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[關(guān)鍵詞]PT100鉑熱電阻;錯(cuò)誤接線;二次儀表電阻
中圖分類號(hào):TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)16-0071-01
對(duì)于PT100鉑熱電阻來說,屬于一類較為常用的測溫元件,比如:在斗輪堆取料機(jī)的減速箱當(dāng)中,便會(huì)安裝PT100鉑熱電阻,以此作為測溫元件;此過程中,主要的工作原理為:利用二次儀表,把PT100鉑熱電阻組織變送成為實(shí)際溫度,進(jìn)而使減速箱的油溫保護(hù)得到有效實(shí)現(xiàn)[1]。然而,基于實(shí)際應(yīng)用過程中,通常會(huì)出現(xiàn)二次儀表呈現(xiàn)的溫度比減速箱的實(shí)際油溫(由水銀溫度計(jì)測量出來的結(jié)果)高出5℃到8℃的情況。通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)觀察、分析,結(jié)果顯示:因PT100鉑熱電阻在接線方式上存在錯(cuò)誤,進(jìn)而導(dǎo)致測量誤差的發(fā)生。從測量誤差的排除角度考慮,本文對(duì)“PT100鉑熱電阻錯(cuò)誤接線與二次儀表電阻測量回路”進(jìn)行分析意義重大。
1.關(guān)于PT100鉑熱電阻測溫原理的分析
鉑熱電阻阻值會(huì)在溫度發(fā)生改變的情況下而隨之改變,通常情況下,鉑熱電阻的阻值也會(huì)隨著溫度的升高而變大。以《GB/T30121-2013工業(yè)鉑熱電阻及鉑感溫元件》為標(biāo)準(zhǔn),將鉑熱電阻的溫度用“t”表示,將t℃條件的鉑熱電阻阻值用“Rt”表示,將0℃條件下的阻值用“Ro”表示,那么鉑熱電阻阻值的計(jì)算公式為:
-200
0≤t
在上述計(jì)算公式當(dāng)中,A、B、C均為常數(shù),A為3.9083×10-3;B為-5.775×10-7、C為-4.183×10-12。
對(duì)于PT100鉑熱電阻來說,其基于0℃條件下,阻值是100Ω,而在100℃條件,則其組織大概為138.5Ω[2]。所以,在對(duì)PT100鉑熱電阻的精準(zhǔn)阻值測量出來的條件下,才能夠獲取PT100傳感器所處的溫度。
2.對(duì)PT100鉑熱電阻測溫出現(xiàn)的誤差的解析
不管是在斗輪堆取料過程中,還是在裝船機(jī)取料過程中,均采用了PT100取料方式。其中,鉑熱電阻能夠使減速箱油溫保護(hù)得到有效實(shí)現(xiàn)。但是,由于需把PT100二次儀表高油溫報(bào)警輸出信號(hào)接入機(jī)上的連鎖保護(hù),所以對(duì)PT100的測量精度提出了較高的要求。在實(shí)際工作過程中,特別是在夏季,由于所處環(huán)境溫度偏高,加之PT100鉑熱電阻測溫存在虛高的特點(diǎn),進(jìn)而容易致使斗輪堆取料機(jī)頻繁發(fā)生高油溫故障,對(duì)于此類故障在未能及時(shí)有效處理的情況下,會(huì)使設(shè)備的正常、可靠運(yùn)行受到很大程度的影響。
從具體應(yīng)用角度來看,無論是斗輪堆取料機(jī),還是裝船機(jī),其PT100鉑熱電阻都會(huì)隨減速箱在各個(gè)場所布設(shè),但是和PT100鉑熱電阻相配套應(yīng)用的二次儀表則集中在斗輪堆取料機(jī)和裝船機(jī)電氣房內(nèi)安裝。在二次儀表和鉑熱電阻間,會(huì)有4×0.5mm2控制電纜敷設(shè),實(shí)際應(yīng)用2芯、備2芯,電纜的長度大概在50-70米范圍內(nèi)[3]。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),把二次儀表在PT100鉑熱電阻附近臨時(shí)固定,所測量的溫度和水銀溫度計(jì)測量的結(jié)果之間對(duì)比基本上不存在誤差。但是,如果將PT100鉑熱電阻恢復(fù)向偏遠(yuǎn)的二次儀表接入,那么誤差便會(huì)在電纜長度增加的情況下而發(fā)生增加。此外,因PT100鉑熱電阻的電阻值會(huì)在溫度上升的情況下而隨之升高,當(dāng)所測電阻值偏大的情況下,會(huì)使PT100鉑熱電阻測溫呈現(xiàn)虛高的現(xiàn)象。從大多數(shù)實(shí)驗(yàn)來看,因二次儀表和PT100鉑熱電阻間的電纜本體電阻阻值偏高,進(jìn)而引發(fā)測量誤差[4]。綜合考慮,便有必要給出PT100鉑熱電阻接線的正確方法,進(jìn)而使測量誤差的發(fā)生得到有效解決。
3.對(duì)PT100鉑熱電阻接線方法的解析
因二次儀表和PT100鉑熱電阻間電纜電阻是客觀存在的,所以有必要給予規(guī)范、科學(xué)的技術(shù)手段,使電纜電阻引發(fā)的測量誤差得到有效排除。以三線制熱電阻測量方法為例,主要組成元件包括:①恒流源電路;②電阻測量回路;③模數(shù)轉(zhuǎn)換電路;④濾波增益回路;⑤單片機(jī)。現(xiàn)對(duì)其電阻測量回路進(jìn)行重點(diǎn)解析,左半部分為三線制鉑熱電阻,右半部分為三線制鉑熱電阻測量回路。并可得出:(1)在此次測量回路當(dāng)中,具備恒流源輸入I;(2)所需測量的鉑熱電阻為RTD,如果將RTD鉑熱電阻電壓設(shè)置為VR,那么熱電阻到二次儀表的線路等效電阻有Rw1、Rw2、Rw3;因線路長度保持一致,所以有Rw1=Rw2=Rw3;(3)將運(yùn)算放大器A3反向輸入端電壓設(shè)置為V-,將同相輸入端電壓設(shè)置為V+,輸出端電壓設(shè)置為VA3。以測量回路為依據(jù),便可以進(jìn)一步得出VA3=VR。
因在此測量回路攝入為恒流源,那么根據(jù)所測獲取的運(yùn)算放大器A3的輸出端VA3,便能夠?qū)R電壓并換算獲取出RTD電阻值,然后對(duì)此阻值采取相應(yīng)的處理,便能夠?qū)犭娮铚囟惹蠼獬鰜怼闹锌芍?,此三線制測量方法使PT100測量回路當(dāng)中PT100傳感器到二次儀表的線路電阻產(chǎn)生的誤差得到有效排除[5]。此外,在對(duì)PT100鉑熱電阻接線方法進(jìn)行合理調(diào)整的基礎(chǔ)上,把之前四芯電纜沒有接入的第三芯投入應(yīng)用,保證PT100鉑熱電阻接線方法轉(zhuǎn)變?yōu)槿€制,便使測量誤差得到有效解除,進(jìn)而使PT100鉑熱電阻測溫精度得到有效保證。
結(jié)合上述研究可知,基于PT100鉑熱電阻三線制接線方法是一種非常理想的方法,主要的優(yōu)勢包括:其一,成本低廉;其二,接線簡單;其三,應(yīng)用廣泛。所以,基于PT100鉑熱電阻三線制接線方法可作為優(yōu)先,以此使測量誤差的發(fā)生得到有效控制。
4.結(jié)語
通過本文的探究,認(rèn)識(shí)到當(dāng)PT100鉑熱電阻接線方法不正確或受到一些因素的影響下,會(huì)引發(fā)測量誤差。因此,便有必要給出PT100鉑熱電阻接線的正確方法,進(jìn)而使測量誤差的發(fā)生得到有效解決。在本次研究過程中,通過對(duì)關(guān)于PT100鉑熱電阻測溫原理的分析,解析了PT100鉑熱電阻測溫出現(xiàn)的誤差,進(jìn)一步給出了基于PT100鉑熱電阻三線制接線方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基于PT100鉑熱電阻三線制接線方法具備多方面的優(yōu)勢,即:成本低廉、接線接單、使用廣泛,能夠使測量誤差的發(fā)生得到有效控制。因此,可以選擇基于PT100鉑熱電阻三線制接線方法。此外,近年來不少學(xué)者表明PT100鉑熱電阻四線制接法也是一種理想的接法,從測量精度角度考慮,有必要進(jìn)一步對(duì)PT100鉑熱電阻四線制接法進(jìn)行進(jìn)一步探究。
參考文獻(xiàn)
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[3]阮曉飛,郭盈盈,張婧.化工企業(yè)溫度測量系統(tǒng)誤差分析方法及對(duì)策[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量,2014,01:40-42.
【關(guān)鍵詞】同塔多回路;線路接地電阻;防雷性能
前言
同塔多回路的采用,有效解決了我國我國輸電線路緊張問題,不僅提高了輸電效率,也減少了土地資源的浪費(fèi),促進(jìn)了我國電網(wǎng)與土地資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。采用同塔多回路,通常情況下,桿塔處于垂直排列狀態(tài),且桿塔高度要高于一般桿塔高度,也因此,同塔多回路出現(xiàn)雷擊問題一般多于一般桿塔,且雷擊程度也要高于一般桿塔。本文主要針對(duì)同塔多回線路接地電阻對(duì)220V同塔多回線路防雷性能進(jìn)行研究。
一、同塔多回路線接地電阻對(duì)防雷性能的影響因素分析
1.1接地電阻對(duì)線路反擊耐雷水平的影響
當(dāng)雷擊到桿塔時(shí),由于雷電流通過桿塔,導(dǎo)致桿塔電流與接地電阻瞬間增大,超出塔體所承受的最大電壓,使絕緣子串低于導(dǎo)線的電位,發(fā)生反擊,也稱為閃給,導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。這種情況下,影響雷擊反擊跳閘的主要原因就是桿塔的接地電阻。根據(jù)相關(guān)計(jì)算可知,當(dāng)接地電阻值為1歐姆時(shí),線路反擊耐雷電流高達(dá)114千安培;當(dāng)接地電阻值為10歐姆時(shí),線路反擊耐雷電流高達(dá)111千安培;當(dāng)接地電阻值為20歐姆時(shí),線路反擊耐雷電流高達(dá)106千安培。由此可以看出,接地電阻阻值越大,線路反擊耐雷水平越低。因此,采用降低桿塔接地電阻阻值的方式,可以有效提高輸電線路防雷措施。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明,當(dāng)接地電阻阻值小于10歐姆時(shí),線路反擊耐雷水平受接地電阻影響的程度較小,防雷效果并不理想。
1.2桿塔高度對(duì)線路防雷的影響
桿塔高度對(duì)線路防雷的影響主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:①是對(duì)反擊耐雷水平的影響。由于輸電線桿塔常??缭浇煌ü?,為了不影響交通的正常運(yùn)行,規(guī)定一般輸電線桿塔高度要高于30米。同塔多回路桿塔要高于一般性桿塔,隨著桿塔高度的增加,大大降低了線路的反擊耐雷水平,根據(jù)相關(guān)計(jì)算可知,當(dāng)桿塔高度為31米時(shí),線路反擊耐雷電流為123千安培;當(dāng)桿塔高度為41米時(shí),線路反擊耐雷電流為105千安培;當(dāng)桿塔高度為51米時(shí),線路反擊耐雷電流為93千安培。由此可以看出,桿塔高度對(duì)線路防雷有很大的影響;②是對(duì)線路繞擊耐雷水平的影響。由于桿塔高度增加了,相對(duì)線路的高度也增加了,也增加了地面與線路之間的高度,減弱了地面對(duì)雷電的吸引作用,增大了導(dǎo)線的最大繞擊電流,與之對(duì)應(yīng)的繞擊率也隨之增加;③絕緣水平對(duì)線路防雷的影響。采用合理配置的方式,使絕緣水平與布置方式能夠配置合理,在不同的程度上,均可以有效降低雷擊現(xiàn)象,提高線路的耐雷水平。線路出現(xiàn)絕緣反擊主要是由于雷直接擊中桿塔塔頂或者是地線造成的,根據(jù)我國相關(guān)防雷與接地計(jì)算公式可以得出,影響輸電線路耐雷的主要因素大多數(shù)是由于絕緣子串的一半沖擊閃絡(luò)電壓導(dǎo)致的,因此可以適當(dāng)?shù)脑黾訔U塔絕緣子的數(shù)量,可以有效提高絕緣子串沖擊所釋放出的一半電壓,不僅可以有效降低雷擊跳閘的現(xiàn)象,還大大提高了線路的耐雷水平。
二、同塔多回路線路接地電阻的防雷措施
為了有效保障同塔多回路線路的安全運(yùn)行,必須對(duì)同塔多回路線路采取一定的防雷措施。
2.1有效降低桿塔接地電阻阻值
為了有效減少雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)適當(dāng)降低桿塔的接地電阻阻值的大小。根據(jù)我國電力行業(yè)架空送電線路運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求,運(yùn)行單位需要定期對(duì)接地電阻進(jìn)行檢測,對(duì)存在故障或者不合格的桿塔應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。
2.2有效提高絕緣水平
根據(jù)相關(guān)研究表明,大多數(shù)雷擊跳閘現(xiàn)象都是由雷擊反擊而造成的,而適當(dāng)?shù)脑黾右欢〝?shù)量的絕緣子則可以有效降低雷擊跳閘率。
2.3采用合成外套線路懸式氧化鋅(ZnO)避雷器
根據(jù)科學(xué)研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,使用合成外套線路懸式氧化鋅(ZnO)避雷器可以有效防止同塔多回路線路發(fā)生反擊或者是繞擊現(xiàn)象。例如在2004年我國上海對(duì)一些遠(yuǎn)離市區(qū)的地方以及極易發(fā)生雷擊跳閘的同塔多回路線路,采用合成外套線路懸式氧化鋅(ZnO)避雷器,在同塔多回路線路頂端,兩桿塔回路的上部、中部以及下部都分別安裝合成外套線路懸式氧化鋅(ZnO)避雷器,極大的降低了同塔多回路線路發(fā)生雷擊跳閘現(xiàn)象。
采用懸式氧化鋅避雷器是由兩部分組成,即串聯(lián)間隙與合成外套避雷器本體。串聯(lián)間隙是由三個(gè)部分構(gòu)成,即護(hù)線條、環(huán)電極以及空氣間隙,每兩個(gè)串聯(lián)間隙之間的距離大約為900毫米。而合成外套避雷器本體則位于環(huán)氧玻璃纖維芯的內(nèi)部,是由氧化鋅(ZnO)電阻片固定而形成的,具有一定的伏安特性。
結(jié)語
采用同塔多回路線路可以有效減少輸電線路緊張問題,也可以有效減少土地資源的使用,但由于同多回路線路桿塔高度較高,也增加了雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生,因此,采取一定的防雷措施,不僅可以有效降低雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生,還可以確保輸電線路的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]彭向陽,李志峰,余占清.桿塔接地電阻對(duì)同塔多回張路防雷性能的影響[J].高電壓技術(shù),2011,201(103):197-198.
[2]姜文東,蘇小杰,譚進(jìn)峰.同塔四回輸電線路多回同時(shí)閃絡(luò)耐雷性能及防治[J].水電能源科學(xué)研究,2013,171(102):151-153.
關(guān)鍵詞:變頻器 壓敏電阻 可靠運(yùn)行
1 概述
梅花井煤礦主扇房內(nèi)現(xiàn)用四臺(tái)JD-BP 33-400型風(fēng)機(jī)變頻器,在運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)因壓敏電阻燒毀而導(dǎo)致變頻器停機(jī)的事故發(fā)生。根據(jù)變頻器損壞部位和損壞器件,以及綜合現(xiàn)場實(shí)際情況,分析認(rèn)為事故發(fā)生的主要原因是變頻器柜內(nèi)壓敏電阻阻值較小,不適合我礦的供電環(huán)境。
2 變頻器現(xiàn)狀
變頻器原設(shè)計(jì)方案主要考慮到常規(guī)情況下對(duì)內(nèi)部主要核心器件的保護(hù),采用在IGBT逆變模塊結(jié)間和快恢復(fù)二極管上面都加設(shè)有MYG20K681型壓敏電阻,以防止因輸入電源電壓過高和母線電壓過高而對(duì)模塊、電容等主要器件的損壞。其主回路原理圖如下所示:(圖中為單模塊畫法,實(shí)際主回路為模塊并聯(lián)方式)
整機(jī)中所用壓敏電阻的數(shù)量為144只,當(dāng)其中任意一只動(dòng)作保護(hù)或損壞時(shí),勢必會(huì)造成變頻器停機(jī),無形中增加了故障概率。在設(shè)計(jì)之初,主要是考慮普通標(biāo)準(zhǔn)型供電環(huán)境,為能更好的保護(hù)變頻器,所采用的壓敏電阻保護(hù)電壓界限也普遍按較低值整定。因此當(dāng)該變頻器運(yùn)行在電壓偏高、電網(wǎng)電壓變化較大等供電環(huán)境下時(shí),壓敏電阻會(huì)頻繁損壞。
3 整改方案
結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,當(dāng)前電網(wǎng)供電電壓的波動(dòng)并未超過變頻器內(nèi)部設(shè)計(jì)所允許的最高值,若要解決壓敏電阻損壞現(xiàn)象,可將保護(hù)動(dòng)作電壓界限值放寬,使其能適應(yīng)現(xiàn)場當(dāng)前電壓環(huán)境。然而,大量使用壓敏電阻也同樣存在與之前所述的由于壓敏電阻數(shù)量較多而加大了故障概率的問題,為能使故障概率也同樣達(dá)到最低化,決定將全部壓敏電阻去除。而為了延續(xù)原壓敏電阻的保護(hù)功能,故對(duì)每一相上面增加一只鋁殼電阻。整改后的主回路如下圖所示:(圖中為單模塊畫法,實(shí)際主回路為模塊并聯(lián)方式)。增加的電阻為30K100W鋁殼電阻,每一相增加一只,每臺(tái)機(jī)子需六只。
4 施工計(jì)劃
四臺(tái)變頻器始終處于兩用兩備的狀態(tài),為將改造工作的風(fēng)險(xiǎn)降至最低,分兩批進(jìn)行改造,每批改造兩臺(tái),每批改造用時(shí)兩天,每天改造一臺(tái)。改造過程中,必須確保單臺(tái)變頻器始終完好,處于備用狀態(tài)。
每改造完一臺(tái),必須空載運(yùn)行,確認(rèn)與預(yù)期的效果一致時(shí),方可進(jìn)行下一臺(tái)改造。每天改造完成一臺(tái)后,將其空載運(yùn)行12個(gè)小時(shí);兩臺(tái)備用變頻器全部改造完成后,整體空載運(yùn)行24小時(shí),確認(rèn)無問題后,將主扇倒機(jī),待負(fù)荷運(yùn)行30天,再次確認(rèn)與預(yù)期效果一致后,方可進(jìn)行下一批改造。
5 改造工程所需材料明細(xì)
6 改造完成后存在的問題與解決的辦法
變頻器改造工作已完成兩個(gè)月,在這段時(shí)間里,偶爾會(huì)有欠壓跳閘的現(xiàn)象發(fā)生,經(jīng)過與廠家協(xié)商,問題已基本得到解決。
我礦中、夜班各個(gè)掘進(jìn)、采煤工作面全面投入生產(chǎn),為用電高峰期,一旦發(fā)生多臺(tái)大功率設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)的情況,電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大,導(dǎo)致變頻器欠壓跳閘。由于我礦的風(fēng)機(jī)變頻器已基本滿負(fù)荷運(yùn)行,若下調(diào)欠壓值,可能會(huì)導(dǎo)致過載跳閘,因此只能下調(diào)變頻器上級(jí)變壓器的檔位,已保證變頻器有穩(wěn)定的輸入電壓。經(jīng)處理后,變頻器穩(wěn)定運(yùn)行。
7 項(xiàng)目總結(jié)與展望
綜上所述,該項(xiàng)目基本上通過了工程實(shí)踐的檢驗(yàn),是有成效的。
目前我礦所用的變頻器已屬于淘汰產(chǎn)品,對(duì)其進(jìn)行的局部性改造,只能滿足一時(shí)所需,為保證風(fēng)機(jī)長期穩(wěn)定的運(yùn)行,建議將風(fēng)機(jī)電機(jī)、變頻器均改為高壓設(shè)備。既可以保證礦井供風(fēng)所需,又可以節(jié)約大量的電能,改善工藝過程,延長設(shè)備的使用壽命和減少維修量。
參考文獻(xiàn):
[1]王金祥,楊李軍.風(fēng)機(jī)變頻器節(jié)能[J].紙和造紙,2007(02).
華電國際十里泉發(fā)電廠山東棗莊277103
摘要 本文介紹了十里泉發(fā)電廠300MW 機(jī)組電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)改造過程,通過進(jìn)行改造前后對(duì)比,驗(yàn)證了改造效果,對(duì)同類型設(shè)備的治理具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞 300MW 機(jī)組;控制回路;電動(dòng)裝置
0 引言
閥門電動(dòng)裝置是工業(yè)流體管路的控制裝置,是指用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),電觸點(diǎn)控制,單一轉(zhuǎn)速式閘閥、截止閥、節(jié)流閥、隔膜閥、球閥和蝶閥等電動(dòng)裝置。
1 閥門電動(dòng)裝置應(yīng)用現(xiàn)狀
閥門電動(dòng)裝置一般由下列部分組成:專用電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、行程控制機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)、手動(dòng)﹑電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)、開度指示器。設(shè)備特點(diǎn)是過載能力強(qiáng)﹑起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大﹑轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,短時(shí)﹑斷續(xù)工作。
2 十里泉發(fā)電廠300MW 機(jī)組閥門電動(dòng)裝置介紹
300MW 機(jī)組閥門電動(dòng)裝置采取三相交流異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)閥門的打開和關(guān)閉,使用交流接觸器作為動(dòng)力回路的主要控制元件,通過220V 交流控制回路實(shí)現(xiàn)動(dòng)力回路的啟??刂?。
300MW 機(jī)組電動(dòng)裝置控制原理圖如下:
2.1 300MW 機(jī)組電動(dòng)裝置控制原理
以開閥回路為例:工作狀態(tài)下,ZJ1 帶電接通,ZJ1 接點(diǎn)A21-A11 閉合,3XK 閉合,A12 帶電,操作按鈕能使閥門打開,當(dāng)閥門至全開位時(shí),開向行程開關(guān)3XK 動(dòng)作,斷開開閥回路。在開閥過程中出現(xiàn)力矩動(dòng)作時(shí),開力矩開關(guān)1JK 斷開,A28 失電,ZJ1 常開點(diǎn)閉合,A27-A25 接通,LBK 帶電,A14-A17 斷開,切斷開閥回路,力矩指示燈點(diǎn)亮。
2.2 300MW 機(jī)組電動(dòng)裝置控制回路常見故障及處理方法常見故障:
(1)交流接觸器在工作狀態(tài)下不能正常吸合。
(2)交流接觸器能夠正常吸合,但閥門電機(jī)不能正常動(dòng)作。
(3)通過缺陷統(tǒng)計(jì)分析,閥門電裝缺陷中由于控制回路引起的缺陷較多,占缺陷總數(shù)的85% 左右,控制回路故障率較高。
分析控制回路缺陷原因,主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)采用力矩繼電器進(jìn)行兩次擴(kuò)展,接入控制回路,導(dǎo)致了回路復(fù)雜,故障點(diǎn)增加。
(2)若電裝出現(xiàn)過力矩,由過力矩繼電器進(jìn)行自保持,必須由工作人員手動(dòng)復(fù)位。
(3)兩組行程開關(guān)分別接入閥門開關(guān)回路和力矩保護(hù)回路,接線復(fù)雜和煩瑣。
(4)中間繼電器處于長期帶電吸合狀態(tài),易出現(xiàn)接點(diǎn)故障、繼電器易老化疲勞。
3 新型電動(dòng)裝置控制回路介紹
為優(yōu)化控制回路,提高設(shè)備可靠性,利用機(jī)組大修,對(duì)300MW機(jī)組閥門電動(dòng)裝置控制回路進(jìn)行了技術(shù)改造。
3.1 改造后閥門電動(dòng)裝置的控制原理圖
3.2 改造后的閥門電裝的工作原理
以開閥為例:各元件處于正常狀態(tài)下,當(dāng)DCS 發(fā)出開閥指令,電流經(jīng)C寅C1寅A10寅A12寅A21寅A23寅A25寅N21,形成回路,開交流接觸器CQK 線圈上電吸合,其常開接點(diǎn)閉合,形成自保持回路。動(dòng)力回路中CQK 常開接點(diǎn)閉合,電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥門關(guān)閉,當(dāng)閥門關(guān)到位時(shí),關(guān)行程開關(guān)CX2 被壓下,斷開關(guān)回路。開向交流接觸器CQK釋放,電機(jī)停轉(zhuǎn),開閥結(jié)束。
4 改造后的閥門電裝控制回路的優(yōu)點(diǎn)
(1)取消力矩控制中間繼電器和力矩保護(hù)繼電器,將力矩開關(guān)接入控制回路,簡化控制環(huán)節(jié)。
(2)取消過力矩自保持回路,發(fā)揮過力矩自動(dòng)復(fù)位功能,提高設(shè)備自動(dòng)性。
(3)簡化控制回路接線,避免中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)造成的故障點(diǎn)。
(4)取消手動(dòng)操作按鈕,通過DCS 軟手操進(jìn)行電裝開關(guān)操作。
(5)取消閥位指示燈,在閥位擴(kuò)展繼電器取一對(duì)接點(diǎn)送入DCS,通過邏輯組態(tài)實(shí)現(xiàn)閥位指示。
5 300MW 機(jī)組電裝控制回路改造后的應(yīng)用效果
300MW 機(jī)組電裝改造后,電裝控制回路故障率由85%降至7%,大大減少了缺陷次數(shù)和維護(hù)工作量,提升了設(shè)備自動(dòng)化水平,提高了閥門電裝的可靠性,有很強(qiáng)的推廣前景。
關(guān)鍵詞 300MW機(jī)組;摻燒試驗(yàn);高揮發(fā)份混煤
中圖分類號(hào)TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2013)91-0179-02
0引言
在電煤價(jià)高漲和電價(jià)受控的大環(huán)境下,我國火電廠經(jīng)濟(jì)效益普遍受到影響。某電廠在設(shè)計(jì)煤種采購困難的情況下,為了緩解設(shè)計(jì)煤種緊缺的局面,降低發(fā)電成本,電廠采購煤質(zhì)參數(shù)偏離設(shè)計(jì)煤種較大的高揮發(fā)份混煤進(jìn)行摻燒,其中主要包括新疆廣匯煤和內(nèi)蒙額濟(jì)納旗紅柳泉煤。本文重點(diǎn)對(duì)某電廠300MW機(jī)組燃煤鍋爐摻燒高揮發(fā)份混煤的運(yùn)行特性進(jìn)行了試驗(yàn)分析,確定長期燃用測試高揮發(fā)份混煤摻燒方式及摻燒比例,并提出保障安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)整措施,確保鍋爐長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1 鍋爐設(shè)備概況
某電廠300MW機(jī)組鍋爐按美國ABB-CE公司引進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造,鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、燃燒器擺動(dòng)調(diào)溫、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置的燃煤汽包鍋爐,鍋爐設(shè)計(jì)煤種為哈密煙煤。制粉系統(tǒng)采用上海重型機(jī)器廠生產(chǎn)的三臺(tái)BBD4060雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓直吹系統(tǒng)。
2 試驗(yàn)煤煤質(zhì)分析比較
分析煤質(zhì)數(shù)據(jù)可知,試驗(yàn)煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤偏差較大,試驗(yàn)煤種屬于高揮發(fā)份長焰煤,水份高,極易著火燃盡。設(shè)計(jì)煤與試驗(yàn)煤均屬于結(jié)渣嚴(yán)重的煤種,特別是紅柳泉煤與廣匯煤堿金屬含量較高,具有明顯的低溫熔融特性及強(qiáng)沾污性與結(jié)渣傾向。防止制粉系統(tǒng)著火爆炸、保證燃燒器噴口安全,預(yù)防鍋爐受熱面結(jié)渣,是燃用此類高揮發(fā)份煤種保證安全的重點(diǎn)注意事項(xiàng)。
3 鍋爐摻燒性能分析
某電廠300MW機(jī)組鍋爐爐膛寬14.048m,深14.019m,高63.18m,爐膛容積熱負(fù)荷307.9 ×103 kJ/m3·h,爐膛斷面熱負(fù)荷14.33 ×106 kJ/m2·h,鍋爐上一次風(fēng)距屏底距離19m。對(duì)比國內(nèi)典型的燃用嚴(yán)重結(jié)渣煤種的300MW容量級(jí)機(jī)組,鍋爐采用了較低的爐膛容積熱負(fù)荷與斷面熱負(fù)荷,較高的爐膛高度以及上一次風(fēng)距屏底距離。
鍋爐燃燒器采用水平濃淡煤粉燃燒技術(shù),以提高鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的能力,采用了較小的單只噴嘴熱功率,煤粉噴嘴的周界風(fēng)為非對(duì)稱型式,在噴嘴出口的向火面為小周界風(fēng)量,背火面為大周界風(fēng)量,其目的是增加水冷壁附近的氧化性氣氛,防止燃燒器區(qū)域的結(jié)渣。頂部燃燼風(fēng)室可作水平方向擺動(dòng),一次風(fēng)噴嘴可上下擺動(dòng)各25°,二次風(fēng)噴嘴可作上下各30°的擺動(dòng),以此來改變?nèi)紵行膮^(qū)的位置,調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)各輻射受熱面的吸熱量,從而調(diào)節(jié)再熱汽溫。每只燃燒器共有10種18個(gè)風(fēng)室17個(gè)噴嘴。
結(jié)合以上情況分析, 300MW機(jī)組鍋爐對(duì)燃用嚴(yán)重結(jié)渣煤種有較強(qiáng)的適應(yīng)性,在保證制粉系統(tǒng)及噴燃器安全的前提下,可以摻燒高揮發(fā)份混煤。
4摻燒試驗(yàn)
4.1 摻燒方式的選取
在上述分析的基礎(chǔ)上, 綜合考慮煤的結(jié)渣特性、煤場配煤條件、運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)性等。同時(shí)對(duì)爐內(nèi)結(jié)渣、汽溫特性、鍋爐效率、制粉系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況等方面進(jìn)行綜合分析。通過綜合比較分析確立了分磨摻燒原則:各磨煤機(jī)取用不同煤質(zhì)的燃燒特性的煤種,根據(jù)負(fù)荷時(shí)段進(jìn)行倉位控制和煤種控制;對(duì)容易著火高揮發(fā)份混煤送至鍋爐燃燒器的底層使用。
4.2 摻燒試驗(yàn)內(nèi)容
為了研究摻燒印尼煤對(duì)機(jī)組性能的影響,本次試驗(yàn)采用逐漸增大高揮發(fā)份混合煤種摻燒比例進(jìn)行現(xiàn)場測試,為避開燃燒高溫區(qū),且防止屏區(qū)結(jié)渣,試驗(yàn)采用下層燃燒器燃用高揮發(fā)份混合煤: 每種工況在現(xiàn)場連續(xù)測試48h,試驗(yàn)工況一:A磨煤機(jī)A1倉上高揮發(fā)份混煤,其它上優(yōu)質(zhì)煤;摻燒比17%;試驗(yàn)工況二:A磨煤機(jī)A1、A2倉上高揮發(fā)份混煤,其它上優(yōu)質(zhì)煤,摻燒比33%,如下表所示:
4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.3.1煤粉細(xì)度選取
根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《大容量煤粉鍋爐爐膛選型導(dǎo)則》(DL/T 831-2002),煤粉細(xì)度按下式選?。?/p>
R90=K+0.5Vdaf
式中:Vdaf>25%的煤質(zhì),K=4;
分析摻燒煤種煤質(zhì),將摻燒高揮發(fā)份混合煤種的磨煤機(jī)煤粉細(xì)度R90從小于18%調(diào)整到20%~25 %,保證制粉系統(tǒng)及噴燃器安全,提高磨煤機(jī)出力。
4.3.2爐膛溫度
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),列出兩種不同工況下爐膛各段溫度:
300MW機(jī)組實(shí)測爐膛各截面各點(diǎn)最高溫度均在1300℃以下。
4.3.3爐劣質(zhì)煤摻燒期間空預(yù)器差壓變化曲線圖
4.3.4結(jié)渣情況分析
工況一試驗(yàn)時(shí):燃燒器區(qū)域并未發(fā)現(xiàn)大型渣塊,出現(xiàn)的較大渣塊也是粘結(jié)強(qiáng)度較低的多孔性疏松渣,且渣塊呈黑色,含碳量較高。渣塊附著在管壁上的一面為未熔融的粘聚狀渣,稍有擾動(dòng)就極易松動(dòng)脫落,分隔屏管壁表面清潔無渣。
工況二試驗(yàn)時(shí):燃燒器區(qū)域發(fā)現(xiàn)大型渣塊,出現(xiàn)的較大渣塊也是粘結(jié)性較強(qiáng)的熔融硬渣,分割屏表面出現(xiàn)未熔融的粘聚狀渣,因?yàn)榇藚^(qū)域缺乏有效的吹灰手段,所以該區(qū)域是結(jié)渣監(jiān)測的重點(diǎn)。試驗(yàn)期間結(jié)果顯示, 當(dāng)鍋爐高揮發(fā)份混煤摻燒比在30%以上時(shí),鍋爐排煙溫度升高,空預(yù)器差壓增大,減溫水量增加,各段爐膛溫度、差壓上升,爐膛結(jié)渣情況呈加劇趨勢。
4.4優(yōu)化措施
預(yù)防鍋爐結(jié)渣方面
1)加強(qiáng)鍋爐吹灰運(yùn)行,優(yōu)化吹灰方式:每兩小時(shí)對(duì)不同層短吹進(jìn)行選擇性吹灰,每天對(duì)長吹進(jìn)行全面吹灰;
2)運(yùn)行氧量控制在2.5~3.5%,避免氧量過高與過低;
3)優(yōu)化鍋爐二次風(fēng)配風(fēng)方式,避免火焰貼壁,并合理調(diào)整火焰中心,控制燃燒溫度,鍋爐采用束腰式配風(fēng)方式;進(jìn)行一次風(fēng)調(diào)平試驗(yàn),避免由于風(fēng)粉的分配不均導(dǎo)致局部高溫區(qū)的出現(xiàn);
4)設(shè)計(jì)煤種一次風(fēng)管道風(fēng)速不小于18m/s, 為了避免燒損燃燒器噴口,要求提高一次風(fēng)速至25~28m/s以上,以推遲著火
保證制粉系統(tǒng)安全
1)要求控制磨出口溫度不低于55℃,,要求磨煤機(jī)出口溫度不高于65℃,以保證制粉系統(tǒng)運(yùn)行效率和制粉系統(tǒng)的安全,防止一次風(fēng)管道堵管。
2)磨啟停前后適當(dāng)延長吹掃時(shí)間,優(yōu)化制粉系統(tǒng)充惰蒸汽的投運(yùn);
3)盡量與低結(jié)渣性煤種摻燒,如吐魯煤等;
通過以上優(yōu)化調(diào)整,試驗(yàn)結(jié)果表明,300MW鍋爐摻燒比不超過30%。鍋爐水冷壁未出現(xiàn)大面積結(jié)渣情況,屏式過熱器局部結(jié)渣但能夠自行脫落,大部分受熱面可以清楚看到管排。爐膛吹灰器基本能夠消除結(jié)渣對(duì)鍋爐的影響。
5 結(jié)論
現(xiàn)場采用分磨制粉,分層燃燒的摻燒方式方式,在整個(gè)試驗(yàn)過程中,輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)沒有出現(xiàn)自燃和爆燃的事故,鍋爐水冷壁和屏式過程器大面積結(jié)渣、跌落大焦塊的事故。通過對(duì)比不同摻燒比例下爐膛溫度測量、結(jié)渣情況檢查等指標(biāo),綜合評(píng)價(jià)摻燒高揮發(fā)份混合煤對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)產(chǎn)生的不同影響。得出摻燒試驗(yàn)結(jié)果: 300MW機(jī)組鍋爐摻燒高揮發(fā)份混合煤種可行,但應(yīng)控制控制摻燒比例不大于30%,并注意優(yōu)化燃燒調(diào)整,鍋爐可安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞:高壓斷路器;交流耐壓;絕緣電阻;導(dǎo)電回路電阻;試驗(yàn)
一、絕緣電阻測量
斷路器試驗(yàn)中最基本的項(xiàng)是測量絕緣電阻,而對(duì)于真空斷路器,主要對(duì)一次回路對(duì)地絕緣電阻的測量。一般使用兆歐表選用2500V檔,1min測量,其值應(yīng)大于5000 。
試驗(yàn)過程:試驗(yàn)時(shí)使用兆歐表選用2500V檔測量,接線圖如圖1所示。先斷開斷路器外側(cè)電源開關(guān),確保無電壓,分別記錄搖測A對(duì)地A斷口;B對(duì)地B斷口;C對(duì)地C斷口的絕緣阻值;也分別記錄搖測A對(duì)B、B對(duì)C、C對(duì)A的絕緣阻值。
二、交流耐壓試驗(yàn)
交流耐壓試驗(yàn)作為最有效的絕緣試驗(yàn),一般只對(duì)35kV或以下開頭設(shè)備進(jìn)行,而且在分、合閘狀態(tài)下試驗(yàn),分閘狀態(tài)檢查斷口絕緣,合閘狀態(tài)檢查相間及相對(duì)地絕緣。該項(xiàng)試驗(yàn)是最有效和最直接的試驗(yàn)項(xiàng)目,應(yīng)在其他絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目通過后進(jìn)行。氣體斷路器應(yīng)在最低允許氣壓下進(jìn)行試驗(yàn),才容易發(fā)現(xiàn)斷路器內(nèi)部絕緣缺陷,其應(yīng)在分、合閘狀態(tài)下分別進(jìn)行。對(duì)于12-40.5 kV電壓等級(jí)和三相共箱式斷路器還應(yīng)做相間耐壓試驗(yàn),其試驗(yàn)電壓值與對(duì)地耐壓相同。耐壓試驗(yàn)過程中,試品沒有發(fā)生閃絡(luò)、擊穿。對(duì)于斷路器輔助回路和控制回路的交流耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓為2kV。測量6kV斷路器時(shí),工頻交流耐壓試驗(yàn)是考驗(yàn)被試品絕緣承受各種過電壓能力的有效方法,對(duì)保證設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。交流耐壓試驗(yàn)對(duì)于固體有機(jī)絕緣來說屬于破壞性試驗(yàn),它會(huì)使原來存在的絕緣弱點(diǎn)進(jìn)一步發(fā)展,使絕緣強(qiáng)度降低,形成絕緣內(nèi)部劣化的累積效應(yīng)。因此,必須正確的選擇試驗(yàn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)和耐壓時(shí)間。開關(guān)交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)做相間、相對(duì)地及斷口間的,試驗(yàn)電壓應(yīng)為38kV。整體對(duì)地及斷口間地交流耐壓試驗(yàn)應(yīng)在絕緣試驗(yàn)項(xiàng)目合格之后進(jìn)行,油開關(guān)試驗(yàn)電壓28kV,1 min無放電、閃絡(luò)、擊穿。真空開關(guān)試驗(yàn)電壓42kV,1min無放電、閃絡(luò)、擊穿。
試驗(yàn)過程:選擇Bs試驗(yàn)變壓器;R1限流電阻;RCF阻容分壓器; RF球間隙保護(hù)電阻;G保護(hù)間隙(球隙);A電流表;V電壓表;LH電流互感器;Bx被試品等試驗(yàn)工具。操作接線圖(見圖2),圖中被試斷路器(見圖3)各相短接,并非被試?yán)@組均短接接地。
先斷開斷路器外側(cè)電源開關(guān);確保無電壓;分別進(jìn)行A對(duì)地A斷口,B對(duì)地B斷口,C對(duì)地C斷口的耐壓,緩慢升至試驗(yàn)電壓,并密切注意傾聽放電聲音,密切觀察各表計(jì)的變化,讀取的耐壓值;分別進(jìn)行A對(duì)B、B對(duì)C、C對(duì)A的耐壓,緩慢升高電壓至試驗(yàn)電壓,并密切傾聽放電聲音,密切觀察各表計(jì)的變化,讀取1min的耐壓值。
三、導(dǎo)電回路電阻測量
斷路器導(dǎo)電回路的電阻主要決定于觸頭的接觸電阻。接觸電阻值的測量,指的是對(duì)每相導(dǎo)電回路電阻值的測量。因?yàn)榻佑|電阻的存在增加了導(dǎo)體在通電時(shí)的損耗,接觸處的溫度升高,其值的大小對(duì)正常工作時(shí)的載流能力有著直接的影響。通過對(duì)接觸電阻值的測量可以發(fā)現(xiàn)斷路器在通過正常工作電流時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生不能容許的發(fā)熱以及在通過短路故障電流時(shí)的斷路性能,從而確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行,同時(shí)斷路器每相導(dǎo)電回路電阻值也是斷路器安裝、檢修的一項(xiàng)目重要數(shù)據(jù)。一般在大修時(shí)或每一年到三年進(jìn)行一次每相導(dǎo)電回路電阻值的測量。被測電阻值很小,因此通常以 計(jì)。
目前常用的測量方法有兩種:一種是電流和電壓表法,另一種是平衡電橋法。
(一)電流和電壓表法
因?yàn)閷?dǎo)電回路的電阻很小,故一般應(yīng)用雙臂電橋進(jìn)行測量。測量時(shí),要將電壓引線接在靠近觸頭側(cè),電流引線接在電壓引線外側(cè),宜分開不宜重疊。這兩個(gè)測量接頭必須接觸良好,接線卡了可采用蓄電池卡了。測時(shí)應(yīng)按雙臂電橋測量導(dǎo)電回路電阻的具體測試方法進(jìn)行。
(1)試驗(yàn)接線圖(見圖4)。圖中mV表的連線電阻值不應(yīng)超過該表規(guī)定的電阻值,且應(yīng)接于靠近觸頭側(cè)。
(2)步驟:斷開斷路器各方面電源;連續(xù)分合幾次開關(guān);合上刀閘K;先調(diào)試好電流值,再接通mV表;共測量3次,取其平均值。
(二)平衡電橋法
用電壓降法測量斷路器每相導(dǎo)電回路電阻時(shí),在開關(guān)合上之后,應(yīng)先調(diào)好電流值,再接通毫伏表。毫伏表的連接線電阻值不應(yīng)超出該表規(guī)定的電阻值,且應(yīng)接于靠近觸頭側(cè)。在測量導(dǎo)電回路之前,先將斷路器電動(dòng)分合幾次,以便使觸頭表面氧化膜沖破,觸頭得以良好地接觸,從而使測試結(jié)果能反映真實(shí)情況。若受現(xiàn)場條件所限,只能用手動(dòng)和千斤頂合閘時(shí),必須在取其千斤之后再進(jìn)行測量。如果對(duì)測得數(shù)值要求較精確,應(yīng)多次復(fù)測。一般對(duì)幾次測得結(jié)果取分散性較小的三次平均值。如果斷路器實(shí)際工作電流(I)小于其額定電流( )時(shí),導(dǎo)電回路電阻允許增大。運(yùn)行中允許增大的導(dǎo)電回路電阻值( )按下式計(jì)算: ,R為制造廠給定的導(dǎo)電回路電阻標(biāo)準(zhǔn)值。
測量6 kV回路直阻時(shí),測量前應(yīng)檢查儀器接線是否正確,其中粗線接電流,細(xì)線接電壓,兩組夾了應(yīng)夾在開關(guān)同一相的上口和下口,然后測量。如果測量時(shí)數(shù)據(jù)不合格,先檢查開關(guān)上下口的夾了是否夾好,然后再測量,測量的結(jié)果應(yīng)小于50 。
① 試驗(yàn)接線圖(見下圖5)。圖中測量時(shí),電壓引線盡量靠近觸頭側(cè);電流引線在電壓線外側(cè),宜分開不宜重疊。
②步驟:斷開斷路器各側(cè)電源;連續(xù)跳合幾次開關(guān);連線(被測電阻的電流端鈕和電位端鈕分別與電橋的對(duì)應(yīng)端鈕連接;靠近被測電阻的一對(duì)線接到電橋的電位端鈕;被測電阻的外側(cè)的一對(duì)線接到電橋的電流端翎);測量要快,因?yàn)闇y量工作電流較大。
四、斷路器真空度測試
真空度測試時(shí),做試驗(yàn)過程中,不得接近高壓試驗(yàn)變壓器及被測開關(guān),保持一定的距離,以防人身觸電。旋動(dòng)旋鈕時(shí),如果紅燈沒滅,那就是線沒有接好或者回零時(shí)不到位。所有的被測儀表,被測開關(guān)的接地線必須接地。在升壓過程中微安表必須短接,待電壓穩(wěn)定后打開短接開關(guān)監(jiān)測電流并記錄。每次測試時(shí),高壓升上后,時(shí)間約為10s,不得太長,防止損壞儀表。測量每一相線后,必須放電,以保安全。真空開關(guān)接線圖(如6)
五、現(xiàn)場注意事項(xiàng)
現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)注意監(jiān)護(hù),防止高電壓傷害人身安全和設(shè)備安全;試驗(yàn)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定順序操作,防止誤操作傷害人身和設(shè)備的安全;測量直阻時(shí)應(yīng)使接觸部位接觸良好,以防測量誤差的產(chǎn)生;交流耐壓試驗(yàn)時(shí),若看到有火花,應(yīng)及時(shí)降壓,防止將設(shè)備擊穿,并分析原因,處理后再次試驗(yàn);同期測量時(shí)應(yīng)讓運(yùn)行人員配合,不能自己操作。
六、結(jié)語
對(duì)于高壓斷路器的性能試驗(yàn),其目的是確保電氣的安全性能。高壓斷路器具有開斷短路電流功能,其開斷的過程牽涉到的問題極為復(fù)雜,就目前還有很多設(shè)備都還需要通過試驗(yàn)是否正確,才能很好地應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:電阻測量法 電力拖動(dòng)控制線路
學(xué)習(xí)《電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練》除了電氣元件的認(rèn)識(shí)外,主要包括線路安裝和線路故障檢修兩大部分。在實(shí)操訓(xùn)練中,電路安裝完后的檢查以及機(jī)床控制線路故障的檢測方法有多樣,常用的有電壓測量法、電流測量法和電阻測量法。雖然電壓測量法和電流測量法都有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),但由于要帶電測量,在實(shí)際操作中學(xué)生存在觸電的恐懼心理,多數(shù)學(xué)生都不用。相反電阻測量法則斷電操作,學(xué)生覺得安全而大受歡迎。下面就討論電阻測量法在電力拖動(dòng)控制線路安裝和故障檢修中的應(yīng)用。
一、在電力拖動(dòng)控制線路安裝完成后自檢中的應(yīng)用
控制線路安裝完后不少的學(xué)生會(huì)立即到試驗(yàn)臺(tái)處通電,但又怕通電失敗,通電不成功(特別是電路出現(xiàn)短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反復(fù)多次后嚴(yán)重挫傷學(xué)生的進(jìn)取心和學(xué)習(xí)積極性,這種現(xiàn)象是由于學(xué)生對(duì)電路的工作原理不熟悉造成的。解決的辦法是先要求學(xué)生多識(shí)讀電路圖、分析電路的控制原理,同時(shí)掌握基本的測量方法。電路安裝完后先在原位用電阻法進(jìn)行自檢測量,下面以接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路為例來講解,電路圖如圖1、接觸器選擇CJ10-20。
安裝前測量各元件是否完好,壞的要修理好,修不好的要更換新的,同時(shí)要測量并記下自己所用交流接觸器KM1、KM2線圈的直流電阻,具體的數(shù)值不同型號(hào)的接觸器有較大有差別,如常用的CJ10-20交流接觸器線圈直流電阻約2000Ω、而型號(hào)較新的S-K21線圈直流電阻則只有幾百歐姆。首先,用萬能表電阻檔測量熔斷器FU1、FU2、FU3,應(yīng)該是電阻為0Ω,若不導(dǎo)通,則更換熔體或重?cái)Q緊熔斷器的瓷帽直到導(dǎo)通良好,然后才能進(jìn)行下面的自檢測量。萬能表選用合適的檔位,檔位過大使示數(shù)太小、誤判是短路,檔位過小使示數(shù)很大、誤判為開路,嚴(yán)重會(huì)影響到測量的準(zhǔn)確性;一般選擇×10Ω檔或者×100Ω檔。在自檢測量時(shí)把萬用表的兩根表筆分別接在控制電路的起點(diǎn)即FU2的U11、V11兩點(diǎn)(或是FU2的出線點(diǎn)0、1兩點(diǎn)),按下按鈕、接觸器位置開關(guān)等元件來模擬控制元件的工作,根據(jù)各支路的通斷使得所控制的接觸器線圈、繼電器線圈形成并聯(lián)或斷開,從萬電表所指示的阻值變化來判斷安裝的線路是否正確。步驟可分為按鈕功能、接觸器自鎖功能、接觸器互鎖功能及主電路來進(jìn)行,把萬用表的兩根表筆分別接在控制電路的起點(diǎn)即FU2的U11、V11兩點(diǎn),萬用表的讀數(shù)指示為∞(如果電阻為0Ω,則電路存在短路;如果電阻為2000Ω或1000Ω則有可能是自鎖觸頭或啟動(dòng)按鈕接錯(cuò))。
(一)控制電路的檢查(電路正常的萬能表示數(shù))
1、按鈕功能檢查
(1)正轉(zhuǎn)控制檢查:
按下啟動(dòng)按鈕SB1萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(正轉(zhuǎn)控制接觸器KM1線圈回路接通)。
1)此時(shí)同時(shí)按下停止按鈕SB3萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正轉(zhuǎn)控制接觸器KM1線圈回路被切斷)
2)此時(shí)松開SB3,同時(shí)按下SB2萬能表指針讀數(shù)指示約1000Ω(KM1、KM2兩個(gè)控制回路并聯(lián))
3) SB1、SB2、SB3同時(shí)按下萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正、反轉(zhuǎn)控制回路同時(shí)被切斷)
(2)反轉(zhuǎn)控制檢查:
按下啟動(dòng)按鈕SB2萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(反轉(zhuǎn)控制接觸器KM2線圈回路接通)。
(1)此時(shí)同時(shí)按下停止按鈕SB3萬能表指針讀數(shù)先指示∞(反轉(zhuǎn)控制接觸器KM2線圈回路被切斷)
(2)此時(shí)松開SB3,同時(shí)按下SB1萬能表指針讀數(shù)指示約1000Ω(KM1、KM2兩個(gè)控制回路并聯(lián))
(3) SB1、SB2、SB3同時(shí)按下萬能表指針讀數(shù)先指示∞(正、反轉(zhuǎn)控制回路同時(shí)被切斷)
2、自鎖各互鎖檢查
(1)正轉(zhuǎn)控制:
按下KM1觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(接觸器KM1常開輔助觸頭3、4兩點(diǎn)接通KM1線圈控制回路)
1)此時(shí)同時(shí)按下SB3萬能表指針讀數(shù)指示約∞(接觸器KM1線圈控制回路被切斷),則自鎖正常。
2) 松開SB3,同時(shí)按下KM2觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約∞(KM1線圈回路被KM2常閉輔助觸頭4、5兩點(diǎn)切斷),則互鎖正常。
(2)反轉(zhuǎn)控制:
按下KM2觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約2000Ω(接觸器KM2常開輔助觸頭3、6兩點(diǎn)接通KM2線圈控制回路)
1)此時(shí)同時(shí)按下SB3萬能表指針讀數(shù)指示約∞(接觸器KM2線圈控制回路被切斷),則自鎖正常。
2) 松開SB3,同時(shí)按下KM1觸頭支架萬能表指針讀數(shù)指示約∞(KM2線圈回路被KM1常閉輔助觸頭6、7兩點(diǎn)切斷),則互鎖正常。
(二)主電路的檢查
主電路的檢查一般是在控制電路檢查完后進(jìn)行,主要目的是為了檢查主電路是否存在短路。在檢查主電路時(shí)由于電動(dòng)機(jī)每相繞組的直流電阻較小,一般在10Ω以下,電阻檔應(yīng)該選擇×1Ω檔。接上電動(dòng)機(jī)后按各接觸器的工作順序按下接觸器觸頭支架模擬接觸器工作,同時(shí)用萬能表測量總開關(guān)出線點(diǎn)U11、V11、W11兩兩間的電阻,電阻大小應(yīng)該相等且為電動(dòng)機(jī)任意兩根電源引線間電阻。若出現(xiàn)電阻為零,說明主電路出現(xiàn)短路;如果出現(xiàn)電阻較大或∞,說明主電路存在接觸不良或開路。
在圖1電路中,假設(shè)電動(dòng)機(jī)M的繞組是形連接,每相繞組電阻為5Ω,測量步驟如下:
1.按下KM1觸頭支架,用萬用表的兩根表筆分別測量U11-V11、U11-W11、V11-W11間的電阻,讀數(shù)應(yīng)為10Ω;
2.按下KM2觸頭支架,用萬用表的兩根表筆分別測量U11-V11、U11-W11、V11-W11間的電阻,讀數(shù)應(yīng)為10Ω;
關(guān)鍵詞:H參數(shù);小信號(hào)模型;歐姆定律;等效變換;輸出電阻
中圖分類號(hào):TN72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2016)04(b)-0000-00
引言
模擬電子技術(shù)不僅是電類各專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科,也是生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科,它主要研究各種半導(dǎo)體器件的性能、電路及應(yīng)用。而晶體三極管構(gòu)成的基本放大電路,又是模擬電子技術(shù)最基本的、最重要的內(nèi)容,因此,BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型的建立和簡化,是掌握分析放大電路的基礎(chǔ)。在實(shí)際的工程應(yīng)用中,晶體三極管的單極放大倍數(shù)有限,大規(guī)模集成電路的發(fā)展,提高了電路的放大倍數(shù),實(shí)現(xiàn)了將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大的作用,那么在設(shè)計(jì)集成電路時(shí),對(duì)多級(jí)放大電路各個(gè)參數(shù)的求解將顯得尤為重要,特別是放大電路的輸出電阻求解,而歐姆定律法求解輸出電阻過于復(fù)雜,因此該文提出用等效變換法求解放大電路的輸出電阻。
1 BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型
由于三極管是非線性器件,使得放大電路的分析非常困難。建立小信號(hào)模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí),把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替,從而把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。
低頻小信號(hào)模型[1]如圖1所示,它是用H參數(shù)來描述的,在交流通路中,把一個(gè)晶體管看成一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò),輸入一個(gè)端口,輸出一個(gè)端口。
圖(a)是將BJT封裝起來,測試它的兩個(gè)特性,輸入特性和輸出特性。圖(c)是輸入特性曲線,其中 不同,輸入特性曲線是有一些變化的,即要 保持不變,增大 時(shí)也要增大 。從圖(d)的輸出特性曲線中,當(dāng) 變化時(shí), 是在一個(gè)特定的 上變化的,就在 一定時(shí),分析 與 這個(gè)函數(shù)的變化,從這兩組特性上,如果僅從數(shù)學(xué)的角度去描述它,那么BE之間的電壓,是 和 的函數(shù);而輸出回路的 ,也是 和 的函數(shù)。
從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行建模,即BE之間的電壓,是 和 的函數(shù);而輸出回路的 ,也是 和 的函數(shù)進(jìn)行分析,輸入和輸出回路的自變量是兩個(gè)相同的自變量, 和 ,但是兩個(gè)回路的函數(shù)不一樣,在輸入回路里面,函數(shù)是BE之間的動(dòng)態(tài)電壓 ;在輸出回路里面,函數(shù)是 電流,即 ,下面的分析都是從這兩個(gè)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行變化的。
小信號(hào)模型研究的不是某一條特性,而是在有變化量時(shí)的特性,即在Q點(diǎn)有變化時(shí)的模型。采用對(duì)函數(shù)求全微分的方法,,在低頻小信號(hào)作用下,函數(shù)和自變量之間的關(guān)系就是全微分:
這里有幾個(gè)特定的關(guān)系,CE間的電壓 是一定的,分析 和BE之間的關(guān)系 ; 是一定的,那么分析 和 之間的關(guān)系; 是一定的,分析 和 之間的關(guān)系; 是一定的,分析 和 之間的關(guān)系。因此定義4個(gè)參數(shù),其中 和 表示的是一個(gè)動(dòng)態(tài)的量,一個(gè) 量,或者是一個(gè)交流小信號(hào)量??梢院喕缦拢?/p>
上述公式中,將晶體管看成一個(gè)黑盒子,向黑盒子里面看,從輸入端看到一個(gè) ,這個(gè) 碰到的首先是一個(gè)電阻,然后還看到一個(gè)受控源,是CE間的電壓 控制BE之間的電壓。從輸出回路看進(jìn)去,可以看到一個(gè)受控電流源,是 控制的 ;還有一項(xiàng)是與受控電流源并聯(lián)的另外一路電流,它是 這個(gè)動(dòng)態(tài)電阻在此處產(chǎn)生的電流,可以得到一個(gè)圖1(b)中的模型,這個(gè)模型完全是由這個(gè)公式建立起來的。這個(gè)數(shù)學(xué)模型,首先是選擇合適的自變量和函數(shù),研究的低頻小信號(hào)情況,用變量進(jìn)行替換,按照最后得到的式子,建立數(shù)學(xué)模型。
研究這4個(gè)H參數(shù)的物理意義的目的是這個(gè)電路仍然復(fù)雜,再通過近似法,將該數(shù)學(xué)模型簡化的更合理一些,忽略掉一些參數(shù),具體如圖2所示。
描述的是 不變的情況下, 的變化量與 的變化量之比。晶體管在靜態(tài)工作點(diǎn)Q下, 取一個(gè) 和一個(gè) ,即一個(gè)變化的電壓比上一個(gè)變化的電流,得出的是一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻,我們將Q點(diǎn)下取的變化量得到的電阻叫做 ,指的是BE之間的動(dòng)態(tài)電阻。所以 的物理意義就是BE之間的動(dòng)態(tài)電阻。
描述的是 不變的情況下, 的變化量與 的變化量之比。從圖(b)中可以看出, 在靜態(tài)工作點(diǎn) 處,由于 變化,曲線向左或者向右移動(dòng),產(chǎn)生 。它的物理意義是,輸出回路CE之間的電壓對(duì)BE之間的影響,是反饋量,即輸出通過一定的方式影響到輸入就叫做反饋。對(duì)于管子自身CE之間的電壓就對(duì)BE之間的電壓有影響,所以我們稱 為內(nèi)反饋系數(shù)。
描述的是在一定 的條件下, 和 變化量之比,就是電流放大系數(shù) 。晶體管就是通過它的電流放大來進(jìn)行能量控制的。
是在一個(gè) 下,研究 在Q點(diǎn)附近產(chǎn)生的變化對(duì)此時(shí) 變化的影響。這個(gè)描述的是該曲線上翹的程度,即在 情況下,與橫軸平行的程度。對(duì)于晶體管,這個(gè)參數(shù)描述的其實(shí)是 這個(gè)電導(dǎo),對(duì)于 本身來說,在一般的靜態(tài)管中,在 變化值大的情況下, 的變化值小,因此這個(gè)電阻 值很大。在實(shí)驗(yàn)室里我們?nèi)y量,幾乎看不出來,這個(gè)曲線和橫軸不平行,如果曲線與橫軸平行,表示 趨近于 ,它上翹的程度幾乎看不出來。
在輸入回路中, 不可以忽略; 可以忽略。在輸出回路中, 不能忽略; 趨近于 ,可以將 忽略。根據(jù)上面的分析建立一個(gè)非常簡單的模型,如圖3所示。
2 歐姆定律和等效變換求解輸出電阻法比較
晶體管有三個(gè)極:基極、發(fā)射極和集電極,首先來分析共集電極放大電路:
方法一:用歐姆定律[2]求解輸出電阻
在交流等效電路的輸出端加上一個(gè)電壓vt,令信號(hào)源vs=0,保留該信號(hào)源的電阻Rsi。加上一個(gè)電壓vt,必定產(chǎn)生一個(gè)電流it,用電壓比上電流就是輸出電阻。
則輸出電阻:
方法二:用等效變換[3]求解輸出電阻
從輸出電阻向左看,看到電阻Re和左側(cè)電阻并聯(lián)。流入節(jié)點(diǎn)e的電流是大電流ie,由于受控電流源內(nèi)阻無窮大,此處可以相當(dāng)于斷開,那么流出節(jié)點(diǎn)e的電流是小電流ib,因此,節(jié)點(diǎn)e左側(cè)的電阻相當(dāng)于電阻 減小了 倍,即等效為 ,那么輸出電阻可以直接寫成 。
總結(jié),如果看到的是小電流,實(shí)際上是大電流,這個(gè)電阻等效變換是要增大(1+β)倍;如果看到的是大電流,實(shí)際上是小電流,這個(gè)電阻等效變換是要減?。?+β)到多少倍。這就是等效變換的一個(gè)規(guī)則。
用等效變換的方法對(duì)共集-共集放大電路的動(dòng)態(tài)分析,求解其輸出電阻。
3 結(jié)束語
通過詳細(xì)的分析介紹小信號(hào)模型的建模與簡化,可以更好的理解其中每個(gè)參數(shù)的含義。模擬電子技術(shù)講求的方法就是估算,在以后的實(shí)際的工程應(yīng)用中,采用等效變換求解輸出電阻法,相較于歐姆定律,能夠快速的估算出放大電路的參數(shù),減小計(jì)算量。
參考文獻(xiàn):
[1]康華光.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第六版)[M].高等教育出版社,2014.
序號(hào)
項(xiàng)目
詳細(xì)內(nèi)容
執(zhí)行
1.
工作任務(wù)
2.
作業(yè)時(shí)間
工作開始時(shí)間
工作結(jié)束時(shí)間
3.
作業(yè)人員
4.
工作準(zhǔn)備
設(shè)備停電,辦理倒閘操作票
工作負(fù)責(zé)人交待工作任務(wù),人員分工,危險(xiǎn)點(diǎn)分析
工作成員應(yīng)當(dāng)了解當(dāng)前需要操作設(shè)備的缺陷
準(zhǔn)備工作前檢查工具、儀器是否合格,不合格的工具、儀器不能帶入工作現(xiàn)場
工作成員必須熟悉本作業(yè)卡
工作負(fù)責(zé)人檢查工作組成員安全防護(hù)用具,精神狀態(tài)
安全技術(shù)措施:為保證人身和設(shè)備安全,在進(jìn)行絕緣電阻測量后應(yīng)對(duì)設(shè)備充分放點(diǎn),進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)等高壓試驗(yàn)時(shí),要求必須在試驗(yàn)設(shè)備周圍設(shè)圍欄并有專人監(jiān)護(hù),負(fù)責(zé)升壓的人要隨時(shí)注意周圍情況,一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立刻斷開電源停止試驗(yàn),查明原因排除后方可繼續(xù)試驗(yàn)。
5.
工作階段
到達(dá)現(xiàn)場,仔細(xì)核對(duì)設(shè)備雙名稱、編號(hào)。嚴(yán)格按照操作票所列步驟操作并檢查操作是否準(zhǔn)確
使用專用操作工具
操作完成后,設(shè)置警示牌及做好安全措施:嚴(yán)格按照規(guī)程設(shè)置,確保位置、內(nèi)容準(zhǔn)確
工作程序:1、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:1真空斷路器整體和斷口間絕緣電阻
2導(dǎo)電回路電阻
3合分閘速度及分閘反彈幅度值
4合閘接觸器及合、分閘電磁鐵的最低動(dòng)作電壓
5斷路器主回路對(duì)地、斷口間及相間交流耐壓
2、試驗(yàn)方法及主要設(shè)備要求:1真空斷路器整體和斷口間絕緣電阻。
⑴使用儀器:測量絕緣電阻使用2500V兆歐表 。
⑵試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù):對(duì)整體絕緣電阻參照制造廠規(guī)定,斷口和有機(jī)物制成的提升
桿的絕緣電阻。
2導(dǎo)電回路電阻。
⑴使用儀器:回路電阻測試儀(要求不小于100A)或雙臂直流電橋。
⑵試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù):導(dǎo)電回路電阻數(shù)值應(yīng)符合制造廠的規(guī)定,建議不大于1.2倍
的出廠值。
3合分閘速度及分閘反彈幅度值。
⑴使用儀器:可調(diào)直流電壓源、斷路器特性測試儀1臺(tái)。
⑵試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù):合、分閘速度與分閘反彈幅值應(yīng)符合制造廠的規(guī)定,分閘反
彈幅值一般不應(yīng)大于額定觸頭開距的1/30
4合閘接觸器及合、分閘電磁鐵的最低動(dòng)作電壓。
⑴使用儀器:可調(diào)直流電壓源。
⑵試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù):合閘電磁鐵的最低動(dòng)作電圧不應(yīng)大于額定電壓的80%-110%
范圍內(nèi)可靠動(dòng)作。分閘電磁鐵的最低動(dòng)作電壓應(yīng)在額定電壓
的30%-65%的方位內(nèi),在額定電壓的65%-120%范圍內(nèi)可靠動(dòng)作。當(dāng)電壓低至額定電壓的30%或更低時(shí)不應(yīng)脫扣動(dòng)作。對(duì)于電磁機(jī)構(gòu),合閘電磁鐵線圈的端電壓為操作電壓額定值
的80%時(shí),應(yīng)可靠動(dòng)作。
5斷路器主回路對(duì)地、斷口間及相間交流耐壓。
⑴使用儀器:調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、保護(hù)球隙、限流電阻、分壓器。
⑵試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù): 試驗(yàn)中無擊穿、閃絡(luò)視為通過。
6.
工作結(jié)束
清理工作現(xiàn)場,清點(diǎn)并收納工具、儀器
報(bào)告值班長