電氣學術論文
電氣學術論文
電氣是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創(chuàng)造的一門科學。下面是學習啦小編整理了電氣學術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電氣學術論文篇一
高壓電氣設備的電氣試驗研究
【摘要】
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進步，電氣設備取得了廣泛的應用。高壓電氣是電力系統(tǒng)的重要組成部分，而高壓電氣設備的試驗對保障設備的安全性和穩(wěn)定性有著重要的作用。本文對高壓電氣試驗的特點進行分析，為高壓電氣試驗的穩(wěn)定運行提供了技術支持和經(jīng)驗參考。
【關鍵詞】
高壓;電氣設備;試驗;安全
在電力系統(tǒng)的運行中，高壓電氣設備占據(jù)著非常重要的位置，是整個系統(tǒng)安全生產(chǎn)、控制調(diào)節(jié)、傳輸變換的前提和有效保障，高壓電氣設備不同，其技術特點、結構和性能也不同。高壓電氣設備的電氣試驗是對其主絕緣或參數(shù)能否滿足安全運行的一個非常重要檢驗途徑。
一、高壓電氣設備試驗分類
高壓電氣設備試驗通常分為絕緣預防性實驗和電氣設備交接試驗兩大類。
(一)絕緣預防性試驗
通過絕緣預防性試驗，技術人員可以了解設備的絕緣情況，盡早發(fā)現(xiàn)隱藏于設備絕緣內(nèi)部的缺陷，及時對設備進行檢修，消除缺陷，情況嚴重的，可以及時更換，避免設備在工作中發(fā)生絕緣擊穿的情況，導致設備損壞等嚴重的損失。
絕緣預防性試驗一般分為非破壞性試驗和破壞性試驗2類(或稱為絕緣特性試驗和耐壓試驗)。非破壞性試驗(絕緣特性試驗)對設備各種特性參數(shù)的測量是在較低的電壓下情況下進行的，或是用其它不導致絕緣損壞的方法來測量，測量的特性參數(shù)主要是絕緣電阻、介質損耗角因數(shù)、泄露電流等，進而驗證絕緣內(nèi)部有沒有缺陷。這種試驗的缺陷是不能準確的判定絕緣的耐電強度大小;在對電氣設備進行破壞性試驗(耐壓試驗)時，對設備所加電壓要高于工作電壓，這樣才能通過試驗暴露出危險性比較大的缺陷，也能保證絕緣有一定的耐電強度，試驗內(nèi)容主要是交流耐壓和直流耐壓等。這種試驗的缺點是損傷絕緣。
(二)高壓電氣設備交接試驗
電氣設備交接試驗包括一部分絕緣預防性試驗和其他的特性試驗，如斷路器回路電阻測試、變壓器變比測試和直流電阻等。為滿足電氣設備交接試驗和電氣設備安裝工程的需求，大力推廣和應用電氣設備交接試驗的新技術。
二、高壓電氣試驗方法
(一)直流耐壓實驗法
該方法主要是判斷線路接頭等部位是否發(fā)生故障，如有沒有短路和斷路等問題的出現(xiàn)，在測試的過程中需要兩名工作人員，一人負責接線工作，一人負責查兌，在保證沒有差錯會后就能著手試驗。在工作狀態(tài)中需要對微安表進行屏蔽，高空引線大都使用屏蔽線，在實驗過程中，需要用到屏蔽罩。如果試驗電的被試物容量不大，則可采用波電容器。在利用微安表進行工作的時候務必要確保安全，不能出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，否則將會危及生命安全。
(二)介損試驗
該方法主要是利用合適的接線，將測量設備的端口與之高壓線屏蔽之芯線連接起來，在低壓信號端時候把測試用的芯線接入;反接線時，把高壓線芯接入。這種方法主要是為了防止絕緣介質老化，檢查其有無存在安全隱患。
(三)電阻試驗
這種方法是目前使用率最高的實驗方法，其一般是測試分接開關、測量線圈內(nèi)部的引線、接頭線和線圈引線是否出現(xiàn)問題，此外還要分析是否出現(xiàn)開路和短路等情況。在實驗的過程中需要在引線端將直流電阻引入，對于各個開關上的電阻進行測試，倘若發(fā)現(xiàn)直流電阻，是會有中性點的。在利用電橋時需要把連接線接好，一定要將電源打開，在測試的時候通過電橋檢流器上指針的方向來判斷平衡。在實驗中，必須等到電阻穩(wěn)定之后方可去讀取數(shù)據(jù)。
(四)變比測試
這種方法是對比其發(fā)生的變化，檢測其電壓是否符合規(guī)定值。當開關接線有問題時可以及時檢測出來，通過此實驗法，可以發(fā)現(xiàn)分接開關的狀況，變壓器繞組匝數(shù)比、判斷變壓器是否存在匝間短路是否發(fā)生問題，現(xiàn)在，大都使用變比電橋法來進行測試。
三、高壓電氣試驗過程中存在的難題
當前，高壓電氣試驗已經(jīng)得到了較快的發(fā)展，但是由于一些因素的影響，依舊存在著很多問題，導致了試驗結果不準確甚至造成損失。
(一)接地方面的問題
1.試驗設備出現(xiàn)接地不良的情況
這種接地不良的情況一般發(fā)生在高壓設備使用TV與TA的過程中。TV與TA是高電壓運行的測試過程中所必須使用的，在實際使用的過程中，兩者的交互往往會出現(xiàn)二次繞組接地不良的情況，導致試驗的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)錯誤的指示值。
2.被試設備出現(xiàn)接地不良的情況
如果被試設備出現(xiàn)了接地不良的情況，往往會導致介質受到損耗。這種接地不良的情況一般多出現(xiàn)在電容性的設備試驗過程中。
(二)高壓電氣試驗中由于電壓等級不同而引發(fā)的問題
1.介質損耗因數(shù)的測量數(shù)據(jù)會受到電壓的影響
在進行高壓電氣試驗的過程中，電壓的等級不同會導致介質損耗因數(shù)發(fā)生變化，電壓級別越高，介質損耗因數(shù)就越小。出現(xiàn)這種情況的原因是，在耦合的電容器中的元件是進行串聯(lián)的，在接觸的過程中存在著不穩(wěn)定的情況，氧化層能夠在低壓情況下保持完好，從而使接觸電阻增大，介質的損耗也會隨著增大;氧化層在高壓的情況下會遭到破壞，此時接觸電阻就會減小，介質的損耗也會隨之減小。
2.直流電阻的測量過程中收到電壓的影響
在對高壓發(fā)電機進行試驗的過程中，通常會運用雙臂電橋對轉子繞組的電流電阻進行測量，所得的結果與之前的數(shù)據(jù)之間存在差異。經(jīng)過分析與研究之后發(fā)現(xiàn)，轉子繞組在運行的過程中如果出現(xiàn)導線斷裂的情況就會對測試的結果造成影響，這主要是由于導線斷裂之后會在表面形成氧化膜，在測量的過程中會受到電壓強度的影響。
四、電力系統(tǒng)中高壓電氣試驗相關問題的對策
(一) 對高壓電氣試驗中的試驗設備與被試設備接地情況進行了解
在進行試驗之前，首先對高壓的TV、TA的二次繞組進行重視，對端子的接地情況要進行仔細地檢查，確保所有端子的接地情況都良好，確保試驗的精準與安全。在交流耐壓試驗進行的過程中，要對試驗品的電容電流強度進行嚴格的測量，依據(jù)電流的測量結果來對高壓電氣試驗中電壓的運行情況進行判斷。
(二)在高壓電氣試驗的過程中重視電壓的作用
首先，應當要重視介質損耗測量中電壓的作用，如果電壓較低，氧化層就不會遭到破壞，此時接觸電阻將增大，導致了介質的損耗也隨之增加;如果電壓較高，則可以將氧化層進行融化，從而降低接觸電阻，介質的損耗也會隨之降低。其次，在直流電阻測量的過程中要重視電壓的作用。如果雙劈電橋的電壓不高，則不能夠擊穿氧化膜，其電阻也就越大;如果雙臂電橋的電壓較高，則能夠擊穿氧化膜，降低電阻。
在電力系統(tǒng)的運行過程中，高壓電氣試驗對于其安全運行有著非常重要的作用。在高壓電氣試驗具體操作的過程中，需要對其中出現(xiàn)的各種問題進行分析，在此基礎上提出相關的對策，確保高壓電氣試驗的安全，同時也為電力系統(tǒng)的運行保駕護航。
電氣學術論文篇二
淺析工業(yè)電氣設計中電氣節(jié)能
【摘 要】隨著大量節(jié)能型變壓器產(chǎn)品的普及，有很多設計單位仍在使用S7等系列變壓器。本文是筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，從供配電系統(tǒng)的設計、控制系統(tǒng)的設計、照明系統(tǒng)的設計、設備的選擇幾個方面介紹了采取何種措施能達到節(jié)能減排的目的，實現(xiàn)方案的安全性、經(jīng)濟性及節(jié)能性。
【關鍵詞】電氣設計;電壓;水平;電氣節(jié)能
前言
依據(jù)調(diào)查統(tǒng)計資料顯示：我國的國民生產(chǎn)總值增長率與能源消耗增長率比例為：1：1.5，但是標準的國民經(jīng)濟增長率與能源消耗增長率應該為：1：0.8。通過比較得出：我國的節(jié)能工作還有待提高。盡管我國地大物博，但是資源仍然不夠用，因此，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要做好資源的有效利用，其中最重要的是要做好節(jié)能計劃，在安全性能、節(jié)能性等方面都要做好規(guī)劃，按計劃實施。
1 供配電系統(tǒng)的合理設計
工業(yè)電氣與普通民用電氣的主要區(qū)別是：用電負荷等級高，用電設備相對密集，對連續(xù)性供電的要求較高。為達到節(jié)能的效果，從以下幾方面進行考慮。
(1)供配電系統(tǒng)的環(huán)節(jié)不宜過多，盡量做到簡單可靠。過多的配電環(huán)節(jié)會造成額外的能量損耗。這也是規(guī)范規(guī)定“同一電壓等級供電系統(tǒng)配電級數(shù)不宜多于兩級”的原因。
(2)應合理選擇設備的供電電壓水平。同等情況下，電壓水平高，損耗相對較小。如工業(yè)、企業(yè)大量使用的壓縮機、循環(huán)水泵等，常采用6/10kV供電，既降低了供電線路上的電流，又減少了銅損耗，還能減少銅材的浪費。
(3)變電所應盡量深入負荷中心。大多數(shù)情況下，工業(yè)、企業(yè)內(nèi)的負荷多為低壓交流380V，若距離過遠，為滿足起動壓降和運行壓降的要求，增加電纜的截面，勢必造成銅材的大量浪費。所以，如果廠區(qū)面積過大時，應采用合理的供電半徑統(tǒng)一籌劃，設置多個變配電裝置，縮小線路的距離，降低損耗。如果有爆炸危險區(qū)存在，在滿足規(guī)范的前提下，可將變電所設置在爆炸危險區(qū)外，將室內(nèi)外地坪高度差提高至0.6m，就能達到降低能耗的效果。
(4)采用功率因數(shù)補償。在工業(yè)企業(yè)中大多數(shù)用電負荷為機泵。在SH3038―2000《石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設計技術規(guī)范》推出后，石化裝置設計人員將低壓補償取消，這種做法有欠妥當。如果補償只設置在6/10kV側，低壓側不進行補償，負荷較多時配電變壓器的數(shù)量會相應增加或變壓器容量會相應增大，很容易造成額外的電能浪費。所以，應采取就地補償原則，從設計上保證節(jié)能，可即變壓器后側進行相應的補償，在同樣負荷率的情況下，使變壓器的效率提高。
變壓器的合理選擇：變壓器是設計人員使用量最多，但又常是設計最不合理的設備之一。分以下兩種情況：
(1)在目前已有的大量節(jié)能型變壓器產(chǎn)品推出的情況下，有很多設計單位仍在使用S7等系列變壓器。很多電力部門往往將大城市的老變壓器拆除后移至城鄉(xiāng)結合部或鄉(xiāng)村使用，不但造成大量電力損耗，還增加了低收入人群的額外支出費用。所以，設計人員應嚴把設計關，從源頭杜絕再使用國家淘汰產(chǎn)品和落后產(chǎn)品變壓器。盡量考慮選擇損耗較小的節(jié)能型變壓器，如S9、S10、S11、SC9、SC10等。節(jié)能型變壓器在制造鐵心的硅鋼片、鐵心的制造工藝上都有較大的改進，有利于減小變壓的空載功率損耗。
(2)變壓器的容量和數(shù)量也與節(jié)能有關。工業(yè)企業(yè)由于用電要求較高(多數(shù)為一、二級負荷)，所以在設計時一般總會按照互為全備用(即單臺變壓器的負荷率不超過50%，由兩臺變壓器承擔用電負荷)的思路?？梢詫σ?、二級負荷采用互為全備用的方式，對于三級等負荷，完全可另設變壓器，將變壓器的負荷率提高到75%左右，這樣雖然增加了變壓器的數(shù)量，但變壓器總容量降低了，減少了部分無功損耗和有功損耗。當然，增加變壓器的臺數(shù)也會造成損耗和建筑物面積的增加，各種因素要綜合考慮才能達到最佳效果.
2 控制系統(tǒng)的合理設計
在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)線上往往有集散控制系統(tǒng)或者可編程邏輯控制器參與邏輯控制，是為了提高系統(tǒng)自動化程度，減少人工成本。在以往的設計中，為了減少一次性生產(chǎn)成本投入而減少DCS點數(shù)，將應控制的起動和停止由一個繼電器輸出控制。如采用1個繼電器接點控制，則DCS采用的不間斷電源(Uninterrupted PowerSource，UPS)容量往往會比采用2個繼電器控制時的UPS容量大，即使增加了輸出I/O卡件，也能達到很好的節(jié)能效果。
采用兩個繼電器的控制方式優(yōu)點如下：如果裝置第一次是在開起現(xiàn)場，當順利開起后，轉換開關在旋轉的過程中運行的設備不會停止;而選擇1個繼電器輸出控制設備起停時，轉換開關在旋轉的過程中運行的設備會停止。
3 照明系統(tǒng)的合理設計
工業(yè)、企業(yè)電氣照明設計并沒有民用建筑照明設計復雜，但是在裝置中同時使用的燈具量大。
(1)過去通常采用的燈具為汞燈、鈉燈、金鹵燈，這些燈具在工礦企業(yè)當中使用量大、面廣，也發(fā)揮了其應有的作用，但在新興光源的推出后逐漸失去了原有的主導地位，光效低、壽命短、功率因數(shù)低，起動時間長等缺點，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代石化企業(yè)的照明要求。所以，現(xiàn)在推出了電磁感應燈、LED燈等光源，這些已能完全滿足用戶的要求，如表1所示。雖然價格稍高，但隨著推廣，費用會逐漸降低。
表1 各種光源參數(shù)對照表
注：參照《工廠常用電氣設備手冊》和廠家樣本。
(2)過去對光源的控制不能達到節(jié)能的效果。如采用適當?shù)拇胧?，如光控、時控、穩(wěn)壓輸出等，則每年可以節(jié)約大量的電能。
(3)新的照明設計標準對節(jié)能部分進行了增加，對主要功能建筑物的功率密度值進行了限制，如GB500342004《建筑照明設計標準》的第6.1.2～6.1.7條中對于“高于或低于規(guī)定表格內(nèi)的照度值時，照明功率密度應按比例提高或折減”的相關條目就充分體現(xiàn)了我國對照明節(jié)能上的重視。
4 科學選取設備
機汞是工業(yè)及企業(yè)的主要用電負荷。盡管電氣專業(yè)人員不負責選擇機汞，但是仍然能夠在設計準備時期給出較科學的意見。假如所選的電機功率較大，可以提高運轉時的安全性，但是在輕載和空載時由于要消耗較大的電能往往導致工作效率低，因此可以對此類電動機安裝變頻調(diào)速器，既可以提高工作效率，還可以更加節(jié)能。
5 小結
總而言之，電氣設計人員要盡心盡力地完成設計工作，從安全性能、節(jié)能性、經(jīng)濟性等多方面進行研究，最終選取科學的供配電規(guī)劃，進一步改善計劃后，投入實施，在提高社會效益和經(jīng)濟效益上面盡自己的一份力量。
參考文獻：
[1]王兆安，劉進軍.電力電子技術(第五版) [M] .北京： 機械工業(yè)出版社， 2011.6.
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