升压电路范文

升压电路篇1

关键词：单机片；升压电路；设计与仿真

前言

三项逆变电源在设计阶段需要注意升压电路的设计，一般而言应该在直流电源与逆变电路之间放置相应的升压电路，而最常用的是DC/DC模式，其功能的发挥在于将蓄电池组合体升压到DC540V。但是实际应用过程中会出现电压波动情况，因此应该保证整个输入电压应该保持在108V左右，输出电压则应该保持在540V左右。Boost升压电路的整个结构相对比较简单，整个结构系统中一般只有一个开关管，这种设计方案可以解决传统设计电路对电源功效的损耗，该种结构体系的体积相对较小。

一、设计模式

整个电路的设计电压应该经过严格调试后直接传送到STC12C54010AD单片机，这是因为该种单片机具有八个通道，并且可以持续性的保证输出PWM驱动信号，可以满足一般电路动能的需求，因此该种电路的设计并不需要增加A/D转换电路，也不需要额外增加PWM信号路径，只需要调试PI计算方法就可以严密的控制电路信号传输模式与信号内容，从而让信号传输形成一个完整的循环模式，保证电压的稳定输入与输出。在此过程中需要借助单片机I/O接口，并在此基础之上建立A/D转换口，在DC2DC升压系统的维护下保证整个设计电路系统的完整性，从而最大程度的改善系统功能是设计的关键所在[1]。

二、硬件设计方案

在单机片电路中，如果开关管的通态时间为ton，则电路连通阶段的电能感应量值为L上的积蓄能，可以表示为EIiton。如果断电持续时间为toff，那么在断电阶段的电感L释放能量的积蓄能可以表示为（U0-E）Iitoff。如果整个电路的运行相对稳定，那么一个周期T内的电感L释放的积蓄能量与最终积蓄能量是相等的，那么可以最终表述为：

其中 表示电路的输出电压高于电源实际电压，因此此种电路被称之为升压电路，英文称之为Boost变换器。它也直接表示升压的比值，可以通过相应的方法进行调节，以此来改变整体电压的输出量。如果将升压比的倒数记为β，那么β就表示输出的电压量小于电源的电压。升压电路的输入电压高于电源电压主要是因为L电路储备电压能具有调节电压的作用，此外，电容也可以保持整体电路电压保持稳定。如果将电路中的电能损耗忽略不计，那么电源的供电能量仅仅是由电压负载消耗的，而升压电路则可以被直接当作直流变压器。

整个电路的系统的组成要见还包括二极管，它的最大直流电量可以表述为 。一般电路的电压都有承载度，因此，如果考虑电路的电压、元器件的成本等，那么应该选择RM200HA224F规格的。

电路的电容设计应该以电路的电感电流连续模式为基础，考量电容器内部二极管的电流承载力Id，应该维持整个电流流向为平直电流，因此，在指定的电压限制中，应该设置电容的电压为： 。其中 为波纹电压，规定取值为10V，因此C=31.69（μF）。在电路通电以及充电的阶段内，一般电容的规定容量必须可以进行负载供电，因此所要求的电容也相对较小，而实际选择的电容一般取值为50μF，耐压值应该保持在900V。

对隔离驱动电路进行设计的方法一般是直接驱动法、隔离驱动法和集成模块驱动电路、该逆变电源采用FXB系列集成模块EXB841来驱动IGBT模块。集成模块驱动电路与分立元件的驱动电路相比，有体积小、效率高、可靠性高的优点。EXB841适用于开关频率为40kHz以下的开关操作，可以用来驱动400A，600V或300A，1200V的IGBT。它采用单电源工作，供电简单，内置高速光耦实现输入、输出的隔离，同时，芯片内部设有过电流保护电路，且过电流保护后在封锁自身输出的同时，由专门的故障信号输出端发出故障信号[2]。

电路整体设计完成后应该对电路进行保护系统设计，直流电源中的功率器件IGBT是系统的主要部件，也是最昂贵的部件。由于它工作在高频、高压、大电流的状态，所以也是最容易损坏的部件[3]。因此IGBT的保护工作显得十分重要。该系统中具有较为完备的保护电路及保护程序，保护电路主要有以下几个部分：输出过压保护电路；输入过压、欠压保护电路；IGBT短路保护电路；温度保护电路。

结论：综上所述，在现代物理学发展的推动下，对升压电路的相关研究也随之提高，尤其是在单片机应用基础之上对其相关技术与仿真的研究推动我国电力系统的发展，更成为实现我国工业现代化的强有力保障。

参考文献：

[1]薛俭雷，田春华，万永刚.太阳能电池升压电路的设计与仿真[J].微型机与应用，2012，13：22-24.

[2]白林绪，申利飞，王聪.基于51单片机控制的数字可调高效开关稳压电源设计[J].电源世界，2010，09：21-24+60.

升压电路篇2

关键词：无人直升机；特高压输电线路；安全风险；电力能源；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2015）34-0044-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.34.023

我国幅员辽阔，随着西部经济的迅速发展及沿海发达城市的结构优化，电力的使用量与日俱增，随之建设的大大小小的跨地区的输电线路，很好地解决了电力能源的分配问题，但随之而来的是越来越繁重的输电线路的运行维护工作。目前在输电线路运行维护中，无人直升机凭着能解决输电线路维护中持续周期长、成本高、对于高山大岭环境恶劣的地区巡视难度大等诸多缺点的优势，很快成为国内各电力企业在输电线路管理中的重点发展项目，但面对我国民用无人直升机的发展境况，再加上作业环境恶劣，各企业在此项目的训练及作业过程中，无不涉及无人直升机失控、坠落等情况，在输电线路特别是在跨地区特高压输电线路上的应用中是有诸多安全风险的。

1 输电线路影响无人直升机运行的因素

目前，无人直升机在输电线路上的应用主要有线路杆塔常规巡视，搭载红外、紫外及可见光成像设备对输电线路杆塔开展预试定检工作，输电线路故障查找，精确定位线路杆塔GPS坐标等地理信息，对输电线路进行航拍取照（多为固定翼无人机）等工作。无人直升机在进行上述工作时，其工作环境有两大特点：

1.1 贴近输电线路工作

无人直升机在大部分作业中都要贴近输电设备飞行或悬停，在其间带电的输电设备产生的空间密度不一的电场、磁场由于电磁感应原理，会使无人直升机设备中金属部分如导线、信号线等部分电信号电路产生污染，导致无人直升机工作异常，其作为定位及辅助增稳的GPS模块、电子指南针、电子陀螺仪也会因为磁场的影响不能正常工作。按无人直升机的工作原理（图1），在实践中的表现就是在无人直升机在接近输电线路到一定距离时会突然不受控制或控制困难，地面站各项数据波动较大、GPS连接的卫星数量突然减少的情况，特别是对于用增稳模式加GPS坐标点自动巡航的无人直升机还会出现坠机导致输电线路跳闸及设备损坏的后果。

图1 无人直升机的工作原理

1.2 不可预知的微气象环境

跨区域的输电线路走廊距离长，一般都在人烟稀少的山区或广袤的平原丘陵地区，地形环境复杂，随之产生的是一个个不可预知区域的微气象环境。目前输电线路所使用的无人直升机为小型油动或电动直升机，重量轻，飞行中对复杂的气象环境的抵抗力较弱，在微地形及大气候的作用下，微气象区域会无规律性地产生横风、涡流、小型龙卷风及乱流等气象条件，无人直升机会在飞经此区域时突然遭受这些气象，导致无人机失控或控制困难。

除上述两方面外，无人直升机在实际应用中，由于机体元件布置不合理，在飞行中，高频震动或高温（主要针对油动机）对传感器或飞行控制器产生影响，致使PWM信号的输入输出异常，也会导致飞行器短时或长时间失控。另外，由于操作人员误操作或误拨操作钮导致无人直升机失控的情况也时有发生。

2 安全风险分析

相对于低压输电线路，特高压输电线路有电压等级高、输送容量大、电流密度大、安全半径大等特点，在无人直升机作业过程中，对于接近带电体的飞行，对跨区域特高压电力设备存在着很大的威胁。目前相关电力规程规范尚无关于无人直升机与带电体之间安全距离的规定，但理论上可参照《电力安全工作规程》（GB 2685-2011）电力线路部分中“在电力杆塔上工作与带电体的安全距离”一栏对安全距离的规定（见表1）。

从表1可以看出，电压等级越高，其禁止进入半径就越大，特别是在±800kV直流输电线路中，其禁止进入半径达到10.1m，即截面积为320.3m?的环形区域，在无人机的操作中，由于视觉误差及人员对空间距离判断的误差，操作者很容易把无人机操作至危险半径以内，除此之外，无人直升机在高电压、高密度与高强度的电磁场环境中作业，很大程度上会导致失控坠机事故，造成输电线路事故及对周边环境产生影响。

2.1 无物理伤害导致的线路跳闸事故

在无人直升机作业过程中，由于外部因素干扰，或操作不当造成无人机与带电体之间的安全距离或组合间隙不够，导致线路跳闸。此种跳闸一般为暂时性故障，交流可通过自动重合闸装置，直流可通过直流再启动装置重新使线路复电。但因为是跨地区输电线路，其电压等级高、输送容量大，所以在一定程度上会对变电站或换流站设备造成冲击，导致网络产生谐波震荡，影响主网的稳定运行，如系统频率变化等，造成严重的电力事故事件。

2.2 由物理伤害导致的线路跳闸

在使用油动无人直升机或较大体型的电动旋翼机（如AF25B油动无人直升机，其机体长1.78m、宽0.5m、高0.7m，净重16.12kg，满载27.6kg，翼展达2.15m）进行作业时，由于内、外部环境等复杂因素，导致失控坠机，其高速旋转的螺旋桨会打击导杆塔塔材导致变形，如果击中导线致导线断线，则会造成线路永久性故障。以中国南方电网公司±800kV楚穗直流线路为例，其输送容量为双极2×2500MW，是连接云南省与广东省的大动脉。如果造成线路永久性故障导致双极闭锁，系统将切除两座大型发电站将近4000MW的机组，广东和云南的500kV交流断面有越限的风险，在直接造成巨额的经济损失的同时，主通道电压大幅度下降，系统频率可下降0.2～0.4Hz，将构成特重大电力安全事故。

2.3 对周边人员伤害及财产损失

以AF25B油动直升机为例，因为其翼展达2.15m，即直接伤害半径为2.15m，如果在人群密集区域坠机可导致重大的伤亡事故，在山区其所产生的直接伤害及次声伤害的概率较小，但亦可对个人或社会财产损失产生一定的风险。

3 结语

无人直升机在跨区域特高压输电系统的应用解决了跨区域高压输电线路运行维护中的诸多问题，但其风险也是与其电压等级成正比的。在带来利益及便捷的同时也存在较高的安全风险，本文所阐述的安全风险可为开展输电线路无人机工作风险辨识与评估提供一定依据。此项作业现在电力行业无人机应用正值初级阶段，在不久的将来，经过不懈的探索，无人直升机在特高压输电线路中将发展为集成作业审批、风险辨识、风险分析、完备安全措施的完整的一套流程。

参考文献

[1] 杨敏祥，李卫国，石海鹏.无人直升机在输电线路巡检中的应用及关键技术问题探讨[J].智能电网，2011，（10）.

升压电路篇3

【关键词】工厂供电系统；升压改造；节能降耗；电动机

1.工厂供电系统概述

工厂供电系统一般就是指由电源系统和电力输送系统结合组成的能够产生电能，并且通过电力线路输送给用电设备的整个系统。一般中小型工厂的供电系统电源进线电压在6-10KV之间，笔者所在工作单位供电系统电压即为6KV。电能在高压配电所内先经过集中，再通过高压配电系统的电力输送系统将电能分别输送到不同车间内部的变电所，高压配电设备的电能可以不通过车间变电所而由高压配电线路直接提供。电能在输送到车间变电所后，变电所利用其内部的电力变压器，将6kv-10kv的高压电降到适合低压用电设备的幅度，然后通过电力输送系统将电能传送给各用电设备，这便构成了一套完整的工厂供电系统。

2.工厂供电系统以升压改造的方式实现节能降耗的理论分析

根据能量守恒定律，能量的总量是不会改变的。假定工厂生产制造所用的电能总量是一定不变的，如果将供电系统中输送电压由6kv提高到10kv，根据P（功率）=U（电压）I（电流）可以得到，供电系统中的电流将会较小。然后再根据损耗公式P=I2R可得，电流减少，电阻不变，电路上的电能损耗将减少。[1]由此可以得出，如果能够提高供电系电压，并且进行有效安全管理，工厂就能够实现有效的节能降耗目的。

当然，上述分析只是从理论出发，为了真正的节能降耗，还需要在实际操作中注意很多问题。比如，实际在对工厂的6kv供电系统升压改造时，首先一定要做好前期勘察和资料准备工作，根据相应的电力系统理论和实践经验，认真分析和研究工厂现有供电系统，同时仔细考究现存系统的优缺点，争取使升压改造后的系统在继承现存系统优点摒弃缺点的基础上再实现大的跳跃，使得改造方案更加科学、实用。

3.工厂供电系统以升压改造的方式实现节能降耗主要改造点

工厂供电系统是一个庞大的电力系统，其升压改造也是比较繁琐复杂的，所以在进行升压改造时要分步骤进行，提前做好计划和时间安排。[2]根据笔者多年的工作经验和所在单位的实际情况，笔者认为对现有的6kv供电系统进行升压改造，可以从电动机的选用，电压等级简化一集对现有供电系统某些部分的调整三个步骤进行。

3.1 电动机的选用

供电系统升压改造的第一步是对电动机进行选择和改造。目前，我国国产10kv电动机技术越来越成熟，所以在电动机选择上可以用10kv电动机代替现有的6kv电动机，减少10000v/6000v之间的变压器转换环环节，并且更换电动机以后利用总降压变配电所的10kv电源母线进行直接供电非常容易实现。因此，通过更换6kv电压等级电动机为10kv电压等级电动机能够有效降低供电线路上的电能损失，同时减少了变压器的投资成本。

3.2 电压等级的简化

确定了电动机电压等级后，需要对电压等级进行简化。由于工厂生产制造的产品不同，所需设备也就不同，从而也就需要不同的电压等级，长久以往，工厂内部非标准电压等级的线路非常多，这就为供电系统的升压改造提供了条件和空间。以笔者所在单位的6kv电动机来说，如果要将其电压等级升到10kv电压等级，必须要考虑电动机的效率及电动机的节能因素，在正式实施改造之前，要从理论出发，不断对相关计算数据和设备材料的选取进行优化，争取取得最优结果。例如，在绝缘材料的选取上尽量使用新型F级绝缘材料；适当增加电机绕组导线的截面积，即选取较粗的导线；槽楔要选择具有优质磁性的。这样在对电动机进行升压改造后其额定功率、功率因数以及效率、转速和启动性能才能不发生改变，甚至会变得更好。

3.3 工厂现有供电系统改造

工厂供电系统的升压改造最后就是要对供电系统内部现有的一些机器设备进行改造，以期达到升压改造的要求标准，有效降低电能损耗。由于工厂供电线路复杂、繁琐，其构建是一个非常庞大的工程，且投资相对较高，所以对于建成的供电系统没有特殊原因工厂不会随意改动，只是在以前的基础上进行修修补补。随着时间的推移，供电系统变得愈来愈复杂，设备和线路也愈来愈多，系统内部的一些老型设备和线路设计已经不适合要求的高电压等级系统，因此就需要对起进行技术改造。[3]比如低于笔者所在的6kv供电系统，其长久采用的迂回配电线路不能适合升压后的供电系统，需要将其改建成直配线路；电动机绕组导线截面积较小，需要换成截面积较大的；由于导线使用时间较长，需要进行重新全面检修，对于破损、泄露严重的导线进行更换；变压器位置设计也发生变化，需要靠近负荷中心进行分散安装。在符合升压标准的要求下对现有的供电系统进行技术性改造，使其设备、线路适合升压改造后的电力系统，从而达到节能降耗的作用。

4.效益分析

4.1 提高线路供电能力

供电系统进行升压改造后能够有效提高线路的供电能力。供电系统进行改造后，在导线截面和电流密度不变的情况下，输送相同符合的电能，高电压等级线路的送点距离要远远大于低电压等级线路；另外，将相同总量的电能输送相同的距离时，改造后的高压线路负载电流要远远小于低压线路负载电流，从而其电压降就相对更小，线路的电能损耗就小；最后，在导线一致的情况下，高压线路输电容量远远大于低压线路，从而能够降低配电线路的线路适量，减少电能损耗。[4]因此，改造升压后，线路的供电能力大幅提升，节能降耗明显。

4.2 提高电动机效率

在供电系统升压改造过程中需要对电动机进行升级改造，改造后的电动机采用新的线圈制造工艺和新材料，改造后的电动机性能稳定，自身载荷和过载能力都得到很大提升，因此效率将得到大幅提升。笔者从多年的时间工作中可得出，6kv的电动机效率约为92.5%-93%，改造后效率可达94%。

5.结语

总而言之，在工厂供电系统的实际改造过程中，要注重创新，不断采用新的技术和理论，对供电系统进行研究，使通过升压改造来节能降耗的技术更加成熟，争取提高工厂和企业的经济效益，提升市场竞争力。

参考文献

[1]赵明刚.浅析工厂供电系统的设计[J].中国新技术产品，2011（15）.

[2]杨柳.工厂供电以升压改造的方式实现节能降耗[J].科技风，2012（02）.

[3]荆有艳.工厂供电系统节能方法研究[J].机电信息，2010（12）.

[4]付茂林.工厂供电升压实现就能降耗[J].科技创业家，2014（01）.

作者简介：

王明群（1971―），男，毕业于大庆石油学院电气自动化专业，检维修中心电气工程师。

升压电路篇4

2、担任零起升压发电机的强行励磁装置、自动电压调整器、复式励磁装置均应退出，零升回路联跳其他开关的跳闸压板均应退出。

3、零起升压时，必须在发电机未建立电压时将发电机与被加压的设备联接好，升压回路保护完整，并可靠投入，然后再加励磁；缓慢加压时，应注意观察三相电压、电流是否平衡。

4、升压回路变压器中性点应接地，同时应考虑正常运行系统中性点接地数量保持不变。

5、进行零起升压系统与正常运行系统连接的开关一般应在冷备用状态，如开关在热备用状态时应采取措施防止开关误合造成非同期并列。

6、升压线路有高抗时，高抗应同线路一起零升压（高抗保护应完整投入），使升压设备各点电压不超过允许值。

升压电路篇5

关键字：受电弓 电路故障 气路故障

1 .受电弓升降弓原理

HXD3C机车使用DSA-200D型受电弓，采用气囊驱动方式升弓，其气动原理如下图所示：

1-升弓电控阀；2-空气过滤器；3-升弓节流阀；4-调压阀（含快排阀及消音器）；5-压力表；6-降弓节流阀；7-安全阀；8-压力开关；9-空气绝缘软管；10-气囊；11-快速降弓阀；12-ADD关闭阀；13-ADD试验阀；14-碳滑板。

升降弓原理受电弓升弓时，升弓电控阀得电，气路打开，压缩空气通过升弓电控阀 1，经空气过滤器2、升弓节流阀3、精密调压阀4、压力表5、降弓节流阀6、安全阀7，在车顶通过空气绝缘管9进入升弓气囊10，构成升弓气路，使受电弓升起。

受电弓降弓时，升弓电控阀2失电，升弓气路关闭，精密调压阀3上的快速排气阀启动，受电弓靠自重降弓。

2 . 机车调试过程中受电弓升不起弓原因分析及处理

造成受电弓升不起弓的原因有电路故障、气路故障。

2.1 电路故障

2.1.1升弓板键开关触点接触不良导致在闭合开关时，微机无法检测到升弓指令，从而使受电弓无法升起。此时，可以打开受电弓升弓扳键开关组，使用万用表测量触点的通断情况，如果不良，及时更换。

2.1.2微机输出线路插头退针，微机接收到司机升弓指令后，无法进行输出导致受电弓无法升起。此时，可以将该线路插头在断电情况下拔出并检查触针的状态，若有退针或烧损情况或表面氧化，及时处理，消除故障。

2.1.3在冬季受电弓升弓电磁阀内可能会存有少量液态水，当水结冰时，会导致升弓电磁阀卡滞，无法动作，从而导致受电弓无法正常升起。此时，应及时更换卡滞的升弓电磁阀，并在平时注意经常排净升弓气路板上过滤器中的积水。

2.2 气路故障

2.2.1 升弓控制塞门（蓝钥匙）失效，无法打开，气路一直处于关闭状态，导致受电弓无法正常升起。此时，应及时更换升弓控制塞门。

2.2.2 升弓控制阀板上升弓节流阀误转至最低位，使升弓时间无限延长至最大值，即受电弓无法正常升起。此时，应反方向旋转节流阀，使受电弓能够升起，而后再继续调整，直至升弓时间在正常范围（≤5.4s）

2.2.3 供风绝缘子在安装前未对气路进行吹扫，当风管中有异物时，会堵塞供风管路，导致受电弓无法升起。此时，应拆除上下端管路，对绝缘子进行吹扫，确定管路畅通后，再恢复管路，并进行升弓试验。

3. 自动降弓装置的工作原理

当滑板破裂、磨损到限或管路泄漏时，受电弓ADD气路的压力下降，快速降弓阀11打开通往大气的通路，受电弓压力快速下降，导致受电弓快速降弓；与此同时，压力开关8由于气压下降而动作发送电信号（高电平）给机车，由机车微机系统发出分断主断路器指令，以保证在受电弓降弓之前，机车能够先行切断机车电源，避免受电弓带电拉弧，对接触网造成冲击。

3.1 机车试运转过程中出现自动降弓，原因查找及处理方法

1） 升弓电磁阀上端风压回馈回路存在泄漏，使升弓电磁阀风压反馈压力开关动作，导致受电弓自动降弓。此时，应查找泄漏点，如果在接头处泄漏，使用扳手进行紧固；如果在管路体表有沙眼，则需使用另一端受电弓维持运行至最近机务段进行焊接或更换处理。

2） 碳滑板表面存在裂纹，致使气体泄漏，造成受电弓进风与回风管路存在压差，从而使受电弓自动降弓。此时，应使用另一端受电弓维持回厂进行更换。

3） 受电弓ADD阀关闭不良，使PU管内空气泄漏，受电弓动作气路无法维持，导致受电弓自动降弓。此时，应使用另一端受电弓维持机车运行至回厂，进行ADD阀更换。

小结：受电弓是机车重要部件之一，在机车运行过程中起着至关重要的作用，受电弓异常，会导致机车无法正常运行。在检修调试及试运转前后，需要着重检查受电弓经常出现故障的部位，提高受电弓检修质量，降低受电弓故障几率，保证受电弓能够正常工作。

参考文献：

升压电路篇6

【关键词】800KW；31500KVA；；零起升压；70-80公里

1、此次的零起升压主要目的是检验800KW柴油发电机电源能否完成对31500KVA主变充电和远距离送电，解决在70公里处的生产设备用电，其次从零起升压到额定的电压情况下，检查主变压器、降压变压器、30公里110KV架空线路和相关附件金具、悬瓶的绝缘性能、35KV变电站、35KV架空线路等所有第一次投入设备的绝缘、相序、接线、表计指示、保护是否正确。

2、设想可行性分析：

经过谨慎思考、多方查询资料，如果用800KW柴油发电机全压直接向31500KVA主变供电（充电）那是肯定不行的。

2.1应用分析理论公式：电磁感应电源公式E=4.44f∮W，阻抗公式XL=2*3.14fL，电流公式I=E/（R+XL）

f 是频率，∮磁通（电磁场），W变压器匝数，E 电势 ，R变压器一次直阻

XL变压器感抗

2.2主要设备参数

（1）主变参数：型号SF9-31500/110，额定容量31500 KVA，负载损耗122.3KW，空载损耗23.4KW；

（2）110KV降压变压器参数：型号SF9-20000/110，额定容量20000 KVA，负载损耗91.3KW，空载损耗12.4KW。

（3） 110千伏线路是LGJ-3*185架空钢芯铝导线距离30公里。10KV LGJ-3*150架空铝导线距离约4公里。

（4）柴油发电机参数：电压0.4KV，额定功率800KW，额定电流1358A

2.3分析理论：从上述1的公式中可以看出用变压器感应电势、电流的变化与柴发供电频率即转速有很大关系，在额定电压情况下直接给主变压器送电，变压器冲击电流I=E/（R+XL） 近似等于I=E/R，因为瞬间XL =0，根据以往经验变压器在额定电源情况下进行合闸冲击，冲击电流是额定电流4-7备之间，当然冲击电流瞬间下降很快，此时我们按最小4备额定的电流算主变压器的10千伏测就有约7000A的电流，换算到0.4千伏测=25*7000=175000A，远远大于9台800KW柴油发电机并列运行额定输出电流，直接用柴油发电机的额定电压向31500千伏安主变充电，没有科学理论支持、没有安全保障。那么我门采取柴油发电机与升压变、主变、降压变开关全部合上，启动柴发从零起升压又会怎么样呢？从上述1的公式中看出变压器冲击电流随着感应电势增加而增加，随着阻抗增加而减少，阻抗随着感应电势的频率增加而增加，电势又有随频率增加而增加。零起升压就可以保证没有冲击电流，只有平稳增加的（容性、感性电流）即无功电流和空载电流，当时我们缺少很多技术数据，只能累加计算变压器的空载损耗及从部分书籍查到10KV线路电容电流等极少数据，估算柴油发电机在零起升压稳定后电流约在500A左右，所以从理论上选择现有的800KW柴油发电机做零起升压对主变送电是可行的。

3、在罗布泊用柴油发电机电源零起升压的意义深远：而我们这次变压器零起升压主要目的是为了检验用单台800KW柴油发电机能否胜任零起升压重任，同时解决高压设备带电调试工作，否则我们得另外购买大柴油发机组和想其它法解决零起升压的电源设备问题；此次送电成功为以后燃煤机组全压供电、黑启动提供安全保障第一手资料等。

4、零起升压注意事项：

（1）试验前认真检查有关的接线电压回路，仔细检查原有2000千伏安0.4/10KV降压变做为升压变、临时用电缆、架空线、断路器等所有应进行升压试验设备，严格控制发电机输出电流，以防止电压回路短路和电流回路开路事故发生。

（2）严格控制柴油发电机的电压，防止电压不稳等谐振过电压的发生。

（3）零起升压线路的所有设备的保护要完整、可靠投入，如2000千伏安升压变、31500千伏安主变、35千伏的20000千伏安降压变等有关设备保护装置。

（4）对每一条回路、设备开关要严格测绝缘电阻，合格方能投入。

（5）因为主变和110KV、35KV等设备都是第一次送电，必须要有完整的验收资料和监理签字的竣工资料、试验资料，并且所有安装、在现场的供货厂家、监理、我方工程技术人员都要到位。

（6）在9台800千瓦柴油发电机中选择运行性能稳定、操作方便、保护灵敏、可靠的一台机组。同时对该台机组保护定值进行调整，速断和过流定值均调小，升电压设定三个阶段150伏、270伏、380伏，无问题可平稳过度。

5、实验接线方式选择和启动试验记录：利用现有的柴油发电机配电系统，选择一台800KW柴油发电机，通过2000KVA升压变（0.4KV/10KV），通过LGJ-3*150架空铝导线路，距离约4公里到我公司新建动力厂网控10KV配电室的进线开关到10KV母线系统，经过出线开关到31500主变10KV/110KV，再通过3*LGJ185架空线路，距离24公里，将110KV电源送到35KV变电站110KV六氟化硫断路器到20000KVA的降压变110KV/35KV，此时电源电压从零到稳定的35KV，即完成零起升压的送电任务。这里一个重要问题选择一台800KW的柴发功率够不够，就是要从分考虑了变压器空载损耗，线损、无功励磁电流损耗，当时我们这缺少相关数据，只有各变压器的空载损耗、LGJ185铝导线直流电阻0.17/KM，变压器空载损耗不超过60KW，10KV架空线电容电流0.0256A/KM，就是不好确定无功功率，只好大概估计实际需要视在功率在500KVA左右。安排各个点位有人严格记录，决不让柴油发电机过压运行或过流运行，柴油发电机设专人启动、控制，根据电流、电压和发电机运转声音及状态，可以没有命令的随时切断和停止柴发转动，于是试验工程中调整了柴油发电机的保护定值并在各点安排人员记录，电流、电压和时间以保证人生、柴发设备的安全。逐步零起电压至额定电压，空载运行稳定，并以此切断35KV侧到主变侧，记录各种设备带电情况下得电流、电压变化量后即可结束，这当中如果出线各种保护动作、指示、相序、绝缘异常，应立即停止升压，待问题查清后再继续进行试验，下图是柴发零起升压的接线送电示意图。

实验记录如表1。

升压电路篇7

工作原理

高斯贝尔GSR-VD33数字卫星接收机电源为典型的自激式开关电源，220V交流市电经保险管和由L1、C1组成的抗干扰抑制电路，滤除电网中干扰信号后通过VD1-VD4整流、E1滤波得到约300V直流电压。300V直流电压一路经开关变压器B1初级绕组①-②加至开关管VQ5（BUT11A）的集电极，另一路通过启动电阻R1加到VQ5基极，使VQ5导通。VQ5导通后，VQ5集电极电流在B1初级绕组①-②上产生感应电压，由于绕组间的电磁耦合，B1反馈绕组③-④产生感应电压，感应电压经VD6、R5加到VQ5基极，使VQ5迅速进入饱和导通状态，在此期间，C4被充电，随着C4两端充电电压的不断升高，反馈电流逐渐减小，直至VQ5基极电位降至关断值，使VQ5关断截止。在VQ5截止期间，C4经R5放电，当C4放电达一定程度，C4两端电压不足以使VQ5保持截止状态，启动电压经R1加至VQ5基极，VQ5又进入导通状态，如此循环，形成开关电源的振荡过程。在开关电源循环振荡过程中，开关变压器次级各绕组输出交流电压，分别经整流、滤波、稳压等电路处理后，得到不同的稳定电压为主板各功能电路提供电源。

该开关电源稳压调节电路主要由IC1（4N35）、IC2（TL431）和VQ3（9013）等组成，当由于某种原因引起输出电压升高时，3.3V输出电压随之升高，取样电路将这一升高的变化量送到电流比较放大器IC2的控制端R，经内部电路比较放大，输出端K电压下降，IC1内部发光二极管电流增大，发光管亮度增强，使VQ3导通程度加深，加快C4充放电速度，缩短VQ5导通时间，使开关电源输出电压下降。当某种原因引起输出电压下降时，稳压过程和上述相反。

C9、R2、VD5组成尖峰吸收电路，用于限制高频变压器漏感产生的尖峰电压，保护开关管。VQ2、R3组成过流保护电路，当VQ5电流增大时，R3两端压降也增大，最终使VQ2导通，分流VQ5基极正反馈电流，使VQ5集电极电流减小，对VQ5起到过流保护作用。

常见故障分析

1、通电后，立即烧保险。

此类故障应从市电输入端检查入手，用测电阻的方法很容易发现故障点。重点检查抗干扰电路中C1、滤波电路中的E1有无漏电，桥式整流电路中整流二极管VD1-VD4有无短路，VQ3、VQ5是否已击穿。

2、通电后，不烧保险，但无任何显示。

此故障一是由于300V电压未加入主变换电路，另一原因是主变换电路未工作。检修时先测量E1两端有无300V直流电压，若E1两端无300V电压，应检查L1、NTC是否断路。若E1两端有300V电压，而VQ5集电极无电压，则是开关变压器初级绕组①-②断路；若主变换电路未工作，则应检查相关振荡电路元件，重点检查启动电阻R1和C4是否已损坏等。

3、输出电压升高。

升压电路篇8

【关键词】除沙车；工作小车；液压系统；升降

The Design Principle of GCS-80 Railway Trackbed Sand Removal Vehicle Hydraulic System about

Lifting or Lowering of the Working Car

NIE Da-an

（China Railway Large Maintenance Machinery CO.LTD，Kunming Yunnan 650215，China）

【Abstract】This paper introduces structural features and motion requirements about the working car of GCS-80 railway trackbed sand removal vehicle，through the way of using high and low pressure control， throttle control，synchronous motor， designed with good timing and synchronization， energy saving effect hydraulic system，to meet the working requirements of the working car in various working conditions.

【Key words】Sand removal vehicle；Working car；Hydraulic system；Lifting or lowering

0 引言

m新高铁是中国西北地区修建的首条高速铁路，东起兰州，途经西宁，西至乌鲁木齐，全长1776公里，也是世界上首条修建在高寒风沙区域的高速铁路。由于车辆运行时速在200公里以上，途经风沙区域段时，沉积到道床上的沙尘将对线路的运营安全产生不利的影响。GCS-80铁路道床除沙车是我公司最新研究开发的一种高速铁路用大型养护机械设备，主要以兰新高铁的道床结构及线路运行情况为设计依据，用于清除沉积在道床表面的沙尘，保证高铁车辆在兰新高铁线路风沙区域段的正常运行。

GCS-80铁路道床除沙车由主车和工作小车两部分组成，作业时工作小车与主车分离落至轨面上，仅通过牵引杆与主车相连，由牵引杆牵引向前进行作业。作业小车可将兰新高铁道床板上沉积的沙尘清除，并收集至主车上，再通过物料转运装置向后输送至与之联挂的物料运输车上，由物料运输车运至指定地点，因此，工作小车是影响整个除沙车作业效果的关键部件。主车上的所有执行装置及设备都采用电力驱动，只有工作小车的提升、下降等采用液压油缸驱动。

本文主要根据GCS-80铁路道床除沙车工作小车的作业要求，设计了满足工作小车各种工况下升降要求的液压系统，有效保证了整车在高铁线路上的除沙作业性能。

1 工作小车的基本结构及作业要求

1.1 工作小车的基本结构

工作小车可分为罩体和小车框架两个部分，其基本结构如图1所示。作业开始前，先小车框架与主车分离，下降直到4个轮子都落在轨面上。然后罩体也与主车分离，下降直到落在小车框架上。此时，工作小车即可通过牵引杆被主车拉着向前进行作业。作业完成后，先将罩体收到主车上并锁定，然后再将小车框架也收到主车上锁定。

罩体是小车的主要工作部件，为保证作业效果，罩体的下边缘应尽可能贴近道床表面，通过小车框架控制其最大下降高度。罩体由2个液压缸控制其升降，液压缸位于罩体中间左右两侧，图1中2所在的位置。小车框架由4个液压缸控制其升降，分别位于4个小车轮的上方。

1.工作小车框架；2.罩体提升油缸；3.罩体；4.框架提升油缸；5.小车轮；6.轨道

1.2 液压系统的作业要求

1.2.1 小车框架的提升和下降

在放小车框架时，要求小车框架的四个车轮尽可能同时落到轨面上；不管是提升还是下降，都要求速度平稳，并能够在任意位置停止。

1.2.2 罩体的提升和下降

罩体在钢轨和扣件处有紧贴的缺口，作业时，罩体的下边缘需落至轨面以下并贴近道床板，因此，为保证罩体的缺口不与钢轨碰撞，罩体升降过程中应速度平稳，并尽可能保持水平，且能够在任意位置停止。

1.2.3 提供下压力

作业过程中，工作小车只由牵引杆牵引向前作业，仅靠自身重力还不足以保证小车在曲线上的运行安全，必须给小车提供垂直下压力，以防止工作小车在曲线作业时掉道。

1.2.4 可实现快速避障

作业过程中，罩体与道床板之间只有很小的距离，因此，如不采取措施，线路上只要高出道床表面的结构或设备都将与罩体发生碰撞（主要是应答器），为避免损坏线路设备，当工作小车经过障碍物前，罩体应能快速提升至轨面以上，当越过障碍物后再自动放下。

2 液压系统的组成及工作原理

2.1 液压系统的组成

根据工作小车的作业要求，液压系统设计原理如图2所示。

根据功能及实现的动作，系统主要可分为4个组成部分：1）泵源；2）小车框架升降液压回路；3）罩体升降液压回路；4）过滤及冷却回路。各部分的组成元件及其功能如表1所示。

2.2 工作原理

GCS80铁路道床除沙车到达工作地点后，开始工作前首先需将工作小车放到轨面，具体步骤及工作原理如下：

1）先启动驱动液压泵的电动机，此时压力控制阀3处于失电状态，系统泄荷，电动机零负载启动；

2）小车框架升降开关打到下降位，线圈Y1得电使压力控制阀3处于30bar的低压状态，同时，电磁阀5的线圈Y3得电使其处于下降位，小车框架下降，直到小车框架的四个轮子都落到轨面上；小车框架下降开关回中位，根据在轨信号，线圈Y1和Y3得电状态不变，小车框架升降油缸一直会给框架一个下压力，下压力的大小由单向减压阀6设定。

3）罩体升降开关打到下降位，电磁阀9的线圈Y6得电使其处于下降位，罩体下降，直到罩体落至小车框架上；罩体升降开关回中位，根据位置信号，线圈Y6的得电状态不变，罩体升降油缸也一直会有一个下压力压在罩体上，下压力的大小即为压力控制阀3设定的低压压力。

小车落到轨面后，整车其他准备工作完成即可向前进行作业，此时压力控制阀3一直处于低压状态，小车框架及罩体升降控制电磁阀5和9都处于下降位，一直有一定的下压力作用在工作小车上。当向前作业经过有障碍物的路段时，通过在司机室按下快速提升开关，压力控制阀3的线圈Y2得电，使其切换到高压状态，系统工作压力升至160bar，同时，电磁阀9的线圈Y5以及电磁阀12的线圈Y7得电，罩体快速提升至高于轨面设定的位置；经过障碍物后，快速提升开关复位，压力控制阀3的线圈Y1得电，系统工作压力降至30bar，电磁阀9的线圈Y6得电从而回到下降位，而电磁线圈Y7失电，罩体正常下降至小车框架上。

作业完成后，工作小车需提升到主车上，并进行可靠的锁定，保证区间行走时的安全，具体操作步骤及工作原理如下：

1）罩体升降开关打到上升位，压力控制阀3的线圈Y2得电切换到高压状态，系统工作压力升至160bar，同时，电磁阀9的线圈Y5得电，罩体上升直到锁定位；罩体升降开关回中位，压力控制阀3的线圈Y1得电，系统工作压力降至30bar，同时，电磁线圈Y5失电。

2）小车框架升降开关打到上升位，压力控制阀3的线圈Y2得电切换到高压状态，系统工作压力升至160bar，同时，电磁阀5的线圈Y4得电，小车框架上升直到锁定位；小车框架下降开关回到中位，电磁线圈Y2和Y4都失电，系统泄荷。

液压系统工作过程中，液压泵输出的油液绝大部分都是经过压力控制阀3回油箱，过滤器14和散热器15装在压力控制阀的回油路上，对油液不断的过滤和冷却，从而保证油液的正常质量，并使系统的油温维持在正常的工作温度范围之内。

3 液压系统的主要特点

3.1 无负载启动

液压泵启动时，压力控制阀3失电，系统处于泄荷状态，因此，电动机起动扭矩小。

3.2 良好的速度控制特性

小车框架及罩体升降回路都采用了节流调速阀进行调速，保证其上升或下降的速度平稳性。小车框架升降回路在主进油路上有进油节流阀，可调节小车框架升降的整体速度，同时，每个油缸的入口和出口都有回油节流阀，可以在下降时平衡小车框架的重力，保证下降速度平稳，还可实现单独对任意一个油缸的速度进行调节；罩体升降回路在油缸出口和入口的主油路上都设有回油节流阀，可方便地对罩体的升降速度进行控制。

同时，罩体还能够快进行快速提升，实现快速避障功能。

3.3 同步性好

工作小车框架有4个升降油缸，分别位于小车的的4个车轮上方，由于小车的质量分布不均，升降时4个油缸的受力情况也不同，从而会造成框架升降油缸运动时不同步，双单向节流阀组7可单独调节任何一个油缸的速度，从而有效控制4个油缸的同步性。

罩体升降回路上装有齿轮同步分流马达，其同步精度可达到1.5%-2.5%，并具有良好的重复精度，可有效保证罩体在升降过程中的倾斜度，避免罩体在钢轨处的切口与钢轨发生碰撞造成线路或设备损坏，影响正常的作业功能。

因为系统具有良好的同步特性，可迅速完成对工作小车的收放任务；同时，不需要停车，在司机室操作即可反复实现罩体快速避障，有效地保证了作业效率。

3.4 可提供稳定可靠的下压力

工作小车工作过程中，小车框架和罩体升降油缸都处于下压状态，一直都有一定的下压力。由于线路的不平顺性，运行过程中会存在高低起伏变化，从而造成升降油缸无杆腔的压力波动。罩体下压力大小等于压力控制阀3的低压压力，采用先导溢流阀控制，响应快速，能够有效保证压力的稳定；设定小车框架下压力的减压阀6为三通型，从泵来的高压油通过减压阀后会减压到设定的大小，当由于小车的高低起伏变化，出口压力实然升高超过设定值时，减压阀会反向溢流，从而保证出口压力始终保持恒定状态。

恒定的下压力是保证工作小车安全运行的重要保证。

3.5 节能

通过压力控制阀3使系统工作压力可在高压和低压间切换，只有当小车框架或罩体提升时，线圈Y2得电，系统工作压力才升至160bar，其余工作状态下，系统工作压力都只有30bar，既保证满足正常的作业要求，又大大降低了液压系统的能量消耗，起到了良好的节能效果。

4 结论

本文所设计的升降液压系统，不仅满足GCS80铁路道床除沙车工作小车框架和罩体各种工况下的升降要求，还能樽饕抵械墓ぷ餍〕堤峁┪榷ǖ南卵沽Γ有效保证了工作小车的运行安全性。

【参考文献】

[1]左建民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2007.