电流与电压十篇

电流与电压篇1

[关键词] 直流电动机 电压 电流 功率

直流电动机的电压、电流与功率问题，一直是高中物理“电功与电功率”这节内容教学中的难点。因为电动机电路属于非纯电阻电路，欧姆定律并不适用，而学生往往没真真理解欧姆定律的使用条件，常常也用欧姆定律来解直流电动机的电压、电流与功率问题，导致这类题目错误率很高。接下来笔者结合自己的实践经验来谈谈对这部分内容的教学体会。

一、直流电动机的电压与电流

直流电动机是根据通电线圈在磁场中转动的原理制成的，其线圈的等效电路如图1所示（即可等效为一个定值电阻

与一个无阻值的理想线圈串联而成）。当给电动机通上电，线圈在磁场中转动时，线圈导线切割磁感线，这样在线圈中就会产生感应电动势。根据楞次定律可知，产生的感应电动势的方向与使线圈转动的电流方向相反，故称为反电动势ε。电动机线圈转动的越快，说明线圈的导线切割磁感线越快，所以反电动势ε就越大。又因为线圈本身具有直流电阻（等效为图1中的定值电阻R），因此加在电动机两端的电压应分为两部分：其一用来平衡反电动势ε；其二为线圈直流电阻上损失的电压U΄。

即有：U = ε + U΄；①

由于直流电动机的电流Ι（即电动机的工作电流）就是流过电动机线圈电阻的电流。

所以有：U΄ = ΙR；②

有①、②两式可得：

直流电动机两端的电压U =ε +ΙR；③

因此直流电动机的电流Ι=（Uε）/ R；④

由此可见部分电路欧姆定律Ι=U / R对电动机是不适用的。

当电动机接通电源后，启动的开始阶段电枢的转速较小，产生的反电动势很小，所以启动电流很大，最大可达额定电流的15―20倍。这一电流会使电网受到扰动，机组受到机械冲击，换向器产生火花。

为了限制启动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻，其接线原理见图2。在启动过程中随着转速的不断增大，应及时逐级将各分段电阻短接，使启动电流限制在某一允许值以内，这一启动方式称为串联电阻启动。这种启动方式非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。但由于启动过程中能量消耗较大，不适用于经常启动的电动机和中、大型直流电动机中。

二、直流电动机的功率

如果用Ι去乘③式中的各项就可以得到：

UΙ=εΙ +Ι2R；⑤

电流与电压篇2

众所周知，油浸纸绝缘电力电缆的现场试验一般都采用直流电压。试验时可以同时测量泄漏电流，由泄漏电流的变化或者泄漏电流与试验电压的关系，可用以判断绝缘状况。数十年对油浸纸绝缘电力电缆采用直流耐压试验的实践，已证明其作为现场定期预防性试验项目能得出满意的试验结果，这也就是充油和压气电缆用直流电压进行现场试验的理由。这个试验方法也同样用于高压XLPE绝缘电缆，它似乎是唯一可行的方法。

1XLPE绝缘电缆线路用直流耐压试验的缺点

高压XLPE电缆线路的运行试验表明，现场采用直流耐压试验不能有效地检出有缺陷的XLPE绝缘电缆及附件。各国运行经验发现通过直流耐压试验的XLPE绝缘电缆及附件在投入运行后有击穿故障发生。

为此，CIGREWG21-09工作组(高压挤包绝缘电缆试验)于1984年向世界各国电缆制造商和电力公司调查，并组织进行模拟结构样品试验，进一步确认高压XLPE绝缘电缆采用直流耐压试验是不恰当的，其存在以下明显的缺点：

a)直流电压下绝缘电场分布与交流电压下电场分布不同，前者按电阻率分布，而后者按介电系数分布，尤其在电缆终端和接头等高压电缆附件中，直流电场强度的分布与交流电场强度分布完全不同。这往往造成交流工作电压下有缺陷部位在直流耐压的现场试验时不会击穿而被检出，或者在交流工作电压下绝不会产生问题的部位，而在直流耐压现场试验时发生击穿。

b)XLPE自身的固有场强高，要用很高的直流试验电压甚至严重损伤电缆才能检出。例如，20kVXLPE电缆绝缘的50%处有金属尖端，结果却在10U0的直流电压下才能使其击穿。再者，在接头内有金属尖端或密封电缆头周围有严重的缺陷，即使用12U0～16U0直流电压试验也不可能检出。

c)由于XLPE的高绝缘电阻和相应的空间电荷效应，尚不能排除在直流电压下会造成XLPE电缆绝缘非故意的预先损伤。直流耐压试验时形成的空间电荷，可造成电缆在投入交流工作电压运行时击穿，或附件界面因积聚电荷而沿界面滑闪。

2调频串联谐振装置实例

传统的直流电压试验存在着严重缺点，必须寻求新的较为有效的试验方法。非常自然的、符合绝缘机理的倾向，是采用交流电压试验方法，关键是要开发新型的交流电压试验设备。本文将详细介绍由西门子柏林电力电缆厂等研制的8MVA，160kV调频串联谐振试验装置。

2.1移动式

调频串联谐振装置设计的首要目的是试验安全、简便和快速，整个试验设备均安装在低底架的大卡车上。最重的组件是电抗器，重156.8kN。车辆总重量约400kN。

2.2试验电压连接线

电源电压经OHL门架的户外终端和变压器的输出端或气体绝缘开关(GIS)而馈电至用户的电缆线路。通常连接到试验设备的电抗器，包括可接至户外套管或试验电缆的插入式浇注树脂绝缘管。内部绝缘为SF6，以便能够快速、安全和干燥地装配。

1—带有固定电感的电抗器，并可改变电压输出；2—户外终端；3—已装在电缆盘上的试验电缆，带有符合IEC859的开关设备的密封终端；4—馈电连接电缆；5—SF6气体充气站；6—用液压驱动的起吊机；7—控制室；8—户外终端运输用的贮存器

2.3户外套管

户外套管的户外部分有防水硅橡胶裙边，并模铸在耐压的增强玻璃纤维塑料支撑管上。户外套管的内部，导体是用交联聚乙烯绝缘并用硅橡胶电容式应力锥来控制场强。附加的内部绝缘为SF6。这种结构使安装比较容易，此外，试验也不会受天气的影响。

户外套管装在电抗器上，用柔软的铜导线接至被试电缆线路的户外密封终端。如果该铜导线很长或沿着曲折的途径，则应采用绝缘子来支撑。

2.4GIS馈电的试验电缆

如果被试电缆和系统端接在GIS(气体绝缘开关设备)内，则电源馈电线可接至为试验而特殊安装的连接器壳体，壳体尺寸符合IEC859要求。

两端都有密封终端的试验电缆绕在电缆盘(安装在车上)上，而且可拉开至70m长。用电子器件控制电缆盘的传动机构使敷设试验电缆时达到灵活而且支撑牢固。用试验电缆可接至现场GIS附近的任何地方。

试验电缆的密封终端，与户外套管一样都是充以SF6气体，确保装配工作简易和安全。

2.5初级电源的连接电缆

在大多数使用场合，试验电源均从用户的系统获取。根据被试电缆的长度和电容，视在功率可能需要达200kVA。但是，在很多的试验场合下，可能仅仅需要电源视在功率小于50kVA。为此，运输车还有装在电缆盘上的连接电缆，长度200m。

在所接入的电源负荷较大的场合或者馈电位置远离公用电源系统时，本移动式大容量调频串联谐振装置还添加有可灵活移动的发电机。

2.6绝缘气体源的环境安全

运输车上有SF6气体充气站，提供所需的SF6气体以及充气至密封终端的真空和压力系统，并提供可排气和再充气5MPa的压力容器。

2.7在运输车上起吊工作

户外终端或试验电缆密封终端安装至电抗器需要质量达100kg的起重机。起重机也安装在拖车上。这样，在用户的现场就可直接进行工作而不受其他任何辅助设备的限制。

在开始安装的时候，通常不可能与用户的电网相连接。因此，起重机由直流电动机液压驱动，直流电动机由拖车上的蓄电池供电。这样，进行试验的准备工作不会有任何延误。

2.8设备控制和用户操作室

运输车是按成套移动式调频串联装置而设计的，适用于户外使用。因此，也装有宽敞的测试间。其内包括电子器件控制设备，计算机控制的联机装置以及容纳操作和观察人员的足够空间。用户能在各种气候条件下从事试验，而且便于试验时做记录或试验全部结束后立即编写试验报告。

3运行经验

本试验装置自研制成功后，已用于110kVXLPE绝缘电缆线路的现场试验，并取得初步有效运行经验。

自从1996年以来，已在高压电缆线路进行交流电压试验。大约80%的试验连接是经由户外密封终端而进行的，约20%则是经由GIS开关装置进行。在已试验的电缆线路中，长度最长的约3.8km，最高试验电压为160kV，仅利用试验设备最大功率的50%。这意味着还可以试验更长的电缆线路。

经由户外密封终端可方便地把交流电压馈电至被试电缆线路。接线方式如图2所示。利用铜导线把电抗器的电压输出接至电缆密封终端。

4结束语

用于长距离电缆线路的交流电压试验，需要相当大和重的试验设备。为此，以往的XLPE电缆都是采用直流电压试验。高压XLPE电缆线路的运行经验表明，采用直流电压耐压试验不能有效地检出XLPE电缆缺陷，特别是有缺损的XLPE电缆附件。这一点已取得国际共识，采用更有效的试验方法势在必行。

通过对工频串联谐振试验装置的研究和试制，已获得一种适合于XLPE绝缘电缆和附件的试验方法，即施加工频或接近工频的交流电压，在电缆及附件上产生的电场分布与实际运行工作电压下的电场分布相同，能够比较有效地检出XLPE电缆及附件缺陷，并逐步成为各国用作XLPE绝缘电缆线路的现场试验方法。

本文所介绍的新型调频串联谐振试验装置，是把供电电源、产生试验能量的主设备、连接至电缆线路的专用连接线和控制单元等所有组件全部安装在低底架的拖车上。这样就能机动灵活便于运作。迄今，最频繁使用的是把试验电压接至户外密封终端，也进行过把交流电压经由试验电缆而馈电至符合IEC859的GIS开关设备。运行经验表明，该装置的电气系统和连接技术两者的研制都是令人满意的，而且可对高压XLPE绝缘电缆线路进行既可靠又经济的交流电压试验。

综上所述，开发并应用适合现场试验的交流高压试验装置具有现实意义。我们要借助国外的经验，加强试验设备研制开发，加强试验技术的研究，希望高压XLPE绝缘电缆线路的现场试验会有突破性成就。

参考文献

1WeinbergW，GoehlichL,ScharchmidtJ.SitetestsofXLPE-insulatedhigh-voltagecablesystemswithACvoltage［J］.ElektrizittsWirtschaft,1997,96(9):400～407

电流与电压篇3

关键词：±800kV直流输电；绝缘配合；避雷器布置

前言

目前，随着直流电压等级由原来的500 kV上升到800 kV，导致换流站和线路的绝缘部分在总设备投资所占比重相当大。如输送容量约为原来的2倍，因绝缘故障带来的损失以及系统的扰动问题严重。所以，优化直流系统过电压保护，进而确定合适的换流站绝缘水平，在换流站设备设计、制造和试验中是很重要的部分。如果绝缘水平取得过高就会造成换流站的设备尺寸过大即难度太高，若取得过低则导致运行中故障率或是停电损失和维护费用增加，进而造成经济浪费。

1.换流站交流侧的操作过电压及电压选择

1.1操作过电压

换流站的交流侧中有单相接地和两相接地以及三相接地故障出现，随后在故障清除的过程中，换流变和滤波器组会通过系统的阻抗进行充电，进而引起暂态过程在交流侧产生过电压，而且电压不能采取有效措施来控制。由相间过电压通过换流变传递到了阀侧，需要计算出换流站交流侧A类型避雷器与换流阀V类型避雷器的保护水平以及能量的工况。若果按保守的方法来计算故障清除过电压时，假设在故障期间以及故障之后换流站一直处于闭锁的状态，由于阀闭锁时，串联的两个阀相间接在避雷器上，产生能量很小，另外阀侧相间过电压最高。如果故障期间阀闭锁投入旁通对时，就会有部分阀相间接在避雷器上，其能量最高。所以，这与常规低压直流工程一样，换流变的断路器和交流滤波器组装有合闸电阻，能够抑制交流滤波器组和换流变的操作过电压。

1.2换流站交、直流侧避雷器额定电压的选择

在某一瓷器厂生产的420 kV避雷器在吸收较高的预注能量之后，能够承受1.03倍避雷器额定电压的时间超过了1000秒，所以，如果选择的额定电压为400 kV的国产避雷器也能够保证安全。跟据调查本厂的换流站交流侧选择的额定电压达到400 kV，则直流工程的换流变侧A类型的避雷器额定电压选择为399 kV，这是多年实践运行的经验。所以，这里建议换流站交流侧的避雷器，还包括交流母线避雷器都选用额定电压为400 kV的避雷器，即不需要照搬以前500 kV直流工程的模式，交流母线避雷器只需选用420 kV避雷器，作为换流变侧和交流滤波器母线侧则选用400 kV避雷器。这种用电模式使交流母线避雷器仅用于雷电侵入波的保护，而对于操作过电压不起限制作用。另一方面，还可以根据雷电的侵入波过电压来研究结果进而决定是否要装母线避雷器。

2.直流侧避雷器的配置及防雷措施

氧化锌避雷器是换流站设备重点保护的装置，它配置的原则是：首先，交流侧的过电压用交流侧避雷器来限制；其次，直流侧的过电压由直流侧避雷器限制。而重点的保护设备由紧靠它的避雷器进行直流输电系统过电压直接的保护。

2.1母线平波电抗器对避雷器参数的影响水平

平波电抗器选择两种形式，即干式空心或油浸式。它的一半装在中性母线上，与全装在极线的方案相比，能够使串联的两个脉动换流器中间的母线电压几乎为纯直流电压，所以，避雷器参考电压将低于平波电抗器全装在极线时的避雷器参考电压，进而能在很大程度上降低避雷器保护水平以及高电位脉动换流器各点的绝缘水平。其中中性母线装平波电抗器的缺点还是存在的，主要有以下几点：其一是，需选择阀底部的设备，还包括最低电位的换流变，要求绝缘水平高于中性母线的绝缘水平；其二是，避雷器的能量要求需大于高能量；其三是，增加了中性母线电抗器等设备的投资。

2.2阀避雷器的能量结构形式

阀避雷器按能量大小可分为三种，即V1、V2和V3。其中，V1只需满足800 kV在运行时最高电位换流变压器阀侧绕组接地故障下的能量要求较高。而V2在工作时需满足下组400 kV换流器，在单独运行时400 kV高电位换流变压器阀侧绕组接地故障下的能量要求相对较低。最后，V3需要满足换流站交流侧接地故障以及清除和逆变站失去交流电源等故障的能量要求，即要求最低。

2.3避雷器布置的两种方案

两种方案的主要区别是方案一主要采用的是V3避雷器与M2进行串联来保护上组高电位的换流变压器阀侧绕组。而第二种方案主要采用避雷器A2，来直接保护处于较高电位的换流变阀侧绕组。其中方案一的优点是只需要用一个避雷器就能实现，而且它的电压低于A2避雷器，所以对外绝缘要求的高度就相应低。由于中性母线的装平波电抗器，能够降低避雷器的电压，进而获得较低的保护水平。两外方案二的优点是，A2能直接保护最高电位的换流变阀侧绕组。而且同样由于中性母线装平波电抗器，能够降低A2避雷器的保护电压。另一方面，避雷器在交流一个周期后才能承受一次较高的电压，需要选择较高荷电率来获得比方案一低的保护水平。其缺点就是数量较多，且额定电压高，进而对外绝缘要求高，安装角度上，有较大高度，需要考虑空气间隙，要求占空间较大。

3.换流站保护水平以及耐受电压和绝缘配合分析

换流站保护水平和耐受电压，当换流站的设备由串联连接的避雷器进行保护时，这样所能起到的保护水平等于发生故障时流过每个避雷器配合电流相应的保护水平之和。而另一种保守的方法，是将每个避雷器各自最严重故障下确定的保护水平进行相加。其中每个避雷器最严重故障下需要保护水平对应的配合电流相差很大，由于不可能在同一时刻和同一故障中出现，所以确定的保护水平留有额外保障。

4.正负800 kV直流线路的过电压和绝缘配合

正负800 kV直流线路最大的特点有两个：其一是，绝缘水平的很高，即雷击避雷线或者塔顶发生反击闪络的可能性极低；其二是，杆塔较高，较易发生绕击。所以，需要建议地面倾斜角较大地区的线路来进一步的减小地线保护角。在海拔高度低于1000 m的直流工作电压，要求的空气间隙空间为2.3 m；在操作过电压下要求的间隙为6.2 m；沿用800kV高压交流线路大气过电压空气间隙击穿电压会与绝缘子串闪络电压配合比达到0.8，就需要要求空气间隙为8m左右。然而，实际上直流线路在发生雷击闪络时，造成的后果没有交流线路那么严重，所以，按此间隙控制塔头尺寸是不合理的。即正负800 kV直流线路的过电压和绝缘配合应该以直流工作电压或操作过电压间隙控制塔头的尺寸。正负800 kV直流线路采用的是绝缘子串，要求杆塔空气间隙最小在7.2m左右，远远超过操作过电压要求的6.2m空气间隙空间。

5.结语

输电线所需电压的分布会因工程而不同，进而需要根据工程设计的具体参数通过仿真计算来求得。因此在进行绝缘配合时，仿真计算研究就显得十分重要，来确定合理的避雷器配合电流。另外，对换流站的雷电过电压保护和直流线路的防雷保护还需要进一步探究。

参考文献：

[1]周沛洪，修木洪，谷定燮，戴敏，娄颖.正负800 kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究[J].高电压技术，2006.

电流与电压篇4

关键词:变压器；直流电阻；不平衡率

0引 言

变压器直流电阻是反映变压器绕组物理特性的一个重要方面，直阻的异常变化往往表明变压器线圈存在损坏或局部接触不良。生产实践中，除了通过测量变压器各相绕组的直流电阻,并计算各相绕组直流电阻相互间的差别,也就是不平衡率是否超过一定标准来判定绕组电阻试验数据是否合格外，还应通过对历史测试数据的变化进行对比，才能更为有效，更为准确地发现设备存在的问题。

1 测量分析

1.1规范要求

根据规范要求，三相变压器应测出线间电阻，有中性点引出的变压器，要测出相电阻；带有分接头的线圈，在大修和交接试验时，要测出所有分接头位置的线圈电阻，在小修和预试时，只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同，测出的三相电阻值也不相同，通常引入如下误差公式进行判别：R%=[(Rmax-Rmin)/RP]×100% ， RP=(Rab +Rbc +Rac)/3 。

式中 R%误差百分数

Rmax 实测中的最大值(Ω)

Rmin 实测中的最小值(Ω)

RP 三相中实测的平均值(Ω)

规范要求，1.6MVA以上变压器,各相绕组电阻相互间的差别(又称相间差),不应大于三相平均值的2%;无中性点引出的绕组,线间差别不应大于三相平均值的1%。且三相不平衡率变化量大于0.5%应引起注意,大于1%应查明原因;各绕组电阻与以前相同部位、相同温度下的历次结果相比,不应有明显差别,其差别不应大于2%,当超过1%时应引起注意。

1.2 有关换算

在进行比较分析时，一定要在相同温度下进行，如果温度不同，则要按下式换算至75℃时的电阻值：R75℃=RtK，K=(T+75))/(T+t)

式中 R75℃75℃时的直流电阻值(Ω)

Rt实测直流电阻值时的温度(Ω)

T常数(铜导线为234.5,铝导线为225)

t测量时的温度

为了确定缺陷所在的相别,对于无中性点引出的三相变压器,还需将测得的线间电阻换算成每相电阻｡设三相变压器的可测线间电阻为Rab､Rbc､Rac,每相电阻为Ra､Rb､Rc, 式中RP=(Rab+Rbc+Rca)/2

当变压器线圈为Y型联接时,相电阻为：

Ra=(Rab+Rac-Rbc)/2

Rb=(Rab+Rbc-Rac)/2

Rc=(Rac+Rbc-Rab)/2

注:如果三相平衡,相电阻等于0.5倍线电阻。

当变压器线圈为型联接,且a连y､b连z､c连x时:

Ra=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

Rb=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

Rc=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

当变压器线圈为型联接,且a连z､b连x､c连y时：

Ra=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

Rb=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

Rc=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

注：如果三相平衡,相电阻等于1.5倍线电阻｡

2􀀁实例介绍

2.1 背景介绍

一台运行中的220kV变压器,设备型号为：SFPSZ9-120000/220，因电网运行方式变化需要从甲站移位到乙站投入运行，投运前按照电力设备交接和预防性试验规程进行了试验,各项试验数据均合格，符合投运要求。设备运行后,变电运行人员在进行红外测温时发现该变压器110kV侧A相导电杆和线夹连接处（即套管顶部）温度为81℃，而110kV侧B、C相该处的温度均为27℃，与环境温度一致。当时三相负荷运行平衡，输出功率约为变压器额定的一半，110kV侧A相套管顶部温度偏高属于不正常运行情况。

2.2 原因分析

发热部位在套管顶端,绝缘油色谱试验中各项数据正常，排除了变压器内部有缺陷的可能。发热部位主要部件有导线下引线的线夹、导电杆、将军帽以及与导电杆连接的接线板，根据测温图显示的情况,初步分析认为发热的原因可能是接线板与导电杆连接不良。用接触电阻测量仪器进行测量后,发现两者之间的接触电阻只有20μΩ,因此线夹与导电杆接触不良的可能被排除。同样,又测试了接线板与下引线线夹、导电杆与绕组接线间的接触电阻,数值别为10μΩ、3μΩ，这样的接触电阻在当时的负荷情况下不会造成这种发热。拆除外部接线后,进行了变压器110kV绕组的直流电阻测量，测量结果为A相直阻130.4mΩ、B相直阻130.0mΩ、C相直阻130.0mΩ，计算得三相直阻不平衡率为0.31%,显然这一数据远小于规程对星形绕组不平衡率2%的上限要求,应判定其电流回路无异常。为了更好地分析问题,选取了该变压器几次典型的试验数据（如表1）。

分析这些数据可以看到,变压器在甲站最初交接时的直阻不平衡率为0.19%,运行中为0.26%,而移位到乙站安装后的交接报告中为0.086%。粗略地看,给人的感觉是变压器在乙站重新安装后,直阻的不平衡率这一指标不仅完全符合规程的要求,而且不平衡率的偏差反而更小了。

为进一步查找原因，将时间上最接近的甲站预试报告和乙站交接报告试验数据换算到75℃,进行比较并计算误差,测试结果（如表2）。从其中数据可以看到,相同温度下相同部位两次测量结果间最大的差别为0.51%,而发热相A相仅有0.15%的差别,数据远远小于规程规定的1%注意值。

既然测量数据在几个方面都满足规程规定,变压器的电流回路是否就是正常的呢？经过仔细分析了（表1）中的4组数据,发现了一个小的细节，当变压器在甲站运行时,不管是交接报告还是预试报告都显示A相绕组的直流电阻值在三相数据中是最小的，而当变压器在乙站重新安装后,交接报告和发热检查时的报告中A相的直阻值却变成了最大的，而温度、测试仪器等因素对三相测量数据的影响应该是一致的,并不会造成测量数据大小关系的变化，因此认为尽管直阻三相不平衡率变小了,但这种三相直阻大小关系的变化却提示这台变压器的电流回路存在着问题。由于B、C两相直阻在4组数据中均相等,可以认定B、C相电流回路无异常,而问题是出在A相回路中，这一判断也与A相套管顶端发热异常的现象相吻合。

2.3 处理情况

经检修人员打开发热套管将军帽进行检查，发现固定导电杆的圆形锁母和与其接触的将军帽顶部内表面均有明显的放电痕迹。进一步检查确认,锁母与将军帽接触的上平面明显凹凸不平,导致锁母与将军帽接触不良运行中在两者接触面持续发生驱流放电,最终造成发热。更换锁母,投入运行后对该主变110kV侧A进行红外测温，发热现象消失。

2.4测试结果的分析判断

对测量的直流电阻数据认真分析，不仅要与规程对比，而且要与历次测量数据进行纵向对比，观察变化趋势，得出正确结论。发现直流电阻有异常或超标时，应重视综合方法的分析判断和验证，测量直流电阻综合分析判断，是验证运行变压器绕组直流电阻不平衡率超标的有效方法。

3􀀁结束语

电流与电压篇5

关键词：滑动变阻器；实验器材；实验数据

“探究电流跟电压、电阻的关系”是一个完整的科学探究过程，它由“探究电流跟电压的关系”和“探究电流跟电阻的关系”两部分内容构成，主要让学生经历科学的探究，学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。这两个实验是探究电流、电压与电阻这三个物理量之间的关系，同时也是开启欧姆定律知识大门的钥匙，因此也凸显出它的重要性。但是在实验中需要注意以下几个问题。

问题一：实验中为什么要用滑动变阻器？

在“探究电流跟电压的关系”实验中，用干电池做电源，只能测出一组电压和电流的数据，这样无法达到多测几组数据寻找普遍规律的目的。如要改变电压，需要改变干电池的节数来实现，并且还不能保障电阻两端的电压真正成倍地变化。为了达到这一目的，可在电路中串联一个滑动变阻器来调节电压的分配，从而达到改变定值电阻两端的电压，这样更方便、更快捷，同时滑动变阻器还可以起到保护电路的作用。

在“探究电流与电阻的关系”实验中，需要控制的变量是定值电阻两端的电压不变。在该实验中，应多次更换不同阻值的电阻接入电路，但同时电阻两端的电压也发生了改变，因此要及时调节滑动变阻器的滑片的位置，来保持电压不变。

问题二：进行实验之前需要注意的问题

在进行实验之前，让学生根据所提供的实验器材并利用控制变量的方法设计实验，让学生经历整个实验电路图的设计过程。如先选用实验器材并能说出它们的作用，同时再根据所选器材画出相应的电路图，让学生按照设计好的电路图去连接实物图。

在实验之前，应向学生强调：首先开关是断开的；其次因为实验中还选用了电压表和电流表，所以要注意两个电表的接线柱使用的情况（保证电流从正接线柱流入，从负接线柱流出），以及为了减小误差要选择合适的量程；最后就是要注意滑动变阻器的接法（按照“一上一下”的原则），同时还要将滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置。

但是在实际操作的过程中，有些学生急于动手操作，忽视了电学实验的基本要求，所以在连接电路时，一旦发现问题要及时予以纠正，要让学生养成检查电路的好习惯。

问题三：在处理实验数据时需要注意的问题

可以利用实验数据分析论证，应注意引导学生进行因果推

理，例如在“探究电流跟电压的关系”实验中，在控制电阻不变的条件下关注电阻两端的电压改变时，通过电阻的电流随电压改变的关系，推理出电流与电压的定量关系。

也可以利用图像进行数据的处理，要注意引导学生用描点的方法，把实验数据在坐标纸上反映出来。由于在实验中存在着误差，所画的图像并不在同一条直线上，教师再通过引导学生分析误差产生的原因，这样能培养学生用图像分析、研究问题的能力。

电流与电压篇6

【关键词】单片机;直流稳压电源;数控

电源技术是一种应用功率半导体器体，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术，而直流稳压电源更是电子领域重要的设备之一。从20世纪90年代末起，随着对系统更高效率和更低功耗的需求，直流电源转换器向着更高灵活性和智能化方向发展。本文设计一种输出电压在0.0V到9.9V之间并且可以任意设定输出电压的电压精准调整的数控直流稳压电源电路，该稳压电源不仅能克服传统电源输出电压难以精确调整的缺陷，而且还对系统的性能方面、系统的升级方面以及系统的可靠性方面进行了改善。

1.系统功能

本文设计的直流稳压电源输出电压在在0.0V到9.9V之间并且可以任意设定输出电压，主要由STC89C52RC单片机、LCD1602显示电压模块、D/A转换模块、稳压输出电路模块、电压模块和数据采集模块等部分组成。其中在电源模块方面采用键盘设定的输入方式，可用快点慢点的方式对报警和电压输出的阈值进行设置，其各种工作状态都可由LCD1602来显示，同时用STC89C52RC对输出的电压进行采样并与先前设置的目标值进行比较，一旦出现偏差可立即进行调整或发出报警信号。

2.系统的整体设计

使用STC89C52单片机最小系统为控制单元，通过DAC0832芯片的数据采样和LM324的电压放大调整可以改变系统输出电压的大小，然后进行数据处理及送LCD1602显示;使用运算放大器对电压的比较放大，这样不仅可以输出直流电平，而且只要预先生成产生波形的量化数据，便可以输出多种波形;采用LCD1602，它具有两行显示，每行显示16个字符，采用单+5V供电，系统模块的整体设计如图1所示。

图1 系统模块的整体设计图

3.系统硬件设计

3.1 稳定电压输出模块

稳定电压输出控制模块采用的是有14引脚的 LM324芯片，其作用是将通过前面的数模转换模块后出来的电压给转换成用户所需的指定的稳定电压。该模块的工作原理是将所需的输出电压以下面图2中的DAC0832芯片的第11引脚的输出为参考做出一个比值，并采用串联式反馈的电路使得输出始终为所需的稳定输出电压，其具体的电路图如图2所示，在图2中U5A―LM324为比较放大器，U5B―LM324为运算放大器，D/A转换电路的输出电压OUT2接到U5A―LM324的同向端（LM324的第2脚），U5A―LM324运放的输出端（LM324的第5脚）输出的电压一边送到运放U6A―LM324的同向端（LM324的第1脚），一边反馈回DAC0832的RFE1基准电压。变位器R5作为U6A―LM324反馈电路中的反馈电阻。经数模转换模块后出来的电压在这里经过了DAC0832和LM324的比较运算放大后再经过LM324第1引脚的调整，使得输出的电压始终和LED显示器上显示的一致。

图2 电压输出原理图

3.2 按键控制模块

按键控制模块的电路图如图3所示。在该电路图中，K1-K9分别对应着0-9，且每个按键都是一脚接地一脚接在STC89C52RC的各个引脚上，K00是位数选择键（按下为十位），K11则是为选定所需电压无误后需按下的确认键。

图3 键盘控制电路图

3.3 D/A转换控制部分

在该设计中，采用DAC0832来进行模数转换，并将经过该模数转换后出来的电压作为后面稳压输出反馈回路的参考电压。8位的D/A数据口分别与单片机的P0口相连，DAC0832的片选信号和写信号分别由单片机的P32脚和P36脚控制，8位字长的D/A转换器具有256种状态。

4.系统的软件部分的设计

此设计中需用到核心单片机STC89C52RC的功能包括：键盘的扩展，程序的中断，I/O的控制。系统软件包括一个主程序、四个中断服务程序、电压处理子程序、调用写电压子程序、DAC0832处理子程序。主程序在初始化过程中，首先对单片机进行复位，然后读入数据，控制开关电路进行显示.初始化完成以后开中断，如果有外部中断请求，则首先响应中断，进入中断服务程序，如果没有中断请求，则要调用键盘扫描程序进行数据采集和处理，同时，利用对按键进行消抖。主程序流程图如图3所示。

图3 主程序流程图

5.结束语

本文设计并实现了一个基于STC89C52RC单片机的数控直流稳压电源，它具备输入方便、输出精确度高、结构紧凑、电路简化等优点，经过测试，用此单片机来控制设备的电压时，输出的响应良好，LED能正确清晰地显示，误差小，输出的范围为0到9.9v。

参考文献

[1]宋开军，杨国渝.智能稳压电源设计[J].电子技术，2003（10）：

48-49.

[2]冯泽虎，朱相磊，滕春梅.基于单片机的可编程直流稳压电源设计[J].中国高新技术企业，2009（21）：36-37.

电流与电压篇7

（国网河北省电力公司保定供电分公司，河北保定071000）

摘要：在电力系统运行过程中，变压器的分接开关有着十分重要的作用，当分接开关出现故障时，电力系统的运行就会受到比较严重的影响，因此，要十分重视分接开关故障的分析与处理。鉴于此，针对某具体实例阐述了分接开关故障情况，分析了故障产生的原因，提出了故障处理措施及防范措施，以便保证电力系统的正常运行，促进电力事业的繁荣发展。

关键词 ：变压器；直流电阻；分接开关

0引言

变压器绕组直流电阻的测量试验是变压器试验中一个重要项目，也被作为变压器例行试验和交接试验的基本项目之一。直流电阻测试试验不仅可以反映出变压器绕组内部的焊接质量、引线与绕组的焊接质量、绕组所用导线的规格是否符合设计要求、三相电阻是否平衡等问题［1］，还能有效地反映出变压器分接开关、引线与套管等载流部分的接触是否良好。可以说，直流电阻对于变压器性能是否良好起着至关重要的作用，关乎变压器稳定良好运行。本文介绍了一起在主变大修后高压试验中变压器直流电阻测试数据异常反映出分接开关故障的缺陷案例，通过分析缺陷原因，发现问题所在，制定消缺方案，给出防范措施。

1故障情况

本文中选取的案例为河北保定地区110kV某变电站，对其1#主变进行改造性大修，此项工作的主要内容包含两项，一是对现有有载分接开关进行更换，二是改造变压器风冷系统。由于工作内容比较多，因此，计划本次工作所需花费的时间为9天。

大修前油化、高压试验数据均无异常。大修中进行主变吊罩，当日按试验规程要求对有载分接开关切换部分进行试验检查无异常。检查有载分接开关出厂合格证及试验数据均无异常。

在进行大修后高压试验时发现主变高压侧直流电阻试验数据不合格，表现为：高压侧C相直流电阻在1～8分接头时显示电流开路，10分接头数据正常（9和11分接头是过渡分接，不单独测试），11～19分接头直流电阻测试数据无异常；A、B相数据无异常，具体数据如表1所示，表中除10分接头外未列出直阻测试正常数据。

2故障原因分析

C相在“+”极性转换开关接触的1～8分接头数据均异常，显示电流开路，而从11开始“-”极性转换开关接触后数据均正常，初步推断，有载分接开关C相“+”极性转换开关不能转换到位或接触不良，造成C相直流电阻测试不能正常进行［2］。

该主变大修为改造性大修，进行有载调压分接开关改造，由SYXZ保变产早期产品改为上海华明产M型开关，由于两种产品存在尺寸差异，有载选择开关上所有引线全部进行改造，加长或缩短，重新调整引线。施工人员既要考虑引线对主变油箱壁电气安全距离，又要考虑整体布线的合理性，造成B相9分接头引线接头影响到C相“+”极转换。而在吊开外罩后有载开关不能进行调节，导致不能在当时发现此问题，进而导致了故障的发生。

3故障处理

进行主变放油，将主变人孔、110kV套管及升高座打开，施工技术人员进入主变本体，发现B相9分接头引线接头安装角度存在偏差，影响极性选择器C相到位，导致“+”极C相接触不到位，致使高压侧C相直流电阻在1～8分接头时显示开路，现场进行引线角度调整，经观察及试验，缺陷消除。

缺陷处理完毕后，现场连夜进行主变抽真空及真空注油工作，按照规程要求保证变压器油静止时间后进行电气试验工作。

4防范措施

今后会同施工及生产厂家研发能够在不回装主变外罩的情况下进行有载分接开关切换的工具，以便在改造完成后实时验证有载分接开关的功能性，避免此类问题重复发生，提升分接开关的性能，保证其运行的安全性及稳定性［3］。

同时，在有载分接开关工作过程中，还需要采取相应的防范措施，以便保证其正常运行，避免故障的发生。具体说来，工作中的防范措施主要包含以下两种：

第一，加强对分接开关运行的管理。有载分接开关在运行过程中需要开展巡视工作，在进行巡视时，要严格执行相关规定，一般来说，巡视内容主要包含以下几种：外观的清洁度、是否存在渗漏油的现象、进行调压时声音是否正常，另外，对于油箱的温度也需要进行监视，以免出现过热的情况。分接开关需要进行定期检查，检查人员必须认真检查，不能敷衍了事，在进行分接开关试验时，要严格按照规定的试验程序进行，从而保证分接开关运行的正常性。对于直流电阻测试工作，需要十分重视，除此之外，过渡过程中切换波形图分析等试验也要同等重视，在测试过程中，如果发现数据异常，就需要及时查找出现异常的原因，进而进行有针对性的处理［4］。

第二，重视分接开关检修后的检查。在检修完成之后，分接开关的故障排除，为了保证分接开关的正常运行，还需要展开检查工作，检查包含许多内容，每项都需要仔细而又全面地检查。比如在对储油柜进行检查时，重点检查的内容为阀门，检修完成之后，阀门应处于开启状态，如果未开启，需要进行开启处理；在对密封性进行检查时，要确保无渗漏油现象出现；在对电动机构箱进行检查时，要处于水平位置，垂直转动轴的垂直度要保证，且具备较强的灵活性，当不满足检查要求时，就需要进行相应调整。这样一来，分接开关才能正常运行，降低故障发生的可能。

5结语

随着我国经济的进步，电力企业也得到了比较好的发展，在这个过程中，电网结构不断优化，从而显著提升了供电质量。在电力系统运行过程中，变压器有着十分重要的作用，其运行的状态直接决定了电力系统的运行状态。在变压器中，分接开关具有不可替代的重要作用，在进行直流电阻测试时，当某些数据异常时，就说明分接开关可能存在故障，由此，就需要及时对故障进行分析和处理，以便保证分接开关的正常运行，同时保证电力系统运行的稳定性。

［

参考文献］

［1］胡彪.电力变压器分接开关故障检测与调试［J］.通讯世界，2013（21）：167?168.

［2］赵敏，刘立，别长报，等.一起110kV变压器有载分接开关放电故障分析与处理［J］.变压器，2014（8）：64?66.

［3］刘磬.变压器分接开关故障检测与调试的探讨［J］.硅谷，2014（14）：97?98.

［4］王有元，周婧婧，李俊，等.电力变压器有载分接开关可靠性评估方法［J］.重庆大学学报，2010（7）：42?48.

电流与电压篇8

【关键词】负荷开关；熔断器；配电变压器；过流保护

在配电网中，变压器是主要设备，其应用数量大，使用面积广。变压器的安全运行有影响系统可靠性的作用，在进行配电变压器的过流保护时，主要有以下两种措施：第一，利用断路器进行过流保护；第二，利用负荷开关与熔断器的配合进行变压器过流保护。第二种措施因其成本较低且结构简单，在过流保护中效果明显。

一、选择熔断器的基本原理和条件

在进行配电变压器过流保护中，与断电器相比，熔断器有着显著的优势。经过系列的短路试验表明，当配电变压器内部出现问题，须在20ms时间内排除短路故障，否则就可能引起干式变压器的严重故障。由于断路器的开断时间是由继电保护动作、断路器固有动作及燃弧的时间构成，所以需耗费60ms时间，而熔断器则只需10ms则可达到短路故障切除目的。

在进行过流保护的熔断器的选择问题上，大致应遵循两个基本原则：

第一，电网系统的工作电压和熔断器额定电压必须符合，即当工作电压比熔电器的额定电压较低时，不适宜进行熔断器的使用，例如，熔断器的额定电压为15KV，则不可以在10KV的线路上进行使用。

第二，在对熔体进行选择时，应确保电源的过流保护和熔断器之间、熔断器及其负荷间的动作选择，例如，熔体的额定电流是按In=KIgmax的式子进行选择（K在1.5至2内，Igmax则为配电变压器的最大工作电流）。

二、配电变压器过流保护中负荷开关与熔断器的配合

（一）负荷开关与熔断器的配合在变压器保护中的特点

负荷开关与熔断器配合的分工为：由负荷开关承担其正常工作电流的开断、关合以及在其额定范围内的开断电流的过载，另外负荷开关还会承担转移电流的关合任务，熔断器的主要任务则是进行配电变压器高压的过载保护以及短路保护。

在负荷开关与熔断器的配合下，处于正常情况或者即使发生了电路故障，也能对电流过载进行保护。当负荷开关及熔断器结合，配电变压器只要触发了熔断器三个触发器中的任何一个，其串联性质就会使负荷开关的相应部位自动分闸。另外其优点还在于制作简单、价格公道，在对负荷开关、熔断器的参数进行合理配置后，可自行达到可靠的要求。

(二) 负荷开关与熔断器的配合在变压器保护中的优势

负荷开关与熔断器的配合在对配电变压器保护上有更经济实用的优势,限流熔断器能够在10ms内对短路电流进行限制，并可以迅速切除故障，达到保护变压器目的，而断路器则需花费60ms（3周波）进行故障切除。由于熔断器的保护性能高，速度快，因此即便是在使用干式配电变压器时，保护效果也比断路器好。

（三）负荷开关与熔断器的配合在变压器中继电保护的性能

配电网络系统中，上一级的断路器常进行0s速断、0.5s过流、0.5s零序的保护设置，断路器由于存在动作时间上的分散特性，无法保证上级断路器的动作优先，限流熔断器则可以规避短路的压降影响避免跳闸出现。

（四）负荷开关与熔断器配合的应用情况

负荷开关与熔断器各司其职，在动作上互相配合：负荷开关工作职责主要是分断正常的过负荷的电流以及正常负荷的电流，熔断器则进行短路保护，对短路电流进行开断。因为熔断器常采取的是单相动作，所以被保护的电器在危险的单相运行中的可能性很大，熔断器保护过程为首先进行短路电流开断，撞击器会把负荷开关的脱扣装置顶开，接下来负荷开关就会完成三相跳闸，实现保护。

IEC420(1990)标准（由国际电工委颁布）为负荷开关与熔断器的配合出台了行详细的规范，其中，把开断电流划分为四部分：

1.对电流正常负荷的区域

负荷开关对这一区域的电流完成单独的开断。

2.超过正常负荷电流的范围

这一区域电流包括了1InFu-3InFu。在这一区域，超过变压器额定电流被称为过电流，由熔断器来承受，当熔断器额定电流达到2InFu，熔断器不会熄弧，熔体产生动作，不过须明确的是熔断器的撞击器才能触发负荷开关产生动作，开断三相时不能熄弧，意思是当在过负荷区域里，负荷开关能够开断三相且熄弧。

3.转移电流区域

ITC(转移电流)即是负荷开关与熔断器转移开断时产生的对称电流，在转移电流＞I时，熔断器开断首相电流，负荷开关对两相电流开断，当处在3InFu时，熔断器会在动作后熄弧，由三相熔断器先行触发撞击器，剩下两相的电流则由负荷开关断开，因此，负荷开关与熔断器在转移电流区域的互相配合使得开断任务顺利完成。

4.限制电流区域

熔断器断开三相电流的前提为当故障区域电流超过了转移电流范围内或者电流更大，此时，在该电流范围内熔断器的首个半波即10ms，会进行动作。另外，熔断器的断开电流在这时已经超过了甚至远大于转移电流的范围，由于熔断器已经将电流断开，所以即使在撞击器的驱动下负荷开关形成动作，也不会产生开断电流的效果。

在进行负荷开关与熔断器配合的电器的选择时，其中一个重要的选择参数就是转移电流，如果在选择时未认真把关，负荷开关无法承受转移电流现象一旦产生，就可能会因为无法进行短路电流的开断而引起爆炸。

三、结语

在实际操作过程中，在配电变压器过流保护中应用负荷开关与熔断器配合进行开断保护工作，能够及时断开短路电流，提供额定范围内的负荷电压，另外二者的配合还有对空载变压器进行开合的性能，最终实现对配电变压器的有效保护，在社会经济的不断发展下，已经渐渐成为保护电器和配电设备的主要选择。

参考文献

[1]李建基.高中压开关设备实用技术[M].北京:机械工业出版社,2001.

交流高压负荷开关―熔断器组合电器[J].北京:中国标准出版社,2001.

[2]GB 5166-1994.高压限流式熔断器[S]北京:中国标准出版社，2001.

电流与电压篇9

关键词：模拟电源 控制系统 液压系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0056-02

液压系统地面模拟试验是民用飞机研制过程中一项重要的试验项目，而模拟交流电源控制系统是在试验中用于模拟飞机发电机供电的地面试验设备，是液压系统地面模拟试验中不可或缺的设备。本文根据某型民用飞机液压系统地面模拟试验的要求，设计了一套液压系统地面模拟试验交流电源控制系统。

1 功能概述

试验模拟交流电源在民用飞机地面模拟试验中代替机上真实电源系统，为液压系统提供交流供电，具备过载、短路保护、参数显示和频率可调等功能，可在真实电源不具备的情况下，模拟飞机供配电系统的各种典型故障，且具有远程控制接口，可通过试验总控计算机进行现场远程控制。

液压系统地面模拟试验所需的试验模拟交流电源，主要由供电设备和交流电源控制系统组成。供配电设备包括2台115 V/200 V宽频交流电源，分别模拟飞机左、右发电机，2台交流电源由液压配电柜提供380 V的输入，见图1。交流电源控制系统作为模拟交流电源中的核心设备，它的主要功能如下：

（1）显示电流、电压和频率数值，可保存和数据回放；

（2）每一路供电通道都有状态指示；

（3）能直接控制供电通道通断和交流电源左、右的切换；

（4）能够对交流电源和供电通道进行本地和远程控制；

（5）整个控制回路的通断和切换响应时间可根据实际需要进行时间限制设定；

（6）具备模拟机上电源系统故障试验的能力，比如左或右发电机失效、单发电机模式、应急模式等；

（7）能够与上位机和左、右交流电源进行通讯。

2 交流电源控制系统设计

针对交流电源控制系统上述提出的主要功能，进行详细设计和研究。设计原理图见图2。

2.1 参数显示

左、右交流电源输入，可选用三相综合电能表，对电压、频率和电流进行直观的显示，方便对系统状态的了解。图2中，K1和D1实现对整个左供电通道的通道通断和安全保护的作用。

2.2 通道通断

对液压用户的需求进行区别，分需要控制通道通断和不需控制通道通道的两种。需要控制通道通断的用户，采用电子开关和断路器相结合的方式作为手动和自动控制策略，这样对于重要用户而言，可靠性大大提高。图2中，K3和D3分别为电子开关和断路器，在系统进行自动控制时，D3断开，由PLC控制模块发出指令，K3接受控制信号进行对通道的通断，在无需自动控制时，可关闭K3，或K3出现故障时，闭合D3手动进行通断。此外，每一个液压用户的输入端都按照自身特性配置断路器，以防电流过大等异常情况，对其进行保护。

2.3 通道切换

交流电源控制系统左、右电源供电通道的切换，通过在原有的设计上，再并联1个电子开关，连接到另外一路供电通道上。还以K3、D3为例，并联上K4电子开关，并接到交流电源（右）上，在液压用户需要从交流电源（左）向交流电源（右）进行切换时，由PLC控制模块发出指令，先断开K3，再接通K4即可。需要注意的一种特殊情况是，若K3、K4和D3同时开通，这样，两台交流电源就出现了并机现象，会烧毁电源及液压用户等设备。为了解决这种情况，需要在硬件和软件上进行设计，使得K3和K4互斥，D3则需要操作人员进行手动设置。

2.4 真实电源切换

液压用户需要接入真实电源时，也设计成手动和自动两种方式。以真实电源左为例，断开K1和D1，可用K2和D2对真实电源左供电进行通断控制。

2.5 本地控制和远程控制

本地控制选用PLC模块控制，在设计交流电源控制系统本地和远程控制时，需要设计本地和远程的优先级问题。这样可以避免本地和远程同时控制时所出现的逻辑混乱问题。至于优先级可以根据现场实际情况进行设定。

2.6 机上故障模拟

通过PLC控制模块对多组液压用户供电通道上的断路器和电子开关的组合通断和通道切换，考虑上延迟时间，就可以实现模拟机上电源系统故障试验，以左发电机失效为例，模拟流程是，D3断开，K1和D1通，K3通，此时，根据故障时间，定时断开K3，接通K4。需要考虑的时间有，飞机上左、右电源汇流条切换所需的时间，电子开关K3和K4切换所需的时间，这样就完成了一次左发电机失效的故障试验。右发电机失效可参照左发电机失效。

3 上位机软件设计

为达到软件的可移植性、可靠性和通用性，软件开发平台的选用至关重要，一个好的软件开发环境能够保证不同平台及操作系统之间的可移植性，降低开发难度。可采用C++Builder可视化集成开发工具，它具有一个专业C++开发环境所能提供的全部功能：快速、高效、灵活的编译器优化，逐步连接，CPU透视，命令行工具等。实现了可视化的编程环境和功能强大的编程语言的完美结合。

交流电源控制系统软件主要的工作流程如图3所示。

软件界面的设计需充分考虑人机优化工程，可以包括系统运行主界面，配置参数界面，通断功能界面、通道切换功能界面、故障模拟试验界面等。

4 结语

试验设备的研制是飞机研制过程中的重要环节。该文针对民用飞机液压系统地面模拟试验的需求，提出了模拟电源的总体方案，着重对交流电源控制系统提出了设计原理和软件设计流程，并将此应用于某型民用飞机液压系统地面模拟试验中，使得液压系统地面模拟试验能够很好的开展，满足了试验中液压用户对交流电源控制系统的要求。

电流与电压篇10

关键词 三相不平衡 危害 防范

中图分类号：TM421 文献标识码：A

一、影响变压器三相负荷不平衡的原因

1、由于对配电变压器三相负荷不平衡的运行管理重视不够，一直没有一个考核管理办法，对配电变压器三相负荷的管理带有盲目性、工作随意性，以至于使运行、维护人员放松了对配电变压器三相负荷的管理，致使大多数配电变压器长期在三相负荷极不平衡状态下运行。

2、由于线路大多为动力、照明混载。而单相用电设备使用的同时率较低，用户横向用电差异较大，经常会造成配电变压器三相负荷的不平衡，并给管理增加了难度。

3、低压电网结构薄弱，运行时间较长，改造投入不彻底，单相低压线路是台区的主网架问题，一直得不到有效根治。

其次居民用电大多为单相供电，负荷发展时无序延伸，造成台区三相电流不平衡无法调整。对于这样的低压网络必须投入较大的资金，彻底解决低压网布局，增加低压四线的覆盖面积，对线损、电压质量、供电可靠性、供电安全等都有很大改善效果。

二、变压器负荷不平衡对系统的影响

1、增加线损配电变压器三相负荷不平衡时，线损增加表现在两部分：一是增加配电变压器损耗；二是增加线路损耗。在生产、生活用电中，三相负载不平衡时，使变压器处于不对称运行状态。造成变压器的损耗增大（包括空载损耗和负载损耗）。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。此外，三相负载不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件升温增高，甚至会导致变压器烧毁。

2、降低变压器的利用率，威胁安全运：配电变压器的额定容量是按每相绕组设计的，当配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行时，变压器负荷高的那相时常出现故障，如缺相、接点过热、个别密封胶垫劣化等。同时，配电变压器在三相负荷不平衡状态下运行，在低压侧产生零序电流。对于Y/Y0接线的配电变压器来说，变压器高压侧无中性线，高压侧不可能有零序电流，低压侧零序电流产生的零序磁通不能抵消。所以，零序磁通只能由配电变压器的油箱壁及钢铁构件中通过，磁滞和涡流在钢铁构件内发热，造成配电变压器散热条件降低，温升增高，严重时损坏变压器绝缘，烧损配电变压器。

3、对用电设备的影响：当配电变压器三相负荷不平衡运行时，中性点将产生位移，偏移严重时单相电压可能升高到线电压。如果线路接地保护不好，中性线电流产生的电压严重危及人身安全。同时电流不平衡会造成单相设备不能正常用电，或过电压烧损用户设备。

4、变压器三相负荷不平衡对系统电压的影响变压器在三相负荷不平衡运行时，由于变压器绕组压降不同，出口电压不均衡，用户端电压更是三相偏差较大，电压质量得不到保障。

三、配电变压器三相负荷电流不平衡的防范措施

1、高度重视三相负荷电流不平衡对电能损耗和电压质量的不利影响，切实把降低三相负荷电流不平衡度作为对降损节能，改善电压质量的一项重要工作来抓，应作为一项经济技术指标考核相关单位和部门，严格控制三相负荷电流不平衡度在10%以下。

2、建立完善的测量中性线电流的制度。对于100kVA及以下的变压器，三相电流及中性线 电流的测量每月不应少于一次，应在高峰负荷时段测量；对于200kVA及以下的配电变压器，每月至少测量两次，应分别在高峰和低谷时段测量各一次；对于500kVA及以上的配电变压器，每月测量应不少于三次，分别在高峰、平段、低谷时段各一次，还应根据季节特点、生产旺季和电量突变时适时增加一次。准确记录测量结果，发现不平衡度大于10%时，及时进行调整。

3、控制三相负荷电流不平衡工作是一项系统工程。首先从规划、设计、安装等方面做起，做好负荷预测和申报负荷资料的统计和分析，把用电户数、负荷大小、用电性质、生产班次进行详细排列，根据调查资料，确定配电变压器设置的位置和布线方式，从源头上把负荷分配均匀。

4、合理选择中性线截面。过去对中性线截面选择一般偏小，这是极不可取的。为避免烧断中性线和造成中性线上电能损耗增大，中性线截面应接近或等于相线截面，并且中性线上不得加装熔断器和开关、刀闸。

5、在条件允许的地区，应积极用低压配电监控装置，对低压电网的运行状态进行实时检测，为进行线损分析、提高电压质量等提供数据支持。

6、不管城镇还是农村，6户及以上的用户不宜用单相供电，这利于大幅降低线损。

7、合理装设无功补偿设备，优化电网无功分配，提高功率因数。

8、改造公用变压器接线桩的接线方式：由于公用变压器的性质所决定， 负荷变化无常，变压器接线柱及螺栓式设备线夹受温度变化影响大。针对这种情况，应将所有公用变压器的出现导线用液压式压接鼻，消除了设备线夹受温度影响大的缺陷，接线柱上用了握手线夹，增大了接线柱的接触面积，有效的避免了变压器接线桩故障的发生，减少了用户停电时间和损失，提高了供电量。

四、结束语

目前城市用电负荷的不断增长，配电网降损和三相不平衡面临不少困难，因此，需根据不同配网实际情况，选择适合本地配网降损及三相不平衡率的综合方案，以取得更高的社会效益和经济效益。

（作者单位：河南省宝丰县电业局）

参考文献：