大功率用电设备（精选9篇）
大功率用电设备 篇1
1 前言
低压大功率用电设备绝大多数是三相三线供电,如电机、变频器、高频感应加热设备、高频电镀电源等。正常稳定的三相供电电源是用电设备正常运行的基本保障。但三相供电电源有时也会出现如缺相等情况,由于缺相,将会由两相线路来承担原来的三相负荷,这两相线路会流过较大的电流。如果出现缺相而不能及时断开用电设备,有可能导致火灾、设备损坏或生产出不合格的产品,甚至可能导致供电变压器过热烧毁。据相关资料统计,每年因缺相而烧毁的电动机约占损毁电机总量的70%。因此检测低压大功率用电设备缺相,并据此采取相应措施,尽量避免事故的发生很有必要。
2 缺相检测电路的实现
该设计电路针对三相低压电源,检测线路的缺相故障。当发生线路缺相时,该电路能够通过电压的变化,向控制回路发出缺相信号。具体实现电路如图1所示。
2.1 检测电路原理分析
D1~D6为三相整流电路,把被检测的三相交流信号转变成直流信号;由于整流二极管处于整个分压电路的中间位置,其承受的反压大幅降低,可靠性得到了极大地提高。电阻R1~R6为分压电路的一部分,和桥式整流后的电路组成分压电路。同时当二极管D1~D6击穿短路时,起到限流和短路保护的作用,从而不会影响到被检测的三相电源。电阻R8、光耦U1初级、稳压二极管Z1串联有两个作用:与R7并联形成分压电路的后半部分;作为被检测的三相电压信号的采样电路。当三相电压正常时,该电路有电流通过,光耦导通,光耦U1的输出侧将会有相应的电流流过。稳压二极管Z1的作用是提高光耦U1导通的电压,当某一相电压缺相或降低至某一电压值时,光耦U1关断。通过光偶的通断来检测三相电源是否缺相,确保检测电路的可靠性。WR1、C2则是将光耦U1的输出电流信号转化为电压信号并对电压信号滤波。滤波后的电压信号即为缺相检测电路的输出信号。
此电路的光耦U1有两个作用:电气信号的隔离和信号的传输。本设计采用的是PS2501L-1,该器件隔离电压达到5kV,电流传输比(CTR)即IC/IF为200%~400%,非常适合本电路。
虚线框内线路为比较器电路,当线路没有缺相时,P4点电压为VCC(+12V),信号输出为高电平;当线路缺相时,通过适当选取WR1和C2的值,使P4点电压小于6.0V,信号输出为低电平;以下分析将不考虑这部分。
综上所述,此电路缺相检测的原理如下:当线路三相电压正常时,P4点电压为VCC(+12V),比较器输出信号为高电平;当三相电源缺任何一相,比较器信号输出为低电平;通过执行电路切断用电设备或报警。
2.2 输入缺相的理论分析
为便于计算和理解,给出了该电路的等效电路,如图2所示。
为计算方便,该等效电路做了如下简化:
(1)省略掉整流二极管的正向压降;
(2)将输入电阻等效成一个电阻;
(3)将光耦等效成电流控制电流源;
(4)省略后级波形比较整形辅助电路。
根据电工学知识,当电网正常情况下正常供电,当电网三相电源正常时,经过桥式整流后,Vin上的电压如图3所示,一个工频周期内将有6个波头,脉动电压在467V~539V之间[1]。波形如图3所示。
根据基尔霍夫第二定律[2](回路电压定律)电路的数学关系如下:
根据基尔霍夫第一定律(节点电流定律):
假定光偶的电流传输比(CTR)=2,则:
其中:光耦初级电压VICIS=1V;稳压管反向击穿电压VD1=3.6V。
只有当P1和P3之间电压VP1-P3大于4.6V时,I3电流值才会大于零,光耦才能导通。
当输入电压为三相交流380V时,Vin取最小值467V,根据上式计算可得:
当VP1-P3等于4.6V时,I3=0,计算得Vin=280V,此时对应输入交流电压为227V。表明当输入交流电压其中一相低于227V时,输出光耦将瞬时关断。
而当光耦输入电流为零时,光耦输出电流也为零,P4点的平均电压将降低。通过P4点的平均电压的变化,并辅以后级比较器输出电平的变化,就可判断缺相检测点是否缺相。
3 缺相检测电路的验证
所用仪器:UNI-T UT2025B记忆示波器一台;
高压隔离探头一只;
三相接触式调压器一台;
低压电源一台。
3.1 三相电源电压正常的情况
3.1.1 检测P1和P3间的电压和P4点波形
输入三相380V,VCC=12V,WR1=10k,C2=0.1μF。
Ch1:VP1-P3接高压探头,衰减20倍;
Ch2:VP4接低压探头,无衰减。
结论一:由图4可知,当供电电源正常时,P1和P3之间的电压为6个脉动波形的直流电压,电压值最低点约为4.8V。与计算值基本一致;P4点电压为+12V。
3.1.2 光耦输入侧电流波形的检测
输入三相380V,VCC=12V,WR1=10k,C2=0.1μF。
Ch1:VR8接高压探头,测试光耦输入侧电流I3。
结论二:借助电阻R8上的电压,折算出光耦输入侧电流I3波形。电阻R8=1k,Ch1实际计量单位为(50.0mV×20)/1k=1mA/格,由图5中可清楚看出,光耦输入侧电流I3最小值约为1.5mA,处于合理值。此时光耦处于导通状态。
3.2 三相电源缺任何一相时
3.2.1 检测P1和P3间的电压和P4点波形
输入两相380V,VCC=12V,WR1=10k,C2=0.1μF。
Ch1:VP1-P3接高压探头,高压探头衰减20:1;
Ch2:VP4接低压探头,衰减1:1。
结论三:由图6可知,当缺相时,VP1-P3变成100Hz脉动直流,波动变大,最低点接近零。如前所述当I3电流为零时,光耦开始关断。P4点的电压迅速下降。由于P4点滤波常数较小,P4输出变成近似方波。与虚线框内比较器电路配合,信号输出为一系列方波;此时可用于要求快速检测缺相的设备使用。
3.2.2 加大滤波常数,检测P1和P3间的电压和P4点波形
输入两相380V,VCC=12V,WR1=3k,C2=47μF。
Ch1:VP1-P3接高压探头,高压探头衰减20:1;
Ch2:VP4接低压探头,衰减1:1。
结论四:由图7可知,当滤波常数加大时,光耦输出点P4的波形变成近似直流,数值约为4V。与虚线框内比较器电路配合,信号输出为低电平,可用于要求常规检测缺相的设备使用。
综合以上可以得出以下结论。
(1)当监测点电压正常时,光耦导通,P4点为高电压,信号输出为高电平。
(2)当监测点电压不正常(缺相)时,光耦间歇导通,P4点平均电压下降,信号输出为一系列方波或低电平。
(3)合理选取WR1和C2很重要。通过图6和图7可以清楚看出,不同的选值,P4点的波形差别是很大的。在实际应用中,应在缺相的情况下,将P4点的电压调节到一个合理的值。
(4)此电路能够可靠地检测三相电源缺相。同时后级只需加入简单的比较电路,就可构成完整的缺相前级检测电路。此信号可用于关断用电设备和报警用。
4 结束语
本文所讨论的低压大功率用电设备缺相检测电路,主要针对供电线路缺相保护,适用于三相三线和三相四线制供电,具有电路简单、实用性强的特点,强电弱电进行了隔离,具有很高的安全性。已经批量应用到高频电源上。如加以扩展,可以设计成线路的过压、欠压、缺相的综合检测电路,具有很强的通用性,几乎可以应用到所有设备。而由电动机绕组内部断线而造成的缺相,需要和电流检测线路配合使用。
参考文献
[1]黄俊.半导体变流技术[M].北京:机械工业出版社,1980.
[2]李瀚荪.电路分析基础[M].北京:高等教育出版社,1983.
大功率用电设备 篇2
您好！
在最近的一次宿舍检查中，我们宿舍被查出有违法学校规定的电器，对此我表示接受，也感谢他们能发现并指正我的错误，避免了更严重的错误的发生。学校与老师再三声明了严禁使用大功率电器，这是为了学生的人生安全着想。可是我们老师的教导，使用了学校明令禁止的大功率违规电器。我将对此次违规行为进行一次认真的、彻底的、深刻的检讨。
首先，我们在宿舍使用大功率电器的行为是对自己的生命安全极其不负责任的一种表现。我们在这场情况下使用当然是不会造成什么危害后果的，但是由于我们难免会犯一些疏忽性的错误，所以说不定在什么时候就因此而酿成我们生命中一场难以挽回的遭难。正如X老师所说的万一这样的事情发生的情况下，我们该怎么给家长交代呢，这将会对我们自身和家庭都是很大的打击，现在没有发生的事情不表示这样的灾难永远不会发生，因此我们不能存在侥幸心理，要从根源上杜绝这种事情发生的可能性，停止使用大功率电器。
其次，这种在宿舍使用大功率电器的行为也对其他同学的生活和安全是一种极其严重的威胁。因为我们学校电路的缘故是不能允许大功率电器的使用，我们在使用大功率电器的时候首先是会影响其他同学正常的用电，给他们造成一定的生活困扰，同时，我们也都知道一直不断发生的高校火灾事件，大多数都是因为违反学校规定私自在宿舍使用大功率电器所导致的，一旦火灾发生产生的危害不仅仅是自己的损失，还有可能会危及到一些附近宿舍无辜的同学的安全，这都将会对他们的生活造成很大的危害，而且在严重的情况下我们这种使用大功率电器的行为引起火灾是可能对这些无辜的同学造成难以弥补的伤害的，我们是没有权利把别人的安定生活当做儿戏的，这种不考虑自己行为对别人危害的私自使用大功率电器的行为也是自私的，甚至是可耻的。
再次，一旦我们的这些使用大功率电器行为引起火灾或者造成其他的什么后果的话，也会对我们学校造成严重的后果。火灾的发生学校的财产必定将会遭到的损失，同时这样的火灾事故一旦发生的情况下，那么必定会引起媒体的连续报道，对学校的正常秩序以及学校的名声将会是一个很大的打击，这将会我们学校发展进程中的一大安全事故污点。这是我们这些接受学校教育恩惠的学生们难以弥补的错误。
然后，在宿舍私自使用大功率电器也会在同学中间造成很坏的影响。在老师们经常提醒我们不要私自使用大功率电器，而且学校纪律中也有不能使用大功率电器的规定，同时学校还会不定期组织对大功率电器的使用情况进行检查。但是我们还是不顾老师和学校的这些阻止我们这种错误行为的努力，仍旧使用了大功率电器，无论客观生活条件是怎么样的，我们的这种行为都是对老师的教导以及相关规定的忽视。学校没有发现我们的这种行为的时候，很多同学还是会发现的，他们看到我们使用这些大功率电器来寻求自己生活便利的时候，也可能会产生模仿我们的错误做法的念头。这样的情况发展下去的话，学校正常的规定秩序将会无法得到维护在同学们中间的这种影响是极其不好的。
以前的所做出的错误行为我们是不可能改变的了，我们只有用以后的表现来表示我们对自己错误行为的认识，我们保证这样的使用大功率电器的行为无论在什么情况下都不会再在我们宿舍发生了。同时我们还会从中吸取教训更加严格的要求自己，并且我们会在生活中和学习中互相监督而不是像这次事件一样一起犯错误。请老师相信我们，看我们以后的表现吧。
对于这次违规行为，我们认真接受批评教育，并进行了深刻的反思和总结。针对所犯的错误我们寝室决定执行以下整改措施：
（1）立即召开寝室会议，就违章用电的事件相关人做出深刻地检讨，给寝室带来的不好影响要负起责任，并立下保证。
（2）重新阅读相关规则，保证日后绝对不做与规则相违背的事情。
（3）检查自己的用电用品中是否还存在着违章电器，一旦发现立即处理，决不再用。
（4）制定监察制度，发现同一个寝室或者其他寝室的同学使用违章电器，应该立刻予以制止，不听劝告者将上报。
（5）对于我们所犯的错误，我们已经深刻检讨反省，也愿意诚恳接受处罚，处罚是改正错误和警醒的一个手段，但希望老师念在我们是初犯，而且诚心悔过改正，给我们一个改过自新的机会，请老师看我们的表现。
此致
厂用电大功角切换问题探讨 篇3
发电机组的备用电源与工作电源可以是同一系统,也可以是不同系统。一般在同一系统时,两者间功角为0°或者很小,厂用电正常切换可以采用并联方式,即“先合后跳”,两个电源之间可以短时间并联运行,切换期间厂用母线不失电;如果备用电源与工作电源在不同系统,两者间功角一般不为0°,当这个角度比较大的时候,厂用电正常切换就无法采用并联方式,而要采用串联方式,即“先跳后合”,备用电源跳开以后再合上工作电源,这样一来,厂用母线必然有短时的失电。很显然,前种切换方式的安全性高于后者。
然而,在有的特殊情况下,即便是同系统间,备用电源与工作电源也存在较大的功角。例如起备变与机组处于不同的电压等级,且在远端连接,在有些运行方式下,备用电源与工作电源间功角就很大。大功角情况下的并联切换,必然产生环流,环流可能导致保护误动,也会对变压器造成一定损坏。
对于这种情况的切换问题,本文结合上安电厂#5机组整套启动调试实践进行了研究,分析了并联切换时功角与环流的关系、运行方式与功角的关系,分析了串联切换的失电时间,得出了不同运行方式下的合理的切换方式。
1 上安电厂系统简介
上安电厂共三期工程,一期(2×350 MW)#1、#2机组送出为220 k V升压站,二期(2×300 MW)#3、#4机组和三期工程(2×620 MW)#5、#6机组送出为500 k V升压站。这两个升压站均经输电线(约40 km)接入河北南网,在保北变电站经联络变互联,所以220 k V升压站和500 k V升压站属于同一个系统。
#5、#6机组高压厂用电压采用6 k V,设1台分裂高压厂用变压器,两台机组设1台同容量的起动/备用变压器。#5、#6机组启动/备用电源为取自本厂220 k V母线,因此,高厂变低压侧与起备变低压侧也是同一个系统。
上安电厂电气一次接线如图1所示。
2 功角分析
由图1可见,虽然高厂变与起备变是同一个系统,但是经过3个电压等级的电压转换,以及一定距离、功率的输电电路传输以后,厂变低压侧电压与备变低压侧电压之间已经不再是0角度了,而是有一个功角θ。这个θ角度的大小与500 kV线路和220 kV线路的传输功率、运行方式、电压水平都有关系,其大小为:
式中:P为L1、L2、L3、L4、L5等值线路传输的有功功率;Xz为整个环路的电抗之和;Ugz为工作分支的电压;Uby为备用分支的电压。
不难看到,功角θ的取值范围为0°~90°,P和Xz越大,θ也越大。功角最大的情况出现在各发电机满负荷运行,而若干线路停运检修的时候,即电厂和电网联系比较弱的时候。
#5号机组厂用电切换采用的是并联手动切换。2008年4月#5号机整套启动期间,正好一回500 kV线路L2检修,只有一条线路L1投运,当机组负荷超过400 MW以后,厂变低压侧电压与备变低压侧电压之间角度差达到16°,超过15°的切换闭锁定值,导致厂用电无法手动切换。当#5机组出力达到满负荷以后,该θ角度最大值接近18°。当检修线路L2投运以后,在其它情况不变的情况下,θ角减小了2°。为了满足并联手动切换闭锁小于15°的要求,必须降负荷。实际试验表明,当#5机负荷降到约300 MW以后,θ角的数值可以减小到12°。#5机组试运期间记录的机组出力与功角对应关系见表1。
3 并联切换时功角、阻抗电压与环流的关系及负荷分配
厂用电正常切换时,为了保证安全性,一般都采取并联切换的方式,即“先合后跳”。这样以来,厂高变和起备变将有短时的并联运行。这两个变压器并联后是否会产生环流,环流大小如何,与什么因素有关?以下就此进行分析。
理想的变压器并联运行要满足下列条件:
(1)并联联接的各变压器必须有相同的接线组别。
(2)各变压器都应有相同的变比,在空载时各变压器的相应各相的副边电压相等且同相,因而在副绕组方所构成的任何闭合回路中都不会有环流产生。
(3)各变压器应有相等的短路电压值,在有负载时,各变压器所分担的负载电流才能按照它们的容量比例分配。
上安电厂#5厂高变和#3起备变的组别相同,由于起备变可以有载调压,因此两者副边电压也可以调整一致,但是两者短路电压不一样。这样以来,虽然厂高变和起备变容量一样,但是在并联期间,6 k V工作开关与备用开关的电流将不会平衡。
由于特殊运行方式下整个环路的电抗较大、无功比较小,并且当整个电厂、尤其是#5机组出力较大的时候,厂用电切换点两侧将会产生大的功角。在这个功角下进行#5厂高变和#3起备变的并联切换,必然在变压器低压侧产生环流。所谓环流,指的是并联运行的变压器流过原边和副边的附加电流,该电流要产生附加损耗。如果环流较大,再加上正常工作电流,有可能使其中某一台变压器的电流超过额定值,使这台变压器绕组因过载而发热,最终使得变压器继电保护动作发信或跳闸。并联变压器环流表达式为:
式中:IC为环流;Ugz为工作分支的电压;Uby为备用分支的电压;ZK1为高厂变短路阻抗;ZK2为起备变短路阻抗。
可以看出,该环流正比于压差,而压差又主要受角差影响,因此在大功角下切换,必然产生很大的环流。
还要指出,大功角下#5厂高变和#3起备变的并联运行,还存在这两个变压器之间的功率交换,还将产生一定的附加电流,这里不再详述。
4 并联切换试验
以上分析可见,影响两个变压器并联环流的因素较多,相互影响复杂,定量分析较难。在#5机组整套启动调试期间,在功角不大于12°的情况下,进行了多次并联切换试验。图2是典型的试验波形,几次试验的功角与冲击电流关系见表2。
由图2可见,切换后前几个周波的冲击电流远大于负荷电流,而且波形发生畸变,偏向坐标轴的一侧。在工作分支和备用分支短时并联过程中,环流也比正常负荷电流大得多。由表2可知,最大的冲击电流幅值达到负荷电流2倍多。
尽管在以上几次试验都很成功,切换期间厂用母线电压平稳无波动,#5机组和#3起备变保护无误动,#5机厂用系统无异常,说明变压器质量较好,过负荷能力强,保护系统也很可靠。但是要看到,变压器并联环流大小有随机性,有时其瞬时值相当大。虽然短时间内的该环流是允许的,但必然会对变压器造成一定的隐性损害,长期积累也不容小视。
如果环流过大,将会对变压器造成损坏,甚至导致保护误动。1998年5月20日和23日,上安电厂3#机正常运行带负荷200 MW以上,厂工作段由启动变带,当时同期条件满足,手动快速切换3A2段成功,当手动快速切换3A1段时,切换成功后单元变差动保护动作。事后从变压器保护录波图上看切换成功后瞬间冲击电流很大,3A1段B相电流有崎变,出现非周期分量,导致保护误动作。
5 串联切换试验
鉴于并联切换方式导致变压器产生环流的问题,有必要考虑采取不会产生环流的串联切换方式。
串联切换也是厂用电正常切换方式的一种,即切换装置自动跳开工作电源,经小延时同时合上备用电源。由于是“先跳后合”,厂用电母线会有短时间的失压。这个时间越短,对厂用电影响越小,但是由于开关跳合闸时间的离散性,如果时间太短可能会导致变压器并联;这个时间如果过长,则在失电期间厂用母线电压下降,一些厂用负荷可能会跳掉。因此,串联切换的关键问题是在保证变压器不会并联的前提下,尽量减小母线失电时间。
目前6 k V真空开关的跳闸时间在40 ms,合闸时间在50 ms,跳闸时间略小于合闸时间。为了防止开关跳合闸时间的离散性带来的误差,保证串联安全切换,在快切装置中设置串联切换延时为0.03 s。这样,理论上母线失电时间为40 ms左右。在#5机组带负荷情况下,进行了厂用电的手动串联切换,切换波形见图3,切换事件顺序记录见表3。
由图3及表3可见,工作开关跳闸到备用开关合闸时间为仅39 ms,时间极短。在此时间内,虽然母线上没有电源供电,但是由于电动机的反馈电势存在,实际上母线电压几乎没有下降,切换期间厂用母线电压基本平稳,#5机厂用负荷正常运行,#5机组和#3起备变保护无误动。试验结果说明串联切换方式可以满足正常切换的要求,串联切换延时的设置也是合理的。
需要指出的是,在某些非正常情况下,串联切换也存在切换失败的风险。例如当工作电源跳掉以后,备用电源开关故障拒合闸,将导致厂用失电。有的快速切换装置具备在这种情况下将已经跳开的工作开关再次合上的功能,但即使如此,这时候已经错过了快速切换的时机,只能进行同期切换或者残压切换,厂用电一般会受到影响,甚至全失。如果手动抢合工作开关,则母线失电时间更长。这种事件出现的几率非常小,但是在#5机组切换系统调试期间曾经发生过,也是采用串联切换时需要考虑到的一个问题。并联切换方式下,如果备用开关拒合,则切换装置不会跳工作开关,不会导致母线失电,这是并联切换比串联切换的一个优点。
6 厂用电的切换时机
为了减小并联切换期间的电流冲击,希望在小负荷、小功角的情况下及时进行厂用电切换。因此,机组并网后厂用电切换时机就至关重要。
一般来说,现行运行规程和启动方案都规定机组厂用电切换应该在机组并网后负荷25%以上进行。有一种观点认为,这是因为当厂用负荷(一般约为机组额定负荷的5%~8%)由备用电源切换到工作电源的过程,等于将厂用负荷由启备变转移到发电机,这样将会对发电机形成一个扰动,机组负荷越小,扰动越大,不利于启动初期的发电机稳定。当机组负荷比较大的时候,例如超过25%,进行厂用电切换对机组的扰动会比较小。目前的厂用电切换也都是在机组并网后带负荷25%以上进行的。实际情况是不是这样呢?
图4是上安#5机组厂用切换过程中的发电机、主变、高厂变功率曲线。由图中可见,当厂用电由备用电源切换到工作电源的过程中,主变输出功率瞬时减少了厂用负荷的数量,而发电机功率平稳无波动,即厂用电切换后厂用负荷并没有对发电机出力产生冲击作用。实际上,规定负荷大于25%进行厂用电切换的出发点,主要是考虑到负荷小于25%时机组运行不稳定,容易跳机。过早切换厂用电,当机组跳机以后又要切回备用电源,导致厂用电反复切换。
认识到这一点,就明白负荷大于25%进行厂用电切换的规定不是绝对的,只要并网后机组运行平稳,随时可以进行厂用电切换。这样一来,对于类似上安#5机组这种大负荷下厂用电功角过大的情况,就可以不必拘泥于“机组负荷大于25%进行厂用电切换”的常规,可以在小负荷、小功角的情况下及时切换。
7 结论
同系统间大功角下的厂用电切换采用何种切换方式宜具体问题具体分析,并联切换和串联切换各有利弊。
从保证厂用电安全的角度看,并联切换优于串联切换,但大功角带来的环流问题不容忽视,从试验数据来看,并联切换的功角宜限制在10°以内。因此,应从运行方式上尽量创造适合并联切换的有利条件。事实证明,有功功率大于25%才能进行厂用切换是不必要的,只要机组运行平稳,任何时候都可以切换。在低有功时候厂用电功角小,有利于并联切换进行。
当某些特殊运行方式下,如果功角超过切换限制定值,或者无法降低到安全范围以内,可以采取串联切换厂用电。为保证串联切换时开关动作可靠性,平时需加强对切换开关的检修维护。
摘要：发电厂厂用电工作电源与备用电源属于同一个大电网系统,在一些特殊情况下,两者之间也会有大的功角,导致厂用电切换无法采用并联方式。针对上述问题,结合上安#5机组启动试验,对同系统厂用电大功角切换问题进行了探讨,纠正了某些厂用电切换的不正确观点,提出了合理的切换方式,并经过试验验证其合理性。
关键词：厂用电,切换,功角
参考文献
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电功率和安全用电 教学设计 篇4
一、知识与技能
知道电功率越大，电路中的电流就越大。
二、过程与方法
通过观察和实验，知道保险丝是怎样“保险”的。
三、情感态度价值观
使学生具有安全用电的知识。教学准备 教学过程
一、功率p与电流i的关系（板书）
1．让学生观察课本p41图7．5－1，然后问学生发现了些什么？
学生答：
①用电器很多
②用电器是并联的
③插线板“感到”很累，都冒汗了
④线路可能要烧起来
2．教师问：插线板“感到”很累，甚至于要烧起来，这是什么原因？学生答：因为用电器的总电流太大了。
3．教师问：为什么用电器的总电流就会太大了？学生答：因为用电器的总功率太大了。
4．教师进一步问：你有什么理由来说明总功率大，总电流就会大？
学生答：因为p＝ui，而u＝220v不变，所以p越大，i越大。
（这里老师还可启发学生用并联电路中电流特点 进一步说明）
5．教师问：理论上来讲这是完全正确的，那么你们能否设计一个实验来验证这个结论呢？
这里可让学生自己先在下面设计电路图，然后老师在黑板上画出自己设计的电路图，让学生对比一下，并根据电路连接实物图，进行演示验证：随着用电器工作的功率增大，电流表的示数不断地增大，进一步巩固了上面的结论：当u不变时，p越大，i越大（板书）
6．当上述实验中电流表a的示数大于5a时，问：如果你们家的电能表的额定电流是5a，那会出现什么后果？为此你将怎么办？
学生答：当长时间使用时电能表会烧坏，可以换用一只额定电流更大（如10a）的电能表。
学生答：因为插线板中的电流是总电流，其他用电器在支路中，总电流要大。
可得到电线越粗，允许通过的电流越大。
8．教师讲解：现代家庭用电器越来越多了，同时工作时总电流越来越大，现在同学们能理解你家在装修更新电路时要用粗一些的电线和额定电流更大的电能表了吧？电路装好了，不便于随时更换，更重要的环节是要保护电路进行安全用电。
9．教师问：同学们在前面的学习中，学会了哪些安全用电知识？
学生答：
①两种类型的触电，一是站在地上碰到火线；二是站在绝缘体同时碰到火线和零线。
10．教师讲解：生活是美好的，安全是最重要的，所以我们今天还要进一步学习安全用电知识，请同学们仔细观察下面的实验现象，演示如下图：ab两点间接有塑料层的实验导线，当i大到一定时候时，塑料层会烧起来。
演示后问：同学们看到了什么危险现象，你有什么方法可以避免这种现象的发生？学生答：看到导线上有烟冒出，会烧起来。这时可以切断电路。
11．教师进一步问：你有什么好方法在没有烧起来之间就能切断电路呢？请把上面的电路进行改进，并画出改进后的电路图。
学生答：可以在电路上加一根保险丝。
（对保险丝的安装位置，也可让学生自己分析解答）
（因势利导引入第二部分教学内容）
二、保险丝（板书）
1．根据改进后的电路重新演示，问学生注意观察到了什么现象？
学生答：在ab没有烧之前，保险丝先熔断了，电路断路，用电器不工作。
2．教师问：由上面的这种现象，你对保险丝的特点或作用有什么想要知道的？
学生答：
①保险丝种类是否很多？
②保险丝为什么会烧断？
③保险丝的电阻大不大？
④保险丝是由什么做成的？
⑤保险丝的熔点高还是低？
⑥能不能用钢丝或铁丝代替保险丝？„„
（这些问题老师一边听一边记在黑板上，以便逐一解答）
3．拿出各种各样的保险丝让学生观察，并通过演示实验师生共同解答学生提出的各种问题。
①保险丝多种多样
③利用电流的热效应
③电阻较大（也可分析：由p＝i2r可知，当i相同时r越大，电能转化为热的功率p越大）
④是由铅锑合金做成的 ⑤熔点低
⑥不能用铜丝或铁丝代替
4．分别取一些较粗和较细的保险丝接在上面的电路中，重新演示，让学生观察有什么不同之处？
学生答：保险丝太粗不易烧断，不保险；保险丝太细，太容易烧断了，也不保险。
5．教师讲解：每种规格的保险丝都有它的额定电流，我们在选用或购买保险丝时要根据电路中的电流大小适当地选购，否则就不会安全保险。当然随着科技的发展，现在越来越多的人使用另一种保险装置──空气开关（演示空气开关，这里只作简单的介绍，至于它的作用可在课后指导学生展开探究）。随堂练习
1．我国家庭电路电压是 v，所以用电功率越大，电路中电流i越。2． 是烧坏保险丝的原因，甚至引起火灾。
3．保险丝是用 制作的，它的熔点比较，电阻比较，不能用、代替保险丝。
小发明提升用电采集成功率 篇5
1 现有天线安装方式的缺点
(1) GPRS受到金属、墙体、电磁干扰等影响, 信号强度会减弱, 造成天线信号不稳定, 以致无法正常传输数据。
(2) 安装位置和角度受限。用电信息采集系统的GPRS天线大都为磁铁吸盘天线。此天线具有安装简单、信号接收好、可延长功能。现在一般都是直接放置在表箱上, 或者吸附在墙铁上。因表箱和墙铁安装在先, 天线的安装位置和角度已大大受限。如果需要移动天线, 就需要新装或移动原墙铁, 这样费时费力, 信号强弱还存在不确定性。
(3) 天线延长线外露, 不仅容易造成人为破坏, 还加速了其老化进程。长期的风吹日晒, 影响天线的使用寿命。而且天线的老化隐蔽性强, 不容易检测到, 影响采集信号。
2 解决的措施
为解决上述问题, 该公司成立技术攻关小组, 经过收集问题, 提出想法, 多次研究, 制作样品, 反复试验, 不断改进, 历时一个月的时间, 研制出多角度天线支架, 解决了天线受环境影响大的弊端, 增强了信号稳定性。多角度天线支架如图1。支架部件说明及作用如下:
(1) 空心镀锌管。长度可以根据实际安装位置需要自由选择。此管抗氧化性强, 是电力器具常用材质。
(2) 调节槽。在镀锌管一头对称设计一个约10 cm的槽, 可方便地夹在每个表箱上方出户线墙铁上。利用此槽可进行方向调节, 根据信号来源方向, 理论上可以进行180°旋转, 使天线更好地定位。
(3) 压紧螺丝。起到固定天线支架的作用, 在天线支架移动到合适位置后, 旋紧此螺丝。
(4) 天线固定槽。在镀锌管另一端上壁上设计一个长约4 cm, 宽约2 cm的长方形开口, 使天线镶嵌在这个固定槽中, 既防止雨淋, 又使天线底座可安置, 减少了人为破坏和自然损坏。在吸附力减弱时, 还起到稳固作用。
(5) 进出线孔。天线通过此孔与集中器或终端设备相连。
(6) PVC管。此管可根据天线高度安装, 起到保护天线的作用, 减少破坏和老化。
3 安装后的测试对比
用信号强度测试仪对安装前后信号进行了测试:安装前, 天线信号强度一般在-90—-75 d Bm, 最低达到-96 d Bm, 信号强度低于-85 d Bm时, 误码率大大提升, 影响数据采集传输。新装位置天线信号强度一般在-75—-65 d Bm, 最好时-64 d Bm, 信号强度大大提升, 提高了数据采集传输成功率。通过对比可以发现:
(1) 解决了信号死角问题。即使在墙角, 或墙边, GPRS信号较弱的地方, 通过支架的移动功能可以使天线远离铁器、墙体等其他一些干扰物。
(2) 天线安全受到保护。原来天线外露, 磁铁吸盘天线很容易引起孩子们的好奇心, 层出不穷的天线被弹弓射断的现象就是例子, 支架的天线固定槽把天线底座结实地包裹起来, 有效防止了天线遭到破坏。
(3) PVC管的包装使天线穿上外衣, 有效延缓其老化进程, 延长其使用寿命。
(4) 天线安装选择性大了。天线安装不再局限于表箱上面或角铁架上了。可以根据实际需要选择合适的支架, 选择合适的位置, 增加了信号选择角度。
(5) 有利于天线置于高处。天线置于高处更容易接收信号。支架可以根据天线的长度调整安装高度。
4 应用效果
提高客户用电功率因数考核指标 篇6
现行电网功率因数调整电费办法自实施以来已有数十年, 在一定时期内对促进客户安装无功补偿装置, 提高用电功率因数起到了积极作用。然而随着电网容量的迅速增大, 电网和客户的电力容量情况均发生了很大的变化, 原有电网容量小, 发电机组小, 客户用电量小, 电网输送功率也很小, 电网的功率因数高低对电网的影响不大, 对无功功率因数要求也不高, 出台客户功率因数调整电费办法, 能促使原来那些大工业客户安装无功功率因数补偿器就可以了。然而, 随着电网的不断增大, 电网的容量由原来的几十万千瓦变成现在的几千万千瓦, 增长几十倍甚至上百倍, 客户用电量由原来的几十亿千瓦时变成现在的一千多亿千瓦时, 增长几十倍。目前, 电网由于电源点分布不均匀, 形成电能大容量远距离输送, 而原功率因数电费考核标准影响了客户功率因数的提高, 不利于减少电网中的无功输送容量, 不能继续降低电网中的功率损耗, 对电网的稳定性、电压水平、电网的经济运行、节约能源, 减少排放等都造成一定影响。
电网功率因数调整电费管理办法的目标是协调供用电双方的关系, 引导和激励用电客户正确配置使用无功补偿器, 尤其是投资动态无功补偿设备, 实现无功就地补偿, 减少使用电网无功电能, 提高电网功率因数, 减少电网电能损耗, 改善客户电能质量, 保障电网安全经济运行, 减少电网投资并降低生产成本。
二、提高客户功率因数考核指标对电网损耗的影响
电网发电厂无功功率因数考核0.8, 0.85, 发电厂发出大量无功电能, 经过发电厂的升压变压器, 升成高电压后由发电厂专用线送入高压电网, 再由省高压输电网输送到各地。各地区枢纽变电站 (500k V或220k V变电站) 降压后, 经过送电线路输送至110k V或35k V变电站 (或直接送到用电客户) , 或由110k V或35k V变电站降压成10k V电压等级, 经过配电线路送给客户用电。经过这一系列升压、降压输送过程, 使电网有功功率和无功功率远距离、大容量输送, 势必造成大量的电网电能损耗。由于发电厂的位置已经固定无法改变, 有功电能必须经过这一系列升压、降压输送过程才能到达客户, 这是无法改变的。而无功功率却不一样, 它是可以就地补偿就地利用的。因此, 若减少发电厂输出无功电量, 可以使电网的电能损耗大大降低。由此可见, 通过提高客户功率因数考核指标的经济杠杆, 能够有效提高客户功率因数, 有效减少电网无功功率输送, 优化电网结构, 减小电网电压降, 保证客户的供电质量;提高功率因数考核指标, 可以减少电网输送过程中大量有功功率损耗, 节约电能, 减少发电排放, 是一项利国利民的社会节能减排工程。
三、提高客户功率因数考核指标对客户自身的影响
提高客户功率因数考核后对企业自身经济效益的影响, 这个问题我们针对当地一些用电大户作了调查, 目前, 这些用电大户的无功补偿装置使用效率都不会很高, 提高功率因数考核后企业剩余的无功补偿容量已经足够满足要求, 无需增加新的无功补偿装置, 只要加强无功补偿管理就行了。在功率因数考核指标提高之前, 由于用电客户无功补偿不是很足, 管理也差, 电网输送无功电能较多, 客户电压降大, 电压波动也大, 对企业的安全生产、产品质量有较大影响。对于新增用电客户, 提高功率因数考核后, 客户在设计施工时, 就可以考虑减小线路导线截面, 减小主变压器容量和开关、设备容量, 可以节省建设投资, 以抵消增加无功补偿装置多投入的费用。因此, 客户通过多投入无功补偿设备提高自身功率因数后, 提高了电网的稳定性和用户用电质量的可靠性, 这不但对电网的安全稳定有益, 而且对于用户的长远发展和保障自身的用电质量方面也起到较好的效果。
四、电网目前执行的功率因数调整电费存在的缺陷
电网目前执行的功率因数调整电费是:第一, 当功率因数刚好达到考核标准时, 比如说功率因数考核标准是0.85, 企业实际使用功率因数刚好也是0.85时, 功率因数调整电费是零, 也就是说功率因数电费考核是不奖励, 也不罚款;第二, 当功率因数超过考核标准时, 比如说当企业实际使用功率因数为0.86时, 比考核标准高1%时, 功率因数调整电费是0.001元/k Wh进行奖励, 依此类推, 企业实际使用功率因数每提高1%时, 功率因数调整电费也是按提高0.001元/k Wh进行奖励;第三, 当功率因数达不到考核标准时, 比如说企业实际使用功率因数为0.84时, 比考核标准低1%时, 功率因数调整电费是0.005元/k Wh进行罚款, 依此类推, 企业实际使用功率因数每降低1%时, 功率因数调整电费也是按提高0.005元/k Wh进行罚款。这种不痛不痒的功率因数考核办法对用电客户提高功率因数起不到什么作用, 感觉这个功率因数考核可有可无, 很麻木, 根本就没有引起用电客户的重视。这种功率因数考核调整电费办法不利于当前电网节能减排, 不利于国家节能减排政策实施。因此, 现行的功率因数电费调整办法已经不能满足电网经济安全的实际需要, 不能起到监督促进作用, 需要我们认真探讨研究, 改进这种不合理的考核办法, 以满足电网生产节能减排的需要。
五、客户功率因数考核指标、电费调整方案及电网无功补偿优化
电网现行客户功率因数考核标准为0.85和0.9, 若把客户功率因数考核标准提高到0.95, 用智能电能表实时考核无功电能, 把功率因数调整电费按0.85的考核模式, 奖励和罚款按五倍计算, 实行重奖重罚, 迫使所有用电客户都必须增加投入无功补偿, 提高用电功率因数, 以达到减少电网无功电能输送。从客户的无功电能使用情况可以得出, 将客户用电功率因数考核指标由0.85, 0.9提高到0.95, 发电厂功率因数考核指标由0.80, 0.85提高到0.9, 0.95后, 经过对电网无功补偿进行优化, 使电网输送无功电能大幅下降, 不但可以降低电网大量有功电能损耗, 而且电网线路设备可以增加输送容量, 减少电网线路设备投资。以某电网目前的供用电量1, 500亿千瓦时来进行估算, 每年可以减少电网损耗有功电量超过二十亿千瓦时, 电网输送容量可以增加百分之七左右, 也就是说电网投资可以节约百分之七左右, 可以减少电力线路设备大量投资, 取得明显的节能减排效果。
六、结语
大功率用电设备 篇7
关键词：用电信息采集系统,微功率无线,信道仿真系统
0 引言
随着能源的日趋紧张和用电需求的迅速增长, 许多国家都在积极发展智能用电技术。就我国目前形势而言, 建立安全可靠的用电信息采集系统是建立智能电网不可或缺的一部分。
目前的用电信息采集系统中, 本地通信方式大都采用RS485总线和电力线载波方式, 但这两种通信方式都存在着诸多缺点和不足, RS485总线通信方式安装调试复杂、易遭到人为破坏, 电力线载波方式存在信号衰减大、噪声源多且干扰强以及受负载特性影响大等问题, 对通信的可靠性形成一定的技术障碍[1]。已在小范围试点运行的微功率无线通信方式由于具有施工简单、成本低、适应性强等优点, 得到了广泛的关注。
国外在将微功率无线通信技术应用到用电信息采集方面的研究比较早, 自动抄表系统的理论和技术目前己经比较成熟, 在发达国家 (如美国、日本、英国等) , 基本都实现了自动远程抄表[2]。在我国的用电信息采集系统中, 470~510 MHz免申请频段的微功率无线通信方式的成功应用, 使得对于这种通信方式的研究逐步发展起来, 然而, 目前已有的无线通信性能评估系统的功能和性能指标不能完全满足对现有多种无线通信产品性能评估的需求, 国内对于微功率无线通信方式用电侧的无线通信产品的性能评估技术发展相对滞后。
1 国内外研究现状
无线通信产品在用电侧计量设备中的应用, 要求建立完善的产品性能测试系统, 以便全面、准确地考核用电侧所应用的各种通信设备的性能, 为数据传输的可靠性以及通信设备的质量提供保障, 提前发现实际使用过程中存在的隐患。
近年来, 由于数据通信技术需求的推动以及半导体、计算机领域等相关电子技术的快速发展, 无线信道仿真技术发展迅速, 基于软件或硬件均可实现无线信道的模拟仿真。目前软件实现方式上多采用MATLAB、C++编程, 可实现对信道各项参数的仿真设置, 这种方式操作简单、成本低, 适合于学术研究, 但不适用于实际产品的检测;硬件一体化无线信道仿真器也已有成熟的产品, 其中以美国Spirent公司和芬兰的Elektronbit公司的产品较为多见。但这些较为成熟的无线信道仿真设备多针对无线公网如GPRS、CDMA等信道的测试, 通信频点、测试模型以及测试方式上均不适合微功率无线通信信道的环境, 因此目前基于硬件仿真实现这一特定频段、特定通信方式和特殊通信环境的微功率无线通信信道的仿真还处于研究阶段。
目前, 国内有部分微功率无线产品生产厂家也在研制微功率无线通信的检测系统, 这些检测系统只能根据经验值实现对信号损耗的一个模拟, 不能实现对诸如多径衰落、噪声以及衰落类型等信道参数的仿真, 因此这些系统并不能够模拟真实的信道环境。此外, 这些检测系统只能实现对自己产品的检测, 无法实现微功率无线通信产品的互联互通检测, 因而无法大规模应用到实际的微功率无线通信产品的性能检测评估中。
2 微功率无线通信信道分析
2.1 微功率无线通信环境及信道参数分析
微功率无线通信技术是采用频率调制方式把信息加载在470~510 MHz高频电磁波上, 利用空间传播来进行数据通信的方法[3]。其通信特点在于自组网, 采用分簇的Ad hoc分级网络结构, 按照集中器模块内部的智能电能表地址信息, 模块自动组网, 电能表模块不仅可以传输自身的用电信息, 还可为其相邻的电能表模块转发数据, 这使得从电能表到集中器存在多条有效路由, 当某条路由中断时, 无线自组织网络中可立即启用另一路由继续进行数据传输。微功率无线通信设备组成示意如图1所示。
在实际的通信环境中, 集中器并不是采集每个电能表的数据, 而是根据自组网的特点采集相对距离较近的节点信息或者主表位的信息, 从而获得整个小区的用电信息。
对以上环境的分析以及对大量文献研究表明, 虽然微功率无线信道与传统的移动信道一样, 发送的无线电波经历大量反射、散射和绕射造成多径色散[5], 但微功率无线通信信道又同传统的移动信道存在差别。
1) 传统的移动信道为高基站天线、低移动天线, 信号色散的主要原因是固定物体 (如建筑物) , 相比较而言, 人和车辆的移动可以忽略。微功率无线信道的天线都较低, 抄表环境存在于室内或室外, 建筑物、人和其他物体在低高度移动台天线周围的移动都会造成信号的变化。
2) 传统的移动信道的多普勒频移较明显, 而在微功率无线环境中不存在发射端与接收端相对的快速移动, 因此微功率无线信道的多普勒频移可忽略。
3) 微功率无线传播距离比移动信道的要短, 因而传播时延和多径时延差小得多。对微功率信道而言, 最大传输时延约为10μs, 而移动信道会受远处物体, 例如丘陵、山脉、高大建筑物等影响, 附加时延大于100μs。
微功率信道也受到气候、环境、距离等各种因素的影响, 接收到的信号幅度和相位是随机变化的, 必须考虑快衰落、深度平坦衰落、长扩展时延等因素[6], 通信速率高时还要考虑频率选择性衰落等各种不确定因素。
2.2 微功率无线产品检测指标分析
根据现有的一些标准[4], 微功率无线产品的检测包括发射性能测试、接收性能测试、组网性能以及协议分析测试, 这些主要的测试类别中包含对接收信号灵敏度、频偏、误差矢量幅度、抄表时间、抄表成功率等一系列指标的检测和分析。如果在实际的环境中测试, 需要耗费大量的人力和物力, 且需要反复测试产品特性, 可行性较差, 因此迫切需要在实验室环境下建立微功率无线信道的仿真系统, 以便于实现对微功率无线通信产品的检测, 进而建立和完善可靠的用电信息采集体系。
3 系统仿真
3.1 系统概述
本文研究建立了一个无线信道仿真平台来建立对微功率无线通信产品的检测能力, 实现对470~510 MHz微功率无线模块的指标检测。此系统可以全面模拟用电信息采集系统本地通信信道的信号损耗特征、多径衰落特征、信号频移、相移特征以及噪声特性, 并且实现了信号的双工通信, 解决了单向链路无法模拟这一特定通信技术特点的难题, 可完成集中器模块向微功率电表模块发送命令、电表模块回复数据的双向通信过程, 在测试过程中注意信号的屏蔽, 可以实现对外界干扰和噪声的有效隔离, 以实现被测集中器模块与电能表模块的良好通信。
无线仿真测试仪器连接框图和仿真系统功能框图分别如图2、图3所示。
本文的信号模拟方案主要由Agilent公司的N9020A MXA频谱分析仪、N5106A PXB接收机测试仪、E4438C矢量信号源构成。其中E4438C和N9020A完成信号的变频转换, N9020A将用户需要衰落的RF信号下变频到中频, E4438C将模拟后的信号上变频到RF输出, N5106A可设置信道参数完成对中频信号的信道模拟。
为了验证系统可行性, 需采用确定信号以方便对比输入输出信号, 因此, 本文的仿真实验均采用安捷伦E5515C作为信号源, 发送连续波信号。
3.2 传输环境分析及系统仿真
为了验证系统的可行性, 本文对用电信息采集系统的本地通信方式——微功率无线通信的无线信道涉及的各个信道参数进行了仿真, 并对仿真结果进行了分析。
3.2.1 信道衰减
设置频率f=475 MHz, 幅度为-20 d Bm。经测得输入信号的带宽B=63.35 k Hz, 周期T=2.115 ns。输出信号频谱如图4所示。
设信号衰减为10 d Bm, 则接收信号幅度为-30 d Bm, 图4为经过无线信道仿真系统后信号的频谱分析, 输出信号的幅值为-30.75 d Bm, 在可接受误差范围内。
在实际的测试中, 系统最大衰减量能达到-136 d Bm, 可以满足在可接收到信号条件下任何微功率环境的参数模拟。
3.2.2 多径效应
在实际的微功率环境中, 电能表和集中器的安放位置各不相同, 对于一些旧的住宅小区, 电能表多安装在楼道内, 集中器安放在楼外的配电箱内, 对于新建的一些住宅小区, 电能表和集中器往往都安置在地下室的配电室中, 还有一些农村环境下信道的情况也不尽相同, 但由于环境中障碍物的反射、绕射和折射现象, 信号一定会产生多径效应。
根据时间弥散性, 当满足信号带宽大于相关带宽时, 信号产生串扰。对于多径幅度, 在距离信号源较远的地区, 直射波由于扩散损耗较大而很弱, 或者由于遮蔽而没有直射波, 仅有大量反射波, 衰落服从瑞利分布[7]。
测得本文的输入信号带宽B=63.35 k Hz, 因此多径时延需满足τ>15.8μs时才会对不同频率的信号产生频率选择性衰落。
根据以上理论基础, 对信道的多径时延进行了仿真分析, 仿真参数为:多径时延τ=[0, 0.1, 0.5, 17.2, 50], 单位为μs, 5条时延信号的频偏f=[0, 5, 10, 2, 15], 单位为Hz, 相移θ=[0, 7, 15, 18, 20], 单位为度, 信号功率幅度服从瑞利衰落。
多径效应频谱和多径效应时域波形分别如图5和图6所示。
图5记录了3个不同时刻信号的频谱图, 从图中能清楚地看到信号发生了频率选择性衰落。图6为信号时域波形, 经过多径效应的信号幅度都发生了较大的波动。频率幅度数据统计见表1所列。
表1记录了频率和幅度的变化, 可以看出由于信号受多径效应的影响, 幅度的变化范围波动较大, 从3.10~21.13 m V, 即从–37.2~–20.5 d Bm变化, 由此可见, 多径效应引起信号发生了频率选择性衰落。
本文建立的仿真系统可最多模拟24条路径, 多径延时可达2 ms, 且每条路径都可设置发射角度与到达角度, 因此可以满足微功率无线环境的测试。
3.2.3 其他参数仿真
微功率无线环境下的噪声为高斯白噪声, 在实际的仿真中, 可根据实际环境下的信噪比来产生相应的高斯白噪声, 仿真系统信噪比可达–30~30 d B。可在0~360°范围内生成任意角度的入射角、出射角的信号。此外, 可根据衰落特点设置衰落类型, 包括Rayleigh、Rician、Suzuki、对数正态分布等。
4 结语
本文分析了用电信息采集系统中微功率无线信道环境的特点, 根据微功率信道特有的特点, 建立了适合于微功率无线通信产品的检测系统, 完成集中器与电能表的双向链路通信检测, 通过大量的实验验证, 整理了大量的数据和试验结果。从理论上分析了系统的可行性, 可用于对微功率无线产品的检测。
参考文献
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大功率用电设备 篇8
关键词：用电信息采集系统,成功率,因素分析,处理措施
一、前言
在我国可持续发展的道路上, 电力节能已经成为人民代表大会上的战略发展目标, 而我国为了坚持走可持续发展的道路, 一方面在努力研究影响用电信息采集成功率因素分析, 而另一方面, 便是眼前影响用电信息采集成功率因素分析及处理的落实问题。企业发展是依托在国家以及整个全球发展的经济生态链上, 国家的信息采集成功率也促使企业增加电力能源使用效率, 实施科学有效的用电信息采集。而用电信息采集不单单是为了提高企业经济效益的原因, 这是一件长久的采集任务, 更是为了将来的子孙后代可以有一片生存空间做贡献。
二、用电信息采集系统的现状
用电信息采集系统一般是由主站、远程传输通信通道和本地数据采集通道三部分构成。用电信息采集的实现主要依赖与通信通道的选择, 在通信方式上一般采用两级通信方式, 一是, 远程传输通道, 主要是指集中器到主站之间的通信方式;二是, 本地数据此埃及通道, 即集中器或者电能表之间的通信方式。
1. 远程传输通道现状与分析
远程通信是指采集终端和系统主站之间的数据通信。通过远程通信, 系统主站与用户侧的采集终端设备间建立联系, 并下达指令和参数信息, 收集用户用电信息。
远程传输通道可以采用以下几种方式:
(1) 借助移动运营商的无线传输方式。
(2) 借助于固网运营商的宽带城域网。
(3) 无线宽带通信。目前, 主要的无线宽带接入方案有WIMax和Mc Will。
(4) 中压电力线宽带通信。中压电力线宽带通信技术将传统的中压配电网祝阿扁成为数据通信网, 在建设成本、运行和维护费用等方面具有天然的优势。
(5) 光纤通信。到目前为止, 光纤通信仍是通信容量最大、运行最安全、稳定的通信方式, 电力生产、调度、管理信息通道已经全部采用光纤通信方式, 光纤已普遍延伸至35KV
以上的变电站。
2. 本地数据采集通道现状与分析
本地通信主要是指采集终端和用户电表之间的数据通信。对于大用户和工商业用户来说, 其用电信息采集所用的本地通信通常采用RS-485总线, 相对比较简单:而居民用户用电信息采集的本地通信相对比较复杂, 多种通信方式同时共存。
三、影响用电信息采集成功率的因素分析
在我国用电信息系统当中, 电力需求量较大、费用较高, 一直是困扰企业领导的头等问题。而在增加了经济投资的同时更是对人们正常生活的巨大影响。虽然用电信息系统中都是对影响采集成功率因素的宣传以及材料, 可这其中因为落实不到位、领导不重视、没有提高紧迫性等等推迟或者无法正确实施。以下将对影响当代用电信息系统中信息采集成功率中存在的因素进行分析:
1. 变电所的位置以及低压供电线路设计
变电所的位置以及低压供电线路设计不合理造成的采集信息不成功。变电所的位置设定应处在电力负荷的中心点, 使电力可以平均供应。而在当代众多用电信息系统当中, 由于实际地理条件的变或者生产需求的不同, 变电所的位置并没有按预期设计摆放, 从而就会导致部分供电使用线路过长压力变大及信息不能完整采集的问题。
2. 用电信息系统
用电信息系统对采集信息成功率烦人投入资金不足, 就没有引起对采集信息成功率的重要性和紧迫性。当代用电信息系统众多领导过多重视眼前经济效益, 而用电信息系统的采集信息成功率的改造需要投入资金进行设备更新、技术改造等工作, 但当采集信息成功率的改造所带来经济效益小于投资的经济效益时, 用电信息系统对采集信息成功率的问题就不再那么重视, 从而放弃。
四、影响用电信息采集成功率的因素相关处理
在开展采集信息建设工作中, 供电局所属市区电力局以技术和管理为抓手, 以采集信息成功率为目标, 开展采集信息工作, 通过一系列有效的措施, 不仅优化了企业资源配置, 降低了企业生产成本, 更提高了电压质量和供电可靠性, 有力的保证了客户用电的持续性和安全性, 取得了较好的经济效益和社会效益, 实现了社会信息采集成功、企业降损的双赢。
1. 技术为采集信息成功提供强力保障
线损管理是采集信息工作中的重要一环, 其中成功率指标, 又是反映供电企业综合管理水平的重要指标之一。
2. 管理让采集信息之路走得更好更远
以技术为支撑, 以管理实现采集信息工作上台阶。在强化采集信息成功管理方面, 还可以开展了培训、宣传等活动。
五、结论
综上所述, 建设利用用电信息采集系统, 符合国际电网技术发展的方向, 是建设智能电网的重要组成部分。用电信息采集系统节能降损是电网运行的主旋律, 我们应做好工作人员的安全管理, 只有通过合理和健全的制度, 严格的管理, 先进的方法, 就能使工作人员的安全管理工作走向标准化、规范化的道路。提高电网用电信息采集系统工作的可靠性和安全性, 从而保障电网的安全和稳定运行, 能够满足人们日益增长的社会经济发展的需求。
参考文献
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[2]李赋欣, 徐厚东, 佟如意.用电信息采集系统信道建设研究[J].四川电力技术, 2013, (6) :46-49.
大功率用电设备 篇9
随着社会经济的不断发展人们生活水平随之发展, 日常生活中对用电量的需求不断增加, 电力行业得到快速发展, 并且取得了显著的成就。当前的电力系统的发展逐渐走向信息化、自动化和智能化的技术发展方向, 在电力系统中通过对用户用电量信息和数据的采集和分析整理, 加强用电信息采集数据成功率的自动化和智能化的发展脚步, 对用电信息进行处理分析和整理以及进行实时的监控可以及时的发现电力系统在正常运行中出现的问题。由于用电采集系统复杂, 技术要求高导致其在应用过程中容易受到各方面因素的影响, 出现成功率低的问题。这需要电力技术人员在实际的对用电采集信息数据进行操作处理时, 对其投入较多的关注和重视。
1 用电采集成功率低的主要原因
1.1 接线出现故障
智能电表和普通的电表相比, 尽管在使用功能上智能电表具有常规电表无法比拟的优势, 但是智能电表的结构非常复杂, 而且结构内部的线路的连接的相色也非常复杂, 结构内部的计量表在安装过程中需要专业的技术人员对其进行安装。在安装过程中, 如果操作不当会出现连接线接线错误的问题, 在对用电信息采集系统的使用过程中的正确率和成功率;在智能电表中的连接线一般都是细小的线路。用电信息系统成功率低往往是由于在连接过程中常常因为连接不牢固而出现的线路脱落引起的。
1.2 通讯故障
电力系统的数据接收主站与用电采集信息系统之间是通过数据通讯方式进行数据的传输, 在实际的用电信息采集过程中采集成功率标准和GPRS模块板之间的跟进工作存在一定的难度, 并且流量小, 这类问题严重时甚至会导致用电信息采集集中器和电力系统数据接收主站之间的通讯中断。
1.3 数据错误
由于当前用电信息采集系统的安装技术较为落后, 一些用电信息采集系统在最初的建立和安装中, 内部结构表格的构成形式非常单一, 表格内并不包括对用电信息采集现场采集的所有数据, 在最后的用电信息采集系统的数据整理时会出现数据误差的问题, 出现的数据误差往往会导致用电信息采集的成功率低现象的出现。
1.4 环境因素
用电信息采集系统由于环境的不同, 也会随之发生相应的改变, 一些高山地区和阴雨天气的信息采集的通讯信号较差或者是信号不稳定, 会导致对用电信息采集的数据不能正常正确的输入到相应的信息的集中器中, 导致用电信息采集无法进行及时有效的采集数据, 甚至会造成用电信息采集系统对数据信息采集的成功率较低的问题。
1.5 终端因素
在用电信息采集的过程中导致用电信息采集成功率低的因素是终端设备上出现的问题。智能电表表计和终端设备之间往往会在用电信息采集系统的运转中出现一系列问题, 特别是在用电信息采集集中器采集模块出现问题时, 会在很大的程度上导致用电信息采集的成功率下降。
1.6 其他原因
(1) “SG186”营销应用系统与用电信息采集系统客户档案信息不对应。
(2) 集中器与电表之间、主站与集中器之间信号不稳定, 相邻台区的载波信号相互干扰以及2010年农网配置漳州科技能集中器黑屏、闪屏、损坏较为严重, 未配置上行采集模块。
(3) 安装工艺不规范、不正确。
(4) 采集运维人员运维经验不足。
(5) 客户联系方式变更频繁。
(6) 自动核对“SG186”营销业务应用系统及用电信息采集系统运行稳定性要求高, 对该两系统信息变更后中间库的信息同步及准确度高标准要求不能完全满足, 且此三系统频繁出现客户信息丢失等。
2 关于用电信息采集系统的成功率低的有效措施
以上所述内容都是在用电信息采集系统中常见的问题, 根据这些问题电力工作者应该提高重视程度, 采取相应可行的措施, 来促进用电信息采集的成功率, 促进电力系统的监管工作。
2.1 解决接线故障的策略
根据上述的分析内容我们可以得知, 在用电信息采集过程中出现接线故障的主要原因是接线线路复杂并且部分线路较细, 在接线过程中, 工作人员不能特别清晰的辨别准去的连接线路, 从而会导致由于接线线路错乱出现的接线线路故障。为了解决因为接线线路颜色相似而造成的接线时接错线而导致线路故障这一问题, 我们对接线线路的颜色进行不同的标记方便在接线时区分各线路主要连接的部分和作用, 确保不同颜色对应的不同的线路得到正确的连接以此来维持用电信息采集系统的正常运行, 这样可以十分有效的解决在连接线路过程中由于线路颜色一致而引起的接错线路导致用电信息采集出现错误的情况, 在接线时还应该对相应的连接线路尽心实验确保每个线路连接时的准确性, 对连接出现问题的线路进行标记并修改线路的连接, 来保证接线的可靠性, 保障用电信息采集系统的平稳运行, 提高信息数据采集的成功率。
2.2 通讯故障造成的用电信息采集成功率低的措施
在用电信息采集过程中经常会因为通讯出现问题而导致对用电信息的采集出现问题, 在此电力技术人员应该加大对通讯的重视, 合理的选择通讯运维商, 组织建立相关的具有专业性的运维队伍。加强各部门与配电的工作的协调性发展, 特别在换新的变压器或者是新电路时, 应该做好各部门与配电室工作的沟通, 确保各部门的数据与用电信息采集数据保持一致性。在流动资金充足是可以将传统的通讯器换成移动3、4G通讯, 对信息的采集技术进行更新不断适应社会发展要求, 来提高用电信息采集成功率。
2.3 数据出错的措施
电力技术人员在对用电信息采集时要结合实际情况对用电信息采集的表格进行适当的调整设置, 使表格具有一定的针对性和可靠性, 还要保证表格的所有数据和采集的大数据一致性, 另外还要做好对信息采集系统的运行工作, 定期的对系统进行相关的维护, 对其进行实时监测, 及时发现系统中不合理之处对其进行修改和调整, 从而来表格可以得到充分的利用, 满足用电信息采集对信息数据采集的需求, 减少数据的错误率, 来提高信息采集的成功率。
2.4 环境因素对用电信息采集影响的对策
环境因素对任何事物来说都是客观存在, 不会随任何东西发生改变的, 环境的影响因素同时也会在用电信息采集系统中产生影响, 我们只能采取相应的方式去避免环境因素带来的对用电信息采集的影响, 将环境因素的影响降到最低。在对用电信息采集系统的电力设备安装时首先根据现场实际情况进行勘察, 寻找合适的位置进行设备安装, 对系统正常运行和环境因素的考虑时, 确保用电信息采集系统受到环境因素的影响达到最低, 可以在变压箱和变电箱上增加一些相关的对雷雨天气的防护措施, 增设避雷针、避雷带和雨罩等防护工具, 来保护电力设备, 从而来确保信息采集的成功率。专业的技术人员定期对系统进行检查维护, 一旦发现系统出现故障进行及时的维修处理, 来保证信息采集的成功率。
2.5终端故障的对措
加强表计对用电信息采集和终端设备的管理工作, 在表计出库时对其进行详细的检查和出库扫描, 并将最终获得数据进行大数据的存储记录分析, 将其分发到电力技术工作人员的手中, 在对系统的维护过程中可以参考该数据和现场获得的数据进行比较, 出现异常值较大的情况将于表计生产商进行沟通联系做好校对工作, 来提升系统的成功率。另外, 应该从实际出现, 结合以往的经验, 对表计的终端设备出现的问题进行详细分析并提出解决方案及时的解决问题。增强用电信息采集工作人员和设备生产人员的沟通, 在系统的生产过程加入一些技术模块来提高系统采集信息的成功率, 还要对用电信息采集系统的管理工作进行加强, 制定相关的管理规范标准, 确保管理工作落实到实处, 确保系统采集信息成功率。
2.6 其他措施
(1) 在用电采集调试前首先要做到“SG186”营销业务应用系统和用电信息采集系统客户档案信息完全关联契合, 并确保两者与设备运行现场完全一致。公司在完成了21651户零电量及垃圾户信息的清理工作。提前理顺了线台关系后。考虑到该两系统核对工程量大, 在从两个系统信息中一一对应进行排查甄别每个台区每名客户的基础信息, 公司总结了一套“客户编号排序法”、“异常信息差异排查法”等, 做到了SG186营销系统与用电采集系统百分之百关联。
(2) 2010年农网配置的老旧集中器未配置上行采集模块, 由于集中器不能和现有国标长针模块配合, 将两种模块的后盖拆除后, 效果明显改善, 通信正常。既节约了成本又发挥了广大职工的创新意识。
(3) 根据网络动态及延安地区小区的特点及远程费控智能表的天线为内置天线, 且延安地褚山区, 受用电客户比较分散, 表箱密封性等影响, 存在采集成功率受限制通过将电能表微功率无线模块更换为带外置天线模块, 每个台更换3~5个不等。
(4) 台区变未安装在村组负荷中心地时, 通过在负荷中心地加装集中器, 或在信号弱的地方选择合适的位置用普通电子表加外置天线模块, 提高信号的覆盖和采集率。
(5) 针对住供小区配电室一般在地下, 信号不稳定, 通过与通讯公司沟通多加1、2个信号放大器, 并在采集设备上加外置天线装置, 注意天线方向尽量和放大器做好对接。
(6) 采用技术手段, 提升采集功率。由于延安地区多山, 信号通讯收到的影响大, 经实践探讨, 可以通过更换双通道模块改善这一问题。比如柳林供电所更换双通道模块后, 采集由原来的97.52%提高到了99.1%.
3 结束语
用电信息采集系统在实际的应用运行中存在着许许多多的问题, 用电信息采集系统使用时出现的一系列问题会影响信息数据采集的成功率, 从而影响电力系统的运行, 所以在实际操作中电力技术人员应该加强对用电信息采集系统的重视, 采取合理的正确的方案对用电信息采集的问题进行解决和维护工作, 来提高信息采集的成功率, 从而来促进电力事业的发展。
参考文献
[1]张艳娥.浅谈用电信息采集系统应用[J].科技创新与应用, 2014 (06) .
[2]李欣淼.浅析个人信息采集系统在预警系统中的应用[J].信息通信, 2013 (03) .