钽电容范文

时间:2023-03-31 08:28:35

导语:如何才能写好一篇钽电容,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公文云整理的十篇范文,供你借鉴。

钽电容

篇1

微星870A―G54主板采用了定位主流的AMD870系列芯片组,在售价没有提高的情况下将处理器供电部分的滤波电容产品升级为钽电容。由图中我们可以看到该款主板为处理器配置了4+1相供电电路,每相供电配置了3个MOS管以及2颗滤波钽电容,而且为更好地从电源获取电流,供电接口也采用了高端的8针设计。

采用了更出色的供电设计就应该提供更出色的超频能力,在试用拥有六个核心的1090T处理器时,不但能够轻松超频至4GHz,而且能够稳定在此频率的核心电压也有所下降(对比某品牌高端890FX主板),可见钽电容的使用的确有成效。

既然有了优秀的供电设计,超频就有点“理所当然”了,微星为用户提供了一个相当便捷的超频方式――旋钮。用户只要按下图中左侧的超频精灵按键(按键内置灯会亮起)后就可以任意扭动右边的旋钮了,此时每转动一格(有段落感旋钮)代表1MHz,并且能够实现超频与降频,只要按对应方向扭动旋钮就行。另外在笔者详细检查主板BIOS设置时还发现用户还可以定义旋钮每一格所调整的数量,最多可以是每一格定义为10MHz。

对于微星的超频精灵,我们做了简单的测试,在windows系统下直接超频,在用CPU-Z软件实时监控下可以看到处理器外频根据笔者的调整在实时变化,当然这个变化有一点“延时”,大概半秒左右就能获得新的频率。不过比较可惜的是目前AMD处理器外频可提升的幅度有限,笔者手上六核的1090T以及三核的425都只能止步在225MHz外频左右。

新产品除了在供电等方面有所提升外,功能性的配置也要跟随潮流升级。这款微星870A-G54主板也通过NEC芯片支持两个USB3.0接口,为用户日后的使用提供了支持。图中我们可以看到一些不常用的接口都没有出现

这样可以更好节约成本,还利于民。

前面已经提到这款微星870A-G54主板定位主流市场,虽然AMD 870芯片只支持16+4的双卡交火模式,但是配置两条PCI-E×16插槽还是必须的。由于SB850南桥已经不支持IDE设别,微星通过外加芯片提供了一个IDE接口,方便升级用户使用。

既然来了一块AMD主板,而且支持双卡交火,正好手上又有两块一样的HD6870显卡,就来个HD6870交火挑战3DMark 11咯!

3DMark 11至目前最新版本的3DMark显卡测试软件,完全支持DirectX 11 API。而当中微星提供了一定的支持,因此在部分场景中我们还能看到微星品牌标志的出现。

在HD68 70双卡交火的平台中,3DMark11得分为:P6307,而单张HD6870显卡只能获得P3943,提升了近60%,可见PCI-Ex4插槽的带宽并没有对成绩带来太明显的影响,双卡交火的效能相当出色。而后笔者还测试了Heavan Benchmark,在全高清分辨率下双卡交火获得了60.2fps的平均帧速,而单卡只能获得34.9fps,双卡提升超过了70%,提升更为明显。

篇2

2、按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等。

按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。

4、按制造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等。

5、高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。

6、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

7、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。

8、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。

9、低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。

篇3

电容是电容元件电容器的简称,以储存电荷为其特征,因此具有储存电场能量的功能。常见的电容类型有电解电容、陶瓷电容、钽电容等。

电容器作用:

电容器主要用于交流电路及脉冲电路中,在直流电路中电容器一般起隔断直流的作用。电容既不产生也不消耗能量,是储能元件。电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件;在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。因为在工业上使用的负载主要是电动机感性负载,所以要并电容这容性负载才能使电网平衡。

(来源:文章屋网 )

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关键词:电力系统 保护线路 串补电容 继电保护系统影响

中图分类号:TM761 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)10(b)-0035-02

1 串补电容装于线路始端

如图1所示,此时线路两端距离Ⅰ段的起动阻抗应为:

ZⅠdz.1=ZⅠdz.2=0.85(ZAB-jXC)

式中,ZAB为被保护线路阻抗;

XC为串联电容的阻抗。

当保护1和保护2的距离Ⅰ段采用方向阻抗元件时,它们按上式整定的特性圆和线路阻抗的分布分别如图1(a)、图1(b)所示。

如图1(a)所示,装于A侧的保护1在始端A′点到M点的范围内短路时,阻抗元件的测量阻抗均位于动作特性之外,即保护不能动作,在这种情况下不能使用距离保护。

再看图1(b)所示,装于串补电容对侧变电站B的保护2,受XC的影响使保护区缩短,只能保护由B到N点的范围,但不致出现拒动或误动的现象,因此可以用,但显然XC的数值越大,保护区缩短得越多。注:为便于比较,图中的虚线圆表示未加串补电容时动作特性。

2 串补电容装于线路中间

这种情况下,两侧距离Ⅰ的起动阻抗仍按前式整定:ZⅠdz.1 =ZⅠdz.2=0.85(ZAB-jXC),只要串补电容的补偿度不超过50%,即

XcZAB│,则阻抗元件的动作特性见图1(c),在线路A~B内故障时,保护1、2均可正确动作,而且保护性能也很好。但是,这种补偿方式的缺点是,当短路电流较大时,如果电容器被保护间隙短接,则距离Ⅰ段保护区将大为缩短。

3 串补电容装于变电站的母线之间

串补电容和保护位置(对距离保护的影响)如图2所示。

提出问题:为什么要将串补电容装设在变电站母线之间?

因为由于当多段高压输电线串联,或高压输电线上设有开关站时,此时可将串补电容装于高压变电站或开关站的母线之间。图3展示了装设于两条线路上的保护1、2、3、4的整定特性圆和测量阻抗。

图3向量AB为线路AB的阻抗ZAB。BC代表串补电容的容抗ZBC,CD则代表线路CD的阻抗ZCD。折线DCBA则可看作是从D点看向A点的各线段阻抗。为了表明在同一图上,从D看向A的阻抗假定为负的,与从A看向D的阻抗向量方向相反。

从图3可见,保护1的整定圆1应通过保护1安装点。为保证选择性C点应位于圆1之外。保护3的整定圆3应通过保护3安装点C。因B点位于圆3之内,故在B点及其附近的相邻线路上短路时,保护3将误动(应注意看图B点包在圆3 内),因此,必须采取措施加以防止。保护4的整定圆4应通过保护4的安装点D向下画。B点位于圆4之外,不会误动。保护2的整定圆2应通过保护2安装点B向下画。在反向C点附近短路时,将要误动(应注意看图C点包在圆2内),应采取措施加以防止。

图3中1、3与2、4为两种不同方向的特性圆,其大小为区分之用。

4 结论

当串补电容设置于变电站或开关站母线之间时,在h离串补电容的两端,距离保护Ⅰ段的保护区将大大缩短,而在靠近电容器的两端,距离Ⅰ段的保护区虽较长,和没有电容器一样,但在反向电容器背后及附近的相邻线路上短路时,保护将要误动,因此必须采取防范措施。

由图3可知串补电容装于变电站或开关站母线之间时对距离保护的影响。其他影响距离保护正确工作的因素此处不做进一步分析。

5 结语

在电力系统高速发展的今天,电力网对继电保护的要求也日益增高。特别是智能电网技术在电力系统高速运用的过程中会对继电保护提出更高的要求,同时也会出现种种新的问题,这将使从事继电保护工作的人员面临一系列重要任务,如何有效解决这些问题,并且将更好、更新的继电保护技术与智能电网实现最佳的结合,将成为继电保护工作人员面临的重要课题。

参考文献

[1] 贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1994.

[2] 陈军伟.可控串补对输电线路继电保护影响的分析与研究[D].华北电力大学(北京),2011.

[3] 邹焕雄.串补电容对距离保护的影响及其解决方案的分析[J]. 科技风,2012(13):110.

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【关 键 词】PW-82521模块,直流无刷电机,TVS管,过流保护

【中图分类号】 TM33【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)07-0256-02

0引言

永磁无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、运行可靠、维护方便等显著优点[1],适合应用在宽温、强振动、大过载等恶略工作环境,并具有高可靠性指标要求的机载、球载雷达伺服系统中。

本文针对某型机载雷达伺服系统性能指标要求,提出以PW-82521模块为核心驱动模块的直流无刷电机驱动器的设计方案。此模块是一款性能完备的智能型电机驱动模块,可广泛用于驱动直流无刷电机和直流有刷电机[2],具有控制方式简单、工作温度范围广、重量轻、体积小、抗干扰性强、集成度高等诸多优点。驱动器设计了信号隔离电路增强系统的抗干扰能力,设计过流保护电路,确保电机长期、可靠的工作在允许的电流范围内,提高系统的可靠性。

1 系统工作原理

1.1系统构成

系统结构框图如图1所示。

1.2 PW-82521工作原理

图2是PW-82521在直流无刷电机伺服系统中采用电流环控制方案的典型应用电路图。PW-82521额定工作电压200V、电流10A、频率10KHz~100KHz、占空比5%~95%,相关引脚定义为:

VBUS+A、VBUS+B、VBUS+C:模块内部三相桥的供电电源端,接到外部供电电源的正端。VBUS-:VBUS+供电回路的负端。

VCC AND VCC RTN:模块内部混合数字电路的电源端,供电电压为+5V。

VDR:模块内部MOSFET管驱动信号用电源,供电电压为+15V。

VDD、VEE:模块内部小信号逻辑电路供电电源。VDD供电电压为+5V~+15V,VEE供电电压为-5V~-15V,两种电源值必须保持对称。

SUPPLY GND:VDR,VDD,VEE电源回路的负端。此管脚与VBUS-管脚在模块外部短接在一起。

CASE GND:管脚在模块内部连接到混合电路回路。在一些应用场合,将此管脚连接到地上,可以起到抗电磁干扰的作用。

HALL A,B,C SIGNALS:电机HALL信号输入端。

PHASE A,B,C:三相桥臂驱动信号输出端。

ENABLE:模块内部PWM信号使能控制信号,低电平有效。当信号为高电平无效时,模块内部PWM信号被禁止,三相桥臂输出信号均为0V电平。

TACH OUT:电机速度检测端。信号为方波,频率与电机速度相关。

DIR OUT:电机旋转方向指示信号,低电平表示电机做顺时针旋转,高电平表示电机做逆时针旋转。

CURRENT MONITOR OUT:电机电流采样信号输出端。此信号以电压形式输出,电流电压比为2.5A/V,此信号不仅反映电流的大小同时反映电流的极性。

SYNC IN:外部时钟信号输入端。

PWM IN:比较信号输入端,此信号控制PWM信号的占空比。PWM OUT信号或外部三角波信号和此管脚相连。

PWM OUT:模块内部合成PWM信号的三角波信号的输出端。输出信号频率的变化可以通过调节连接在此管脚与地端之间的电容容值来实现。

ERROR AMP INPUT,ERROR AMP OUT:误差放大器的输入端和输出端。

COMMAND IN+,COMMAND IN-,

COMMAND GROUND,COMMAND OUT:控制信号运算放大器的输入、输出管脚。放大器为差分运算放大器。

2 硬件设计

按照功能,驱动器的硬件电路划分为:驱动模块,辅助电源保护模块、信号隔离及逻辑变换模块、过流保护模块。以下介绍各功能电路的硬件实现及器件选取。

2.1驱动模块

由PW-82521为核心器件的驱动原理图如图3所示:

图1中,C1选用高品质的钽电容作为储能器件;C2、C3、C4选用无感陶瓷电容;D1-D4为单向TVS器件;C13选用330pF电容,系统工作频率为25kHz;R1~R4,C14决定电流环特性。

2.2辅助电源保护模块

PW-82521正常工作需要母线电源和4种辅助电源。辅助电源的缺失或过压都会引起模块工作状态的不稳定,严重的情况下可导致模块的失效。本文设计的驱动器对所有辅助电源都进行了过压保护,针对VDD和VEE设计了电源检测电路,采用简便易行的光电检测电路。

过压保护采取选用优质钽电容和并联TVS管的双重措施。图3中C5~C8选用20uF的贴片式固态钽电容,C9~C12选用104K的无感陶瓷电容,图3中D1~D4为TVS管。TVS管即瞬态电压抑制二极管[3],它在规定的反向应用条件下,当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时,其工作阻抗能立即降至很低的导通值,允许大电流通过,并将电压箝制到预定水平,从而有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。TVS管的选取可以遵循以下原则[3]:

(1) 最大箝位电压Vc(max)不大于电路的最大允许安全电压;

(2) 最大反向工作电压(变位电压)VRWM不低于电路的最大工作电压,一般可以选VRWM等于或略高于电路最大工作电压;

(3) 额定的最大脉冲功率,必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。

2.3信号隔离及逻辑变换模块

电机驱动信号为大电流信号易对控制信号产生干扰,为了确保来自控制单元控制信号和采样信号不受电机信号的干扰,本文设计的驱动器选用强弱电信号全隔离的方案,以确保驱动器具有较强的抗干扰能力。电流大小及极性的控制信号的隔离选取差分运放隔离的方式,功能芯片选用INA117,使能控制信号及电机工作状态的检测信号的隔离方式选取光电隔离的方式,功能芯片选用HCPL6651,电路原理图如图4所示:

2.4过流保护电路

机载雷达天线座结构紧凑,电机的安装空间狭小、形式复杂、不易拆装,而且电机的容量余度不能选取过大。因此必须尽量避免电机因长时间过流引起绕组发热而烧毁电机的事故。

本文针对上述描述的电机保护问题,设计了电机电流过流保护电路,如图5所示:

绝对值电路将双极性的电流采样信号转变为单极性的信号原理如图5(a)所示。延时电路用来区分过流的状态,对不至引起电机损坏的短时的过流现象进行保护屏蔽,保护的延时时间由图5(b)中R1、R2、C1构成的充放电电路和预设的保护基准Ref2来决定。

3 系统实验

图6给出空载0-1500rpm速度阶跃响应波形。由图可以看出速度响应时间小于15ms,且无超调,满足系统带宽要求。

4 结束语

本文设计了以PW-82521为核心器件的直流无刷电机驱动器,该驱动器成功应用于某型机载雷达伺服系统,通过高低温实验、振动冲击实验、可靠性实验及电磁干扰实验验证,此驱动器工作性能稳定可靠。在研制过程中有以下总结:

1) PW-82521模块的VBUS+和VBUS-管脚选用高品质无感高频滤波电容就近连接,能提高抗干扰能力。

2) 辅助电路的地与PW-82521模块的地需选用星形单点接地的连接方式以提高系统的抗干扰能力。

3) 合理选配模块的辅助电源端并联TVS管,可以大大降低由电源冲击造成的模块损坏。

4) 合理配置PW-82521模块的工作频率及散热方式,降低因器件过热引起的失效风险。

参考文献

[1] 王琛.直流无刷电动机原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004

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众多P67主板中,有不少产品都定位为中高端玩家,它们往往功能丰富,用料华丽。不过,面对其高高在上的价格,许多消费者也就只能轻唱一首《想说爱你不容易》。而针对般用户的产品在功能和做工上又常不尽如人意,那么有没有一款产品即拥有扎实的做工,又能保持必要的功能和亲民的价格呢?或许微星P67A-GD53主板符合这样的要求。

和前期评测的一款微星P67A-GD65主板相比,这块P67A-GD53产品仅在功能上做了些许简化,比如取消了一组通过第三方芯片提供的SATA 6Gb/s接口(保留了两个原生SATA 6Gb/s接口)、取消了电压测试孔和对NVIDIASLI的支持。这对于一般用户以及入门级玩家而言,在使用上并没有太大影响。微星P67A-G D53主板依然采用了微星近期主打的第二代军规料件,包括SFC电感钽电容、全固态电容三个部分。全固态电容大家都比较熟悉了,钽电容是以钽做介质,它具有耐高温、滤波效果好、寿命长等特点,因此被布置在了“功耗大户”CPU的插槽附近。SFC电感则是二代军规料件的另一个重要部分,相比传统铁素体电感来说,SFC电感储电效能更高电源损耗更低,可以进步保障供电的稳定性。揭开电感旁的散热片,我们看到的是微星在高端产品中常用的DrMos芯片,它对电流的控制比传统MOSFET更加精准,负载能力更强,温度也要低不少。

处理器供电部分的强化能保证其在超频条件下的稳定使用,而第二代超频精灵所带来的一键式超频模式则让超频变得更加简单。按下超频精灵按键后,Core i7 2600K处理器便稳定运行在4.2GHz之上,这让入门级用户也可轻松感受超频带来的性能提升。对于那些对超频感兴趣的玩家来说,只需再稍加调整,处理器性能便可被进一步压榨。将CPU电压调整到1.31V时,处理器主频提升至4.5GHz CinebenchR11.5多核渲染性能提升幅度达到了28.8%,达到了8.81pts,其它各项测试成绩也有了不同程度的提升。微星P67A-GD53主板采用了支持15种语言的图形化EFI BIOS,界面亲和,操作简单,用户仅需通过鼠标的点击即可轻松完成启动设置更新BIOS等操作。可以看出这款主板已将实用的功能和扎实的做工很好地结合在了一起,普通用户和入门级玩家若在近期有搭配SNB+独显平台的意向,不妨对这块微星P67A-GD53主板有所考虑。

测试手记:两块主板都具有扎实的做工和实用的功能,同时,与Core i7 2600K处理器搭配,无论是对处理器主频超频,还是对处理器中集成的核芯显卡超频,它们都有较好的表现。在日常使用之余,通过简单的操作来压榨一下处理器性能也是个相当不错的选择。

精英H67H2-M(V1.1)主板

这款精英H67H2-M(V1.1)主板属于精英的高端Black系列,全板以白色和灰色为主色调,看上去颇上档次。银色全固态电容的加入在风格上也与主板相得益彰。供电部分由6颗电感组成了4+1+1的供电模式,即4相处理器部分供电,1相图形核心供电以及1相内存控制器供电。由于H67不支持处理器主频超频,且Sandy Bridge处理器在功耗方面的控制也还不错,这样的搭配基本能满足日常的使用。每项电感搭配了三颗“八爪鱼”MOSFET,内阻更小,电能转换效率更高。其上覆盖了大面积,双热管的一体式散热片,可加快热量的散发。

精英H67H2-M(V1.1)主板的视频输出接口非常全面,HDMI、DP、VGA、DVI,四大主流视频输出接口一应俱全,这一点在一般整合平台上极为少见,它们能为用户搭建多屏显示提供方便。此外,该主板采用的是钰创科技的EJ168A USB 3.0控制芯片,提供了两个板载的USB 3.0接口,符合主流外设连接的需要。精英H67H2-M(V1.1)主板取消了传统的PS/2接口,这对用户键鼠设备的连接可能会带来些许的不便,有需要的用户可购买USB转PS/2的连接设备来使用。此外,主板在其他设计上也比较人性化,板载开机厘启开关、纠错指示灯,清除CMOS键等常用配置一应俱全。主板包装盒内还为用户提供了的接口塞,用户可在不用部分接口时,用其塞住接口,防止灰尘进入,这样的设计可谓贴心之至。

篇7

迪兰HD7850酷能+2GB显卡

迪兰HD7850酷能+ 2GB的默认核心/显存频率达到了1000M/4900MHz,比公版的Radeon HD7850(860M/4800MHz)高出了不少,同时配备了2GB/256bit GDDR5显存,应付目前所有的3D游戏大作都已绰绰有余。为了保证产品在高频状态下发挥稳定,迪兰特意改用了5+2相供电系统,并搭配了PWM数字供电控制芯片,电容、电感等供电物料也均在公版规格基础上大幅升级。散热方面,产品使用了PCS+专业散热系统,拥有92mm直径超大风扇和双S型直通热导管,整体散热效率大幅提升。而2倍铜PCB板的加入也使得产品不仅电气性能进一步提升,同时电路板内阻更低,进一步提升散热效果。双迷你DisplayPort、双DVI加上1个HDMI接口的设计,更是有效满足了多屏显示的高端游戏用户的需求。

平价旗舰

索泰Z77皇冠版U1D主板

索泰Z77皇冠版U1D是一款平民级的旗舰产品,它的售价仅为999元,却提供了超乎想象的高规格设计。产品配备了24+1+1相超豪华供电电路,同时搭配了高效的PWM控制芯片,给处理器带来了持续稳定的供电环境。固态电容、贴片式钽电容及FPCAP顶级去耦电容让整张主板的滤波、储能效果大幅提升,DrMOS驱动场效应管的加入也进一步提升了供电电路的稳定性。E-ATX超大PCB板设计让这款主板比普通的ATX主板大出15%,布线更顺畅的同时也为产品赢得了更大的扩展空间,产品提供4条DIMM内存插槽、2条PCI-E 3.0×16显卡插槽、5条PCI-E×1插槽、4个SATA 2.0和2个SATA 3.0接口,完全满足用户扩展需求。此外,产品还提供了6个USB 3.0接口,并板载有300M双天线mini PCI-E无线网卡,DisplayPort+HDMI+DVI-I全高清数字接口的设计也能够满足高端用户的需求。

为游戏而生

篇8

关键词:船舶机舱;电气设备;电磁兼容设计;滤波设计;屏蔽设计;布线设计

电磁兼容(EMC)指的是同一电磁环境下的电气主系统、电气分系统、电气设备能够独立执行各自的功能,且工作性能可以达到规定安全裕度下的设计标准,电磁环境与电磁干扰不会严重损害电气设备的工作性能或引起性能失效,工作性能的降级程度与恶化程度处于可接受的范围内或正常工作的电气系统及电气设备不会产生严重的电磁效应、电磁影响及电磁干扰。EMC设计的实质是电磁防护与安全共存,减少电磁干扰、电磁骚扰,避免电磁环境对电气设备产生破坏效应。船舶机舱中的电气设备承担着识别、导航、通信、抗干扰等功能,EMC设计问题异常复杂,需要考虑EMC的相互关联性、设备功能性实现要求及电磁干扰的传输通道、干扰体、干扰源,以提升设备的抗扰度。

1设计方法

1.1滤波设计

滤波的作用包括干扰信号线与干扰电源,在船舶机舱中开展EMC设计时通常需要使用滤波器,可在传输线路中直接串联滤波器,串联后滤波器中的铁氧体、电阻、电容器及电感器等可产生特定频率,特定频率具有选择传输网络及抑制干扰频率的作用。设计滤波器时应注意降低电源频率损耗量,对于电磁环境中的其他频率,在设计时应尽量适配,以强化滤波器的损耗吸收、频率抑制及频率反射性能,从而有效抑制可产生干扰作用的电磁频率。为了适应船舶机舱中的特殊运行环境,设计滤波器时可优先选择低通形式。可将滤波器安装在电气设备的电源端,安装方法为并联与串联的组合形式,为确保滤波器的工作过程能够与电源输入过程实现有效契合,可采用π型、T型或L型设计方案。由于接地电阻可对滤波器的工作性能产生影响,同侧引线可产生辐射耦合效应,因此要避免在相同的屏蔽体中设计滤波器的输出引线与输入引线,确保输出引线、输入引线互不干扰,且不能互相交叉或在同一侧。对于经过电源开关或保险丝的引线,可以设置线路隔离装置,避免引线交叉。

1.2屏蔽设计

屏蔽设计指的是利用屏蔽材料封闭干扰源或敏感电路,以降低设备外部或内部的电磁效应、电磁强度,设计原理为使用屏蔽体引导、吸收及反射电磁能流,屏蔽抑制属于双向电磁抑制设计形式,可形成干扰电磁传播的空间场域,即屏蔽区域。外部空间电磁辐射进入屏蔽区域及屏蔽区域内的电磁辐射能量向外泄露的过程均受到限制,因此可以确保电气设备实现EMC,如电磁场中存在高频干扰信号,可采用电阻率较低的屏蔽体抵消外来电磁波,从而有效屏蔽能够产生干扰作用的电磁。屏蔽体在吸收电磁波及反射电磁波时,特征阻抗与波阻抗存在一定的偏差,特征阻抗与波阻抗之差增大时,反射损耗也会随之增加。电磁波穿透设备的屏蔽体后,可出现感生涡流,感生涡流可影响吸收损耗,如电磁波频率不断升高,则会造成涡流损耗逐渐增大。

1.3布线设计

对于船舶机舱设备的电源线与地线,设计时应注意把握好以下要点:为降低电磁阻抗与电磁噪声,进行EMC设计时应尽可能增加走线的跨度及缩短地线的长度。对于常规双面板,可沿电路板两面的垂直方向与水平方向连接地线,使集成电路形成网格地线系统,可采用金属材料联结网格系统中的交点,确保接地网能够正常工作。如电气设备中安装的电路板达到两层或两层以上,应设计电源面或接地面,缩小地线与电源线之间的距离,注意使数字地线与模拟地线实现分开走线,同时防止不同的地线之间形成回路。设计高速逻辑系统时,应处理好地线毛刺。可采用封装法处理地线毛刺,封装时可采用陶瓷、DIP或PLCC。如采用封装法无法有效处理毛刺,还可以将增强型驱动器或电阻接入输出端。此外,在设计配线方案时,不但要考虑便于维修、便于改线、美观性及经济性要求,还应注意抑制干扰源与静电。设计原则为走直线,确保信号线路与电源线路之间隔开一定距离,不应在高压线周围设计信号线,注意分开布设容易产生电磁污染的线路(供电线路、开关电源线路、变压器线路等)与无电磁污染的信号线(电阻线路、二极管线路、晶体管线路、逻辑运算电路等)。

2案例分析

2.1电磁干扰特点

某船舶机舱中安装了自动化监控系统。监控系统的主要功能为监测船舶动力装置的运行参数,监测点共为87个,电气系统中安装了大量输入接口,传感器向输入接口传输信号时可形成电磁干扰,再加上机舱中安装了大量调速器与电磁阀,调速器与电磁阀在工作时也会产生电磁干扰,因此监控系统中的电气设备处于较强的电磁干扰环境中,干扰途径包括传导耦合与辐射耦合。传导耦合分为电感耦合、电容耦合及电路耦合三种形式。辐射耦合包括近场耦合与远场耦合两种形式,近场耦合指的是电气设备内部电路产生的耦合干扰,远场耦合指的是船舶机舱中的自动化控制设备产生的耦合干扰,如继电器、接触器、空压机、淡水泵、燃油泵及滑油泵等产生的电磁干扰。

2.2设计方法

2.2.1屏蔽设计。电气设备机柜壳体材质为钢材,磁导率为140,导电率为0.1,设计时需考虑屏蔽体实际厚度与屏蔽效能之间的关系,本例的电磁频率为100MHz,屏蔽体的厚度为1.5mm。屏蔽效能由反射损耗、吸收损耗决定,计算公式为:式中:f为频率,单位为MHz;g为缝隙长度,单位为cm;j为场源与屏蔽体之间的距离,单位为cm。通过分析上述公式可知,机箱缝隙的屏蔽效能与搭接深度、缝隙长度有关,增加搭接深度与缩短缝隙长度可增强屏蔽效能。由于设备的连接螺钉可产生较大阻抗,因此需要将机箱侧面的结合部位设计成焊接形式,为避免焊接结合面时出现高温变形问题,应使用断续焊形式。本例中机箱折边宽度为3cm,转门的厚度为1.5cm,t为4.5cm,可根据公式g=t×27.3/SE,计算得出缝隙长度应<2cm,即焊接机箱侧面时应确保焊点之间的距离<2cm,以保证SE>80dB。2.2.2滤波设计。在分析及实测电源干扰情况后发现,开关电源产生的干扰频域与频率均达到了200Hz左右,因此在设计时需要采用低通型滤波器。由于设备的电源线同时存在差模干扰与共模干扰,因此设计时要注意综合差模滤波线路与共模滤波线路。选择滤波器时需测量电磁干扰频带与电平,根据测量结果与EMC标准选择滤波器,确保滤波器的频带能够有效抑制超标信号。在本例中,根据CE102标准测试了电源电磁干扰情况,根据测试数据选择EMC滤波器。在电源线路中安装EMC滤波器后,有效抑制了电磁干扰。2.2.3布线设计。布线时注意保证线束内线组之间的电平差<30dB,如需将线束组设计成平行敷设形式,需保证线束间距>3cm。将屏蔽线作为敏感线或高电平线,屏蔽线屏蔽效能均≥30dB。为实现电气隔离,在设计时分开了弱电系统与强电系统、数字电路与模拟电路,尽量避免将弱电设备布置在强干扰区域,分开捆扎信号电缆、动力电缆,将光缆及屏蔽电缆作为信号电缆,供电电缆均为屏蔽电缆。由于设备的PCB板中安装了时钟信号,时钟信号属于周期信号,频域能量较为集中,是EMC设计的难点。对于PCB板中的时钟电路EMC设计,采用了以下方案:时钟电路电源处于输出状态时,可产生灌电流或瞬态电流,为减小灌电流与瞬态电流造成的电磁冲击,在电源中设计了隔离装置与滤波装置。另外,振荡器电路中的射频电流也会产生辐射耦合,因此采用了振荡器金属外壳连接地平面的设计形式,使瞬态电流可以向地平面泻放。在端接设计方面,本例的时钟输出管脚为空载开路形式,开路管脚发生全反射时会引起PCB板中出现高次谐波干扰。

3结语

综上所述,现代船舶机舱拥有高度集成的电路、较快的总线速度、时钟频率较快的数字设备及性能不断强化的电子设备,电气设备的工作频率重叠或高度密集,这就可能迅速增加电磁功率的密度,加重电磁干扰。应通过EMC设计抑制电气系统与电气设备的干扰源,减弱及切断干扰耦合,并增强抗干扰性能及减少部分电磁敏感器件及敏感电路,以保证设备工作性能的可靠性以及安全性。在开展EMC设计工作时应采用完整的屏蔽体,保证滤波的信号线设计、电源线设计与输入输出设计达到要求。还应做好接地设计工作,选择最佳的接地点,根据等电位设计接地点的数量,以确保接地路径可以有效消除或削弱电磁干扰。此外,开展EMC设计工作时,应兼顾设备安全设计,避免机舱中的电气设备对操作人员的人身安全构成威胁。

参考文献

[1]周洪,蒋燕,胡文山,等.磁共振式无线电能传输系统应用的电磁环境安全性研究及综述[J].电工技术学报,2016,31(2).

篇9

关键词:电力电容器;运行巡视;检修维护

Abstract:: this paper introduces the running power capacitor on main problems existing in the operation, and must be noticed in running patrol and maintenance points, finally, how to better strengthen reactive equipment professional management puts forward some Suggestions.

Key words: power capacitor; Run Tours; Maintenance maintenance

中图分类号:O4

前言:随着工业生产的发展,城乡居民家用电器的增加,在用电量增加的同时,电网中的感性负荷比例也在明显上升,改善电压质量,提高电网功率因数,减少线路能量损耗和压降,提高设备利用率显得尤为重要。电力电容器作为静止无功补偿装置,在系统中得到广泛应用。其运行维护的水平对电网的经济运行有着直接影响,目前在运的电容器从型式上主要分为集合式和散装式,虽然近几年新安装的电容器都是采用的散装式。但集合式电容器在实际运行中还占有较大比例,其运行和检修维护重点也有所不同。

一、电力电容器组在运行中存在的主要问题

根据我们对所辖的电容器组设备运行状况的统计分析,主要存在以下的问题:

1、集合式电容器虽日常维护量小,但据有关资料统计,集合式电容器故障率远高于框架式电容器。并且集合式电容器一旦损坏后必须返厂修复,重复性损坏情况较多,维修时间长,使得无功装置投入率大大降低。

2、普通单块式电容器在运行中从损坏形式主要有:外熔断器熔断、壳体鼓肚、壳体爆炸开裂、瓷瓶损坏、渗漏油等等。特别是新投运电容器组运行状况不佳,容易出现电容器块损坏情况。如果有备用电容器块,可以很方便的予以更换处理,但现在备用电容器块普遍短缺,一旦有了问题,也得等厂家发备块才能更换。

3、户外安装的框架式电容器运行状况远比户内安装的差。主要表现为外熔断器的弹簧锈蚀严重、张力下降。特别是周围有重污染企业环境的,这种状况尤其明显。有的外熔断器运行年限长,甚至超过十年,虽外观检查无问题,但其性能是否下降还需进一步检验。

4、户内电容器组在运行中温度过高影响其安全运行。电容器室的通风散热效果有待进一步加强,特别是夏季,环境温度都接近甚至超过40℃,仅靠通风已不能降到设备所规定的环境条件要求。尤其是电容器室较小、电容量较大的电容器,这种状况更为明显。

5、有的电力电容器运行年限已久,整体运行虽稳定,但其外壳壳体和出线套管出现了微渗漏情况。

6、少量早期安装的电容器组由于受整体架构限制,外熔断器弹簧的安装角度不能达到要求。

二、电力电容器组在运行中需要巡视的重点

运行人员要定期对电力电容器组设备进行巡视,以及时掌握其运行状况。巡视内容包括:

1、电压、电流和三相不平衡电流是否在规定范围内。在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。

2、电容器外观检查,如果发现箱壳鼓肚变形应停止使用,以免发生事故。

3、各连接点的试温腊片有无熔化现象并定期用测温枪对各个接点部位进行测试,检查有无过热。

4、当环境温度超过电容器温度类别上限值时,应采用人工冷却(安装风扇)或将电容器组退出运行,并做好安装地点的温度和电容器外壳上最热点温度记录(特别是夏季)。

5、检查电容器瓷套裙边是否有破损、裂纹,瓷套上是否附着油污。

6、检查电容器套管表面脏污情况,是否有放电痕迹。

7、检查电容器室内通风是否正常、有无异常声音、是否有烧焦的臭味。

8、应加强外熔断器的巡视,巡视要点为:

(1)、安装角度应符合厂家的要求。

(2)、弹簧是否发生锈蚀、断裂。

(3)、指示牌是否在规定的位置。

三、电力电容器组在检修维护中的要点

1、电容器检修时的安全注意事项:

电容器为储能元件,在接触停运的电容器线路端子(含中性点)前,必须进行放电处理,避免残余电荷造成的电击事故发生。电容器组经放电线圈放电以后,由于部分残存电荷一时放不尽,且星形接线电容器组在经过长期运行后中性点积有电荷,会对检修或运行人员造成伤害,所以仍应进行人工放电。放电时先将接地线接地端接好,再用接地棒多次对电容器放电,直至无放电火花及放电声为止,然后将接地端固定好。特别是当外部熔断器熔断或电容器内部连线断线,在多段串联的电容器组内部个别脱离运行的电容器可能残留电荷,也会对运行或检修人员造成伤害。所以检修人员在接触故障电容器之前,还应戴上绝缘手套,先进行充分放电,用短路线将故障电容器两极短接,然后方动手拆卸和更换。

2、需定期进行电容器组单台电容器电容量的测量。为避免因拆装连接线导致套管受力而发生套管漏油的故障,应使用不拆连接线的测量方法。特别注意在电容器组故障后必须逐台测试电容量,不能仅仅更换外观有损坏的电容器块,有的电容器块内部已经损坏,但其外表看起来并没有异常,必须通过测试才能知道。

3、仔细检查每一个外熔断器的状况,及时更换已锈蚀、松弛的外熔断器,避免因外熔断器开断性能变差而复燃导致扩大事故。熔断器的装设角度和弹簧拉紧位置直接影响熔断器的开断性能,只有符合制造厂家的技术要求,才能使熔断器弹簧张力最大,开断性能最佳。以下图为例说明。

这是我们常用的外绷簧喷逐式熔断器。我们在实际安装、检修中要特别注意以下几点::

(1)、熔断器的装设角度和弹簧拉紧位置要符合规范。外绷簧式熔断器正常工作时,动作指示牌应垂直于水平位置,且与其底座板成90°角。消弧管管体与水平方向的夹角应为30°~45°之间,且熔丝应保持在消弧管的中心位置。有的工作人员担心弹簧折断而不敢使弹簧绷紧,还有的消弧管安装角度不合适,熔丝不在消弧管的中心位置,消弧管内壁和熔丝摩擦从而使其开断能力下降。

(2)、熔丝下端的软铜线在1处要进行缠绕固定,使弹簧直接拉紧熔丝。

(3)、熔丝下端的软铜线到电容器出线端子间应保持足够的松弛度,以免影响弹簧释放。

(4)、熔断器导电处必须保持良好接触,以免局部过热影响性能。电容器与熔断器尾线不能用螺母直接压接紧固,现在都必须经专用线夹(哈佛线夹)进行连接。通过这样做,使接触不良导致发热情况得到了很大改善。实际运行和检修中对连接板与母线排的接点及连接板与保险座的接点的接触情况也必须作为重点检查。

(5)、在外熔断器发生熔断更换时,一定要仔细检查,防止把户内型熔断器用于户外电容器组。熔断器的额定电流应与电容器匹配,一般选电容器额定电流的1.5倍为宜。

4、在检修工作中对于散装式电容器连接线应全部改为软连接,而对于集合式电容器应采用有伸缩节的铜排(或铝排),避免电容器因连接线的热胀冷缩使套管受力而发生渗漏油故障。检修试验时因有的集合式电容器不能采用不拆引试验方法,在拆引时要拆开母线与软连接的连接头处,然后进行试验。无异常时不要拆套管接头处,避免拆引时套管受力。

5、新装或更换工作,搬运电容器时切不可使套管受力。在接线时,导电杆上承受的扭矩也不是越大越好,应该符合下面要求:M12小于15N.m,M16小于30N.m,安装时该力矩的把握最好用力矩扳手来进行,可以既防止套管过分受力造成损坏或渗漏油,又防止因不敢使劲造成紧固程度不够而导致发热。

6、当分散式电容器块损坏更换时,新换上的备用块尽可能选择和原来型号、额定电容量、尺寸都一致的,若尺寸不一样,则需要通过安装调整使得外熔断器的安装角度符合厂家技术要求,否则其运行的可靠性会降低。

四、关于加强无功设备专业管理的几点建议:

1、加强电容器回路所有设备的选型工作。设备运行情况的好坏不仅与其运行环境有关,与设备本身质量更有直接关系。应该加强电容器、电抗器及其配套部件如放电线圈、氧化锌避雷器、外熔断器的选型管理工作。不仅要保证主设备质量,也要防止由于配套部件质量不良引起的电容器故障。

2、合理选择投切电容器组的开关。应选用开断时无重燃及适合频繁操作的开关设备。真空断路器应进行高压大电流老炼处理,降低真空开关的重击穿率,避免重燃过电压,提高电容器组运行可靠性。根据绍兴电力行业无功成套装置质检中心试验站提供的统计资料表明,目前国内厂家生产的真空断路器重燃率普遍较高,而合资厂和进口产品相对较低。所以应尽可能选用合资厂或进口产品,也可以考虑使用SF6开关。

3、对于新上的变电站,建议在招标时就要留有充足的电容器备块,防止运行中损坏缺块后被迫停运。

4、对于那些运行年限过长、运行状况较差的电容器组建议整组退运,其中状态较好的退运产品作为备块备用。

5、对于运行时间比较长的电容器组,由于各厂家、各时期的电容器块尺寸大小不一,一旦坏块后重新安装的大部分不是原尺寸,造成保险角度不易调整到位,而且也影响整体运行效果。建议应联系相关厂家按照提供的尺寸定做足够的备件。

6、对于受整体架构限制外熔断器弹簧的安装角度不能达到要求电容器组应进行架构改造。

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【关键词】电子设备;电磁兼容性;干扰源;有效抑制

1.引言

随着电子技术的迅速发展,现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前,电子设备已处速发展的时期,并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展,必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中工作。因此,必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。

2.电磁兼容性设计的基本原理

2.1 接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个:

(1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地干作。

(2)防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地,也可获得良好的屏蔽效果。

(3)保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类,即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中,只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引线的长度最短。接地平面,可以是设备的底板,也可以是贯通整个系统的地导线,在比较大的系统中,还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点,利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

2.2 屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是:

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率(高电导率)的金属材料中产生的涡流(P=I2R,电阻率越低(电导率越高),消耗的功率越大),形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

2.3 其它抑制干扰方法

(1)滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平,因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率,滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力,从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以,采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合,或是增强接收设备的抗干扰能力,都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开,消除电路之间的耦合,并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多,选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

(2)正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的,其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源,因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

(3)电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求,可以结合屏蔽,采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路,对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号,可在负载上自行消失。另外,还可采用其它一些电路技术,例如接点网络,整形电路,积分电路和选通电路等等。总之,采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

3.一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术应用广泛,而且各种干扰设备的辐射很复杂,要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,根据电磁兼容性原理,可以采取许多技术措施减小电磁干扰,使电磁干扰控制到一定范围内,从而保证系统或设备的兼容性,例如,通信系统最初设计时,就应该严格进行现场电波测试,有针对性地选择频率及极化方式,避开雷达、移动通信等杂波干扰;高压线选择路径时,应尽量绕开无线电台(站)或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽;接收设备与工业干扰源设备适当配置,使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离;在微波通信电路设计中,为了减少干扰,可采用天线高低站方式调整微波电路反射点,并利用山头阻挡反射波,使之不能对直射波形成干扰。另外,微波铁塔是独立的高大建筑物,应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

参考文献

[1]蒋春宝.电磁兼容技术[J].电气应用,1986(01).

[2]邬雄,张文亮.电力系统电磁兼容的技术问题[J].高电压技术,1997(02).