低压供电模式（共7篇）
低压供电模式 篇1
近年来, 辽宁省电力公司按照国网公司决策部署, 全面梳理农电用工管理中存在的问题和困难, 进一步规范农电用工管理, 维护企业员工队伍稳定, 保持农电事业健康发展。按照“依法用工、合理定酬、规范管理、稳定队伍”的总体要求, 辽宁农电健全农电用工机制, 大力加强队伍建设, 也取得显著成效。农电工的工资收入、福利待遇、整体素质都有了较大提高, 有效促进了农电队伍的稳定。但是, 随着农电工劳动合同签订、社会保险办理等方面工作的逐步规范, 因混岗造成队伍不稳定的风险日益突出。混岗现象的存在, 加大了企业用工的法律风险, 逐渐成为影响企业和谐稳定, 制约农电事业健康发展的重要因素。为解决混岗问题, 农村供电所必须实施高低压分离, 以清晰工作界面。
1 农村供电所高低压分离的重要意义
(1) 开展高低压分离工作是落实科学发展观、坚持以人为本的必然要求。辽宁省电力公司在工作中严格执行有关劳动用工的法律法规, 在重视企业发展的同时, 解决好员工最关心、最直接、最现实的利益问题。站在促进员工与企业共同发展的角度, 做好解决农电混岗的重要性和紧迫性工作, 把解决同工同酬问题列入重要议事日程切实抓紧抓好。
(2) 开展高低压分离工作是推动公司“两个转变”, 实现依法治企的重要举措。大力推进“两个转变”, 促进公司又好又快发展, 需要营造和谐稳定的内部氛围, 构建良好的企业外部环境。维护农电队伍和谐稳定, 增强农电员工企业凝聚力、向心力是促进企业健康发展的重要保证。规范用工管理、解决混岗问题是依法从严治企的重要内容, 是推进“两个转变”的具体要求, 也是规避法律风险, 维护企业形象的现实需要。农电用工管理不规范、混岗现象严重, 增加了公司用工风险, 加大了队伍不稳定的压力, 直接影响着“两个转变”的推进和实施, 是当前必须予以高度重视, 切实加以解决的重要问题。
(3) 开展高低压分离工作是构建和谐农电、服务新农村电气化事业的客观需要。积极实施“三新”农电发展战略, 大力推进新农村电气化, 是辽宁省电力公司服务社会主义新农村建设、服务“三农”工作大局作出的重大决策。构建和谐农电, 加快新农村电气化事业发展, 不断提高农村用电水平, 是新形势对加快农电科学发展提出的新课题, 这就需要一支业务熟练、服务优质、和谐稳定的农电队伍, 需要进一步规范农电用工管理、加快解决混岗问题。
2 农村供电所高低压分离的总体目标和基本原则
2.1 总体目标
农村供电所实施高低压分离, 以清晰全民员工与农电工工作界面, 规范配电管理及供电所管理, 解决农电工混岗问题。通过采取不同模式方案等过渡措施逐步实现作业组织专业化, 全面提升人员管理、安全生产、营销服务等各项工作专业化管理水平。
2.2 基本原则
高低压分离工作事关辽宁省电力公司发展全局, 是一项涉及面较广、涉及人员较多的工作, 必须把握原则, 协调推进高低压分离工作。
(1) 坚持稳定的原则。充分考虑历史与现实因素, 从促进企业健康发展的角度, 在确保安全生产稳定、人员队伍稳定的基础上有序推进。坚决防止由于重视不够、措施不力、工作方法简单而引发新的不安全因素。
(2) 坚持因地制宜的原则。从辽宁全省情况来看, 不同地区之间存在一定的差异, 在解决问题的具体措施和办法上还不能达到一致。各单位要在充分调研的基础上, 针对不同情况, 因地制宜, 针对本地区尽量采取相对统一的模式开展高低压分离工作。
(3) 坚持突出重点的原则。开展高低压分离工作涉及到全民员工、集体工、农电工在主业、多经等不同单位混岗的问题, 必须要整体把握工作进度, 综合考虑各方面的因素, 逐类逐项解决。其中, 农电工与全民员工、集体工在供电所混岗的问题涉及人员多、历史遗留问题复杂, 另外, 农网10kV配网由谁承担检修维护也是解决问题的重点和难点。在工作中务必要有所侧重, 集中精力, 加大力度。
(4) 坚持目标清晰的原则。注重加强用工管理, 优化人员结构, 加强人员培训, 提高专业素质能力, 通过不断完善农电用工机制, 最终实现全民员工负责10kV及以上设备运行维护管理的目的, 促进农电企业和谐发展。
3 农村供电所高低压分离的主要内容
开展高低压分离工作, 原则上实现农电工在供电所范围内从事农村低压电网维护和营销工作, 全民员工负责10kV农村配网维护。
(1) 与依法从严治企, 加强农电企业管理相结合。要加强执行力建设, 严肃纪律约束, 按照依法从严治企的要求, 树立严格管理、规范管理的意识。以开展高低压分离工作为契机, 优化组织结构, 完善工作流程, 夯实农电管理基础, 进一步促进农电标准化建设, 提高农电企业管理水平。
(2) 与优化队伍结构, 提高员工队伍素质相结合。县级供电分公司普遍存在的总量超员与结构性缺员并存的问题, 需要不断加强员工教育培训, 提高企业员工队伍素质, 逐步优化队伍结构, 从根本上解决生产一线工作人员短缺的问题。
(3) 与加强企业文化建设、提高企业凝聚力相结合。充分发挥企业思想政治工作优势, 采取多种措施和手段, 大力加强企业文化建设, 营造和谐稳定、团结发展的工作氛围, 着力培养农电员工爱岗敬业、忠诚企业的精神, 增强员工的归属感和责任感。要掌握人员的思想动态, 对不稳定因素及时疏导, 化解矛盾, 防止不稳定事件的发生。
4 农村供电所高低压分离的工作措施
4.1 分离的过渡管理模式
地、市供电公司结合实际, 对供电所高低压分离可采取三种不同过渡管理模式。
(1) 规模较大的县供电分公司可设置“配电运检中心”, 下设若干配电运检工作组。负责10kV线路和设备的运行、检修作业工作, 其成员全部为全民员工。
(2) 规模较小的县供电分公司可设置配电运检班, 负责10kV线路和设备的运行、检修作业。其成员全部为全民员工。在过渡期内, 其班组成员 (除班长外) 可由农电工组成。
(3) 地、市供电公司在用工总量不超员的前提下, 县供电分公司可委托给技术力量强、具备资质的供电多经企业或其他企业承担负责农村10kV高压电网的代维护。委托或实行业务外包应报省公司业务归口管理部门批准。
4.2 分离的具体工作措施
供电所高低压分离作为公司确定的年度重点工作, 如果要全面落实、按期完成目标, 采取必要地有力保障措施则至关重要。
(1) 健全组织, 加强领导。开展高低压分离工作涉及人资、农电、生产、营销等多个部门, 各地、市公司要成立由主要负责人任组长的工作领导小组, 切实加强对高低压分离工作的领导、组织与协调。要成立农电工作部门牵头负责, 相关专业部门参加的工作机构, 具体负责高低压分离工作的组织实施。要统一思想认识、落实领导责任、明确工作职责, 加强协调配合, 确保工作有序推进。
(2) 认真研究, 周密部署。各单位要结合实际, 详细调查, 摸清底数, 全面掌握县公司机构设置、人员配置、劳动保障等情况, 为工作开展提供准确依据。各供电公司领导要亲自组织, 有关部门要协调配合, 认真分析, 准确把握本地区开展高低压分离工作的具体困难和问题, 研究确定工作的基本原则和主要措施。注重研究解决工作中涉及的维护成本增加, 生产用车不足等问题。要充分借鉴试点经验, 统筹考虑各方面的因素, 客观评价各项工作措施利弊, 研究制定符合实际、切实可行、操作性强的具体方案, 规范有序地推进实施。各市公司工作方案在报经辽宁省电力公司审核批准后方可组织实施。
(3) 强化督察, 加强指导。各地、市公司要建立工作标准, 完善工作程序, 严肃工作纪律, 依法规范操作, 防止因工作方法不当引发负面影响。辽宁省电力公司要加强工作督导, 逐级落实责任, 定期通报工作进度, 纳入公司绩效考核体系, 检查所属各单位的工作进度和成效。针对问题复杂、困难较大的单位进行实地指导, 帮助解决工作中遇到的新情况、新问题。要建立工作进度报告制度、重大事项汇报制度和责任追究制度, 健全维稳机制, 完善防范措施, 及时处理可能出现的问题。组织有关部门专业人员进行集中研究具有代表性和普遍性的问题, 提出有针对性的应对措施, 确保企业队伍稳定, 确保按时完成工作任务。
浅谈低压供电接地方式 篇2
1 电力系统接地的分类
根据电气设备接地的不同功能, 一般分为如下三种类型:工作接地、保护接地、重复接地、电磁兼容性接地。工作接地是指为了保证电力系统中电气设备达到正常的工作要求而进行的接地。保护接地是指为了保证人的安全, 防止人触电而将电气设备中的外露的可以导电的部位接地。重复接地是指在电源端有一点直接接地的电气系统中, 为了确保公共导线安全可靠地运行, 除了在电源中性点工作接地以外, 还要求在公共导线上做重复接地。电磁兼容性是使器件、电路、设备或系统在其电磁环境中能正常工作, 且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰, 为此目的所做的接地称为电磁兼容性接地。
但是在实际施工中, 为了能有效的降低电气事故的发生, 通常会将几种接地型式同时应用于一个电气设备中, 降低由于分开接地所引起的电位不同所带来的不安全因素, 将几种接地型式联合起来的方式称为联合接地, 建筑物内常见的接地系统有电气设备的工作接地、保护接地、电子信息设备信号电路接地、防雷接地等。联合接地方式就是将电气/信息设备的功能性接地、保护性接地以及电磁兼容性接地与建筑物防雷接地采用共用的接地系统, 并实施等电位联结措施。另外, 重复接地能降低漏电设备的对地电压, 减轻零线断裂时的触电危险, 缩短碰壳或接地短路故障的持续时间, 对照明线路能避免因零线断线而引起烧坏设备等事故。
上述各类接地可以采用单独的接地线, 但接地极系统或“等电位面”是共用的, 接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值确定。由于信息技术设备功能上的原因, 往往要求在电气装置或系统中增设局部接地极, 但必须通过等电位联结而形成联合接地, 以防止出现不同的电位引起干扰或电击事故。
2 低压系统的接地型式及各型式的适用范围
作为供电系统电源的发电机或变压器的中性点在系统正常工作时与大地之间的连接成为电力系统中性点接地方式。电力系统连接方式有:中性点不接地, 中性点经阻抗或消弧线圈接地, 电源中性点直接接地。低压供电一般采用的是电源中性点直接接地方式。下面简单介绍一下电源中性点直接接地:
对220/380V低压配电系统, 我国广泛采用的运行方式是中性点直接接地, 而且引出有保护线 (PE线) 和中性线 (N线) , 中性线是指与供电系统中性点相连接并能起传输电能作用的导体。中性线的主要作用有:一是连接相电压的单相电气设备;二是传导三相电气系统中的单相电流与不平衡电流;三是减少电气系统中性点的偏移。
如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线共用一根导线即共用保护中性线 (PEN线) , 则这样的系统称为TN-C系统;这种接地系统对接地的故障反应非常灵敏, 线路经济简单, 但该种系统只适用于三相负荷较平衡的场所, 不适合作为智能建筑的低压供电系统。
如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线完全分开, 则这样的系统称为TN-S系统;这种接地系统中性线N和保护接地线PE仅在变压器中性点共同接地, 两根导线不再有其他任何电气连接, 由于该种系统多了一根保护接地线, 而且这个保护接地线的作用是起到保护作用, 所以对其截面也会有一定要求, 这对设计与施工都带来了额外的工作量, 同TN-C系统相比, 造价会提高一些, 但该种接地系统明显提高了人体及设备的安全性。该种接地系统适用与智能建筑的低压供电系统及计算机等电子设备。
如果含有中性线的三相系统中的中性线与保护线, 在前边共用, 而后边又全部或部分的分开, 则这样的系统称为TN-C-S系统;这种系统在中性线与保护线分开点之前是一个TN-C系统, 而在之后是一个TN-S系统, 该低压接地系统一般用于建筑物的供电由区域变电所引来的场所, 进户之前采用TN-C系统, 进户处中性线做重复接地, 进户后又以TN-S系统运行, 该种接地系统也可作为智能建筑的低压供电。
3 接地装置
3.1 自然接地极
交流电气装置的接地宜利用直接埋入地中或水中的自然接地极, 如建筑物的钢筋混凝土基础 (外部包有塑料或橡胶类防水层的除外) , 金属管道、电缆金属外皮、深井井管等。当自然接地极不满足接地电阻要求时, 应补设人工接地极。自然接地极应满足热稳定的要求, 当利用自然接地极和外引接地极时, 应采用不少于两根导体在不同地点与接地网相连接。
3.2 人工接地极
接地装置的人工接地极一般采用水平敷设的圆钢、扁钢, 垂直敷设的角钢、圆钢、钢管, 也可采用金属板, 人工垂直接地体的长度一般为2.5米, 为了减小由于相邻接地体所产生的屏蔽效应, 人工垂直接地体之间距离及水平接地体之间的距离一般为5米, 当受到地方限制时可以适当减小距离。
人工接地体的尺寸要求:圆钢直径不应小于10mm;扁钢截面不应小于100mm2, 其厚度不应小于4mm;角钢厚度不应小于4mm;钢管壁厚不应小于3.5mm。
人工接地体在土壤中的埋设深度应大于等于0.5米。由于铁元素活泼的化学性质, 在常温状态下就能与盐类、碱类化合物及多种非金属发生化学反应, 所以接地的钢材是很容易锈蚀和腐蚀的, 为了延长钢材腐蚀的时间, 采取在人工接地体上镀锌, 这可以在一定程度上减轻钢材的腐蚀。
4 结论
不论是何种接地方式, 目的都是为了保障人身安全和设备安全, 保障供电系统的安全稳定运行, 充分发挥电能的优越性, 更好的为人类创造价值。
参考文献
[1]顾尔矿.工业与民用配电手册[M].北京:中国电力出版社, 2006.
[2]中国建筑东北设计研究院.民用建筑电气设计规范[G].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
机场供电低压三电源自动切换控制 篇3
1 功能描述
三电源自动切换控制线路分别对两路市电和备用发电机的三相电压进行检测, 当检测到有欠压、过压、缺相时, 进行报警, 并按切断故障电源, 投入备用电源, 具有速断保护, 以保护负载。并随时将运行情况向远程计算中心汇报。控制方式有“手动控制”、“自投自复”。
1.1 手动控制
检测到异常情况时, 只报警不动作。动作由人工完成。
1.2 自投自复
1) 以市电供电为主, 当两路市电电源匀不正常时转至备用柴油发电机电源, 当市电电源有一路恢复正常时自动转回市电供电。此时柴油发电机处于热备状态。2) 当两路市电匀正常后, 不改变供电状态, 柴油发电机处于自动停机, 转为冷备状态。3) 当两路市电匀正常时, 两路市无主副之分, 互为备用。供电方式可有平行供电 (既一、二回路各供一半负荷) 母联备自投、一回路供电及二回路供电 (进线备自投) 三种方式。
2 系统组成
3 机场低压三电源自动切换控制线路设计及工作原理
3.1 主回路
主要开关为ABB公司生产的SACE系列空气断路器四只 (见到图1) 。图中1P为发电机进线柜、4P、9P为两路市电进线柜, 机场重要负荷匀设在I段母线 (即发电机能供电) , 断路器具有失压保护、电流保护。
3.2 控制电源线路
一般情况下, 在多电源时控制电源取自母线段上, 这种结构存在一个至命的缺陷, 而且在运行过程中不容易发现, 缺陷为当系统停电较长时, 由于PUS电源电池消耗殆尽, 在市电恢复正常时, 由于没有控制电源, 系统将无法自动投入, 这个问题在航班量不大的支线机场, 更加突出。笔者将其控制电源线路设计 (见下图) 改为在两路市电及备用发电机三电源中, 只要有任何一路有电, 控制电源匀正常向UPS充电, 当三电源匀无电时, 利用UPS电池电能提供电能, 保证控制回路供电正常。
3.3 控制回路
在合闸回路中串入必要的电气连锁接点, 确保在人为误操作时不会发生短路等意外事故。现就以4P开关柜的控制线路加以说明;其余几个柜的控制线路大同小异, 这里就不在说明。
1) 合闸过程:合闸分为手动合闸、遥控合闸及自动合闸。手动合闸:将远方/就地开关SA置于就地位置, 断路器状态处于分位, 断路器上端有电, 分闸指示灯亮, 发电机柜 (1P) 分闸, 另一路进线 (9P) 及母联柜 (8P) 至少有一个分闸, 此时按下合闸按钮1SB, 1#进线柜 (4P) 合闸线圈得电, 断路器完成合闸操作, 断路器状态处合位, 合闸指示灯亮, 放开1SB合闸线圈失电。
遥控合闸:将远方/就地开关SA置于远方位置, 母联柜 (8P) 的备自投开关置于备自投退出, 其它条件同手动合闸的条件, 此时在微机监控系统上发合闸信号, 多功能表PM接收到合闸信号后, 多功能表PM的34-35接通, KA1吸合, 合闸回路中的KA1闭合, 1#进线柜 (4P) 合闸线圈得电, 断路器完成合闸操作。
备自投合闸:将远方/就地开关SA置于远方位置, 母联柜 (8P) 的备自投开关置于备自投, (1) 系统由发电机供电时, 当 (4P) 进线来电后, 系统将分断发电机进线柜 (1P) , 合上市电进线柜 (4P) , 系统由市电供电及母联柜 (8P) 。 (2) 系统由另一路市电 (9P) 供电, (4P) 柜为备用时, 若 (9P) 进线失电, 系统将分断母联柜及 (9P) 进线柜, 在合上 (4P) 进线柜及母联柜 (8P) 。
2) 分闸过程:合闸分为手动合闸、遥控合闸及自动合闸。手动分闸:将远方/就地开关SA置于就地位置, 断路器状态处于合位, 此时按下合闸按钮2SB, 1#进线柜 (4P) 分闸线圈得电, 断路器完成分闸操作, 断路器状态处分位, 分闸指示灯亮, 放开2SB分闸线圈失电。
遥控分闸:将远方/就地开关SA置于远方位置, 母联柜 (8P) 的备自投开关置于备自投退出, 此时在微机监控系统上发分闸信号, 多功能表PM接收到分闸信号后, 多功能表PM的38-39接通, KA2吸合, 分闸回路中的KA2闭合, 1#进线柜 (4P) 分闸线圈得电, 断路器完成分闸操作。
备自投分闸:将远方/就地开关SA置于远方位置, 母联柜 (8P) 的备自投开关置于备自投, 当 (4P) 进线失电时, 系统将分断 (4P) 进线柜。
3.4 保护回路
1) 过压欠压保护:指被保护线路电压超出设定值范围。系统认为供电质量异常, 分断该断路器, 禁止向用电设备供电。2) 电压不平衡保护:指三相电压不平衡将会引起过载和安全运行的一种电压不平衡率设定值保护。指示灯形式为黄 (上) 灯亮, 并优先。3) 错相保护:防止A.B.C三相交流相序接错的一种保护措施, 即时动作。指示灯形式为红灯亮。4) 延时保护:有故障出现时保护继电器延时几秒后动作, 继电器释放。5) 速断保护:当母线或者出线有短路现象, 引起断路器速断保护时, 为防止故障设备在次受到电流冲击, 引起故障扩大, 与该母线相连接的其它断路器在备自投时禁止合闸。
4 四个断路器的控制动作说明及PLC控制程序
两路市电进线分别为4P及9P控制, 母联8P, 1P为柴油发电机控制。系统为市电主供, 柴油发电机为备用, 两路市电不分主副。系统处于备自投状态, 当两路市电同时来电, 则4P及9P合闸, 8P分断, 系统为母联备自投方式。当两路市电相继来电时, 则先来的一路市电及母联合闸, 系统为进线备自投方式。系统处于备自投状态且发电机处于自投时, 两路市电匀正常, 则柴油发电机处于冷备状态;当有一路市电停电时, 发电机将自动起动进入热备机状态。两路市电均无电后, 1P合闸, 系统由发电机供电, 此时如市电4P或9P恢复, 则系统将分断1P、合上4P或9P。系统由市电供电, 发电机进入备用状态。
PLC控制程序如下:
5 结语
浅析矿山低压供电系统的现状 篇4
随着矿山井下生产的不断延伸扩展, 井下低压供电系统的范围也在不断扩大。当今井下生产主要供电方式是采用中央变电所设有主变压器, 主变压器二次侧连接总馈电开关, 再有总馈电开关向各分支开关馈电方式。但由于矿山井下工作环境恶劣, 尤其是掘进迎头通风不好, 环境潮湿, 再加上频繁的二次爆破导致碎石乱飞, 在实际生产工作中由此引起的电缆起火事故时有发生, 造成的损失及伤亡事故逐年上升, 给矿山企业的安全生产和社会稳定造成了极大的负面影响;又由于电力是矿山生产必不可少的能源。因此, 要想提高产品质量, 提高经济效益及保证安全生产, 必须要有可靠、安全、经济合理的供电系统。下面简要总结一下当今我矿低压供电系统的现状。
1 低压电缆的使用特点及存在的常见故障
在实际工作中, 电缆故障对低压供电系统起着重要的影响, 而且电缆故障还比较频繁。正确掌握电缆的特点及一些故障特点, 对我们尽快回复供电, 提高工作效率至关重要。在现场工作中, 我们高压电缆故障多以运行故障为主;而低压电缆故障只有开路、短路和断路三种情况等等。
1.1 低压电缆在实际使用过程中普通存在的特点
(1) 敷设的随意性比较大, 路径比较乱。
(2) 敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋, 相反埋深较浅, 易受外力损伤而出现故障。
(3) 电缆一般较短, 几十米到几百米不等, 不像高压电缆往往在几百米到几公里。
(4) 绝缘强度要求低, 处理故障做接头时, 工艺较简单。
(5) 绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况, 十分罕见。
(6) 所带负载变化较大, 而且往往相间不平衡, 容易发热, 由此引发的故障多为常见。
1.2 低压电缆使用过程中的常见故障
(1) 整条电缆被烧断或某一相被烧断此类故障造成配电柜上的电流继电器动作, 电缆在故障处损坏相当严重。
(2) 电缆各相都短路, 此类故障造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作, 电缆在故障点损坏也很严重 (可能是受外力引起的) 。
(3) 电缆只有一相断路, 电流继电器动作, 故障点损伤较轻但表露较明显。可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。
(4) 电缆内部短路, 外表看不出痕迹, 此类故障一般是由于电缆质量造成的, 比较少见。
2 井下低压供电系统中的常用保护系统
现在井下生产都实现了机械化、电动化, 工人工作开上了电动铲运机、电机车, 从而大大降低了工人的劳动强度, 但是由于矿山井下工作条件恶劣, 巷道断面狭窄, 环境潮湿, 在生产过程中, 电动铲运机、电机车内部产生凝露现象比较普遍, 霉菌现象也时有发生, 这些都容易引起线路故障或者断路而导致开关跳闸, 影响正常生产。因此保证井下低压供电系统的安全性和可靠性尤为重要。对低压供电系统的三大保护简述如下。
2.1 低压供电系统中的过流保护
长时间的过电流运行, 将导致电气设备与井下电缆的迅速损坏, 甚至引发严重的安全事故。为此, 对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过流保护, 以便能及时地切断故障处的电源, 防止事态的恶化。常规的过流保护 (熔断器保护、电磁式过流继电器保护、热继电器保护等) , 我单位都齐备, 另外在实际工作中还要注意以下几点: (1) 井下电力网的短路电流, 不能超过井下装设的矿用高压断路器的额定开断电流; (2) 从井下中央变电所或采区配电所引出的低压馈出线, 要装设带有过电流保护的断路器; (3) 经由地面架空线引入井下的电缆, 在架空线与电缆连接处及中央变电所周围应装设避雷装置。
2.2 低压供电系统中的接地保护
目前我矿的配电室都与中央配电室连成一块形成了一个整体接地网, 为保证接地网的可靠性, 对各用电设备做了如下工作: (1) 对所有需要接地的设备和局部接地极都与接地干线连接, 接地干线又与主接地极连接; (2) 移动式和携带式电气设备, 都采用橡套电缆的接地芯线与接地干线连接; (3) 所有应接地的设备, 都有单独的接地连接线, 不能串联连接接地; (4) 所有电缆的金属外皮都有可靠的电气连接和接地, 无电缆金属外皮的可利用的, 都另敷设了接地干线和接地极; (5) 各中段的接地干线, 都与主接地极相连。另外, 在生产一线及线路敷设中, 都对每个配电盘和电缆接头设立了局部接地极, 进一步确保了接地保护安全性。总之, 接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地 (三相三线制) 的供电系统中, 用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。如果电器设备未采用接地保护, 当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时, 电器设备的外壳将带电, 人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳 (构架) 时, 就会有触电的危险。相反, 若将电器设备做了接地保护, 单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过, 这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。
2.3 低压供电系统中的漏电保护
井下变 (配) 电所, 高压馈出线都装设单项接地保护装置, 而低压馈出线都应装设漏电保护装置。漏电保护的任务就是既要保证作业人员的安全, 又要考虑漏电电流所产生的电火花不能引起火灾造成线路短路。目前我单位安装的漏电保护装置不但能够实现有选择性的切断故障线路, 而且能够实现漏电检测并动作于信号。在生产一线, 时刻都保证漏电保护装置的灵敏可靠, 要求值班人员每天都要对其运行情况进行认真检查, 发现问题及时汇报处理, 防止了漏电伤人事故。
以上只谈了些矿山井下供电系统电缆的特点及一些常见问题和低压供电系统的一些保护等, 另外制定完善健全的规章制度并认真执行, 对提高矿山井下供电安全也具有十分重要的作用。总之, 只有加大矿山井下供电系统管理的力度, 把矿山井下供电系统中存在的问题及时合理的解决, 才能保证矿山具有更安全、更可靠的井下供电系统。
摘要：本文阐述了矿山井下供电系统电缆的特点及一些常见问题和低压供电系统的一些保护等, 在日常工作中注意这几方面的问题, 对提高产品质量, 提高经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。
浅析矿山低压供电系统的现状 篇5
随着近年来我国经济的快速发展, 我国矿山行业也取得了较大的发展和进步, 由于矿山工程的性质决定了其必须要建立一个相对独立和完善的供电系统, 来保证井下作业的安全进行。所以, 有关部门应该加强对矿山供电系统的管理, 严格控制变压器、高低压开关和磁力起动器的连接, 避免安全事故的发生。
近年来, 我国矿山工程的最主要的表现形式就是井下面积的不断扩大, 由此必然导致矿山供电系统的覆盖面积的增大, 这种情况下, 为了保证供电系统的运行质量, 必须要加强和完善对主变压器和各种线路的监管, 避免操作不当导致的供电故障和安全事故, 为矿山工作人员的施工营造一个安全可靠的环境。就目前我国的, 矿山井下供电系统的运行状况来看, 主要采用的是通过中央变电所的主变压器来实现对线路中的各种开关的控制, 这种方式在应用中最显著的特点就是能够直接对二次侧连接总馈电开关的运作状态进行监控和操作。但是实践中我们发现该种连接方式也存在着一定的问题, 如井下作业的工作环境比较特殊, 空气中的水分含量较高, 这种情况下如果各线路开关直接连接主变压器, 一旦出现电缆运行问题, 例如发生起火事故, 就会使主变压器的正常运行受阻, 严重的还会引发严重的火灾。另外, 由于矿山工程的开展过程中, 经常会出现各种爆破操作, 也会影响线路的正常运行。所以, 无论是从工程的质量考虑, 还是从工作人员的安全考虑, 有关部门都应该加强对矿山供电系统的运行管理, 尤其是常见的低压系统的管理, 下文中笔者将结合自己的工作经验, 简要分析目前低压电缆的使用特点和运行故障, 并提出几种常见的保护系统以作参考。
1 低压电缆的使用特点及存在的常见故障
电缆故障作为最常见的一种供电系统故障形式, 对于整个系统带的正常运行起着非常不利的影响。所以, 有关部门应该加大监管力度, 认真分析电缆故障的产生原因, 并结合矿山供电的实际情况和具体特点, 制定一个有针对性的解决方案, 以保证矿山低压供电的正常运行。笔者在认真分析了低压供电系统的运行特点后, 认为可以具体的将其故障分为开路、短路和断路三种情况, 所以在故障排查时, 应该先从这三个方面进行定性分析, 下面笔者将从低压电缆的使用特点和常见故障两个方面对该问题进行浅析。
1.1 低压电缆在实际使用过程中普通存在的特点
1.1.1 低压电缆在线路布设的过程中大多数并没有严格的执行有关规范, 而是表现为线路布设相对混乱, 随意性大。
1.1.2 低压电缆在布设的过程中并没有经过深埋处理, 导致了其表面比较容易受到侵蚀和破坏, 因此也就增加了故障发生的几率。
1.1.3 低压电缆从长度上看, 较高压电缆要短。
1.1.4 低压电缆由于其荷载决定了其绝缘强度相对较低, 尤其是在处理各种线路和设备的接头时, 比较容易操作。
1.1.5 低压电缆故障发生时的显著特征就是会出现明显的线路
烧焦现象, 而高压线路则不同, 一般不会在电缆处留下较为明显的痕迹。
1.1.6 低压电缆运行过程中所带负载会产生较大的变化, 所以容易导致相间电路的不平衡。
1.2 低压电缆使用过程中的常见故障
1.2.1 低压电缆运行的最常见故障就是电缆的烧断, 表现为整条
电缆烧断或者某一相烧断, 这类故障不仅威胁系统的运行安全, 还会导致继电保护的误动作, 后果十分严重。
1.2.2 低压电缆的故障的另一个主要形式就是电缆中的各相产
生短路, 这种故障不仅会造成供电障碍, 还会造成较为严重的电缆和电力设备损坏。
1.2.3 此外, 低压电缆的故障形式还可能表现为一相断路, 这种断路一般伴随着较轻的电缆外表损伤。
1.2.4 电缆内部短路也是低压电缆的常见故障形式之一, 这种短
路现象一般是由于电缆质量不合格导致的。
2 井下低压供电系统中的常用保护系统
现在井下生产都实现了机械化、电动化, 工人工作开上了电动铲运机、电机车, 从而大大降低了工人的劳动强度, 但是由于矿山井下工作条件恶劣, 巷道断面狭窄, 环境潮湿, 在生产过程中, 电动铲运机、电机车内部产生凝露现象比较普遍, 霉菌现象也时有发生, 这些都容易引起线路故障或者断路而导致开关跳闸, 影响正常生产。因此保证井下低压供电系统的安全性和可靠性尤为重要。对低压供电系统的三大保护简述如下:
2.1 低压供电系统中的过流保护
长时间的过电流运行, 将导致电气设备与井下电缆的迅速损坏, 甚至引发严重的安全事故。为此, 对于电气设备和供电线路都必须设置相应的过流保护, 以便能及时地切断故障处的电源, 防止事态的恶化。常规的过流保护 (熔断器保护、电磁式过流继电器保护、热继电器保护等) , 我单位都齐备, 另外在实际工作中还要注意以下几点: (1) 井下电力网的短路电流, 不能超过井下装设的矿用高压断路器的额定开断电流; (2) 从井下中央变电所或采区配电所引出的低压馈出线, 要装设带有过电流保护的断路器; (3) 经由地面架空线引入井下的电缆, 在架空线与电缆连接处及中央变电所周围应装设避雷装置。
2.2 低压供电系统中的接地保护
目前我矿的配电室都与中央配电室连成一块形成了一个整体接地网, 为保证接地网的可靠性, 对各用电设备做了如下工作: (1) 对所有需要接地的设备和局部接地极都与接地干线连接, 接地干线又与主接地极连接; (2) 移动式和携带式电气设备, 都采用橡套电缆的接地芯线与接地干线连接; (3) 所有应接地的设备, 都有单独的接地连接线, 不能串联连接接地; (4) 所有电缆的金属外皮都有可靠的电气连接和接地, 无电缆金属外皮的可利用的, 都另敷设了接地干线和接地极; (5) 各中段的接地干线, 都与主接地极相连。另外, 在生产一线及线路敷设中, 都对每个配电盘和电缆接头设立了局部接地极, 进一步确保了接地保护安全性。总之, 接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地 (三相三线制) 的供电系统中, 用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。如果电器设备未采用接地保护, 当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时, 电器设备的外壳将带电, 人体万一触及到该绝缘损坏的电器设备外壳 (构架) 时, 就会有触电的危险。相反, 若将电器设备做了接地保护, 单相接地短路电流就会沿接地装置和人体这两条并联支路分别流过, 这样就减小了电器设备漏电后人体触电的危险。
2.3 低压供电系统中的漏电保护
井下变 (配) 电所, 高压馈出线都装设单项接地保护装置, 而低压馈出线都应装设漏电保护装置。漏电保护的任务就是既要保证作业人员的安全, 又要考虑漏电电流所产生的电火花不能引起火灾造成线路短路。目前我单位安装的漏电保护装置不但能够实现有选择性的切断故障线路, 而且能够实现漏电检测并动作于信号。在生产一线, 时刻都保证漏电保护装置的灵敏可靠, 要求值班人员每天都要对其运行情况进行认真检查, 发现问题及时汇报处理, 防止了漏电伤人事故。
综上所述, 上文中笔者结合自己的工作经验对矿山供电系统的低压电缆的运行状况进行了简要分析, 认为导致电力运行的故障是多方面的, 而解决的方式只有加强矿山井下供电系统管理的力度, 及时解决各种表面问题, 才能保证矿山具有更安全、更可靠的井下供电系统。
摘要：矿山工程的开展需要通过专门的电网供电支持来实现, 矿山低压供电系统作为矿山最常见的供电形式, 其供电质量直接影响着矿山作业的安全性和稳定性。下文中笔者将结合自己的工作经验, 对矿山低压系统的供电现状进行分析, 从低压电缆的使用特点及存在的常见故障、井下低压供电系统中的常用保护系统两个方面对该问题进行浅析, 诸多不足, 还望批评指正。
关键词：供电系统,电缆,过流
参考文献
[1]刘昌硕.矿山低压供电系统的维护与检修探讨[J].矿山机械.2009 (06) .[1]刘昌硕.矿山低压供电系统的维护与检修探讨[J].矿山机械.2009 (06) .
低压供电模式 篇6
城市道路照明低压供电系统的保护接地分为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统方式。本文主要分析路灯低压配电系统常用的接地保护方式。
1.TT方式供电系统
TT方式是指将路灯钢杆的金属外壳直接接地的保护系统, 称为保护接地方式, 路灯行业俗称单灯接地, 也称TT系统。第1个符号“T”表示电力系统中性点直接接地;第2个符号“T”表示路灯金属钢杆通过接地体与大地直接联接, 与系统如何接地无关。在TT系统中, 负载的所有接地均称为保护接地。TT方式供电系统的特点如下: (1) 当路灯钢杆的金属外壳带电 (相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电) 时, 因有接地保护, 可减少触电的危险性。但低压断路器 (自动开关) 不一定能跳闸, 造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压, 属危险电压; (2) 当漏电电流比较小时, 即使有熔断器也不一定能熔断, 还需增设漏电保护器; (3) TT系统适用于接地保护很分散的地方。由于上述原因, 江苏省在路灯施工中已很少使用这种接地保护方式。
2.TN方式供电系统
TN方式供电系统是将路灯钢杆的金属外壳与工作零线相接的保护系统, 称作路灯接零保护系统, 用TN表示。其特点如下: (1) 一旦设备出现外壳带电, 接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流, 这个电流很大, 是TT系统的5.3倍, 实际上就是单相对地短路故障, 熔断器的熔丝会熔断, 低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸, 使故障设备断电, 比较安全; (2) TN系统节省材料和工时, 在我国和其他许多国家都被得到广泛的应用, 其优点比TT系统多。TN方式供电系统中, 根据其保护零线是否与工作零线分开可划分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种。
(1) TN-C方式供电系统。
TN-C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线, 可以称作保护中性线, 用PEN表示这种供电系统, 江苏省南京市路灯管理处、无锡市路灯管理处等都采用此种接地保护方式。其特点如下:由于路灯配电系统三相负载很难平衡, 工作零线上有不平衡电流, 对地有电压, 所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定电压;如果工作零断线, 则保护接零的漏电设备外壳带电;如果电源的相线碰地, 则设备的外壳电位升高, 使中性线上的危险电位蔓延;TN-C系统干线上使用漏电保护器时, 工作零线后面的所有重复接地必须拆除, 否则漏电开关无法合上, 同时工作零线在任何情况下都不得断线。因此, 实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。TN-C方式供电系统一般只适用于三相负载基本平衡情况。
(2) TN-S方式供电系统。
TN-S方式是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的一种供电系统, 泰州市及江苏省路灯管理处大多采用此种接地保护方式。该供电电系统的特点如下: (1) 系统正常运行时, 专用保护线上不带电流, 只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压, 电气设备金属外壳接零保护接在专用保护线PE上, 安全可靠; (2) 工作零线只用作单相照明负载回路; (3) 专用保护线PE不断线, 也不进入漏电开关; (4) 在干线上使用漏电保护器, 工作零线不可重复接地, PE线可重复接地, 但不能经过漏电保护器; (5) TN-S方式供电系统安全可靠, 适用于对安全要求较高的配电线路上。
(3) TN-C-S方式供电系统。
在配电线路中, 如果前部分是TN-C方式供电而下一部分采用TN-S方式供电系统, 则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线, 这种系统称为TN-C-S供电系统。其特点如下: (1) 工作零线N与专用保护线PE相联通。当线路不平衡电流比较大时, 电气设备的接零保护受零线电位的影响, 负载越不平衡, 灯杆外壳对地电压偏移就越大。因此要求负载不平衡电流不能太大, 且应在PE线上做重复接地; (2) PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器, 这是因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸, 从而造成大范围停电; (3) PE线除了在总箱处必须和N线相接外, 其他各分箱处均不可将N线和PE线相联, PE线上不允许安装开磁和熔断器。
通过上述分析, TN-C-S供电系统是TN-C系统中一个临时变通的方法。当三相电力变压器工作接地情况良好, 三相负载比较平衡时, 该系统在施工用电实践中效果较好。当三相负载不平衡, 路灯工程有专用的电力变压器时, 宜采用TN-S方式供电系统。
TN-S系统重复接地分析
在实际施工中, 部分路灯工程施工人员对TN-S系统中重复接地的有关问题及要求不甚了解, 常出现一些问题。集中表现为:TN-S系统的重复接地是对N线还是对PE线重复接地莫衷一是, 提法不明确。根据实践经验, 本人认为:TN-S系统中的重复接地是对PE线的重复接地。具体分析如下:
(1) 如不进行重复接地, 当PE断线时, 系统处于既不接零也不接地的无保护状态。而对其进行重复接地以后, PE正常时, 系统处于接零保护状态;PE断线时, 断线处如果在重复接地前侧, 系统则处在接地保护状态, 重复接地的TN-S系统则具备转换成TT系统保护方式的功能 (PE断线在重复接地前侧) 。
(2) 当相线断线与大地发生短路时, 由于故障电流的存在PE线电位升高, 当断线点与大地间电阻较小时, PE线的电位很有可能远远超过安全电压。这种危险电压会沿PE线传至灯杆设备金属外壳, 极易危及人身安全。但进行重复接地后, 重复接地电阻与电源工作接地电阻并联后的等效电阻小于电源工作接地电阻, 使得相线断线接地处的接地电阻分担了电压增加, 从而有效降低了PE线对地电压, 减少了触电危险。
(3) PE线的重复接地可降低当相线碰壳短路时的设备外壳对地的电压。相线碰壳时, 外壳对地电压等于故障点P与变压中性点间的电压。假设相线与PE线规格一致, 设备外壳对地电压则为110 V。而PE线重复接地后, 从故障点P起, PE线阻抗与重复接地电阻RE与工作接地电阻RA串联后的电阻相并联。在一般情况下, 由于重复接地电阻RE与工作接地电阻RA串联后的电阻大于PE线本身的阻抗, 因而从P至变压器中性点的等效阻抗, 仍接近于从P至变压器中性点的PE线本身的阻抗。如果相线与PE线规格一致, 则P与变压器中性点间的电压UPO仍约为110 V, 而此时设备外壳对地电压UP仅为故障P点与变压器中性点间的电压UPO的一部分, 即:UP=UPO×RERA+RE。假设重复接地电阻RE为10Ω, 工作接地电阻RA为4Ω, 则UP=78.6 V。
如果只是对N线重复接地, 则不具有上述 (1) 与 (3) 的作用, 只具有上述 (2) 的作用。对于TN-S系统, 其用电设备外壳是与PE线相接的, 而不是N线。因此, 城市道路照明低压供电系统中最要关心的是PE线的电位, 而不是N线的电位, TN-S系统中的重复接地不是对N线的重复接地。
如果将PE线和N线共同接地, 由于PE线与N线在重复接地处相接, 重复接地前侧 (接近于变压器中性点一侧) 的PE线与N线已无区别, 由N线承担的全部中性线电流变为由N线和PE线共同承担 (一小部分通过重复接地分流) 。这时重复接地前侧已不存在PE线, 只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线, 原TN-S系统实际上已变成TN-C-S系统, TN-S系统所具有的优点将全部丧失, 故不能将PE线和N线共同接地。
在工程实践中, 采用TN-S系统时很少将N线和PE线分别重复接地。其主要原因为: (1) 将N线和PE线分别重复接地仅比PE线单独重复接地多一项作用, 即可以降低当N线断线时产生的中性点电位偏移作用, 有利于用电设备的安全, 但是这种作用并不明显。一旦工作零线重复接地, 其前侧则无法采用漏电保护; (2) 如果要将N线和PE线分别重复接地, 为保证PE线电位稳定, 避免受N线电位的影响, N线的重复接地必须与PE线的重复接地, 并与灯杆基础钢筋保持20 m以上的距离。然而, 在路灯实际施工中, 这点很难做到。
接地电阻值Rd
从理论上讲, 接地电阻越小接触电压和跨步电压就越低, 人身安全越有保障。如果要求接地电阻越小, 人工接地装置的投资就会越大, 且在土壤电阻率较高的地区也不易做到。在路灯实际施工中, 接地电阻值通常按以下数值考虑:在1000 V以下中性点直接接地系统中, 接地电阻Rd应小于或等于4Ω, 重复接地电阻应小于或等于10Ω;在电压1000 V以下的中性点不接地系统中, 接地电阻Rd应小于或等于4Ω。因此, 根据路灯实际安装经验, 路灯照明系统中接地电阻Rd小于或等于4Ω。
参考文献
[1]张文梁.电工学[M].2版.北京:中国劳动出版社, 1990.
[2]李显全.维修电工[M].北京:中国劳动出版社, 1998.
低压供电模式 篇7
以低压直流作基础产生较高的直流电压,常见的方式有3种类型:利用电容充电后再垫高负极电位,即自举升压;利用电感产生的自感电动势对电容强制充电;利用振荡电路将直流变为交流或直流脉冲,再通过倍压整流产生高压。
1 利用电容充电后再垫高负极电位
电容被电源E充电后,其正、负极之间将维持一定的电压Uc=U+-U-=E,若负极电位为零,即U-=0,则正极电位与电容上充的电压相等,U+=Uc;若充电完毕后,将负极接到某一电位U0上,尽管此时电容上的电压不变,但其正极电位就等于电容上的电压与负极所接电位之和,即U+=Uc+U0,从而可以实现U+>E,即得到高于电源的电压,有时将这种升压方式叫自举升压。
(1) 黑白电视机行扫描电路中的倍压电路
在黑白电视机中,整机内部采用12 V直流供电,但为了改善行扫描的线性,需要提高行输出级上的行偏转使用的电压,一般是将电源12 V提高到24 V左右加到偏转线圈上,采用的方法如图1所示:该图是黑白电视机的行输出级电路,整体看该级使用的电源为12 V,但工作时经过电容C0、二极管D0、电感L0组成的升压电路转换,行输出管集电极c实际得到的直流电压为24 V左右,即行偏转线圈实际使用的电源为24 V左右,达到了改善行线性的目的。
原理为:行输出管T在行脉冲的作用下工作于开关状态,因而其集电极流过的是脉冲电流,当T导通时,电流经升压二极管D0、行输出变压器Tr的初级线圈L0的下半部流过,并产生上正下负的自感电动势e1=12 V,上部自然会感应出电动势e2方向亦为上正下负,若D0的负极接在L0的中点,则有e2=e1(若不在中点,则有e2<e1或e2>e1),该电动势会通过D0对C0充电,使电容C0上出现大小与e2相等的电压,即升压电容C0上会维持12 V的电压,而C0的负极与电源12 V相连,这样C0正极对地的实际电位应是12 V电源电压与C0上电压之和,即可达到24 V,若用万用表的直流电压档测量,行输出管T集电极、电容Cs上的直流电压均为24 V,从而实现了提升局部供电电压的目标,达到了改善行线性目的。 升压二极管D0既给电源提供了向输出级输入能量的通道,同时又隔离了24 V倍压与12 V电源电压。显然,若D0的负极不是连接在L0的中间点,例如上部匝数偏多,则C0上的电压会大于12 V,最终的升压可能会大于24 V,反之则低于24 V。
(2) OTL功放电路中的自举升压
电子线路上常用的OTL互补对称功率放大电路,如图2所示。
T1,T2为2只互补型的功放管,静态时A点电压
(3) 手机读卡电路
在手机读卡电路上要用到5 V的电压,而手机所用电池早期为4.8 V,现在的手机均为3.6 V,因电池电压往往随所剩电量的多少有所变化,为确保手机工作稳定,不因电池电压的变化而影响通话质量,电池电压并未直接供给手机各部分使用,而是通过稳压IC变为3.2 V,2.8 V,3 V等更低的电压供各部分使用。在这种情况下就需要通过升压电路将3 V左右的电压升为5 V。如图3(a)所示,是用在爱立信788手机上的升压电路。
N750为一电子开关电路,型号为C70851,电压从2脚输入后,内部电子电路开始工作,可以实现将第1,8脚接的电容C752与第4,5脚接的电容C751定时相并联、相串联,也就是使两电容交替性地相并联、相串联。+3 V的电源经R607,C606,R751,C757组成的RC滤波网络后,电压约为2.5 V送入N750的2脚,首先C752,C751处于并联状态,2.5 V的电源对其充电,使两电容上均出现2.5 V的电压,然后经内部电子开关转换使C751与C752处于串联状态,并且其中一支的负极与另一支的正极相连,如图3(b),(c)所示,这样两电容上的总电压成为5 V,经电容滤波后从第3脚输出,供SIM卡电路使用。
2 利用电感的自感电动势强制对电容充电升压
电感产生的自感电动势的大小ε=Lⅹdi/dt,即电感量大小一定后,自感电动势的大小只与电感中电流的变化速度有关,而与电感上原来施加的电压无关。若电感中注入电流脉冲,当频率高到一定程度时,无论电感上施加的电压如何,上面就会产生远高于施加电压的自感电动势,然后再对这一感应电动势产生的电流进行整流,并对电容充电就会输出一较高的直流电压。
(1) 黑白电视机行扫描电路中的高压电路
在上述图1所示的行输出级电路中,产生的24 V倍压直流不仅用于改善行线性,其实在电视机中该级还承担着产生10 000 V直流高压的任务。该电压由行输出变压器次级输出,加到显像管上形成光栅,其产生过程为:由于行管的集电极有24 V的倍压,该电压同样也出现在与行管T的c,e极相连的电容CS上,工作时行输出管处于开关工作状态,当T导通时,Cs放电,电流经Ly,T的c,e极流过;当T截止后,由于Ly中的电流急剧变小,内部产生的较大的自感电动势,促使电流还要继续流动以释放电感上的磁能。由于此时T已截止,故刚刚通过T流动的电流,会对逆程电容C1做强制性的充电,最终Ly上的磁能会转化为C1上的电场能,根据
(2) 摩托罗拉手机读卡电源电路
如图4所示,是摩托罗拉V998电源模块U900的升压电路。由于该机供电电池电压为3.6 V,故内部使用的+B约3.6 V,但手机有些电路需用+5 V的电压,为此在电源模块的C5,B6端,要通过B10端得到5.6 V直流电压。方法是:+B经L901接到U900的B10端,B10端内部等效于与地断续相连的电子开关,当B10端与地相连时,电源电流流经L901入地。显然,电感L901上施加的电压为+B,当电流达到一定数值时,B10内的电子开关突然与地断开,L901上的电流会突然变小而产生较强的自感电动势ε,该电动势的方向为左负右正,该电动势经整流管CR901对电容C934充电,使C934上瞬时出现峰值接近于自感电动势的电压,B10内下次与地接通后,电源电流又经L901流向B10内部,C934上刚才充的电压由于CR901的存在而将C934与B10引脚隔离开,使C934上维持约5.6 V的直流电压,并通过C5、B6端向U900供电。
3 倍压整流升压电路
倍压整流是对直流脉冲或交流而言的,在直流电路中要通过倍压整流电路将较低的电压转换为较高的电压,就需将低压直流首先通过振荡电路转换出直流脉冲或交流,然后通过二极管及电容组成倍压整流得到较高直流电压。
(1) LCD液晶显示偏压电路
如图5所示,是爱立信788中文手机显示屏显示偏压生成电路,该屏正常工作时需要-5 V的显示偏压VLCD,而整机电路使用的是3 V左右的电压,-5 V的显示偏压VLCD产生过程是利用CPU D60095959696脚输出2.5 V左右的脉冲经倍压整流最后得到5 V左右的直流。95959696交替输出幅值约2.5 V的矩形脉冲U0,9696有脉冲时9595电压为零,该脉冲通过D1对C773充电,使C773充的电压为U0,通过D3使C770,C771上的电压为U0的一半,电容上的电压极性为左负右正;9595有脉冲时9696电压为零,该脉冲经D2对C770充电,由于此时C773左极板的电位是-U0故充电的结果是C770上出现2U0的电压,方向左正右负;9696脉冲到来9595电压为零,该脉冲又经D3对C771充电,由于C770右极板的电位是-2U0,故C771上会出现3U0的电压,并且方向是左负右正,所以下一时刻9696电位为零,C771左极板电位约为-3U0=-3×2.5 V =-7.5 V,因而C772经D4到C771的负极会有一放电电流,使C772上出现上负下正的电量,即电路的输出端对地是一负电压,由于每一只电容充电放电是交替进行的,经几个周期后,各电容上的平均电压会稳定下来,最终C772上的电压介于0与最大值-3U0之间,约为-5 V左右,当然输出电压的高低不仅与脉冲的高度有关也与脉冲的宽度有关,还与-5 V输出电流的大小有关。
(2) DC-AC-DC逆变升压电路
这种电路局部由低压直流供电,并产生自激振荡,在变压器的初级产生脉冲电流,若变压器设计成升压变压器,则次级就会输出更高的交流脉冲,该脉冲经倍压整流滤波后即可得到较高的直流电压。
如图6所示,是在小型电器中常用的DC-AC-DC直流变换电路。晶体管T与定时电容C,电阻R以及变压器Tr的初级带抽头的线圈L1,L2构成振荡电路,使T处于开关状态。故L2上流过的是直流脉冲,该部分使用的电源约为3 V,振荡电路工作后,L2上会出现峰值为3 V左右,频率约30 kHz的脉冲电压,波形如图7所示。
由于变压器次级匝数较多,故它是升压变压器,其次级会输出较高的脉冲电压,当然其频率与初级一样,后续电路为倍压整流电路,当脉冲的正半周到来时,方向上正下负,电压会经D1对C1充电,使C1上出现等于Tr次级峰值的电压,负半周到来时,电压方向相反,脉冲电压与C1上的电压之和经D2对C2充电,使C2上出现2倍的峰值电压,下一周期的正半周到来,次级电压与C1,C2上的电压合成后会经D3对C3充电,最终使C3上出现峰值的2倍压,经过n个周期后,除C1上为峰值的1倍压外其余均为2倍压,这样只要电路输出电流不太大,就可以确保从不同的位置取出峰值的1倍压、2倍压、…、n倍压的直流。
综合上述3种形式的升压电路,它们都是建立在电容储能后两极维持一定数值的电压这一基础之上。当单只电容上的电压达不到要求数值时,利用2只或2只以上的电容按一定方式进行组合,最终从电容器所在电路的某2点取出所需电压。但无论采取何种形式的变换电路,最后得到的较高电压其能量均是取自低压直流电源,即在遵从能量守恒的前提下电压转换只是电能表现形式的改变。
参考文献
[1]王佩珠,许开军.电路与模拟电子技术[M].南京:南京大学出版社,2005.
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