固态电容十篇

固态电容篇1

小资料：固态电容的特点：

1.固定电压和电流的使用寿命长；

2.固态电容一般都可做到10毫欧，低阻抗、低电子旋转共振、高热稳定性，更符合未来发展趋势；

3.超物理特性，比传统气态或者液体电解电容高500次的电气传导；

4.没有气体或者液体的电解媒质，一定程度上杜绝漏液及爆浆问题。

总体而言，使用固态电容将有效防止供电部分引发高温危险，以及提升防止耐高涟波流的能力。

一、关键词：紫色、三洋、贴片、铝壳、OS-CON固态电容

这种电容是公认最好的板卡电容，采用上好的贴片式工艺，不过成本也是最高的一种。还分为若干级别，比如SVP系列（直插封装的）。

点评：上好的真正的固态电容。

二、关键词：日本化工、铝壳、固态电容

最常见的日本化工Nippon chemi con（NCC）的PS铝聚合物超低阻系列，采用直插式工艺，虽然没有紫色三洋的好，但是也是很好的电容了。

点评：不是顶级，但也是很好了。

三、关键词：富士通、铝壳、L8固态电容

比前两者要差一点，但是胜在价格，一般在低端号称固态电容供电的主板上可以看见！

点评：经济型固态电容。

四、关键词：黄色、富士通、R5固态电容

目前，在昂达与七彩虹主板上，看到R5固态电容的情况会更多。一直使用旧版的R5看来事非常正确的，不可否认R5是现在主板上应用的顶级电解，一般固态比液体电解的优势，比如低温不会对ESR影响太多，每降低20摄氏度寿命增加10倍，而电解是4倍。

点评：军用级别富士通固态电容，质量和性能还比较让人放心，用了这个电容的板子就没那么容易暴浆。

小知识：ESR是什么？

ESR，是“Equivalent Series Resistance”三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串连电阻”。理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串连在一起，所以就叫“等效串连电阻”。

五、关键词：电解、防爆纹、贴片电容

固态电容篇2

关键词：全固态 中波发射机 防雷措施

中图分类号：TN839 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（b）-0076-02

目前，我国的电视广播部门为了促进信号传播质量以及效率的提高，逐渐加强了对于全固态中波发射机的运用。由于这一类型的发射机主要由场效应管构建而成，故而容易遭受到雷电的袭击，导致其运行受阻，不利于相关效益的取得。为此，该文针对全固态中波发射机的防雷措施进行分析，阐述其优势及需要注意的问题。

1 雷电的危害

近年来，随着科学技术的不断发展以及运用，我国逐渐步入到电子信息时代，各类电子、通信设备获得了广泛应用。事实上，这些设备在实际的运用过程中往往会受到雷电的侵害，继而导致故障的出现。以通信设备而言，雷暴天气中的雷击感应与雷电波往往会导致强电磁脉冲的出现，并导致全固态中波发射机在运用的过程中出现不同程度的破坏。

尽管我国的相关部门为了规避全固态中波发射机遭到雷电的袭击，而加强了对于避雷网、避雷带、避雷针等防雷措施的运用，但是该设备在实际的运用过程中往往只能抵抗电磁干扰以及雷电所导致的问题，却无法对过流过压导致的损坏进行有效防治。之所以出现这样的问题，主要是因为雷击现象在发生的过程中导致发射机的天线出现雷电感应（感应电荷）的现象，使得整个系统出现过电压，并出现瘫痪的状况。

2 传统全固态中波发射机的防雷措施

由于全固态中波发射机在实际的投入使用过程中容易遭受到雷电的袭击，故而相关部门加强了对于防雷技术的提高以及发展，确保全固态中波发射机能够安全、平稳地运行，促进相关工作的有效开展以及相关经济效益的取得。目前，传统全固态中波发射机的防雷措施往往有2个方面的体现，对此，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

2.1 降低地网接地电阻

在实现全固态中波发射机防雷作用的过程中，相关的技术人员加强了对于地网接地电阻的降低，继而为雷电入地的流程提供了渠道，使得大量的雷电经过导线传输到地下，减少了全固态设备本身的雷电承受量，促进了防雷效果的提升。

2.2 降低接地地阻

相关的研究发现，全固态中波发射机的地阻越小，其在运行过程中受到雷击而产生的地电压、电位差也就越小。基于这一研究发现，相关的技术人员加强了对于接地地阻的降低。在实际的操作过程中，一般在一个机房内配置一个接地点进行集中接地操作。

在海南这个雷暴天气多发的区域，天线、馈线电路等设施受到雷击侵袭事件数量较多，不利于全固态中波发射机的有效作业。为此，需要相关部门加强对于全固态中波发射机外部环境的改善，促进防雷技术的提高，并最终实现雷击侵袭率的降低。

3 全固态中波发射机的防雷措施

目前，全固态中波发射机凭借着使用寿命长、效率高、能耗低、维修简单等特点而获得相关部门的青睐，并广泛应用在实际的信号传输作业过程中。但是该类型的全固态中波发射机在实际运用过程中具有抗干扰性能差、易损坏、易击穿等缺点，容易受到雷电等自然因素的影响。为了进一步促进全固态中波发射机的稳定运行，相关部门加强了对于防雷措施的采取，对此，笔者进行了相关总结，具体内容如下。

3.1 接入泄放电圈

科学研究表明，雷电袭击所产生的电流通常为直流电，基于这一特性，技术人员在全固态中波发射机天线的输入端安置了微享级的电感线圈入地。这种措施的采取能够有效地将雷击所产生的电流直接输入到地下，继而规避了雷击电流对于设备的影响，促进了防雷作用的取得。

3.2 石墨放电器

该措施在实际的运用过程中，主要将石墨放点球安置在天线的输入端，并在接地引线的周边安装上磁环。一般而言，该方法在实际运用过程中能够确保雷击出现时，石墨放点球产生放电反应，将雷击产生的电流从引线直接疏导至大地之中。而接地引线上的磁环在这一过程中通过反向电动势的产生而促使阻尼放电作用的有效发挥，规避了发射机短路问题的出现，实现了发射机的有效运转。

3.3 隔离电容器

由于雷击产生的能量主要在直流以及低频的范围之内，所以相关技术人员在进行全固态中波发射机的防雷作业的过程中，可以加强对于大容量电容器的使用，继而以此为基础在雷击电流进入调配网络之前将其进行隔离，确保了全固态中波发射机运行的安全性以及稳定性的提高。

此外，隔离电容器隶属于防雷器件，所以为了确保其相关作业的有效发挥，需要技术人员确保其性能以及参数尽可能大。

3.4 电源系统

作为防雷措施中重要环节之一，电源系统的防雷效果往往直接决定了全固态中波发射机的实际操作性能以及质量的发挥。为此，需要技术人员加强对于电源系统防雷措施的采取。

在这一过程中，需要从外向内逐次递减的方式进行输入电流的分段保护。此外，为了进一步防止雷电从电源系统内部侵入到发射机系统中，技术人员还将明线设置在高压线进线上端。其次，技术人员还加强了对于避雷器的安装，继而规避高压冲浪现象的出现，促进防雷效果的提升。

4 结语

近年来，我国的无线通信部门为了进一步促进无线广播信号的传输，加强了对于全固态中波发射机的使用，并在此基础上实现了相关效益的取得。事实上，为了进一步确保该类型发射机的运用，相关部门还加强了对于防雷措施的采取。该文基于此，分析探讨了雷电的危害，并就传统全固态中波发射机的防雷措施（降低地网接地电阻以及接地地阻）进行了论述。最后具体分析了全固态中波发射机的防雷措施（接入泄放电圈、石墨放电器、隔离电容器以及电源系统）。笔者认为，随着相关措施的落实到位以及技术的发展，我国的全固态中波发射机的防雷效果必将获得长足的发展，并以此为基础促进全固态中波发射机的有效运行，实现相关经济效益以及社会效益的取得。

参考文献

[1] 姚雨杉.全固态中波发射机的防雷措施分析[J].硅谷，2014（2）：121，125

[2] 罗光显，姜路.全固态中波发射机的防雷措施[J].广播与电视技术，2013（2）：83-85.

[3] 王延平.全固态中波发射机防雷措施的改进[J].广播电视信息（下半月刊），2015（8）：24-25，37.

[4] 胡玉生.S7HP型1000kW大功率全固态中波发射机的防雷改造[J].广播电视信息，2010（1）：84-87.

固态电容篇3

【关键词】县级供电企业;35千伏以上网损;降低措施

35千伏之上的特有网损，在县级供电这一范畴内，带有递增的态势。电网固有的线损率，被看成技术路径下的侧重指标，能折射出电力规划这样的总水准、电能生产特有的技术水准，也能折射出综合架构下的管控水平。

为此，强调现有的网损管控，能助推节能的延展，并有序限缩电价。要归结出可用的降损办法，并考量县级供电架构下的企业现状。

一、选取出来的降损事例

某县级范畴的变电所，是35千伏这样的变电所，涵盖两台预设的主变压器。夏季时段内，当变电固有的负荷递增时，变压器带有并列运行的态势。在负荷偏低的时段，安设好的其中一台，就退出固有的运行路径，这就限缩了变压损耗。考量供电应有的可靠特性，增添了备用态势下的自投装置。安设好的这一装置，排除掉了单一架构的主变运行。

伴随电网架构的渐渐完善，县级范畴的这一供电所，把用户固有的电源，更替成其他架构下的变电及供电。依循负荷更替的态势，让单一安设的主变压器，妥善去运行，从而限缩了空载态势下的原有损耗。

二、线路建设特有的措施

首先，可以添加固有的线路回路，把现有的导线，更替成截面偏大的新导线。最近几年，县级范畴的电网，正在逐渐被延展。35千伏之上的新线路，投入惯常的运行。这样的态势，完善了固有的电网构架，为用电的递增，打下稳固的根基。变电所固有的联络，也要逐渐被延展，这样才能限缩原初的网损。

其次，添加无功补偿架构下的必备设施，对安设好的电网，预设无功优化这一配置路径。

例如：某县级范畴的供电企业，无功补偿原初的总体容量，还是足量的;无功补偿这一范畴的总容量，超出既有的水准。然而，某些区段固有的变电所，仍旧没能预设足量的这种无功补偿。为此，要添加特有的无功补偿，提升原初的容量。

再次，要更替固有的电网构架，妥善去规划这一构架。要提升固有的额定电压，限缩原初的电压层级。

这样做，能延展原初的传输容量，有序限缩网损，带有侧重的意义。35千伏之上的供应网络，预设了分片运行这一总结构。在这样的路径下，县级架构的电网，与外部范畴的电网，实现了互通及互联，助推了原初的等级升高。

三、运行路径下的降损办法

运行路径下的网损缩减，是在运行态势下的电网以内，布设出合理的途径，以便有序限缩固有的功率，并限缩固有的能耗量。例如：可以更替固有的潮流分布、调和设定好的运行参数、调和预设的负荷、布设最优情形下的检修路径。

（一）更替固有的功率分布

首先，可以更替用户固有的功率因数，限缩线路输送路径下的无功功率。县级范畴的这种设施，还带有偏多的弊病。为此，要安设特有的无功补偿，并安设合规的消谐器。这样做，就提升了原初的功率因数。

其次，依循网损最小这一总体规则，预设无功调度的可用路径。在网络传递态势下，会产生偏多的有功功率。为此，要明晰有功负荷应有的分配状态，在这样的预设前提下，再去调和电源既有的负荷配置。如上的办法，是带有经济特性的调度目标。例如：县级范畴的某些电厂，变电器还带有倒送功率这一弊病。为此，要有序调和35千伏之上的运行路径，消除掉特有的倒送现象，接纳无功路径下的经济调度。

（二）闭环架构下的布设规则

35千伏之上的供电功率，在环网这一架构下，会与设定好的电阻，呈现出反比态势。这样的态势下，预设的网损被限缩到最小。如上的布设路径，被看成特有的经济分布。R/X这样的数值，在预设的每种线路架构下，都带有等值的特性。为此，功率带有的自然布设规则，与经济布设的必备规则，带有吻合的特性。然而，惯常见到的环形框架，都不是很均匀。因此，功率固有的自然布设，以及固有的经济布设规则，就会凸显出差别。

为了限缩原初的网损，可以预设如下的路径，让非均衡态势下的电网功率，趋近设定好的经济分布。

具体而言，要预设适宜架构下的地点，安设可用的开环运行。R/X偏小的路段以内，要接纳串联电容特有的补偿规则。在既有的环网以内，添加混合架构下的、调压必备的配件。这样的配件，能产生最优的横向电势、最优的循环功率。这样做，就更替了自然布设的固有功率，让如上的功率，趋近原初的经济分布。

四、用电管控的降损路径

明晰用电管控的途径，也能限缩35千伏之上的这种网损。惯常的报送工作、抄表及收费、用电查验等，都要被妥善管控。若发觉疑难，则要尽快化解。要查验县级范畴的窃电状态、违章耗电的现有状态。防窃电特有的监视报警，在分出线损这样的路径下，应当被接纳并运用。

对县级范畴的无功电力，也要加强原初的管控力度。用户特有的无功补偿，要获取期待中的成效，以便协同用户，去提升固有的功率因数。例如：某一县级区段，电网带有的无功补偿，还是偏低的;电网原初的功率损耗，也是偏大的。在这样的态势下，要接纳综合架构下的功率查验，对带有临时特性的用电、现有的供电台区、容量偏大的综合变，予以查验考核。

平日惯常的负荷更替，也不应忽视掉。在夏冬时段内，空调等特有的电器，要频繁去运行。

这样的状态，会添加原初的负荷量，并限缩固有的功率因数。这时，要接纳无功补偿的路径。

对没能预设无功补偿的那些配电区段，要安设特有的随变压器，以便妥善补偿。无功补偿预设的容量，要依循变压器固有的额定容量，予以运算。

与此同时，把自动补偿这一控制器，衔接在配电架构内，以便限缩原有的事故几率。

五、结束语

要限缩35千伏之上的现有网损，就要明晰网损本质，更替无功功率固有的布设态势。

这样做，能提升原初的功率因数，预设合理的运行路径，有序缩减谐波，抑制惯常的网损。

参考文献

[1]杨光中.降低网损提高电网运行的经济性[J].无锡商业职业技术学院学报，2005（12）.

固态电容篇4

关键词： 船舶； 直流； 配电； 固态功率控制器

中图分类号： TN876.3?34； TM564 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）13?0125?04

Abstract： To distinguish the states of subcircuit overload， impact and short?circuit in DC power distribution system for ships， protect the system and suppress impact or short?circuit current， a novel DC solid?state power controller for 24 V DC power distribution system is studied. The main circuit design， control strategy and inverse?time over?current protection design of the power controller are discussed emphatically. Finally， the feasibility of the DC solid?state power controller for ships is verified by the principle prototype.

Keywords： ship； DC； power distribution； solid?state power controller

0 引 言

直流固态功率控制器技术，由飞机28 V DC/270 V DC配电系统发展而来，是集继电器的转换功能和断路器的电路保护功能于一体的智能配电技术，它具有无触点、无电弧、无噪声、响应快、电磁干扰小、寿命长、可靠性高以及便于计算机远程控制等优点[1?3]。近十年来，随着半导体工艺及电力电子技术的大力发展，直流固态功率控制器也获得了迅猛发展[4]，欧美的JSF?35联合攻击机、波音787、空客A380、弗吉尼亚潜艇等已大量应用，中国在航空航天领域也正紧追欧美先进技术的步伐[5]。但是，中国船舶领域仍主要采用接触器、开关、熔断器等传统器件进行配电保护与分路。为使中国船舶直流二次配电系统全面实现智能化，本文针对典型的直流24 V配电系统，开展船舶直流固态功率控制器技术研究工作。

1 船舶直流固态功率控制器技术

1.1 主要原理

运用快速的DSP28335微处理器、CPLD与电力电子技术，针对阻容负载突加与短路的船舶实际供电状态，本文研究了一种新颖的基于电力电子开关器件的固态配电技术，即船舶直流固态功率控制器技术，原理框图如图1所示。

船舶直流固态功率控制器主要由功率开关、缓冲电路、电压与电流检测电路、驱动电路、辅助电源、基于DSP与CPLD的数字控制电路、状态隔离电路等组成，固态功率控制器将根据支路负载电压、电流情况，对主电路上功率开关进行通断控制。当支路负载发生短路时，固态功率控制器能够在微秒级时间内快速消除短路影响，并执行短路保护；当支路负载输入侧发生大电容电流冲击时，固态功率控制器同样能够在微秒级时间内自动对负载电流进行抑制，直到冲击电流消失再次工作于正常导通工况。

另外，船舶直流固态功率控制器能够实时监测供电支路的运行情况，可以通过CAN网向上级监控系统传输支路工作状态、运行参数、故障报警等信息，同时也可以接收上级监控系统下达的支路负载开、关等指令。

1.2 主电路设计

船舶直流固态功率控制器，由两个互为冗余的支路负载供电通道构成，本文主电路设计部分主要研究供电通道主电路的设计。供电通道的原理框图，如图2所示。

主功率电路由一个电力电子功率开关、缓冲电路、采样电阻组成，结构型式比较简单。缓冲电路是为了抑制线路上可能出现的[didt，][dvdt，]避免损坏功率开关，采用的是RCD结构，由吸收电阻、吸收电容及快速二极管构成，其设计方法与常规RCD缓冲电路一致[6]；采样电阻选用无感电阻，用来采集功率电路电流信号给控制电路；功率开关用来对支路进行通断操作，因为支路负载在短路或冲击时线路将控制功率开关进行电流限制，加上稳态运行时系统对导通压降的要求，所以功率开关的选择比较重要。

由于短路电流和冲击电流的幅值很大，时间很短，要完成保护功能，必须在微秒级时间内进行控制，一般接触器、晶闸管均不能满足其要求，开关速度比较高的MOSFET或者IGBT是不二的选择。由于固态功率控制器对输入、输出的电压降、效率等指标具有严格要求，而MOSFET具有明显的优点：导通电阻小，导通压降低，功率损耗低；可并联使用实现均流，提高带载能力，同时并联后导通电阻减小降低了功耗；无晶体管的二次击穿现象；无IGBT的电流拖尾现象。因此，本文选择低导通阻抗的MOSFET，不仅可以快速响应控制电路的保护动作，又可最大程度地降低分配电装置的导通损耗。

然而，仅仅从导通阻抗方面选择MOSFET还不够，短路或冲击时线路将进行电流限制，MOSFET需承受短时较大的功率，限流期间瞬时温升引起的温度不能超过功率管的最高结温，因此，还需根据电路设计的限流幅值和限流时间，选择热阻较小的MOSFET。例如Polar工艺的IXFN300N100P（295 A/100 V），[RDS（on）≤]5.5 mΩ，热阻曲线如图3所示。持续10 ms的热阻系数为0.033 ℃/W，效果比较理想。

1.3 控制策略

实现支路负载短路故障或冲击影响最小化的保护功能，即实现直流负载过载、冲击、短路状态的逻辑区分与执行，是船舶直流固态功率控制器技术的关键。短路摸底试验（索罗森SGI330/91，24 V DC，6 mm2负载线长约1.5 m短路工况）和冲击摸底试验（索罗森SGI330/91，24 V DC，6 mm2负载线长约3 m、具有10 000 μF电容冲击工况）特征波形，如图4，图5所示。可以得知：短路工况时电流上升率大于4 A/μs左右，输出电压趋于零；冲击工况时电流上升率小于2 A/μs左右，输出电压瞬间跌落后呈逐渐恢复趋势。

设置合适电流上升率阈值（如取2 A/μs），在特定条件下可以合理地区分短路工况和冲击电流工况，如图6所示。通过硬件设置电流的检测阈值[idect1，][idect2]和[idect3，]记录相邻两者发生的时刻[t1]与[t2，][t2]与[t3，]由[t2-t1=][idect2-idect12.5 A/μs，][t3-t2=idect3-idect22.5 A/μs，]可以计算出电流上升的斜率，并判断是否到达上升率阈值，以区分短路工况和冲击工况。

然而，由于实船上支路负载大小、位置及走线电缆的多样化，不同支路负载冲击和短路的瞬时特性会不尽相同，因此仅依据电流上升率的判断，还难以在多数场合非常准确地区分短路、冲击工况。由短路和冲击摸底试验波形不难发现，两种工况下输出电压的变化趋势是有区别的。冲击情况下随着负载电容被连续注入电流，输出电压渐渐恢复，冲击电流也将逐步减小，即冲击工况下冲击电流将随着时间降低，短路工况则不然。

根据上述分析，本文利用基于快速CPLD高频斩波策略的电流限制调制技术，制定了船舶直流固态功率控制器的控制逻辑，如表1所示。支路负载电流在1.2倍以下执行正常通断或常规过流保护；在1.2倍至设定的电流阈值（如4倍额定电流）之间，执行先进的[I2t]反时限过流保护操作；上升至设定的电流阈值后，在微秒级时间内通过CPLD计算电流上升率。大于判断阈值则立刻封锁功率管驱动信号；小于判断阈值则立即高频斩波改变线路阻抗，进入电流限制环节以抑制冲击或短路电流进一步上升。同时，TMS320F28335检测电流限制工作时间长短判断是否存在短路或冲击，短路或者过度冲击则封锁功率管的驱动信号，冲击则释放驱动信号，冲击电流将随负载电压的建立而自然下降。

该控制策略，利用电压、电流检测电路，将采样的电压、电流瞬时值信号反馈给基于TMS320F28335与CPLD的数字控制电路，控制电路发出相应调理信号，通过驱动电路，控制功率电路上MOSFET的开关动作，可准确地实现支路负载过载、冲击、短路状态的区分与执行，抑制冲击或短路电流，达到支路故障不扩展、不蔓延，最小化的目的。

1.4 反时限过流保护设计

反时限过流保护设计，参照热继电器的反时限特性，国际上有两种标准：IEEE Std C37.112?199662和IEC255?3（1989?05）。目前中国主要采用IEC标准作为国家标准（GB/T 14598.7?1995 第3部分：它定时限或自定时限的单输入激励量量度继电器）。在IEC255?3标准中，可以查到三种典型的反时限标准方程：一般反时限、非常反时限和极端反时限。

其中，一般反时限的标准方程为：

[t=0.14TpIIp0.02-1] （1）

非常反时限的标准方程为：

[t=13.5TpIIp-1] （2）

极端反时限的标准方程为：

[t=80TpIIp2-1] （3）

式中：[t]为保护延时时间；[Tp]为延时整定系数；[I]为负载电流，[Ip]为整定电流值。三种反时限标准方程的不同主要在于[IIp]的指数不同，指数的不同也就决定了三种反时限特性应用的场合不同。通常的输电线路采用一般反时限，而在线路首末端短路时，电流变化较大的情况下，则采用非常反时限，反映过热状态的过流保护，则采用极端反时限[7]。由于船舶配电系统直流固态功率控制器的过流保护特性必须与导线、负载的过热特性相配合，因此采用的是极端反时限的过流保护特性。

本文设[Ip=BIe，][Tp=A80B2，]则极端反时限的标准方程可以简化为：

[t=AIIe2-B2] （4）

式中：[Ie]为额定电流；[A，][B]为整定系数；电流整定值[Ip]为额定电流[Ie]的[B]倍。将式（4）经过等式变换、离散化等最终得到如下形式：

[n=0M-1[I2（n）-B2×I2e]=AΔTI2e] （5）

由表1中功率控制器控制逻辑要求1.2倍进入反时限保护，故式（5）中的[B]值取1.2；[A]值可根据需模拟的熔断器或继电器的延时保护特性选取参数，一般范围为10～40。运用DSP28335微处理器，当程序中方程式（5）左边的累加值大于右边的阈值时，程序关断固态功率控制器功率开关器件，实现反时限过流保护。极端反时限的保护时间[t]是[IIe]的二次函数，由[A]与[B]值可以获得[I2t]反时限过流保护曲线，如图7所示。

2 试验结果与分析

设计实例：船舶直流固态功率控制器原理样机，室温常压环境条件，输入电源：24 V DC，DC源型号为索罗森SGI330/91；功率开关型号：MOSFET IXFN300N100P；驱动电路：CONCEPT 2BB0108T；试验内容：负载短路、25 A阻性负载并联58 800 μF/50 V电容冲击；示波器：泰克TPS2012，LeCroy 44MXs?A。

图8所示为原理样机负载侧突然短路试验波形，由图可知，负载短路电流迅速上升至设定值（100 A）后，由于电流上升率较大，功率管驱动信号被瞬时关断，故障支路被切断，支路短路电流立刻下降。

图9为样机正常运行时突加阻容负载大电流冲击试验波形，由图可知，支路电流上升至设定值（100 A）后，功率管驱动信号立刻进行高频斩波，支路冲击电流下降进入电流限制工作状态，输入电压在冲击电流上升过程中短时跌落后，即随着功率管斩波运行而迅速恢复正常的电压值。

负载过载25%试验波形如图10所示，样机执行图7所示的[I2t]反时限过流保护程序（程序内设置额定电流为20 A），相应时间延时后功率管驱动信号被关断。

3 结 语

船舶直流固态功率控制器技术，实现了船舶直流二次配电系统支路过载、冲击、短路的区分，能够抑制支路冲击或短路电流，达到支路故障不扩展、不蔓延，最小化的目的。本文以直流24 V为例，研究了船舶直流固态功率控制器的主电路设计、控制策略及反时限过流保护设计，通过原理样机验证了船舶直流固态功率控制器技术的可行性。

参考文献

[1] Data Device Corporation. SSP?21116： 270 VDC solid?state power controllers [R]. [S.l.]： Data Device Corporation， 1999.

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[3] Data Device Corporation. RP?21200 STAR series： solid?state advanced remote power controllers [R]. [S.l.]： Data Device Corporation， 2000.

[4] 周增福，韩枫，严仰光.飞机电源系统发展趋势[C]//中国航空学会航空电气工程第七届学术年会论文集.哈尔滨：中国航空学会，2007：1?10.

[5] 张敏.直流固态功率控制器的研究[D].南京：南京航空航天大学，2008.

固态电容篇5

关 键 词：大电机 软起 固态降补装置

中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

1、概 述

在武钢集团鄂城钢铁有限责任公司35000m3/h等级空分装置中空压机电机功率为18000KW。该大功率电机在启动的时候⒍电流非常大，并且会对电网造成相当大的冲击，同时由于电机启动时要消耗相当一部分的无功功率，因此对电网容量的要求也相对来说比较高。所以出于对电网安全以及保护设备的方面考虑，该电机的软启动方式的选择也变得至关重要。目前，现在市场上针对大功率电机的启动装置主要有降压、降补、变频三大类软启动方式。降压类设备主要有水电阻、开关变压器、自耦变压器等，这类降压设备可以实现启动电流为3倍左右，因而对电网容量的要求相对比较高。变频起动可以实现启动电流最小，一般为额定电流的0.5-1倍，并且对机器、设备及电网的冲击也较小。但是变频器成本太高，后期维护费用也比较大，因此对于资金相对来说比较紧张的企业不是一个很好的选择。降补类既可以实现电机启动电流相对较小，降低电动机起动引起的电网电压波动，并且人为的控制起动产生的无功量，从而降低其冲击强度，同时设备成本也不是太高，前期投资以及后期的维护费用也相对较少。空压机电机属于非频繁启动设备，启动设备成本太高相对不划算。通过综合比较最终决定选择固态降补装置。这样即可满足用户电网容量比较小实际情况，又可实现经济效益最优化。下面详细介绍固态降补装置在该18000KW电机启动中的应用。

2、技术方案

2.1原理

固态降补软启动器通过将电机起动电流和母线侧电流有效分开，在满足电机负载起动转矩要求的前提下，通过调整起动装置参数，使得电机起动时所消耗母线侧电流尽可能的小。成功解决了以往降压类启动设备不能满足电机启动时候母线起动电流要求比较小而电机转矩要求比较大的问题。

固态降补装置简单来说主要分为降压和补偿两大功能块。降压部分采用降压器，在满足电机启动转矩的前提下尽可能的降低电动机的端电压，从而降低电动机的起动电流。补偿部分则是在电机端并联一个无功发生器，该无功补偿装置能够提供电动机起动过程中所需的足够的无功功率，从而减少电机起动时候从电网索取的容量，进而降低电机起动时对电网电压的不利影响。

2.2系统主回路及配置

由图1可知，电机起动控制及运行共需1台运行高压开关柜、1台软起起动开关柜、1台软起连接开关柜、1套降补固态软起动装置（含1台降压器、1台降压控制器、1台无功发生器、1台无功控制器）。其中降压器为三相一体油浸式结构，起动容量约为31MVA，配用电动机最大20MW。降补固态软起动装置的无功发生器为一体油浸式结构，提供最大无功容量为10Mvar。

2.3电机参数计算

2.3.1原始数据

①、电动机参数： ②、负载参数（已折算到电机端）

额定功率Pe 18000 kW 负载的转动惯量J 22000 Kg.m2

额定转速Ne 1500 r.p.m 静阻力矩 5000 N.m

额定电压Ue 10000 V 起动阻力矩 21000 N.m

额定电流Ie 1177A

起动电流倍数KI 4

起动转矩倍数KM 0.48

最大转矩倍数λ 1.73

飞轮转动惯量J 1030 Kg.m2

③、电网参数：

10kV侧短路容量为：Smax=300MVA， Smin=200MVA，额外负载按2000KVA算。

下面进行详细计算。

2.3.2电动机起动过程电气参数计算

1、电机起动阻抗 1.23Ω 2、等效起动电阻 0.12Ω

3、等效起动电抗 1.22Ω 4、电机额定转矩 114600 N.m

5、电机全压起动转矩 55008 N.m 6、电机全压最大转矩 198258 N.m

7、额定转差率 0 8、临界转差率 0

2.3.3电动机起动过程的机械特性计算

2.3.4方案确定

用方要求电机起动电流达到2.4倍额定电流，10KV母线负向电压波动小于10%。根据电机厂家提供的出厂测试数据、特性曲线和阻力矩曲线图，要想顺利起动电机，必须使动力矩大于阻力矩。考虑起动所需的无功及起动时间的要求，采用降压比为1/0.73，无功发生器可以发生最大无功10000kvar。

2.3.5起动时间的计算

计算所得起动时间（采用分段计算法）为47.1s。

2.3.6技术特性指标

1. 电机的10KV回路起动电流倍数为1.3倍电机额定电流，起动时间47.1秒。

2. 电机起动时电网压降小于9.5%，电机端电压起动值6.1KV。

3. 软起动装置连续起动间隔15分钟，起动时电机回路电流倍数2.44倍。

4. 软起动装置自动调整机端电压，18000KW电机投全压时，没有切换冲击电流，没有切换过电压。

3、效果分析

通过以上分析计算，采用该方案起动电机时，可以使系统电流控制在电机额定电流的1.3倍以内，电机起动最大容量在电动机额定运行容量的1.3倍以内，电动机起动端电压大于额定电压的61%，10KV母线电压控制在90.5%以上。这样能完全满足用方对电机起动的要求。同时采用该方案实现电机起动时，不会产生高次谐波电流，不会产生操作过电压，没有切换冲击，也不会有异常振动与噪声，不会对系统造成安全隐患。综上所述采用固态降补装置对该电机进行软启动是一种比较合理的选择。

随着现在空分设备等级越做越大，其中的装置设备的功率越来越大，需要的电动机功率也越来越大，从原来的几千千瓦到现在几万千瓦，然而电网的功率不可能与电动机的功率等比例发展，并且在一些偏远地区的电网功率相比与正常情况下还会稍小，在这种情况下，固态降补能够很好的完成大电机的顺利起动，并且可以节约一定的成本，对用户来说一种比较理想的选择。

参考文献：

[1]王成龙，王淼，高少峰.降补固态软启动装置在大电机启动系统中的应用[J].工业仪表与自动化装置，2010（3）.

固态电容篇6

电力企业资产风险包括自然风险、人为风险、责任风险以及财务风险等，具有不可确定性、可变动性、综合表现性等特点。近几年电力企业获得较大的发展，但企业在资产风险管理方面仍然存在较大的不足。

1.固定资产管理制度不健全

固定资产管理制度不健全主要表现在：（1）固定资产管理组织体系不健全，岗位设置不完善。电力企业没有明确或完善的固定资产管理体系，部门之间缺乏有效沟通和协调，固定资产管理管理不全面。同时企业固定资产价值管理与实物管理分别为企业财务部和技术部，部门之间管理职责不清晰，导致管理过程中出现漏洞或管理重叠等现象发生。（2）实行管理工作与制度文件存在偏差，管理工作不到位。电力企业基层单位未及时修订本单位固定资产管理细则，或者未按照上级公司要求制定管理职责，导致管理工作实施不规范，管理效率低。

2.固定资产记录、入账、折旧管理不到位

企业在购置或新增每一项资产均要进行相关信息的记录、资产价值的入账、使用损耗的折旧进行管理，是企业进行资产状态维护和风险管理的重要内容。但电力企业在具体实施过程中出现细节管理不到位，极大不利于企业资产风险的预防和控制，主要表现在：（1）固定资产卡片信息不完整和不准确。比如固定资产卡片未记录附属设备的信息、设备维护情况、资产性能情况等，影响固定资产日常管理以及资产折旧计提的计算，同时容易造成资产清查时出现虚拟盘盈或盘亏现象。（2）固定资产入账信息与实物信息不符。电力企业财务部门依靠FMIS系统进行资产价值管理，实物管理部门或生产技术部采用生产MIS系统或资产台账进行实物管理，当资产进行维护、更换或改造时，MIS系统的信息发生变更，但财务系统信息未能及时更新，导致账实不符。（3）电力工程竣工后实物管理部门未及时进行增资申请，直接影响到企业对资产折旧计提的核算，不利于企业对资产折旧管理。

3.企业固定资产实物管理手段落后

随着信息技术不断发展，企业信息化管理程度不断加深，但部分电力企业仍未建立固定资产管理信息系统，极大影响企业管理效率。电力企业资产种类繁多，涉及的资产信息量十分庞大，比如资产管理过程包括资产清查、信息统计、资产分类、折旧计提、信息录入等各方面的管理工作，采用传统的粗放式手工方法进行管理不但任务繁重，且管理效率低。同时传统的管理模式仅仅提供资产总体财务信息，未能提供资产详细的信息，不利于资产数据的查询、资产清查、折旧处理、数据统计等，严重阻碍企业信息化管理的发展。

4.报废资产处理程序不明确

企业资产使用达到寿命期限进入报废处理期后，企业应当及时进行报废处理。报废处理流程包括报废申请、技术鉴定、审批、报废资产处置、财务处理等，但在各个流程控制点中，由于资产报废过程管理不到位，容易出现技术鉴定不合理、申报程序不规范、部门责任不明确。比如基层部门申报报废固定资产时没有明确的依据，未签署审批报废意见；或者部门申报固定资产报废申报、鉴定、审批、财务处理等程序滞后于实物处理程序。

二、电力企业加强固定资产状态维护和风险管理措施

众所周知，固定资产是企业所拥有或被企业所控制的、预计能为企业带来经济效益的资产，是企业获得效益、求得生存和发展的前提和基础，其运行状态良好与否直接影响到企业的生产效益。因此，企业应当从以下几个方面加强固定资产管理，减少风险损失。

1.完善固定资产风险管理制度和实施细则，确保固定资产良好运行

电力企业应当充分结合实际情况，及时更新和完善企业资产管理制度，制订管理工作实施明细则，明确各部门单位的职责或工作内容，规范管理行为，制定本单位固定资产管理的工作流程。同时各实物管理部门应当依据本行业标准制定规范的岗位操作规程、维护规程、管理方案、故障维修流程以及安全操作流程等，将各个管理工作细致化，提高设备资产使用效率，确保企业资产发挥最大价值，创收最大利益。此外针对企业委托、受托资产制订《固定资产委受托管理实施细则》，对具体业务来往项目、管理要求、资产赔损等内容作明确的规定，加强委受托资产的管理力度，确保企业资产安全、良好运行，为企业产生良好的经济效益。

2.建立固定资产实物管理信息系统，促进资产价值和实物管理的良性互动

电力企业在运营生产过程中采用生产MIS系统对各类输变电设备进行实物管理，并逐步形成固定资产管理子系统，基本上实现固定资产从面到点的精细化管理。然而企业中其他的小配件、小型资产等未形成系统细心管理体系，不利于企业内部资产的控制。企业应当将全部资产纳入其他资产实物动态管理中，形成资产实物管理信息系统，并不断提高系统的信息化管理水平，不但方便了企业对固定资产进行日常维护或管理，实现精细化管理；同时通过资产实物信息和价值信息的系统集成可以实现总系统和子系统的良性互动，促使企业完成固定资产动态管理，达到资产良性运行，降低资产风险成本。

3.建立固定资产盘点常态机制，实现企业固定资产高效管理

固定资产盘点是企业进行资产管理的一项重要内容，是企业全面掌握资产状态的必要手段。电力企业是资产密集型、设备分散型的企业，企业资产日常管理难度较大，容易出现资产遗失、资产损毁、资产变旧等风险，给企业造成不良经济损失。通过资产盘点，企业可以全面掌握资产运行状态，以便于企业做出及时调整或处理，减少企业的经济损失。因此，电力企业应当充分结合电力资产的特点，制定资产盘点常态机制，包括定期或不定期盘点、全面或局部盘点等方式，依据资产管理需要，比如对重点设备或重点区域内进行专项盘点，及时核查企业资产账目和实际资产是否一致，促进资产日常管理有效实施，防止帐外资产扩大、账实不符等不良事件的发生，减少企业资产风险，实现企业固定资产内部控制有效实施。

4.加强固定资产调整和维护管理，提高资产使用效益

企业运营过程中对闲置设备处置不及时容易导致资产的浪费，极大影响企生产效益，不利于企业成本回收。因此电力企业应当加强资产的维护和调整管理力度，及时处置闲置设备或报废资产，主要措施有：（1）企业应当充分对现有资产进行价值评估和鉴定，判断各项资产能否为企业带来经济效益，如果不能则将资产列入闲置资产或报废资产，并按照相关程序及时处理。（2）企业应当对技术落后、经济效益低的资产进行降级处理，调配使用，充分利用其残余价值。（3）企业应当建立明确的资产调配使用和报废处理制度，明确资产在采购、调出、修理、报废等业务环节中相关管理人员的职责，防止资产责任缺失而造成经济损失。

三、总结

固态电容篇7

关键词:微电池;全固态薄膜锂电池;阴极薄膜;溅射法;脉冲激光沉积法;电子束蒸发法

中图分类号:TM911文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0043-03

电子产品小型化、微型化、集成化成为当今技术发展的大趋势,从而需要电池的微型化。微电池在未来便携式电子设备、国防装备及微电子机械系统 (MEMS) 等方面有着广泛的应用前景, 受到人们的重视。目前,国内外积极开展研究的微电池系列有:锂电池、锌镍电池、太阳能电池、燃料电池等。其中全固态薄膜锂电池由于具有重量轻、体积小、循环寿命长、能量密度高、使用温度范围宽和安全性能好等优点已成为目前研究的热点。

全固态薄膜锂电池主要由阴极膜、阳极膜和电解质膜构成,其电池性能的主要决定于阴极材料的性能,所以薄膜锂电池的性能也取决于阴极薄膜的性能。近年来,如何成功获得性能优良的阴极材料成为热门前沿课题之一,美国、日本、韩国、英国、欧共体等一些大公司和研究机构纷纷致力于阴极膜研究和开发。本文旨在介绍全固态薄膜锂电池结构和原理,并总结阴极薄膜的制备技术,以期为全固态薄膜锂电池的研究提供参考。

一、全固态薄膜锂电池的结构和原理

电池的结构也极大地影响着电池的性能,它密切关系到电池的容量和Li+ 离子的传输速率。最优化的构件方式是组成高性能薄膜锂电池的重要条件。图1给出了典型的薄膜锂电池的结构型,主要部分是阴极模、固体电解质膜和阳极膜。可以通过某种基底(如单晶硅片)上依次沉积阴极电流收集极、阴极膜、固体电解质膜、阳极膜、阳极电流收集极构成简单的薄膜锂电池。除了电流收集端(通常用导电金属附着在基片表面制备)以外,全固态薄膜锂电池的阴极、阳极、电解质都是以固态薄膜的形式依次参差附着,并且外部以绝缘的保护层包裹。

锂电池原理上是一种锂离子浓差电池,固态薄膜锂电池的正、负两极通常由两种锂离子嵌入化合物或聚合物组成。充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,正极处于贫锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极,放电时则相反。如图2所示:

在锂电池的充、放电过程中,锂离子处于从正极负极正极的运动状态。锂电池中的就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,两极的锂浓度随着一极的升高而另一极降低,而锂离子就像运动员一样在摇椅间来回奔跑,类似一种摇椅式机制。所以锂电池又叫摇椅式电池,其原理又被称为摇椅式原理。

二、阴极薄膜材料的制备技术

制备阴极薄膜材料主要有两种沉积工艺,即物理方法和化学方法。其中物理气相沉积法又包括:磁控溅射 (Magnetron sputtermg)、电子束蒸发沉积、脉冲激光沉积 (PLD)等。化学方法主要是溶胶凝胶方法。本文就目前制备阴极薄膜材料常用的4种方法做简单介绍:

(一)溅射法

1.溅射技术是利用高能离子轰击靶材形成溅射物流,在衬底表面沉积形成薄膜的一种镀膜技术。溅射技术包括射频磁控溅射、反应溅射、多元靶溅射及离子束溅射。其中,磁控溅射由于沉积速率可以比其他溅射方法大很多,是目前应用最为广泛的一种薄膜沉积方法。由于优良的结构稳定性和循环性能,氧化钴锂被广泛应用在商品化的锂离子电池中。在薄膜锂离子电池研究中也经常使用其薄膜作为阴极材料。Jang 等采用射频磁控溅射法得到LiCoO2薄膜,研究得出薄膜中颗粒变小可以提高电压循环稳定性从而提高容量和能量密度。

2.H. Y. Park等在不同偏压下采用射频磁控溅射法沉积LiCoO2了阴极薄膜,循环伏安和充放电测试表明沉积过程中采取不同基体偏压对其结构和电化学性能有着明显影响。采用这种方法可不需要后续退火过程,而直接用于薄膜电池的阴极材料。

3.刘文元等采用射频磁控溅射技术制备了非晶态和不同取向的多晶LiCoO2薄膜,利用XRD和SEM研究了不同温度退火后LiCoO2薄膜的结构和形貌。以具有不同结构的LiCoO2薄膜为阴极、含氮磷酸锂薄膜为电解质以及金属锂薄膜为阳极,成功地制备了电化学性能不同的全固态薄膜锂电池。由电化学研究结果表明, LiCoO2薄膜的结构和多晶取向决定了薄膜电池的电化学性能。采用具有一定取向的多晶LiCoO2薄膜制备的全固态薄膜锂电池具有最佳的性能,稳定放电容量达到55.4μAh/cm2・μm,充放电循环次数超过450次。

4.LiNiO2理论容量较高,比LiCoO2价格便宜,对环境污染也较小,所以有希望成为取代LiCoO2的电极材料。H.K.Kim等以LiNiO2为靶材,O2/(Ar+O2)比为0.1气氛下,采用射频磁控溅射法沉积得到非晶态LiNiO2薄膜,在700℃氧气气氛下快速热退火10分钟后得到结晶的LiNiO2薄膜。采用经快速热退火处理的LiNiO2薄膜阴极(厚1.13μm)组装的全固态薄膜电池显示出稳定的循环性能。作者指出,经快速热退火处理的LiNiO2薄膜阴极是制备高性能全固态薄膜电池很有希望的阴极材料。

5.A.Urbano等人用射频磁控溅射的方法制备了LixNiOy薄膜,为LixNiOy阴极膜的溅射提供了部分依据。Duksu Kim等人首先用射频磁控溅射的方法制备了有良好电化学活性的LiNixCo12xO2阴极膜,实验对两种不同摩尔比合成靶材溅射的LiNixCo12xO2阴极膜作了对比研究,指出在氩气和氧气(摩尔比为2∶1)混合压为1.33Pa、溅射功率密度1.23W/cm2条件下,LiNO3、NiCO3和Co(NO3 )2・6H2O按摩尔比1.05∶0.5∶0.5合成粉末靶,在Pt(50nm)/SiO2/Si(100)衬底上溅射的LiNixCo12xO2膜,经过快速退火处理,有良好的容量保持性能。随着循环次数的增加,容量只有很少的降低。Cheng L L等讨论了在不同条件下制备的LiCoO2薄膜的性能,结果表明在250℃条件下以Si基板为衬底,氧气分压在0.665～1.33Pa范围内,可以制得纳米晶型的LiCoO2薄膜,当氧气分压高于1.33Pa或低于0.665 Pa时,会有Co3O4杂相产生,这说明氧气分压在制备过程中起很重要的作用。同时还讨论了退火温度对LiCoO2的电化学性能的影响,当退火温度分别为500℃、600℃、700℃时,电池的放电容量分别为41.77、50.62和61.16Ah/(cm2・μm) 。

6.Dudney研究发现由于在溅射过程中难以控制和优化锂锰氧计量比,LiMn2O4晶态薄膜电极的循环性能和内阻表现出的再生能力比LiCoO2差。

(二)脉冲激光沉积法

1.PLD最早出现于20世纪60年代,一开始由于气相镀膜方式占据了制膜方法的统治地位和PLD方法本身的发展不够,并没有受到重视。1987年PLD因成功制备YBCO高温超导薄膜而发展起来,近些年来,更是在制备铁电薄膜中得到广泛应用。它的基本过程是将一束高功率脉冲激光聚焦到符合化学计量比的陶瓷烧结靶表面上,靶表面瞬时局部温度可达103℃～104℃,蒸发出含有靶材成分的等离子体羽辉,羽辉中包含处于基态和激发态的原子、分子、团簇和高能电子,这些粒子以较高的能量到达加热的基片表面而成膜。使用该方法制得的膜的主要优点是:污染小;薄膜与靶材的成份保持一致;逸出粒子具有较大的能量,沿衬底表面的扩散较为激烈,沉积速率高;另外,在制膜的过程中,脉冲重复频率低,原子在两次脉冲蒸发间有足够的时间扩散到吉布斯自由能最低位置,这样有利于薄膜生长,提高薄膜质量。Sriehe等用248nm激光制备了LiCoO2和LiMn2O4薄膜。复旦大学化学系激光化学研究所薛明吹炔捎寐龀寮す獬粱结合高温退火的方法在不锈钢基片上制备了LiFePO4薄膜电极,充放电测试表明,LiFePO4薄膜具有3.45～3.40V的充放电平台,与LiFePO4粉体材料相当,首次放电容量为27mAh/g。

2.在全固态薄膜锂电池中,LiCoO2薄膜是最常用的阴极材料。在充放电过程中,LiCoO2发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变,但这种变化只伴随很少的晶胞参数变化,LiCoO2有良好的可逆性和循环充放性能。晶形LiCoO2是一种各向异性的层装结构,因此Li + 的嵌入和脱出必然与薄膜材料的取向密切相关。Iriyama 等发现用PLD方法制备LiCoO2薄膜在沉淀初期(薄膜厚度d < 0.24μm)是c轴定向的,当薄膜厚度再增加时变为无定向的。由于c轴定向薄膜的电荷转移电阻大和垂直基片方向的扩散系数小,电化学性能并不理想。可见,采用PLD技术制备LiCoO2薄膜的不宜太薄。Iriyama 等还尝试将PLD制备的LiCoO2薄膜由MgO修饰,修饰后薄膜的电极/电解质界面上Li+扩散活化能明显降低,循环性能得到较大改善。

3.Strielel等采用PLD技术在加热的不锈钢基片上沉积了厚度为0.2～1.5μm的LiMn2O4 薄膜,该过程中沉积与晶化同时进行,无需高温退火处理。但该LiMn2O4电极在充放电循环中会发生溶解,致使循环容量下降。如何克服循环容量下降成为目前LiMn2O4研究的焦点。他们进一步沉积了掺Ni和Co的LiMn2O4薄膜。掺Co和掺Ni的薄膜电极反应完全不同,在2.0～5.0V 的范围内充放电时只发生Ni2+～Ni4+的氧化反应,而没有Co3+的氧化还原反应。另外,LiNi0.1Mn0.9O4薄膜在电位5.5V时仍十分稳定,而当电位高于5.5V时由于大量的电解质氧化分解使薄膜电极的容量减小。

4.V2O5因其很高的理论嵌锂容量成为很有发展前景薄膜锂电池的阴极材料。晶态和非晶态V2O5 的离子扩散系数有较大不同。Mcgraw等采用单阶跃电位法测定了由脉冲激光沉积制备V2O5薄膜的DLi,晶态V2O5薄膜DLi的最大值和最小值分别为1.7×10-12cm2/s和5.8×10-15cm2/s ,而非晶态V2O5的DLi变化较小,最初为5×10-13cm2/s ,锂化到Li0.4V2O5 时下降到1.2×10-13cm2/s。

(三)电子束蒸发法

电子束蒸发法的特点是能量高度集中,膜材料的局部表面可获得很高的温度;能准确而方便地通过调节电子束的加速电压和电流控制蒸发温度,并且有较大的温度调节范围。与射频磁控溅射法和脉冲激光沉积法相比具有成本低廉,成膜较快,便于大面积制备等优点。

Shokoohi F K等采用电子束蒸发法制备LiMn2O4薄膜,在获得新沉淀的非晶膜以后, 既可以取出进行高温 (800℃)退火处理,又可以在较低的温度 (400℃)进行原位退火处理,两种处理方法都可得到LiMn2O4晶体膜。其中后者具有特别重要的意义,它使薄膜电池可能与半导体材料整合在一起。该法得到的LixMn2O4薄膜中,x接近1。400℃原位退火处理得到的晶体颗粒小于0.05μm,比容量在130mAh /g以上。Seung J L等报道其用电子束蒸发法制备Li2Co0.5Ni0.5O2的薄膜,性能与LiCo0.5Ni0.5O2粉末相当。

(四)溶胶-凝胶(Sol-Gel)

1.Sol-Gel工艺的基本过程是在有机溶剂中加入含有所需元素的化合物形成均匀溶液。溶液通过水解和缩聚反应形成凝胶,用匀胶机将其均匀甩在基片上,经过干燥和退火处理,除去凝胶中的剩余有机成分,就形成了所需的薄膜。这种方法具有化学计量比准确、易于掺杂改性、工艺简单、成本低和成膜面积大等优点,适合批量生产。

2.基于丰富的资源和对环境友好等优点,氧化锰锂也被作为薄膜锂电池的阴极材料。Park等用溶胶-凝胶旋转涂膜法和退火相结合的方法,制备了具有良好容量和循环性能的LiMn2O4薄膜,并对不同条件下制备的LiMn2O4阴极薄膜进行了对比研究。根据分析,并结合前人研究指出构成良好充放电性能的LiMn2O4阴极薄膜的可能因素:较低的结构完美性、有缺陷存在、微粒之间没有接触阻抗。这为以后对LiMn2O4阴极薄膜的研究提供了有力参考。

3.Young Ho Rho等用PVP溶胶-凝胶法在金底片上制备了1μm厚的LiMn2O4薄膜,并在1mol/dm-3 的LiClO4电解质溶液中测试了该薄膜电极的电化学性质。他们发现用该法制备的LiMn2O4薄膜具有良好的充放电性能,其化学扩散系数为10-8至10-10 cm2/s,并且在200次充放电循环后容量损耗仅为20%。

4.L. Hernán等用溶胶-凝胶法制备的Li-V-Mn-O尖晶体,并使用丙酸使其成为树脂结构,然后对凝胶进行600℃的退火处理。然后在电压范围为5.2～2.0V的锂电池中测试该材料,出乎意料地发现该电极与近期报道的LiMn2O4薄膜具有相似的充放电曲线。虽然在整个电压变化的充放电实验中,尖晶体保持了很好的内部结构稳定性,但在5.0～2.0V之间的范围内却出现了明显的容量损失。实验结果表明,这种材料在4.6～2.5V的电势窗中具有最好的电化学性能。在此电压范围之上,电池更在大量充放电循环后保持了可接受的容量(105Ah/K)。

三、结论

全固态薄膜锂电池以其优越的性能倍受人们青睐,是具有高附加值的新能源产品,近年来掀起了研究薄膜锂电池的热潮,但仍需要进一步探索。目前,国内由于技术落后、投资规模小等原因,薄膜锂电池材料和产品的技术水平和产业规模与发达国家差距较大。相信随着大规模制作工艺问题得到解决及其性能的进一步提高,薄膜锂电池将有广阔的应用前景。

参考文献

[1]刘文元,王旭辉,李驰麟,等.全固态薄膜锂/锂离子电池的研究进展[J].化学研究与应用.2007,19(9).

[2] Jang Y,Dudney N.J,Blom D. A,et al.Electrochem.Soc.,2002.

固态电容篇8

关键词 风电场；动态无功补偿；无功补偿

中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-064-1

我国的风力资源非常丰富，但是风电场一般位于远离负荷中心的地方，对冲击的承受能力弱，随着风电厂规模的不断扩大，风电的不可控性也变会增加，只靠传统的并联固定电容方式不能满足维持电网稳定的要求，动态补偿方案则是解决这个问题的重要途径。

1 风电场动态无功补偿设备

目前应用在风电场的动态无功补偿设备主要有同步调相机，静止无功补偿器和静止同步补偿器。同步调相机与同步发电机类似，只不过它没有原动机和机械负荷。同步调相机的无功补偿的控制部件是调压器。

静止无功补偿器（SVC）是广泛应用在风电场中的动态补偿设备。SVC的静止适合同步调相机对比而言的，它是一系列设备的统称，主要结构是并联的电容器和电抗器，既能补偿容性无功也能补偿感性无功，但在实际运行中风电场的运行状态不同，所以需要多组SVC协调配置。

静止电容器STATCOM是电力电子装置，和SVC的补偿原理不同。它通过可控硅阀和可控硅开关实现电容器的连续控制和开关投切，调节平滑速度快，耗能低，但是由于含有绝缘栅双极晶体管IGBT等全控部件，所以价格比SVC贵。

2 风电场动态无功补偿方案

目前国内发电厂主要使用在发电机机端并联固定电容的方法进行补偿，但是异步发电机出线端的变压器也会产生无功耗损，这种方法没有办法同时满足两者的无功补偿。因此，在风电场中应用动态无功补偿方案是非常重要的。目前风电场的动态补偿装置的主要目的是动态补偿风电场的变压器和线路负载的无功功率。

2.1 静止无功补偿器SVC+并联固定电阻

这种方案再风电场异步发电机端并联安装固定电容器组，几组并联的风电发电机组群的出口电压分别通过变压器升高，之后在汇总的输电线路上安装SVC装置，也有的风电场采用每个并联的风电发电机组使用一个SVC装置后再汇总的方法。这种方案已经在很多风电场得到了应用，在遇到短路问题时可以很快的重建电压，但是如果设置的SVC容量不合适，就可能会发生补偿过高的现象，从而升高冲击电压，造成电压不稳。所以对于这种方案，也根据风电成的实际情况选择合适的容量，设置位置，控制方式等，避免过电压的危险。

2.2 静止同步补偿器STATCOM+并联固定电阻

这种方案在风电场异步发电机端并联介入固定电容组，在风电发电机的出口电压经变压器升高后但是未再次升高接入无穷大系统的输电线上安装静止同步补偿器，安装位置与静止无功补偿器类似。静止同步补偿器在无功补偿时需要一定的无功容量，所以不同的风电站需要预先估计出其容量大小，在相同条件下，静止同步补偿器所需的无功容量和静止无功补偿器SVC的容量相近，运行费用也接近，但是静止同步补偿器每兆乏的价格比静止无功补偿器贵得多。在线路出现短路问题时，这种方案的电压恢复速度最快，无功补偿能力较强。

2.3 同步调相机+并联固定电阻

这种方案的结构与上述两个方案形同，只是将放置的SVC或者STATCOM设备换成同步调相机。同步调相机能够在电网发生故障时立刻向电网提供无功，SVC方案则是在清除故障后，电网电压在一定值之上时开始作为无功源使用，在限定的电压值之下SVC设备则达到增压限值。同步调相机恢复电压用的时间落后于SVC和STATCOM方案，所以现在已经被逐渐套件。

2.4 风电场动态无功补偿方案的不足

综合比较三个方面，静止同步补偿器方案的补偿效果最好，但是价格偏贵，同步调相机的补偿效果较差，静止无功补偿器SVC+并联固定电容的方案性价比最优，而且对于三相短路等问题有很好的处理能力，所以在我国的风电厂中应用较多。

SVC方案在应用中也出现了一些问题。首先，由于有的发电厂每组风电发电机都配有SVC设备，所以运行中会出现SVC静止无功补偿设备不均衡的现象，另外由于SVC设备具有自己的电容器组所以可能出现同时投切的情况，对电网的冲击比较大。因此SVC方案需要进一步改进。首先应该合理设置SVC方案中各个SVC设备的无功补偿容量。保证电网电压稳定的重要措施是使每条母线的电压实时值都控制在一定的范围内，所以要保证节点无功功率的动态平衡就需要设计合理的SVC容量，这是SVC方案正常运行的基础条件。这里的容量应该包含调整稳定电压的无功补偿量和事故发生时对电压支持需要的补偿量。其次，风电场可以采用总控电压模式控制方法。总控系统通过计算分析得升压站需要的无功补偿量，在根据实际的无功功率分配对策将升压站需要的无功补偿合理的分配给每台SVC静止无功补偿设备，SVC静止补偿设备主控制器接收到控制信号后就可以调节其无功补偿量，从而实现SVC设备的协调运行。改进后的SVC方案需要增加一套总控制设备，对各个SVC装置的主控制设备升级，然后通过工业控制计算机进行管理。通过对SVC方案中的控制策略进行优化，可以改变SVC设备间配合不力，电容器无序投切的状态，提高了电网的电压稳定性，减少了补偿设备的损耗，让SVC方案更好的应用到风电场动态无功补偿中去。

固态电容篇9

固体是有一定体积和形态的物质，在不太大的外力作用下，其体积和形状的改变很小。固体又分为在物理性质上完全不同的两类，一类叫晶体，另一类叫非晶体。晶体的基本特性是各项异性，即均一物体在不同方向上有不同的性质，例如在不同方向上晶体的膨胀系数不同；在不同方向上晶体的力学的，热学的，光学的和电学的性质不同。晶体最显著的特征是有规则的几何形状。当水在玻璃上冻结的时候，水的结晶形成有规则的几何图案，以及单个雪片的规则形状，这是大家都熟悉的。晶体又分为单晶体和多晶体，一切金属都具有多晶构造。分子力保持着金属的单个小晶体一个挨一个，形成一个直接看起来是连续的金属块。虽然每个小晶体是各项异性的，由于单个小晶体在金属中的方位是不规则的，就总体看金属块不显示出各项异性。非晶固体是各项同性的，即它们在一切方向都有相同的物理性质。

物质的第二状态是液态，液体有一定的体积，没有固定的形状，形状随容器的形状而改变。如水、酒精、石油等，液体介于固体与气体之间，在外力作用下不易改变体积，但容易流动。从微观结构来看，液体分子一方面在极小的范围内有像晶体那样的有规则排列（准晶体结构），另一方面又有像气体分子那样的无规则运动并不固定在一定位置。

气体是物质的第三种状态。它是由大量分子组成，能自发地充满任何容器的物质，气体分子间的距离较大，相互作用力较小。大量分子都在作无规则的热运动；所以气体容易压缩，没有一定的形状。大量的气体分子不断和器壁碰撞而产生压强。温度越高分子运动越剧烈，压强就越大。任何气体都可以通过降温和压缩体积的方法使其液化。

现在我们还知道，在固态和液态之间还存在物质的第4种态，这就是液晶态。最早观察到的液晶是神经外鞘髓磷脂，但当时并不知道是液晶。1888年，奥地利植物学家F.Reinitzer做实验时发现,加热的化合物熔化后变成了白色浑浊液体，并呈现某些颜色，继续加热变成白色透明液体。经过详细的研究发现许多有机化合物都有相同的性质，这些化合物像液体一样具有流动性，而光学性质与某些晶体相似，具有各项异性，于是取名液晶。液晶通常是由棒状分子、蝶状分子和平板状分子构成。天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，目前已达5000多种。对液晶的研究导致一门新兴的技术科学-分子工程的勃然兴起。1964年美国无线电公司发现了液晶的多种光学效应，由此开始了液晶在显示器方面的应用。这也是当前液晶最主要的方向。

物质的第五种态是等离子态。它是在高温下高度电离化的气体。是带正电和带负电的两种微粒的均匀混合。而正负电荷密度几乎相等（从总体上来讲成电中性）的物质系统（其中可以存在极少数未经电离的中性粒子）。例如火焰和电弧中的高温部分、太阳和其他恒星表面的气层等都是等离子体。由于等离子体内部高度电离，存在电磁场和大量运动电荷，不发生一般化学反应，这就使它不同于一般物质。对等离子体的研究可以促进许多科学技术部门的发展。例如氘气在气体放电管中形成的等离子体，在磁场作用下可脱离管壁，并加热到极高温度，以至产生聚变。这就为实现可控热核聚变开辟了途径。此外在天体物理、气体放电、超声流体力学、微波器件与技术方面，等粒子物理学都有重要作用。

固态电容篇10

【关键词】全固态 中波发射机 维护

一、中波发射机的发展过程与全固态中波发射机的优点

（一）中波发射机的发展过程

人类最早所使用的无线发射机就是中波调幅发射机，当时的人们通过它来向收音机前的听众传播声音信息。中波发射机从出现到今天，总的来说已经走过了200多年，在这200多年中它一共经过了三个主要的发展阶段，分别是电子管中波发射机阶段、晶体管加陶瓷管中波发射机阶段，以及当前的全固态数字式调幅中波发射机。

（二）全固态中波发射机的优点

相比于前两代的中波发射机而言，全固态发射机主要具有以下几个方面的优点：第一，运行费用更低。在构成全固态中波发射机的各种组件中，最主要的若干小功耗芯片，在运行的过程当中他们不会带来过多的能源消耗。同时，全固态中波发射机使用的是寿命更长的半导体元件，而半导体元件不论是在功耗上，还是在使用寿命上，都要比电子管元器件更加优秀；第二，工作效率高。在当前所大范围使用的全固态中波发射机中，都采用了PDM技术，它的工作效率非常之高，大约能够达到电子管发射机的两倍到三倍；第二，维护方便。上一代的电子管中波发射机体系结构较为庞大、杂乱，在保养与维护上比较困难。同时，在使用过程当中，一旦出现了问题，难以迅速的进行故障定位于故障排除。而对于全固态的中波发射机来说，其结构非常的简洁，维护起来工作量很小，而且一旦出现了故障，能够迅速的找到问题原因。

二、全固态中波发射机的使用注意事项与维护措施

（一）搞好常规检查工作

为确保全固态发射机处于最佳工作状态，必须严格遵守定期的维修制度，对机器定期进行维护保养以及检查，具体分为周检、月检、季检、年检。第一，周检。对机器风扇、过滤海棉网进行清洗除尘；第二，月检。仔细检查各儿器件有无细微损坏，交流接触器接点是否有打毛或接触不良现象；第三，季检。检查电池电压，测试机器整机指标，并将其调整到最佳状态；第四，年检，检查各集成电路管脚是否有腐蚀现象，螺栓是否松动，电路板是否有裂痕，振荡器与功放电缆连线是否有烧焦现象，确保机器指标在最佳状态。要真正做到不间断的安全、优质、高效的播出，除了技术保障外，还必须有一批高素质的技术工作人员，要求其平时要做好对设备的认真维护和仔细保养，确保整个系统的各项设备都在良好的状态下进行。当设备故障时能快速反应，迅速处理故障，及时恢复设备的正常运行。

（二）使用中需要注意的内容

第一，在对全固态中波发射机进行开机操作之前，必须要对机门、调制功放盒、中间放大盒、高频激励盒以及调制推动盒和低压稳压盒进行检查，是否已经完全的关紧、插紧，确认没有任何的问题后，才能开始开机；第二，在全固态中波发射机的开机过程当中以及开机之后，要对发射机的状态加大注意力度，如果发现有一场的情况，应当迅速查找原因并进行处理；第三，在对全固态中波发射机执行关机操作的时候，必须严格遵照关机程序，并注意观察发射机的状态。如果在关机过程当中出现了紧急情况，不得不一次性将电源切断，切断后同样要遵照关机程序，按次序关断播出主电源或功率钮等开关。

（三）维护过程当中的注意事项

第一，注意对全固态中波发射机进行全面的检查。检查内容包括查看电阻有没有发生温度过高的现象，以及电容有没有泄露的现象；对电源及其相关的部件进行检查，看有没有温度过高的现象；对合成变压器以及线圈进行检查，同样是看有没有温度过高的现象出现；如果是新投入使用的发射机，还应当不定时的对其连接线与连接头的螺母进行检查，看有没有温度过高或是松动的情况出现；第二，定期的对发射机冷却系统进行检查。要注意保持风机的清洁卫生，不能出现灰尘，更不能有其他的物件，阻碍到风机气流流通。每1周都应当对发射机的空气过滤器进行一次检查，根据实际的情况进行清洁或是更换。还要对发射机的温度控制系统进行检查，看各个器件是否正常。如果发射机的机房内部温度超过了40摄氏度，就必须要采用空调来调节室内温度；第三，传输线和天线系统维护。要定时对拉线绝缘子与底座绝缘子进行清洁工作，保证放电球的间隙合理，检查避雷线圈的接触情况是否良好，如果有异常的情况，及时进行处理。搞好电压驻波比的记录工作，发现超过正常值的情况下，要尽快进行相应的检查与处理。保证假负载的状态，使其在需要使用到得时候不会出现故障；第四，电源维护。尽量为发射机安装全自动补偿式电力稳压器，使其在电网电压波动超过110%时，也能够正常的投入工作。防止三相电源缺少一相，形成单相工作，造成三相电动机过热损坏。要对电源线的各个接头进行检查，防止松动与发热的情况出现。如果情况允许，应当采用快速自动切换装置，对发射机进行双回路供电；第五，在发射机的运行过程当中，要对面板以及模块上的故障指示灯情况进行观察，对风冷系统指示灯进行时常查看，如果发生异常情况，要及时寻找原因，对症处理，同时还要看各种功率表、电压表以及电流表的示值是否正常。在如今所使用的全固态中波发射机中，都带有自动关闭功能，如果上面所述的这些情况不正常，又未能及时的解决，就可能会导致发射机自行关机，出现停播事故。另外要注意。在对全固态中波发射机进行维护操作的时候，要使用安全、专业的工业，并严格坚持细选轻拧慢推快焊的维护原则，在实际的使用维护过程当中，还要注意总结经验，这样才能使全固态中波发射机始终保持在良好的运行状态中。

参考文献：