高电压技术论文范文

时间:2023-10-14 04:59:26

高电压技术论文

高电压技术论文篇1

关键词:压路机,机电液一体化,技术,应用

 

我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场,给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文,机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂,3-5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30%以上,外资企业不仅引人硬件技术,还引进了软件技术和管理技术。众所周知,高科技带来高利润,机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文,机电液一体化。。

1国外压路机机电液一体化技术的发展

1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统

新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮,双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化,通过液压系统修正两轴之间的角度,用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化,而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文,机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里,并可存人软、硬盘中,计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据(大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据)相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令,通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅,对压实力进行优化,既简化司机操作又改善压实均匀度。

1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统

根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青,在减少环境污染的同时增强路面承载力,工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况,还可自动调校振频、振幅和行驶速度,在最短时间内达到最理想的压实效果。

1.3用电子技术实现关键参数的实时监控

在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、润滑、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控;借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警;利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码,维修人员利用监控器读取故障码,便于快速排除故障。

1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发

国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统;德国宝马公司推出自动滑转控制系统,压路机可爬68%的陡坡;通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作;通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。

2国内压路机机电液一体化技术现状

国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展,如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统,许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控,而且控制方式独特、自成体系,安装维护简单直观,抗干扰能力强,但由于线束多,各功能单元之间的复合控制难以实现,传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大,警报灯、仪表布置困难,其它自动控制的功能扩充困难。

3主要技术问题和解决方法

国产压路机存在着可靠性、耐用度差,监测手段落后的问题,作业质量受人为因素影响大,压实控制技术智能化程度低,操作舒适性差,当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。

我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术,从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路,使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担;把能量转换、功率流切换和主系统过载保护(安全阀)由液压、气动装置承担;通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统;同时依靠电子元件反馈相应的参数值,建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文,机电液一体化。。

4目前应抓的工作

机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题,过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高,但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障,同时也正是由于电子元件质优价廉,才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文,机电液一体化。。

其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统,用于连续压实控制(CCC)的压实数据系统(CDS)以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进,在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发,利益共享。

成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机,其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制,而广泛采用的液压泵(如美国萨奥90系列泵)本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文,机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统,其爬坡能力高达68%。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器,它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海,作为协作配套厂家可直接利用该项技术。

5结束语

随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化,产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本,实施制造本地化及采购全球化战略,使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术,提高机械产品的智能化水平,占领市场,让用户满意。

参考文献:

[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01

[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01

[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月

[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01

 

高电压技术论文篇2

    高压直流电源在日常的生产、生活中有着广泛的应用,尤其在军事、医疗和绝缘测试等领域应用更为频繁。传统的高压直流电源采用线性电源技术的较多,这种结构形式造成电源整体效率较低,性能一般,体积大,重量沉。随着开关电源技术的进步和发展,各类用途的直流电源都倾向于采用开关电源技术。开关电源以其线性电源无法比拟的特点和优点已经成为电源行业的主流形式。开关电源技术应用于高压直流电源领域,使高压直流电源变得体积小,重量轻,效率高,性能更好。 本次论文研究工作是针对X射线发生装置设计所需高压电源。论文首先介绍了目前高压直流电源领域的发展情况,和X光管工作的基本原理,论证了各种开关电源主电路的拓扑结构,由于单一结构形式的变换器难以满足系统功能和性能指标的要求,提出了一种组合式结构,以半桥式变换器组合降压斩波电路的主电路结构形式,应用MATLAB仿真验证了系统设计的可行性。然后论文针对主电路中各主要元件参数进行了具体计算,对变换器中较为关键的高压变压器进行了具体设计,并指出了变压器制造过程中影响性能指标的关键因素和解决办法。控制电路设计中选用开关电源专用芯片TL494作为主要控制芯片,应用精密运算放大器和隔离反馈元件构成系统的反馈和PI调节控制器,应用控制领域使用最为广泛的51系列单片机构成控制电路中的数字控制部分,结合信号检测技术,组成具有完善控制和保护功能的电源系统。在论文的系统调试部分记录了此次设计的电源的调试步骤和过程,以及每步调试的波形和数据,尤其重要的是发现并记录了TL494的设计缺陷,提出了补救方法。经过多次试验和反复补充修改设计,最终制成了一台具有较高性能指标的高压开关电源样机。

高电压技术论文篇3

关键词:输电能力;无功功率优化;稳定性与控制;保护与控制

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.139

0 引言

特高压交流输电具有输送容量大、距离远、损耗低、占地省等显著优势,随着大容量输电需求的增加,发电技术和输电技术日新月异,作为资源节约型和环境友好型的先进输电技术,发展特高压也成为电力工业发展的必由之路。世界上很多国家的电网公司都进行了特高压工程和技术的研究,如美国的美国电力公司、美国邦纳维尔电力局、日本东京电力公司、前苏联、意大利和巴西等国的电力公司分别建设了开展了特高压工程、技术和设备方面的研究[1]。中国能源资源和负荷需求的逆向分布及能源结构的战略性调整,决定了中国未来的输电网架结构必须在送、受端系统以及1000-3000km的输电系统上有根本性的突破[2]。国家电网正在推进“一特四大”发展战略建设由特高压交流系统和直流构成的大规模特高压电网,以期解决电源与负荷中心之间大规模、远距离、大容量的电力输送难题,实现资源优化配置[3]。特高压电网结构复杂,加之特高压工程建设和电源核准中存在的不确定性,一些薄弱环节将会给复杂电网的稳定分析、控制和运行带来了一系列挑战。

本文概述了特高压交流系统运行控制关键技术,在特高压交流系统功率控制、特高压交流系统稳定性与控制等方面,对特高压电网输电能力、无功功率优化与控制、稳定性与控制、特高压交流系统保护与控制进行了分析总结,提出了需要进一步研究和解决的技术问题,为后续特高压电网规划、调度、运行和控制提供参考。

1 特高压交流系统功率控制研究

特高压工程的投运以及大规模间歇性可再生能源的接入使原有电网的结构更加复杂化,对各区域电网负荷带来波动,可能造成整个电网系统暂态或稳态平衡被打破,各区域电网发电机结构各有不同,机组的调节能力各异,极易出现潮流的协调控制出现一定的困难,加之输电线路运行越来越接近其安全稳定运行的极限。因此,从输电能力、无功优化与控制等方面研究特高压电网的功率控制与优化,对电力系统安全、稳定、经济、高效运行有着重要的意义。

1.1 特高压交流电网输电能力与控制的研究

特高压交流输电技术可以提电网的高安全性以及经济性,其输送能力和输送通道的输送效率一直备受关注。其输送能力也受热稳定、电压稳定、功率稳定的限制。特高压交流输电系统的输电能力是指在保持经济合理和系统稳定性的情况下,一定距离的输电线路所具有的最大输送功率。特高压的输电能力受多种因素的影响,文献[4]分析高压并联电抗、发电机-变压器高压侧电压调节、1000kV升降压变压器的短路比、中间开关站加SVC和串联电容补偿等各电气量对1000kV输电系统输电能力影响,研究了能进一步提高1000kV输电系统远距离输电能力的技术。文献[5]研究了省际电网输电极限问题,给出了考虑特高压接入后稳定性的输电能力分析方法与流程,并对电网的稳定性进行了校验。文献[6]结合电网新技术、新材料、新方法阐述了影响电网输电能力的因素,从改变电网网架结构、电气特性和加装稳控装置等方面提出了对特高压电网具有适用性的输电网络方案和提高电网输送能力的方法。关于输电能力的问题,已经得到了国内外学者较高程度的的研究与关注,随着新型电力电子器件的发展与应用,利用补偿装置间的协调配合来提特高压电网的输送自然功率的技术有待进一步研究。随着电力市场的开放,从经济角度对提高特高压输电能力以及接收新能源的能力有待进一步研究。

1.2 特高压交流电网无功优化与控制的研究

随着输电系统电压等级的升高和输电距离的增加,输电系统的无功特性发生了根本变化。在特高压交流输电系统中,合理配置电抗器和低压无功补偿设备维持特高压交流输电系统的电压水平,通过系统无功电压控制实现电力系统安全经济运行具有重要意义。特高压输电线路的无功损耗随电能输送有很大的有功变动,同时电容效应产生很大的充电功率,特高压输电线路给变电站无功补偿、电压控制带来困难。

针对特高压交流输电线路电容效应给无功补偿和电压控制带来的问题,文献[7]通过控制线路电压不越限的方法研究了变电站的无功控制方式及补偿容量,文献[8]提出了一种基于经济压差的特高压电网无功补偿运行与控制方法。文献[9]提出了一种改进的采用65%的固定高压电抗器加30%的可调节高压电抗器的特高压输电系统的无功补偿改进方法,提高了特高压输电系统的输电能力和电压稳定性。文献[10]分析了无功补偿设备投切策略、稳态过电压措施、应用可控高抗调压等电压控制需要考虑的技术问题,提出了高抗和低压无功补偿配置原则及方法,并结合实际系统进行了仿真验证。针对特高压接入系统使系统的稳定控制更加复杂,对电力系统的无功优化要求越来越高,寻求最佳的无功补偿方法称为亟待解决的重要问题。在以后的研究中,应更加侧重于无功补偿控制策略方面的研究,提高无功补偿装置的响应速度,增强无功补偿的有效性。

2 特高压交流系统的稳定性研究

随着电力系统的发展和区域性负荷的增长,远距离大容量输电日益普遍,随之而来的电力系统稳定性和可靠性问题越来越突出。国内外对电力系统稳定性问题做了大量研究,甚至在某些方面实现了在线安全稳定评估及决策分析,同时能对电网中存在的潜在问题提出安全性措施,有效指导了电力系统的调度决策和安全稳定运行。虽然解决了很多技术上的难题,但是随着特高压电网的接入、电力电子器件以及新的控制技术的应用,仍有大量的工作要做,必须要考虑特高压接入后各种控制措施良好配合等方面的研究。

特高压交流系统的功角、频率、电压稳定性研究:

电力系统功角稳定电力系统中同步发电机保持同步运行的能力,可以细分为静态稳定、小干扰动态稳定、暂态稳定、大干扰动态稳定。随着电能需求的增加和电力系统的规模扩大,电力系统的稳定问题越来越突出,在典型故障下面临暂态功角失稳的风险。文献[11]针对暂态功角失稳风险问题提出了基于典型故障集的电力系统暂态功角稳定近似判别方法,设计了风险评估流程并且为提高电力系统暂态稳定性提出了新的研究思路。文献[12]提出了一种用于暂态功角稳定的切机控制策略计算方法。目前,所有研究都集中在交直流混合系统的功角稳定性与控制策略研究上,针对特高压交流电网的功角稳定性与控制策略仍需进一步研究。

频率稳定是指电力系统发生有功功率扰动后,系统频率能够保持或恢复到允许的范围内,不发生频率崩溃的能力[13]。基于两机系统模型及WAMS实测数据,,文献[14]提出了大受端电网频率安全稳定评估采用的模型和分析方法,总结了受端电网频率安全稳定分析中应注意的问题。基于目前频率稳定研究中存在的不足,文献[15]提出一种电力系统频率失稳风险评估方法,推导了计及旋转备用的频率动态特性,建立了考虑低频减载作用的频率稳定分析模型和考虑发电方式、网络拓扑和负荷水平的随机模型。国内外研究人员对功角稳定与电压稳定关注较多,其中某些领域已经实现在线分析控制,而电网频率动态特性及其控制一直是电力系统稳定研究中的一个薄弱环节,特高压交流系统中频率稳定性及控制策略有待深入研究。

电压稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后,系统电压能够保持或恢复到允许的范围内,不发生电压失稳的能力[16]。电力系统越来越朝极限运行方式发展,其中电源竞价上网机制和网架结构薄弱等因素给系统电压稳定性带来巨大挑战,文献[17]阐述了电力系统电压稳定性的研究现状、理论和研究方法,分析了电压稳定的薄弱环节和薄弱区域,研究了防止系统电压失稳的控制策略和电力系统优化理论。由于大干扰电压失稳机理的理论和研究方法不完善以及电力系统暂态电压失稳与功角特性存在联系,如何快速准确判断电力系统暂态电压失稳是电力系统需要解决的一个难题,也有相关论文通过分析特高压联络线潮流和电压大幅波动的影响因素,总结了特高压系统无功和电压控制策略。

3 特高压交流系统保护与控制

继电保护作为维护电力系统安全稳定运行的重要防线,在电力系统中时刻发挥着重要作用。与超高压输电线路相比,特高压输电线路参数发生较大变化,1000kV输电系统对保护的影响主要是由分布电容引起的,因此对特高压交流输电线路的保护提出了更高的要求。

文献[18]介绍了在1000kV输电线路保护中所关注的一些重要问题,重点分析了特高压系统暂态过程及特高压保护中的关键技术问题。文献[19]根据特高压系统结构和运行特点,结合我国继电保护发展的具体情况,提出我国特高压系统保护的配置方案。文献[20]充分考虑特高压电网的特点,给出了特高压线路分布参数模型,介绍了近年来我国特高压线路保护的研究成果以及国内特高压主设备保护方面的进展。随着电力电子技术的发展以及新型电子式互感器的研究及应用,特高压系统保护技术的研究有待进一步发展。

4 总结与展望

随着特高压输电线路工程建设及投运,特高压电网已成为现代电网的重要组成部分,并对电网的安全稳定运行带来挑战。本文概述了特高压交流系统运行控制关键技术,在特高压交流系统功率控制、特高压交流系统稳定性与控制等方面,对特高压电网输电能力、无功功率优化与控制、稳定性与控制高压交流系统保护与控制进行了分析总结,提出了需要进一步研究和解决的技术问题,为后续特高压电网规划、调度、运行和控制提供参考。

为了提高电网输送能力、新能源并网和消纳能力,提高电网运行的安全性、稳定性和经济性,在特高压电网建设、运行和控制上需进一步深入研究。

(1)规划中的特高压直流直流输电和多端直流输电相关技术需要特高压交流电网提供坚强的网架支撑,含交、直流特高压的复杂电网的动态特性,运行方式,稳定性分析、预测及控制策略等方面需进一步研究。

(2)针对特高压交直流互联电网交直流互济过程中的动态无功优化与无功配置问题需进行深入研究,并提出合理的控制策略和手段。

(3)大规模交直流互联给系统特性带来深刻变化,对电力系统的仿真提出了更高的要求。利用全新的仿真技术,建立特高压交直流互联系统机电-电磁暂态仿真平台,准确把握交直流互联系统机理以及特性,跟踪特高压交、直流工程建设进度以及新的设备和技术的应用,提高建模精度、扩大仿真规模、提高仿真效率需进一步研究。

参考文献:

[1]徐振宇.1000kV特高压输电线路保护的现状及发展[J].电力设备,2008,9(04):17-20.

[2]赵力,梅勇,孔伟彬.关于1000kV特高压输电线路保护的设想[J].广东电力,2007,20(01):1-4.

[3]蒋宝元.特高压电网继电保护技术的发展[J].电工电气,2010(11):5-7.

[4]杨冬,刘玉田.中国未来输电结构初探[J].电力自动化设备,2010,30(08):1-5.

[5]杜至刚,牛林,赵建国.发展特高压交流输电,建设坚强的国家电网[J].电力自动化设备,2007,27(05):1-5.

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[7]余小燕,于继来.基于有功无功联合调整的动态潮流[J].电网技术,2005,29(22):61-65.

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[9]李宏,董瑾.无功补偿技术研究[J].现代电子技术,2011,34(06):175-178.

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[13]顾丽鸿,周孝信,严剑峰等.特高压联网区域实时小干扰稳定分析策略[J].中国电机工程学报,2010,30(13):1-7.

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[16]杨东俊,李继生,丁坚勇等.大区互联电网振荡频率特性分析[J].华东电力,2012,25(01):71-73.

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[18]秦桂芳.电力系统动态潮流综述[J].电气相关,2014(04):6-11.

[19]王永刚,韩雪山,王宪容.动态优化潮流[J].中国电气工程学报,2010,36(01):296-300.

高电压技术论文篇4

中国电网未来发展趋势如何?刘振亚在其所著《特高压交直流电网》中给出了研究答案:中国电网需要走由特高压电网构成骨架网络、交直流输电协调发展的综合电能体系发展之路。

从我国能源资源禀赋和负荷中心分布来看,特高压输电是解决能源资源和负荷分布不均衡的根本之策,是坚强智能电网发展的必然。我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部地区,80%的水能资源在西南部地区,陆地风能主要集中在西北、东北和华北北部,而绝大部分的能源需求则来自东中部地区。东部地区由于环境压力大、土地资源紧张,在现有火电规模已经很大的基础上,已不适宜再继续大规模建设燃煤电厂,客观上决定了我国能源必须走全国范围优化资源配置的道路,而电网则在其中扮演了能源搬运工的重要角色。但是远距离、大规模输电存在电能损耗的问题,不同的输电距离需采用不同的电压等级,实现电能的经济传输。大型能源基地与负荷中心之间的输电距离为1000~3000千米,超出传统超高压输电线路的经济输送距离,这就要求有更高电压等级的输电线路来完成输电任务,特高压输电由此应运而生,承担起这一重任,经济高效地实现了电能大规模送出和大范围消纳。

交直流输电协调发展是针对不同输电需求采用不同输电策略的产物,交直结合,相辅相成,各尽其用。根据交直流输电的不同特性,特高压交流输电定位于主网架建设和跨大区联网输电,特高压直流输电定位于大型能源基地的远距离、大容量外送。同时,从交直流相互影响上来看,特高压交流电网可为直流多馈入的受端电网提供坚强的电压和无功支撑。而在交直流并联输电时,利用直流功率调制等控制功能,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,提高交流系统的暂态、动态稳定性能。“强交强直”的混合输电格局一旦形成,电网将能更好抵御各类事故的影响,变得更加坚强。

《特高压交直流电网》一书共12章,从电网的发展历史到未来趋势,从特高压交流输电到特高压直流输电,从理论研究到工程实践,面面俱到,非常详实;从难点技术攻关到技术标准制定,从电压等级提升的规律到电压等级的选择,步步为营,十分严谨。本书涉及面极广,技术要点论证清晰,大处着眼,小处着手,是在特高压交直流输电方面具有很高学术价值的科学巨著。

努力超越,追求卓越。在特高压交直流领域,中国已然走到了世界的前列。《特高压交直流电网》总结了近年来中国特高压输电技术的科技创新和工程实践成果,多项技术成果在全世界范围内均处于领先地位。具体来说,我国迄今为止世界上电压等级最高、输送能力最大、技术水平最先进的特高压交流输变电工程:晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已安全运行多年,已建成了特高压交流、特高压直流、高海拔、工程力学四个试验基地和大电网仿真、直流成套设计两个研发中心,被国际大电网组织誉为“一个伟大的技术成就”。暂且不说这些实质上的建设成就,单是那一项项由我国自主建立的特高压与智能电网技术标准体系,就足以说明其里程碑式的进步。中国特高压电网建设已制定企业标准363项、行业标准145项、国家标准66项,编制国际标准19项,中国的特高压交流电压成为国际标准电压,“中国制造”正逐步转变成“中国创造”。在特高压输电领域,中国一跃成为世界领先。

简介 特高压交直流电网

《特高压交直流电网》由国家电网公司董事长、党组书记刘振亚编著,全面总结了我国在特高压电网建设方面所取得的研究成果、理论创新和工程实践,是我国特高压理论和实践创新的集大成之作,提出建设以特高压电网为骨干网架的坚强智能电网是解决能源和电力发展深层次矛盾的治本之策,能够满足各类大型能源基地和新能源大规模发展的迫切需要.

全书分12章,共74万字,内容涵盖特高压交直流输电的电压等级选择、网架构建、系统特性、过电压与绝缘配合、电磁环境、设备研制、工程建设和技术应用等方面。该书从电网发展历程、现状和趋势入手,分析了特高压电网发展的历程,论述了交直流输电的技术特点及特高压交直流输电系统的优势,提出了中国特高压交直流电网构建设想及其论证分析,阐述了中国特高压输电技术的科技创新和工程实践成果,总结了特高压工程技术应用经验和技术标准。

高电压技术论文篇5

近年来,国家加大对农村电网的投入力度,从1998 年第1 次农村电网升级改造工程以来,历经2002 年的第2 次农村电网升级改造工程、2004 年县级电网升级改造工程、2006 - 2008 年完善中西部农村电网升级改造,以及2009 - 2012 年西部无电人口通电工程等一系列工程的实施,在一定程度上解决了农村电网存在的网架结构薄弱、电压质量不高、三相负荷不平衡严重、馈线截面偏小及高损耗变压器较多等问题。大批的农村电网升级改造工程实施后,我国农村电网的综合线损依然高达12% ~ 15%,而欧美等发达国家的综合线损仅在7% ~ 8%,可见农村电网的线损依然存在很大的降低空间。许多电力工作者和研究人员开始研究针对性较强农村电网降损措施: 卢海先[1]通过分析变压器损耗的构成和与之相关的物理量,提出正确选择变压器容量及台数的措施,以及变压器经济运行的建设和选用调容、子母变和节能变压器的原则,对变压器的节能降损较为实用; 胡彩娥等[2]考虑农村中压配网的3 种不同运行方式,把无功补偿优化问题进行分解,建立了不同的运算模型; 田春平[3]通过分析功率因数与有功功率、无功功率及末端电压的关系,提出无功补偿的配置原则; 左建娥[4]分析研究了农村电网运行电压对降损的影响,提出了提高电力网运行电压与所降低电网线损的关系; 朴在林等[5]通过建立节电效益的目标函数,重点解决农村电网改造和建设中馈线的经济截面选择、0. 4kV 供电半径及配电变压器的布点方式等问题; 赵传辉等[6]从变压器节能技术、无功补偿节能措施、电网经济运行及电网重构4 个方面研究农网降损。

上述文献从某一方面分析了农村电网降损措施,或者就是各种措施简单的叠加,过于片面。为此,本文提出了基于农村电网规划综合降损技术模型的研究,各种降损措施均以确定的规划网架结构和合理的变电站布点为实施前提,同时将降损产生的效果反馈给规划设计人员,针对降损产生不理想效果对农村电网规划的动态调整,最后将优化结果再次指导农网降损研究。通过对各个降损措施效果指标评估,确定本文所建立的基于农村电网规划综合降损技术模型可更为全面地解决降损问题,并优化出较为实用的降损方案。通过湖北某县级市实例研究表明,本文方法确定的综合降损技术模型效果明显,具有较强的工程实用性。

1 农村电网规划综合降损技术模型研究

基于农村电网规划综合降损技术模型( 农村电网技术降损方案的制定) 建立在农村电网规划的基础上,将电网规划的科学性、前瞻性、包容性、权威性、综合性和发展性融入技术方案中,从根本克服以往技术降损方案的片面性,是建立较为实用最大农村电网技术降损方案的基础。具体方法如下:

根据审批完成的农村电网规划文本,确立农村电网规划综合降损技术模型的规划指标。本文确立的规划指标有农村电网网架结构指标、农村电网经济运行指标、农村电网设备优化指标和20kV 供电模式优化指标。

根据确定的综合降损技术模型的规划指标,分解其对应的降损技术指标。常用的降损技术指标有:①改造馈线截面与缩短供电半径节能降损措施; ②更换改造高耗能变压器; ③电压质量检测与调整; ④三相不平衡的治理; ⑤无功补偿优化配置等节能降损措施等[7]。农村电网网架结构指标对应的降损技术指标有指标①、指标②、指标③和指标④; 农村电网经济运行指标对应的降损技术指标有指标①和指标②; 农村电网设备优化指标对应的降损技术指标有指标③和指标⑤; 20kV 供电模式优化指标对应的降损技术指标有指标①、指标③和指标⑤。上述分解对应绝不是简单的处理,而是将规划指标的发展性、前瞻性等性能贯穿降损技术指标性能的实施。例如,农村电网网架结构指标就是对应的降损技术指标,就是根据农村电网规划已经确立的未来5 ~ 10 年的规划网架来优化其对应的降损技术指标,即所有降损技术指标均在规划网架下实施,克服了以往降损技术措施的盲目性,体现了负荷发展的能力需求,具有较强的工程实用性。

将上述加入电网干预的降损措施实施后进一步反馈到第1 步,对降损产生不理想地区和农村电网规划的动态修编的地方调整,最后输出优化结果。

2 综合降损技术模型的评估研究

为了验证本文提出的农村电网规划综合降损技术模型的实用性,依托湖北某县级市编制《 市110kV 及以下配电网改造升级规划( 2010 - 2015年) 》作为验证实例。具体数据如下: 该地区电网共有220kV 变电站2 座,主变3 台,容量总计540MVA;110kV 公用变电站7 座,主变10 台,容量总计425MVA; 35kV 公用变电站20 座,主变32 台,容量总计144 . 85MVA。有110 kV 线路16 回,线路总长369. 533km,其中两回用于水电站接入系统; 有35kV线路31 回,总长度464. 83km; 10kV 公用线路178 条,线路长度总计4 294. 77km,主干线总长度为2 135. 67km,主干线平均长度为11. 99km。D 类供电区32 条,E 类供电区36 条,F 类供电区110 条,该地区供电分区如图2 所示。农村低压配电网共有公变台变2 881 个,配变总容量245 852 kVA。其中,四线制线路长度2 822km,二线制3 762km。供电户数401 890 户,包括照明户数39 9077 户、动力户数2 813 户没实施任何降损措施的该区域电网综合线损率为7. 29%,综合电压合格率为88. 22%,城镇供电可靠率为99. 56%,农村供电可靠率为98. 47%。综合线损率7. 29%,其中35kV 线损率5. 14%、10kV 线损率5. 94%,低压线损率9. 26%。35、10kV 线损率略高于《技术细则》要求,但低压线损率仍然偏高,有待对线损的降低采取有效的措施。

2. 1 网损评估思路研究

线损理论计算是根据电网结构参数和运行参数,应用相应电工原理计算电网中各个组成原件的理论线损电量、理论线损率及各类线损构成比例等指标的方法。中低压配电网线损计算存在较多难点: 一方面网络规模庞大、设备众多; 另一方面大量缺乏与设备规模对应的量测数据,使得采用严格模型进行分析和计算面临巨大的困难。因此,针对中低压配电网的实际特点,充分利用规划方案可以获取的有限条件进行线损计算是解决这个问题的主要途径。根据中低压配电网规划方案能够获取的计算条件,采用适合于规划电网理论线损计算的方法,充分考虑影响线损的因素,确定中低压配电网的线损计算思路如下:

1) 将中低压规划方案同规划区域的负荷分布形式相互结合,对中低压配电网进行降规模计算。

2) 根据等效负荷模型的理论确定负荷分布形式。

3) 应用负荷分布形式简化线路,计算简化后线路的主干线路功率、分支线路功率和配变功率损耗,将等效线路的损耗乘以该类负荷分布形式的线路回数,即得到该类型负荷分布形式的线路损耗。

4) 将每种负荷分布类型的功率损耗求和,得到该地区的功率损耗值和分类设备功率损耗。

5) 采用基于最大负荷损耗时间法,由max T 和功率因数查表得到最大负荷损耗小时数max( h) ; 最后将各类功率损耗与对应的max 相乘得到对应的电能损耗值。

2. 2 单个、综合降损技术模型评估研究

对单个、综合降损技术模型评估研究依托湖北某县级市110kV 及其以下配电网络为验证实例,评估指标为综合线损率、综合电压合格率和农村供电可靠率。

就单个节能降损的效果来说,改造馈线截面与缩短供电半径馈线的措施成效最为显著,其次是无功补偿和改造高耗能变压器。但对于综合电压合格率和农村供电可靠率两个指标来说,某些单项技术降损方案实施后的效果并不明显,甚至无法有效提高综合电压合格率和农村供电可靠率。因此,单项技术降损方案无法较为全面地协调评估指标,降损效果有待改进。

本文提出的基于农村电网规划综合降损技术兼顾了单项技术降损方案,充分表明综合降损技术模型的降损评估的优越性,模型评估指标的效果最为明显: 3 个评估指标综合线损率、综合电压合格率和农村供电可靠率均优于单个指标,降损效果甚为明显; 尤其是综合线损率优于单个指标中的三相不平衡指标达41. 23%,有较好的工程实用性。

2. 3 分电压等级理论线损评估研究

对该地区配电网规划进行了分电压、分年限等级理论线损的估算分析,结果满足《规划技术细则》

3 结论与展望

针对以往农村电网降损措施存在单一性和片面性、不能较好地解决农村电网降损的问题,提出了基于农村电网规划综合降损技术模型的研究。其各种降损措施均以确定的规划网架结构和合理的变电站布点为实施前提,同时将降损产生的效果反馈给规划设计人员,对降损产生不理想效果地区的农村电网规划进行动态调整,最后将优化结果再次指导农网降损研究。通过对湖北某县级市110kV 及其以下配电网络为验证实例评估,3 个评估指标综合线损率、综合电压合格率和农村供电可靠率均优于单个指标,降损效果甚为明显。该结果充分表明了综合降损技术模型的降损优越性,具有较好的工程实用性。

在实际降损工作中,依然要重视以下工作:

1) 建立以网损指标和经济指标为变量综合降损优化数学模型,确立必要的约束条件,是对降损工作进一步研究的首要工作。

2) 建立有效性、先进性和实用性降损效果评价体系,充分考虑降损方案经济效益的影响,要使所提出指标体系的更接近实际运行效果。

高电压技术论文篇6

[关键词]电网;线损;原因分析;管理措施

中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0031-01

电力网电能损耗是国家考核电力部门的一项重要经济技术指标,也是电力系统设计水平,生产技术水平和经营管理水平的综合反映,所以采用和推广新技术,强化线损管理,降低电网损耗,对}了节能和提高电力企业经济效益具有非常重要的意义。

一.线损的概述

(一)概述

线损,那在电能量的输,变,配过程中所秘珠电量损耗,通常由技术线损和管理线损两部分组成。其中,当发电机发出的电能输送到用户时,必须经过输,变,配电设备,由于这些设备都存在着阻抗,因此电能通过时,就会产生电能损耗,并以热能的形式散失在周围介质中,这个电能损耗称为技术线损电量。

(二)线损的有关计算公式与相关概念

在电网实际运行中,以上所提及的技术线损电量和管理线损电量共同被称为统计线损电量,通常由电能表计量统计出的供电量和售电量之差计算所得,相应的线损率称为统计线损率,统称统计线损。

(三)理论线损的概念

理论线损分析是对输,变,配过程中的实际损耗通过科学的数据模型和海量基础档案数据进行计算,得到尽量铁理论值,对统计线损值进行考核,就像考题的准确答案,有了对比,统计线损才具有真正的参考价值。

二.线损的构成

(一)线损包括固定损耗,可变损耗和其他损耗,固定损耗一般不随负荷变动而变化,只要设备带有电压,就要消耗电能,就有损耗,主要与外加电压高低有密切关系

固定损耗主要包括变压器及调相机,调压器,消弧线圈,互感器,电抗器等设备的铁损及绝缘子的介质损耗,电缆和电容器的介质损耗,电能表电压线圈损耗,电晕损耗等。

(二)可变损耗随负荷电流的变动而变化,与电流的平方成正比

电流越大,损耗越大,主要包括变压器的铜损,输,配电线路的铜损,调相机,调压器,电抗器,互感器,消弧线圈等设备的铜损,电能表电流线圈损耗,接户线铜损。

三.线损产生的原因

(一)线损产生的原因

在电力输配中,从发电机到线路,变压器,无功设备,调相及调压设备,绝缘介质,测量,计量设备,保护装置等输要消耗电能。此外,还有不明损失如窃电,漏电,表计误差,抄表影响等。针对以上产生线损率的原因,结合多年来线损管理的经验,降低线损应从技术和管理两方面入手。

(二)电能损耗可分为固定损失,变动损失,其它损失

(1)固定损失也叫空载损失(铁损)或基本损失,包括变压器,调相机,调压器,电抗器,消弧线等设备的铁损及绝缘子的人,电晕损失,电容器和电缆的介质损失,电能表电压线圈的损失等。(2)变动损失也称可变损失或短路损失(铜损)。主要包括变压器,调相机,调压器,电抗器,消弧线圈等设备的铜损,电能表电流线圈损耗,接户线铜损。

四.线损产生的原因

(一)线损产生的原因。在电力输配中,从发电机到线路,变压器,无功设备,调相及调压设备,绝缘介质,测量,计量设备,保护装置等输送要消耗电能,此外,还有不明损失如窃电,漏电,表计误差,抄表影响等

针对以上产生线损率的原因,结合多年来线损管理的经验,降低线损应从技术和管理两方面入手。

(二)电能损耗可分为固定损失,变动损失,其它损失

(1)固定损失也叫空载损失或基本损失。主要包括变压器,调相机,调压器,电抗器,消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失,电晕损失,电容器和电缆的介质损失,电能表电压线圈的损失等。(2)变动损失也称可变损失或短路损失(铜损)。主要包括变压器,调相机,调压器,电抗器,消弧线圈等设备的铜损,输,配电线路和接户线的铜损,电能表电流线圈的铜损。(3)其它损失是指在电能的输,变,配,用过程中的一些不明因素和偷,漏,丢,送等损失,习惯称为不明损失或管理损失。

(三)其它损耗是指由于管理工作不善,规章制度不健全或执行不力,以及其他不明因素在供用电过程中的跑,冒,漏等造成的损耗,也称为管理线损或不明损耗,主要包括计量装置本身的综合误差,计量装置故障,营业工作中的漏抄,漏计,错算及倍率差错等

客户的违章用电,窃电,供售电量抄表时间不同期,统计线损与理论线损计算的方法不一致,以及理论计算的误差等。

(四)供电企业线损各类分为统计线损,技术线损和管理线损

统计线损是根据电能表的读数计算出来的,即供电量和售电量二者的差值,理论线损是根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况计算得出的理想值。

四,降低技术线损的措施

(1)加强高耗变压器的更新和改造工作,选择节能型配电变压器,并合理选择容量,确保变压器的经济运行。

(2)合理选择电源点。

(3)合理选择导线截面。

(4)提高功率因数,提高自然功率因数,用无功补偿的方法提高功率因数。

(5)加强输配电线路及低压线路的改造工作,减少线路损失。

五.管理对策

(一)健全线损管理体系

线损工作是全员,全过程,全方位的工作,强化线损管理首先要从强化领导体系入手,并定期召开线损分析例会,重点问题重点分析,专项议题随时讨论,使信息反馈及时,准确,分析研究渠道畅通。

(二)加强线损理论计算和分析

通过线损理论计算和实际分析线损率的波动情况,及时查找管理方面存在的问题,以及电网结构布局的薄弱环节和不合理之处,制定具体措施。

(三)针对以上分析出的这些管理漏洞,应采取以下具体措施

(1)完善管理制度,大力开展普查,查处声音用电和窃电现象,可根据不同用户和不同用电性质的负荷采用高,低压计量箱,加强计量点的管理。(2)更换零值,破损的瓷瓶,清扫污秽瓷瓶,适当处理线路通道规定范围内的树木,提高线路绝缘水平。(3)严格防止和及时纠正电量,电费抄,核,收工作中“估,漏,送”现象,健全用电管理制度,加强营业管理,规范用电市场。

结束语

降损节电是复杂而艰巨的工作,既要从微观抓好各个环节具体的降损措施,又要从宏观上加强管理,进一步搞好电网规划设计和电网改造工作,使网络布局趋于合理,运行处于经济状态,加强计量管理,积极落实有关规程,电网的经济运行是降低供电成本的有效途径.

参考文献

[1] 卫茂忠,浅谈供电企业线损管理。黑龙江科技信息,2009年,9,25.

[2] 李爽,浅谈降低线损率的措施。经济技术协作信息,2013(34)总第1161期.

高电压技术论文篇7

关键词:矢量控制; 交流电动机; PWM 技术; 高压变频器

中图分类号:T77文献标识码: A

一.国内外交流变频调速技术的现状

早在国家“八五”科技攻关计划中,交流调速技术就被列为重点科技攻关项目,但是由于我国电力电子器件总体水平很低,IGBT、GTO 器件的生产虽引进了国外技术,但一直未形成规模经济效益, 几乎不具备变频器新产品的独立开发能力, 这在一定程度上影响了国内变频调速技术的发展。在大功率交- 交变频技术、无换向器电机等方面, 国内产品在数字化及系统可靠性方面与国外水平相比, 还有相当差距。在中小功率变频技术方面, 国内几乎所有的产品都采用普通V/F 控制, 仅有少量样机采用矢量控制,品种与质量不能满足市场需要。而在国外,变频调速技术得到了充分的发展, 并在各个方面取得了显著成就。在功率器件方面,高电压、大电流容量的SCR、GTO、IGBT、IGCT 器件的出现和并联、串联技术的应用, 高压大功率变频器产品得到生产和推广应用。在微电子技术方面,16 位、32 位高速微处理器以及DSP 和ASIC(Application Specific IC) 技术的快速发展,为实现变频器高精度、多功能化提供了硬件手段。在理论方面, 矢量控制、磁通控制、转矩控制、智能控制等新的控制理论都为高性能变频器的研制提供了相关理论基础。可以看出,总体上我国交流变频调速技术水平较国际先进水平有着很大差距。

二.交流变频调速在控制中的主要应用

交流变频调速技术在20 世纪得到了迅速发展。这与一些关键性技术的突破性进展有关, 它们是交流电动机的矢量控制技术、直接转矩控制技术、PWM 技术,以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术、自整定技术等。

1.矢量控制技术

矢量变换控制技术是西门子公司于1971 年提出的一种新的控制思想和控制理论。它是以转子磁场定向,采用矢量变换的方法实现定子电流励磁分量和转矩分量之间的解耦, 达到对交流电动机的磁链和电流分别控制的目的,从而获得了优良的静、动态性能。迄今为止,矢量控制技术已经获得了长足的发展, 并得到了广泛的应用。

2.直接转矩控制技术

1985 年,德国的M. Depenblock首次提出直接转矩控制技术( DTC) 。DTC 控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型, 采用定子磁场定向而无需解耦电流,直接控制电动机的磁链和转矩, 以使转矩得到快速响应, 从而获得高效的控制性能。

直接转矩控制技术是近10年继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流变频调速技术, 这种控制技术与矢量控制技术相比,对电机参数不敏感, 不受转子参数的影响, 简单易行, 具有广阔的发展和应用前景。

3.无速度传感器矢量控制技术

无速度传感器控制技术免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等问题, 降低了成本, 提高了系统的可靠性, 同时结合矢量控制,具有矢量控制的优良性能。无速度传感器技术中速度估算的方法, 除了根据数学模型计算电动机转速外, 目前应用较多的有模型参考自适应法和扩展卡尔曼滤波法。此外全维转子磁通观测器, 齿谐波电势( RSH)等理论也出现在无速度传感器技术中。

4.PWM 控制技术

1964 年,德国的A. SchÊnung等率先提出了脉宽调制( PWMpulsewidth modulation) 变频的思想, 为近代交流调速系统开辟了新的发展领域。PWM 控制技术通过改变矩形脉冲的宽度来控制逆变器输出交流基波电压的幅值, 通过改变调制周期来控制其输出频率,从而在逆变器上同时进行输出电压幅值和频率的控制。PWM 技术简化了逆变器的结构, 能够明显的改善变频器的输出波形, 降低电动机的谐波损耗,并减小转矩脉动, 同时提高了系统的动态响应性能。PWM 技术还可用于整流器的控制,能够实现输入电流非常接近正弦, 并可使电网功率因数为1。PWM 整流器因而被称为绿色变流器。

目前,PWM 技术已成为变频器中应用最为广泛的控制技术。交流电机调速性能的不断提高在很大程度上是由于PWM 技术的不断进步。目前广泛应用的是在规则采样PWM 的基础上发展起来的准优化PWM 法, 即三次谐波叠加法和电压空间矢量PWM法。

5.自整定技术

自整定技术在变频调速系统中的应用日益广泛,它可以根据速度和负载的变化自动调整控制系统的参数, 使得系统具有快速的动态响应。自整定技术分为离线式和在线式两种。离线式的研究成果已经在相当多的产品中应用, 它是在运行系统程序之前通过运行一段自整定程序, 辨识相关数据,并修改系统程序的相关参数,以期获得良好的系统控制性能。另外, 改进控制技术,提高系统鲁棒性也和自整定技术紧密相联系。

6.数字化控制技术

控制技术的数字化是静止变频装置的核心技术,也是今后的发展趋势。目前市场上的变频装置几乎全面实现了数字化控制。采用DSP 和ASIC 技术实现了快速运算和高精度控制, 可以得到良好的电流波形, 使变频器的噪音大幅度降低, 并且扫描时间大幅度缩短,目前电流响应为0. 1~ 0. 7 ms,速度响应为2~ 4 ms,足以满足传动领域的控制要求。同时由于应用微电子技术和ASIC技术,装置的元器件数量得以大幅度减少, 从而使变频装置的体积减小, 可靠性得到大幅度提高,全数字控制方式使变频器的信息处理能力大为增强。采用模拟控制方式无法实现的复杂控制在今天都已成为现实, 从而所谓的RAS 概念即可靠性( Reliabil-ity) 、可操作性( Availability) 、可维修性( Seviceability) 得以充实。

三.变频器的发展

随着变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压( 2 ~ 10kV) 变频调速技术也得到了广泛的研究和应用, 高压变频器已成为当前电力电子技术最新发展动向之一。到目前为止,高压变频器还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构, 各种新型的高压变频器不断出现。根据其组成方式,高压变频器可主要分为两种, 即间接高压变频器和直接高压变频器。直接高压变频器主要有采用低压IGBT 多重化技术的单元串连多电平PWM 电压源型高压变频器和采用高压IGBT、IGCT 的三电平型高压变频器。

结束语:

随着电力电子器件制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术以及各种控制技术的发展和完善, 交流变频调速技术将日趋成熟, 并将成为未来交流调速的主流。交流变频调速技术在电力系统中的应用表明其在节能降耗、改善工艺和提高控制精度等方面有着很好的应用前景。

参考文献:

[1] 肖新建.艾默生变频器在工字轮收放线机上的应用[J].金属制品,2008,34(1):45--46.

[2]李本.舵机电动伺服加载系统设计与研究[D].西安:西北工业大学,2006:18―19.

[3]安连祥,杨毅,唐建芳,等.卷取机转动惯量测量的新方法口].电气传动,2008,38(3):41--42.

[4]诸静.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社.2005.

高电压技术论文篇8

关键词: 高职 《检测技术与应用》课程 教学改革

《检测技术与应用》是高职应用电子技术、电子测量技术与仪器、自动控制等专业的专业课程。它是研究检测与控制系统中信息的提取、信息的转换及处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科[1]。它主要涉及传感器的基本原理、特性和应用,以及传感器的接口与测量电路和相关的信息处理技术等。通过学习,学生具有一定的检测技术基本理论知识和实验操作技能,掌握工业生产过程中常见物理量的检测方法,并对常用的检测系统具有一定的分析和维护能力。近年来,我国在检测技术领域有了较快的发展,新型的传感器和先进的检测技术不断涌现,为了适应这种发展,满足社会对工科学生实际操作和动手应用能力越来越高的要求,我们根据该课程的特点,进行了教学改革探索,取得了较好的效果。

一、教学改革的指导思想

《检测技术与应用》课程具有原理性内容多、涉及面广、理论难度大等特点。而高职类院校学生理论基础相对薄弱,并且在学校的理论学习时间相对较短,同时工作岗位对知识的深度要求低,而对实际动手操作能力要求较高。这就对本课程的教学改革提出了“淡化理论,强化应用”的基本指导思想。在教学过程中,教师要精选内容,摒弃过时的内容和繁琐的理论分析及公式推导,加强实训方面的内容,从实用角度出发介绍检测技术,重点放在传感器的选型及检测电路的设计,以实践促理论,使学生获得实用的知识和较强的应用能力。

二、教学改革的探索

1.课堂教学改革――淡化理论

考虑到高职高专毕业生很少从事理论研究工作,在教学过程中对本课程所涉及的传感器原理、特性,可只需学生宏观地掌握常用传感器的工作原理,并能依据有关手册和产品信息选用相应的传感器以满足后续课程或未来工作的要求即可。因此,课堂上我们只概括性地介绍传感器的基本原理、结构特点。比如应变效应使电阻应变片的几何尺寸发生变化,进而引起应变片阻值的改变;半导体的压阻效应导致半导体材料的电阻率发生变化,最终引起阻值的改变。又如,对压电式传感器只提压电效应是一定方向的外力作用导致压电材料几何尺寸发生变化,内部产生极化现象的同时,在其相应两表面呈现相反符号的电荷,而不去深究压电材料的内部结构。对于细节性的理论知识不必深入讲解,采取以学生自学为主,师生共同讨论为辅的教学形式。除讲授教材的基本内容外,还应适当补充介绍新型传感器、新型检测方法等内容,使学生能够了解检测技术新的应用成果及发展方向。

另外,在教学过程中,我们注重启发式教学,引导学生转变角色。例如,在讲授“压力检测”这一章节时,先举我们身边随处可见的电子秤的例子,突出电阻应变式压力传感器在该系统中的作用,即把压力(重量)转换成系统能处理的电信号――电阻。提醒学生注意,能将压力转换成电信号的不仅只有应变式压力传感器,还有其他的传感器,接着提出:“这些传感器是将压力转换成什么样的电信号?”“在实际测压力时应如何选用这些传感器?”然后引出这一章节所要介绍的几种压力传感器,使学生带着解决问题的愿望,主动地参与教学过程,从而大大提高课堂效率。

2.实验教学改革――强化应用

(1)注重实验课指导。实验课是验证理论、应用理论、锻炼学生动手能力的重要环节。目前我们实验室采用的是CSY-2000型传感器与检测技术实验台,该实验台配有二十种较高精度的常用传感器,采用模块式结构,利用传感器和相应的实验模块可以开展多种实验。实验指导过程中,我们要注意因材施教,采用启发式教学方法,提示学生注意观察实验现象,不断发现问题、分析问题、解决问题。如在做“电容式传感器特性”实验时,基本内容是:通过调节测微头的位置带动振动台位移来改变差动电容传感器两极间电容器重叠的面积,构成差动变面积式电容传感器。测微头每移动0.5mm记录输出电压值,最后根据记录的数据画出位移与输出电压的关系曲线。通过对关系曲线的分析,学生能加深对差动式电容传感器测量位移的原理及其输入输出特性的理解。部分学生根据测量结果描出的特性曲线不是呈线性的,这时可以提示学生思考是什么原因造成这样的结果,实验重复做几次看测得的结果是否一样,重复性如何?当输出特性不是线性时,线性度怎样?灵敏度如何计算?学生通过观察思考、解决问题,巩固了所学的理论知识。如果在每次实验指导中都能够采用启发式的方法启迪学生,定能使学生举一反三,学以致用。

(2)引入虚拟仪器实验室。实验过程中需要复杂的接线,各种硬件接口经多次插拔以后接触不良,造成实验数据的不准确。为此,我们引入了虚拟仪器实验室。虚拟仪器技术是目前智能测试仪器发展的一种新技术,是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。计算机显示器模拟传统仪器的控制面板,以多种形式输出检测结果;计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理;I/O接口设备完成信号的采集、测量和调理[2]。将虚拟仪器技术引入检测技术与应用实验课程,使学生了解了虚拟仪器的原理和设计,开拓和丰富了学生的知识面,不但使学生了解了新技术及发展方向,还能够促进该课程实验教学质量的提高。

3.结语

在课堂教学中淡化理论,在实验教学中强化应用,并充分利用新设备,引入新技术,不但可以促进学生对理论知识的学习,而且可以大大提高学生的实际动手操作能力。《检测技术与应用》是一门信息量大、发展迅速、涉及面广的重要课程,要使学生既能掌握基本的理论知识,又能学会使用、维护常用检测电路,需要我们不断地探索,不断地调整教学内容,改进教学方法,加强实践环节,采取多种途径,提高教学质量,培养学生的创新能力,实现教与学的最佳统一。

参考文献:

[1]柳桂国.检测技术及应用[M]北京:电子工业出版社,2003.

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