以有效的確保邊坡的穩定性,進一步改善地基土的水力條件。
2高壓噴射灌漿工藝
2.1原材料
在灌漿施工時,需要確保漿體達到良好的可泵性和保水性,所以通常都會在施工前對漿體進行必要的處理和養護,使其保持立方體的模型持續七天,然后還要對其進行抗壓力度檢查,確保其符合灌漿時對漿體的要求。同時在施工過程中,為了有效的避免漿體出現干縮的現象發生,則需要將矢量的膨化劑加入到漿液中,有效的改善漿體干縮情況的發生。
2.2定位技術
對噴灌位置的確定時需要利用定位技術進行,同時還要嚴格遵照施工圖紙,對施工中各種參數進行充分的考慮,利用定位技術找準防滲墻的位置,還要錯開固有的鋼筋位置,并做好標記,等一切工作準備就緒后,檢查后與符合標準要求,即可以進行鉆孔作業。
2.3鉆孔技術
在灌漿施工中,對鉆孔有一定的限制。首先,不管是直孔,還是孔壁,都應該有較高的筆直性和足夠的均勻度;其次,在施工中,需要有一個合理的程序,這就要求必須嚴格按照規范進行操作。例如灌漿流程要從前到后依次開展,需注意后一鉆孔作為前一鉆孔的檢查孔,應借助壓水實驗來檢查鉆孔的吸水量,如果吸水量符合規定,后續孔的灌漿工作便可省去。此外,在灌漿施工開始前,需要做一些清理工作,將鉆孔或裂隙中的巖粉徹底沖洗掉,以維持其干凈性。常用沖擊鉆進行鉆孔,按規定標準,鉆頭和鋼筋的直徑差應控制在5mm左右。
2.4插管
鉆完孔后,按照設計好的深度將注漿管及時插入地層,此環節通常和鉆孔是連在一起的,即每鉆完一個孔,就須將噴射管插入,輸送壓縮空氣,接著將漿泵打開,持續30s送漿,然后將鉆桿拔出。插管時為避免噴射管的噴嘴被泥沙堵塞,可將插管和射水工作同時進行,如果壓力過大,可能會出現射塌孔壁的情況,因此,水的壓力盡量保持在1MPa以內。
2.5噴漿
噴漿要遵循自下而上的順序,且需要結合土質、地下水等因素綜合考慮,對噴漿的流量、壓力及提升速度進行適當調整。有時需進行二次噴射,即在上次噴射形成的漿土混合物上進行噴射,噴射流遇到的阻力比上次噴射要小,二次噴射有利于增加固體的直徑。噴漿完成后,對套筒、拉桿等進行清洗,以便下次使用。
2.6檢查
灌漿工作結束后,要做的就是檢查工作,必須對施工質量做一個嚴格且全面的檢查,而且大概要維持一個月左右。比如說檢驗灌漿區的鉆孔,就要做好壓水實驗,通過對巖心膠的觀察來確定其施工質量是否符合規定要求。
3水利工程高壓噴射灌漿施工中質量控制
3.1位置
首先必須按照指定的設計要求來布設防滲墻。那么,墻的厚度要和設計的要求一樣,子距一般為2.0m、有效半徑和擺角分別是1.8m和15°,另外,升速度一般為10cm/min。噴嘴型號為2mm,氣嘴7mm,水壓為29.4~34.3MPa,空氣壓735kPa。
3.2測壓管的四周必須要用黃沙來做漏層
規定管口為2英寸的PVC管,管底1.1m高為透水部分,外用400g/m2土工布包裹。
3.3在水泥的使用材料上必須要經過嚴格的質量控制
需要專業的人員進行現場取樣后特意地送往檢測部門在進行檢驗復試,那么,需要往水泥材料里添加外用劑的時候,也必須經過試驗后才能明確要摻進的量度。
3.4鉆孔在經過嚴格的檢驗之后才能進行孔內和縫面沖洗
將孔口敞開用風和水一次進行清洗,將風(水)管插入孔底,風(水)反復沖洗,直至回清水后即可結束。
3.5灌漿
由于裂縫兩邊的混凝土在灌漿壓力的作用之下會產生有害的變形,在進行灌漿施工時應布置好一起對裂縫進行監測,另外,在施工灌漿技術時的工序應保持先淺到深、一側向另外一側、右下至上來進行,另外,在灌漿施工結束的標準是單孔吸漿率趨于零之后,灌注20~30min,想要防止因為竄孔而破壞噴射注漿的固結體,就必須要分序進行噴射施工工藝。
2高壓變頻技術在火力發電廠中應用的重要作用
2.1有利于節能減排工作的開展
在傳統的火力發電廠中需要使用擋板和閥門來調節發電設備的風量和水量,擋板和閥門對能量的需求較高,在火力發電廠中使用了高壓變頻技術之后,通過驅動水泵和風機來代替擋板和閥門,不但能夠解決掉使用閥門和擋板調節方法給設備運行帶來的不足,還能實現節能減排,降低企業對發電廠的成本投入,有利于企業經濟效益的提高。
2.2使用方便快捷,減少設備故障出現的頻率
高壓變頻技術在應用的過程中往往同電子信息技術相結合,電子信息技術的使用不斷的提高了企業的經營管理水平,還有效的減少了企業在人力物力方面的投資。火電廠設備的正常運行需要發電機的協調合作,火電發電廠中有兩種型號的發電機,同步發電機和異步發電機,同步發電機使用直接啟動的方式,異步發電機使用間接啟動的方式,在發電機啟動的過程中會造成大量的電量消耗,在啟動過程中會產生較大的振動對設備產生沖擊,在很大程度上影響設備的使用壽命。通過使用高壓變頻技術能夠緩解啟動過程中產生的機械振動,提高了設備的運行效率,在保證設備正常運行的同時,提高了設備的使用壽命,在一定程度上減少了發電廠在設備上的成本投入,有利于企業經濟效益的提高。
3高壓變頻技術的分析研究
3.1高壓變頻器的DCS控制方式分析
分散型的控制系統也就是DCS在火電發電廠中的主要控制系統,手動控制DCS控制是高壓變頻技術中的主要控制,在高壓變頻技術中的控制方式有很多種,主要總結如下:采用閉環控制方式對設備的壓力和流量進行控制;采用開環控制方式對設備的轉速進行控制;使用開環控制方式對設備的頻率進行控制,通過在設備的屏幕上直接輸出數值,然后邊頻率器的邊頻率的控制得出數值。
3.2高壓變頻器工作旁路的切換方式分析
在火電發電廠中,風機和水泵設備屬于持續運作的負載,為了減少設備使用過程中故障出現的頻率,較少設備檢修的次數,在應用高壓變頻技術時同時使用工頻旁路,工頻旁路的設置方式主要有手動和自動兩種形式,一旦高壓變頻出現故障,就要及時的采用采用手動或者是自動的方式對貢品旁路進行切換,手動旁路是一種可以通過手動控制進行高壓隔離的開關,手動控制在高壓旁路中的應用較為廣泛,因為本身結構較為簡單,操作簡單,成本較低,開關設置明顯,應用在高壓變頻中之后,有利于高壓變頻器的檢修。
4高壓變頻技術應用的具體措施
隨著其他能源方式不斷創新和發展,傳統的火力發電將面臨著越來越大的壓力,火力發電廠要想在激烈的市場競爭中站住腳,就必須提高火力發電的使用率,在符合國家節能減排的規范要求的同時,減少火力發電的成本投入,采用高壓變頻技術就能夠很好的解決以上的問題。
4.1安裝和調試變頻設備的具體措施
傳統的設備運行方式是采用了一拖二二拖三的方法,這樣的方法在很大程度上增加了設備的回路難度,為了減少設備運行回路變頻和工頻之間故障出現的頻率,在對設備進行安裝的過程中要主義防范措施。
4.2合理設置變頻器和上級開關保護功能
變頻器在運行的過程中經常會出現跳閘的現象,為了防止這種現象的發生,一般的在事故按鈕上采用一拖二的方法,在事故按鈕上安裝兩個電源斷路器,一般的選取兩個節點,在一個節點上使用工頻跳閘回路,在一個節點上使用變頻跳閘回路。這樣不論出現何種情況,都能很好的預防跳閘現象的發生。
4.3設計可靠的風機和控制電源
為了保障設備的正常運行,就要保證變頻器電流輸入值趨于正常,如果輸入電流變化較大,就容易出現跳閘的事故,所以為了防止這種現象的發生,要對設備進行不間斷的檢測和維修,為設備提供充足的電能。
一.常用固體激光電源的組成及特點
1.1 激光電源設計要求和技術指標
電源輸出能量必須使工作物質的反轉粒子數大于閾值,超過越多,輸出光能越大。電源的功率和設計方案應隨估算出的泵浦能量而定,這主要取決于工作物質的電光轉換效率。為使激光輸出穩定,要求電源的輸出能量必須穩定。總體而言有如下幾點:1.為使放電器件有高的動力指標和運行指標,電源的輸出電壓或電流特性必須與負特性匹配。2.為使激光器輸出能量均可調,一些電源主要參數既能手動控制,也能自動控制。3.要求電源的泵浦電壓,電流穩定。4.激光電源發展向小型化,重量輕,效率高的方向發展。5.使用要安全可靠,要有過壓,過流等現象的保護電路。
1.2 傳統固體激光電源的組成
傳統固體激光電源由專用供電電源(充電和放電電路)、預燃電路、觸發電路及定時(同步)電路組成。如下圖
1.3 激光電源的工作原理
單向AC220v.50/60Hz輸出整流,經軟啟動后在濾波電容上形成一個直流電源。氙燈點燃后,給出信號到控制板,若主電路沒有欠壓、過流,激光器冷卻液斷水等故障,控制板允許主電路工作,產生40kHz左右的震蕩信號到驅動板,在驅動信號的驅動下,功率開關元件VMOS將直流電壓變換成40kHz的交變電壓,經過高頻高壓器進行開壓,高頻整流橋整流后,送到充電儲能網絡,當儲能電容充到額定電壓時,控制板板給出停振信號,逆變電路停止工作。在系統信號驅動下,儲能電容給氙燈放電。在主電路工作過程中,調Q電源給出一個2000~5000v的晶體高壓。氙燈放電時,相對放電信號延時50~400us,退壓觸發信號也送到調Q電源板上。另外,電源還具有內外時統轉換功能,電源可由外時統控制放電,并具有時統輸出端。
二.放電電路的特點及設計方法
2.1放電開關的選擇
放電電路在激光器電源中起很重要的作用,在放電電路中,把儲存在儲能器中的電能直接轉換成光能,因此放電電路決定了激光器的效率。論文參考,放電開關IGCT。當工作物質螢光壽命一定時,要求的泵浦光脈沖就一定。目前占主導地位的功率半導體器件主要有晶閘管、GTO和IGBT等,隨著技術水平的不斷提高,這些傳統器件無論在功率容量還是在應用復雜程度等方面都有了長足的進步,但在實用方面還存在一些缺陷。傳統GTO關斷不均勻,需要笨重而昂貴的吸收電路。另外,因其門極驅動電路復雜,所需控制功率大,這就使得設計復雜,制造成本高,電路損耗大。IGBT雖無需要吸收電路,但它的通態損耗大,而且可靠性不高。另外,單個IGBT的阻斷電壓較近,即使是新型的高壓應用場合須串聯,增加了系統的復雜性和損耗。
IGCT是一種新型的電力電子器件,它將GTO芯片與及并聯二極管和門極驅動電路集成在一起,再與其門極驅動器在外圍以低電感方式連接,結合了晶體管和晶閘管兩種器件的優點,即晶體管的穩定的關斷能力和晶閘管的低通態損耗。IGCT具有電流大、電壓高、開關頻率高、可靠性高、結構緊湊、損耗低的特點。此外,IGCT還像GTO一樣,具有制造成本低和成品率高的特點,有極好的應用前景。IGCT的一個突出的優點是存儲時間短,因而在串聯應用時,各個IGCT關斷時間的偏差極小,其分擔的電壓會較為均衡,所以適合大功率應用,正好適合本實驗。
2.2 預燃電路
放電電路的電光轉換效率對激光輸出的高低非常重要。為了提高電光轉換效率,減少電磁輻射的干擾,提高燈的幫助,在放電電路中采用了預燃型放電電路。如圖:
這種電路與一般放電電路不同之處在于,有一附加的直流高壓電源,這種高壓電源可采用任何一種整流方式,關鍵是能夠給出一定的電壓和電流。當然,采用LC恒流變換器是理想的預燃電路,由于電路中有高壓直流電源,燈始終處于穩定的輝光狀態,而流過燈的預燃電流將由預燃電路中的限流元件來限定。為了保證儲能器的能量以一定頻率向燈供給,在燈與儲能器之間接有放電開關。
三.保護電路極其設計方法
3.1 電源保護電路的考慮:欠壓、過壓保護
欠壓、過壓保護在激光電源中很重要。如果欠壓,為了輸出額定功率,則必須具有過大的輸入電流。如果過壓,則電源有過高的輸入電壓峰值,增大了對于逆變橋中IGBT功率開關的反向耐壓,易造成過壓擊穿。故為保證系統工作穩定必須具有欠壓、過壓保護電路,電路如圖3所示。利用電阻R,R1,R2取樣,在LM339,2D1-4門通過調節電位器Rw,將電網輸入電壓限制在AC380土10%的允許變化內。
圖3 過壓保護電路 圖4 過流保護電路
3.2過流保護
設置過流保護電路主要解決兩個問題:其儀:保護電源在各種強干擾環境工作時,充電電路中不因逆變失敗使功率開光(IGBT)超過額定電流值而損壞。其二,保證脈沖電源按脈沖方式進行從放電,一旦出現氙燈連弧故障時主回路過流加以切斷,實現保護,如圖4過流保護電路所示。論文參考,放電開關IGCT。論文參考,放電開關IGCT。圖中R為過流取樣電阻,調節電位器RW設置過流值,一般取電流的1.5-2.0倍,當發生過流故障時,LM339反轉經光電耦合送到主控信號板,使逆變信號發生芯片SG3525關斷。論文參考,放電開關IGCT。論文參考,放電開關IGCT。同時面板上故障顯示燈亮、報警。論文參考,放電開關IGCT。
3.3其他保護
為了保證激光器安全工作和操作人的人身安全,在激光電源的設計中,無源水壓控制,濕度控制和激光腔蓋控制,利用與門關系,不論那方面出現故障保護,電路接受到故障信號均及時的關斷逆變信號控制,進行報警。
參考文獻
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3.電子變壓器專業委員會編《電子變壓器手冊》遼寧科學技術出版社1998
4.劉敬海編《激光器件與技術》北京理工大學出版社1995
5.(美)RF格拉夫W希茨著《電子電路百科全書》科學出版社1997
6.HighEnergyLaserWeaponSystemsApplicationsScienseBoardTaskForce,Junw2001:34
磁電隨機存儲器優于現有技術的主要優點是它耗能極低,同時密度大、讀取和寫入速度快、不揮發,不用加電也可保存數據(這類似于硬盤驅動器和閃存條,但速度要快得多)。
當前,磁性內存的技術基礎是自旋轉移矩,利用了電子(自旋體)的電荷和磁特性,以電流移動電子,向內存寫入數據。盡管自旋轉移矩與其他內存技術相比有諸多優勢,但其電流寫入機制仍須消耗一定能量,即寫入數據時會產生一定熱量。其存儲能力受到數據物理距離的限制,即寫入信息所需電流的限制。這種低位能力拉高了比特成本,從而限制了自旋轉移矩技術的應用。
在磁電隨機存儲器中,加州大學洛杉磯分校的研究小組用電壓取代電流來寫入數據。這樣就無須用導線移動大量的電子,而只須利用電壓(電勢差)即可開關磁位,向內存寫入信息。這樣計算機內存產生的熱量就大為減少,節能效率提高10到1000倍。此外,內存密度可提高5倍,在同樣的物理空間內能存儲更多的位信息,從而降低了比特成本。
該研究負責人為加州大學洛杉磯分校電氣工程系教授王康,成員還有論文第一作者、電氣工程研究生胡安· G·阿爾扎泰以及加州大學洛杉磯分校—國防高級研究計劃署非揮發邏輯項目經理、電氣工程助理研究員佩德拉姆·哈利利。
哈利利說:“以電壓控制納米級磁體的能力是磁學研究中令人興奮、快速增長的領域。這一工作為下列研究提供了新思考:如何以電壓脈沖控制開關方向,如何不用外部磁場就能確保設備正常工作,如何把它們整合成高密度存儲器陣列等。一旦做成商品,磁電隨機存儲器相對現行其他技術的優勢不僅表現在能量散失少上,還表現在能使磁阻隨機存儲器極為密實,這也很重要。由于成本低、性能高,磁電隨機存儲器可以挺進以前為成本和性能所困的新的應用領域。”
阿爾扎泰說:“最近首款自旋轉移矩—磁阻隨機存儲器(STT-RAM)商用芯片問世,它也為磁電隨機存儲器的推廣打開了大門,因為它們的設備原料和制造工藝十分相似,后者既可兼容STT-RAM當前的邏輯電流技術,又減緩了能量和密度的限制。”
名為《納米級磁穿隧接面的電壓開關控制》論文介紹了上述研究成果,在12月12日于舊金山召開的美國電氣和電子工程師協會國際電子設備2012年會上進行了宣讀,該年會是“半導體和電子設備領域突破性成果的杰出論壇”。
磁電隨機存儲器采用了稱為受電壓控制的磁絕緣體結點的納米級結構,數層摞在一起,其中有兩層是磁性材料,一層磁場方向固定,另一層可通過電場加以控制。特殊設計的設備對電場很敏感。當施加電場時,兩個磁層間就產生了電位差,即電壓。電壓可通過在各層表面聚積或消除電子,向內存寫入信息。
一般說來,超級電容電池具備很多優點:容量大、充電快、比功率大、重復深度放電次數可超50萬次、低溫lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發表服務,歡迎您的光臨性能良好、安全系數高、免維護時間長等。
LTC6803-4的應用是比較便捷、靈活的,同時又具備高測量精度和高穩定性的芯片,特別適合在超級電容電池組管理上的應用。
2 LTC6803-4并聯級聯獨立尋址技術的應用
2.1 LTC6803-4的特性及工作原理
LTC6803-4主要包括參考電壓、12位ADC、串行SPI接口的電池監測專用芯片、還有高電壓輸入的多路復用器。每一個LTC6803-4都能夠監測電池,最多12串。如果是一個具有多片的LTC6803-4,是能夠通過利用并聯級聯的測量方式及方法來測量超過12串的串聯電池組的。還有,每一個LTC6803-4,都具備一個串行接口,能夠獨立尋址,這樣的方式能夠方便主控器、LTC6803-4進行同步的通信、操作環節,LTC6803-4最多是16片。LTC6803-4的全局測量精度比0.25%小的時候,一般都能達到大多數工程項目對電池電壓測量精度的標準。
2.2 LTC6803-4主要引腳功能
LTC6803-4主要有44個引腳,比如有C0~C12:電池電壓輸入引腳。VREG:線性電壓整流輸出。V-:LTC6803-4最低電勢端。A0~A3:地址輸入。SCKI,SDI,SDO,CSBI:SPI數據通信接口。
3 系統設計
3.1 采集系統結構
測量方法是用2片LTC6803-4并聯級聯實現24節超級電容電池的單體測量級管理。
3.2 LTClunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發表服務,歡迎您的光臨6803-4并聯式級聯的工作方式
LTC6803-4在SPI上的地址用戶是能夠自行配置的。本文中只有2片,LTC6803-4是在同一SPI總線與主控器進行通信,所以只要獨立地址數比2大或是同2等同,那么便能利用地址將不同的LTC6803-4劃分。
3.3 SAF-XC886C-8FF5V芯片
3.3.1 MCU的選擇
MCU作為超級電容管理器的主要部件,是通過XC886C汽車級芯片來完成的。
SAF-XC886C工作頻率為24 MHz,以八位的市場價格,提供16位產品的性能。擁有8通道10位的精度,三個獨立定時器,4個PWM通道,以及后臺E2PROM模擬。
3.3.2 單體電容電壓檢測芯片的挑選
每個LTC6803可以同時測量十二個超級電容器或串接電池的電壓,并且擁有單獨尋址的串行接口,能夠把16個LTC6803-4元件接入同一個控制處理器中運行。LTC6803-4把電池組的底端與V分開,因此,可以改變第一節電池的測量精準度。
3.3.3 信號隔離器的選擇
通過分析信號的可靠性,以及電氣的安全性。挑選出滿足需要的ADUM1411及ADUM1201這兩種芯片。傳輸速率為10Mbps,隔離電壓為2500 V。
3.3.4 隔離電源的選擇
為了保證安全,選用多規格的雙列直插的隔離電源模塊。
3.4 系統軟件配置
本文所概述的2個芯片通過0Ω電阻將地址主要是分別配置為80和81,所以1#LTC6803-4芯片地址為0B10000000,2#LTC6803-4芯片地址為0B10000001。
4 實驗結果與誤差
根據實驗驗證的結果,來驗證電池單體電壓能不能達到電池管理系統對單體電池電壓監測的實際測量目標的。實驗的目標用超級電容電池電壓為1.60 V,容量為20 Ah、24只,為了驗證該系統電壓測量的精度是lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供寫作論文和發表服務,歡迎您的光臨多少,使用萬用表測量得到電池電壓的真實數值。在實驗還沒有開始的時候,通常主要是通過放電的方法,將電池的電壓改為不均衡的狀況,通過這樣的方法,能夠檢驗系統電壓檢測精度是否正確。實驗的結果證明,所有電池單體電壓測量誤差都在0.19%內,能夠達到對單體電池電壓監測的實際測量目標。
5 結語
綜上所述,超級電容電池具有很多的優點,LTC6803具一個精準參考電壓、一個高電壓輸入的多路復用器以及一個串行SPI接口的超級電容監測專用芯片同時,可以允許主控器與至多16片同時進行通信和操作。為了能夠保護好超級電容動力電池,并逐漸的延長電池的使用時間,同時又能增加行駛的距離,那么便要求建立一個有效的電池管理系統,所以說電動汽車產業的發展及推廣是一項非常關重要的系統工程。
參考文獻
中圖分類號:TM615 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)01(b)-0123-01
1 光伏發電系統存在效率低的問題
光伏陣列和變換器為光伏系統兩個重要部件,陣列輸出與變換器效率對系統的整體效率有直接影響。光伏陣列成本較高,每100萬平方米約需投入人民幣5億元,而目前市場上的光伏電池板的光電轉換效率為11%~14%,且大多為非跟蹤型,投入大、輸出功率相對較低,和常規電能相比缺乏競爭力,限制光伏發電的普及應用。
2 通過光伏逆變器進行系統效率的優化
光伏逆變器轉換效率的高低對光伏發電系統的整體效率有直接影響,為光伏系統的另一重要部件。目前的逆變器普遍采用低頻逆變技術,屬于工頻變壓器,體積和重量大、效率低、音頻噪聲大,不能實現小型化、輕量化和高效率化發展。
高頻鏈逆變技術引起了光伏同行的研究興趣,采用高頻逆變技術,既可實現輸入和輸出的電氣隔離,又可減小體積、重量,更為重要的是,減小了變壓器上的系統損耗,變壓器上的渦流損耗減小;高頻變壓器上所用的鐵氧化體,為磁芯材料,鐵損較低,利于降低渦流損耗,從而降低系統整體損耗。因此,若采用高頻鏈逆變技術,可實現光伏系統整體效率的提高。
3 輻照度對光伏電池電氣特性的影響
電池溫度、日照強度和太陽光譜分布對光伏電池的輸出功率有重大影響。輻照強度和溫度可影響光伏陣列功率輸出,在輻照度不變的情況下,短路電流和輸出功率均會隨環境溫度變化,而開路電壓、短路電流和最大輸出功率受光照強度影響較大。因此,應把光伏系統安裝在輻照度較強的地區,以確保光伏系統的最大功率輸出。因此,可通過光伏整列的聚光裝置,增大輻照強度,提高光伏陣列的功率輸出。
4 通過最大功率點跟蹤來實現系統效率的優化
光伏系統的輸出特性是非線性的,受環境因素、輻照度和負載影響較大,即使在相同的輻照度和外界溫度條件下,光伏陣列的電壓輸出也會不同,只有在某一輸出電壓值工作時,光伏陣列的輸出功率才能達到最大值,為最大功率點。
因此,在光伏發電系統中,可通過實時調整光伏陣列的工作點,確保系統始終在最大功率點附近工作,光伏陣列可實時輸出最大功率,該過程稱作最大功率點跟蹤,這樣可提高系統的整體效率。
光伏陣列的輸出特性曲線如圖1所示,當工作電壓小于最大功率點電壓Um時,光伏陣列的輸出功率隨電壓增大而增大;當工作電壓大于最大功率點電壓Um時,陣列的輸出功率隨端電壓增大而減小。最大功率點跟蹤是一個自尋優的過程,在各種不同的輻照度和溫度環境下,通過調節光伏陣列的輸出電壓,實現最大功率點的智能化跟蹤,保證光伏陣列的最大功率輸出。
對光伏陣列而言,開路電壓和短路電流在受太陽輻照度和環境溫度影響較大,光伏系統的工作點也會受環境影響,如果外界環境發生變化,而光伏陣列工作點不能實時跟蹤,就不能實現最大功率輸出,從而導致系統整體效率降低。因此,最大功率跟蹤控制,可實現光伏陣列在任何日照和溫度,可持續獲得最大的功率輸出。
5 結論
光伏系統的總效率,與光伏電池板的光電轉換效率有關,與逆變器的效率也有關,因此可以通過可選用適合的逆變器,可部分提高系統效率。本論文提出的最大效率跟蹤技術,也是提高系統效率的重要方法。
在能源緊缺的大趨勢下,清潔可再生能源的研究和開發受到國內外同行的廣泛關注。光伏發電技術的快速發展與廣泛應用,可在一定程度上緩解能源危機,部分解決環境惡化等問題。因此,光伏技術的研究和開發十分關鍵,尤其是光伏系統的整體效率提升,對光伏行業的發展具有重大意義。
參考文獻
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變壓器運行時,如果電壓超過它的最大允許工作電壓,稱為變壓器的過電壓。過電壓往往對變壓器的絕緣有很大的危害,甚至使絕緣擊穿。過電壓分為內部過電壓和大氣過電壓兩種。輸電線路直接遭雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的過電壓稱為大氣過電壓(外部過電壓);當變壓器或線路上的開關合閘或拉閘時,因系統中電磁能量振蕩和積聚而產生的過電壓稱為內部過電壓。變壓器的這兩種過電壓都是作用時間短促的瞬變過程。科技論文。內部過電壓一般為額定電壓的3.0-4.5倍,而大氣過電壓數值很高,可達額定電壓的8-12倍,并且繞組中電壓分布極不均勻,端頭部分線匝受到的電壓很高。因此,必須采取必要的措施,防止過電壓的發生和進行有效的保護。
過電壓在變壓器中破壞絕緣有兩種情況,一是將繞組與鐵心(或油箱)之間的絕緣高壓繞組與低壓繞組之間的絕緣(這些絕緣稱為主絕緣)擊穿;另一種是在同一繞組內將匝與匝之間或一段繞組與另一段繞之間的絕緣(這些絕緣稱為縱絕緣)擊穿。由于過電壓時間極短,電壓從零上升到最大值再下降到零均在極短的時間內完成,因而具有高頻振蕩的特性,其頻率可達100kHZ以上。在正常運行時,電網的頻率是50HZ,變壓器的容抗很大,而感擴ωL很小,因此可以忽略電容的影響,認為電流完全從繞組內部流過。但對高頻過電壓波來說,變壓器的容抗變成很小,而感抗變成很大,此時電流主要由電容流過,所以必須考慮電容的影響。科技論文。考慮電容影響后,變壓器的分布參數電路(見后面圖1)。
其中:CFe——繞組每單位長度上的對地電容;C’——高低壓繞組之間每單位長度上的電容;Ct——繞組每單位長度上的匝間電容;L’——過電壓時繞組每單位長度上的漏電感;R’——繞組每單位長度上的電阻。
下面簡單說明兩種不同類型過電壓產生的原因:
1.內部過電壓我市電網中,絕大多數是降壓變壓器,下面就以降壓變壓器空載拉閘為例說明內部電壓產生的原因
根據變壓器參數的折算法可知,把二次側(低壓側)電容折算到一次側(高壓側)時,電容折算值為實際值的(1/K2)倍,所以二次側電容的影響可以略去不計。這就是說,空載時可以忽略二次側的影響。就一次繞組來說,由于每單位長度上的對地電容CFe是并聯的,故對地總電容為CFe=ΣCFe由于一次側單位長度上的匝間電容Ct是串聯的,故它的匝間總電容為Ct=1/(Σ1/Ct)在電力變壓器中,通常CFe>>Ct,所以定性分析時,匝間電容的影響也可略去不計。當再忽略繞組電阻R1時,可得空載拉閘過電壓時的簡化等效電路(見后面圖2):其中L1是一次繞組的全自感。把空載變壓器從電網上拉閘時,如果空載電流的瞬時值不等于零而是某一數值Ia,這時相應的外施電壓瞬時值為Ua。于是在拉閘瞬間,電感L1中儲藏的磁場能量為1/2L1i2a,電容CFe上儲藏的電場能量為1/2CFeU2a。由于這時變壓器的電路是由電感L1和電容CFe并聯的電路,故在拉閘瞬間,回路內將發生電磁振蕩過程。在振蕩過程中,當某一瞬間電流等于零時,此時磁場能量全部轉化為電場能量,由電容吸收,電容上的電壓便升高到最大值Ucmax。當不考慮能量損失時,根據能量守恒原理有CFeU2cmax= L1i2a+CFeU2a故得上式表明,當拉閘電流和電容上的電壓一定時,繞組的電感愈大,對地電容愈小,則拉閘時過電壓愈高。電力系統中,拉閘過電壓通常不超過額定電壓的3.0-4.5倍。
2.大氣過電壓大氣過電壓是輸電線路直接遭受雷擊或雷云放電時,電磁場的劇烈變化所引起的
當輸電線路直接遭受雷擊時,雷云所帶的大量電荷(設為正電荷)通過放電渠道落到輸電線上,大量的自由電荷向輸電線路的兩端傳播,就在輸電線上引起沖擊過電壓波,稱為雷電波。雷電波向輸電線兩端傳播的速度接近于光速,持續的時間只有幾十微秒,電壓由零上升到最大值的時間只有幾微秒。雷電波的典型波形為曲線由零上升到最大值這一段稱為波頭,下降部分稱為波尾。如果把波頭所占時間看成是周期波的四分之一周期,則雷電波可看成是頻率極高的周期性波。這樣,當過電壓波到達變壓器出線端時,相當于給變壓器加上了一個頻率極高的高電壓。這一瞬變過程很快,一開始,由于高頻下,ωL很大的,1/ωC很小,電流只從高壓繞組的匝電容和對地電容中流過。由于低壓繞組靠近鐵心,它的對地電容很大,(即容抗很小),可近似地認為低壓繞組接地。科技論文。可雷電波襲擊時,沿繞組高度上的電壓分布取決于匝間電容Ct和對電容CFe的比例。在一般情況下,由于兩種電容都存在,過電壓時,一部分電流由對地電容分流,故每個匝間電容流的電流不相等,上面的匝間電容流過的電流最大愈往下面則愈小,隨著電壓沿繞組高度的分布變為不均勻,見下圖:(圖3是過電壓波加在變壓器兩端的電壓)從圖中可見,起始電壓分布很不均勻,靠近輸電線A端的頭幾匝間出現很大的電壓梯度,因此,在頭幾個線匝里,匝間絕緣和線餅之間的絕緣都受到很大的威脅,這時最高匝間電壓可能高達額定電壓的50-200倍。
3.過電壓保護為了防止變壓器繞組絕緣在過電壓時被擊穿,必須采取適當的過電壓保護措施,目前主要采用下列措施
3.1避雷器保護
在變壓器的出線端裝設避雷器,當雷電波從輸電線侵入時,避雷器的保護間隙被擊穿,過電壓波對地放電,這樣雷電波就不會侵入變壓器,從而保護了變壓器。
3.2加強絕緣
除了加強變壓器高壓繞組對地絕緣外,針對雷電波作用的特性,還要加強首端及末端部分線匝的絕緣,以承受由于起始電壓分布不均勻而出現的較高的匝間電壓。這種方法效果有限,而且加厚絕緣使散熱困難,同時減少了匝間電容,增大了匝間電壓梯度。目前只在35kV及以下的變壓器中采用。
3.3增大匝間電容
1954年,世界第一條高壓直流輸電聯絡線被運用到了商業之中,隨著它日益成熟的技術為海底電纜、遠距離大功率以及兩個交流系統間的非同步聯絡等各方面提供了十分廣泛的電力效益。但是,由于在經濟和技術方面存在著一定的局限性,因此導致近距離小容量輸電場合和的高壓直流輸電未能得到充分利用。然而,在電力半導體特別是絕緣柵雙極晶體管(LGBT)的大力促進下,使得高壓直流電更加輕型化。目前,以電壓源換流器(VSC)與絕緣柵雙極晶體管為基礎,使高壓直流輸電的容量幾MW擴大到了幾十MW。這類小功率的輕型高壓直流電以其各種優勢充分展現了它的發展前景。
1、輕型高壓直流輸電的技術特點
(1)電壓源換流器的電流可以自動斷開并工作在無源逆變方式,因此它無需另外的換相電壓。與傳統高壓直流輸電的有源網絡不同的是,輕型高壓直流輸電的受端系統是無源網絡的,因此克服了受端系統必須是有源網絡的根本缺陷,繼而促進了高壓直流輸電對遠距離孤立負荷進行送電的實施。
(2)同傳統的高壓直流輸電正好相反,在潮流進行反轉的時候,直流電流方向能在直流電壓極性不變的情況下進行反轉。HVDC的這個特點能夠促進不僅為潮流控制提供便利且提供較為可靠的并聯多段直流系統的構成,繼而使傳統多端的高壓直流輸電系統在并聯連接時不方便進行潮流控制以及串聯連接時影響可靠性的問題得到有效解決。
(3)對輕型電壓直流輸電進行模塊設計能夠極大的縮短其設計、安裝、生產以及調試周期。與此同時,電壓源換流器所采用的脈沖寬度調制(PWM)技術,其有著相對較高的開關頻率,在高通的濾波后便能夠產生所需的交流電壓,省略了變壓器不僅簡化了換流站的結構,同時還大大減少了所需濾波裝置的容量。
(4)傳統的高壓直流輸電因為其控制量只有觸發角,所以傳統HVDC是無法對無功功率和有功功率進行單獨控制的。而輕型高壓直流輸電在正常運行的時候,其電壓源換流器能夠對有功功率以及無功功率同時進行獨立控制,甚至可以使功率因數為1。此種調節不僅能夠提高完成效率,還能對之加以靈活的控制。另外,電壓源換流器不但無需交流側提供無功功率并且還起著靜止同步補償器的作用,使無功功率的交流母線得到動態補償繼而促進交流母線電壓的穩定性。換而言之,即使是在故障的情況下,只要電壓源換流器的容量足夠就可以使輕型高壓直流輸電系統對故障系統進行無功功率緊急支援或有功功率緊急支援,從而促使系統的電壓穩定性以及功角穩定性的提高。
2、輕型高壓直流輸電的發展及前景
在我國,輕型高壓直流輸電技術的發展一直以來都受到電力工作者的重視,并且對之展開了一系列的初步的研究。另外,一些應用單位逐漸認清了輕型高壓直流輸電的具體優勢,因此也開始考慮采用HVDC于實際輸配電工程之中。然而從整體上來講,輕型高壓直流輸電的研究在我國依舊是匱乏的且基本處于空白期。因此我們要盡可能快的促進研究水平的提供以將之能夠迅速的有效利用起來,此項研究不僅十分迫切且具有相當重要的現實意義。所以,筆者就研究工作的展開提出以下幾點建議。
(1)在輕型高壓直流輸電中建立數字仿真研究手段,因此電力工作者要在研究過程中制定出輕型電壓直流系統全部一、二次設備的數字仿真新方法與新興數學模型;(2)經過對電壓源換流器的故障以及運行特性的分析,電力工作者要在研究過程中具有針對性的提出適合VSC運用的PWM技術和相關的保護措施;(3)構建一個輕型高壓直流輸電的物理模型,然后通過高速數學新高處理芯片對輕型高壓直流輸電的控制器進行研制;(4)對于電壓源換流器連接構成的控制方式(電壓控制、無功潮流控制、有功潮流控制)、多端直流系統的運行特性,還有輕型高壓直流系統的保護措施進行一系列研究與制定;(5)對于整個電網電能質量,輕型高壓直流輸電有著怎樣的影響且如何對之加以控制都需要電力工作者進行更深一步的研究;(6)對技術經濟進行論證,從而確定輕型高壓直流輸電技術對于我國電力技術發展的可行性與必要性。
隨著電力半導體以及其控制技術的不斷發展,尤其是IG-BT的日益進步從而衍生了輕型高壓直流輸電技術。即將投運以及已經投運的各項輕型高壓直流輸電技術工程的成功建設已經充分表明了HVDC技術正在日漸地成熟與發展著。可再生能源的全面開發、高新技術的飛速發展,還有電力技術的不斷進步與完善,都對電網靈活且可靠的運行以及高品質電能質量提出了進一步的要求,從這一系列情況的顯示來看,輕型高壓直流輸電的使用范圍正在不斷擴大,這勢必會使HVDC light在我國得到進一步的研究與重視。
3、結語
綜上所述,輕型高壓直流輸電作為一項新型的輸電技術正通過其自身特點在各方面的應用中充分展示了其獨特的優勢,主要有對電壓以及潮流的有效控制、對環境的影響不大、設計表轉化、建設效率化、結構模塊化且緊湊等各種優越性。綜合這一系列優點,輕型高壓直流輸電不僅僅是引起國家以及各應用單位的重視,并且在未來將會漸漸地運用到建設當中去,最終會有利于促進我國科技以及經濟的發展。
參考文獻
我國住房制度的改革以后,住房將全部作為商品推向市場。作為商品的住宅,其質量以及其布局是否合理將直接影響住戶的使用和開發商的利益,因此住宅的設計也就更應引起設計人員的注意。
一、每戶住宅內計算負荷的確定
1、住宅面積分為三類:小型住宅60m2以下,中型住宅60~100m2,大型住宅100m2以上。再依據人們的生活習慣,在滿足人們最大限度方便的前提下,可能同時使用的電器設備有:燈具…200W,音響…300W,冰柜…200W,空調…1300W,電冰箱…150W,微波爐或電飯煲…1000W,電視機…90W,飲水機(臺式制冷)…100W,抽油煙機…50W,洗衣機…200W,其它未知設備(我們假定一個“功率因子”)…500W。
2、查設計手冊得需要系數0.4~0.6,所以根據實際情況,我們設計時取0.4系數便可以,則小型住宅負荷計算取3.5kW,中型住宅負荷計算取4.5kW,大型住宅負荷計算取8.5kW即可。隨著國家對節約能源的宣傳,人們的節電意識會明顯增強。根據人們生活水平的現狀,該容量在10-15年內不會突破。
二、住宅樓的電源與戶內配電系統 :
1、一般住宅供電由小區變配電所引入,應采用三相四線(TN-C系統),經重復接地后進入單元總電表開關箱,改成三相五線制(TN-S系統)后再放射到各用戶,配電箱中應有短路、過載、漏電保護,斷路器應選用能同時切斷相線——中性線的斷路器。住宅用電負荷計量應采用一戶一表制,建議將單元總開關及分戶電能表集中設置以便管理。
2、戶內配電系統:隨著家用電器的增多,為避免電氣線路過載和降低諧波電壓的影響,戶內配電系統應采用多回路形式,至少應設照明回路、一般插座回路和空調回路,如實際需要也可將廚房和淋浴室設為單獨回路。
三、戶內主開關、進戶導線的確定 :
1、導線的選擇
導線的選擇主要是確定導線的型號和規格,其原則是既能保證配電的質量與安全又能節省材料,做到既經濟又合理。其中導線型號應按使用工作電壓及敷設環境來選擇;導線的規格(導線截面)可按下列要求進行選擇:
(1)有足夠的機械強度。為防止出現斷線事故,導線必須有足夠的機械強度,一般照明回路計算電流較小時(<10A),其導線都應按機械強度選擇。
(2)能確保導線安全運行。選擇導線時應保證其安全電流大于長期最大負載電流,同時應注意以下幾點:
a.在選擇進戶線及干線截面時應留有適當余量;
b.單相制中的中性線應與相線截面相同;
c.三相四線制中的中性線載流量不應小于線路中的最大不平衡負荷電流。用于接中性線保護的中性線,其電導不應小于該線路相線電導的50%,氣體放電燈的照明線路因受三次諧波電流的影響,其中性線截面應按最大一相電流選用。
(3)能確保電壓質量。對于住宅建筑來說,電源引入端至負荷末端的線路電壓損失不應大于2.5%,如線路電壓損失值大于規定電壓損失允許值,應加大導線截面以保證線路的電壓質量。
總之,在選擇導線時要考慮實際使用及未來發展需要,適當留有余量,減少電壓損失,保證導線使用的安全可靠和經濟有效。
2、電器設備的選擇
電器設備主要指電源配電箱、電表、控制開關、漏電保護開關及電源插座等。電器設備的選擇合理與否直接影響工程的質量。選用時應根據住宅的負荷情況、安裝要求、使用環境、設備的工作電壓和工作電流等合理選擇電器設備的型號規格,注意設備的容量等級寧大勿小,但又要避免選得過大造成浪費,一般來說在計算工作電流的基礎上選大一級即可。論文參考,電氣設計。為確保其質量,應選用符合國際電工委員會IEC標準和國內GB、JB有關行業標準,并具有產品質量認可證書的電器產品。總之,電器設備的選擇盡可能做到安全可靠和經濟合理。論文參考,電氣設計。
3、住宅支線回路的劃分:
住宅內的支路管線按功能區設置,并且每一支路均裝設漏電保護器,同一功能區內的所有電器均接于該功能區內的支路上。以一套三居室的閉職單元為例,其所需的回路數為:南面兩臥室;起居室;廚房和北小臥室;衛生間。在劃分功能區時我們也可以承接重墻來劃分,因為居民在裝修時承重墻是不能動的,而非承重墻有可能被拆掉,這樣就可以保證住戶在同一功能內隨意改裝,對其它功能區均無影響。按功能區劃分支路有以下優點:
1、每一支路的所有電器均在漏電保護范圍之內,用電更安全;
2、可以采用頂板布線,避免地面墊層敷設中的管路交叉;
3、方便住戶將來的改造;
4、可以減少管線的用量,避免浪費;
四、電氣設施的布置:
1、燈具、開關的布置:
燈具、開關基本上按傳統的布置方法,但有條件的地方應設置夜燈,起居室的開關采用雙位單控開關或采用調光開關。
插座的布置:插座在住宅中起著非常重要的作用,我們通常布置插座是參照建筑專業提供的家具布置圖,但是,將來的住戶并不一定按照建筑師給他安排的方案來布置家具,因此,有些插座設計時是合理的,而使用時卻很不方便。筆者認為我們不要單以建筑專業提供的圖紙來安排插座,而是盡量的多安排一些插座,由于現在插座的價格相對來說比較便宜,總的造價增加不了太多,卻給住戶帶來了很大的方便。同時住宅內的插座應全部設置為安全型二眼三眼插座,在比較潮濕的地方應加上防潮蓋。
(1)臥室:臥室除有窗戶外的三面墻上均設置插座,插座距地0.3米。在有窗的墻上距地2.3米設置空調插座。論文參考,電氣設計。在陽臺上距地1.8米設置一插座。
(2)起居室:起居室是電器布置較多的地方,并且也是人們活動較多的地方,我們所設計的插座往往被沙發或其它的家具擋住,故起居室中應在每一面墻上均設置插座,在面積較大的墻上應設置兩組插座。
(3)廚房:應設置冰箱插座(距地1.8米)、抽油煙機插座(距地1.8米)、燃氣熱水器排氣扇插座(帶開關距地1.8米)、電飯煲插座(帶開關距地1.0米)、其中燃氣熱水器排氣扇插座為以前未考慮到的均加裝防潮蓋。
(4)衛生間:應設置洗衣機插座(帶開關距地18米)、鏡箱插座(距地1.8米)、視情況安裝電熱水器插座(帶開關距地1.8米)。均加裝防潮蓋。論文參考,電氣設計。
五住宅智能化系統的設置 :
1、保安系統一般包括:門禁系統和安全報警系統。論文參考,電氣設計。門禁系統又分為:來訪應答系統和電子鎖系統。門禁系統目前正逐漸的被大家接受和使用,并且生產的廠家也已經很多,但產品基本上大同小異。設計中可以同甲方協商來確定是否安裝,同時我們可以參照廠家樣本預留出管路以備將來安裝。
2、安全保警系統又分為:火災保警、毒氣報警和匪警報警。安全報警系統已經引起了人們的重視,但在實際的工程中采用的并不多,其中最重要的原因就是該方面的產品還較少,其性能質量還不穩定。但隨著技術的進步和人們重視程度的提高該系統一定會普及至每一戶住宅。