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高電壓技術(shù)論文范文第1篇

斬波內(nèi)饋調(diào)速是融斬波控制和內(nèi)饋電機(jī)兩項專利技術(shù)于一體的新型高壓電機(jī)調(diào)速技術(shù)。該技術(shù)可在高壓中、大容量的風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能調(diào)速中應(yīng)用。

斬波實際是變流主電路的數(shù)字控制，目的是克服移相控制存在的缺點。從根本上解決了有源逆變器可靠性問題。目前，斬波控制已被視為取代移相控制的發(fā)展方向。

內(nèi)饋調(diào)速是一種基于轉(zhuǎn)子的電磁功率控制調(diào)速，其原理是把定子傳輸給轉(zhuǎn)子的電磁功率中的一部分功率移出去。這樣定子傳輸?shù)碾姶殴β什蛔儯瞥龅碾姽β士扇我饪刂疲D(zhuǎn)子總的電磁功率就被改變，電機(jī)轉(zhuǎn)速就可得到控制。

內(nèi)饋調(diào)速巧妙地在異步機(jī)的定子上加設(shè)一個內(nèi)饋繞組，專門用來接受轉(zhuǎn)子移出的電功率。內(nèi)饋繞組此時工作在發(fā)電狀態(tài)，它把接受的電功率又通過電磁感應(yīng)，反方向傳輸給定子原繞組，使定子的輸入功率減小，與機(jī)械功率平衡，實現(xiàn)了高效率的無級調(diào)速。

內(nèi)饋調(diào)速最適合于高壓大容量電機(jī)，其特點如下。

1．回避了定子控制的高電壓問題，可實現(xiàn)高壓電機(jī)低壓控制；

2．控制裝置的容量可小于電機(jī)的容量，即為小容量控制大容量；

3．控制裝置和定子電源均為電磁隔離，有效地抑制了控制裝置產(chǎn)生的諧波電流對電源的干擾；

4．整個系統(tǒng)沒有外附變壓器，調(diào)速損耗小，效率高。

二、節(jié)能效益和環(huán)境效益

1．該項目年節(jié)電量618.9253萬kW•h，折標(biāo)準(zhǔn)煤2500.46t，可減排二氧化碳1812.83t。

2．按山東上網(wǎng)電價0.30元／kW•h計算，年節(jié)能效益185.68萬元。

3．投資回收期為1.59年。

高電壓技術(shù)論文范文第2篇

    論文首先介紹了電力電子技術(shù)及器件的發(fā)展和應(yīng)用,具體闡明了國內(nèi)外開關(guān)電源的發(fā)展和現(xiàn)狀,研究了開關(guān)電源的基本原理,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及開關(guān)電源在電力直流操作電源系統(tǒng)中的應(yīng)用,介紹了連續(xù)可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計思路、硬件選型以及TL494在輸出電壓調(diào)節(jié)、過流保護(hù)等方面的工作原理和具體電路,設(shè)計出一種實用于電力系統(tǒng)的開關(guān)電源,以替代傳統(tǒng)的相控電源。該系統(tǒng)以MOSFET作為功率開關(guān)器件,構(gòu)成半橋式Buck開關(guān)變換器,采用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),PWM控制信號由集成控制TL494產(chǎn)生,從輸出實時采樣電壓反饋信號,以控制輸出電壓的變化,控制電路和主電路之間通過變壓器進(jìn)行隔離,并設(shè)計了軟啟動和過流保護(hù)電路。該電源在輸出大電流條件下,能做到輸出直流電壓大范圍連續(xù)可調(diào),同時保持良好的PWM穩(wěn)壓調(diào)節(jié)運(yùn)行。    開關(guān)電源結(jié)構(gòu)

    以開關(guān)方式工作的直流穩(wěn)壓電源以其體積小、重量輕、效率高、穩(wěn)壓效果好的特點,正逐步取代傳統(tǒng)電源的位置,成為電源行業(yè)的主流形式。可調(diào)直流電源領(lǐng)域也同樣深受開關(guān)電源技術(shù)影響,并已廣泛地應(yīng)用于系統(tǒng)之中。

    開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。

    SCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應(yīng)用, GTR驅(qū)動困難,開關(guān)頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。在本論文中選用的開關(guān)器件為功率MOSFET管。

    開關(guān)電源的三個條件:

    1. 開關(guān):電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài);

    2. 高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻;

    3. 直流:開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流。

    根據(jù)上面所述,本文的大體結(jié)構(gòu)如下:

    第一章,為整個論文的概述,大致介紹電力電子技術(shù)及器件的發(fā)展,簡單說明直流電源的基本情況,介紹國內(nèi)外開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向,闡述本論文工作的重點;

    第二章,主要從理論上討論開關(guān)電源的工作原理及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);

    第三章,主要將介紹系統(tǒng)主電路的設(shè)計;

    第四章,介紹系統(tǒng)控制電路各個部分的設(shè)計;

高電壓技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：TCA785，調(diào)壓調(diào)功，感性元件，感應(yīng)釬焊

 

1 引言

在感應(yīng)釬焊過程中，為了適應(yīng)負(fù)載隨溫度變化和加熱工藝的需要，電源應(yīng)能對負(fù)載功率調(diào)節(jié)。其中調(diào)功方式主要有以下幾種：直流調(diào)壓調(diào)功、移相調(diào)功、掃頻調(diào)功和脈沖密度調(diào)功等。其中直流調(diào)壓調(diào)功有以下特點：逆變器輸出電壓波形與負(fù)載無關(guān)，均為交變方波。在串聯(lián)諧振負(fù)載下，利用鎖相電路實現(xiàn)負(fù)載電流頻率跟蹤使負(fù)載始終工作在諧振狀態(tài)，輸出功率因數(shù)較高；逆變器中各個功率器件均在零電流方式下開通和關(guān)斷，器件的開關(guān)損耗和應(yīng)力都很小。其中調(diào)壓調(diào)功電路采用晶閘管作為開關(guān)器件，利用相控方式調(diào)節(jié)輸出電壓。這種方式具有控制方便，價格便宜等特點，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

2 直流調(diào)壓調(diào)功電路的設(shè)計研究

目前國內(nèi)外已經(jīng)研制生產(chǎn)出多種用于晶閘管電路的集成觸發(fā)器。其中TCA785集成觸發(fā)器是由德國西門子公司研制生產(chǎn)的。它內(nèi)部集成有同步檢波、移相脈沖、過流過壓保護(hù)等電路，是一種鋸齒波移相觸發(fā)器。與其它集成觸發(fā)器相比，由它構(gòu)成的晶閘管觸發(fā)電路具有功耗小、功能強(qiáng)、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外部器件少、單一電源工作、調(diào)整方便等優(yōu)點。論文參考網(wǎng)。本文所設(shè)計的直流調(diào)壓調(diào)功具體電路如圖1。

圖1 直流調(diào)壓調(diào)功電路圖

圖1中，220V交流電經(jīng)過變壓器T1、二極管D2、電容C1以及穩(wěn)壓管7815轉(zhuǎn)變?yōu)?15V直流電，給該調(diào)壓電路提供電源。TCA785的1和16端分別接地和+15V電源。5端是同步信號的輸入端，該信號取自R6兩端交流電壓，同步信號經(jīng)同步過零電路送至同步寄存齒波信號發(fā)生器，在每個正弦信號的過零點矩齒波發(fā)生器迅速放電并從0初始值開始充電，從而產(chǎn)生和同步交流信號一致的三角波，如圖2。9端外接固定電阻R7和可變電阻RW1，10端外接電容C5，通過調(diào)節(jié)RW1可以調(diào)節(jié)鋸齒波的斜率。6腳為脈沖封鎖控制端，當(dāng)檢測負(fù)載電流過大時，通過控制輔助電路，使6端有由高電平變?yōu)榈碗娖剑怄i脈沖的輸出，從而切斷主電路，它是為系統(tǒng)過流過壓或進(jìn)行其它控制而設(shè)置的控制端。11腳外接控制電壓，改變該控制電壓可以控制觸發(fā)脈沖的觸發(fā)角在0-180°范圍內(nèi)移相，該控制電壓可以有手工給定，也可以由PLC系統(tǒng)自動給出。論文參考網(wǎng)。12腳外接電容C4，可以控制觸發(fā)脈沖的寬度。

圖2同步交流信號和三角波

在一個周期內(nèi)，TCA785的14和15端分別是正、負(fù)半周對應(yīng)的脈沖輸出端，如圖3，圖中“1”為觸發(fā)脈沖，“2”為干擾信號。為保證在一個周期內(nèi)正負(fù)半周均有輸出，利用CD4017的或門邏輯電路，將14和15端輸出脈沖或邏輯運(yùn)算后，得到頻率增加一倍的觸發(fā)脈沖信號，如圖4所示。再將該信號送到MC1413進(jìn)行功率放大，以提供足夠的功率觸發(fā)脈沖來驅(qū)動整流模塊，如圖5，該信號電壓為7.5V左右，持續(xù)時間約為75μs，可以滿足整流模塊的觸發(fā)功率要求。

圖314端對應(yīng)的觸發(fā)脈沖

圖4或邏輯運(yùn)算并功率放大后的觸發(fā)脈沖

圖5示波器時間軸調(diào)整后的觸發(fā)脈沖

根據(jù)感應(yīng)釬焊的使用要求，控制觸發(fā)脈沖觸發(fā)角的電壓分手動和自動兩種方式提供。手動控制方式的電壓源來自于7810提供的+10V電壓，調(diào)節(jié)RW3就得到所需的11腳控制電壓。而自動控制方式時的控制電壓源來自于PLC相關(guān)模擬端口的輸出電壓，該電壓大小通過PLC的給定電壓與所采集的負(fù)載電壓大小的比較后得到的。脈沖變壓器T2起到電氣隔離的作用。

其中檢測系統(tǒng)主要檢測主電路電流，將檢測電流轉(zhuǎn)換為電壓后，一方面給PLC自動控制系統(tǒng)提供采集電壓，另方面給保護(hù)系統(tǒng)提供保護(hù)依據(jù)，當(dāng)該電壓大于設(shè)定保護(hù)電壓時，就停止觸發(fā)脈沖的輸出，進(jìn)而切斷整個主電路。

3 直流調(diào)壓調(diào)功電路使用中存在的問題

在該電路調(diào)試過程中，當(dāng)晶閘管后邊電路不存在濾波電感等感性元件時，整流后所得電壓從零到最大值能夠可靠調(diào)節(jié)。

而負(fù)載要求很平穩(wěn)的直流電壓，則需要在晶閘管后采用濾波環(huán)節(jié)，即電路中有較大電感。這時當(dāng)電壓調(diào)節(jié)到一定值時，會出現(xiàn)輸出電壓突然跳變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，使負(fù)載運(yùn)行出現(xiàn)異常。如果該現(xiàn)象出現(xiàn)在感應(yīng)釬焊電源中，則可能在釬焊尚未完成就停止加熱，造成釬料熔化不完全，工件焊接質(zhì)量不合格。

解決的辦法是：首先測量出電壓突變時TCA785的6端的電壓U6，然后采取相應(yīng)措施，比如串接分壓電阻，使U6為6端電壓的一端極限值，從而可以避免電壓突變現(xiàn)象。論文參考網(wǎng)。

4 在感應(yīng)釬焊電源中的應(yīng)用

感應(yīng)釬焊電源整體結(jié)構(gòu)如圖6。主要包括整流、濾波部分，逆變器部分，變壓器部分，感應(yīng)圈，調(diào)壓部分以及控制部分等。主電路采取串聯(lián)諧振電路，逆變部分采用半橋結(jié)構(gòu)，逆變元件采用一個IGBT模塊，整流部分采用的是半控晶閘管整流器件，觸發(fā)脈沖通過控制其導(dǎo)通角的大小可以得到幅值大小變化的直流電壓并供給其后的逆變環(huán)節(jié)，從而改變逆變器輸出功率。

圖6 感應(yīng)釬焊機(jī)整體結(jié)構(gòu)框圖

圖中直流調(diào)壓調(diào)功方框內(nèi)就是前面所設(shè)計電路，要想檢測其功能是否正常，可以通過測量主電路中變壓器原邊電壓或者副邊電壓波形加以判斷。調(diào)節(jié)圖1中TCA785的6端電壓，測得其中兩組對應(yīng)的波形分別如圖7和圖8。圖7中電壓為50V且很平穩(wěn)，電流較小，而圖8中電壓為100V左右且較平穩(wěn)，電流較大。根據(jù)電流波形可以看出，兩種電壓下電路都可以起振并正常工作。所以所設(shè)計的直流調(diào)壓調(diào)功電路可以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)且所得電壓比較平穩(wěn)，感應(yīng)釬焊電路能夠可靠起振，滿足了對不同負(fù)載進(jìn)行感應(yīng)釬焊的要求。

圖7 電壓為50伏的電壓和電流波形圖

圖8 電壓為115伏的電壓和電流波形圖

5 結(jié)論

本文設(shè)計了一種直流調(diào)壓調(diào)功電路，可以使所得電壓從零到最大值之間連續(xù)穩(wěn)定變化，不僅滿足手動調(diào)節(jié)模式，也可以和PLC系統(tǒng)配合進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，并具有可靠的保護(hù)功能和相關(guān)的控制功能。通過試驗，該電路已成功應(yīng)用于感應(yīng)釬焊電源之中，使其可以穩(wěn)定起振，對于不同負(fù)載進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，可靠保證了逆變部分的IGBT元件，具有一定的實用價值和經(jīng)濟(jì)價值。

參考文獻(xiàn)

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高電壓技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：T接線 三端口光差保護(hù) 兩端運(yùn)行 通道異常

中圖分類號：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言

T接的線路可以節(jié)省一次設(shè)備成本，但是對于T接線的保護(hù)整定非常困難，尤其是各端都有電源的距離保護(hù)和零序保護(hù)更加難以整定，但光差保護(hù)完全不用考慮各種復(fù)雜的整定情況，只用將各端的保護(hù)電流傳送到兩端，然后三側(cè)各自計算差動電流，邏輯簡單，保護(hù)速度快，可靠性高。尤其是當(dāng)部分光纖通道斷裂時，保護(hù)依然能夠可靠的動作，但是，三端口的光差保護(hù)在聯(lián)調(diào)時特別麻煩，需要三側(cè)同時進(jìn)行，而且調(diào)試結(jié)果復(fù)雜，不易整理和維護(hù)，因此，本論文以聯(lián)調(diào)的困難為出發(fā)點，系統(tǒng)的對三端口保護(hù)聯(lián)調(diào)進(jìn)行分析，由于廠家的不同，各個廠家的保護(hù)裝置都由不同的動作邏輯以及同步方式，本文主要以南自保護(hù)為例來說明。

2 通道的連接

對于T接線的光差線路保護(hù)有三個端口，為了便于區(qū)分，通常將三段分別稱為本側(cè)、對側(cè)1、對側(cè)2，每個端口均有兩組通道，這兩組通道實現(xiàn)三端的通訊，一般情況下本側(cè)的通道1和對側(cè)1的通道2相連接，本側(cè)的通道2和對側(cè)2的通道1相連接，對側(cè)1的通道1和對側(cè)2的通道2相連接，這種方式連接后具有唯一性，當(dāng)然，我們也可以采用別的連接方式， 但是這種方式比較易于問題的分析和管理，如圖1：

3運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換

3.1 一側(cè)投入兩端運(yùn)行壓板

當(dāng)三端口保護(hù)的其中一端投入兩端運(yùn)行壓板時，保護(hù)認(rèn)為是誤投入，此時保護(hù)邏輯仍按三段運(yùn)行方式來處理。

3.2 兩側(cè)投入兩端運(yùn)行壓板

當(dāng)其中兩端投入兩端運(yùn)行壓板時，各側(cè)裝置中均顯示為兩側(cè)運(yùn)行壓板投入，自動退出三段運(yùn)行方式，兩端運(yùn)行方式的邏輯和常規(guī)兩側(cè)差動保護(hù)的邏輯一樣。

3.3 三側(cè)投入兩端運(yùn)行壓板

如果三端都投入兩端運(yùn)行壓板時，此時各端的保護(hù)裝置會報運(yùn)行方式錯誤的報文，但在邏輯方面會先滿足兩端運(yùn)行的方式，如當(dāng)本側(cè)線投入兩端運(yùn)行壓板，接著先將對側(cè)1投入兩端運(yùn)行壓板，后再將對側(cè)2投入兩端運(yùn)行壓板，那么，保護(hù)會判斷為本側(cè)與對側(cè)1的兩端運(yùn)行方式。反過來就會判為本側(cè)與對側(cè)1的兩端運(yùn)行方式。

4 “T”接線光差保護(hù)的聯(lián)調(diào)

4.1 一側(cè)合位聯(lián)調(diào)及現(xiàn)象

4.1.1 對側(cè)1和對側(cè)2均不加電壓

本側(cè)斷路器在合位，對側(cè)1和對側(cè)2的斷路器在分位，這種狀態(tài)相當(dāng)于對兩側(cè)充電，無論本側(cè)是否加電壓本側(cè)模擬內(nèi)部瞬時性故障時，在本側(cè)差動保護(hù)單跳單重，對側(cè)1和對側(cè)2由于已經(jīng)在跳位，所以無論差動保護(hù)動作還是不動都沒有關(guān)系，因為各個廠家都有自己不同的處理方式，南自和四方的處理方式就是保護(hù)沒有任何反應(yīng)，但是許繼的差動保護(hù)也會動作。

4.1.2本側(cè)全電壓，對側(cè)1或?qū)?cè)2一側(cè)全電壓

當(dāng)在本側(cè)加全電壓，模擬差動動作電流大于動作值時，由于對側(cè)1和對側(cè)2都在分位，這時將不會影響本側(cè)的差動保護(hù)，本側(cè)也不會因為本側(cè)的全電壓導(dǎo)致拒動。

4.1.3本側(cè)不加電壓，對側(cè)1或?qū)?cè)2一側(cè)全電壓

當(dāng)在本側(cè)不加電壓，模擬差動動作電流大于動作值時，由于對側(cè)1和對側(cè)2都在分位，這時將不會影響本側(cè)的差動保護(hù)，本側(cè)也不會因為本側(cè)的全電壓導(dǎo)致拒動。

4.1.4 本側(cè)不加電壓，對側(cè)1和對側(cè)2均加全電壓

這種情況，雖然在本側(cè)產(chǎn)生了電流的變化量，由于對側(cè)1和對側(cè)2都在分位，這時將不會影響本側(cè)的差動保護(hù)，本側(cè)也

4.1.5本側(cè)加全電壓，對側(cè)1和對側(cè)2均加全電壓

這種情況類似于正常運(yùn)行時，本側(cè)發(fā)生CT斷線，這時，各側(cè)差動電流可能達(dá)到動作值，由于其他兩側(cè)都處于分位，所以不會影響本側(cè)的差動

4.2 兩側(cè)合位聯(lián)調(diào)及現(xiàn)象

4.2.1 兩端運(yùn)行方式

當(dāng)本側(cè)和對側(cè)1投入兩側(cè)運(yùn)行壓板時，這時對側(cè)2將會自動退出差動保護(hù)，在對側(cè)2可以進(jìn)行檢修工作，同時也可以斷開對側(cè)2的光纖通道，雖然會導(dǎo)致各側(cè)的保護(hù)裝置報通道異常，但不會閉鎖差動保護(hù)，此時的差動動作邏輯和常規(guī)兩端差動的動作邏輯一樣，要注意的是南自和許繼的保護(hù)在兩側(cè)差動時電壓受其中一側(cè)開放。

1 本側(cè)合位，對側(cè)1合位

這時相當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)，在兩側(cè)加全電壓，一側(cè)模擬CT斷線，雖然差動電流達(dá)到動作值，但是由于全壓閉鎖導(dǎo)致差動保護(hù)不會動作。如果本側(cè)加全壓，對側(cè)1不加電壓，在本側(cè)模擬區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)差動保護(hù)均動作單跳單重，如果本側(cè)不加電壓，對側(cè)1加電壓，在本側(cè)模擬區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)差動保護(hù)也動作單跳單重，因為電壓受其中一側(cè)開放。

2本側(cè)合位，對側(cè)1分位

這種情況相當(dāng)于由本側(cè)向?qū)?cè)1充電，這時無論本側(cè)加不加電壓，在模擬故能故障時差動保護(hù)都會動作單跳單重，而對側(cè)1的差動保護(hù)不動作，由于也有差動，差動保護(hù)會啟動。

4.2.2 第三側(cè)熱備方式

當(dāng)T接線的三段都投入時，如果某一端處于熱備狀態(tài)，這種情況的聯(lián)調(diào)和6.1.2的聯(lián)調(diào)方法以及聯(lián)調(diào)現(xiàn)象一樣，不過要分別對第三側(cè)進(jìn)行加電壓和不加電壓兩種情況的聯(lián)調(diào)。

4.3 三側(cè)合位的聯(lián)調(diào)及現(xiàn)象

4.3.1 對側(cè)1和對側(cè)2均不加電壓

本側(cè)斷路器在合位，對側(cè)1和對側(cè)2的斷路器在合位，本側(cè)是否加電壓本側(cè)模擬內(nèi)部瞬時性故障時，在本側(cè)差動保護(hù)單跳單重，對側(cè)1和對側(cè)2由于均沒有加全電壓，所以不會影響差動保護(hù)，三側(cè)均出現(xiàn)單跳單重的現(xiàn)象。

4.3.2本側(cè)全電壓，對側(cè)1或?qū)?cè)2一側(cè)全電壓

當(dāng)在本側(cè)加全電壓，模擬差動動作電流大于動作值時，由于本側(cè)和另一側(cè)都有全電壓，這時將會閉鎖差動保護(hù)，本側(cè)也不會因為第三側(cè)的無壓導(dǎo)致動作，因為T接線在發(fā)生故障時不可能出現(xiàn)兩端電壓變化、一端電壓不會的現(xiàn)象，因此三端口保護(hù)受任意兩側(cè)的全壓閉鎖。

4.3.2本側(cè)不加電壓，對側(cè)1或?qū)?cè)2一側(cè)全電壓

當(dāng)在本側(cè)不加電壓，模擬差動動作電流大于動作值時，由于本側(cè)有電壓的變化，這時因為第三側(cè)沒有電壓閉鎖，各側(cè)將會開放差動保護(hù)，因此三側(cè)差動保護(hù)均動作。

4.3.3 本側(cè)不加電壓，對側(cè)1和對側(cè)2均加全電壓

這種情況，雖然在本側(cè)產(chǎn)生了電流的變化量，但是兩個對個的電壓都沒有變化，此時將會受到兩個對側(cè)的全電壓閉鎖各側(cè)的差動保護(hù)均不會動作。

4.3.4本側(cè)加全電壓，對側(cè)1和對側(cè)2均加全電壓

這種情況類似于正常運(yùn)行時，本側(cè)發(fā)生CT斷線，這時，各側(cè)差動電流可能達(dá)到動作值，但是由于三側(cè)都是全電壓，所以差動保護(hù)不會動作。

5 總結(jié)

縮短了三端口光差保護(hù)的調(diào)試時間，提高了調(diào)試效率；為三端口保護(hù)提出規(guī)范性資料，對以后的聯(lián)調(diào)工作提供借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1] PSL 621U型系列保護(hù)裝置（智能站）說明書.

[2] 國家電網(wǎng)公司. 繼電保護(hù)培訓(xùn)教材下[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3] 張保會.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國電力出版社，2009.

作者簡介：

豐田（1983-）男 助理工程師 大學(xué)本科 從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)工作。

高電壓技術(shù)論文范文第5篇

[關(guān)鍵詞]光伏照明系統(tǒng)，太陽能控制器，檢測系統(tǒng)

中圖分類號：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0199-01

1 概述

光伏發(fā)電技術(shù)關(guān)系著開發(fā)利用綠色能源、改善生態(tài)環(huán)境和人民生活質(zhì)量等重大問題，是目前研究的熱點方向。光伏照明系統(tǒng)是應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)的實例，具有豐富的學(xué)術(shù)研究價值和經(jīng)濟(jì)社會效益。其中，光伏照明系統(tǒng)中的控制器是整個系統(tǒng)的核心，不僅要調(diào)節(jié)光伏電池的輸出功率使之具備最大的轉(zhuǎn)換效率，還要控制蓄電池充放電，所以控制器性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個光伏照明系統(tǒng)的效率。這就要求在搭建實際光伏照明系統(tǒng)前要對系統(tǒng)的進(jìn)行測試。相關(guān)參數(shù)的獲取，對于優(yōu)化選取實際光伏照明系統(tǒng)的單元組件，設(shè)計出高效實用的光伏照明系統(tǒng)具有非常重要的意義。本文設(shè)計了能夠測試控制器和照明系統(tǒng)其他組件各種性能參數(shù)的測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同時測試控制器的多項性能參數(shù)。通過實際測試，可以確定使太陽能轉(zhuǎn)換效率最高、照明系統(tǒng)工作最穩(wěn)定的控制器。

2 光伏照明系統(tǒng)的組成

太陽能照明系統(tǒng)包括：太陽能電池組件、蓄電池、太陽能充放電控制器、直流負(fù)載及其驅(qū)動電路，如圖1所示。系統(tǒng)各部分容量的選取配比，需要綜合考慮效率、成本和可靠性等問題。在帶負(fù)載實際應(yīng)用過程中，應(yīng)該考慮到連續(xù)陰雨天的情況，對系統(tǒng)容量留出一定裕度。

作為光伏照明系統(tǒng)的輸入，光伏電池為整個系統(tǒng)提供電能，蓄電池是整個系統(tǒng)的儲能部分，白天將太陽能電池輸出的電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來，夜間將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能輸出到照明負(fù)載。太陽能控制器是整個系統(tǒng)的控制核心，它是以單片機(jī)為核心輔以邏輯控制電路來實現(xiàn)系統(tǒng)中光伏電池最大功率點跟蹤（MPPT）、蓄電池容量預(yù)測和蓄電池充放電精確控制，以滿足太陽能照明系統(tǒng)在不同工作狀態(tài)下的穩(wěn)定運(yùn)行與準(zhǔn)確切換的要求，從而提高太陽能照明系統(tǒng)效率，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，并延長蓄電池的壽命。

3 測試系統(tǒng)設(shè)計

在實際中檢測控制器的電流電壓，時間控制等參數(shù)需要分開多次測量，不能一次完成，這加長了實驗的時間，降低了實驗的準(zhǔn)確度，使整個檢測過程顯得繁瑣而復(fù)雜。本測試裝置制作目在于：通過一次實驗檢測出所需要的控制器的主要參數(shù)，將電流、電壓、時間等參數(shù)的測量綜合到一個系統(tǒng)中，檢測出控制器的性能好壞，得出系統(tǒng)中各個組成部分的最佳配比。

光伏照明測試系統(tǒng)的原理是通過光伏系統(tǒng)的電路設(shè)計，將電流表，電壓表，定時器連接到測試系統(tǒng)中，設(shè)計陽光模擬裝置，用來模擬太陽光，提供太陽能電池板光源，在整個系統(tǒng)的運(yùn)行過程中通過對充放電過程的測試，并用電流表，電壓表進(jìn)行數(shù)值記錄，來了解控制器的各項參數(shù)，方便快捷的檢測試過充過放參數(shù)時可以快速，方便的更換為穩(wěn)壓電源來進(jìn)行測試。

4 太陽能控制器特性測試

選擇兩種型號的太陽能控制器，用本論文中自行設(shè)計的光伏照明測試系統(tǒng)對控制器的性能參數(shù)和整個系統(tǒng)的效率進(jìn)行測試，選擇出性能最優(yōu)良的控制器。測試的參數(shù)項目有太陽能控制器的光控點、自耗電、過充、過放電壓、過放返回電壓和延遲時間。

測試過程：將控制器連接進(jìn)測試系統(tǒng)，并將系統(tǒng)通電（交流 220V），交流電是為了給測試系統(tǒng)的電流表，電壓表和定時器供電。在空載情況下測試控制器的自耗電，從放電測試的電流表中顯示的數(shù)值即是控制器的自耗電。測試完控制器的自耗電后將蓄電池接入系統(tǒng)，將光伏照明測試系統(tǒng)各個組成部分全部連接到系統(tǒng)中，太陽能電池組件為2 塊 12V/5W 的板并聯(lián)，總功率為 10W。負(fù)載是3并聯(lián)的LED 燈泡，電壓都是12V，其功率分別為1W、3W、4W。蓄電池選擇12V/10AH 的鉛酸電池。測試環(huán)境中無光，為了模擬測試過程中的黑天情況。

將滑動變阻器的主調(diào)旋鈕和微調(diào)旋鈕全部調(diào)至最大值，使模擬光照度達(dá)到最大，太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能通過控制器為蓄電池充電，在充電電流表上顯示電流數(shù)值，充電電壓表上顯示太陽能電池板的電壓值。在電池板給蓄電池的充電過程，負(fù)載不亮，相當(dāng)于室外的白天情況，將滑動變阻器的主調(diào)旋鈕和微調(diào)旋鈕全部調(diào)至最小值，相當(dāng)于夜晚情況，觀察負(fù)載 LED燈泡是否立刻亮，如果即刻變亮，說明控制器的延遲時間為零，即沒有延遲時間。如果負(fù)載沒有立刻亮，則通過定時器來記錄時間，當(dāng)負(fù)載LED 燈泡亮?xí)r，定時器上顯示的數(shù)值即為控制器的延遲時間。

將系統(tǒng)選定在給太陽能電池板給蓄電池充電狀態(tài)，陽光模擬箱中的燈泡調(diào)到最亮，太陽能電池板給蓄電池充電的充電電壓不斷升高，當(dāng)升到某一數(shù)值時，控制器開始保護(hù)，切斷充電電路，保護(hù)蓄電池，從充電電壓表上記錄這個電值，這個值就是控制器的過充電壓。 將系統(tǒng)選定在蓄電池給負(fù)載 LED 燈放電的狀態(tài)，為了方便試驗測試和保護(hù)蓄電池用直流電源來代替蓄電池，模擬放電過程中電壓的變化，調(diào)節(jié)直流電源的電壓值，不斷降低，當(dāng)降到某一數(shù)值時，控制器開始保護(hù)，切斷放電電路，負(fù)載 LED 燈熄滅，記錄放電電壓表上的電壓值，這個數(shù)值就是控制器的過放電壓值，當(dāng)負(fù)載 LED 燈熄滅后，調(diào)高直流電源的電壓值直到負(fù)載 LED 燈再次亮起，記錄此刻放電電壓表上的數(shù)值，這個臨界電壓值就是控制器的過放返回電壓值。這些測試的數(shù)值就是控制器的性能參數(shù)值。

5 結(jié)論

本論文的主要工作是設(shè)計了光伏照明測試系統(tǒng)，以具體數(shù)值的形式直觀的顯示出光伏電池板對蓄電池的充電參數(shù)值以及蓄電池對負(fù)載LED的放電參數(shù)值。測試系統(tǒng)最重要的測試功能是對系統(tǒng)核心部件太陽能控制器的測試，在系統(tǒng)的實際工作過程中測試出控制器的性能參數(shù)，對各款控制器進(jìn)行檢驗和評估，選擇出最優(yōu)化的太陽能控制器，使整個太陽能LED照明系統(tǒng)的效率最大化。并在實際工程中進(jìn)行應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)