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[关键词]PT100铂热电阻;错误接线;二次仪表电阻
中图分类号:TM933 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0071-01
对于PT100铂热电阻来说,属于一类较为常用的测温元件,比如:在斗轮堆取料机的减速箱当中,便会安装PT100铂热电阻,以此作为测温元件;此过程中,主要的工作原理为:利用二次仪表,把PT100铂热电阻组织变送成为实际温度,进而使减速箱的油温保护得到有效实现[1]。然而,基于实际应用过程中,通常会出现二次仪表呈现的温度比减速箱的实际油温(由水银温度计测量出来的结果)高出5℃到8℃的情况。通过严格的实验观察、分析,结果显示:因PT100铂热电阻在接线方式上存在错误,进而导致测量误差的发生。从测量误差的排除角度考虑,本文对“PT100铂热电阻错误接线与二次仪表电阻测量回路”进行分析意义重大。
1.关于PT100铂热电阻测温原理的分析
铂热电阻阻值会在温度发生改变的情况下而随之改变,通常情况下,铂热电阻的阻值也会随着温度的升高而变大。以《GB/T30121-2013工业铂热电阻及铂感温元件》为标准,将铂热电阻的温度用“t”表示,将t℃条件的铂热电阻阻值用“Rt”表示,将0℃条件下的阻值用“Ro”表示,那么铂热电阻阻值的计算公式为:
-200
0≤t
在上述计算公式当中,A、B、C均为常数,A为3.9083×10-3;B为-5.775×10-7、C为-4.183×10-12。
对于PT100铂热电阻来说,其基于0℃条件下,阻值是100Ω,而在100℃条件,则其组织大概为138.5Ω[2]。所以,在对PT100铂热电阻的精准阻值测量出来的条件下,才能够获取PT100传感器所处的温度。
2.对PT100铂热电阻测温出现的误差的解析
不管是在斗轮堆取料过程中,还是在装船机取料过程中,均采用了PT100取料方式。其中,铂热电阻能够使减速箱油温保护得到有效实现。但是,由于需把PT100二次仪表高油温报警输出信号接入机上的连锁保护,所以对PT100的测量精度提出了较高的要求。在实际工作过程中,特别是在夏季,由于所处环境温度偏高,加之PT100铂热电阻测温存在虚高的特点,进而容易致使斗轮堆取料机频繁发生高油温故障,对于此类故障在未能及时有效处理的情况下,会使设备的正常、可靠运行受到很大程度的影响。
从具体应用角度来看,无论是斗轮堆取料机,还是装船机,其PT100铂热电阻都会随减速箱在各个场所布设,但是和PT100铂热电阻相配套应用的二次仪表则集中在斗轮堆取料机和装船机电气房内安装。在二次仪表和铂热电阻间,会有4×0.5mm2控制电缆敷设,实际应用2芯、备2芯,电缆的长度大概在50-70米范围内[3]。经实验发现,把二次仪表在PT100铂热电阻附近临时固定,所测量的温度和水银温度计测量的结果之间对比基本上不存在误差。但是,如果将PT100铂热电阻恢复向偏远的二次仪表接入,那么误差便会在电缆长度增加的情况下而发生增加。此外,因PT100铂热电阻的电阻值会在温度上升的情况下而随之升高,当所测电阻值偏大的情况下,会使PT100铂热电阻测温呈现虚高的现象。从大多数实验来看,因二次仪表和PT100铂热电阻间的电缆本体电阻阻值偏高,进而引发测量误差[4]。综合考虑,便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法,进而使测量误差的发生得到有效解决。
3.对PT100铂热电阻接线方法的解析
因二次仪表和PT100铂热电阻间电缆电阻是客观存在的,所以有必要给予规范、科学的技术手段,使电缆电阻引发的测量误差得到有效排除。以三线制热电阻测量方法为例,主要组成元件包括:①恒流源电路;②电阻测量回路;③模数转换电路;④滤波增益回路;⑤单片机。现对其电阻测量回路进行重点解析,左半部分为三线制铂热电阻,右半部分为三线制铂热电阻测量回路。并可得出:(1)在此次测量回路当中,具备恒流源输入I;(2)所需测量的铂热电阻为RTD,如果将RTD铂热电阻电压设置为VR,那么热电阻到二次仪表的线路等效电阻有Rw1、Rw2、Rw3;因线路长度保持一致,所以有Rw1=Rw2=Rw3;(3)将运算放大器A3反向输入端电压设置为V-,将同相输入端电压设置为V+,输出端电压设置为VA3。以测量回路为依据,便可以进一步得出VA3=VR。
因在此测量回路摄入为恒流源,那么根据所测获取的运算放大器A3的输出端VA3,便能够将VR电压并换算获取出RTD电阻值,然后对此阻值采取相应的处理,便能够将热电阻温度求解出来。从中可知,此三线制测量方法使PT100测量回路当中PT100传感器到二次仪表的线路电阻产生的误差得到有效排除[5]。此外,在对PT100铂热电阻接线方法进行合理调整的基础上,把之前四芯电缆没有接入的第三芯投入应用,保证PT100铂热电阻接线方法转变为三线制,便使测量误差得到有效解除,进而使PT100铂热电阻测温精度得到有效保证。
结合上述研究可知,基于PT100铂热电阻三线制接线方法是一种非常理想的方法,主要的优势包括:其一,成本低廉;其二,接线简单;其三,应用广泛。所以,基于PT100铂热电阻三线制接线方法可作为优先,以此使测量误差的发生得到有效控制。
4.结语
通过本文的探究,认识到当PT100铂热电阻接线方法不正确或受到一些因素的影响下,会引发测量误差。因此,便有必要给出PT100铂热电阻接线的正确方法,进而使测量误差的发生得到有效解决。在本次研究过程中,通过对关于PT100铂热电阻测温原理的分析,解析了PT100铂热电阻测温出现的误差,进一步给出了基于PT100铂热电阻三线制接线方法。实验结果表明:基于PT100铂热电阻三线制接线方法具备多方面的优势,即:成本低廉、接线接单、使用广泛,能够使测量误差的发生得到有效控制。因此,可以选择基于PT100铂热电阻三线制接线方法。此外,近年来不少学者表明PT100铂热电阻四线制接法也是一种理想的接法,从测量精度角度考虑,有必要进一步对PT100铂热电阻四线制接法进行进一步探究。
参考文献
[1]隋洪岗.PT100温度传感器在温度数据实时监测系统中的应用[J].电脑开发与应用,2011,04:64-65.
[2]秦彩霞.温度仪表的选型与应用[J].仪器仪表用户,2013,06:77-79+96.
[3]阮晓飞,郭盈盈,张婧.化工企业温度测量系统误差分析方法及对策[J].仪器仪表标准化与计量,2014,01:40-42.
【关键词】同塔多回路;线路接地电阻;防雷性能
前言
同塔多回路的采用,有效解决了我国我国输电线路紧张问题,不仅提高了输电效率,也减少了土地资源的浪费,促进了我国电网与土地资源的协调发展。采用同塔多回路,通常情况下,杆塔处于垂直排列状态,且杆塔高度要高于一般杆塔高度,也因此,同塔多回路出现雷击问题一般多于一般杆塔,且雷击程度也要高于一般杆塔。本文主要针对同塔多回线路接地电阻对220V同塔多回线路防雷性能进行研究。
一、同塔多回路线接地电阻对防雷性能的影响因素分析
1.1接地电阻对线路反击耐雷水平的影响
当雷击到杆塔时,由于雷电流通过杆塔,导致杆塔电流与接地电阻瞬间增大,超出塔体所承受的最大电压,使绝缘子串低于导线的电位,发生反击,也称为闪给,导致线路出现跳闸现象。这种情况下,影响雷击反击跳闸的主要原因就是杆塔的接地电阻。根据相关计算可知,当接地电阻值为1欧姆时,线路反击耐雷电流高达114千安培;当接地电阻值为10欧姆时,线路反击耐雷电流高达111千安培;当接地电阻值为20欧姆时,线路反击耐雷电流高达106千安培。由此可以看出,接地电阻阻值越大,线路反击耐雷水平越低。因此,采用降低杆塔接地电阻阻值的方式,可以有效提高输电线路防雷措施。根据相关研究数据表明,当接地电阻阻值小于10欧姆时,线路反击耐雷水平受接地电阻影响的程度较小,防雷效果并不理想。
1.2杆塔高度对线路防雷的影响
杆塔高度对线路防雷的影响主要体现在以下三个方面:①是对反击耐雷水平的影响。由于输电线杆塔常常跨越交通公路,为了不影响交通的正常运行,规定一般输电线杆塔高度要高于30米。同塔多回路杆塔要高于一般性杆塔,随着杆塔高度的增加,大大降低了线路的反击耐雷水平,根据相关计算可知,当杆塔高度为31米时,线路反击耐雷电流为123千安培;当杆塔高度为41米时,线路反击耐雷电流为105千安培;当杆塔高度为51米时,线路反击耐雷电流为93千安培。由此可以看出,杆塔高度对线路防雷有很大的影响;②是对线路绕击耐雷水平的影响。由于杆塔高度增加了,相对线路的高度也增加了,也增加了地面与线路之间的高度,减弱了地面对雷电的吸引作用,增大了导线的最大绕击电流,与之对应的绕击率也随之增加;③绝缘水平对线路防雷的影响。采用合理配置的方式,使绝缘水平与布置方式能够配置合理,在不同的程度上,均可以有效降低雷击现象,提高线路的耐雷水平。线路出现绝缘反击主要是由于雷直接击中杆塔塔顶或者是地线造成的,根据我国相关防雷与接地计算公式可以得出,影响输电线路耐雷的主要因素大多数是由于绝缘子串的一半冲击闪络电压导致的,因此可以适当的增加杆塔绝缘子的数量,可以有效提高绝缘子串冲击所释放出的一半电压,不仅可以有效降低雷击跳闸的现象,还大大提高了线路的耐雷水平。
二、同塔多回路线路接地电阻的防雷措施
为了有效保障同塔多回路线路的安全运行,必须对同塔多回路线路采取一定的防雷措施。
2.1有效降低杆塔接地电阻阻值
为了有效减少雷击跳闸现象的发生,应适当降低杆塔的接地电阻阻值的大小。根据我国电力行业架空送电线路运行标准要求,运行单位需要定期对接地电阻进行检测,对存在故障或者不合格的杆塔应及时进行处理。
2.2有效提高绝缘水平
根据相关研究表明,大多数雷击跳闸现象都是由雷击反击而造成的,而适当的增加一定数量的绝缘子则可以有效降低雷击跳闸率。
2.3采用合成外套线路悬式氧化锌(ZnO)避雷器
根据科学研究与实践经验表明,使用合成外套线路悬式氧化锌(ZnO)避雷器可以有效防止同塔多回路线路发生反击或者是绕击现象。例如在2004年我国上海对一些远离市区的地方以及极易发生雷击跳闸的同塔多回路线路,采用合成外套线路悬式氧化锌(ZnO)避雷器,在同塔多回路线路顶端,两杆塔回路的上部、中部以及下部都分别安装合成外套线路悬式氧化锌(ZnO)避雷器,极大的降低了同塔多回路线路发生雷击跳闸现象。
采用悬式氧化锌避雷器是由两部分组成,即串联间隙与合成外套避雷器本体。串联间隙是由三个部分构成,即护线条、环电极以及空气间隙,每两个串联间隙之间的距离大约为900毫米。而合成外套避雷器本体则位于环氧玻璃纤维芯的内部,是由氧化锌(ZnO)电阻片固定而形成的,具有一定的伏安特性。
结语
采用同塔多回路线路可以有效减少输电线路紧张问题,也可以有效减少土地资源的使用,但由于同多回路线路杆塔高度较高,也增加了雷击跳闸现象的发生,因此,采取一定的防雷措施,不仅可以有效降低雷击跳闸现象的发生,还可以确保输电线路的安全运行。
参考文献
[1]彭向阳,李志峰,余占清.杆塔接地电阻对同塔多回张路防雷性能的影响[J].高电压技术,2011,201(103):197-198.
[2]姜文东,苏小杰,谭进峰.同塔四回输电线路多回同时闪络耐雷性能及防治[J].水电能源科学研究,2013,171(102):151-153.
关键词:变频器 压敏电阻 可靠运行
1 概述
梅花井煤矿主扇房内现用四台JD-BP 33-400型风机变频器,在运行过程中多次出现因压敏电阻烧毁而导致变频器停机的事故发生。根据变频器损坏部位和损坏器件,以及综合现场实际情况,分析认为事故发生的主要原因是变频器柜内压敏电阻阻值较小,不适合我矿的供电环境。
2 变频器现状
变频器原设计方案主要考虑到常规情况下对内部主要核心器件的保护,采用在IGBT逆变模块结间和快恢复二极管上面都加设有MYG20K681型压敏电阻,以防止因输入电源电压过高和母线电压过高而对模块、电容等主要器件的损坏。其主回路原理图如下所示:(图中为单模块画法,实际主回路为模块并联方式)
整机中所用压敏电阻的数量为144只,当其中任意一只动作保护或损坏时,势必会造成变频器停机,无形中增加了故障概率。在设计之初,主要是考虑普通标准型供电环境,为能更好的保护变频器,所采用的压敏电阻保护电压界限也普遍按较低值整定。因此当该变频器运行在电压偏高、电网电压变化较大等供电环境下时,压敏电阻会频繁损坏。
3 整改方案
结合现场实际情况,当前电网供电电压的波动并未超过变频器内部设计所允许的最高值,若要解决压敏电阻损坏现象,可将保护动作电压界限值放宽,使其能适应现场当前电压环境。然而,大量使用压敏电阻也同样存在与之前所述的由于压敏电阻数量较多而加大了故障概率的问题,为能使故障概率也同样达到最低化,决定将全部压敏电阻去除。而为了延续原压敏电阻的保护功能,故对每一相上面增加一只铝壳电阻。整改后的主回路如下图所示:(图中为单模块画法,实际主回路为模块并联方式)。增加的电阻为30K100W铝壳电阻,每一相增加一只,每台机子需六只。
4 施工计划
四台变频器始终处于两用两备的状态,为将改造工作的风险降至最低,分两批进行改造,每批改造两台,每批改造用时两天,每天改造一台。改造过程中,必须确保单台变频器始终完好,处于备用状态。
每改造完一台,必须空载运行,确认与预期的效果一致时,方可进行下一台改造。每天改造完成一台后,将其空载运行12个小时;两台备用变频器全部改造完成后,整体空载运行24小时,确认无问题后,将主扇倒机,待负荷运行30天,再次确认与预期效果一致后,方可进行下一批改造。
5 改造工程所需材料明细
6 改造完成后存在的问题与解决的办法
变频器改造工作已完成两个月,在这段时间里,偶尔会有欠压跳闸的现象发生,经过与厂家协商,问题已基本得到解决。
我矿中、夜班各个掘进、采煤工作面全面投入生产,为用电高峰期,一旦发生多台大功率设备同时启动的情况,电网电压波动较大,导致变频器欠压跳闸。由于我矿的风机变频器已基本满负荷运行,若下调欠压值,可能会导致过载跳闸,因此只能下调变频器上级变压器的档位,已保证变频器有稳定的输入电压。经处理后,变频器稳定运行。
7 项目总结与展望
综上所述,该项目基本上通过了工程实践的检验,是有成效的。
目前我矿所用的变频器已属于淘汰产品,对其进行的局部性改造,只能满足一时所需,为保证风机长期稳定的运行,建议将风机电机、变频器均改为高压设备。既可以保证矿井供风所需,又可以节约大量的电能,改善工艺过程,延长设备的使用寿命和减少维修量。
参考文献:
[1]王金祥,杨李军.风机变频器节能[J].纸和造纸,2007(02).
华电国际十里泉发电厂山东枣庄277103
摘要 本文介绍了十里泉发电厂300MW 机组电动装置控制系统改造过程,通过进行改造前后对比,验证了改造效果,对同类型设备的治理具有借鉴意义。
关键词 300MW 机组;控制回路;电动装置
0 引言
阀门电动装置是工业流体管路的控制装置,是指用电动机驱动,电触点控制,单一转速式闸阀、截止阀、节流阀、隔膜阀、球阀和蝶阀等电动装置。
1 阀门电动装置应用现状
阀门电动装置一般由下列部分组成:专用电动机、减速机构、行程控制机构、转矩限制机构、手动﹑电动切换机构、开度指示器。设备特点是过载能力强﹑起动转矩大﹑转动惯量小,短时﹑断续工作。
2 十里泉发电厂300MW 机组阀门电动装置介绍
300MW 机组阀门电动装置采取三相交流异步电动机动作实现阀门的打开和关闭,使用交流接触器作为动力回路的主要控制元件,通过220V 交流控制回路实现动力回路的启停控制。
300MW 机组电动装置控制原理图如下:
2.1 300MW 机组电动装置控制原理
以开阀回路为例:工作状态下,ZJ1 带电接通,ZJ1 接点A21-A11 闭合,3XK 闭合,A12 带电,操作按钮能使阀门打开,当阀门至全开位时,开向行程开关3XK 动作,断开开阀回路。在开阀过程中出现力矩动作时,开力矩开关1JK 断开,A28 失电,ZJ1 常开点闭合,A27-A25 接通,LBK 带电,A14-A17 断开,切断开阀回路,力矩指示灯点亮。
2.2 300MW 机组电动装置控制回路常见故障及处理方法常见故障:
(1)交流接触器在工作状态下不能正常吸合。
(2)交流接触器能够正常吸合,但阀门电机不能正常动作。
(3)通过缺陷统计分析,阀门电装缺陷中由于控制回路引起的缺陷较多,占缺陷总数的85% 左右,控制回路故障率较高。
分析控制回路缺陷原因,主要表现在以下方面:
(1)采用力矩继电器进行两次扩展,接入控制回路,导致了回路复杂,故障点增加。
(2)若电装出现过力矩,由过力矩继电器进行自保持,必须由工作人员手动复位。
(3)两组行程开关分别接入阀门开关回路和力矩保护回路,接线复杂和烦琐。
(4)中间继电器处于长期带电吸合状态,易出现接点故障、继电器易老化疲劳。
3 新型电动装置控制回路介绍
为优化控制回路,提高设备可靠性,利用机组大修,对300MW机组阀门电动装置控制回路进行了技术改造。
3.1 改造后阀门电动装置的控制原理图
3.2 改造后的阀门电装的工作原理
以开阀为例:各元件处于正常状态下,当DCS 发出开阀指令,电流经C寅C1寅A10寅A12寅A21寅A23寅A25寅N21,形成回路,开交流接触器CQK 线圈上电吸合,其常开接点闭合,形成自保持回路。动力回路中CQK 常开接点闭合,电机正向转动带动阀门关闭,当阀门关到位时,关行程开关CX2 被压下,断开关回路。开向交流接触器CQK释放,电机停转,开阀结束。
4 改造后的阀门电装控制回路的优点
(1)取消力矩控制中间继电器和力矩保护继电器,将力矩开关接入控制回路,简化控制环节。
(2)取消过力矩自保持回路,发挥过力矩自动复位功能,提高设备自动性。
(3)简化控制回路接线,避免中间转换环节造成的故障点。
(4)取消手动操作按钮,通过DCS 软手操进行电装开关操作。
(5)取消阀位指示灯,在阀位扩展继电器取一对接点送入DCS,通过逻辑组态实现阀位指示。
5 300MW 机组电装控制回路改造后的应用效果
300MW 机组电装改造后,电装控制回路故障率由85%降至7%,大大减少了缺陷次数和维护工作量,提升了设备自动化水平,提高了阀门电装的可靠性,有很强的推广前景。
关键词 300MW机组;掺烧试验;高挥发份混煤
中图分类号TM621 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0179-02
0引言
在电煤价高涨和电价受控的大环境下,我国火电厂经济效益普遍受到影响。某电厂在设计煤种采购困难的情况下,为了缓解设计煤种紧缺的局面,降低发电成本,电厂采购煤质参数偏离设计煤种较大的高挥发份混煤进行掺烧,其中主要包括新疆广汇煤和内蒙额济纳旗红柳泉煤。本文重点对某电厂300MW机组燃煤锅炉掺烧高挥发份混煤的运行特性进行了试验分析,确定长期燃用测试高挥发份混煤掺烧方式及掺烧比例,并提出保障安全经济运行的优化调整措施,确保锅炉长周期安全稳定运行。
1 锅炉设备概况
某电厂300MW机组锅炉按美国ABB-CE公司引进技术设计制造,锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环、燃烧器摆动调温、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤汽包锅炉,锅炉设计煤种为哈密烟煤。制粉系统采用上海重型机器厂生产的三台BBD4060双进双出钢球磨煤机正压直吹系统。
2 试验煤煤质分析比较
分析煤质数据可知,试验煤质与设计煤偏差较大,试验煤种属于高挥发份长焰煤,水份高,极易着火燃尽。设计煤与试验煤均属于结渣严重的煤种,特别是红柳泉煤与广汇煤碱金属含量较高,具有明显的低温熔融特性及强沾污性与结渣倾向。防止制粉系统着火爆炸、保证燃烧器喷口安全,预防锅炉受热面结渣,是燃用此类高挥发份煤种保证安全的重点注意事项。
3 锅炉掺烧性能分析
某电厂300MW机组锅炉炉膛宽14.048m,深14.019m,高63.18m,炉膛容积热负荷307.9 ×103 kJ/m3·h,炉膛断面热负荷14.33 ×106 kJ/m2·h,锅炉上一次风距屏底距离19m。对比国内典型的燃用严重结渣煤种的300MW容量级机组,锅炉采用了较低的炉膛容积热负荷与断面热负荷,较高的炉膛高度以及上一次风距屏底距离。
锅炉燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术,以提高锅炉低负荷运行的能力,采用了较小的单只喷嘴热功率,煤粉喷嘴的周界风为非对称型式,在喷嘴出口的向火面为小周界风量,背火面为大周界风量,其目的是增加水冷壁附近的氧化性气氛,防止燃烧器区域的结渣。顶部燃烬风室可作水平方向摆动,一次风喷嘴可上下摆动各25°,二次风喷嘴可作上下各30°的摆动,以此来改变燃烧中心区的位置,调节炉膛内各辐射受热面的吸热量,从而调节再热汽温。每只燃烧器共有10种18个风室17个喷嘴。
结合以上情况分析, 300MW机组锅炉对燃用严重结渣煤种有较强的适应性,在保证制粉系统及喷燃器安全的前提下,可以掺烧高挥发份混煤。
4掺烧试验
4.1 掺烧方式的选取
在上述分析的基础上, 综合考虑煤的结渣特性、煤场配煤条件、运行安全和经济性等。同时对炉内结渣、汽温特性、锅炉效率、制粉系统、除灰系统、脱硫系统运行状况等方面进行综合分析。通过综合比较分析确立了分磨掺烧原则:各磨煤机取用不同煤质的燃烧特性的煤种,根据负荷时段进行仓位控制和煤种控制;对容易着火高挥发份混煤送至锅炉燃烧器的底层使用。
4.2 掺烧试验内容
为了研究掺烧印尼煤对机组性能的影响,本次试验采用逐渐增大高挥发份混合煤种掺烧比例进行现场测试,为避开燃烧高温区,且防止屏区结渣,试验采用下层燃烧器燃用高挥发份混合煤: 每种工况在现场连续测试48h,试验工况一:A磨煤机A1仓上高挥发份混煤,其它上优质煤;掺烧比17%;试验工况二:A磨煤机A1、A2仓上高挥发份混煤,其它上优质煤,掺烧比33%,如下表所示:
4.3 试验数据
4.3.1煤粉细度选取
根据中华人民共和国电力行业标准《大容量煤粉锅炉炉膛选型导则》(DL/T 831-2002),煤粉细度按下式选取:
R90=K+0.5Vdaf
式中:Vdaf>25%的煤质,K=4;
分析掺烧煤种煤质,将掺烧高挥发份混合煤种的磨煤机煤粉细度R90从小于18%调整到20%~25 %,保证制粉系统及喷燃器安全,提高磨煤机出力。
4.3.2炉膛温度
根据试验数据,列出两种不同工况下炉膛各段温度:
300MW机组实测炉膛各截面各点最高温度均在1300℃以下。
4.3.3炉劣质煤掺烧期间空预器差压变化曲线图
4.3.4结渣情况分析
工况一试验时:燃烧器区域并未发现大型渣块,出现的较大渣块也是粘结强度较低的多孔性疏松渣,且渣块呈黑色,含碳量较高。渣块附着在管壁上的一面为未熔融的粘聚状渣,稍有扰动就极易松动脱落,分隔屏管壁表面清洁无渣。
工况二试验时:燃烧器区域发现大型渣块,出现的较大渣块也是粘结性较强的熔融硬渣,分割屏表面出现未熔融的粘聚状渣,因为此区域缺乏有效的吹灰手段,所以该区域是结渣监测的重点。试验期间结果显示, 当锅炉高挥发份混煤掺烧比在30%以上时,锅炉排烟温度升高,空预器差压增大,减温水量增加,各段炉膛温度、差压上升,炉膛结渣情况呈加剧趋势。
4.4优化措施
预防锅炉结渣方面
1)加强锅炉吹灰运行,优化吹灰方式:每两小时对不同层短吹进行选择性吹灰,每天对长吹进行全面吹灰;
2)运行氧量控制在2.5~3.5%,避免氧量过高与过低;
3)优化锅炉二次风配风方式,避免火焰贴壁,并合理调整火焰中心,控制燃烧温度,锅炉采用束腰式配风方式;进行一次风调平试验,避免由于风粉的分配不均导致局部高温区的出现;
4)设计煤种一次风管道风速不小于18m/s, 为了避免烧损燃烧器喷口,要求提高一次风速至25~28m/s以上,以推迟着火
保证制粉系统安全
1)要求控制磨出口温度不低于55℃,,要求磨煤机出口温度不高于65℃,以保证制粉系统运行效率和制粉系统的安全,防止一次风管道堵管。
2)磨启停前后适当延长吹扫时间,优化制粉系统充惰蒸汽的投运;
3)尽量与低结渣性煤种掺烧,如吐鲁煤等;
通过以上优化调整,试验结果表明,300MW锅炉掺烧比不超过30%。锅炉水冷壁未出现大面积结渣情况,屏式过热器局部结渣但能够自行脱落,大部分受热面可以清楚看到管排。炉膛吹灰器基本能够消除结渣对锅炉的影响。
5 结论
现场采用分磨制粉,分层燃烧的掺烧方式方式,在整个试验过程中,输煤系统、制粉系统没有出现自燃和爆燃的事故,锅炉水冷壁和屏式过程器大面积结渣、跌落大焦块的事故。通过对比不同掺烧比例下炉膛温度测量、结渣情况检查等指标,综合评价掺烧高挥发份混合煤对锅炉燃烧系统和制粉系统产生的不同影响。得出掺烧试验结果: 300MW机组锅炉掺烧高挥发份混合煤种可行,但应控制控制掺烧比例不大于30%,并注意优化燃烧调整,锅炉可安全、经济、稳定运行。
关键词:高压断路器;交流耐压;绝缘电阻;导电回路电阻;试验
一、绝缘电阻测量
断路器试验中最基本的项是测量绝缘电阻,而对于真空断路器,主要对一次回路对地绝缘电阻的测量。一般使用兆欧表选用2500V档,1min测量,其值应大于5000 。
试验过程:试验时使用兆欧表选用2500V档测量,接线图如图1所示。先断开断路器外侧电源开关,确保无电压,分别记录摇测A对地A断口;B对地B断口;C对地C断口的绝缘阻值;也分别记录摇测A对B、B对C、C对A的绝缘阻值。
二、交流耐压试验
交流耐压试验作为最有效的绝缘试验,一般只对35kV或以下开头设备进行,而且在分、合闸状态下试验,分闸状态检查断口绝缘,合闸状态检查相间及相对地绝缘。该项试验是最有效和最直接的试验项目,应在其他绝缘试验项目通过后进行。气体断路器应在最低允许气压下进行试验,才容易发现断路器内部绝缘缺陷,其应在分、合闸状态下分别进行。对于12-40.5 kV电压等级和三相共箱式断路器还应做相间耐压试验,其试验电压值与对地耐压相同。耐压试验过程中,试品没有发生闪络、击穿。对于断路器辅助回路和控制回路的交流耐压试验,试验电压为2kV。测量6kV断路器时,工频交流耐压试验是考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法,对保证设备安全运行具有重要意义。交流耐压试验对于固体有机绝缘来说属于破坏性试验,它会使原来存在的绝缘弱点进一步发展,使绝缘强度降低,形成绝缘内部劣化的累积效应。因此,必须正确的选择试验电压的标准和耐压时间。开关交流耐压试验应做相间、相对地及断口间的,试验电压应为38kV。整体对地及断口间地交流耐压试验应在绝缘试验项目合格之后进行,油开关试验电压28kV,1 min无放电、闪络、击穿。真空开关试验电压42kV,1min无放电、闪络、击穿。
试验过程:选择Bs试验变压器;R1限流电阻;RCF阻容分压器; RF球间隙保护电阻;G保护间隙(球隙);A电流表;V电压表;LH电流互感器;Bx被试品等试验工具。操作接线图(见图2),图中被试断路器(见图3)各相短接,并非被试绕组均短接接地。
先断开断路器外侧电源开关;确保无电压;分别进行A对地A断口,B对地B断口,C对地C断口的耐压,缓慢升至试验电压,并密切注意倾听放电声音,密切观察各表计的变化,读取的耐压值;分别进行A对B、B对C、C对A的耐压,缓慢升高电压至试验电压,并密切倾听放电声音,密切观察各表计的变化,读取1min的耐压值。
三、导电回路电阻测量
断路器导电回路的电阻主要决定于触头的接触电阻。接触电阻值的测量,指的是对每相导电回路电阻值的测量。因为接触电阻的存在增加了导体在通电时的损耗,接触处的温度升高,其值的大小对正常工作时的载流能力有着直接的影响。通过对接触电阻值的测量可以发现断路器在通过正常工作电流时是否会产生不能容许的发热以及在通过短路故障电流时的断路性能,从而确保电气设备的安全运行,同时断路器每相导电回路电阻值也是断路器安装、检修的一项目重要数据。一般在大修时或每一年到三年进行一次每相导电回路电阻值的测量。被测电阻值很小,因此通常以 计。
目前常用的测量方法有两种:一种是电流和电压表法,另一种是平衡电桥法。
(一)电流和电压表法
因为导电回路的电阻很小,故一般应用双臂电桥进行测量。测量时,要将电压引线接在靠近触头侧,电流引线接在电压引线外侧,宜分开不宜重叠。这两个测量接头必须接触良好,接线卡了可采用蓄电池卡了。测时应按双臂电桥测量导电回路电阻的具体测试方法进行。
(1)试验接线图(见图4)。图中mV表的连线电阻值不应超过该表规定的电阻值,且应接于靠近触头侧。
(2)步骤:断开断路器各方面电源;连续分合几次开关;合上刀闸K;先调试好电流值,再接通mV表;共测量3次,取其平均值。
(二)平衡电桥法
用电压降法测量断路器每相导电回路电阻时,在开关合上之后,应先调好电流值,再接通毫伏表。毫伏表的连接线电阻值不应超出该表规定的电阻值,且应接于靠近触头侧。在测量导电回路之前,先将断路器电动分合几次,以便使触头表面氧化膜冲破,触头得以良好地接触,从而使测试结果能反映真实情况。若受现场条件所限,只能用手动和千斤顶合闸时,必须在取其千斤之后再进行测量。如果对测得数值要求较精确,应多次复测。一般对几次测得结果取分散性较小的三次平均值。如果断路器实际工作电流(I)小于其额定电流( )时,导电回路电阻允许增大。运行中允许增大的导电回路电阻值( )按下式计算: ,R为制造厂给定的导电回路电阻标准值。
测量6 kV回路直阻时,测量前应检查仪器接线是否正确,其中粗线接电流,细线接电压,两组夹了应夹在开关同一相的上口和下口,然后测量。如果测量时数据不合格,先检查开关上下口的夹了是否夹好,然后再测量,测量的结果应小于50 。
① 试验接线图(见下图5)。图中测量时,电压引线尽量靠近触头侧;电流引线在电压线外侧,宜分开不宜重叠。
②步骤:断开断路器各侧电源;连续跳合几次开关;连线(被测电阻的电流端钮和电位端钮分别与电桥的对应端钮连接;靠近被测电阻的一对线接到电桥的电位端钮;被测电阻的外侧的一对线接到电桥的电流端翎);测量要快,因为测量工作电流较大。
四、断路器真空度测试
真空度测试时,做试验过程中,不得接近高压试验变压器及被测开关,保持一定的距离,以防人身触电。旋动旋钮时,如果红灯没灭,那就是线没有接好或者回零时不到位。所有的被测仪表,被测开关的接地线必须接地。在升压过程中微安表必须短接,待电压稳定后打开短接开关监测电流并记录。每次测试时,高压升上后,时间约为10s,不得太长,防止损坏仪表。测量每一相线后,必须放电,以保安全。真空开关接线图(如6)
五、现场注意事项
现场试验时注意监护,防止高电压伤害人身安全和设备安全;试验时严格按照规程规定顺序操作,防止误操作伤害人身和设备的安全;测量直阻时应使接触部位接触良好,以防测量误差的产生;交流耐压试验时,若看到有火花,应及时降压,防止将设备击穿,并分析原因,处理后再次试验;同期测量时应让运行人员配合,不能自己操作。
六、结语
对于高压断路器的性能试验,其目的是确保电气的安全性能。高压断路器具有开断短路电流功能,其开断的过程牵涉到的问题极为复杂,就目前还有很多设备都还需要通过试验是否正确,才能很好地应用。
参考文献:
关键词:电阻测量法 电力拖动控制线路
学习《电力拖动控制线路与技能训练》除了电气元件的认识外,主要包括线路安装和线路故障检修两大部分。在实操训练中,电路安装完后的检查以及机床控制线路故障的检测方法有多样,常用的有电压测量法、电流测量法和电阻测量法。虽然电压测量法和电流测量法都有快速、准确的优点,但由于要带电测量,在实际操作中学生存在触电的恐惧心理,多数学生都不用。相反电阻测量法则断电操作,学生觉得安全而大受欢迎。下面就讨论电阻测量法在电力拖动控制线路安装和故障检修中的应用。
一、在电力拖动控制线路安装完成后自检中的应用
控制线路安装完后不少的学生会立即到试验台处通电,但又怕通电失败,通电不成功(特别是电路出现短路后)又不知如何去查找故障出在哪里、心里很矛盾,反复多次后严重挫伤学生的进取心和学习积极性,这种现象是由于学生对电路的工作原理不熟悉造成的。解决的办法是先要求学生多识读电路图、分析电路的控制原理,同时掌握基本的测量方法。电路安装完后先在原位用电阻法进行自检测量,下面以接触器联锁正反转控制线路为例来讲解,电路图如图1、接触器选择CJ10-20。
安装前测量各元件是否完好,坏的要修理好,修不好的要更换新的,同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻,具体的数值不同型号的接触器有较大有差别,如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000Ω、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。首先,用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3,应该是电阻为0Ω,若不导通,则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好,然后才能进行下面的自检测量。万能表选用合适的档位,档位过大使示数太小、误判是短路,档位过小使示数很大、误判为开路,严重会影响到测量的准确性;一般选择×10Ω档或者×100Ω档。在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点(或是FU2的出线点0、1两点),按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作,根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开,从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行,把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点,万用表的读数指示为∞(如果电阻为0Ω,则电路存在短路;如果电阻为2000Ω或1000Ω则有可能是自锁触头或启动按钮接错)。
(一)控制电路的检查(电路正常的万能表示数)
1、按钮功能检查
(1)正转控制检查:
按下启动按钮SB1万能表指针读数指示约2000Ω(正转控制接触器KM1线圈回路接通)。
1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(正转控制接触器KM1线圈回路被切断)
2)此时松开SB3,同时按下SB2万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)
3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)
(2)反转控制检查:
按下启动按钮SB2万能表指针读数指示约2000Ω(反转控制接触器KM2线圈回路接通)。
(1)此时同时按下停止按钮SB3万能表指针读数先指示∞(反转控制接触器KM2线圈回路被切断)
(2)此时松开SB3,同时按下SB1万能表指针读数指示约1000Ω(KM1、KM2两个控制回路并联)
(3) SB1、SB2、SB3同时按下万能表指针读数先指示∞(正、反转控制回路同时被切断)
2、自锁各互锁检查
(1)正转控制:
按下KM1触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路)
1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM1线圈控制回路被切断),则自锁正常。
2) 松开SB3,同时按下KM2触头支架万能表指针读数指示约∞(KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断),则互锁正常。
(2)反转控制:
按下KM2触头支架万能表指针读数指示约2000Ω(接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路)
1)此时同时按下SB3万能表指针读数指示约∞(接触器KM2线圈控制回路被切断),则自锁正常。
2) 松开SB3,同时按下KM1触头支架万能表指针读数指示约∞(KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断),则互锁正常。
(二)主电路的检查
主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行,主要目的是为了检查主电路是否存在短路。在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小,一般在10Ω以下,电阻档应该选择×1Ω档。接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作,同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻,电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。若出现电阻为零,说明主电路出现短路;如果出现电阻较大或∞,说明主电路存在接触不良或开路。
在图1电路中,假设电动机M的绕组是形连接,每相绕组电阻为5Ω,测量步骤如下:
1.按下KM1触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;
2.按下KM2触头支架,用万用表的两根表笔分别测量U11-V11、U11-W11、V11-W11间的电阻,读数应为10Ω;
关键词:H参数;小信号模型;欧姆定律;等效变换;输出电阻
中图分类号:TN72 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(b)-0000-00
引言
模拟电子技术不仅是电类各专业的一门技术基础学科,也是生物医学工程、医学影像技术等医学相关专业的基础学科,它主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用。而晶体三极管构成的基本放大电路,又是模拟电子技术最基本的、最重要的内容,因此,BJT的H参数及小信号模型的建立和简化,是掌握分析放大电路的基础。在实际的工程应用中,晶体三极管的单极放大倍数有限,大规模集成电路的发展,提高了电路的放大倍数,实现了将微弱的电信号进行放大的作用,那么在设计集成电路时,对多级放大电路各个参数的求解将显得尤为重要,特别是放大电路的输出电阻求解,而欧姆定律法求解输出电阻过于复杂,因此该文提出用等效变换法求解放大电路的输出电阻。
1 BJT的H参数及小信号模型
由于三极管是非线性器件,使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型,就是将非线性器件做线性化处理,从而简化放大电路的分析和设计。当放大电路的输入信号电压很小时,把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替,从而把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
低频小信号模型[1]如图1所示,它是用H参数来描述的,在交流通路中,把一个晶体管看成一个两端口网络,输入一个端口,输出一个端口。
图(a)是将BJT封装起来,测试它的两个特性,输入特性和输出特性。图(c)是输入特性曲线,其中 不同,输入特性曲线是有一些变化的,即要 保持不变,增大 时也要增大 。从图(d)的输出特性曲线中,当 变化时, 是在一个特定的 上变化的,就在 一定时,分析 与 这个函数的变化,从这两组特性上,如果仅从数学的角度去描述它,那么BE之间的电压,是 和 的函数;而输出回路的 ,也是 和 的函数。
从数学角度进行建模,即BE之间的电压,是 和 的函数;而输出回路的 ,也是 和 的函数进行分析,输入和输出回路的自变量是两个相同的自变量, 和 ,但是两个回路的函数不一样,在输入回路里面,函数是BE之间的动态电压 ;在输出回路里面,函数是 电流,即 ,下面的分析都是从这两个函数关系进行变化的。
小信号模型研究的不是某一条特性,而是在有变化量时的特性,即在Q点有变化时的模型。采用对函数求全微分的方法,,在低频小信号作用下,函数和自变量之间的关系就是全微分:
这里有几个特定的关系,CE间的电压 是一定的,分析 和BE之间的关系 ; 是一定的,那么分析 和 之间的关系; 是一定的,分析 和 之间的关系; 是一定的,分析 和 之间的关系。因此定义4个参数,其中 和 表示的是一个动态的量,一个 量,或者是一个交流小信号量。可以简化如下:
上述公式中,将晶体管看成一个黑盒子,向黑盒子里面看,从输入端看到一个 ,这个 碰到的首先是一个电阻,然后还看到一个受控源,是CE间的电压 控制BE之间的电压。从输出回路看进去,可以看到一个受控电流源,是 控制的 ;还有一项是与受控电流源并联的另外一路电流,它是 这个动态电阻在此处产生的电流,可以得到一个图1(b)中的模型,这个模型完全是由这个公式建立起来的。这个数学模型,首先是选择合适的自变量和函数,研究的低频小信号情况,用变量进行替换,按照最后得到的式子,建立数学模型。
研究这4个H参数的物理意义的目的是这个电路仍然复杂,再通过近似法,将该数学模型简化的更合理一些,忽略掉一些参数,具体如图2所示。
描述的是 不变的情况下, 的变化量与 的变化量之比。晶体管在静态工作点Q下, 取一个 和一个 ,即一个变化的电压比上一个变化的电流,得出的是一个动态电阻,我们将Q点下取的变化量得到的电阻叫做 ,指的是BE之间的动态电阻。所以 的物理意义就是BE之间的动态电阻。
描述的是 不变的情况下, 的变化量与 的变化量之比。从图(b)中可以看出, 在静态工作点 处,由于 变化,曲线向左或者向右移动,产生 。它的物理意义是,输出回路CE之间的电压对BE之间的影响,是反馈量,即输出通过一定的方式影响到输入就叫做反馈。对于管子自身CE之间的电压就对BE之间的电压有影响,所以我们称 为内反馈系数。
描述的是在一定 的条件下, 和 变化量之比,就是电流放大系数 。晶体管就是通过它的电流放大来进行能量控制的。
是在一个 下,研究 在Q点附近产生的变化对此时 变化的影响。这个描述的是该曲线上翘的程度,即在 情况下,与横轴平行的程度。对于晶体管,这个参数描述的其实是 这个电导,对于 本身来说,在一般的静态管中,在 变化值大的情况下, 的变化值小,因此这个电阻 值很大。在实验室里我们去测量,几乎看不出来,这个曲线和横轴不平行,如果曲线与横轴平行,表示 趋近于 ,它上翘的程度几乎看不出来。
在输入回路中, 不可以忽略; 可以忽略。在输出回路中, 不能忽略; 趋近于 ,可以将 忽略。根据上面的分析建立一个非常简单的模型,如图3所示。
2 欧姆定律和等效变换求解输出电阻法比较
晶体管有三个极:基极、发射极和集电极,首先来分析共集电极放大电路:
方法一:用欧姆定律[2]求解输出电阻
在交流等效电路的输出端加上一个电压vt,令信号源vs=0,保留该信号源的电阻Rsi。加上一个电压vt,必定产生一个电流it,用电压比上电流就是输出电阻。
则输出电阻:
方法二:用等效变换[3]求解输出电阻
从输出电阻向左看,看到电阻Re和左侧电阻并联。流入节点e的电流是大电流ie,由于受控电流源内阻无穷大,此处可以相当于断开,那么流出节点e的电流是小电流ib,因此,节点e左侧的电阻相当于电阻 减小了 倍,即等效为 ,那么输出电阻可以直接写成 。
总结,如果看到的是小电流,实际上是大电流,这个电阻等效变换是要增大(1+β)倍;如果看到的是大电流,实际上是小电流,这个电阻等效变换是要减小(1+β)到多少倍。这就是等效变换的一个规则。
用等效变换的方法对共集-共集放大电路的动态分析,求解其输出电阻。
3 结束语
通过详细的分析介绍小信号模型的建模与简化,可以更好的理解其中每个参数的含义。模拟电子技术讲求的方法就是估算,在以后的实际的工程应用中,采用等效变换求解输出电阻法,相较于欧姆定律,能够快速的估算出放大电路的参数,减小计算量。
参考文献:
[1]康华光.模拟电子技术基础(第六版)[M].高等教育出版社,2014.
序号
项目
详细内容
执行
1.
工作任务
2.
作业时间
工作开始时间
工作结束时间
3.
作业人员
4.
工作准备
设备停电,办理倒闸操作票
工作负责人交待工作任务,人员分工,危险点分析
工作成员应当了解当前需要操作设备的缺陷
准备工作前检查工具、仪器是否合格,不合格的工具、仪器不能带入工作现场
工作成员必须熟悉本作业卡
工作负责人检查工作组成员安全防护用具,精神状态
安全技术措施:为保证人身和设备安全,在进行绝缘电阻测量后应对设备充分放点,进行交流耐压试验等高压试验时,要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护,负责升压的人要随时注意周围情况,一旦发现异常应立刻断开电源停止试验,查明原因排除后方可继续试验。
5.
工作阶段
到达现场,仔细核对设备双名称、编号。严格按照操作票所列步骤操作并检查操作是否准确
使用专用操作工具
操作完成后,设置警示牌及做好安全措施:严格按照规程设置,确保位置、内容准确
工作程序:1、实验项目:1真空断路器整体和断口间绝缘电阻
2导电回路电阻
3合分闸速度及分闸反弹幅度值
4合闸接触器及合、分闸电磁铁的最低动作电压
5断路器主回路对地、断口间及相间交流耐压
2、试验方法及主要设备要求:1真空断路器整体和断口间绝缘电阻。
⑴使用仪器:测量绝缘电阻使用2500V兆欧表 。
⑵试验结果判断依据:对整体绝缘电阻参照制造厂规定,断口和有机物制成的提升
杆的绝缘电阻。
2导电回路电阻。
⑴使用仪器:回路电阻测试仪(要求不小于100A)或双臂直流电桥。
⑵试验结果判断依据:导电回路电阻数值应符合制造厂的规定,建议不大于1.2倍
的出厂值。
3合分闸速度及分闸反弹幅度值。
⑴使用仪器:可调直流电压源、断路器特性测试仪1台。
⑵试验结果判断依据:合、分闸速度与分闸反弹幅值应符合制造厂的规定,分闸反
弹幅值一般不应大于额定触头开距的1/30
4合闸接触器及合、分闸电磁铁的最低动作电压。
⑴使用仪器:可调直流电压源。
⑵试验结果判断依据:合闸电磁铁的最低动作电圧不应大于额定电压的80%-110%
范围内可靠动作。分闸电磁铁的最低动作电压应在额定电压
的30%-65%的方位内,在额定电压的65%-120%范围内可靠动作。当电压低至额定电压的30%或更低时不应脱扣动作。对于电磁机构,合闸电磁铁线圈的端电压为操作电压额定值
的80%时,应可靠动作。
5断路器主回路对地、断口间及相间交流耐压。
⑴使用仪器:调压器、试验变压器、保护球隙、限流电阻、分压器。
⑵试验结果判断依据: 试验中无击穿、闪络视为通过。
6.
工作结束
清理工作现场,清点并收纳工具、仪器
报告值班长