电分析化学

电分析化学（精选12篇）

电分析化学 篇1

0 引言

高压脉冲电场是一种非热加工技术,作用于果蔬具有处理时间短、能耗低和对产品的色、香、味和营养成分不破坏及能够保持产品的新鲜度等特点[1,2,3]。近年来,国内外学者针对高压脉冲电场的这些特点进行了一系列应用于果蔬预处理方面的研究,主要集中在:高压脉冲电场作用果蔬进行灭菌消毒[4,5,6],对果蔬产品加工进行了预处理的作用机理以及对果蔬物性和品质的影响研究,对果蔬细胞结构的作用效应以及电磁特性影响等。在高压脉冲电场预处理或作用果蔬的工艺参数优化过程控制等方面也取得许多实用成果[7,8]。

近年来,笔者在高压脉冲电场预处理果蔬真空冷冻干燥方面进行了系统的研究分析。在探索低能耗冷冻干燥加工工艺以及过程控制参数优化中,需要研究电场参数对果蔬介电特性的影响机理,为此对这方面相关研究进展进行了综述分析。

1 果蔬介电特性的表述

果蔬电学特性指果蔬在外加电场作用下表现出来的导电性能、电穿透性和介电特性等。微观上,含有无机或有机离子的果蔬细胞组织具有导电性能;由磷脂双分子层构成的细胞膜具有介电特性[9]。从宏观上看,可将果蔬作为非均质半导体或者电介质。介电特性是指生物分子中的束缚电荷(只能在分子线度范围内运动的电荷)对外加电场的响应特性[10]。其主要参数有相对介电常数、相对介质损耗因数、介质损耗角正切、介质等效阻抗以及等效电容。

介电特性通常用复相对介电常数(ε)来描述,其数学表达式为

ε=ε′-jε″ (1)

其中,j=(-1)0.5;ε′为介电常数,表示材料容纳电荷的能力;ε″为损耗因子,表示电场中能量被吸收转化成热量的部分,决定能量的吸收和衰减。介电特性对于待测果蔬物料在高压脉冲电场中的受热情况非常重要,且与果蔬物料含水率的相关度极强,因而研究高压脉冲电场在果蔬冷冻干燥中的应用需重点了解介电特性。

2 等效电路模型的应用

在分析生物体的介电特性时应用的电学模型是在已设定的频率下将待测样本等价为等效电阻与等效电容的并联或串联电学系统,微观上常用生物组织内单个细胞的等效电路模型表示。

在研究果蔬的宏观介电特性时,把交变电场中的果蔬看作是由原生质和各种细胞液的宏观有效电阻和细胞膜的宏观有效电容组成的串联或并联等效电路[11]。生物组织等效电路模型,如图1所示。其中,RO为细胞外液等效电阻,RP为细胞壁、细胞膜等效电阻,CP为细胞壁、细胞膜等效电容,Ri为细胞内液等效电阻[12]。若试验测定果蔬的介电特性只需测量出果蔬样本的等效电容和等效电阻,经过电学模型的简单换算,可以得到相应果蔬物料的介电常数。

3 高压脉冲电场参数的影响机理分析

对于高压脉冲电场预处理果蔬的作用机理目前有多种假定模型的分析,如细胞膜穿孔效应、电磁机制模型、粘弹极性形成模型、电解产物效应及臭氧效应等[13]。从电磁学角度看,高压脉冲电场产生的电磁场与生物体相互作用的本质是电磁场与组成生物体各个层次物质之间的相互作用,因此电磁场参数对于果蔬物料介电特性的影响涉及因素较多,但主要考虑电场频率和电压。

3.1 脉冲电压对等效电容的影响机理

果蔬经过高压脉冲电场预处理,在脉冲电压的作用下,置于电场中的果蔬介质的带电粒子沿电场方向产生偶极矩,称为极化现象。当极化发生时,果蔬介质中的有极分子(如水分子等),将会形成定向极化,即由杂乱排列变为定向排列,在此过程中产生束缚电荷;而果蔬介质中的无极分子在电介质表面产生正、负感应电荷,这样果蔬介质的极化将会产生反相电场,减少了作用于电场中两电荷间的作用力,同时加剧了果蔬介质中物质间的强烈碰撞,从而阻碍了电荷移动[14]。因此,无论是有极分子或无极分子均未能在介质中累积电荷,造成介质储存电荷的能力下降,这样使得果蔬电介质的等效电容减小,介电常数减小。此外,由于极化过程阻碍电荷移动,造成极性分子与周围带电粒子的摩擦与碰撞的机率和产生的热量减少,甚至由于极性分子在介质移动过程中产生的热量无法克服介质的内粘阻滞力所做的功,使介质存储能量的能力降低、等效电容减小,同时介质的等效电容会随着脉冲电压的增加而减小。

3.2 脉冲电压对等效阻抗的影响机理

细胞膜是电磁场与细胞作用的初始位点,随后触发的一切反应都由细胞膜介导,在介导电磁场作用中,细胞膜上的细胞信号系统起到重要作用[15]。Asami研究了细胞破坏对于其介电特性的影响,结果表明在细胞破坏时会产生介电松弛现象,说明对于维持细胞介电特性,细胞膜起到了独特的作用[16]。

高压脉冲电场作用果蔬,脉冲电场产生磁场,这种电场与磁场的交替作用,使细胞膜通透性增加、振荡加剧、膜强度减弱,从而膜被破坏。除此之外,高压脉冲电场对细胞膜通透性的影响还受到细胞大小、方位以及形态的影响[17]。对于完好的果蔬细胞,细胞膜两端出现异性自由电荷,形成跨膜电压。当对细胞施加脉冲电压时,细胞膜两端积累的电荷使跨膜电压提高,从而加强了电荷引力对细胞膜的挤压作用,将使细胞膜变薄[18],当整个膜电位(果蔬细胞膜自然电位差)达到极限值时,使细胞膜变成无序状态,膜被破坏,形成细孔。此时,细胞膜通透性增加,电解质外渗,质体外的导电性增加,从而使细胞膜阻抗下降,果蔬介质的等效阻抗下降,且果蔬细胞组织的等效阻抗会随着脉冲电压的增大而减小。

3.3 脉冲频率对等效电容的影响机理

为了维持细胞正常的生理功能,细胞膜内外存在一定的电位差。由于细胞内外介电特性的差别,作为外加电磁场的主要作用点,细胞膜相当于一个电磁场集中器,细胞中的蛋白质、多糖分子团、类脂体等分子在缓慢流动时是不带电的,但其中的电离团存在电荷,形成偶极子[19]。当对果蔬施加脉冲频率时,细胞内的带电粒子会产生极化效应,而这一过程需要一定的时间。

当对果蔬施加的电场脉冲频率足够低时,细胞中偶极子会随着脉冲电场的转动而取向,无任何滞后,细胞中大部分分子将发生极化现象,极化率增大,等效电容较大;当脉冲频率大于某一临界值时,随着脉冲频率增大,某些极化过程需要较长时间,偶极子就可能跟不上脉冲电场的变化,该过程就会产生时间延迟[20],这种延迟过程会消耗介质中的能量,因此会引起等效电容减小。另一方面,在电磁场使介质中的偶极子发生转向的过程中,同时还会使果蔬介质中各种极性分子发生迅速的周期性运动。在此过程中,极性分子与其周围的分子发生剧烈的碰撞和摩擦,产生热量。其中,一部分热量损耗于克服极性分子在介质中的内粘阻滞力,转化为能量,发生松弛损耗[21],导致果蔬细胞存储能量降低,等效电容减小,同时果蔬细胞的等效电容随着脉冲频率的增大而减小。

3.4 脉冲频率对等效阻抗的影响机理

在果蔬细胞中,细胞液的电阻较小,具有离子导电性;细胞膜由大量的蛋白质分子和磷脂双分子层构成,其电容与电阻都比较大,一般被认为高度不导电物质。

当外加电磁场作用于果蔬时,细胞会发生极化现象,此时出现很多微小的电偶极子。当脉冲频率较小时,果蔬细胞内的电偶极子不会随着脉冲电场的变化瞬时移动,只能给出有限的响应,电流无法通过细胞膜进入细胞内液;若给介质施加较高的脉冲频率时,由于脉冲频率的作用,使得单位时间内作用于细胞间隙的放点次数不断增加,细胞内部的电偶极子可以跟上极化的强度,能够自由移动。另一方面,脉冲频率的增加使细胞膜破损,透性增强,这样电流可以通过细胞膜流经细胞内液。因此,在果蔬细胞组织间外加低频脉冲电场时,电流只能通过细胞间的细胞外液,随着脉冲频率的增大,由于电流不仅可以通过细胞外液,还能通过细胞膜流经细胞内液,这样使整个果蔬细胞组织的等效阻抗减小。

4 结语

高压脉冲电场作用果蔬时,电磁场参数对果蔬介电特性有一定的影响,分析其影响机理,可为高压脉冲电场预处理果蔬冻干工艺参数优化和过程监控、基于果蔬介电特性进行果蔬冻干水分在线检测,以及了解电场作用果蔬冻干过程水分运移及扩散规律等方面提供分析依据。

电分析化学 篇2

一、行业发展概况

电力是国民经济的重要基础产业。改革开放初期，全国电力供应紧张，加快电力建设，增加电力供应是当务之急。为此，电力工业首先进行了投资体制改革，以解决电力建设短缺的矛盾。1981年，山东龙口电厂开工建设，首开中央与地方合资建设电站的先河。1987年，国务院又提出了关于电力体制改革的＂二十字方针＂，即“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电”，再加上“因地、因网制宜”，形成了完整的集资办电、多渠道筹资办电。1984年，我国第一个利用外资兴建的大型水电站——云南省鲁布革水电站开工建设，由日本公司中标承包。该电站深化施工管理体制改革被称作“鲁布革冲击波”。从1985年开始，国务院陆续设立了华能国际(相关,行情)电力开发公司等一批电力企业，以加大利用外资的力度。

新政策极大地促进了电力工业的发展，年投产容量完成了500万千瓦、800万千瓦、1500万千瓦三个跳跃，促成了全国电力装机容量连跨三大步：1987年超过1亿千瓦，1995年超过2亿千瓦，2000年超过3亿千瓦，装机容量和发电量均居世界第二位，中国成为世界电力生产和消费大国。从1996年开始，全国电力供需基本实现平衡，结束了拉闸限电的局面。至2001年底，全国年发电量达到14839千瓦时，装机总容量为3.386亿千瓦，两项指标均居世界第二位，分别比1978年底的2566亿千瓦时和5712万千瓦增长了近6倍。

在大力开展电源建设的同时，我国的电网建设也迅速发展。到2000年底，全国已形成了7个跨省电网和5个独立的省电网。7个跨省电网中，有6个已形成以500千伏为主干、220千伏为骨干、110千伏为高压配电的电网结构。“西电东送”战略实施以来，已初步形成了北、中、南三条通道。南方电网西电东送能力达到370万千瓦，蒙电东送能力达到109万千瓦。以三峡工程为契机，并以三峡电站为中心向东、西、南、北四个方向辐射。华中电网与华东电网联网，川渝电网与华中电网联网，华东与福建联网工程建成投运，东北电网与华北电网实现交流互联。全国电网互联的雏形已基本形成。目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。

与此同时，建国以来最大规模的城乡电网建设与改造取得明显进展。1998年，国务院决定进行城乡电网建设与改造工程，改造农村电网、改革农电管理体制，实现城乡用电同网同价（简称＂两改一同价＂），由国家电力公司组织实施。投入资金2600多亿元，改造了269个城网和2500多个农网。通过改造，城市电价平均每千瓦时降低5分钱，减轻用户负担400亿元；农村电价平均每千瓦时降低1角3分钱，减轻农民负担350亿元，解决了2500多万人口的用电问题。

在规模不断扩大的同时，我国电力工业的质量也不断提高。水电发展速度位居世界前列，火电结构得到优化。加快水电建设，中国长江、黄河以及其它大江大河中上游梯级开发，新的大中型水电站成批投产，改变了水火电的比例。淘汰了一批小火电机组，单机容量30万千瓦、60万千瓦机组已成为电网的主力机组。单机容量80万千瓦的发电机组已投入运行。90万千瓦火电机组正在建设中。正在建设的三峡电站将采用70万千瓦的水轮发电机组。核电建设已经起步，并形成300多万千瓦的生产能力。风力发电也形成40万千瓦左右的规模。地热发电、太阳能发电、垃圾发电取得进展。

在科技进步与可持续发展方面，我国已经形成了500千伏交流输变电成套设备的生产能力，掌握了紧凑型输电关键技术；研制开发的220千伏、500千伏紧凑型输电线路已投入运行；所有跨省电网和省电网实施了在线监控，使用了各种高级应用软件，在电网调度自动化领域和系统仿真技术方面已进入世界先进行列，电力系统分析达到了世界先进水平。在电源科技方面我国已掌握了大型火电厂的设计、施工及运行技术；已经形成了30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组和50万千瓦水轮发电机组的成套设备生产能力。在坝工技术方面，研究开发了200米坝高的筑坝成套技术和多项坝工新技术、新工艺、新设备，使我国在高坝筑坝技术方面居于世界先进行列。

电力工业体制改革不断得以深化。实行政企分开，建立现代企业制度。1988年，能源部的成立。同年成立中电联，加强行业协会自律服务功能。1997年，国家电力公司成立，是电力体制的重大改革。1998年3月撤销了电力部。此后，国家电力公司提出“四步走”的改革安排，制定了“控股型、经营型、现代化、集团化管理的国际一流电力公司”的总体战略构想，积极稳妥地走上了实体化经营的道路，扎扎实实地建立现代企业制度，进行了电力市场化改革的探索。2002年2月，国务院印发《电力体制改革方案》，提出要遵循电力工业发展规律，充分发挥市场配置资源的基础性作用，加快完善现代企业制度，促进电力企业转换内部经营机制，建立与社会主义市场经济相适应的电力体制。2000年国家电力公司首次跻身世界企业500强，名列第83位，2001年上升至第77位，2002年上升至第60位。

二、行业发展特征

1、基本特点

目前，我国的电力行业主要呈现出以下几个基本特点：

（1）电力生产的特殊性首先表现在电力产品不能保存，因此电力行业具有很强的计划性。电力企业的经济效益主要取决于核定发电量尤其是上网电量，相应地还要受到核定上网电价以及各种税费政策的影响。

（2）由于我国煤炭资源相对丰富，因此电力生产以火力发电为主，约占总装机容量和发电量的80%；水力发电次之，约占总装机容量和发电量的20%；其他如核电等所占比重很小。相对而言，火电类上市公司业绩要好一些，但也呈两极分化的势态，并且受煤炭价格影响较大；水电类公司成本低廉，但受气候影响大。

（3）电力需求增长存在地区性不平衡状况：东南沿海等经济发达地区电力需求增速明显高于全国平均增长水平，而东北和四川省地区增速较低。相应地，东南沿海地区的电力上市公司的业绩也高于其他电力上市公司的平均业绩水平。

（4）由于电力项目往往投资额巨大，投资周期长，规模的大小对经济效益的影响比较显著。一般而言，电力企业规模越大，效益就越好；而那些规模较小的企业由于生产成本高，相对缺乏竞争力。

（5）鉴于现行电力体制垄断特征明显，因此“厂网分开、竞价上网”成为今后的改革方向。

（6）从今后的发展趋势来看，水电作为电力行业中的朝阳产业，发展前景非常广阔。加快和优先发展水电建设，已经成为我国电力工业发展的一项基本的和长期的策略。

（7）“西电东送”战略的加紧实施对未来电力企业的经营影响越来越大。

2、总体运营状况

从电力供需情况看，2002年上半年全国电力供需均有所增长，但分地区和行业看表现并不平衡。

（1）电力需求

上半年全社会用电共计7392亿千瓦时，同比增长8.9%，其中第一、二、三产业分别同比增长2.5%、9.2%、11.4%。居民生活用电同比增长7.0%。在电力需求快速增长的同时，主要电网最高负荷也比去年同期有所增加。华北、东北、华东、华中、西北电网的最高负荷同比增长速度分别为11.8%、3.4%、6.4%、14.0%和9.2%。

分行业来看，上半年农林牧渔水利业用电增长缓慢，同比增长仅为1.4%，工业用电增长了9.2%，其中轻工业增长了12.6%，重工业为8.3%，主要耗电行业对工业用电增长的贡献率有所下降。建筑业、交通运输邮电通讯业、商业用电分别增长了12.1%、13.3%和14.9%，增速明显。

分地区来看，东部沿海地区的江、浙、闽、粤、鲁和海南省，西部的川渝地区，中部地区的江西省以及以高耗电行业用电支持其用电增长的地区中的内蒙古、宁夏的电力需求持续快速增长，用电增速均超过了10%；相比之下，晋、豫、黔、湘、陇、桂、徽等省份以及京、津、沪三大直辖市的用电增速均低于全国平均水平，东北地区则用电增速几乎没有增长。

（2）电力供给

今年上半年，我国电力固定资产投资完成609亿元，同比增长1.1%，其中基建投资完成408亿元，增长33.2%；城乡电网改造完成投资26亿元，同比下降36.7%。今年预计新开工电源1500——2000万千瓦，到6月底已开工883万千瓦，新增发电设备450万千瓦。全国累计发电量7414亿千瓦时，同比增长8.8%，其中水电1087亿千瓦时，增长0.5%；火电6229亿千瓦时，增长10.3%；核电92亿千瓦时，下降11.7%。全国发电设备平均利用小时数较去年同期增加57小时。国家电力公司全资及控股机组发电量合计3607亿千瓦时，同比增长6.8%。

（3）全年形势展望

由于我国宏观经济形势总体良好，今年前三季度的国内生产总值增长率已经达到了7.9%。电力行业作为于国民经济发展密切相关的支柱产业，也面临着良好的发展机遇。因此，可以预计，今年下半年我国电力的总体需求仍将快速增长，预计全年用电量将接近16000亿千瓦时，增长率接近两位数。

三、行业主要热点问题

1、电力体制改革的即将实施

今年4月，国务院批准了《电力体制改革方案》，并发出通知，要求各地认真贯彻实施。届时，国家电力公司管理的资产将按照发电和电网两类业务划分，并分别进行资产重组。

（1）电力体制改革方案简介

根据方案，“十五”期间电力体制改革的主要任务是：实施厂网分开，重组发电和电网企业；实行竞价上网，建立电力市场运行规则和政府监管体系，初步建立竞争、开放的区域电力市场，实行新的电价机制；制定发电排放的环境折价标准，形成激励清洁电源发展的新机制；开展发电企业向大用户直接供电的试点工作，改变电网企业独家购买电力的格局；继续推进农村电力管理体制的改革。

“厂网分开”，主要指将国家电力公司管理的资产按照发电和电网两类业务划分，并分别进行资产重组。厂网分开后，原国家电力公司拥有的发电资产，除华能集团公司直接改组为独立发电企业外，其余发电资产重组为规模大致相当的3～4个全国性的独立发电企业，由国务院分别授权经营。

在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公司。国家电网公司作为原国家电力公司管理的电网资产出资人代表，按国有独资形式设置，在国家计划中实行单列。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建）和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家电网公司代管。南方电网公司由广东、海南和原国家电力公司在云南、贵州、广西的电网资产组成，按各方面拥有的电网净资产比例，由控股方负责组建南方电网公司。

电力体制改革的另一重要举措是改革电价机制。这也是电力体制改革的核心内容。新的电价体系将划分为上网电价，输、配电价和终端销售电价。首先在发电环节引入竞争机制，上网电价由容量电价和市场竞价产生的电量电价组成。对于仍处于垄断经营地位的电网公司的输、配电价，要在严格的效率原则、成本约束和激励机制的条件下，由政府确定定价原则，最终形成比较科学、合理的销售电价。

在管理体制方面，成立国家电力监管委员会，按照国家授权履行电力监管职责。

（2）电力体制改革方案对电力行业的影响

长期来看，电力体制改革实施的结果，能够打破行业垄断，引入竞争机制，有利于优胜劣汰、形成以一批业内的龙头企业和明星企业为核心的企业集团。企业规模的扩大以及相应技术水平的升级，有助于降低经营成本；考虑到“西电东送”工程的不断进展，供求关系会得到缓解，因此从长期看电价有降低的趋势。短期内，电力体制改革的事实，必然会促进产业内的资产重组。事实上，近一段时期以来电力行业重组的“真空”恰恰说明了电力企业本身蕴藏着重组的内在动力，只是由于政府的干预才没有进行，但许多业内企业都已经进行了充分的准备。有理由相信，大规模的重组即将来临，并将对产生深远的影响。

根据本次电改方案，对电力企业的影响将主要涉及以下几方面：

a.重组的影响：产业重组催生一批以国电公司旗下的四大公司为首的特大型企业集团，这些集团将通过国电公司内部重组，以大的地域划分为单位，吸纳国电公司拥有的绝大部分电力企业的股权；同时，各地电力公司也将通过省内的重组，组建一批大中型企业集团；不符合产业政策的弱势企业将被迫被收编，纳入上述公司的势力范围。

b.厂网分开，竞价上网的影响：尽管电价受到资源分布和地方保护主义的影响，很难在全国范围内统一，但就各地区内的电网而言，不同企业迟早将要面临同一道门槛，逐步做到同网同价。这样，经营成本高于平均水平的企业仅能得到低于全行业的利润，其最终出路无非是被收购，或者被迫退出竞争。相反，具有机制、管理、技术优势的少数企业将不断发展壮大，瓜分市场份额。因此，对业内不同企业的影响应分别加以分析。

c.对下游产业的影响：电力的下游产业分布极其广泛，比较突出的是电力成本占经营成本比重较高的部门，如冶炼业（电解铝、钢铁业等），很可能从电价的下降中受惠。尽管电价下降是长期趋势，但由于受供求关系影响，电价的近期走势并不明朗。因此，对这些下游产业以及再下游的产业的影响还将做进一步分析。

d.69号文效力尚存：需要注意的是，尽管电力体制改革方案已经得到国务院的批准，但由于具体的实施方案尚未最后公布，国务院办公厅于2000年10月下发的《国务院办公厅关于电力工业体制改革有关问题的通知》，也就是业内人士通常所说的69号文件仍然在发挥作用。这一文件规定，“为规范运作，防止国有资产流失，除正常生产经营外，有关各级国有电力企业资产重组、电站出售和其他资产处置问题，将纳入电力体制改革总体方案统筹考虑。目前除按国家规定程序审批的资产重组、电站出售、盘活存量项目外，停止其他任何形式的国有电力资产的流动，包括电力资产的重组、上市、转让、划拨及主业外的投资等；凡项目未经国家批准的，其已经变现所得的资金应停止使用并予以暂时冻结。”另外，69号文件还规定，除已经试点的六省市外，其余各地区一律暂停执行地方政府或电力企业自行制订实施的“竞价上网”发电调度方式，并暂时不再批复新的试点。69号文的出台，遏制了电力行业积极重组的势头，也给即将实施的电改方案增加了诸多变数。

2、西电东送的价格调整

为了促进西电东送的顺利运行，国家电力公司、国家计委曾在今年5月20日以计价格[2002]781号文发出《国家计委关于南方电网西电东送有关问题的通知》，决定对南方电网西电东送价格进行适当调整，包括云南、贵州重点电厂进行西电东送的送电价格、有关线路的输电价格以及输电损耗电费的费率都作了明确的定位，并已经于今年4月1日开始执行这一文件。

西电东送战略的实施，是为了满足经济发达但电力供给短缺的两广地区的巨大需求，及有效利用了云贵地区富余的水力、火力资源，也降低了发达地区企业生产经营成本，是一种“双赢”的措施。价格调整后，将更大地提高发电企业和输变电企业的生产积极性，产生巨大的经济效益和社会效益。

四、电力行业上市公司概况

目前，国内证券市场的电力类上市公司共计42家。由于业绩普遍较为稳定，加之现金流充沛，投资者很容易在这些上市公司中的大股东名单中发现证券投资基金的身影。2002年半年报统计数据也显示，根据证监会颁布的上市公司行业分类指引所统计的行业经营指标中，电力行业上市公司的平均每股受益和平均净资产收益率在全部行业中均居于前两位，充分说明了电力上市公司的良好经营业绩。

截止到2002年6月30日，全部42家电力上市公司的平均总股本为63797.20万股，平均流通A股为14132.20万股，平均每家公司拥有总资产41.02亿元，净资产23.52亿元。在核定经营规模的各项指标上，华能国际均高居榜首。（这只国电系统的巨擘实现了大陆、香港和纽约的三地上市，并不断通过收购电厂提升装机容量和经营规模，其总股本为60亿股，总资产和净资产分别达到了近430亿元和290亿元，中期实现税后利润18.21亿元）。

可以看出电力类公司的业绩实现了稳定增长，尤以主营业务收入的增长更甚。上市公司的主营业务规模增长速度，超过了全国平均用电量的增长速度，而从全国范围来看，电价基本稳定，因此，收入的提高主要是由于发电量和售电增长的贡献。而主营业务利润、利润总额和净利润低于主营业务收入的增速，主要原因是由于发电成本的提高，而这主要是由于煤价上涨因素造成的。目前，随着煤炭行业关井压产工作的基本完成，煤价已经开始回落，并不具备再度大幅波动的基础。因此，在我国经济继续快速增长的宏观背景下，预计下半年电力行业的经营业绩将进一步增长。

每股收益和净资产收益率两项指标有所下降主要是由于统计中采用了按照上市公司家数的简单平均计算方法，存在一定误差，如华能国际、粤电力(相关,行情)这样股本和资产规模大同时业绩优良的没有发挥相应的权重。如果按照加权平均计算，则电力行业2002年中期的每股收益和净资产收益率分别为0.186和5.41%，仍然增长强劲。考虑到衡量公司业绩含金量的经营活动产生的现金流量净额这一指标由20026.95万元上升到23695.70万元，可以肯定公司的业绩增长是比较具有保障的。

另外，从其它衡量公司资产质量的财务指标来看，公司的平均流动比率、速动比率和应收账款周转率均有明显改善，说明上市公司资产质量有了提高，但也存在一些需要注意的问题。比如说，与期初相比，每家公司的平均应收账款由20972.07万元增加到24638.64万元，增长了17.48%；平均存货由7635.04万元增至9001.97万元，增长了17.90%。类似的，还有长期负债余额由63433.65万元增至76859.36万元，增长了21.16%。与此同时，在营业费用和财务费用略有下降的同时，平均每家公司的管理费用由了近两位数的上升，达到了2716.64万元，不能不使投资者产生一丝疑虑。

电力上市公司的不同业绩表现反映了电力生产的特点。首先，规模较大的公司业绩普遍良好。电力板块业绩前五家公司的装机容量都在100万千瓦以上，规模经济效应明显。如华能国际，2001年发电量增长21.86％，就是因为其吸收合并了山东华能，规模扩大了；而今年上半年又相继收购了上海石洞口一厂、江苏太仓电厂、淮阴电厂、浙江长兴电厂四个电厂，装机容量增加245万千瓦，发电量也劲增11.2％。日前，华能国际的一则公告再度预计其第三季度发电量将继续迅速增长。

其次，不同类型的发电企业业绩差异明显。25家火电类上市公司中除两家鲁能泰山(相关,行情)、华银电力(相关,行情)外，主营业务收入均实现了增长；而9家水电公司受气候影响大。平均中期每股收益仅为0.09元，同比下降近30%；作为传统意义上的绩优股的热电类公司今年中期业绩急剧下滑，平均每股收益仅为0.06元。主要原因是煤价的上涨和补贴收入的取消。个别公司的巨额应收账款也连累了整个板块的业绩。

电传动机车电器故障分析及维护 篇3

关键词：电传动机车故障分析

1基本概念

1.1电传动直流电传动、交直流电传动和交直交(简称交流)电传动。东风、东风2和东风3型机车，为直流电传动机车；东风4型以后研制的电传动内燃机车，均为交直流电传动机车，1999年以后陆续出现了一些交流传动机车。

1.2液力传动液力传动装置主要由液力传动箱、车轴齿轮箱、万向轴等组成。液力变扭器(又称变矩器)是液力传动机车最重要的传动元件，由泵轮、涡轮、导向轮组成。

1.3机械传动机械传动装置是由离合器、齿轮变速箱、轴减速箱等组成的。因其功率受到限制，在铁路内燃机车中不再采用。这个国内应该很少见只在小功率的地方铁路和工矿机车上少有运用。

2机车故障分析

2.1机车故障的基本特点机车工作过程是一个复杂的动态过程、随机过程，在不同时刻的任何观测数据是不可重复的，从系统理论特性看，机车故障具有以下一些特点。①层次性：机车数万个零件共同工作。元件之间相互耦合，决定着机车故障的层次性，一种故障由多层次原因构成。②突发性及缓变性：突发性故障发生在瞬间，无明显症状，难以预测，而缓变性故障具有渐进性和局部功能失效的特点，可以预测。③模糊性：机车故障和征兆信息并不是一一对应的，具有随机性，征兆之间界限是模糊的，并且某些信息具有不确知性。④趋势性：机车大部分故障有随时间变化的一种趋势，即从微小征兆向显著征兆发展的趋势。以上各点只是从某一侧面去分析而作出判断，实际应用应该以随机过程为出发点，运用各种现代的科学分析工具，综合判断机车故障现象的属性、构成与发展。

2.2 铁路机车故障诊断系统专家系统的组成铁路机车设备的故障直接关系到机车乃至铁路系统的安全经济运行。故障诊断是一项复杂的、经验性很强的技术工作，机车设备故障的原因很多，要求快速、有效、准确地识别故障并采取有效措施及时排除故障。利用专家系统进行故障诊断并给出处理措施，辅助维修人员进行事故处理，提高机车的安全经济运行水平，是专家系统在铁路机车故障诊断系统中的一个具体应用。

3电传动装置的维护和改进

3.1四象限变流电路四象限变流器在牵引工况下进行交一直变换。为中间直流电路提供电能；在再生制动工况时，通过中间直流电路进行直一交变换，将电能回馈给电网。①四象限变流电路构成四象限变流器通过主变压器的牵引绕组得电。每组四象限变流电路由1个充电电阻、3个交流接触器及2个四象限变流器构成，两个变流器将交流电变换成直流电，并联向中间回路供电。四象限脉冲整流器每一臂由两个IGBT模块并联组成。②工作原理：充电过程当中间电压为零，充电时，牵引绕组通过充电电阻向四象限变流器供电，给并联的中间直流回路支撑电容充电。充电完成后，充电接触器切除充电电阻，两个牵引绕组通过线路接触器同时向两台相应四象限变流器供电。充电电阻起限制充电电流的作用。

3.2中间直流电路①中间直流回路构成：中间直流电路由中间电压支撑电容、二次滤波LC谐振电路、硬短路保护电路和接地保护电路组成。②二次滤波电路：二次滤波电路由二次滤波电抗器L和二次滤波电容器C组成谐振电路，谐振频率为lOOHz。谐振电抗器置于主变压器中，谐振电容器置于主变流器柜中。③短路保护电路中间直流电路中装有短路保护装置。在出现贯穿短路时，主断路器将分断网侧电流：TCU将封锁四象限和PWM逆变器的触发脉冲，并触发短路保护装置，用来吸收短路回路释放的能量。

3.3辅助电路和库用动车电路①辅助电路：在牵引变流器中系统集成了两个辅助逆变器，分别由一路中间直流回路供电，在正常状况下，这两个辅助逆变器一个工作在变频变压模式，一个工作在恒频恒压模式。为各自所带负载供电。这样，简化了电路结构，减少了部件数量，从而有效降低系统故障概率，提高系统稳定性。辅助供电采用冗余设计，当一个辅助逆变器模块出现故障，另一个将承担所有负载。此时所有辅助设备都以恒频恒压方式工作。②辅助系统控制：由两组辅助变流器给机车辅机供电，其中牵引风机和冷却塔风机采用变频变压供电，其它辅机采用恒频恒压供电。机车具有辅助电路自检功能。

4电传动机车逆电运行防止措施

4.1产生的原因机车在运行中，如果机车乘务员错误地将司机控制器的换向手柄置于机车运行的反方向位，然后提起主手柄给牵引电机加电，这种状况称为逆电操纵。对牵引电动机而言，也叫逆电运行。逆电运行，对牵引电机会造成极大的损害。

4.2电机逆电运行时产生危害的原因机车在正常运行时，采用交直流传动的机车是由电源经整流器向牵引电机提供直流电的。采用直直流传动的机车则由直流发电机向牵引电机供电。牵引电机正常得电运行时，电机内既满足了电动机工作的条件，同时又满足了发电机的基本条件。即，电机内形成了电机磁路，电枢绕组在承受外加电压的同时，又在切割磁力线。根据电磁感应原理可知，牵引电机在作为电动机运行时，电机的电枢绕组上，同时在产生了感应电势。经用右手法则判定可知，电枢绕组所产生电势的方向，与电源电压的方向相反，故称为反电势。在电机内阻及电源内阻都很小时，反电势与电源电压的数据比较接近，但又小于电源电压。反电势对电机的工作电流起着至关重要的抑制作用。机车逆电操纵时，电机的电枢在反力矩的作用下，较正常运行时，反向切割磁力线，使电枢本应产生的“反电势”，成为了“正电势”。电源电压与电动机电势相加，加在电动机内阻上，由于电动机内阻值很小，因而造成很大的电枢电流，此电流足以使电机发生环火。如果逆电运行的时间稍长，会使电机造成严重的损坏。此种冲击性的电流不仅损坏牵引电机，而且主发电机或主变压器以及主整流装置会同时在大电流的冲击下，造成损坏。逆电运行后的电机，换向器会因环火过热，无纬带烧损，严重时还会造成绕组过热变形和机车起明火。逆电运行的主电路，会造成主整流元件烧损，严重时会造成大线端子烧损或电器柜起明火。

4.3逆电运行的防止为了避免发生逆电运行时对机车造成损害，首先应该避免发生逆电操纵。但是，单纯依靠规章制度和操纵者的主观因素，是难以避免逆电操纵发生的。只有依靠先进的专用技术设施保证在发生逆电操纵时，电路中并不发生逆电运行，才能从根本上避免机车受到损害。

5总结

电分析化学 篇4

关键词：电腐蚀,轴电压,无源RC吸收回路

准电三、四号汽轮发电机组是北京重型电机厂生产的单轴、三缸、亚临界、中间一次再热、双排气式汽轮机和北京重型电机厂引进阿尔斯通技术生产的T225.460型发电机采用静止半导体励磁发电机。三、四号汽轮机在近年来的检修中均发现轴瓦不同程度的电腐蚀现象。

经测量准电三、四号汽轮发电机转子轴电压较高, 是引起汽轮发电机轴瓦出现电腐蚀的故障的主要原因。轴瓦出现电腐蚀给机组检修增加了工作量及检修费用, 并且给机组运行带来了较大的隐患。由于发电机汽轮机端转轴表面旋转的速度很高, 使得现有的接地电刷经常失效。经验表明:传统的接地装置不能消除高频轴电压峰值。根据轴电压产生的原因及特点, 在发电机的励磁端通过接地电刷对地接入一个新型无源RC电路的防范措施。这套新的防范措施显示出以下优点:轴电压降到了无害的水平;通用性好;维护费用低;电刷寿命长;不管发电机的汽轮机端有无接地电刷都可正常运行, 易于监控。采用新的接地装置后, 三、四号发电机的轴电压稳定在10V以内。

1 轴电压产生的原因及危害

汽轮发电机组轴电压引起的轴电流会造成很大的危害, 自准电三、四号发电机投入商业运行以来, 近几年的检修过程中均发现因轴电压引起的汽轮机轴颈、轴瓦接触点电烧伤的事件。如果不加以处理, 严重的甚至烧毁轴瓦, 造成较大的经济损失。准电四号汽轮机发电机轴电压较高, 根据可能产生轴电压的原因逐项排查分析。

1.1 静电效应产生的轴电压

由于大型汽轮发电机组汽轮机低压缸内的干蒸汽与汽轮机叶片摩擦, 高速蒸汽在汽轮机转子上产生静电电荷, 或由于与发电机同轴相连的汽轮机的轴封不好, 沿轴的高速蒸汽泄漏或蒸汽在汽缸内高速喷射等原因使轴带静电电荷, 该静电电荷对接地状况有关的轴电容充电, 从而产生轴电压。

1.2 发电机磁路不对称引起的轴电压

1.2.1 磁通不对称引起的轴电压

发电机的制造不可能保证其磁路绝对对称。由此, 发电机在运行中大轴、轴承、台板所构成的回路交链的磁通发生交替变化, 在大轴上会产生交变电势, 且该电势具有基波特性。当大轴、轴颈、轴瓦、轴承座和台板所构成的回路因某种原因接通时, 由于回路电阻很低, 就会产生很大的轴电流, 引起相关轴电流回路部件的损坏。

1.2.2 发电机转子线圈匝间短路产生的轴电压

若发生匝间短路, 则由两组线圈产生的轴向磁通不能全部抵消, 而产生轴向不平衡磁通, 短路匝数越多, 则不平衡轴向磁通也越大。当这个磁通和轴向磁通叠加到一起或轴向磁通本身数值达到一定程度后, 将会在轴颈对油膜之间产生较高的单极电压, 一旦击穿油膜, 很有可能造成轴瓦烧损。

1.2.3 电机大轴被磁化产生的轴电压

汽轮发电机组因某种原因被磁化后, 存在着周向和轴向剩磁, 由剩磁在转子和轴承部件中感应产生单极电压。同上所述, 该感应电压将在轴承和轴密封中, 即从轮叶经过隔板、隔板套、汽缸、油膜破坏的轴承、大轴回到轮叶, 由此大电流可引起相应的部件损坏, 该电流引起的磁通还可能使汽轮机周向磁化。

1.3 外部电压引起的轴电压及危害

1.3.1 静止励磁装置的影响

自并励励磁系统的晶闸管换相时产生的高频电压脉冲会在轴瓦、轴颈的油膜之间产生高频电压脉冲, 一旦击穿油膜, 很有可能造成相应轴电流流经部位烧损。

1.3.2 有源转子绕组保护装置产生的轴电压

在发电机转子保护装置中, 采用迭加直流式一点接地保护、迭加交流电压式导纳原理一点接地励磁保护以及迭加方波电压式励磁回路一点接地保护等转子接地保护, 在原理设计上会通过与接地状况有关的绝缘电容和电阻的耦合在轴瓦、轴颈油膜之间产生轴电压, 一旦击穿油膜, 很有可能造成相应轴电流流经部位烧损。

轴电压出现在轴承和地之间, 是由于静电荷 (转子绕组) 、绝缘不对称或静止励磁系统产生的。它虽然不会产生很大的低频电流, 但是它的值达到很高。从而, 在发电机运行几周到几月后, 引起的电腐蚀会严重损伤轴承, 使得必须提前对轴承进行检修。

2 轴电压的防范措施

大部分减小轴电压的对策都是针对轴电压的出现。对于前两种轴电压, 必须防止感应电路短路产生的大电流, 即这些电路的电阻至少要有30~50Q。在所有可能产生轴电流的路径上采用高电阻绝缘设计就可实现。由静电荷或静止励磁系统产生的, 通过油膜、轴密封等的轴电压必须其电压过高, 不得超过20V。这是能防止电腐蚀发生的唯一途径。薄的绝缘层不能提供绝对的保护, 它只能作为容性分压器。静电荷能够被<lk Q的接地电阻有效消除。解决由静止励磁系统所产生的轴电压最有效的方法是增加轴对地电容至10μF左右。这可以减小 (轴对地) 电容电压的比值, 减小高频电压峰值的频率, 且几乎可旁路更高频的轴电压。因为在发电机汽轮机端使用接地电刷遇到过许多难题, 根据上述研究的成果, 现在提出一些针对采用静止励磁的大型汽轮机组产生轴电压的防范措施, 必须保留能对感应轴电压所产生轴电流进行有效防护的励磁机端轴承绝缘;如果需要, 只要汽轮机端的接地电刷功能正常, 可以保留;励磁机端通过接地电刷接入一种新型无源RC电路。即使汽轮机端没有接地电刷或电刷没有正常工作, 500Q的电阻已经高到足够将电流限制在无害的范围内, 且建立的直流电势也被限制在足够低的数值内。10μF的并联电容可以有效地防止所有由静止励磁产生的轴电压。

加装接地装置的每步骤如下。

(1) 接地碳刷装在四号汽机#9瓦靠近发电机侧。

(2) 在9瓦轴颈中心两侧相对180°安装两组刷架与电刷。

(3) 为使刷握对地绝缘, 刷握通过10 mm环氧树脂板固定在刷架上, 刷架安装完毕后用500V摇表测量刷握绝缘电阻应该值≥0.5MΩ。

(4) 通过加装无源RC阻容吸收回路来消除静止可控硅励磁引起的3次高频谐波分量以及其他运行因素引起的轴电压。阻容吸收回路接地端接地可靠。

(5) 刷架安装后调整刷握与转轴之间的间隙为5mm, 保证电刷在刷握内自由移动。

(6) 测试接地电刷弹簧压力, 保证电刷与转轴接触良好。

(7) 接地电刷与阻容吸收装置控制柜之间通过绝缘接地线进行连接。

加装完接地装置后, 定期跟踪测量轴电压情况, 一直保持在10V以内, 运行平稳。

3 结语

由静止励磁系统产生的轴电压是一个3倍于基频的矩形波并叠加了高频电压峰值。这些电压来源于整流器的共模电压和在整流过程中陡峭的电压跳跃。现场试验的结果能够很好地吻合。结果证明发电机汽轮机端传统的接地装置 (即使正常工作) 也不能消除轴电压的高频峰值。由于轴对地电容对轴电压的频率和幅值有非常大的影响, 因此减小由静止励磁系统产生轴电压的最好方法就是再加上一个10μF的轴对地电容。20V以上的轴电压就可能在轴承和轴密封系统产生电腐蚀。随着电压幅值的增大, 腐蚀体积会显著增大。为了保护使用静止励磁系统的大型汽轮机发电机不受所有类型轴电压的影响, 提出各种对策, 主要是在发电机的励磁机端通过接地电刷接入一个无源R C电路。这种对策在准电三、四号汽轮发电机上试验成功, 优点如下:所有的轴电势, 甚至高频峰值, 都降到了无害的范围。在励磁机端的接地RC电路通用性好, 维护费用低且电刷寿命长。无论发电机汽轮机端有无接地电刷都可以正常运行且易于监控。

参考文献

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[2]虞永斌.125MW发电机组的轴电压与转子接地保护[J].华东电力, 2002, 32 (2) :50-51.

论文：客户电现网络调整分析 篇5

摘要：本文针对嘉兴市提出电网规划中要在110kV变电所中取消35kV电压等级的问题,认为35kV供电网根据目前的现实情况,从用电客户的利益出发,近期不宜进行控制和压缩,而应根据用户发展的实际情况对网架进行适当完善。

关键词：电网35kV网络调整完善

随着电力体制改革的逐步深入，电力已经走入市场经济。原来的电力局将逐步转变为电网经营企业，从事电网经营这个主营业务。电网成为我们赖以生存的重要支柱，因此，

规划、建设和维护好电网是电力企业的根本要求。目前各地都编制了电力的中、长期规划，普遍将控制和逐步取消35kV供电网络作为电网规划的重要内容，如我们嘉兴“十五”计划期间电力规划：“以'安全、经济、多供、少损'为原则，适度超前建设，完善电网结构。到，形成较为完善的110kV电网，取代原35kV电网成为城镇电网的主供网架。同时新建和改造中低压电网，完成'两改一同价'规划任务”。其中，一个发展方向是，110kV变电所要逐步由三绕组变压器过渡到双绕组变压器，最终将取消110kV变电所的35kV电压等级，使110kV逐步取代35kV成为配电网的主干网。主要目的是为了适应电网形势发展的需要，同时可降低网络损耗，减少一级变损(110/35kV),使35kV电压等级只保留在220kV变电所。

针对嘉兴电网的实际情况，从以下几方面因素考虑，认为35kV供电网络近期不宜进行控制和压缩，而应根据用户发展的实际情况对网架进行适当完善。

(1)系统条件尚不具备:

①嘉兴市35kV用户的现状。截止底，嘉兴市共有35kV用户42户，按行业分类，较大的有化纤行业8户、建材行业9户、化工行业6户、纺织行业4户，合计总受电容量33万kVA，年总用电量11.3亿kW·h，占20全局售电量的14.1%，占当年全市66户月用电量100万kW·h及以上大用户的总用电量的44.3%。因此，35kV用户目前是工业用电的主力。这42户当中，只有14户由220kV变电所供电，其余的28户由110kV变电所供电;36户为专线供电，6户为T接35kV线路供电;只有5户主供线路的产权为电力企业所有，其余37户主供线路的产权为用户所有。

②35kV用户大量涌现使电网接入越来越困难。随着嘉兴市政府招商引资力度的加大，嘉兴经济融入长江三角洲经济圈的步伐在加快，35kV工业用户也大量涌现。年全局共受理35kV新报装用户7户、容量7.4万kVA，受理增容5户、容量4万kVA，为历年之最。而且，这些用户大多集中在化纤、化工、建材等对供电可靠性要求较高的行业，要求专线供电，甚至需双回路供电，使电网接入越来越困难。

嘉兴市现有220kV变电所9座，各县(市)局布点不均。市区建有3座，县局除海宁2座外，其余均只有1座。有限的220kV变电所其35kV间隔资源也非常有限，瓦山变、风鸣变、跃新变、秀水变各有1个备用间隔，嘉善变有2个备用间隔，南湖变、双山变、禾城变已无备用的35kV间隔。因此，新上用户不可能全部都从220kV变电所出线，如果距离过远，线路投资很大，会抑制用户用电的积极性，给地方政府的招商引资工作带来不利影响。如报装的35kV嘉善桐星用户变，原来市局从技术上论证后，要求用户从220kV嘉善变出线，需建设15km长的线路，但由于地方政府干预，最后就近从110kV下甸庙变出线。接入方式的改变，使用户在线路上的投资节约300万元左右。可以预见，这个矛盾在今后将更加突出。而由110kV变电所出线的老35kV用户有28户，如全部从220kV变出线，则需28个间隔，面临僧多粥少的局面。所以，现有的35kV用户也不可能全部改造为从220kV变出线，投资费用、通道等问题都不能很好解决，更不可能改为110kV供电。

(2)35kV供电网络存在有其合理性：

受电容量在5000～0kVA之间的客户适宜35kV电压等级来供电，10kV和110kV电压等级目前还难以替代：

①现有电价体制下，110kV与35kV电压供电的电价只相差0.01元，对用户吸引力不大。

例如：一用户申请20000kVA用电容量，比较10kV、35kV、110kV三种接入方式时的电费差异。

假定该用户功率因数为0.9，年利用小时按300天计算为7200h，则年用电量为12960万kW·h。三种电压等级供电的年电费情况。

可见，三种方式的年电费支出差别并不显著。35kV供电与110kV供电，用户1年电费成本只减少130万元。

②再比较10kV、35kV、110kV三种接入方式对系统的要求及投资成本，仍以表1用户为例：

10kV接入：电网需提供4条10kV专线，3条主供，1条备用兼保安，系统资源严重浪费，负荷较难分配，对安全运行不利，且扩建余地小。

35kV接入：1条35kV专线做主供、1条10kV做保安。按中等建设规模，变电所造价约300～400万元，间隔投资30万元，线路(铁塔)平均造价约35万元/km。110kV接入：按中等建设规模，变电所造价约1000万元，若考虑专线，1个110kV间隔需100万元，线路(铁塔)约50万元/km。

假设110kV线路与35kV线路长度相当，建设同样规模的变电所，110kV造价比35kV高出700万元，而两者电费差额只有130万，即第6年才能收回110kV变与35kV变的投资差额，对用户来说一次性投入过大，且110kV变运行维护成本高，没有吸引力。

(3)110kV变逐步改为双绕组变压器的过渡期内，不同用户的`接入方式差异给优质服务带来负面影响。

在当前110kV变电所逐步由三绕组变压器向双绕组变压器的转换过程中，一些地区的35kV供电网络已经被弱化。部分110kV变电所已列入改造的规划，在这些变电所附近新增的35kV用户被要求从220kV变电所出线，而另外一些用户由于种种原因允许就近从有35kV电压等级的110kV变出线，由此带来对用户接入电网的不公平待遇，用户对电力部门产生不满意见。

今年报装的桐乡市穗河水泥厂，申请用电容量20000kVA，分两期建设，根据其申报容量，同意35kV电压等级供电。该用户厂址离110kV河山变位置较近，但河山变为110/10kV双绕组变，无法提供35kV电源，较近的110kV石门变也为双绕组变，若从220kV凤鸣变出线，则需建设20km长的线路，用户显然无法承受巨额投资，增容计划只能取消。经过权衡，嘉兴局决定在河山变建设临时三绕组变，既满足该用户35kV电压供电的需求，同时用于缓解该地区的用电紧张状况。但最终要求用户在待建的220kV青石变建成以后，从青石变出35kV专线，且承担线路改建费用。从电网的角度来说，这样的处理办法合情合理，但用户对此感到不理解，用户认为自己应该从就近的变电所供电，供电企业有完善供电网络建设的责任，作为用户不应承担因电网不完善而担负过长距离线路的投资。另外，当该用户了解到同期新建的嘉善桐星、台升等用户变都被允许从110kV变电所出线后，对我们电力企业表示强烈不满，使我们优质服务的形象受损。

因此，在不能有效解决新用户接入电网和老用户改造办法的情况下，现有110kV变电所的35kV电压等级不宜过早取消，而应当根据用户发展的实际情况对一些地区的35kV供电网络进行完善，以满足用户新装和增容的需求。与此同时，还要做好以下几方面的工作：

(1)合理选择供电方案，降低用户用电成本：

电力企业为社会经济发展所做的贡献主要是保驾护航，市场经济讲“双赢”。用户关心的是供电成本，无论外商、个私经济、民营企业，包括国有企业，都要追求经济利益最大化。我们在制订供电方案时，除了考虑电网的利益，也要为客户着想，为客户办实事、办好事，设身处地考虑他们的利益，使他们把有关的费用能够节省下来。一方面我们服务好，增加了供电量;另一方面也要让客户在嘉兴感受到这里投资环境好、电力服务好，而且又节省了成本。对列入改造计划的110kV变电所，原来从该变电所出线的35kV用户，其重新接入电网的费用，应在电网改造成本中列支。或者，将来对一些前景较好的用户，可由电力企业投资建造110/10kV变电所为其供电，电力企业从110kV与10kV电价的差价中获取利益，用户可以节约变电投资成本。因此，把握好“双赢”原则，是衡量电力服务地方经济的重要尺度，对电力企业的长远发展至关重要。

(2)制订考虑用户利益的电价政策：

建议分别制订从220kV变电所供电的35kV电价和从110kV变电所供电的35kV电价，给予用户选择权。这也合情合理，用户能够接受。另外，是否可考虑适当扩大与35kV电压等级的电价差，引导用户尽量建110kV变电所。

(3)重视配电网的规划：

制订电网规划，需按市场经济规律衡量规划的有效性，在做法上应深入电力市场进行细致的调查研究后，紧紧依托市场需求制定、调整并执行规划，同时，要在政府制定的发展规划的指导下编制电网规划。使用双绕组变压器的110kV变电所，适宜建设在城市负荷中心或周边地区;离城市和220kV变相对较远的地区，35kV电压等级应保留。另外，离220kV变较近的负荷中心，适宜建造35kV电压等级的变电所，可节约投资成本。从嘉兴市35kV的地理分布来看，35kV用户相对集中于市区，但目前由于城市规划调整，正逐步往外搬迁，县局的35kV用户绝大部分位于郊区，且从将来的发展形势看，35kV及以上用户选址都将在远离城市、地价相对便宜的工业园区。因此，在当前220kV变电所布点不足的情况下，离城市和220kV变相对较远的110kV变的35kV电压等级不应过早取消，待220kV变电所网络完善以后再考虑逐步取消。

DCS电源失电原因分析 篇6

关键词：DCS 配电箱;电源切换;UPS

1、引言

目前，火力发电厂DCS系统应用已十分广泛，作为保证DCS系统正常工作的重要环节，DCS供电电源十分重要。在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，针对防止分散系统失灵、热工保护拒动事故，专门提出了“系统电源应设计有可靠的后备手段（如采用UPS电源）”的要求，而经过近些年DCS系统在各电厂应用中出现的电源故障事件，DCS厂家也对硬件的配电部分进行了改进，提高了电源部件本身的可靠性。但在实际应用中仍会出现DCS系统失电的情况，到底是电源部件问题还是其它原因，值得我们进行深入的分析，下面以某电厂DCS系统的一起因保安段失压所造成的事故进行探讨。

2、概述

某电厂于2006年投产2台300MW热电联产机组，其DCS系统采用上海新华控制技术有限公司生产的XDPS-400分散控制系统，根据系统电源可靠性要求，其电源配电箱接受两路220V·AC输入，一路来自UPS不停电电源系统，一路来自保安段，两路电源经滤波之后作为DPU和I/O电源，并提供一路切换后的电源，作为风扇设备和其它调试设备的电源。其配电箱原理图见图一。

与新华公司早期的电源配电箱相比，其切换回路有了一定的改进，图二为某电厂2000年投产的同样采用海新华控制技术有限公司生产的XDPS-400分散控制系统的电源配电箱原理图，从图中可以看到两路电源经过配电箱滤波之后得到二路正常电源，作为I/O电源，并提供一路切换后的电源，作为DPU等设备和其它调试设备的电源。

从以上两图可以看出，图二所示原配电箱由切换后的电源给主、副DPU及其它调试设备的电源，这样就存在两方面安全隐患：一是一旦电源故障切换不成功会造成主、副DPU同时失电，影响机组安全运行。二是DPU电源和调试用电在一起，一旦外部调试设备出现短路故障会影响系统供电。新的电源配电箱则将两路电源各自供给主、副DPU，一路电源故障时自动切换为由另一路电源供给两套DPU，这样即使切换不成功也能保证至少一套DPU正常运行。同时由切换后的电源作为风扇设备和其它调试设备的电源，该路电源经过空气开关单独控制，保证出现短路故障不影响系统供电。

3.故障现象及分析

2013年3月2日5时37分某电厂#6机厂用电失压，#6机6KVA段失压后造成#1锅炉变及380V保安A段失去工作电源，同时运行人员发现热工DCS系统#42、#44操作员站黑屏、#6值长台黑屏等现象，运行人员紧急利用其它操作员站进行操作，操作员站及值长台经热工人员重启后工作正常。

从事故发生的现象上来看，DCS部分操作员站及值长台黑屏，是由于当保安段失压时电源失去但UPS未及时切换所造成。对此，我们在电源故障消除后对DCS配电柜往各路供电的空气开关进行了检查，测量送至各控制柜和操作员站双路空气开关供电电源，电流基本一致（1.5A左右），说明正常情况下双路电源供电正常。进一步检查历史记录发现，在保安段电源失压的同时，DCS系统有一半左右的DPU出现脱网情况，时间约为1分钟，其现象与DPU重启相吻合。结合#42、44操作员站黑屏而#41、43操作员站正常的情况，可以判断出各电源配电箱在保安段电源失去时切换不正常。经向新华公司的技术服务工程师咨询，虽然规程要求电源切换时间小于5ms，实际一般切换时间低于30ms都不会影响电脑及DPU正常运行，说明在保安段电源失去需切为UPS电源时，切换时间在30ms以上。

为了判断电源配电箱是否正常，我们对操作员站电源分别进行了拉掉单路电源试验，电源切换正常，各操作员站未出现死机、黑屏等现象，说明电源配电箱工作正常，在一路失电时能正常切换。

通过以上现象分析，正常停电时电源配电箱切换正常，但在事发时却未及时地正常切换，十几台电源配电箱均出现此类情况，因此，对保安段电源的故障原因需要进行进一步的分析。

经向电气专业人员了解，#6机6KVA段失压后造成#1锅炉变及380V保安A段失去工作电源，但保安A段母线低电压保护及380VA段母线低电压保护均未动作，没有联启柴油发电机，使其全部失压。而在3月4日，进行保安PC A段模拟失压试验3次，试验#6机380V保安PC A段PT低电压保护动作正常，6机柴油发电机联启正常。

由于#6机6KVA段失压时380V保安A段、380V各A段低电压保护均未动作，同时热工DCS配电箱内电源也未正常切换，而在事后的试验中无论是电气低电压保护还是热工电源切换均动作正常，可以认为电气低电压保护及热工电源配电箱无问题。通过查阅DCS电源系统的相关资料，检索相关的参考文献，结合本次事件故障现象，发现与广东某电厂所发生的一起因热控电源失电造成的停机事件非常相似，结论为：在6KVA段失压过程中，6KVA段本身带有各种辅机运行，如送、引风机等，由于切换不成功，导致所挂的锅炉变及380V保安A段失压，但由于辅机没跳闸，因辅机的惯性，辅机在短时间内作为发电机在运行，6KV仍有一定的残压慢慢降低，因此，380V保安A段仍有一定残压，而电源箱切换继电器动作需要的电压值一般在小于100V左右才会动作，即保安段电源小于100VAC电源才会切换至UPS工作，整个切换过程时间可达100～200 ms，而在此电压值时，其相关的DPU、操作员站等已停止工作。

4.总结

通过对这次DCS操作员站黑屏的原因分析，总结出以下几点：

1、DCS系统内部的电源配置，经过DCS厂家对电源配电箱的改进，电源配电箱两路电源各自供给主、副DPU，一路电源故障时自动切换为由另一路电源供给两套DPU，这样即使切换不成功也能保证至少一套DPU正常运行，提高了系统的可靠性，避免了因失电造成的DCS失灵事故。

2、为更方便地监视DCS系统各路供电电源，应对电源配电箱进行更换，采用带电压监视电源箱。

3、应利用停机机会模拟6KV段失压试验，确定在6KV段失压的事故状态对电气低电压保护及热工DCS电源切换的影响，以采取相应的防范措施。

由于机组设备的复杂性，DCS系统失电的故障情况有多种：有些可能是部分失去，有些只是短暂失去，有些可能长时间失去甚至全厂失电。紧急故障情况的处理不仅需要各种技术措施提供保障，也需要运行人员根据情况灵活处理。为防止DCS失电故障处理不当而扩大事故，需要我们认真分析每一次事故发生的原因并制定可靠的预控措施，防止类似事故的再次发生。

参考文献：

[1]杨云珍.一起热控系统电源故障的分析处理.广西电力.2005年第1期

作者简介：

电分析化学 篇7

1 系统设计的目标

电能量采集主要是通过GPRS无线通讯方式或专线方式对终端电能数据进行采集, 采集到主机上进行统一的计算处理。该系统最大的优势在于, 对测量的完整性和准确性可以做到非常精确。其工作的原理主要是系统首先与GPS对时, 然后与采集装置对时, 最后采集装置与电表对时, 这样就保证了电能量采集的一致性。装备还具有存储功能, 不会导致数据的丢失, 数据的完整性也得到保证。电能量采集与线损分析系统开发的目的主要是为了实现以下目标: (1) 电网考核点及各计量点电能量数据自动、准确、完整、及时、安全、灵活、可靠、一致地采集、传输和存储电能数据, 不管遇到任何情况, 数据都不会丢失。 (2) 实现电力营业计费分时段、分费率、分日、分月的电能统计及结算自动化的过程。 (3) 全方位的对实际线损、理论线损及电能平衡进行计算与分析。 (4) 综合分析电能量数据, 进行查询与报表, 为电能量调度模式和负荷模式提供基础信息。 (5) 实时监测电网重要关口电能量、重要线损率和平衡率。

2 系统功能

2.1 电能量远程自动抄收功能

按照规定的时间和要求, 数据采集装置将采集到的数据通过光缆数据通道传输到电能量控制与管理中心, 并最终对电能量进行结算, 所传输数据还可以作为用电管理的依据, 同时也可以将数据返回到厂区作为原始数据进行查询与确认。

2.2 电费自动结算功能

通过相应软件, 控制与管理中心对传输过来的电能数据进行集中处理, 对个厂区的电能量进行汇总, 再计算与传递, 完成电费的网上确认, 最后与财务进行结算, 实现数据的连接, 因此, 电费基本实现每日结算。

2.3 实时监测、管理电能量

把电能量的原始数据返回给各采油厂区, 采油产区通过对电能数据的监测与管理, 就可以随时对厂区的用电情况进行掌握, 对作业方式及生产运行方式及时进行调整, 还为厂区的电能量数据的确认提供了数据支持。

2.4 实时监测和计算电网网络损耗

收集来的电能量数据信息, 也可以直接对变压器及线路等设备的网络损耗进行计算, 这样通过油区电网的连接就可以对全网的电网网络损耗进行实时监测和计算, 为降低线损和网损提供资料, 也为提高电网的经济运行提供必要的技术手段。

3 系统设计思想与原则

3.1 设计思想

(1) 应用系统平台化。对电能量采集以及多级线损统计分析系统的建立, 还需要一个强大的电能量, 线损数据综合应用平台的支持, 在企业发展的大环境下, 以及软件开发和硬件设施的配套升级方面都应该留有一定的发展空间。

(2) 开放性设计。由于该系统和其他一个自动化系统以及管理系统连接成为一整套综合的系统, 在功能方面存在差异, 因此对系统保持开放性就非常重要, 应用平台更应如此。该系统的端口应该保持与国内外标相匹配。例如操作系统、网络协议及数据库采集标准等, 部分数据都应该对用户所公开, 用户根据自己的权限和岗位特征, 可方便的与其他系统进行连接。

3.2 设计原则

(1) 实用性。在系统建成后, 首先要实现的是对各厂区电能量的采集, 通过自动化系统获取数据, 并对数据进行统计、存储、计算、报表、打印机发布等命令;通过MIS对数据集报表可进行查询、确认、审核、下载等动作。从而达到为电能量的管理、负载管理、线损考核、线损计算及线损管理提供可靠的数据根源;系统操作使用便捷, 界面友好, 具有很强的操作性和实用性。

(2) 稳定性和可靠性。软件得到真正应用的必要条件就是软件的可靠性, 该系统从设备性能、结构、系统管理、技术措施及技术维修等能力方面着手, 保证了系统在运行过程中的稳定性和可靠性, 使得系统安全地运行, 降低了故障率。

4 系统总体设计方案

在对多个系统结构进行研究后, 结合胜利油田电网自身实际情况, 做出以下结构设计, 如图1。

该系统的构成主要有:主站、变电站采集终端、通信信道、多功能电子式电能表等。由变电站采集终端完成各厂区电能数据的状态监视及采集, 然后对数据进行定时的存储, 通过与主站通讯, 进行数据的上传。通信信道主要的功能是连接系统主站和子站的桥梁, 系统支持光纤传输与GPRS无线传输。主站的位置在内部计算机局域网络, 完成远程数据采集及管理、查询及统计、监测与浏览等功能。

5 电能量自动采集终端

即, 数据集中器, 主要功能是对电子式电能表的电能量数据、失压断相及瞬时量数据进行采集等动作。和主站系统通过专线或光线进行数据传输。电能量自动采集终端 (数据集中器) 可采集电子式电能表的电能量数据、瞬时量数据、失压断相信息等。与主站系统通信采用专线 (光纤) 通信方式。配置四个RS-485串行驱动接口, 各接口都可以选择不同电能表的通讯规则, 保证了不同表数据的传输与接收, 并有向多个主站进行数据传输的能力。采集的终端对自动采集各电压等级的发电厂、变压器及大用户电能量数据都是适用的, 其功能较为强大。采集终端的任何型号都能通过当地维修、主站系统及远程软件进行设置。

6 多级线损统计分析子系统

国家对供电企业考核的一个重要指标就是线损率, 线损管理工作的基础是对不同来源的线损信息进行统计及有效地分析。该系统可以对各来源计量信息进行考核和输入, 并进行多级线损统计和理论线损统计的计算, 然后进行查询与报表。

6.1 线损数据来源

电能量自动采集系统及负荷管理系统、用电营销系统等为线损统计提供一系列的数据, 如图2所示。

6.2 多级线损统计计算

通过对供、售电能量的实时采集, 然后经借口传递到系统, 或者电能量自动采集实时发送到系统中线损量, 系统可以根据电能量自动采集的周期进行自动计算。并对数据实时进行刷新, 如果在此过程中出现异常数据, 系统会进行报警, 可及时发现故障, 并对用电情况进行实时监察。

结语

本文主要针电能量采集与线损分析系统的设计方案进行研究, 介绍了该系统的网络方式与结构、技术特点与功能、计算方法等。系统运行中, 使得对电能量的采集于线损分析实现自动化的过程, 对电能量的采集及一系列操作过程可以进行实时的监控与采集管理, 解决了电能管理方面的诸多问题, 也是电能量管理方面发展的大势所趋。

摘要：随着变电站自动化系统的改造与升级, 变电站完成自动化无人值班要求。这就需要对变电站电表完成自动抄集等作业的自动化测量系统的支持。本文介绍的自动化测量系统可以实现全网线损、网损、电能量平衡及站内平衡等计算功能, 对所辖电网实现电能量采集及损耗的自动化与实时化, 提高了电力市场交易的多元化。

关键词：电能量采集,线损分析,系统分析,研究

参考文献

[1]赵荣军.浅析自动化变电站监控测量系统[J].黑龙江科技信息, 2008 (23) .

[2]张国淼, 王朕伟, 张茂芬.计算机监控系统在变电站集控中心的应用[J].黑龙江电力, 2010 (1) .

[3]郑志华.胜利油田电能量采集与线损分析系统的方案研究[J].中国计量, 2010 (6) .

[4]许芸, 刘燕.集中集成的线损综合分析系统在南京供电公司的应用[J].电力设备, 2008 (7) .

电分析化学 篇8

1 电骑士电效管理系统的主要特点

(1) 具有自动节能运行功能, 可根据负载大小自动调节电机的工作状态, 保持高效率节能运行; (2) 采用PWM控制算法, 输出电流谐波成分少、效率高; (3) 采用高品质的三菱IGBT、IPM模块, 最大载波频率达15k Hz, 能实现超静音运行; (4) 数字键盘、电压源、电流源、外部智能端子、RS485通讯等多种输入方式, 控制方式灵活; (5) 丰富的功能, 如:自动电压调整、死区补偿、自动转差补偿、直流制动、停电再启动等, 可满足高精度、高复杂度控制要求; (6) 程序运行 (多段速) 、摆频运行、内置PID调节器, 可方便构成满足不同需求的自动化控制系统; (7) 友好的人机交互界面:LED数字显示; (8) 完善的故障管理和保护功能, 能最大限度保护故障情况下电骑士和电机不受损坏。正是因为电骑士电效管理系统的这些特点, 使得它在碎纸机上的节能更具有经济意义和社会意义。

2 电骑士电效管理系统在碎纸机上的应用分析

电骑士电效管理系统应用于损纸池搅拌器其控制原理见图1。

电效管理系统采用V/F多段速控制, 利用HC系列智能电流表将电流互感器检测出来的电流进行分类, 根据电机电流的大小分三档节点输出, 送电效管理系统调节电机的出力。当纸机断头, 大量的损纸进入损纸池, 碎纸机的负载会陡增, 智能电流表此时输出的节点, 对应电效管理系统的高速度, 此时电机的运行频率和电压将根据给定的曲线上升, 电机的输出功率也会相应的增加直至电机的额定功率, 当纸机带上纸抄造正常之后, 几乎没有损纸进入损纸池, 此时智能电流表输出的节点对应电机低速运行的接点, 因电效管理系统采用V/F控制, 电机降压使用。因三相异步电机的损耗分为负载损耗 (主要是铜损) 和空载损耗 (主要是铁损) ,

当电机低于额定电压运行时, 电机的励磁电流为额定值, 电机PFe保持较高值, 电机定子铜损Pcu1与转子铜损Pcu2降低不多, 因此电动机的效率和功率因素大为降低, 如电机的端电压降低之后,

电机实际出力P、=P* (U/Un) 2 (2)

P:电机的额定容量;U:降压以后的电压;Un:电机额定电压

电机轻载时降低电机的输入电压, 则电机PFe=m1I2mrm, 而根据异步电动机近似等值电路, Im与电机电压成比例, 因此PFe差不多随电压平方而减少, 励磁电流也因磁通的减少而下降, 使Pcu1减少, 从而降低了总损耗, 使电动机的效率和功率因素得到提高。同时电机转子铜耗Pcu2随之降低很多, 1#机碎纸机电机功率为160k W, 以中间电流值计算可知, 当电机运行频率为40Hz时, 电源电压为413V, 电机的运行电压为312V, 则电机此时实际出力为P、=0.57*160=91.2k W, 此时电机实际在降容相当于90 k W的电机运行于额定状态, 因此不但电机本身能耗减少, 其无功消耗也大为减少, 有利于系统自然功率因素的提高, 对减少系统的损耗也起到一定的作用。

电骑士电效管理系统中有几个关键参数需要设置, 其关键参数设置见表1。

3 结语

在电效管理系统还需要根据所使用的电机设置电机的参数, HC智能电流表的参数设置得恰当与否对该系统的运行正常以及节能有很大的作用, 参数设置不当, 不但不能使碎纸机节能, 还容易引起碎纸机干锅, 甚至引起纸机的断头, 人们应在实际使用过程中不断摸索, 优化电效管理系统的运行, 找到碎纸机最合适的运行参数, 使碎纸机在最安全的情况下争取最大限度的节能。

参考文献

[1]赵苏北.电骑士电效管理系统在水泵电机上的应用[J].化学工程与装备, 2011 (10) :132-134.

[2]陆海峰, 单渊达.电力系统的递推自适应超短期负荷预报[J].电网技术, 2000 (3) :28-31.

气电减压器应用分析 篇9

近些年,神舟飞船载人航天飞行和嫦娥探月工程相继获得成功,航天技术发展迅猛,对其核心部件之一——液体火箭发动机的推力要求也越来越高。随火箭发动机推力加大,推进剂流量增大,火箭发动机地面试验系统的液气路供给能力要求也相应提高。

目前,在国内液体火箭发动机地面试验系统中,绝大部分采用“高压气体经增压减压器减压后对贮箱增压”的模式来实现试验介质的供应,通过调节减压器的出口压力来保证发动机燃料和氧化剂的入口压力。其中常用的大流量减压器之一是国产的WS系列型减压器,该系列减压器是由一支主减压器和一支先导阀通过管路连接构成,其中主减压器进口压力范围15-23MPa,出口压力范围1-15MPa,流量5-20kg/s。该减压器采用开环控制方式,用手动旋钮调整,固定压力设定点,减压器出口压力在给定的性能参数范围内保持该设定点。该减压器没有流量特性曲线,在特定的进、出口压力条件下,难以准确确定气体的流量,且在工作过程中无法实现自动调节,操作相对为复杂。

在大推力液体火箭发动机试验中,气体流量大、压力高,采用手动现场调节减压器方式存在一定的安全风险,并且在现场出现安全隐患时无法实现对减压器的操作,而采用远程控制的气电减压器可以解决上述问题,并且操作方便,还可以降低试验风险。目前,在自动化、智能化的发展驱动下,试验台远程控制操作是大推力液体火箭发动机试验的发展趋势之一。本文将对试验台关键部件之一——大流量气电减压器的特征进行分析。

1 产品特征分析

1.1 产品介绍

大流量气电减压器入口压力范围0 ~ 42MPa,出口压力范围0 ~ 42MPa,Cv = 12。减压器主阀配置一支Cv = 0.06的先导阀、电子压力控制器和比例执行器,通过管路连接构成减压组件,如图1所示。其中,电子压力控制器与比例执行器相结合,根据减压器出口压力反馈,形成闭环压力控制。基本工作原理为 :压力控制器感应出口压力变化,通过调整比例执行器的圆顶压力进行自动补偿,而诸如偏差、进口压力衰减和由于环境温度漂移造成的变化等因素则可以被消除。电子压力控制器提供与计算机、PLC和过程控制器的数字量和模拟量通信。减压器主阀的特性参数见表1,主要零部件的材料构成见表2,外形及内部结构见图2。

1.2 软件特征及操作界面

该减压器调节程序为一个软件包,允许用户在网络上访问电子压力控制器,并且实现对电子压力控制器的常规性操作。另外,调节程序允许监测系统的工作状态、改变文件、规定失效保护范围、启动口令保护、读 / 写内部变量、获取数据和查询数据。提供的基本屏幕窗口有 :信号发生器、绘图、调节、文件、脉冲、失效保护、数据获取、读 / 写和口令等。具体的信号特征及PID参数可根据实际调试情况进行设置和修正,调节程序操作界面如图3所示。

1.3 产品特性

减压器的流量曲线见图4,其中,曲线末端的数值(P1)表示减压器的入口压力,纵坐标表示减压器出口压力,横坐标表示氮气体积流量。当进、出口压力确定时,由该图可以查得介质流过减压器的流量。

2 流量计算与验证方法

2.1 流量计算方法

减压器的关键特征参数为Cv值,表示减压器在全部开启情况下的过流能力。对于气体,该系数定义为在1psig进口压力下,标准工况的空气以标准立方英尺 /分钟为单位的流量。对于减压器进口压力等于或大于2倍出口压力时,Cv值计算公式如下 :

其中P1为进口压力,单位psig ;Qg为气体体积流量,单位ft3/min ;Sg为气体相对于空气的比重,即气体分子量与空气分子量之比值。当减压器进口压力值小于2倍出口压力时,Cv值计算公式如下 :

其中ΔP为减压器进、出口压差,P2为出口压力。

将任何气体的质量流量(lb/min)转换为空气的体积流量Qg(SCFM)的计算公式如下 :

针对不同气体介质,与空气的近似比重(Sg)值如表3所示。

2.2 验证方法

针对某试验台试验工况,对减压器的流通能力进行分析。减压器入口压力P1=25MPa,出口压力P2=14MPa,增压氮气流量为9kg/s。该工况对应的减压器前后压差ΔP为11MPa,即1595psig ;将增压氮气量换算成对应的空气体积流量,经计算Qg(空气)为16140SCFM,需要减压器最小的Cv值为 :

可见,该型号的减压器满足上述工况要求。

3 使用效果

采用试验验证方法对该产品工作特性进行分析,试验系统如图5所示。试验测试内容两项 :第一项为变工况试验,考核出口压力值与设定压力值之间的吻合度,第二种试验为快速变化压力设定值,考核减压器响应能力。试验结果如图6所示,图中p1为设定值,p2为实际测量值。试验结果显示,测量值与设定值吻合度高,出口压力实际值与设定值吻合程度较高,误差小于5% ;并且响应速度较快,跟随性、稳定性较强,重复性较好。

4 结论

通过对减压器的研究分析以及试验验证,该减压器优点为 :

(1)调节范围,流量控制精度高,响应快且跟随性、重复性好,可满足试验过程中多变工况的需求 ;

(2)闭环控制,远程操控,实现了人机隔离,提高操作人员的安全性 ;

(3)配置合理,操作简便,产品运行稳定、可靠。

电厂中继电保护装置的应用分析 篇10

1 电厂继电保护作用及要求

在电厂中引入继电保护技术,继电保护装置能够及时对系统运行异常信号进行报警,并将故障与系统自动进行切离,提前对故障进行防范。在具体应用中,继电保护主要是对电厂设备进行故障监测,一旦设备运行异常,则继电保护装置能够及时感知设备运行中出现的异常信号,并快速动作,将故障部分及时与系统隔离开来,实现对非故障部位及元件的有效保护,保证系统其他部分的安全运行。当故障发生时,继电保护装置能够快速对故障进行处理,有效的对故障范围进行控制,避免了故障的进一步扩大。继电保护装置在运行过程中要完成检测、报警及故障隔离等功能,因此电厂需要能够满足继电保护装置运行过程中对选择性、灵敏性及速度性的要求。

2 继电保护装置工作原理

电厂生产运行过程中,设备线路故障发生频繁较高,一旦线路故障发生,则会改变系统电流和电压运行值,所改变的运行值一旦超出额定范围时,则会及时发出报警信号,断路器快速动作隔离开故障,有效的避免故障范围的扩大。可以说继电保护装置在运行过程中,主要是通过对故障电流、电压及其他参数的变化情况进行有效监控,并根据具体变化情况进行正确判断,做出动作指令。另外,继电保护装置也可以根据实际需要将动作依据设定为其他参数,从而当故障发生时及时动作。

3 继电保护装置基本性能

3.1 可靠性

继电保护装置使用效果与继电保护装置可靠性具有直接的关系,通常继电保护装置可靠性通过其故障动作准确性及不会产生误动作体现出来。可以说是可靠性是继电保护装置最基本的要求,为了达到可靠性这一性能,不仅需要配置的合理性,而且应把好装置的质量关,装置的技能性能也需要与相关要求符合。在电厂中电力设备通常都具备两个独立的回路,不同的继电保护装置上都会装设有断路器,以便于实现对线路的更好保护。

3.2 选择性

电厂中的继电保护装置运行过程中,一旦电力系统发生故障,继电保护装置则会在第一时间断开故障设备或是故障电路。同时继电保护装置的选择性还要与灵敏系数有效配合,以便于更好的实现对设备和线路的有效保护。

3.3 灵敏性

通过灵敏系数来体现继电保护的灵敏性,灵敏性主要是指允许电流和电阻的变化范围。因此当电流超出灵敏系数范围时,继电保护装置则会自动启动隔离功能。在对灵敏系数进行确定时,可以通过整定的方式来实现。

3.4 快速反应性

继电保护装置快速反应性主要体现在发现异常情况时及时对其进行隔离,快速动作,以此来降低故障对系统所带来的损害。

4 电厂中继电保护装置的应用

4.1 保护发电变压器组

在电厂中,继电保护装置对发电变压器组具有较好的保护作用,在具体保护工作中,要考虑发电变压器机组的型号,特别是对于一些大型电厂,由于其机组设备造价较高,维护检修时如果停机会给电厂带来较大的经济损失,因此对继电保护装置具有较高的要求,不仅要保证配置的可靠性,而且要确保其灵活、快速。可以根据电厂的实际情况来强化对发电机和变压器的保护,选择舱室的保护设备。所选择的保护装置在保证其技术的成熟和功能的全面性,保护装置硬件上要包括具有数组控制的相应处理器和芯片,利用DSP进行数据处理,有效的提高保护装置的效率。在具体工作中,可以根据实际情况灵活选择保护装置,参照发电机组型号及电气控制系统特点,保证保护装置与运行控制之间能够实现良好的配合,另外还要对装置的经济性和维护情况进行综合考虑。

4.2 保护发电厂电力系统

电力系统稳定的运行具有非常重要的意义,在应用继电保护装置保护电力系统过程中,要对配合性进行考虑。在具体实施过程中,可以在机组上设置用电监控系统,并将其与上层的DCS相连接,同时将通信网络与继电保护装置进行有效连接,这样利用监控系统即可以完成电度量采集和传输工作,从而实现对保护动作量的遥测及通信。这样有效的控制了电源和保护装置,在提供开关遥控的基础上,实现了查询和修改保护定值,有效的提高了自动化控制和可控性,确保了电厂电力系统的安全。

4.3 保护发电厂直流系统

直流系统在电厂中占据非常重要的位置,通过对保护装置、开关装置及自动装置进行直流电源供应,所以需要保证直流系统的可靠性和稳定性,这不仅有利于保证电厂的生产安全,同时也是保障继电保护装置准确动作的关键所在。厂用直流系统主要依据电气一次系统的分区来进行配置,在具体配置时要对直流系统远近进行考虑,实现直流系统的冗余配置。因此在电厂中应用继电保护装置时,需要对直流系统进行有效保护。

5 结束语

在当前社会经济快速发展的新形势下,社会各行各业对电能的需求量都呈不断增长的态势,人们对用电具有高度的依赖性,这就对电力供应的持续性提出了更高的要求,因此电厂生产要具有较好的可靠性,因此将继电保护装置应用在电厂中,有效的提高电厂生产的安全,为发电输电过程提供强有力的保障,维持好电厂发电和输电的稳定性和持续性。同时在继电保护装置在电厂中应用过程中,需要在保证可靠性、选择性和灵敏性的基础上,还要针对电厂实际情况及具体网络来实施有效的保护,更好的满足电厂智能化生产的需要,并将继电保护装置与自动控制系统有效的进行结合,更好的提高对电力系统的有效保护,保证获得良好的保护效果。

摘要：近年来我国加快了电力改革的步伐,再加之社会发展过程中对电能的需求量不断增加,这也使电厂长时间的处于高负荷运行状态下,电厂设备故障率呈逐年上升的态势,这对电能的生产带来了较大的影响。为了能够有效地提高电厂设备运行效率,继电保护装置在电厂中开始应用,一旦有异常电流或是电压出现时,继电保护装置能够自动对故障部分进行隔离,有效地对故障范围进行控制。文章从电厂继电保护作用及要求入手,分析了继电保护装置工作原理及基本性能,并进一步对电厂中继电保护装置的应用进行了具体的阐述。

关键词：电厂,继电保护装置,工作原理,性能,应用

参考文献

[1]张兵海,王献志,李晓文.抽水蓄能机组几种特殊发变组保护整定配置原则探讨[J].水电自动化与大坝监测,2010(1).

[2]朱浩骏,蔡泽祥,侯汝峰.面向对象的图形化地区电网继电保护整定软件研究[J].电网技术,2012(22).

电分析化学 篇11

【关键词】肌电生物反馈治疗；儿童抽动障碍

【中图分类号】R725 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484（2013）05-0549-01

Clinical Observation on electromyography biofeedback treatment to child tic disorder

（Department of Pediatrics， Heilongjiang Province Hospital， Zhao Pu. 150036，China）

【Abstract】Objective：To discuss the curative effect of EMG biofeedback treatment to child tic disorder.Methods：40 EMG biofeedback treatments were applied to children with tic disorder received by pediatrics departments from October 2009 to December 2011 and therapeutic evaluation with TSGS was made before and after the treatments. Result：Among children with EMG biofeedback treatment， 17cases were effective， 4 cases got better， 2 cases were of no effects， the total effective rate was 91.3%. Conclusion：EMG biofeedback treatment is an egective method to cure child tic disorder.

【Key words】EMG biofeedback； child tic disorder

抽动障碍又称为Tourette综合征（Tourette’s Syndrome， TS）是儿童时期常见的神经精神疾病之一，主要表现为不自主的、反复的、快速的一个或多个部位肌肉运动抽动和发声抽动的综合征，并可伴诸多行为问题，如注意缺陷多动障碍、强迫障碍、睡眠障碍和情绪障碍等[1]。现将我院门诊2009年-2011年臨床检查和治疗的 例病例进行总结分析，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2009年10月至2011年12月在我可门诊就诊的45例患儿，诊断均符合《美国精神疾病诊断与统计手册》4版（DSM-Ⅳ）[2]TS的诊断标准。患儿年龄6-14岁，病程2-8个月；主要临床表现为眼、头颈、四肢不自主、无目的、反复快速的肌肉抽动及反复清嗓等。所用病例神经系统查体均无异常。所有患儿入组检查血常规、血沉、抗链“O” 、常规心电图、头CT结果均正常。

1.2 治疗方法 将患儿应用随机数字表按入组先后分为对照组22例及治疗组23例。对照组采用泰必利口服，疗程12周，剂量50-100mg/次，3次/天；治疗组采用生物反馈治疗仪治疗2个疗程，共40次。

1.3 研究用量表 采用耶鲁抽动症严重程度评分量表（Yale global ticseverity scale， YGTSS）[3]对每个患儿进行治疗前的评分。运动抽动和发音抽动的评估范围由抽动障碍的数量、频度、强度、复合型、受干扰情况5要素组成，每要素评分：0分表示无影响，5分表示严重影响；运动抽动和发音抽动总分各为25分。两组患儿治疗前的评分无统计学差异。

1.4 疗效评估 经过12周的治疗，对两组患儿再次进行YGTSS量表的重新评分，比较治疗前后两组患儿评分变化情况，进行疗效评价。根据评分的减分率作为疗效的评价标准，减分率≥75%为显著有效；减分率为≥50%并且<75%为有效；减分率为<50%为无效[3]。

1.5 统计学方法 采用SPSS12.00软件对数据进行统计分析。计数资料进行X2检验，计量资料进行t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肌电生物反馈治疗与泰必利治疗抽动障碍对抽动症儿童抽动总评分的影响。治疗组治疗前后评分分别为35.66±11.56，12.23±10.75；对照组治疗前后评分分别为35.45±12.46，18.96±15.67。两组治疗前YGTSS量表总评分差异无统计学意义（P>0.05），治疗12周后，两组患儿的YGTSS量表评分较治疗前差异均有统计学意义（治疗组t=4.35，P<0.05；对照组t=3.85，P<0.05）。

2.2 两组有效率比较 治疗组显著有效17例，有效4例，无效2例，有效率91.3%；对照组显著有效12例，有效6例，无效4例，有效率81.82%。治疗组有效率明显高于对照组，两组相比较X2=11.92，P<0.05。

2.3 治疗中的不良反应 治疗组在治疗中未发现不良反应。对照组11例发生不良反应，其中胃肠道反应8例，头晕5例，乏力4例，嗜睡9例，锥体外系反应3例。

3 讨论

抽动障碍是儿童期常见的运动性障碍，其发病率近年有逐渐上升趋势，并且半数以上的抽动障碍伴有一种或一种以上的心理行为障碍，常与注意缺陷多动障碍、儿童强迫障碍、学习困难等发生共病[4]，部分病例病情迁延反复，并且难治性病例增多[5]。本病是在运动功能正常的背景下发生的固定或游走性的肌肉群不自主抽动，确切病因不清，临床发现当紧张、焦虑时抽动加重，当处于放松状态时抽动减轻。传统的治疗常用精神病类药物多巴胺受体阻滞剂，如泰必利、氟哌啶醇等，对抽动症状控制有一定的疗效，但该类药物容易引起锥体外系副作用，且停药复发率高，对药物疗效欠佳的患儿和难治性病例也无好对策，因此探讨新的治疗方法有重要意义。

生物反馈治疗基于条件反射原理，收集人体的身体生理信号并将这些信号反馈给受训者，反馈给受训者的生理信号既是条件刺激，也是经过大脑有意识调控的结果。肌电的高低与肌肉紧张度密切相关，当肌肉紧张时，肌电升高，肌肉松弛时肌电降低。肌电反馈通过控制肌肉松弛和收缩来进行训练，通过显示出来的反馈信号使患者体验到什么情况下肌肉松弛了，肌电降低了，通过反复的体验训练掌握调节肌肉紧张程度的方法，并通过主动放松来消除紧张焦虑。其治疗过程其实也就是一种学习过程。通过学习正确的操作性条件反射，对病态性条件联系进行对抗、纠正或逆转。因此应用生物反馈技术可以矫正不良行为和习惯，经过不断的训练，使这一操作性条件反射加强并固定下来，疗效持久[6]，不易复发。

通过本次观察肌电生物反馈治疗儿童抽动障碍的疗效可以看出，经过反馈治疗，抽动障碍明显好转，评分降低，有效率达到 %，泰必利虽也获得类似的疗效，但也存在一定的不良反应，而且既往研究其有较高的复发率，因此肌电生物反馈疗效确切，无不良反应，疗效持久稳定，是治疗儿童抽动障碍的安全有效方法，值得推广。

参考文献：

[1] 刘智胜.小儿多发性抽动症[M].北京：人民卫生出版社，2002：208-209.

[2] Dooley， M. Tic disorders in childhood [J]. Sem in Pediatric Neurology， 2006， 13（4）：231-242.

[3] 钟佑泉，吴惧，谢晓丽，等.耶鲁抽动症整体严重度量表对抽动障碍患儿的临床评估.中国实用儿科杂志，2006，21（3）：214-216.

[4] 华青，魏鹏，魏书珍，等.抽动障碍患儿的临床共病研究.中国儿童保健杂志，2006，10（5）：469-471.

[5] 崔永华，郑毅，仲崇丽.抽动障碍流行病学研究进展[J].中国心理卫生杂志，2008，22（7）：505-507.

电解除铬引起的腐蚀故障分析 篇12

在表面处理生产中,镀铬以其良好的镀层性能和生产中较高的技术难度被众多的表面处理研究者和从业人员给予了极大的关注。对镀铬生产中的操作技能和故障规律的研究已有大量的文献报道,并有专著进行论述,但对镀铬前处理中的各种故障现象及产生原因介绍较少。本工作就其中一种故障现象及产生原因进行了分析阐述。

1 腐蚀现象

某零件由30CrMnSiNi2A钢制成,形状简图见图1,零件截面为工字形。除中间肋板外,上下缘为工作表面,进行镀铬处理,铬层厚度为40～80 μm,其他部位采用涂漆防护。零件经多年使用后因工作表面铬层磨损、腐蚀而转入修理。

在表面防护层的修理过程中,零件经电解除铬后基体出现严重腐蚀现象。镀铬面腐蚀区域的外观为铁红色锈泥,清除锈泥之后工件基体出现严重的点状腐蚀缺陷,成片密集的腐蚀点连成腐蚀坑,最大腐蚀坑深约0.5 mm。非镀铬面腐蚀区域外观为点状腐蚀 ,集中在零件的高电流密度部位 ,腐蚀坑深度明显较镀铬面的腐蚀深度浅(小于0.2 mm)。

2 原因分析

在零件除铬前,由于生产线原有的除铬电解液使用时间太久(约9个月),累计工作量约44 500 A·h,因担心电解液中CrOundefined含量过高(约25 g/L),会对工件基体产生腐蚀,因而更换了新的除铬电解液。零件经装夹准备后,按规定的要求进行电解除铬,约45 min后仍发现零件基体腐蚀。

由于工件进入除铬溶液时经过吹砂、低温回火等工序处理,表面干净、无油污,而且腐蚀是在新配制的除铬溶液中电解退铬时产生的,可以初步推断,是因除铬溶液中某种杂质引起的零件腐蚀。

除铬时工作情况:新配除铬电解液呈淡黄色,液面上有铁红色悬浮物,将悬浮物清除后,电解除铬过程中立即产生大量的铁红色悬浮物,除铬反应引起溶液翻腾呈浅红色。

分析除铬溶液中成分含量95 g/L NaOH,对溶液进行杂质离子含量分析:6.1 g/L氯离子,0.6 g/L硫酸根离子。

经过对配制除铬电解液的化学药品进行成分及杂质含量检测,化验结果、标准要求及该批产品的出厂报告对照见表1。

从表1数据可以发现,配制该除铬电解液的氢氧化钠试剂中,Cl-含量超标三倍以上,SOundefined含量也较高。在电解溶液中,由于许多阴离子(如Cl-、F-、SOundefined等)能促进金属表面的钝化膜溶解,增强金属表面的活性,常被用作阳极活化剂。常见阴离子活化剂活化能力大致如下:

Cl->Br->I->F->ClOundefined>OH->SOundefined

由此可见,在碱性除铬电解液中,SOundefined对阳极零件钢铁基体金属的活化作用可以忽略,但由于高浓度Cl-的存在,对钢铁基体的阳极溶解起到了促进作用。

在阳极同时进行的Fe-2e→Fe2+和Cr-3e→Cr3+的两个电极反应中,由于铬与铁的电极电位的差异,工件上的铬层显著加快了钢铁基体的溶解速度。这就是工作面(原有旧铬层存在的部位)钢铁基体比非工作面(原无旧铬层的部位)腐蚀严重的原因。

3 对比试验

3.1 两种溶液除铬试验

采用化学纯氢氧化钠1 000 g配制除铬溶液10 L(对下称为A溶液,导致零件腐蚀的溶液称为B溶液),溶液成分理论含量为100 g/L。制作镀铬试件两件,试件材料为45 钢,镀铬区规格为ϕ 31.85 mm×200.00 mm,镀铬层厚度为45 μm,分别在A、B两种除铬溶液中进行电解除铬试验。结果表明,在A溶液中除铬的试件表面铬层退除干净,试件基体光滑完整;在B溶液中除铬的试件表面铬层退除不干净,且3 min后试件铬层表面开始产生铁红色锈泥,基体表面呈现零件腐蚀的缺陷现象。

3.2 溶液中杂质离子试验

根据前面原因分析,向A溶液中按1.65 g/L逐次添加NaCl试剂(折合Cl- 1.0 g/L;也可用盐酸溶液代替添加,每次理论添加量 8.7 mL)。采用镀铬试件进行电解除铬试验,结果表明,当电解液中Cl-浓度达到2.5 g/L时,阳极电解中将对钢铁零件产生明显的腐蚀作用,当Cl-浓度超过4.5 g/L时,对钢铁零件的腐蚀作用将更加严重。

另取B溶液3.3 L稀释至10 L(溶液中Cl-浓度约2.0 g/L),采用镀铬试件进行电解除铬试验,零件未见明显的腐蚀现象。

4 腐蚀原因总结及对策

由分析和试验可以得出,导致本次腐蚀故障发生的直接原因是除铬电解液中Cl-含量过高,造成配制电解液的化学药品中杂质含量超标,药品不合格。

经过前面分析及试验,对该槽电解液全部更换后,进行其他镀铬试件的电解除铬,试件基体材料未产生任何腐蚀缺陷。

实践证明,在前面所述电解液中添加少量的CrOundefined(约2～3 g/L,可以添加废旧的除铬电解液),进行试件电解除铬时,零件不再发生腐蚀现象。

将溶液中Cl-浓度稀释至低于2.0 g/L,电解液不会对零件产生明显腐蚀。

5 建 议

经过本次腐蚀事故的发生及后续问题的处理,在表面处理生产及电解除铬生产中应注意以下几点:

(1)在表面处理生产中,用于生产的各种化学试剂和化工原材料应符合工艺要求;

(2)更换或新配各种生产溶液后,应先采用试件加工或试镀,并对试件镀覆层质量检测合格后方可用于零件加工;

(3)在以氢氧化钠为主要成分的除铬电解液中,应增加对新配电解液中Cl-含量的分析。如有可能,应避免电解除铬溶液中存在Cl-。

(4)在含有Cl-等杂质的新配电解除铬溶液中,少量(含量不大于5 g/L)的铬酸盐可以保证工件在电解除铬时免受腐蚀;但经过长期使用后的除铬溶液,其中的铬酸盐含量达到35 g/L时,易引起工件在电解除铬过程中的腐蚀。

摘要：在采用以氢氧化钠为主要成分的电解除铬工艺时,当电解液中杂质离子含量超标时,在除铬过程中会引起零件腐蚀。为此,通过对一起因化学药品中杂质引起的电解除铬腐蚀故障分析,阐述了腐蚀现象产生的原因和机理,并通过试验方法进行验证,提出了解决此类腐蚀的办法,为生产中杜绝类似问题提出了预防措施。