電流和電路精選(九篇)
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第1篇：電流和電路范文
如圖1所示是靜電除塵器示意圖，A接高壓電源正極，B接高壓電源的負(fù)極，A、B之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，空氣被電離為電子和正離子，電子奔向正極A的過(guò)程中，遇到煙氣的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了.已知每千克煤粉會(huì)吸附n mol電子，每晝夜能除煤粉m kg，電子電荷量設(shè)為e，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，一晝夜時(shí)間為t，計(jì)算高壓電源的電流強(qiáng)度I.
原解 由于電離出的氣體中的電子和正離子帶同樣的電荷量，則流過(guò)電源的電荷量q跟煤粉吸附的電荷量q′的關(guān)系是：
q′=q2，
而
q′=mnNAe，
所以
I=qt=2q′t=2mnNAet，
即流過(guò)電源的電流強(qiáng)度為2mnNAet.
分析 本題考查靜電除塵原理、電流強(qiáng)度定義以及有關(guān)物質(zhì)的量計(jì)算等物理知識(shí)，解答應(yīng)較簡(jiǎn)單.但原解析的“由于電離出的氣體中的電子和正離子帶同樣的電荷量，則流過(guò)電源的電荷量q跟煤粉吸附的電荷量q′的關(guān)系是：q′=q2”這句話是解此題的依據(jù)，但此說(shuō)法不妥，值得商榷.事實(shí)上，流過(guò)電源的電荷量q跟煤粉吸附的電荷量q′是相等的，即兩者的關(guān)系是：q′=q！
要想明白其中的原因，還得從靜電除塵的原理——電暈放電說(shuō)起.
如圖2所示為靜電除塵的示意簡(jiǎn)圖，金屬管A接高壓直流電源的正極，金屬絲B接負(fù)極，這樣A、B之間就形成了極不均勻的輻射狀靜電場(chǎng)，如圖3所示.充當(dāng)陰極的金屬絲B曲率半徑很小，附近的電場(chǎng)強(qiáng)度特別大，B附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離為電子和正離子——電暈放電，正離子被吸到B上得到電子又成為分子；而電子在電場(chǎng)力作用下向陽(yáng)極A運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與粉塵相碰，則使粉塵荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下，亦向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽(yáng)極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽(yáng)極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外，而沉積在陽(yáng)極板上的粉塵最后在重力作用下落入下面的漏斗.
正解 從上面的原理中可以得知，只有陰極——金屬絲B附近的空氣分子被電離，且電離出的正離子在被吸附到陰極B之前聚集在B附近，電離出的電子（與粉塵結(jié)合）在電場(chǎng)力作用下奔向并吸附到陽(yáng)極！換言之，電路在A、B之間的任何一個(gè)電路截面（形為圓柱側(cè)面）幾乎只有單一正電荷或單一負(fù)電荷通過(guò)！根據(jù)電流強(qiáng)度的定義和串聯(lián)電路電流處處相等的性質(zhì)可知：在任意一段時(shí)間內(nèi)，到達(dá)陽(yáng)極A的負(fù)電荷量和到達(dá)陰極B的正電荷量相等，均等于流過(guò)電源的電荷量，并等于這段時(shí)間內(nèi)到達(dá)A內(nèi)壁的煤粉吸附的電荷量！所以流過(guò)電源的電流強(qiáng)度I應(yīng)該等于
I=qt=q′t=mnNAet，
而不是
2mnNAet.
第2篇：電流和電路范文
關(guān)鍵詞：大功率； 直流電源； 電解鋁； 主電路拓?fù)?/p>
中圖分類號(hào)：TN919-34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-373X(2011)24-0033-04
Rational Main Circuit Topology of High-power DC Power Supply for Electrolytic Aluminum
LI Hong1, YAO Yong-jian2
（1. Xi’an Shiyou University， Xi’an 710065, China； 2. Xinjiang Shengbi Transformer Co., Ltd., Xinjiang 830009, China）
Abstract： The reason of "explosion" happened for many times in recent years in the domestic electrolytic aluminum industry is analyzed and discussed. It is found that one of the main reasons of the acidents is the application of three-phase bridge-type same-phase inverse parallel circuit structure. A good solution is obtained , in which three-phase bridge-type incoherent inverse parallel structural topology is used. The application results show that the noise, vibration and stress have been decreased, and the efficiency has been improved significantly since application of the three-phase bridge-type incoherent inverse parallel structural topology.
Keywords： high-power DC power supply; electrolytic aluminum; main circuit topology; circuit structure
0 引 言
電解鋁對(duì)直流供電電源的功率要求最小也有數(shù)千千瓦，而多為數(shù)兆瓦，系統(tǒng)最大電流達(dá)150 kA已較多見(jiàn)，有的甚至達(dá)到300 kA，而工作電壓最低幾百伏，多達(dá)上千伏， 也有使用兩千多伏的。近年來(lái)隨著國(guó)家強(qiáng)行對(duì)小型（年產(chǎn)3 000 t以下）電解鋁廠的采取關(guān)停措施，促使國(guó)內(nèi)電解鋁廠生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，故對(duì)這類直流電源的容量要求越來(lái)越大。另外應(yīng)看到隨著用戶電解槽串聯(lián)個(gè)數(shù)越來(lái)越多，以及槽型尺寸的日益加大，使得這種負(fù)載供電的直流電源輸出電壓等級(jí)越來(lái)越高，電流容量不斷加大，所用晶閘管元件的管芯直徑更是從最初的3英寸Φ77 mm，經(jīng)過(guò)了3.5英寸的Φ90 mm，4英寸的Φ100 mm，到今已用到了5英寸的Φ125 mm。但由于多種原因，前幾年國(guó)內(nèi)電解鋁廠使用的整流電源頻發(fā)“爆炸”事故，幾乎國(guó)內(nèi)幾家大型整流器制造廠生產(chǎn)的電解鋁系統(tǒng)用整流器均有“爆炸”的不良記錄，且每次事故都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重停產(chǎn)，造成了巨大損失，其故障原因至今在行業(yè)都沒(méi)有定論。筆者認(rèn)為，故障原因不僅僅是整流系統(tǒng)制造工藝和選用的元器件質(zhì)量問(wèn)題所致，理由在于不同整流器廠家使用的生產(chǎn)工藝并不完全相同，且所選用主功率晶閘管或整流管器件又是不同的生產(chǎn)廠家提供的，本文對(duì)發(fā)生“爆炸”的原因從系統(tǒng)電路方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行分析，拋磚引玉與同行探討此問(wèn)題的根源所在，使這一困擾國(guó)內(nèi)電解鋁行業(yè)的問(wèn)題能得以順利解決。
1 國(guó)內(nèi)電解鋁現(xiàn)用整流器系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
1.1 主電路原理及安裝結(jié)構(gòu)
由于國(guó)內(nèi)電解鋁行業(yè)所用整流器的輸出直流工作電壓最低也高于200 V，電流最小也在10 kA以上，所以決定了至今在電解鋁行業(yè)所用整流系統(tǒng)，其整流柜幾乎清一色地使用三相橋式同相逆并聯(lián)基本結(jié)構(gòu)，同相逆并聯(lián)技術(shù)發(fā)明于日本，我國(guó)在1980年前后由西安電力整流器廠的楊岳俊高工在國(guó)內(nèi)試制成功首臺(tái)同相逆并聯(lián)整流系統(tǒng)，如今已成為國(guó)內(nèi)整流行業(yè)廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。
圖1給出了三相橋式同相逆并聯(lián)系統(tǒng)主電路原理圖圖2給出了現(xiàn)國(guó)內(nèi)幾乎都在使用的同相逆并聯(lián)整流柜的主電路安裝結(jié)構(gòu)圖，圖示結(jié)構(gòu)中每支整流臂使用了3只整流管并聯(lián)。
1.2 使用同相逆并聯(lián)電路的原因
由于電解鋁用整流器需要的直流電流很大，加之至今可供人類使用的最大整流管，單只最大電流定額也僅6 500 A，所以對(duì)需要直流電流容量達(dá)幾十千安，甚至上百千安的電解鋁用整流器，不得不采用同整流臂多只或整流管元件并聯(lián)的方案。使用同相逆并聯(lián)技術(shù)的一個(gè)重要原因，一則是為了增加并聯(lián)整流臂的有效數(shù)量，減小同整流臂整流管器件的并聯(lián)個(gè)數(shù)，提高使用中同整流臂整流管器件的均流系數(shù)。
另一方面，大電流的直流電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體周圍產(chǎn)生環(huán)繞該載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)，這一概念是眾所周知的，而直流磁場(chǎng)會(huì)在鐵磁材料中引起渦流損耗與發(fā)熱，并產(chǎn)生磁動(dòng)力。由于至今安裝整流電路的柜體國(guó)內(nèi)仍幾乎全是鋼質(zhì)材料，為避免使用中大電流直流電流在柜殼中產(chǎn)生的渦流損耗以及在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)達(dá)到最小，應(yīng)用同相逆并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)，使整流柜內(nèi)緊緊相鄰的兩個(gè)整流臂同一時(shí)刻流過(guò)電流大小相等、方向相反的直流電，從而達(dá)到各通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消把直流磁場(chǎng)引起的渦流發(fā)熱及磁應(yīng)力減到最小。圖3給出了這種電路相鄰臂的安裝結(jié)構(gòu)示意及電流方向和磁場(chǎng)方向示意圖。
從圖3可以明顯看出，要使磁場(chǎng)E1與E2盡可能地抵消多一點(diǎn)，需要1與2兩個(gè)母線臂之間的距離d1盡可能的近，但為了解決這兩個(gè)不同極性整流臂之間的絕緣問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的通用做法是在1與2兩個(gè)整流輸出母線臂及4與5兩個(gè)交流輸入母線臂之間增加圖3所示的絕緣板，以提高絕緣強(qiáng)度，且為了使同相逆并聯(lián)的效果盡可能的好，前幾年絕緣板用紙板，且厚度一般才4～6 mm,1與2及4與5之間的距離一般控制在30～40 mm之內(nèi)，這就為發(fā)生“爆炸”事故埋下了一定的隱患。
2 電解鋁用整流系統(tǒng)發(fā)生“爆炸”事故的原因淺析 據(jù)對(duì)多家整流器廠生產(chǎn)的用于電解鋁行業(yè)的整流器發(fā)生“爆炸”事故的統(tǒng)計(jì)，這種事故一般發(fā)生在設(shè)備投運(yùn)后的幾個(gè)月甚至1年以后，故障現(xiàn)象是整流柜內(nèi)相鄰的2個(gè)整流臂之間絕緣板擊穿燒損，多數(shù)燒焦，有的整流柜柜殼護(hù)板甚至產(chǎn)生溶化一塊或數(shù)塊的嚴(yán)重故障現(xiàn)象，同時(shí)故障后多個(gè)晶閘管或快速熔斷器損壞。
故障原因分析：由于故障后整流柜燒損極為嚴(yán)重,可以說(shuō)是面目全非，所以筆者認(rèn)為，故障原因有以下幾點(diǎn)：主要原因是柜體結(jié)構(gòu)與主電路方案所致；次要原因是用戶維護(hù)不良或使用原因所致。至于有人認(rèn)為是所用整流管質(zhì)量的原因，筆者不同意此觀點(diǎn)。理由是前幾年使用同一家制造的國(guó)產(chǎn)整流管及ABB原裝進(jìn)口整流管元件的整流柜都有“爆炸”的。這幾年，行業(yè)內(nèi)經(jīng)改進(jìn)柜體結(jié)構(gòu)后國(guó)內(nèi)就很少發(fā)生整流柜“爆炸”的事故?，F(xiàn)對(duì)主電路及柜體結(jié)構(gòu)所致“爆炸”的主要原因進(jìn)行分析。
圖4給出了國(guó)內(nèi)三相橋式同相逆并聯(lián)整流柜內(nèi)絕緣隔離用絕緣板兩邊電力電子器件的安裝位置示意圖。由于限于安裝尺寸及所用晶閘管（或整流管）器件的容量越來(lái)越大，圖中d3與d4的尺寸一般不是很大（多數(shù)僅30~40 mm），且一般絕緣板用的厚度為4～6 mm，在絕緣板的兩側(cè)安裝著電壓相差近1 000～2 000 V的整流臂（隨電解鋁串聯(lián)電解槽數(shù)的不同而有別），在使用一段時(shí)間后，由于粉塵及電解鋁廠固有的金屬離子沉積絕緣板的表面，從實(shí)質(zhì)上縮短了圖4中d3與d4的尺寸及絕緣板側(cè)面的厚度，一旦產(chǎn)生爬電或由于系統(tǒng)中出現(xiàn)因同電網(wǎng)別的電力電子設(shè)備的投網(wǎng)或切除，產(chǎn)生尖峰過(guò)電壓耦合到整流電路中就將引起安裝在絕緣板后兩側(cè)的不同電位之母線之間短路，此時(shí)系統(tǒng)中電解槽的陽(yáng)陰極正負(fù)極板之間等效電容存貯的直流能量將瞬間沿短路點(diǎn)泄放，產(chǎn)生瞬時(shí)達(dá)上百千安的電流，甚至直流電弧燒毀。
該回路中所有的電力電子器件及母線都會(huì)引起嚴(yán)重的大事故。另一方面，幾年前國(guó)內(nèi)電解鋁行業(yè)招標(biāo)廠家拚命壓價(jià),電源生產(chǎn)廠家無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，成套價(jià)越壓越低。為降低成本,圖4中的絕緣隔板甚至用絕緣紙板代替。運(yùn)行時(shí)圖4中直流元件母線4與交流快熔母線5因晶閘管或整流管器件及快速熔斷器通過(guò)大電流時(shí)發(fā)熱,而加速了隔離用絕緣紙板6的老化，逐漸失去絕緣性能，一旦產(chǎn)生由于系統(tǒng)中出現(xiàn)因同電網(wǎng)其他的電力電子設(shè)備投網(wǎng)或切除，產(chǎn)生尖峰過(guò)電壓，耦合到整流電路，使該絕緣板擊穿，則前述嚴(yán)重的大事故將不可避免。
還應(yīng)看到，在圖4所示的安裝布置圖中，一般在圖中d5的空檔中裝有電力電子器件的尖峰過(guò)電壓抑制網(wǎng)絡(luò)（電阻、電容、壓敏電阻），這些器件通常是用螺絲固定到絕緣板上的，也就是說(shuō)安裝時(shí)人為把絕緣板穿孔使用金屬螺桿，這種安裝降低了絕緣板的絕緣效果與等級(jí)，當(dāng)尖峰過(guò)電壓吸收網(wǎng)絡(luò)中器件主電極對(duì)外殼的耐壓能力下降時(shí)，更增加了上述絕緣板兩側(cè)不同電位母線發(fā)生尖峰過(guò)電壓放電短路的概率與可能性。
筆者認(rèn)為上述三個(gè)原因是國(guó)內(nèi)較高電壓輸出的、用于電解鋁行業(yè)的、采用三相橋同相逆并聯(lián)整流方案的整流柜中頻繁出現(xiàn)“爆炸”事故的主要原因。為防止此問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)從根本上即主電路方案和柜體結(jié)構(gòu)形式上予以解決，多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路的并聯(lián)是較好的解決方案之一。
3 用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)取代三相橋同相逆并聯(lián)電路用于電解鋁行業(yè)的可行性 （1） 由于三相橋式同相逆并聯(lián)可以看作2個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路按同相逆并聯(lián)連接的應(yīng)用，所以其對(duì)晶閘管或整流管額定工作電壓的要求與三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路相同，所以改為多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)電路并聯(lián)，對(duì)電力電子器件的額定電壓需求并未提高。
（2） 每套三相橋式同相逆并聯(lián)系統(tǒng)中使用2個(gè)三相橋式整流電路，減小了每個(gè)整流橋臂中晶閘管或整流管的并聯(lián)數(shù)量,提高了均流系數(shù)，同樣輸出直流電流的情況下，若用2個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路直接并聯(lián)，則晶閘管或整流管的并聯(lián)數(shù)量并未改變，對(duì)電力電子器件的電流容量要求也并未增加。
（3） 大電流直流工作時(shí),在母線旁產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致鋼質(zhì)柜殼中的渦流發(fā)熱問(wèn)題，可在應(yīng)用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)時(shí)，將柜殼改為非鐵磁材料（如鋁型材柜殼或不銹鋼柜殼，也可設(shè)計(jì)成裸柜），這樣就不會(huì)出現(xiàn)渦流發(fā)熱問(wèn)題。由此來(lái)看，將三相橋式同相逆并聯(lián)整流系統(tǒng)應(yīng)用2個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)來(lái)代替，在柜體結(jié)構(gòu)及安裝上也不存在問(wèn)題和障礙。
（4） 還應(yīng)看到，利用兩個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)，可以使同臺(tái)整流變壓器次級(jí)的兩個(gè)三相繞組采用不同的接法（如一個(gè)三角形，一個(gè)星形）或?qū)蓚€(gè)相互移相的整流變壓器裝于一個(gè)變壓器外殼中而實(shí)現(xiàn)多相（如12相）整流，減小注入電網(wǎng)的諧波電流，這一優(yōu)良性能是使用三相橋式同相逆并聯(lián)整流電路根本無(wú)法比擬的。
（5） 由于三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路不需要把兩個(gè)整流臂盡可能靠近安裝，所以可增加圖3所示絕緣板兩側(cè)不同直流輸出母線之間的距離，而使安全距離增加，防止短路狀況的發(fā)生。更何況在圖3所示絕緣板兩側(cè)安裝的快速熔斷器對(duì)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路來(lái)講，其交流輸入本身就是在整流變壓器內(nèi)部同一相的母線分為兩個(gè)同電位的分支引出的。
4 國(guó)內(nèi)應(yīng)用的實(shí)際例證
上述分析與結(jié)論，在國(guó)內(nèi)外已得到了諸多驗(yàn)證，其證明點(diǎn)如下：
（1） 在國(guó)外電力電子技術(shù)發(fā)達(dá)的ABB及AEG公司，生產(chǎn)的電解鋁用整流系統(tǒng)未像我國(guó)一樣使用三相橋式同相逆并聯(lián)，而是使用了多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)，因而他們生產(chǎn)的整流系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生“爆炸”的報(bào)道，他們生產(chǎn)的這類整流器使用的柜殼為鋁型材，與前述分析相同。
（2） 陜西高科電力電子有限責(zé)任公司在國(guó)內(nèi)從2007年開(kāi)始，將鋼殼結(jié)構(gòu)的柜殼改為鋁合金框架四周鋼化噴砂玻璃圍護(hù)，已生產(chǎn)幾十臺(tái)整流器。其中，最大系統(tǒng)的電流達(dá)80 kA，由6套采用2個(gè)三相橋并聯(lián)的12脈波整流柜并聯(lián)構(gòu)成,運(yùn)行脈波數(shù)達(dá)72脈波,為用戶節(jié)省了高壓濾波器的費(fèi)用，未發(fā)現(xiàn)均流不好的問(wèn)題。更應(yīng)提到的是用于某核工業(yè)熱工試驗(yàn)系統(tǒng)的24脈波整流系統(tǒng)，采用4個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)，額定輸出運(yùn)行直流電壓為3 520 V，至今已穩(wěn)定運(yùn)行近4年，未發(fā)生“爆炸”問(wèn)題，再一次證明了上述分析的正確。
（3） 近幾年，為防止再發(fā)生“爆炸”事故，在國(guó)內(nèi)大型整流器廠,有的仍使用三相橋式同相逆并聯(lián)整流電路,但加大了圖3中絕緣板兩側(cè)的距離,犧牲了磁場(chǎng)抵消效果。為避免鋼質(zhì)柜殼渦流發(fā)熱,增加磁場(chǎng)隔斷支路或采用不要柜殼，整流電路式安裝等方案，將原隔離用絕緣板厚度從4～6 mm增大至10～15 mm,且將原使用的絕緣紙板改為了環(huán)氧玻璃絲板，使圖3中的d1從原30～40 mm增大到50~60 mm,使發(fā)生“爆炸”事故的幾率降低了很多?？上驳氖墙?jīng)此改進(jìn)后，選用國(guó)產(chǎn)晶閘管或整流管與選用ABB原裝進(jìn)口器件所生產(chǎn)的整流柜都有成功穩(wěn)定運(yùn)行的例證。
（4） 在此專門測(cè)試過(guò)同樣輸出電壓與電流的整流系統(tǒng),采用三相橋式同相逆并聯(lián)、鋼質(zhì)整流柜殼體及應(yīng)用鋁型材柜殼，并用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)的整流系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行，其結(jié)果以鋁合金柜殼以及多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)的系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程中振動(dòng)與噪音和應(yīng)力明顯低于采用三相橋式同相逆并聯(lián)且安裝在鋼質(zhì)整流柜內(nèi)的系統(tǒng)。后者不可能百分之百抵消最靠近的兩個(gè)直流母排產(chǎn)生的磁場(chǎng)，所以多少會(huì)存在柜殼的發(fā)熱問(wèn)題，而前者因鋁型材為非鐵殼材料幾乎不發(fā)熱。
5 結(jié) 語(yǔ)
綜上，可得下述結(jié)論：
（1） 國(guó)內(nèi)近幾年頻發(fā)的鋁電解整流系統(tǒng)“爆炸”故障的主要原因是因整流系統(tǒng)采用三相橋式同相逆并聯(lián)電路及整流柜體結(jié)構(gòu)不合理所致。解決問(wèn)題的途徑是采用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)， 同時(shí)為防止渦流導(dǎo)致柜殼發(fā)熱，應(yīng)當(dāng)使用非鐵磁材料制作柜殼。
（2） 使用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流橋并聯(lián)的整流系統(tǒng)與采用三相橋式同相逆并聯(lián)的整流系統(tǒng)在同樣的輸出電壓和電流條件下，使用晶閘管或整流管的數(shù)量及參數(shù)等級(jí)完全相同。
（3） 應(yīng)用多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)的整流系統(tǒng)采用非鐵磁材料，柜殼較三相橋式同相逆并聯(lián)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可在變壓器接線方式變化時(shí)易于實(shí)現(xiàn)多相整流，且運(yùn)行中噪音、振動(dòng)、應(yīng)力明顯下降，使運(yùn)行效率明顯提高。
毫無(wú)疑問(wèn)，以多個(gè)三相橋式非同相逆并聯(lián)整流電路并聯(lián)的大功率整流系統(tǒng)將具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，它將壓縮并擠占三相橋式同相逆并聯(lián)整流系統(tǒng)在較高電壓輸出場(chǎng)合的使用份額。
參 考 文 獻(xiàn)
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第3篇：電流和電路范文
關(guān)鍵詞： 江蘇省普通高校單獨(dú)招生考試 高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 《電工基礎(chǔ)》 交、直流電路“圖” 學(xué)習(xí)和解題作用
近年來(lái)，江蘇省普通高校單獨(dú)招生考試的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)了，那么，如何才能讓高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生在單獨(dú)招生考試取得更好的成績(jī)？下面我就《電工基礎(chǔ)》交、直流電路中的“圖”的學(xué)習(xí)和解題作用，借助近年來(lái)單獨(dú)招生考試試題來(lái)分析。
一、“圖”在復(fù)雜直流電路分析、解題中的作用
在復(fù)雜直流電路學(xué)習(xí)過(guò)程中，圖無(wú)時(shí)無(wú)刻不伴隨左右，有時(shí)一個(gè)圖就是一道大題，而且圖在分析、解題過(guò)程中起著十分重要的作用。下面從四個(gè)方面談?wù)剤D在復(fù)雜直流電路分析、解題中的作用。
1.圖本身就是一道大題。
從近幾年的單招高考試卷來(lái)分析，很多時(shí)候一個(gè)圖形配一些簡(jiǎn)單的說(shuō)明，就能成為一道大題目，且題目簡(jiǎn)潔、明了。
例1：如圖所示，求各支路電流。
此題就是一道典型的由圖來(lái)出題的問(wèn)題，題目簡(jiǎn)潔、清楚，利于學(xué)生掌握。
2.利用圖來(lái)介紹、分析、學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。
一些定理的學(xué)習(xí)，很多時(shí)候借助于圖來(lái)講解、分析，便于學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握。如（《電工基礎(chǔ)》§3.4戴維寧定理）戴維寧定理的學(xué)習(xí)，就是從圖入手的。其解題步驟：
第一步，將電路分為待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)；（圖1）
第二步，求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓；（圖2）
第三步，作出無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，并求出等效電阻；（圖3）
第四步，作來(lái)戴維寧等效電路，并求出電流。（圖4）
戴維寧定理的每一個(gè)步驟都有一個(gè)圖，在解題過(guò)程中，畫(huà)圖可以讓復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，更容易掌握所學(xué)內(nèi)容，而且不容易出錯(cuò)，也便于復(fù)查，以防粗心失分。
3.利用圖形的變換解題。
在復(fù)雜直流電路中，解題方法之一：兩種電源模型等效變換，就是完全利用（電壓源與電流源）圖形的變換來(lái)解題的，沒(méi)有詳細(xì)文字解題的過(guò)程，全是圖形。把復(fù)雜直流電路圖逐步逐步地變成簡(jiǎn)單的電路圖，最終得出結(jié)果。
例2（江蘇省2008年普通高校單獨(dú)招生統(tǒng)一試卷，機(jī)電專業(yè)綜合理論，52題）：如圖所示電路，試用電源等效變換法，求E2的功率。
此題就是一個(gè)利用電路的圖不斷變換來(lái)解決問(wèn)題的典型問(wèn)題。同時(shí)，此題本身也是一個(gè)由圖出題的題目。
4.圖可以分解成幾個(gè)圖的和。
在直流電路的解題方法中，疊加定理是一個(gè)比較典型的運(yùn)用圖形分解來(lái)解決復(fù)雜直流路的問(wèn)題。
例3（《電工基礎(chǔ)》§3.3疊加定理）：
此例中，將復(fù)雜直流電路圖1分解成了簡(jiǎn)單直流電路圖2和簡(jiǎn)單直流電路圖3，充分運(yùn)用電路圖，讓學(xué)生容易掌握疊加定理的應(yīng)用。在解題過(guò)程中，圖是關(guān)鍵，有了圖，問(wèn)題就簡(jiǎn)單多了；如果離開(kāi)了圖，憑空想象，不易懂，也容易出錯(cuò)。
二、“圖”在正弦交流電路分析、解題中的作用
在交流電路中，圖有波形圖、相量圖等。
1.波形圖在正弦交流電路分析中的作用。
波形圖通過(guò)適當(dāng)計(jì)算能描述出正弦交流電的解析式和三要素，比較同頻交流電的相位關(guān)系，等等。
例4（江蘇省2005年普通高校單獨(dú)招生統(tǒng)一試卷，電子電工專業(yè)綜合理論，47題）：如圖所示為兩個(gè)工頻電流i、i的波形，若I=2A，I=3A，問(wèn)i、i用解析式各應(yīng)如何表示？
i=2sin（314t+60）A i=3sin（314t+120）A
此題是一道從波形圖中提取信息的題目，圖中包含大量交流電流的信息。
2.相量圖在正弦交流電路分析中的作用。
正弦交流電的學(xué)習(xí)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，很多時(shí)候無(wú)從下手或走遠(yuǎn)路。但如果借助于相量圖，則問(wèn)題會(huì)變得非清析和簡(jiǎn)單。
例5（江蘇省2004年普通高校單獨(dú)招生統(tǒng)一試卷，機(jī)電專業(yè)綜合理論，54題）：圖中，I=10A，I=14.14A，U=200V，R=5Ω，R=X，試求：I、X、R和X。
則：電路諧振
U＝U-IR=150V
X=U/I=15Ω
/Z/=U/I=15/2Ω
/Z/=
R=X=7.5Ω
縱觀此題，題目簡(jiǎn)潔，已知條件少，而且侍求量較多。乍一看，無(wú)從下手，但借助于相量圖，此題從相量法計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀ǖ挠?jì)算，更容易解決問(wèn)題，得出結(jié)果。
例6（江蘇省2004年普通高校單獨(dú)招生統(tǒng)一試卷，電子電工專業(yè)綜合理論，1.4題）：在圖所示的交流電路中，和的讀數(shù)分別為10A與100V，則與的讀數(shù)分別為：
則：（＝10A，＝141V）
這是一道選擇題，如果運(yùn)用相量法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算量絕對(duì)大于一道計(jì)算題，非常費(fèi)時(shí)，得不償失；但借助于相量圖，此題就變得非常的簡(jiǎn)單，而且省時(shí)，也不易出錯(cuò)。
二、體會(huì)
綜上所述，“圖”在交、直流電路的學(xué)習(xí)和解題過(guò)程中的作用非常明顯。因此，我們?cè)诮?、直流電路的學(xué)習(xí)和解題過(guò)程中要做到以下幾點(diǎn)。
1.在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要勤畫(huà)圖。只有養(yǎng)成良好的勤作圖的習(xí)慣，在解題過(guò)程才能熟練地作出正確、有用的圖。
2.作圖必須使用鉛筆、直尺和橡皮。一般情況下，作圖不可能一步倒位，要經(jīng)過(guò)不斷地修改、改進(jìn)、完善作圖，才能得到有益于學(xué)習(xí)和解題的圖。
3.在作圖過(guò)程中，要盡量作出標(biāo)準(zhǔn)的圖，尤其在題目較復(fù)雜時(shí)，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的圖可以給我們帶來(lái)一些意想不到的信息，讓解題過(guò)程柳暗花明。
4.在作圖過(guò)程中，附上簡(jiǎn)要的說(shuō)明，可以讓閱卷老師更加清楚你的想法、解題方法和解題步驟。同時(shí)也便于自己檢查，以防粗心出錯(cuò)。
5.由圖出題的題目，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，相應(yīng)的提供的信息也就少，這時(shí)要把相關(guān)已知條件在圖中標(biāo)明，便于發(fā)現(xiàn)出更多的信息。
第4篇：電流和電路范文
關(guān)鍵詞 220kV同塔線路；EMTP；感應(yīng)電壓；感應(yīng)電流；接地開(kāi)關(guān)
中圖分類號(hào)TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）94-0029-02
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，輸變電線路走廊緊張，同塔架設(shè)多回輸電方案在工程中廣泛應(yīng)用。當(dāng)同塔架設(shè)線路檢修時(shí)，由于運(yùn)行和停運(yùn)線路之間的耦合，在停運(yùn)線路產(chǎn)生感應(yīng)電壓；為了安全起見(jiàn)，需將停運(yùn)線路的兩端接地，在接地處會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
國(guó)內(nèi)對(duì)于500kV同塔多回路的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流研究較多，但對(duì)于220kV同塔架設(shè)線路感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流研究較少。本文對(duì)220kV同塔多回線路的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流進(jìn)行理論分析，通過(guò)仿真計(jì)算，得到了潮流、線路長(zhǎng)度、相序排列等因素對(duì)感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流的影響。
1 同塔雙回路的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流理論分析
同塔架設(shè)線路間的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流包括容性和感性兩個(gè)分量，容性電流和電壓是線路間的靜電（電容）耦合合形成的，感性電流和電壓是線路間的電磁（電感）耦合形成的。
假定，UI，II，UII，III分別為運(yùn)行I線和停運(yùn)II線的首段電壓和電流，CI，CII，LI，LII分別為2回線路的自電容和自電感，Cm，Lm為互電容和互電感。雙回線路的感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓之間有固定的數(shù)量關(guān)系。
1）靜電耦合
雙回路靜電耦合方程為：
停運(yùn)線路兩端均不接地。感應(yīng)電流為0，感應(yīng)電壓以靜電感應(yīng)分量為主，與停運(yùn)線路對(duì)地電容和互電容相關(guān)，與運(yùn)行線路電壓成正比。
停運(yùn)線路一段接地。感應(yīng)電壓以電磁感應(yīng)分量為主，電磁感應(yīng)電壓與線路長(zhǎng)度、互感和線路長(zhǎng)度有關(guān)。感應(yīng)電流以靜電感應(yīng)分量為主，靜電感應(yīng)電流與線路長(zhǎng)度、互容和運(yùn)行線路電壓成正比。
停運(yùn)線路兩端均接地。感應(yīng)電壓為0；感應(yīng)電流以電磁感應(yīng)分量為主，電磁感應(yīng)電流與自感成反比，互感成正比，與線路輸送潮流成正比。
以上理論公式，定性分析同塔雙回路之間感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流的影響因素。同塔三、四回線路，感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流產(chǎn)生的原理相同。
2仿真模型
同塔架設(shè)線路感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流的影響因素較多，對(duì)其僅通過(guò)理論公式進(jìn)行定性分析不能指導(dǎo)實(shí)際工程建設(shè)。建立仿真模型，借助電磁暫態(tài)仿真程序（EMTP）進(jìn)行量化計(jì)算，以指導(dǎo)接地開(kāi)關(guān)的選型。
2.1接入系統(tǒng)圖
某500kV變電站M的220kV出線采用先同塔四回架設(shè)，然后再分開(kāi)同塔雙回架設(shè)。仿真模型接入系統(tǒng)如圖1所示。
2.2主力塔型
本次仿真主要是對(duì)同塔四回路和雙回路進(jìn)行仿真，所采用的主力塔塔型、導(dǎo)地線空間位置和相序如圖2所示。
2.3系統(tǒng)參數(shù)
220kV線路導(dǎo)線采用2×JL/G1A-630/45型鋼芯鋁絞線，子導(dǎo)線外徑為0.336m，直流電阻為0.04633Ω/km。220kV雙回路地線為1根JLB40-150鋼包鋁絞線，一根為36芯OPGW復(fù)合光纜，其半徑和直流電阻分別為0.1575m、0.2952Ω/km、0.132m和0.498Ω/km。土壤電阻率取600Ω.m。
正常情況下，投產(chǎn)年時(shí)線路潮流較輕，末端電壓高。負(fù)荷達(dá)到飽和年時(shí)，線路潮流重。線路采用集中參數(shù)的常規(guī)∏型電路模型，分別對(duì)投產(chǎn)年、飽和年兩種潮流進(jìn)行感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流的計(jì)算。系統(tǒng)等值阻抗和線路潮流分別見(jiàn)表1和2。
3 仿真結(jié)果
3.1不同潮流下的感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流
當(dāng)單回線停運(yùn)時(shí)，分別計(jì)算MN I線、II線，MP I線、II線單獨(dú)停運(yùn)時(shí)，運(yùn)行線路對(duì)停運(yùn)線路的感應(yīng)電流、感應(yīng)電壓見(jiàn)表3。其中，靜電感應(yīng)電壓為UC，靜電感應(yīng)電流為IC，電磁感應(yīng)電壓為UL，電磁感應(yīng)電流為IL。（下同）
從表3仿真結(jié)果可以看出，同塔多回線路中檢修線路，流過(guò)接地開(kāi)關(guān)的電磁耦合電流、電壓與帶電線路的輸送潮流成正比關(guān)系，帶電線路潮流越重，停運(yùn)線路的電磁耦合電壓越高。
3.2同塔多回路長(zhǎng)度對(duì)感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流的影響
本次模擬的MN線全長(zhǎng)為40km，對(duì)于不同的線路長(zhǎng)度，相應(yīng)的感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流的最大值計(jì)算結(jié)果如表4所示。其中，相序排列是同相序。
表4計(jì)算表明，同塔同相序線路感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流與長(zhǎng)度密切關(guān)系，其中位于末端的值較大，中間段的值較小。
3.3相序排列對(duì)感應(yīng)電流和感應(yīng)電壓的影響
同塔雙回I線（A/B/C三相）、II線（a/b/c三相），相序排列有很多種。選擇三種典型：同相序（ABC-abc），逆向序（ABC-cba）和異相序（ABC-acb）仿真MN回路I線停運(yùn)時(shí)，線路潮流為投產(chǎn)年的仿真結(jié)果見(jiàn)表5。
由表5仿真結(jié)果可知，相序排列對(duì)感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流影響較大，MN線采用同相序感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流較大，采用逆相序、異相序可以適當(dāng)降低其值。
4 接地開(kāi)關(guān)的選擇
依據(jù)GB1985-2004《高壓交流隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)》標(biāo)準(zhǔn)[3]，220kV接地開(kāi)關(guān)的額定感應(yīng)電壓和額定感應(yīng)電流的有限值見(jiàn)表6。
額定
從第3節(jié)的仿真結(jié)果可知，220kV同塔多回路出線時(shí)，MN線、MP線，靜電感應(yīng)電壓最大值分別為：16.91kV、15.85kV，超出表5中的線路接地開(kāi)關(guān)參數(shù)的額定值。因此，在220kV同塔架設(shè)的多回路中，需根據(jù)每個(gè)工程的實(shí)際情況仿真計(jì)算，對(duì)線路接地開(kāi)關(guān)的參數(shù)提出具體要求。
5結(jié)論
本文對(duì)220kV同塔架設(shè)線路感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流進(jìn)行，仿真計(jì)算，并對(duì)其接地開(kāi)關(guān)的選型提出建議如下：
1） 本文對(duì)500kV變電站首端出線的220kV同塔四回/雙回進(jìn)行仿真，其靜電感應(yīng)電壓超過(guò)B類開(kāi)關(guān)的額定值，在工程設(shè)計(jì)中要考慮采用超B類開(kāi)關(guān)，或者與產(chǎn)品廠家協(xié)商選擇合適的產(chǎn)品；
2）線路輸送潮流對(duì)感應(yīng)電壓、感應(yīng)電流影響較大。因此，在線路接地開(kāi)關(guān)的選型時(shí)，不僅考慮投產(chǎn)年的潮流，也要考慮飽和年的潮流；
3）線路相序排列對(duì)感應(yīng)電壓、電流影響較大，工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仿真不同相序下的感應(yīng)電壓、電流值。本文仿真的同塔多回路推薦采用逆相序排列；
4）同塔多回線路長(zhǎng)度對(duì)電磁耦合感應(yīng)電壓、電流的影響較大，因此建議電網(wǎng)規(guī)劃中500kV變電站盡量靠近負(fù)荷中心，減少220kV送電距離，減少感應(yīng)電壓/電流值。
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第5篇：電流和電路范文
關(guān)鍵詞：操作箱 跳合閘電流 FCX-12HP 跳合閘信號(hào)燈
0 引言
按《山西電網(wǎng)繼電保護(hù)專業(yè)反事故措施要點(diǎn)（第6版）》7.13條要求規(guī)定：斷路器跳（合）閘線圈的出口接點(diǎn)控制回路，必須設(shè)有串聯(lián)自保持的繼電器回路，保證：①跳（合）閘出口繼電器的接點(diǎn)不斷弧。②斷路器可靠跳、合。只有單出口繼電器的，可以在出口繼電器跳（合）閘接點(diǎn)回路中串入電源自保持線圈，并滿足如下條件：①自保持電流不大于額定跳（合）閘電流的一半左右，線卷壓降小于5%額定值。②出口繼電器的電壓起動(dòng)線圈與電流自保持線線圈的相互極性關(guān)系正確。③電流自保持線圈接在出口接點(diǎn)與斷路器控制回路之間。④操作箱跳閘出口繼電器的動(dòng)作電壓不宜低于直流額定電壓的55%，也不應(yīng)高于直流額定電壓的70%。
根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：不同廠家對(duì)操作箱中跳合閘電流大小的要求不盡相同，這就對(duì)繼電保護(hù)工作人員及運(yùn)行人員在正常維護(hù)中帶來(lái)了一定的不便。下面，通過(guò)對(duì)一起220kV線路操作箱中跳合閘電流對(duì)跳合閘位置燈的影響系統(tǒng)闡述其作用及整改措施。
220kV柳羅線配置為：PSL-603G、RCS-902兩套線路保護(hù)裝置及FCX-12HP國(guó)電南自操作箱。在做線路保護(hù)裝置驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置動(dòng)作，帶開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)均正確，但操作箱中跳閘信號(hào)燈不亮。
下面，我將以國(guó)電南自FCX-12HP操作箱為例，系統(tǒng)介紹跳合閘電流的大小對(duì)線圈跳閘信號(hào)回路的影響。
1 線圈跳閘信號(hào)回路圖及分析
由圖一、圖二分析可知，以A相跳閘為例：
1.1 當(dāng)手動(dòng)跳閘斷路器時(shí)，由于跳合閘指示回路中未接入STJ常開(kāi)接點(diǎn)，因此操作箱中跳合閘指示燈不亮。
1.2 當(dāng)保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，TJR/TJQ繼電器動(dòng)作，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，使圖二中跳閘信號(hào)繼電器TXJa帶電導(dǎo)通并且保持，圖一中TXJa常開(kāi)接點(diǎn)閉合，發(fā)光二極管1XDa一直帶電且保持。
1.3 B、C相及第二組跳圈同理。
2 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題
因國(guó)電南自FCX-12HP操作箱出廠時(shí)默認(rèn)跳合閘電流為4A。經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)，室外斷路器跳閘線圈電阻為154Ω左右。220*0.6/154=0.857A，此為操作箱中實(shí)際跳閘電流。在跳閘線圈信號(hào)指示回路中，TXJa為磁保持繼電器，發(fā)光二極管持續(xù)帶電且發(fā)亮。當(dāng)跳合閘電流太大時(shí)，二極管長(zhǎng)期帶有大電流，容易燒壞二極管，當(dāng)跳合閘電流太小時(shí)，電流又不足以使二極管發(fā)光。所以，選擇正確的、合適的跳合閘電流是非常必要的。
3 整改措施
拔出FCX-12HP操作箱中TJX插件，剪去操作箱中TXJa繼電器并聯(lián)電路中的電阻，使跳合閘電流與實(shí)際電流相匹配。
注：FCX-12HP操作箱中跳合閘電流默認(rèn)裕度為40%。
4 其它廠家操作箱原理對(duì)比
應(yīng)根據(jù)廠家自己定義，判別是否是裝置自適應(yīng)或是需外部調(diào)整。例如：
4.1 南京南瑞繼保CJX系列操作箱：斷路器操作回路中跳合閘直流電流保持回路，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)斷路器跳合閘電流大小選擇相應(yīng)的并聯(lián)電阻（R0'，R1'R2'，跳合電流小于等于4A時(shí)可不做處理）。
4.2 CZX系列操作箱：裝置的跳合閘電流保持回路的保持電流值采用跳線方式進(jìn)行整定，方便了生產(chǎn)和運(yùn)用。
4.3 長(zhǎng)圓深瑞WBC系列以及四方JFZ系列操作箱對(duì)跳合閘電流都未做出明確說(shuō)明，屬于自適應(yīng)范疇。
4.4 對(duì)于國(guó)電南自智能變電站PSIU-601型智能終端，其回路設(shè)計(jì)為自適應(yīng)跳合閘電流方式，當(dāng)斷路器電流小于0.25A或是大于8A時(shí)按特殊設(shè)計(jì)需求處理。
參考文獻(xiàn)：
[1]南京南瑞繼保CJX系列操作箱技術(shù)說(shuō)明書(shū).
[2]國(guó)電南自PSIU系列操作箱技術(shù)說(shuō)明書(shū).
第6篇：電流和電路范文
[關(guān)鍵詞]特高壓同塔雙回線路潛供電流恢復(fù)電壓換位方式
線路工作電壓和線路的輸送功率是影響線路潛供電流的主要因素,由于特高壓系統(tǒng)的工作電壓是500kV系統(tǒng)的2倍,輸送功率高出幾倍,因此特高壓線路的潛供電流較500kV線路大[1~2]。單相重合閘過(guò)程中的潛供電流和恢復(fù)電壓較高,不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此,研究特高壓線路的潛供電流和恢復(fù)電壓是很有必要的。
根據(jù)國(guó)家特高壓電網(wǎng)規(guī)劃,規(guī)劃“十二五”初期建設(shè)福州～溫州特高壓線路,初期降壓500kV運(yùn)行。為滿足特高壓工程前期工作需要,本文應(yīng)用EMTPE(電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)及電力電子數(shù)字仿真)軟件對(duì)福州～溫州特高壓同塔雙回架空線路潛供電流和恢復(fù)電壓等問(wèn)題進(jìn)行研究。
1潛供電流和恢復(fù)電壓的計(jì)算方法
高壓線路的潛供電流和恢復(fù)電壓是由容性和感性兩個(gè)分量組成[3~8]。假設(shè)同塔雙回線路6相導(dǎo)線名稱分別為a、b、c、d、e、f ,f相首端或末端單相短路后,f相線路兩側(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),容性分量傳遞回路見(jiàn)圖1。線路潛供電流和恢復(fù)電壓容性分量(Isc、Usc)分別為:
(1)
(2)
式中:l為線路長(zhǎng)度;Caf、Cbf、Ccf、Cdf、Cef為單位長(zhǎng)度非故障相(a、b、c、d、e)對(duì)故障相(f相)的互電容;Ua、Ub、Uc、Ud、Ue為非故障相電壓;C0為單位長(zhǎng)度故障相線路對(duì)地電容。
圖1容性分量傳遞回路
可見(jiàn),容性分量通過(guò)相間電容靜電耦合產(chǎn)生,潛供電流和恢復(fù)電壓容性分量正比于運(yùn)行電壓,且與線路補(bǔ)償度有關(guān);不同的是,潛供電流容性分量正比于線路長(zhǎng)度,而恢復(fù)電壓容性分量與線路長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。
感性分量傳遞回路見(jiàn)圖2。f相線路首末端潛供電流和恢復(fù)電壓感性分量(Ism、Usm)分別為:
(3)
(4)
式中:L為故障相(f相)自感;Maf、Mbf、Mcf、Mdf、Mef為單位長(zhǎng)度非故障相(a、b、c、d、e)對(duì)故障相(f相)的互感;Ia、Ib、Ic、Id、Ie為非故障相電流;C0為單位長(zhǎng)度故障相線路對(duì)地電容。
圖2 感性分量傳遞回路
可見(jiàn),感性分量由非故障相電流通過(guò)相間電感電磁耦合產(chǎn)生,潛供電流和恢復(fù)電壓感性分量均正比于線路電流;不同的是,恢復(fù)電壓感性分量正比于線路長(zhǎng)度,而潛供電流感性分量與線路長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。
2計(jì)算條件
2.1 系統(tǒng)參數(shù)
福州～溫州特高壓線路采用8×630mm2導(dǎo)線,長(zhǎng)度303km。每回線路配置高抗2×600Mvar。
2.2 導(dǎo)、地線參數(shù)
同塔雙回架設(shè)線路的塔型為鼓型塔,選取潛供電流最小的逆相序排列(ABC-CBA,見(jiàn)3.1節(jié))為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算、比較和分析,導(dǎo)、地線排列見(jiàn)圖3。
圖3 同塔雙回鼓型塔逆相序?qū)?、地線排列
3特高壓同塔雙回架空線路潛供電流和恢復(fù)電壓計(jì)算分析
由式(1)～(4)可以看出,潛供電流和恢復(fù)電壓與線路相間參數(shù)(由塔型、相序排列、換位方式等決定)、輸送功率、無(wú)功補(bǔ)償情況相關(guān)。
3.1 相序排列對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓影響
根據(jù)排列組合,同塔雙回架設(shè)的線路共有如下6種可能的相序排列方式:ABC-ABC、ABC-ACB、ABC-BAC、ABC-BCA、ABC-CAB、ABC-CBA。對(duì)不同相序排列且不換位的福州～溫州特高壓同塔雙回架設(shè)線路進(jìn)行計(jì)算,不同相序排列正常運(yùn)行時(shí)潛供電流和恢復(fù)電壓比較見(jiàn)表1。
可見(jiàn),由于不同相序排列相間參數(shù)差別較大,其潛供電流和恢復(fù)電壓也存在差別,逆相序排列(ABC-CBA)特高壓同塔雙回線路的潛供電流和恢復(fù)電壓最小。因此,福州～溫州特高壓線路應(yīng)采用逆相序排列,以減小潛供電流和恢復(fù)電壓。
表1不同相序排列潛供電流和恢復(fù)電壓
相序排列 潛供電流
(有效值,A) 恢復(fù)電壓
(有效值,kV)
ABC-ABC 201.0 512.5
ABC-ACB 165.9 480.3
ABC-BAC 221.5 553.0
ABC-BCA 191.4 478.0
ABC-CBA 80.8 218.2
ABC-CAB 178.2 501.3
圖4同塔雙回線路不同換位方式
3.2 換位方式對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓影響
選擇五種換位方式(圖4)與不換位進(jìn)行潛供電流和恢復(fù)電壓比較。六種線路架設(shè)方式潛供電流和恢復(fù)電壓比較分別見(jiàn)圖5和圖6。
可見(jiàn),(a)方式二的潛供電流和恢復(fù)電壓與不換位線路差別不大,較不同方向換位方式的潛供電流和恢復(fù)電壓大,最小潛供電流約81A,恢復(fù)電壓梯度約21kV/m,難熄滅;(b)換位次數(shù)越多,潛供電流和恢復(fù)電壓越小;(c)換位方式一、三～五潛供電流和恢復(fù)電壓相差不大,最大僅分別相差約3A和10kV。
由于特高壓同塔雙回線路每一次換位投資大且換位本身又是整個(gè)線路絕緣的薄弱環(huán)節(jié),綜合考慮各換位方式技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性,從抑制潛供電流和恢復(fù)電壓角度分析,推薦換位方式一作為福州～溫州特高壓線路換位方式,即采用逆相序排列的反方向兩次換位。
圖5不同換位方式潛供電流
圖6不同換位方式恢復(fù)電壓
3.3 輸送功率對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓影響
不同輸送功率潛供電流和恢復(fù)電壓分別見(jiàn)圖7和圖8?？梢?jiàn),隨著特高壓輸送線路輸送功率的增大,線路電流變大,線路潛供電流和恢復(fù)電壓的感性分量越大,但增加值不大,說(shuō)明潛供電流和恢復(fù)電壓的感性分量所占比重較小,主要由容性分量決定。
圖7不同輸送功率潛供電流
圖8不同輸送功率恢復(fù)電壓
3.4 小電抗取值對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓影響(不換位線路)
不換位線路采用逆相序排列(ABC-CBA)、每回線路輸送功率取4000MW,不同小電抗取值下潛供電流和恢復(fù)電壓分別見(jiàn)圖9和圖10?？梢?jiàn),隨著小電抗值的增加,潛供電流和恢復(fù)電壓先減小后增大。
圖9不同小電抗?jié)摴╇娏?/p>
圖10不同小電抗恢復(fù)電壓
3.5 小電抗取值對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓影響(換位線路)
根據(jù)前面分析,采用逆相序排列(ABC-CBA)、每回線路輸送功率取4000MW,換位方式取方式一,對(duì)福州～溫州特高壓同塔雙回線路潛供電流及其限制措施進(jìn)行了計(jì)算分析。
在考慮單相重合閘的潛供電流時(shí),除了考慮雙回線路運(yùn)行外,還應(yīng)考慮單回運(yùn)行的情況,包括停運(yùn)線路兩端接地和懸空的情況。三種運(yùn)行方式福州～溫州特高壓線路潛供電流和恢復(fù)電壓變化曲線見(jiàn)圖11和圖12。
方式一:正常運(yùn)行,單相故障;
方式二:一回線路檢修接地,另一回單相故障;
方式三:一回線路懸空,另一回單相故障。
可見(jiàn),從限制潛供電流和恢復(fù)電壓的角度分析,小電抗取900～1000Ω綜合效果最好,其潛供電流在30A以下,恢復(fù)電壓梯度小于15kV/m。
圖11不同運(yùn)行方式潛供電流
圖12不同運(yùn)行方式恢復(fù)電壓
3結(jié)語(yǔ)
由于特高壓系統(tǒng)的工作電壓是500kV系統(tǒng)的2倍,輸送功率高出幾倍,因此特高壓線路的潛供電流和恢復(fù)電壓較500kV線路大。本文對(duì)相序排列、輸送功率、小電抗取值以及換位方式等因素對(duì)潛供電流和恢復(fù)電壓的影響進(jìn)行了計(jì)算和分析,為特高壓同塔雙回線路相序排列和換位方式的選擇提供了重要參考,最后通過(guò)福州～溫州特高壓同塔雙回線路的三種運(yùn)行方式時(shí)的潛供電流和恢復(fù)電壓的計(jì)算和綜合分析,初步推薦福州～溫州特高壓線路高壓電抗器中性點(diǎn)小電抗取值900～1000Ω。
參考文獻(xiàn):
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第7篇：電流和電路范文
關(guān)鍵詞：分合閘線圈電流； 斷路器 ；電流波形
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.150
1 分合閘線圈電流檢測(cè)技術(shù)概述
目前在對(duì)斷路器的例行試驗(yàn)中，通過(guò)低電壓分合閘試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)斷路器的狀態(tài)，而該測(cè)試規(guī)定的分合閘分為較為寬泛，僅通過(guò)動(dòng)作電壓的高低來(lái)分析判斷斷路器的狀態(tài)，不能有效地反映出斷路器內(nèi)部潛在的缺陷，同時(shí)無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行定位。
分合閘線圈電流含了關(guān)于斷路器整個(gè)操作回路的極大信息，圖1為典型的分合閘線圈動(dòng)作電流暫態(tài)波形，通常是有兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷構(gòu)成，根據(jù)波峰波谷出現(xiàn)的時(shí)間位置，將波形劃分為五個(gè)階段，代表分合閘過(guò)程不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)可能存在的潛在缺陷，并對(duì)缺陷進(jìn)行定位，能夠直觀、精確的反映出斷路器各部件的運(yùn)行狀態(tài)良好與否。
對(duì)于同型號(hào)正常分?jǐn)嗟臄嗦菲?，該暫態(tài)波形重復(fù)性很好，并且非常有規(guī)律，通常是有兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷構(gòu)成，根據(jù)波峰波谷出現(xiàn)的時(shí)間位置，將波形劃分為五個(gè)階段[1]，各個(gè)階段具體如下：
（1）階段I，：線圈在時(shí)刻通電，即分合閘命令下達(dá)時(shí)刻，為鐵芯開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，即線圈電力逐漸上升，磁通上升至足以驅(qū)動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵芯即將運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。
（2）階段II，：鐵芯開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，需要維持鐵心運(yùn)動(dòng)的電磁力減小，電流逐漸下降，到達(dá)時(shí)刻，鐵芯已觸碰到操作機(jī)械負(fù)載，速度顯著下降或停止。
（3）階段III，：當(dāng)鐵心撞上分合閘鎖扣裝置鎖閂或閥門，鐵心停止運(yùn)動(dòng)或有短暫的彈跳，電流開(kāi)始增大，使分合閘彈簧開(kāi)始動(dòng)作。
（4）階段IV，：該階段其實(shí)是階段三的延續(xù)，電流保持緩慢增長(zhǎng)或穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)，開(kāi)斷過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。
（5）階段V，：電流開(kāi)斷階段。開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，使電流迅速減小，直到熄滅。
各個(gè)階段體現(xiàn)了整個(gè)分合閘過(guò)程不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，各階段波形的變化，能夠很好的分析反映出斷路器各部件的運(yùn)行狀態(tài)良好與否。
2 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
針對(duì)分合閘線圈電流檢測(cè)技術(shù)的有效性，目前各類研究也在不斷開(kāi)展實(shí)施，電網(wǎng)中也存在不同形式的檢測(cè)方式。
2.1 主要應(yīng)用方式
目前電力系統(tǒng)中分合閘線圈電流波形的應(yīng)用主要有3種方式：①斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；②分合閘線圈電流帶電檢測(cè)；③分合閘線圈電流停電檢測(cè)。第一種為斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)加裝分合閘線圈電流檢測(cè)模塊（霍爾線圈）來(lái)實(shí)現(xiàn)線圈電流的檢測(cè)，缺點(diǎn)是但由于缺少技術(shù)研宄，僅作數(shù)據(jù)采集，不能顯示暫態(tài)電流（ms級(jí)）。第二種為依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的Q/GDW 11366-2014《開(kāi)關(guān)設(shè)備分合閘線圈電流波形帶電檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用導(dǎo)則》[2]采用帶電檢測(cè)的方式進(jìn)行檢測(cè)。第三種為采用在設(shè)備停電情況下，使用具有電流采樣功能儀器對(duì)斷路器線圈電流進(jìn)行檢測(cè)的方式。三種檢測(cè)方式具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，目前第一種已在電網(wǎng)中有所應(yīng)用，第二種已在研究應(yīng)用階段，第三種還未有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用較少。
2.2 分合閘線圈故障案例
對(duì)某變電站110kV斷路器進(jìn)行例行低電壓動(dòng)作試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果正常，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)對(duì)該斷路器進(jìn)行分合閘線圈電流檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)斷路器分閘時(shí)測(cè)試電流波形數(shù)據(jù)異常，電流幅值明顯增大，初步分析判斷為線圈阻值減小所致。使用萬(wàn)用表測(cè)量分閘線圈阻值，實(shí)測(cè)值為135Ω，而正常線圈阻值約為215Ω，阻值減小約37%。于是對(duì)故障線圈進(jìn)行更換，更換后電流波形檢測(cè)正常。通過(guò)該起案例，可以發(fā)現(xiàn)，由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍較為寬泛，常規(guī)的斷路器檢測(cè)手段并不能完全發(fā)現(xiàn)斷路器潛在的故障缺陷，而通過(guò)分合閘線圈電流波形檢測(cè)技術(shù)，能夠直觀、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)斷路器內(nèi)部故障，并能夠判斷發(fā)生故障類型，進(jìn)行故障定位。
3 結(jié)論與展望
斷路器分合閘線圈電流檢測(cè)技術(shù)相比傳統(tǒng)常規(guī)的檢測(cè)手段，通過(guò)對(duì)斷路器動(dòng)作時(shí)電流波形的采集、對(duì)比、分析診斷，能夠發(fā)現(xiàn)斷路器的潛在缺陷，實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位。隨著研究的不斷深入，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺(tái)，該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將更加廣泛、成熟，對(duì)于電力系統(tǒng)斷路器故障診斷水平具有重要的實(shí)踐意義。
參考文獻(xiàn)：
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第8篇：電流和電路范文
低NOx軸向旋流燃燒器的安裝可以按兩個(gè)獨(dú)立的單元考慮，三次風(fēng)旋流器和三次風(fēng)噴口組件通過(guò)前部一個(gè)安裝法蘭，固定在水冷壁燃燒器喉口密封盒的背板上。安裝法蘭通過(guò)一根吊桿分?jǐn)偨M件的重量，吊桿接到風(fēng)箱頂部前面的鋼構(gòu)架上。燃燒器喉口內(nèi)組件噴口的同心度是由燃燒器吊掛組件保證的，并同組件上的凸臺(tái)螺母嚙合。
燃燒器其余的組件，包括一次風(fēng)管、BAN JO組件、中心風(fēng)管、霧化器、點(diǎn)火器組件，是由燃燒器前部面板和一個(gè)支撐吊掛組件支撐。面板經(jīng)由一個(gè)密封焊接的滑動(dòng)法蘭固定在風(fēng)箱壁上。組裝的燃燒器重量由一個(gè)吊桿和燃燒器面板承擔(dān)，吊桿與二次風(fēng)箱內(nèi)側(cè)頂部的鋼構(gòu)架相連接，類似于三次風(fēng)旋流器和二次風(fēng)噴口組件的安裝方式。
（一）三次風(fēng)套筒擋板安裝
1、將三次風(fēng)套筒擋板滑動(dòng)裝在三次風(fēng)箱上，并且在鄰近正確的位置上。
2、將擋板制動(dòng)塊放到三次風(fēng)箱正確位置并焊接。
3、將擋板調(diào)節(jié)拉桿的u形夾與擋板連接板插上銷釘，在連接銷釘上插入兩個(gè)開(kāi)口銷。擋板套筒開(kāi)關(guān)能自由滑動(dòng)。
（二）BANJO組件的安裝
1、將BANJO鑄件放在BANJO殼體內(nèi)，BAN JO前端和鑄件之前以及鑄件之間的接縫用高溫粘結(jié)劑密封，依次均勻地調(diào)整頂緊螺栓，將鑄件牢固地定位。裝上BAN JO保護(hù)環(huán)，并焊接定位。固定環(huán)和BAN JO之間用高溫粘結(jié)劑密封。
2、渦流器鑄件后面的死空間用保溫澆注料填滿。
3、裝上BAN JO蓋板，連同新的密封墊一起保證正確地定位，上緊固定螺栓和墊片。
（三）一次風(fēng)管的安裝
1、定位在BAN JO內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，裝上一次風(fēng)管密封墊。保證管子正確定位，將管子與BAN JO法蘭螺栓連接。
2、煤粉收集器安裝應(yīng)保證旋流方向是正確的，然后焊接到一次風(fēng)管上。如果焊接之后，任意一個(gè)孔影響到二次風(fēng)旋流器輪子的平滑移動(dòng)，那么將此孔焊死并磨光，與一次風(fēng)管平齊，輪廓相符。
3、插入二次風(fēng)旋流器調(diào)整桿，穿過(guò)二次風(fēng)環(huán)形隔板和調(diào)整桿導(dǎo)向裝置。
4、將二次風(fēng)旋流器滑動(dòng)裝入一次風(fēng)管，保證正確地定位。把調(diào)整桿連接到旋流器拉耳上。
5、將4個(gè)定位中心銷放到和焊接在一次風(fēng)管的位置上。
6、把穩(wěn)燃齒固定到火焰穩(wěn)定環(huán)內(nèi)，并焊到安裝凹槽的適當(dāng)位置上，保證所裝齒片的內(nèi)徑和同心度是正確的。
7、把火焰穩(wěn)定器放到一次風(fēng)管上，裝上4個(gè)新的安裝銷釘并焊接定位。
（四）三次風(fēng)錐體、風(fēng)箱、擋板和二次風(fēng)噴口組件的安裝
1、在水冷壁燃燒器進(jìn)口，把組件安裝法蘭放到異形耐火磚盒的背板上，以保證它能準(zhǔn)確定位。裝上固定螺栓和墊片，均勻地手動(dòng)擰緊。必要時(shí)調(diào)整三個(gè)定位螺栓，以使燃燒器喉口中的組件同心，然后充分?jǐn)Q緊螺栓。
2、將風(fēng)箱三次風(fēng)錐體支撐桿夾板接到三次風(fēng)錐體的凸耳上。作必要的調(diào)整以保證組件準(zhǔn)確地同軸和牢靠地支撐。
（五）一次風(fēng)管橋安裝
1、吊起一次風(fēng)管橋進(jìn)入風(fēng)箱．保證一次風(fēng)管橋固定在燃燒器上。在一次風(fēng)管橋塞進(jìn)風(fēng)箱時(shí)應(yīng)特別小心，以保證二次風(fēng)旋流器與二次風(fēng)箱和二次風(fēng)噴口組件準(zhǔn)確的同軸，一次風(fēng)管上的定位中心銷釘將引導(dǎo)管子進(jìn)入二次風(fēng)噴口。
2、將密封墊片裝到BAN JO前部法蘭上，并將一次風(fēng)管橋裝到燃燒器面板上。使用螺栓和墊片均勻地將BAN JO中間法蘭壓緊到燃燒器面板上。
3、穿過(guò)燃燒器面板插入兩根二次風(fēng)旋流器調(diào)整拉桿。
4、從風(fēng)箱內(nèi)側(cè)裝上二次風(fēng)旋流器上的兩根調(diào)整桿上的連接板和鎖緊螺母，并且旋流器調(diào)整桿穿過(guò)燃燒器面板，調(diào)整連接板和旋流器的位置正確并夾緊調(diào)整桿。
（六）中心風(fēng)管安裝
1、吊起中心鳳管，并準(zhǔn)確地定位。煤粉收集器鑄件裝進(jìn)一次風(fēng)管，必須研磨煤粉收集器鑄件上的凸臺(tái)導(dǎo)軌以便于裝進(jìn)一次風(fēng)管。
2、將密封墊片裝到中心風(fēng)管法蘭上，將中心風(fēng)管裝進(jìn)一次風(fēng)管，使用固定螺釘和墊片將中心風(fēng)管安裝法蘭與BAN JO蓋板法蘭壓緊。
3、將密封墊片裝到中心風(fēng)進(jìn)口法蘭和中心風(fēng)管法蘭間，用螺栓、螺母和墊片將兩塊法蘭壓緊。
4、將火焰監(jiān)視器旋進(jìn)燃燒器面板和中心風(fēng)管上的孔中。
二、安裝質(zhì)量檢查和保證
在低N O x軸向旋流燃燒器和燃盡風(fēng)噴嘴安裝完成后應(yīng)完成以下安裝和質(zhì)量保證檢查：
1、配風(fēng)器的焊縫和結(jié)合面應(yīng)嚴(yán)密不漏，必要時(shí)用滲油或整體漏風(fēng)試驗(yàn)檢查。
2、擋板與軸應(yīng)固定牢靠，軸封應(yīng)嚴(yán)密，開(kāi)閉應(yīng)靈活，軸端頭上應(yīng)作出擋板實(shí)際位置的標(biāo)志。
3、操作裝置應(yīng)靈活可靠，指示刻度應(yīng)與擋板實(shí)際位置相符，擋板在點(diǎn)火前應(yīng)再次核對(duì)其實(shí)際位置。
4、應(yīng)注意保持離水冷壁管的間隙不妨礙膨脹，火嘴噴出的煤粉不得沖刷周圍管子。
5、二次風(fēng)擋板門與風(fēng)殼間應(yīng)留適當(dāng)膨脹間隙。
6、油槍?xiě)?yīng)平直，內(nèi)部應(yīng)暢通，油槍噴嘴和霧化片應(yīng)清洗干凈，光潔無(wú)損傷，裝配次序和方向正確，噴油孔應(yīng)暢通，裝配后不得滲漏。
7、油槍與配風(fēng)器應(yīng)保持同心，噴嘴與旋流擴(kuò)散器的距離和旋流方向應(yīng)符合圖紙規(guī)定。
8、油槍內(nèi)的連接處，特別是帶有回油裝置的結(jié)合面應(yīng)密封良好，不得漏泄。
9、固定在水冷壁上的燃燒裝置的滑動(dòng)吊架應(yīng)滑動(dòng)自由，外部連接的風(fēng)遭不得妨礙燃燒裝置的膨脹和正常位移。
三、結(jié)論與建議
1、安裝前爐膛內(nèi)必須搭設(shè)腳手架，以便確定各噴口伸入爐膛深度尺寸及噴口同心度的確定，以免造成火焰形狀偏離設(shè)計(jì)和配風(fēng)不理想。
2、所有緊固件必須涂以抗嚙合材料。
3、所有襯墊均應(yīng)檢查，是否斷裂、損害，一般情況均應(yīng)更換新密封墊。
第9篇：電流和電路范文
[關(guān)鍵詞]發(fā)電機(jī)定子機(jī)座匯流管道；對(duì)接焊縫；實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
中圖分類號(hào)：TG457.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）35-0057-01
一 小徑管的透照
ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)管徑D≤89mm的管子，在射線檢測(cè)中傾斜透照橢圓成像是首選。小口徑管采用傾斜透照橢圓成像方法，可以將源側(cè)和膠片側(cè)焊縫影像分開(kāi)，便于影像的評(píng)定及缺陷的定位返修，并且在多數(shù)條件下實(shí)現(xiàn)較少的透照次數(shù)，這樣既可以減少成本，又可以提高檢測(cè)效率。
垂直透照重疊成像的方法雖然對(duì)于根部裂紋、根部未熔合、根部未焊透等根部面狀缺陷檢出率高，但是發(fā)現(xiàn)缺陷后分不清其位置在射源側(cè)還是在膠片側(cè)，會(huì)對(duì)缺陷的定位和返修造成不便，不規(guī)則的焊縫表面也會(huì)對(duì)影像的評(píng)定造成一定的影響。在檢測(cè)成本、檢測(cè)進(jìn)度上也遜于傾斜透照橢圓成像方法。射線檢測(cè)中對(duì)于缺陷的檢出主要是通過(guò)裂紋檢出角來(lái)決定的，它是基于假想裂紋垂直于工件表面來(lái)進(jìn)行研究的，垂直于工件表面的裂紋同時(shí)也是危害性最大的一種缺陷，因此，它是射線檢測(cè)重點(diǎn)控制的缺陷，我通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明，透照角在6-10°時(shí)，裂紋的識(shí)別情況最佳，隨著透照角度的增大，裂紋的檢出率會(huì)顯著降低。
二 管電壓確定
管電壓決定了X射線的穿透力，隨著管電壓的升高，X射線的平均波長(zhǎng)變短，有效能量增大，線質(zhì)變硬，在物質(zhì)中的衰減系數(shù)變小，穿透力增強(qiáng)。但是，過(guò)高的射線能量，對(duì)射線照相靈敏度也有不利影響，隨著管電壓的升高，衰減系數(shù)的減小，底片對(duì)比度降低，導(dǎo)致底片靈敏度下降。因此，在保證幾何不清晰度底片黑度、底片靈敏度的情況下，采取較低的管電壓是保證底片靈敏度主要途徑。
基于以上分析及大量實(shí)驗(yàn)，筆者得出結(jié)論：在穿透厚度12mm時(shí)，用最高管電壓180kv進(jìn)行試驗(yàn)透照，得到符合標(biāo)準(zhǔn)要求的底片。
三 幾何不清晰度及像質(zhì)計(jì)的放置原則
由于實(shí)際的射線源或射線發(fā)生器的有效焦點(diǎn)具有一定的尺寸，會(huì)在底片上形成一段寬度為U的黑度漸變區(qū)，對(duì)缺陷的檢出產(chǎn)生不利的影響。所以，在選擇X射線機(jī)時(shí)應(yīng)盡量選用較小焦點(diǎn)的X射線機(jī)，采用較大的焦距。
Ug――幾何不清晰度
d――射源焦點(diǎn)尺寸
b――膠片至工件表面距離
f――焦距
像質(zhì)計(jì)放置原則
ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了像質(zhì)計(jì)（IQI）應(yīng)放置在射源側(cè)。對(duì)于雙壁單影時(shí)沒(méi)有給出具體的規(guī)定，能使IQI放在射源則，還是要放在射源側(cè)，如果因幾何形狀等原因無(wú)法放在射源側(cè)時(shí)，也可以放在膠片側(cè)；但對(duì)雙壁雙影，明確給出只能將IQI放在射源則。
四 膠片
射線透過(guò)工件后的強(qiáng)度是不可見(jiàn)的，在射線照相檢測(cè)中需要使用膠片，產(chǎn)生不同程度的曝光，然后進(jìn)行暗室處理，變成可見(jiàn)影像的底片，所以膠片質(zhì)量對(duì)底片影像有重大影響，按ASME標(biāo)準(zhǔn)要求，此時(shí)應(yīng)選用T1、 T2膠片。
五 散射線的控制
當(dāng)射線穿過(guò)工件時(shí)，由于康普頓散射效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生能量，較低的散射線，雖然散射線的分布與缺陷是否存在無(wú)關(guān)，但是會(huì)對(duì)底片的對(duì)比度，清晰度產(chǎn)生影響，所以必須加以控制。背散射線的控制是在暗盒背面加鉛標(biāo)記“B”，并加鉛板阻擋，ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將一個(gè)高度不小于1/2in和厚度不小于1/16in的鉛字B在曝光時(shí)貼到每個(gè)膠片暗盒的背面。通過(guò)底片影像，來(lái)判定散射線是否得到控制。
如果B的淡色影像出現(xiàn)在背景較黑的射線照片上，即表示散射線防護(hù)不夠充分，該射線底片應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是不合格的，但“B”的黑影像出現(xiàn)在較淡的背景上，則不得作為底片質(zhì)量不合格的原因。
六 底片靈敏度及黑度
底片靈敏度―底片缺陷檢出能力的綜合評(píng)價(jià)，IQI是恒量射線的透照技術(shù)和膠片處理質(zhì)量的器具，按ASME標(biāo)準(zhǔn)要求，按射線的透照厚度，達(dá)到相應(yīng)的靈敏度即可，在膠片工作的區(qū)域內(nèi)黑度隨著曝光量的提高而增加，黑度越大意味著透過(guò)射線強(qiáng)度越大，從而提高影像的對(duì)比度。另外，在膠片特性曲線上，黑度較大區(qū)域，往往具有更大的梯度。所以根據(jù)ASME標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)底片黑度有著一定的要求，值得注意的是如果在一張底片上對(duì)比度過(guò)大，超出底片黑度要求，則應(yīng)使用寬容度較大的膠片，必要時(shí)應(yīng)提高射線的線質(zhì)，以滿足黑度的要求。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，ASME標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的黑度要求是十分苛刻的條件，如果透照工藝參數(shù)選擇不合適，底片的黑度要求將無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，而且控制好底片黑度變化的范圍即1.8―4.0也是相對(duì)較困難的，實(shí)際檢測(cè)中，人員的能力高低往往起主導(dǎo)作用。
七 結(jié)論
（1）在X射線機(jī)的選擇方面，應(yīng)選用小焦點(diǎn)的射線機(jī)，管電壓應(yīng)低于180kv以下，并采用較大焦距，保證有較小的幾何不清晰度和較高的底片清晰度。
（2）為提高裂紋的檢出率，射線的透照角度不宜過(guò)大，控制在6-8°最佳，底片焊縫影像上下的開(kāi)口寬度3-5毫米為宜，若焊縫余過(guò)大，底片對(duì)比度較大，超出黑度范圍時(shí)，可采用雙膠技術(shù)，選擇不同感光速度的膠片，同時(shí)曝光，提高底片寬容度，兩張底片分別評(píng)定。
（3）小徑管的透照次數(shù)是一次透照長(zhǎng)度的體現(xiàn)，傾斜透照橢圓成像，要注意焊縫影像的搭接，一般100%檢測(cè)為2次，（相隔90°），在特殊情況下為3次（相隔60°）達(dá)到100%檢則目的。
（4）射線底片靈敏度、黑度的控制。ASME標(biāo)準(zhǔn)更傾向于人為控制，就是檢測(cè)者能力的高低起主導(dǎo)作用。射線檢測(cè)中，每張底片的黑度、靈敏度、清晰度必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)度的范圍內(nèi)，尤其是在一張底片上黑度變化超出了-15%或+30%時(shí)，說(shuō)明，該使用的參數(shù)，沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求（一次透照長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)），此時(shí)應(yīng)調(diào)整參數(shù)從新檢測(cè)。
參考文獻(xiàn)