導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇直流電路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

電路的局部變化會(huì)對(duì)電路的整體產(chǎn)生影響，是高考的熱門(mén)題型，學(xué)生往往對(duì)這類(lèi)題分析不清，本文筆者來(lái)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解決進(jìn)行探討。

一、動(dòng)態(tài)直流電路的常規(guī)分析思路

例1.如圖所示，電鍵閉合時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，試分析L1、L2的亮度變化情況。

分析與解：

當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，流過(guò)L1的電流將減小，L1將變暗；同時(shí)L1分得的電壓變小，L2兩端電壓增大，故L2變亮；我們注意到總電流減小，而L2變亮，即L2兩端電流增大，可見(jiàn)L3上的電流比L1上的電流減小得還要多，因此L3也要變暗。

點(diǎn)評(píng)：

（1）討論燈泡亮度的變化情況，只需判斷其電流或電壓如何變化就可以。

（2）像這樣的電路，由于滑動(dòng)變阻器電阻的變化而引起整個(gè)電路的變化，一般不應(yīng)通過(guò)計(jì)算分析，否則會(huì)很繁雜。處理的一般原則是：①主干路上的用電器，看它的電流變化；②與變阻器并聯(lián)的用電器看它的電壓變化；③與變阻器串聯(lián)的電器看它的電流變化。

二、“并同串反”

例2.如圖所示的電路中，R1、R2、R3、和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，設(shè)電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U，當(dāng)R5的滑動(dòng)角點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)（ ）

A.I變大，U變小

B.I變大，U變大

C.I變小，U變大

D.I變小，U變小

分析與解：

本題中變量是R5，由題意知，R5的等效電阻變小。

簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)可各知，電壓表V，電流表A均與R5間接并聯(lián)，根據(jù)“串反并同”的原則，電壓表V，電流表A的讀數(shù)均與R5的變化趨勢(shì)相同，即兩表示數(shù)均減小。

點(diǎn)評(píng)：

（1）近幾年高考對(duì)電路的分析和計(jì)算，考查的重點(diǎn)一般不放在基本概念的理解和辨析方面，而是重在知識(shí)的應(yīng)用方面。本題通過(guò)5個(gè)電阻與電表的串、并聯(lián)構(gòu)成較復(fù)雜的電路，關(guān)鍵考查考生簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、繪制等效電路圖的能力。然后應(yīng)用“串反并同”法則，可快捷得到結(jié)果。

（2）注意“串反并同”法則的應(yīng)用條件：?jiǎn)巫兞侩娐贰?/p>

對(duì)于多變量引起的電路變化，若各變量對(duì)同一對(duì)象分別引起的效果相同，則該原則的結(jié)果成立；若各變量對(duì)同一對(duì)象分別引起的效果相反，則“串反并同”法則不適用。

例3. 如圖（1）所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，燈泡L1、L2的亮度變化如何？

分析與解：本題中滑動(dòng)變阻器左右兩部分都接入電路，等效電路如圖（2）所示，變阻器R分解得到兩變量R1、R2，由圖可知：

滑片P向右移R1（），R2（）

對(duì)燈泡L1：

對(duì)燈泡L2：

由上述分析可知：

對(duì)L1，變量R1、R2變化均引起L1變亮，故L1將變亮；

對(duì)L2，變量R1、R2變化引起L2的亮度變化不一致，故此法不宜判斷L2的亮度變化。但若把變阻器R與L1的總電阻合成一個(gè)變量R合，則由上述結(jié)論可知，P右移時(shí)，R合減小，L2與R合串聯(lián)，由“串反并同”法則可知，L2亮度變大。

三、特殊值法與極限法

即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。

例4. 在圖所示的四個(gè)電路中，當(dāng)分別閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器角頭從左端至右端時(shí)，能使其中一個(gè)燈由暗變亮同時(shí)，另一個(gè)燈由亮變暗，則符合要求的電路是（ ）

A圖：對(duì)燈L1，可由“串反并同”法則判斷其變亮；而對(duì)L2由于兩個(gè)變量引起它亮度變化不一致，故“串反并同”不適用。現(xiàn)取特殊值法：取L1、L2的阻值均為10Ω，變阻器總阻值也為10Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為6V；然后取極限值：取滑片P置于最左端和最右端時(shí)分別兩燈實(shí)際工作時(shí)的電壓即可判斷兩燈均變亮。

B圖：對(duì)L1，可由“串反并同”法則判斷其變亮；對(duì)L2，采用合成變量法，再根據(jù)“串反并同”法則可判斷其變亮。

C圖：采用極限值法。滑片P置于最左端時(shí)，L1被短路，不發(fā)光，而L2兩端電壓最大，亮度最大；滑片P置于最右端時(shí)，L1兩端電壓最大，亮度最大，而L2被短路，不發(fā)光。由此分析可知，該電路符合題目要求。

D圖：燈L1一直被短路，不發(fā)光，不合要求。

綜上分析有：符合要求的電路是（C）。

小試身手：

1.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表V1的讀數(shù)U1與電壓表V2的讀數(shù)U2的變化情況是：（ ）

A.U1變大，U2變小

B.U1變大，U2變大

篇2

【關(guān)鍵詞】Matlab；電路分析；直流電路

1.概述

《電路分析》這門(mén)課程幾乎是所有高等院校電子、通信、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，一般是在大一的時(shí)候進(jìn)行學(xué)習(xí)，為之后學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課奠定基礎(chǔ)。由于它是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)首先接觸到專(zhuān)業(yè)課之一，因此學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的掌握程度不僅影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，也直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)是否產(chǎn)生興趣。

2.直流電路分析的一般方法

直流電路分析屬于《電路分析》課程中的一個(gè)重要部分，也是學(xué)生掌握的一個(gè)重難點(diǎn)內(nèi)容。通常可以采用支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法、網(wǎng)孔電流法來(lái)進(jìn)行分析。但是在求解的過(guò)程中會(huì)大量地應(yīng)用到代數(shù)方程組和矩陣運(yùn)算，而學(xué)生掌握的高數(shù)知識(shí)還不足以解決這一問(wèn)題，因此這些繁瑣的數(shù)學(xué)工作一方面極大的降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，影響學(xué)生的自信心，另外一方面，學(xué)生花費(fèi)大量的精力在數(shù)值求解工作上，導(dǎo)致課程的理論、原理和方法難以突出，不符合素質(zhì)教育的宗旨。

因此在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，老師往往重點(diǎn)給學(xué)生講解如何分析電路，怎樣列方程，而對(duì)于方程的求解一般是一筆帶過(guò)。這種教學(xué)方法使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)局限于紙上談兵，從素質(zhì)教育方面來(lái)說(shuō)，沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生積極探索解決問(wèn)題的方法，而是逃避問(wèn)題，不能培養(yǎng)學(xué)生今后解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3. Matlab在直流電路分析中的應(yīng)用

3.1 Matlab軟件

在比較復(fù)雜、方程數(shù)目較多的直流電路中，如果使用手工進(jìn)行求解會(huì)顯得十分繁瑣，而用C、FORTRAN語(yǔ)言進(jìn)行建模與仿真，不僅需要花費(fèi)大量時(shí)間生成矩陣，而且還需要編寫(xiě)復(fù)雜的程序生成可進(jìn)行分析的圖像，這樣就會(huì)造成仿真程序冗長(zhǎng)、可讀性差，還需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)試。Matlab軟件的出現(xiàn)解決了以上問(wèn)題，同時(shí)Matlab 提供的Simulink工具可直接建立電路模擬模型，隨意改變模擬參數(shù)，并且立即可得到修改后的模擬結(jié)果， 進(jìn)一步省去了編程的步驟。

3.2 Matlab分析直流電路的主要方法

3.2.1 工具箱

Matlab擁有一系列具有不同功能的工具箱，可以直接通過(guò)使用這些工具箱進(jìn)行電路、電力系統(tǒng)、自動(dòng)控制等方面的建模與仿真，因此很多學(xué)者也研究討論了用這些工具箱來(lái)對(duì)直流電路進(jìn)行求解。

如圖1所示的電路，用網(wǎng)孔電流法分析求解電流I1 和I2。在圖1中，首先建立網(wǎng)孔電流方程，然后在S IMULINK建立其數(shù)學(xué)模型如圖2所示，當(dāng)給定數(shù)據(jù)后即可進(jìn)行仿真。這種在SIMULINK建立電路的數(shù)學(xué)模型很方便，仿真更容易，其結(jié)果可直接在/示波器上讀取。另外，同一電路可很方便地采用多種方法進(jìn)行分析。

3.2.2用M文件分析直流電路

用工具箱進(jìn)行直流電路的求解比較簡(jiǎn)單易學(xué)，但是這些工具箱全部由M文件組成，如果僅僅會(huì)使用工具箱，就會(huì)無(wú)法真正全面地應(yīng)用Matlab。當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)某個(gè)特殊功能，而此時(shí)Matlab工具箱中不存在此功能或者丟失相應(yīng)文件時(shí)，就會(huì)阻礙問(wèn)題的解決。因此，本文主要圍繞用Matlab中的M文件對(duì)直流電路進(jìn)行分析和求解。

在用M文件分析直流電路時(shí)，首先建立矩陣方程，然后建立一個(gè)M文件以備編寫(xiě)程序，然后設(shè)置好初始值，然后將已列舉的矩陣方程寫(xiě)入程序中，最后采用相應(yīng)的數(shù)值方法對(duì)方程組進(jìn)行求解。對(duì)于直流電路中建立的線性矩陣方程組，通常使用Matlab軟件中的左除法即可求解方程組。下面以圖1電路為例說(shuō)明用Matlab分析直流電路的步驟。設(shè)圖1中US=20V，IS=10A，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=8Ω。求支路電流I1和電阻R2兩端的電壓U。

解題步驟如下：

1）列些矩陣方程

先確定電路為直流電路，建立數(shù)學(xué)模型，也就是寫(xiě)出描繪電路狀態(tài)變化的方程組，然后求解方程組，得出所求的電壓和電流。根據(jù)圖1采用回路電流法，可以列出方程組如下所示

2）建立M文件進(jìn)行求解

篇3

1.學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源、滑線變阻器的使用方法。

2.學(xué)習(xí)直流電壓表、電流表、數(shù)字電壓表、數(shù)字萬(wàn)用表等測(cè)量?jī)x表的使用方法。

3.學(xué)習(xí)測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和等效電阻的幾種方法。

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)疊加原理和戴維南定理的理解。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1.滑線變阻器的使用 滑線變阻器是一種常用的電工設(shè)備，如圖2-1所示。它可作為可變電阻，用以調(diào)節(jié)電路中的電流，使負(fù)載得到大小合適的電流；它也可作為電位器使用，改變電路的端電壓，使負(fù)載得到所需要的電壓，如圖2-2所示。在實(shí)驗(yàn)室它也常被作為一個(gè)可變的負(fù)載電阻使用。它的額定值有最大電阻R 和額定電流I 。在各種使用場(chǎng)合，不論滑動(dòng)觸頭處于任何位置，流過(guò)它的電流均不允許超過(guò)額定電流IN，否則將會(huì)燒壞滑線變阻器。

2.疊加原理疊加原理是分析線性電路時(shí)非常有用的網(wǎng)絡(luò)定理，它反映了線性電路的一個(gè)重要規(guī)律。實(shí)驗(yàn)時(shí)要深入理解其意義、適用范圍，要能靈活應(yīng)用疊加原理分析復(fù)雜電路，而對(duì)于定理的證明則不必過(guò)分注意。我們可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證該定理并加深對(duì)它的理解。

疊加原理的內(nèi)容是：在含有多個(gè)獨(dú)立電源的線性電路中，任意支路的電流或電壓等于各個(gè)獨(dú)立電源分別單獨(dú)激勵(lì)時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。例如圖2-3所示的線性電路中，流過(guò)ab支路的電流I 即是當(dāng)開(kāi)關(guān)S 合向左側(cè)，開(kāi)關(guān)S 斷開(kāi)，電源U 單獨(dú)激勵(lì)時(shí)，在ab支路產(chǎn)生的電流I 和當(dāng)開(kāi)關(guān)S 合向右側(cè)；開(kāi)關(guān)S 合向右側(cè)，電源I 單獨(dú)激勵(lì)時(shí)，在ab支路產(chǎn)生的電流I 的代數(shù)和。

圖2-3中電流I 和圖2-4中電流I′ 、I″ 的參考方向一致，在疊加時(shí)I′ 和I″ 都取正號(hào)，即I =I′ +I″ 。如果I 的參考方向與圖2-4中所選擇的相反，則I =I′ -I″ 。還應(yīng)注意疊加時(shí)I′ 和I″ 前的正、負(fù)號(hào)是根據(jù)它們與I 的參考方向是否一致確定的，與I′ 和I″ 具體數(shù)值正負(fù)是兩回事，不能相混。

電路中某一獨(dú)立電源單獨(dú)激勵(lì)時(shí)，其余不激勵(lì)的理想電壓源用短路線來(lái)代替，不激勵(lì)的理想電流源將其開(kāi)路。例如圖2-3所示電路中理想電壓源U 不激勵(lì)時(shí)，開(kāi)關(guān)S 應(yīng)合向右側(cè)的短路線處，理想電流源I 不激勵(lì)時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)S 將其開(kāi)路。電路中含有多個(gè)電源時(shí)，與上述處理方法相同。

含有受控電源的電路應(yīng)用疊加原理時(shí)，在各獨(dú)立電源單獨(dú)激勵(lì)的過(guò)程中，一定要保留所有的受控電源。這是因?yàn)槭芸仉娫磁c反映非電能轉(zhuǎn)換為電能的獨(dú)立電源不同，它是反映同一電路中兩條支路電量關(guān)系的電路模型。

3.戴維南定理戴維南定理和疊加原理一樣也是分析線性電路經(jīng)常用的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)定理，特別是當(dāng)只要求分析計(jì)算電路中某條支路或某一部分電路時(shí)，利用戴維南定理可簡(jiǎn)化分析計(jì)算的復(fù)雜性，戴維南定理尤其是分析電力電路的有力工具。

戴維南定理的內(nèi)容是：任何一個(gè)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱(chēng)單口網(wǎng)絡(luò)），對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等值電壓源來(lái)代替。該等值電壓源的源電壓E 等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U ，其內(nèi)阻R 等于網(wǎng)絡(luò)中所獨(dú)立電源不激勵(lì)時(shí)的入端電阻。例如圖2-3所示電路，如果將ab支路抽出，剩余部分便是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。該有源二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)電阻R 來(lái)說(shuō)，可以用一個(gè)等值電壓源來(lái)代替，如圖2-5所示。

如果已知有源二端網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，可以通過(guò)理論計(jì)算確定該有源二端網(wǎng)絡(luò)的等值電壓源的源電壓E 和內(nèi)阻R 。計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí)，當(dāng)然仍可利用疊加原理、節(jié)點(diǎn)電壓法等電路的分析計(jì)算方法。求電阻R 時(shí)，電路中所有獨(dú)立電源不激勵(lì)其處理方法仍然是理想電壓源用短路線代替，理想電流源用開(kāi)路代替。

確定一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效電路的關(guān)鍵是要求出其開(kāi)路電壓U 和入端電阻R ，下面介紹用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量U 和R 的一些方法。

（1）開(kāi)路電壓的測(cè)量

方法一直接測(cè)量法。當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻R 遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻R 時(shí)，可直接用電壓表測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓U 。一般電壓表的內(nèi)阻并不很大，最好選用數(shù)字電壓表，數(shù)字電壓表的突出特點(diǎn)就是靈敏度高，輸入電阻大，有的高達(dá)數(shù)百兆歐，對(duì)被測(cè)電路影響很小，從工程角度來(lái)說(shuō)，用其所測(cè)得的電壓即是有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓。

方法二補(bǔ)償法測(cè)開(kāi)路電壓。測(cè)量電路如圖2-6所示。其中E為高精度標(biāo)準(zhǔn)電源，R 、R 為標(biāo)準(zhǔn)分壓電阻箱，P為高靈敏度檢流計(jì)。

調(diào)節(jié)電阻箱分壓比U 隨之改變，當(dāng)U =U 時(shí)，流過(guò)檢流計(jì)的電流為零，則U =U =U = E=KE。式中K= 為電阻箱的分壓比，可直接讀出。

由于此種測(cè)量方法在電路平衡時(shí)I =0，不能消耗能量，所以補(bǔ)償測(cè)量精度要比直接測(cè)量法精度高。

（2）等效電阻的的測(cè)量

方法一用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔直接測(cè)量。測(cè)量時(shí)首先讓有源二端網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立電源不激勵(lì)，即理想電壓源用短路線代替，理想電流源用開(kāi)路代替。例如測(cè)量圖2-3所示電路抽取后R 所剩有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時(shí)，開(kāi)關(guān)S 應(yīng)合向右側(cè)，使U 用短路線代替，開(kāi)關(guān)S 斷開(kāi)，使I 開(kāi)路，變?yōu)橐粋€(gè)無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，用萬(wàn)用表電阻檔直接測(cè)量a、b間的電阻值即可。

方法二 加壓求流法。讓有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源不激勵(lì)，在a、b端施加一已知直流電壓U，測(cè)量流入二端網(wǎng)絡(luò)的電流I，如圖2-9所示，那么等效電阻為R = 。

實(shí)際電壓源和電流源都是具有一定內(nèi)阻的，內(nèi)阻并不能與電源本身分開(kāi)，因此讓獨(dú)立電源不激勵(lì)的同時(shí)，電源的內(nèi)阻也被丟掉了，這樣將影響測(cè)量的精度。因此以上兩種方法僅適用于電壓源很小和電流源內(nèi)阻很大的場(chǎng)合。

三、任務(wù)

1.疊加原理實(shí)驗(yàn)

（1）根據(jù)圖2-3的原理電路接好試驗(yàn)電路。測(cè)量當(dāng)U =18V和I =90mA，兩電源共同激勵(lì)時(shí)a、b支路的電流I 。利用開(kāi)關(guān)S 和S 控制作用，測(cè)量U 和I 分別單獨(dú)激勵(lì)時(shí)a、b支路的電流I′ 和I″ 。

（2）將U 調(diào)節(jié)為6V，電源I 大小不變而方向反接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)試內(nèi)容，測(cè)量時(shí)注意電流表正負(fù)端的聯(lián)接。

2.戴維南定理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理電路如圖2-3所示。圖中U =18V，I =90mA，開(kāi)關(guān)S 合向左側(cè)，S 合向右側(cè)，使U 和I 同時(shí)激勵(lì)。

（1）測(cè)量ab支路的電流I ，然后斷開(kāi)ab支路，去掉R ，將剩余的部分電路作為待測(cè)量及變換的有源二端網(wǎng)絡(luò)。

（2）用數(shù)字電壓表或數(shù)字萬(wàn)用表的電壓檔直接測(cè)量上述有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓U ，再根據(jù)圖2-7所示的補(bǔ)償法測(cè)開(kāi)路電壓的電路，聯(lián)接好測(cè)量電路，重新測(cè)量該有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓。

篇4

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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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)诮弧⒅绷麟娐返膶W(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。

篇5

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 實(shí)訓(xùn) 要求 培養(yǎng)

直流電阻電路故障的檢查是電工基礎(chǔ)教材（全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電工類(lèi)專(zhuān)業(yè)通用教材第四版）第二章中安排的實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)中的一個(gè)教學(xué)內(nèi)容。其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵哼\(yùn)用第一章學(xué)習(xí)的測(cè)電位、測(cè)電壓和測(cè)電阻等方法檢查與判斷直流電阻電路的故障。每組實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有：直流穩(wěn)壓電源1個(gè)、直流電壓表（0―15―30V）1只、萬(wàn)用表1只、電阻元件6個(gè)、導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān)一個(gè)（另加上）。

實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容要求有三項(xiàng)：一是用直流電壓表檢查電阻串聯(lián)電路；二是用直流電壓表檢查電阻混聯(lián)電路；三是按要求用萬(wàn)能表分別測(cè)量總電阻和各段電阻。

直流電阻電路故障的檢查實(shí)驗(yàn)，所使用的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需構(gòu)建的電路結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)際操作都不算復(fù)雜。但是筆者認(rèn)為，指導(dǎo)學(xué)生在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，細(xì)致認(rèn)真地做好實(shí)驗(yàn)很有必要。這是學(xué)生進(jìn)入技校學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)課程親自動(dòng)手去操作實(shí)驗(yàn)的第一次實(shí)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生務(wù)實(shí)地操作演練、認(rèn)真觀察分析、推敲問(wèn)題、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度很重要。同時(shí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)很重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一、培養(yǎng)學(xué)生親自動(dòng)手的能力和讓學(xué)生體驗(yàn)成就感

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)了電路的串聯(lián)、并聯(lián)的內(nèi)容知識(shí)以及萬(wàn)用電表的使用后，親自動(dòng)手連接電路，使用儀器、儀表進(jìn)行測(cè)試操作。筆者在教學(xué)過(guò)程中，在原實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上多加了一個(gè)開(kāi)關(guān)。學(xué)生要將實(shí)驗(yàn)中三項(xiàng)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)電路連接好，是學(xué)生將學(xué)到的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際操作的體現(xiàn)。在此過(guò)程中，教師要多巡查，如發(fā)現(xiàn)有學(xué)生未能按實(shí)驗(yàn)要求接好電路，要提醒學(xué)生，不要直接指出，應(yīng)留給學(xué)生思考的空間，發(fā)展學(xué)生的能力。不要小看這一點(diǎn)，筆者見(jiàn)過(guò)很多高中畢業(yè)的學(xué)生回到家中甚至不會(huì)安裝一支光管，也不會(huì)使用萬(wàn)用表。學(xué)生從簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以體會(huì)到實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。教師可以從實(shí)驗(yàn)成功的體會(huì)中培養(yǎng)學(xué)生敢于動(dòng)手、學(xué)會(huì)自己動(dòng)手以及愛(ài)動(dòng)手的習(xí)慣和自信心。

二、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度

無(wú)論是做什么實(shí)驗(yàn)，都有需要注意的問(wèn)題。這是學(xué)生第一次使用儀表對(duì)實(shí)際電路進(jìn)行測(cè)量。教師要先指出實(shí)驗(yàn)中所需要注意的問(wèn)題，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程別留意。比如連接電路時(shí)要注意接觸點(diǎn)的接觸情況，使用直流電壓表測(cè)電位、電壓時(shí)要注意量程與正負(fù)極，使用萬(wàn)用電表測(cè)量時(shí)要回想一下需要注意的問(wèn)題等。實(shí)驗(yàn)操作的指引中沒(méi)有提出這些問(wèn)題，為了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能順利完成，教師要事先將這些指出。這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的良好習(xí)慣形成有好處。

不管實(shí)驗(yàn)過(guò)程是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的，都應(yīng)該要求學(xué)生嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)操作步驟去操作，每一個(gè)細(xì)節(jié)都要以認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待，在每個(gè)環(huán)節(jié)中要認(rèn)真對(duì)待需要注意的問(wèn)題。就算要多用一些時(shí)間，也要按實(shí)驗(yàn)要求完整地完成操作，同時(shí)也使學(xué)生明白，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中堅(jiān)持認(rèn)真的態(tài)度，自己是有能力做好實(shí)驗(yàn)的。此過(guò)程可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的自信心和興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

三、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力

任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不是只機(jī)械式地按實(shí)驗(yàn)步驟操作一遍就完成，更重要的是細(xì)心地觀察每個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生的現(xiàn)象和問(wèn)題。有些實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所發(fā)生的變化或一些特殊的現(xiàn)象，有些實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量記錄表現(xiàn)某種特征的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況，分析實(shí)驗(yàn)發(fā)生的現(xiàn)象與問(wèn)題的原因。

在直流電阻電路故障的檢查的實(shí)驗(yàn)中，用直流電壓表檢查電阻串聯(lián)電路和用直流電壓表檢查電阻混聯(lián)電路時(shí)，在電路狀態(tài)為正常、斷開(kāi)故障和短路故障中對(duì)參考點(diǎn)測(cè)電位值與分段電壓等的操作過(guò)程中，可以通過(guò)觀察記錄的數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)電路狀態(tài)正常、斷開(kāi)故障、短路故障的數(shù)據(jù)變化，學(xué)會(huì)對(duì)相應(yīng)電路故障問(wèn)題的分析。

第三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)是用萬(wàn)用表分別測(cè)量總電阻和分段電阻，對(duì)應(yīng)的電路狀態(tài)有：正常狀態(tài)、短路狀態(tài)和某處短路狀態(tài)。在這一步中，主要是檢查對(duì)萬(wàn)用表的使用以及判斷故障現(xiàn)象的方法。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，也可以加入用萬(wàn)用表測(cè)電路的電壓和電流。通過(guò)測(cè)量記錄的數(shù)據(jù)，分析對(duì)應(yīng)具體電路的狀態(tài)，掌握不同電路狀態(tài)下，相應(yīng)電路及分段電路電阻阻值的測(cè)量。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)步驟的操作，是一個(gè)電工工作者經(jīng)常用來(lái)判斷電路的狀態(tài)的方法，所以筆者在教學(xué)過(guò)程中很重視這個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。

四、讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力

無(wú)論干什么事情，如果明確了目標(biāo)和方向，那么完成任務(wù)的勝算就會(huì)更大。做實(shí)驗(yàn)也是一樣，學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)的目的，就能更好地端正自己的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和熱情，才會(huì)更認(rèn)真地對(duì)待實(shí)驗(yàn)，才能更有效地訓(xùn)練自己的實(shí)操能力。可以先用一定的時(shí)間，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，了解實(shí)驗(yàn)的目的和相關(guān)的操作要求，聯(lián)系學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容；讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)中操作要求和相關(guān)數(shù)據(jù)體現(xiàn)的結(jié)果，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)要求分析的內(nèi)容是什么等。這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練過(guò)程中就不會(huì)馬虎對(duì)待了。比如在本實(shí)驗(yàn)中，用直流電壓表檢查串聯(lián)電路的測(cè)量操作中，讓學(xué)生明白，這樣的測(cè)量操作，是讓我們學(xué)會(huì)掌握串聯(lián)電路處于正常狀態(tài)、斷路狀態(tài)或是短路狀態(tài)的判別方法；要讓學(xué)生明白，用直流電壓表檢查電阻混聯(lián)電路的測(cè)量操作，是讓我們學(xué)會(huì)檢查混聯(lián)電路故障的主要方法；用萬(wàn)用表分別測(cè)量電路總電阻和各段電路的電阻的測(cè)量操作，是要求學(xué)生一定要掌握檢查電路故障的方法。學(xué)生明白了這些要求，在實(shí)驗(yàn)中就能認(rèn)真操作，每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)數(shù)據(jù)的測(cè)量都會(huì)很細(xì)心，因?yàn)樗麄冎懒诉@是培養(yǎng)自己今后工作的能力，所以才會(huì)在實(shí)驗(yàn)的操作訓(xùn)練中對(duì)自己提出更高的要求，而不是教師強(qiáng)迫的要求。只有這樣才能提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的實(shí)效性。

五、實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)際情況的聯(lián)想與思考

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)的操作訓(xùn)練，應(yīng)讓學(xué)生聯(lián)想一下，回到家里，自己是否可以安裝一盞電燈、一支光管或安裝一臺(tái)吊扇等；或者是家里的電燈、光管都不亮了，自己應(yīng)該怎樣做？學(xué)生如果在實(shí)驗(yàn)后能這樣思考一下，或者在實(shí)際中真正體驗(yàn)一下，會(huì)有很好的效果，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)的情況與實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的情況是有差別的。只有通過(guò)實(shí)際的操作訓(xùn)練，才能消除學(xué)生在實(shí)際情況中不敢動(dòng)手的懼怕心理，同時(shí)也能引發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)際遇到問(wèn)題的思考。只有對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，才可能想到解決問(wèn)題的方法，才能不斷提高自我工作能力。

篇6

關(guān)鍵詞 交流電源；直流電源；斷路器跳合閘

中圖分類(lèi)號(hào)TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）52-0027-02

目前，電廠和變電站大多采用直流電源對(duì)繼電器保護(hù)和斷路器的回路控制進(jìn)行供電，因?yàn)橹绷麟娐肪哂袛?shù)量多、分布廣等特點(diǎn)。電廠和變電站在工作運(yùn)行時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)建筑施工或設(shè)備改造和工作同時(shí)進(jìn)行的情況，一旦工作出現(xiàn)失誤，交流電源很有可能串入直流電源回路，導(dǎo)致斷路器跳合閘的現(xiàn)象產(chǎn)生。考慮到直流電路有分布電容的存在，可能會(huì)有交流電源通過(guò)分布電容開(kāi)啟繼電器的現(xiàn)象出現(xiàn)，這樣會(huì)使得多臺(tái)電路器都出現(xiàn)跳閘或者合閘，造成很?chē)?yán)重的影響。本文列舉了一些地方電廠斷路器跳合閘的情況，并對(duì)跳合閘的原因進(jìn)行了一些分析，提出了一些相關(guān)的建議。

1 斷路器跳合閘故障現(xiàn)象

1.1 陜西電廠35 kV斷路器跳閘故障

故障現(xiàn)象：斷路器跳閘，具體故障為：合閘接觸器線圈燒壞，故障結(jié)果：輸出斷路器跳閘、合閘電磁鐵和合閘機(jī)構(gòu)損壞。

相關(guān)檢查：該裝置帶有10 kV真空斷路器電磁接觸器線圈，合閘時(shí)輸出0.4 A的電流，同時(shí)還有35 kV SF6斷路器彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，合閘時(shí)線圈輸出2.2 A的電流。合閘線圈以及接觸器線圈將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的帶有0.4A~2.2 A的電流，他們長(zhǎng)時(shí)間的帶電，很容易被燒壞。

1.2 長(zhǎng)沙電廠開(kāi)關(guān)跳合閘故障

故障現(xiàn)象：?jiǎn)渥償嗦菲鏖_(kāi)關(guān)跳開(kāi)，1號(hào)機(jī)的斷路器開(kāi)關(guān)合上，沒(méi)有搜索到保護(hù)信號(hào)。

設(shè)備故障前運(yùn)行方式：1號(hào)機(jī)斷路器開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟狀態(tài)，一號(hào)線和二號(hào)線斷路器開(kāi)關(guān)、母聯(lián)電路器開(kāi)關(guān)以及其啟備變短路器開(kāi)關(guān)都處于閉合狀態(tài)。

相關(guān)檢查：使用直流電源系統(tǒng)對(duì)1號(hào)機(jī)斷路器和啟備變斷路器進(jìn)行回路電流的保護(hù)控制。而一號(hào)線和二號(hào)線斷路器使用220 kV升壓站直流電源系統(tǒng)進(jìn)行回流電源的保護(hù)控制工作。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生時(shí)，空預(yù)器正在進(jìn)行工作，它的工作主要是將空預(yù)器的控制回路從220V的交流電源變成直流電源。經(jīng)過(guò)初步認(rèn)定發(fā)現(xiàn)，這次的事故是由于空預(yù)器工作時(shí)把交流電源串入直流電源回路引起的。

因?yàn)閱渥償嗦菲鏖_(kāi)關(guān)已經(jīng)合上，所以只需要針對(duì)1號(hào)機(jī)斷路器進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)。從安全角度考慮，應(yīng)該單獨(dú)使用一組蓄電池給一號(hào)機(jī)電路器進(jìn)行供電。在試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將交流電源的火線經(jīng)過(guò)調(diào)壓器輸出接到斷路器操作箱的負(fù)極，零線要接地，可以發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)斷路器操作箱上的繼電器和電壓切換箱上的繼電器開(kāi)始活動(dòng)。另外，還可以不經(jīng)過(guò)調(diào)壓器，將交流電源的火線直接接到一號(hào)機(jī)電路器操作箱上的直流電源負(fù)極處，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)由原來(lái)的分開(kāi)變成閉合，再次重復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)斷路器跳閘。

1.3 湘潭電廠500kV斷路器跳閘故障

故障現(xiàn)象：3臺(tái)電路器同時(shí)跳閘，開(kāi)關(guān)站全部失壓，3號(hào)主變和3號(hào)機(jī)組廠用電，4號(hào)主變失電。

故障前運(yùn)行方式：3號(hào)機(jī)未開(kāi)機(jī)，4號(hào)機(jī)未投產(chǎn)，1號(hào)線和2號(hào)線負(fù)荷較小，機(jī)組部分按照常用負(fù)荷運(yùn)行。故障產(chǎn)生之后，沒(méi)有任何保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，斷路器的保護(hù)記錄中有斷路器多次啟動(dòng)和復(fù)歸的記錄，斷路器操作箱上第1、2兩組跳閘紅色信號(hào)燈都是亮著的。總體來(lái)說(shuō)，故障時(shí)的電流和電壓沒(méi)有明顯的異常。值得注意的是，工作人員說(shuō)曾經(jīng)聽(tīng)到3個(gè)斷路器操作箱中繼電器發(fā)出較高頻率的異常響聲。

相關(guān)檢查：3個(gè)斷路器同時(shí)跳閘，和正常的保護(hù)工作有偏離，嚴(yán)格的來(lái)講，沒(méi)有哪個(gè)保護(hù)工作能做到同時(shí)切斷三個(gè)斷路器，而從實(shí)際情況來(lái)看，機(jī)器并沒(méi)有保護(hù)動(dòng)作的信號(hào)。人們對(duì)回路進(jìn)行了具體的相關(guān)檢查，發(fā)現(xiàn)有一處出現(xiàn)了接線錯(cuò)誤，也就是這一處錯(cuò)誤，導(dǎo)致了主廠房中直流電源中串入了交流電源，出現(xiàn)了斷路器跳閘現(xiàn)象。

2 斷路器跳合閘原因分析

我們對(duì)交流電源串入直流電源回路導(dǎo)致斷路器跳閘的現(xiàn)象進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，通常情況下，合閘回路一般容易產(chǎn)生合閘線圈和合閘接觸器線圈的燒壞等故障，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生合閘電磁鐵機(jī)構(gòu)損壞以及輸出斷路器跳閘的現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的原因主要有：斷路器的電流傳輸不夠靈活；電池電量不夠；斷路器中的儲(chǔ)能彈簧沒(méi)能完成儲(chǔ)能的工作；合閘保險(xiǎn)沒(méi)有合上，或出現(xiàn)接觸不良和熔斷的現(xiàn)象；合閘電磁鐵和接觸器的故障；斷路器自身其他部件的故障等。

3 對(duì)電路器跳合閘現(xiàn)象的建議

交流電源串入直流電源回路，會(huì)引起繼電器的抖動(dòng)，造成跳閘或合閘等較為嚴(yán)重的后果。我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧瑏?lái)避免這些事故的發(fā)生。

3.1 采用大功率繼電器

根據(jù)國(guó)家對(duì)電網(wǎng)公司實(shí)行的一些政策，我們要對(duì)一些重要的電路應(yīng)采取使用大功率，能夠強(qiáng)電啟動(dòng)的繼電器。這里所說(shuō)的繼電器，要求達(dá)到高于5W的動(dòng)作功率，同時(shí)還要求有不小于10ms的動(dòng)作時(shí)間。根據(jù)國(guó)家對(duì)電網(wǎng)公司制定的新的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范，我們可以在電流回路中安裝大功率的重動(dòng)繼電器，或者可以利用相關(guān)軟件對(duì)電路進(jìn)行有效地安全防護(hù)。根據(jù)國(guó)家推行的對(duì)變壓器的保護(hù)措施可以看出，要求電壓器的動(dòng)作速度不得小于10ms，這樣對(duì)變壓器有良好的保護(hù)作用。

從這些政策可以看出，它們都是以避免交流電源傳入直流電源回路為目的的，將這些政策落實(shí)到實(shí)際裝置的運(yùn)行上，能夠很好的防止斷路器的跳合閘現(xiàn)象。

3.2 直流系統(tǒng)可以分段運(yùn)行

為了盡可能的阻止交流電源串入直流電源回路中，避免一些裝置的異常工作行為，以及減少事故的發(fā)生，我們應(yīng)該采用直流蓄電池組，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行合理的分配，是各組承擔(dān)的負(fù)荷達(dá)到平衡。每個(gè)發(fā)電廠或電力公司的直流系統(tǒng)要做到獨(dú)立，對(duì)于多組直流系統(tǒng)要進(jìn)行分段運(yùn)行的方式。

3.3 采取安全措施

各發(fā)電廠或電力公司在對(duì)自身電力設(shè)備進(jìn)行安裝或檢修工作的時(shí)候，必須主動(dòng)地采用一些安全措施，有效地進(jìn)行安全保護(hù)，從而避免直流電源回路中交流電源的串入現(xiàn)象。

3.4 使用錄波裝置

我們還應(yīng)該鼓勵(lì)使用錄波裝置，把直流電源的電壓導(dǎo)入錄波裝置，再有交流電源的時(shí)候啟動(dòng)該裝置，并在發(fā)現(xiàn)交流電源串入直流電源回路時(shí)，及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，使其能夠很快的被處理，同時(shí)它也有利于事故后的分析工作的進(jìn)行。

4 結(jié)論

電廠和變電站在工作時(shí)，往往會(huì)遇到交流電源串入直流電源回路，導(dǎo)致斷路器跳合閘的現(xiàn)象發(fā)生。我們應(yīng)該及時(shí)的分析故障，并對(duì)其才去適當(dāng)?shù)拇胧詼p少事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]趙永生，莊洪波.交流電源串入直流電源回路導(dǎo)致斷路器跳合閘原因分析[J].湖南電力，2010(1).

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關(guān)鍵詞 交流異步電機(jī)；變級(jí)制動(dòng)；電磁制動(dòng)；整流電路

中圖分類(lèi)號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671—7597（2013）032-023-02

異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方法主要有兩大類(lèi)，即電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)。電氣制動(dòng)是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與原來(lái)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩而迫使其迅速停止，常用的有反饋制動(dòng)，反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)等。機(jī)械制動(dòng)是采用機(jī)械制動(dòng)裝置來(lái)強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停止，一般采用直流電磁制動(dòng)。本文主要討論的是電磁制動(dòng)。

電磁制動(dòng)屬于失電制動(dòng)，也被稱(chēng)為安全制動(dòng)，目前應(yīng)用廣泛。常用的電磁制動(dòng)采用不變直流電源有其弊端，現(xiàn)分析如下：

1）為使制動(dòng)器能連續(xù)工作，設(shè)計(jì)時(shí)就要減小電流，主要是控制銜鐵和電磁鐵間的工作間隙。因?yàn)殡娏骱凸ぷ鏖g隙的平方成正比， 所以工作間隙選的很小， 大約為1 mm左右， 較小的工作間隙給制造、調(diào)試帶來(lái)困難， 工作間隙稍有磨損其間隙變化率就很大， 所以需要經(jīng)常調(diào)整工作間隙。

2）在保持吸合狀態(tài)的工作時(shí)段，電流沒(méi)有減下來(lái)，為了避免勵(lì)磁線圈發(fā)熱，只能是多用些銅材和鋼材，既浪費(fèi)材料又浪費(fèi)電能，更重要的是，制動(dòng)器的工作電流大，儲(chǔ)存了較多的電磁能，斷電后銜鐵不能快速脫開(kāi)制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間幾乎不合格。

為了克服上述不足，減少電路電流，降低儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能，使制動(dòng)器斷電后能快速脫開(kāi)制動(dòng)， 節(jié)約電能和降低勵(lì)磁線圈溫升，本文設(shè)計(jì)了一種變級(jí)制動(dòng)控制電路，使直流電磁制動(dòng)器在不同的工作時(shí)段采用不同的制動(dòng)電流，以滿足電機(jī)啟停頻繁、迅速制動(dòng)的要求。

1 直流電磁制動(dòng)機(jī)構(gòu)

直流電磁制動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在旋轉(zhuǎn)軸系上裝有制動(dòng)盤(pán)，在機(jī)殼上裝有只可以軸向滑動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦盤(pán)和通電線圈。制動(dòng)時(shí)，在線圈中通以一定的電流，電磁鐵產(chǎn)生足夠的電磁力，該電磁力使摩擦盤(pán)向下運(yùn)動(dòng)，與制動(dòng)盤(pán)摩擦，產(chǎn)生所需的制動(dòng)效果。起動(dòng)運(yùn)行時(shí)，回復(fù)電磁鐵先通電，電磁力使摩擦盤(pán)向上運(yùn)動(dòng)，摩擦盤(pán)與制動(dòng)盤(pán)脫離，并使回復(fù)電磁鐵處于氣隙最小的位置。該動(dòng)作完成后，軸系才可以加速旋轉(zhuǎn)。回復(fù)電磁鐵的運(yùn)動(dòng)部分與摩擦盤(pán)剛性連接。采用兩個(gè)電磁鐵后，該部分的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)了完全電控，避免了采用機(jī)械彈簧支撐時(shí)存在的適配問(wèn)題，該制動(dòng)過(guò)程由電磁線圈控制，線圈中有電流通過(guò)時(shí)，通過(guò)電磁鐵吸合機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)抱緊電機(jī)軸產(chǎn)生較大阻力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

2 變級(jí)控制電路

由于制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始制動(dòng)時(shí)所受阻力矩較大，因此要求線圈中有較大電流通過(guò)。一段時(shí)間后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩減小，制動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的制動(dòng)阻力矩也相應(yīng)減小，以減少機(jī)械磨損和能量消耗，因此電路線圈中只需很小的維持，這些通過(guò)相應(yīng)的控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本文擬設(shè)計(jì)為橋式全波/半波可轉(zhuǎn)換整流電路，電磁制動(dòng)器啟動(dòng)瞬間，電路為全波整流電路，負(fù)載線圈兩端電壓較高，從而流過(guò)線圈電流較大，制動(dòng)器輸出阻力矩也較大。5 s后，由延時(shí)電路控制繼電器線圈得電，從而繼電器開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電路切換為半波整流電路。此時(shí)負(fù)載線圈兩端電壓為啟動(dòng)瞬間的一半左右，線圈中電流與制動(dòng)器輸出阻力矩也為啟動(dòng)瞬間的一半左右。

2.1 整流電路

目前常用的整流電路主要分為單（三）相半波可控整流電路，單（三）相橋式全控整流電路， 單（三）相全波可控整流電路和單（三）相橋式半波整流電路。

在理想狀況下，根據(jù)功率等效的原理，經(jīng)過(guò)積分計(jì)算后，全波整流得到的有效電壓值與電源電壓有效值相同，半波整流得到的有有效電壓值為電源有效電壓值的一半。

本次電機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)均接入380 V單相工業(yè)電源，因此本次控制電路根據(jù)單相整流相關(guān)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。電源波形為正弦波。

380 V單相電源經(jīng)全波整流后，結(jié)合相關(guān)整流電路，電磁制動(dòng)器可得到380 V左右啟動(dòng)電壓；380 V單相電源經(jīng)半波整流后，電磁制動(dòng)器可得到全波整流一半左右制動(dòng)電壓。

此在開(kāi)始制動(dòng)時(shí)候采用橋式全波整流，整流后波形如圖4所示。圖2中，虛線部分為全波整流后波形，實(shí)線部分為全波整流前波形。

圖2 全波整流后波形圖

5 s后，要求電路線圈中電流為開(kāi)始制動(dòng)時(shí)電路線圈中的一半，此時(shí)可將電路切換成橋式半波整流電路，這個(gè)過(guò)程由計(jì)時(shí)器延時(shí)實(shí)現(xiàn)，5 s后繼電器開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電路變?yōu)闃蚴桨氩ㄕ麟娐贰蚴桨氩ㄕ麟娐吩韴D如圖3所示。整流后波形如圖4所示。

線圈電流為全波整流時(shí)線圈電流的一半，制動(dòng)器輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小。必須注意的是，開(kāi)合直流線圈時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓也容易擊穿整流元器件和勵(lì)磁線圈。所以，電路必須按照安全要求設(shè)計(jì)附加的過(guò)電壓保護(hù)與防擊穿保護(hù)等設(shè)置，以確保電路的性能。

2.2 延時(shí)電路

本文采用CD4541B可編程計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)5s的計(jì)時(shí)，CD4541B由一個(gè)16階二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一個(gè)振蕩器，它由外部R-C部分（2個(gè)電阻器和一個(gè)電容器），一個(gè)自動(dòng)上電重置電路和輸出控制邏輯控制。正邊沿時(shí)鐘跳躍時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并且計(jì)數(shù)器可以通過(guò)MASTER RESET輸入重新設(shè)置。

根據(jù)計(jì)算，選定RTC的值為21.4 kΩ，CTC的值為0.1μf，則RS的值為RS=2RTC=42.8 kΩ。此時(shí)f = 1/（2.3RTCCTC）=203 Hz，計(jì)數(shù)周期T=1/f=0.00492 s，根據(jù)頻率選擇表當(dāng)A=0，B=1時(shí)，計(jì)數(shù)為1024，此時(shí)延時(shí)為0.00492s*1024=5.06 s。符合5 s的延時(shí)要求。

延時(shí)電路如圖5所示。

控制電路接通電源后，由于二極管D3的半波整流作用，晶閘管g端電壓不低于a端電壓，芯片CD4541B輸出低電平，k中無(wú)電流通過(guò)，因此晶閘管不導(dǎo)通，此時(shí)繼電器中線圈無(wú)電流通過(guò)，CD4541B芯片得電并開(kāi)始計(jì)數(shù)，5 s后，輸出高電平，k中有電流通過(guò)，晶閘管導(dǎo)通，繼電器線圈中有電流通過(guò)，繼電器開(kāi)關(guān)動(dòng)作。電路中，D1對(duì)電路起保護(hù)作用，電路電源斷開(kāi)瞬間，繼電器線圈中感應(yīng)電壓很大，此時(shí)通過(guò)繼電器線圈與D1組成的回路釋放線圈中的電磁能，對(duì)整個(gè)電路起保護(hù)作用。

2.3 主控制電路

主控制電路的作用是進(jìn)行橋式全波/半波整流切換，通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)控制，根據(jù)前面提到橋式全波與半波整流電路的相關(guān)特點(diǎn)，主電路設(shè)計(jì)如圖6所示。

端口1與斷口2接入交流電源，CJ為繼電器常閉開(kāi)關(guān)，L為制動(dòng)器負(fù)載線圈。接通電源時(shí)，電路為橋式全波整流電路，制動(dòng)器線圈兩端得到有效值約為380 V的直流電壓，5s后，繼電器開(kāi)關(guān)CJ斷開(kāi)，電路轉(zhuǎn)換為橋式半波整流電路，制動(dòng)器線圈兩端得到有效值減半的直流半波電壓，相應(yīng)地，其線圈中電流減半。

圖6 控制電路主電路

電路中，R與RV為壓敏電阻，壓敏電阻是一種新型的過(guò)電壓保護(hù)元件，又稱(chēng)VYJ浪涌吸收器，其系列型號(hào)為MY31。它是由氧化鋅、氧化鉛等燒結(jié)制成的非線性電阻元件，具有正反向相同的很陡的伏安特性。正常工作時(shí)漏電流極小（μA級(jí)），故損耗小，遇到浪涌電壓時(shí)反應(yīng)很快，可通過(guò)數(shù)千安培的放電電流IY。因此抑制過(guò)電壓的能力極強(qiáng)。在本電路中利用壓敏電阻這種特性對(duì)電路起保護(hù)作用，防止制動(dòng)器線圈在得電或失電瞬間產(chǎn)生很大過(guò)電壓損壞電路。

2.4 控制電路全圖

完整的控制電路如圖7所示，根據(jù)設(shè)計(jì)的制動(dòng)控制電路，制動(dòng)器的工作過(guò)程如下：電路接通電源后，由于芯片CD4541B輸出低電平，可控硅晶閘管管腳k中無(wú)電流通過(guò)，晶閘管不通，繼電器線圈中無(wú)電流通過(guò)，繼電器開(kāi)關(guān)不動(dòng)作，保持閉合狀態(tài)。主電路為橋式全波整流電路，而此時(shí)延時(shí)電路開(kāi)始計(jì)數(shù)，5 s后，芯片CD4541B輸出高電平，可控硅晶閘管管腳k中有電流通過(guò)，晶閘管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，從而繼電器開(kāi)關(guān)動(dòng)作，主電路轉(zhuǎn)換為橋式半波整流電路。此時(shí)制動(dòng)器線圈兩端電壓為制動(dòng)器啟動(dòng)電壓的一半，繼電器線圈電流及輸出阻力矩均減半。

3 總結(jié)

本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的要求設(shè)計(jì)了一種異步電機(jī)變級(jí)制動(dòng)控制電路，通過(guò)相應(yīng)的整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過(guò)程的控制，啟動(dòng)瞬間制動(dòng)電壓接近380 V，一段時(shí)間（5 s）后，制動(dòng)電壓降為原來(lái)一半左右，此時(shí)線圈中電流約為啟動(dòng)時(shí)線圈電流的一半。5 s延時(shí)通過(guò)相應(yīng)的延時(shí)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。電路并無(wú)復(fù)雜的反饋環(huán)節(jié)，滿足電機(jī)啟停頻繁、迅速制動(dòng)的要求。

參考文獻(xiàn)

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[2]李勇，崔友，陸永平.一種高速電磁制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性分析[J].電氣工程技術(shù)報(bào)，2007，22（8）.

篇8

關(guān)鍵詞：直流斬波電路；升壓式斬波電路；降壓式斬波電路；MATLAB/Simulink

直流斬波電路是將固定直流電壓變換成可變直流電壓的電路，也稱(chēng)為直流變換技術(shù)。廣泛地應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源及直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，如不間斷電源（UPS）、無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、蓄電池供電的機(jī)動(dòng)車(chē)輛無(wú)級(jí)變速，以及20世紀(jì)80年代興起的電動(dòng)汽車(chē)控制等。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的直流變換電路，可以提供可調(diào)的直流電源，進(jìn)而滿足不同設(shè)備的性能需求。

直流斬波電路按變換電路的功能分為：升壓式變換（Boost Converter）、降壓式變換（Buck Converter）、升降壓式變換（Boost-Buck Converter）、Cuk變換（CukConverter）、Sepic變換（Sepic Converter）和Zeta變換（ZetaConverter）。

本文以升壓式變換電路與降壓式變換電路為例，分析其設(shè)計(jì)原理，推導(dǎo)理論公式，并基于MATLAB/Simulink軟件，搭建了直流斬波升、降壓電路的模型。

1升壓式直流斬波電路分析

1.1工作原理介紹

升壓式直流斬波電路顧名思義即輸出電壓總是高于輸入電壓，其主電路如圖1所示，由可控開(kāi)關(guān)VT、儲(chǔ)能電感L、升壓二極管VD和濾波電容C組成。

升壓式斬波電路的基本工作原理是：當(dāng)可控開(kāi)關(guān)VT處于通態(tài)時(shí)，電源E經(jīng)開(kāi)關(guān)VT向電感L提供能量，二極管VD承受反壓而截止，負(fù)載R所消耗的能量由電容c提供，此時(shí)負(fù)載電壓等于電容電壓。當(dāng)可控開(kāi)關(guān)VT處于斷態(tài)時(shí)，二極管VD導(dǎo)通，電源E和電感L疊加共同向電容C充電，并給負(fù)載R提供能量。

假設(shè)電路輸出端濾波電容C足夠大，以保證輸出電壓恒定，電感L的值也很大，電路數(shù)量關(guān)系推算如下：設(shè)VT通態(tài)時(shí)間為ton，此階段L上儲(chǔ)存的能量為EI1ton，設(shè)VT斷態(tài)時(shí)間為toff，此階段電感釋放能量為（U0-E）I1toff。在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，電感電壓在一個(gè)周期（T=ton+toff）中積蓄能量與釋放能量相等，即：

化簡(jiǎn)得：

（1-1）

1.2MATLAB/Simulink建模與仿真

為進(jìn)一步分析升壓式直流斬波電路的實(shí)際工作情況，利用MATLAB/Simulink軟件搭建其仿真模型。可控開(kāi)關(guān)VT由全控型器件IGBT組成，利用示波器進(jìn)行各支路電流、電壓表的波形監(jiān)測(cè)，如圖2所示。

在參數(shù)設(shè)置時(shí)，直流電壓源E為24V，IGBT的通斷由振幅為5，脈沖周期為0.2ms的脈沖來(lái)觸發(fā)，脈沖寬度設(shè)置為80，即一個(gè)周期的80%開(kāi)關(guān)VT導(dǎo)通，20%開(kāi)關(guān)VT關(guān)斷。根據(jù)理論公式（1-1）計(jì)算輸出電壓平均值：

對(duì)于仿真過(guò)程中電壓波動(dòng)幅值較大，應(yīng)增加濾波電容或者提高變換效率。

2降壓式直流斬波電路分析

2.1工作原理介紹

降壓式直流斬波電路即對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓變換，其主電路如圖4所示，由可控開(kāi)關(guān)VT、濾波電容C、儲(chǔ)能元件L和續(xù)流管VD組成。

降壓斬波電路的基本工作原理是：當(dāng)可控開(kāi)關(guān)VT處于通態(tài)時(shí)，VD承受反壓而截止，電源經(jīng)開(kāi)關(guān)VT給電感L儲(chǔ)存能量，并向負(fù)載供電，負(fù)載電壓U0=E-UL。當(dāng)可控開(kāi)關(guān)VT處于斷態(tài)時(shí)，電感L產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，二極管VD導(dǎo)通續(xù)流，負(fù)載電壓U0=-UL。

（2-1）

當(dāng)ton

2.2 MATLAB/Simulink建模與仿真

同1.2，利用MATLAB/Simulink建模搭建其仿真模型，如圖5所示。參數(shù)設(shè)置時(shí)，由于重點(diǎn)觀測(cè)降壓過(guò)程，將直流電壓源E設(shè)置為200V，IGBT的通斷振幅及脈沖周期不變，脈沖寬度設(shè)置為50，即一個(gè)周期的50%開(kāi)關(guān)VT導(dǎo)通，50%開(kāi)關(guān)VT關(guān)斷。根據(jù)理論公式（2-1）輸出電壓平均值：

仿真所得的輸出電壓u0波形如D6（a）所示，負(fù)載供電電流波形如圖6（b）所示。負(fù)載上的電壓u0從零開(kāi)始迅速上升，最后穩(wěn)定在100V左右，與理論值一致，實(shí)現(xiàn)了降壓目的。其電壓波動(dòng)幅值較大，將電感從原來(lái)的L=0.1H擴(kuò)大10倍至L=IH，所得到輸出電壓的波動(dòng)變得平緩，最終穩(wěn)定在100V，如圖7所示。

篇9

關(guān)鍵詞： 半波整流 能耗制動(dòng) 速度繼電器 過(guò)載保護(hù) 短路保護(hù)

一、題目要求

有一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備用三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Yll2M-4，銘牌為4kW、380V11.5A、三角形。根據(jù)設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)進(jìn)行Y-啟動(dòng)，并且具有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、失壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等功能，試設(shè)計(jì)出一個(gè)具有通電延時(shí)Y-啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)帶速度繼電器控制半波整流能耗制動(dòng)的繼電-接觸式電氣控制線路，并且進(jìn)行安裝與調(diào)試。

二、設(shè)計(jì)思路及步驟

1.列出元件功能表

根據(jù)繼電―接觸式控制線路的設(shè)計(jì)要求列出功能表，見(jiàn)表1。

2.根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制出電氣原理圖

根據(jù)繼電―接觸式控制線路和通電延時(shí)Y―啟動(dòng)帶速度繼電器半波整流能耗制動(dòng)控制原理要求，繪制出電氣原理圖。設(shè)計(jì)參考原理圖見(jiàn)圖1。

3.分析說(shuō)明電氣控制原理

合上QS失壓、欠壓保護(hù)中間繼電器KA線圈得電KA常開(kāi)觸頭閉合向控制電路供電。

按下SB2：

（1）電動(dòng)機(jī)進(jìn)行星形降壓?jiǎn)?dòng)。

KM1線圈得電KM1常開(kāi)觸頭閉合自鎖KM1主觸頭閉合將三相交流電源送到電動(dòng)機(jī)定子繞組的始端（即繞組的頭）。

KMY線圈得電KMY主觸頭閉合將電動(dòng)機(jī)定子繞組的末端（即繞組的尾）進(jìn)行星形連接電動(dòng)機(jī)進(jìn)行星形降壓?jiǎn)?dòng)速度繼電器常開(kāi)觸頭KS閉合。

KMY常閉觸頭斷開(kāi)對(duì)KM進(jìn)行聯(lián)鎖。

（2）電動(dòng)機(jī)進(jìn)行三角形全壓運(yùn)行（KM1線圈得電、KM線圈得電）。

KT線圈得電延時(shí)5sKT延時(shí)常閉觸頭斷開(kāi)KMY線圈失電KMY常閉觸頭恢復(fù)閉合KMY主觸頭斷開(kāi)Y點(diǎn)連接斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)脫離星形運(yùn)行。

KT延時(shí)常開(kāi)觸頭閉合KM線圈得電KM常開(kāi)觸頭自鎖KM主觸頭閉合將電動(dòng)機(jī)定子繞組換接成三角形連接方式實(shí)現(xiàn)三角形全壓運(yùn)行。

KM常閉觸頭斷開(kāi)對(duì)KMY進(jìn)行聯(lián)鎖。

（3）電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)過(guò)程（KMY線圈得電、KM2線圈得電）。

按SB1SB1常閉觸頭斷開(kāi)KM1、KM線圈失電KM1、KM常開(kāi)觸頭和常閉觸頭復(fù)位電動(dòng)機(jī)斷電。

SB1常開(kāi)觸頭閉合KM2線圈得電KM2常開(kāi)觸頭閉合KMY線圈線得電KMY主觸頭將電動(dòng)機(jī)繞組尾端連接成星形為電動(dòng)機(jī)制動(dòng)做準(zhǔn)備。

KM2主觸頭閉合將整流二極管VD輸出直流電壓接入電動(dòng)機(jī)繞組中（V相與W相并聯(lián)再與U相串聯(lián)）產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)，利用靜止磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流的相互作用而迫使電動(dòng)機(jī)迅速停止速度繼電器常開(kāi)觸頭KS斷開(kāi)KMY線圈失電能耗制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。

KM2常閉觸頭斷開(kāi)對(duì)KM1、KM、KT進(jìn)行聯(lián)鎖。

速度繼電器KS的常開(kāi)觸頭是為了防止電動(dòng)機(jī)在能耗制動(dòng)時(shí)，直流電壓長(zhǎng)時(shí)間通到電動(dòng)機(jī)繞組中，起保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。

4.繪制出電氣接線圖

根據(jù)題目的控制要求和設(shè)計(jì)的基本思路，繪制出通電延時(shí)Y-啟動(dòng)帶速度繼電器半波整流能耗制動(dòng)控制電路的接線圖。參考接線圖（如圖2）。

參考文獻(xiàn)：

［1］電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007.

［2］維修電工.中國(guó)勞動(dòng)出版社，2003.

［3］工廠變配電技術(shù).中國(guó)勞動(dòng)出版社，2001.

［4］電工基本操作技能訓(xùn)練.高等教育出版社，1999.

篇10

關(guān)鍵詞 高壓直流輸電線路 繼電保護(hù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1高壓直流輸電線路繼電保護(hù)的影響因素

1.1電容電流

高壓直流輸電線路電容大、波阻抗小以及自然功率小的特征，這就給差動(dòng)保護(hù)整定帶來(lái)較大的影響，為了保障高壓直流輸電線路運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，必須要對(duì)電容電流采取科學(xué)合理的補(bǔ)償措施。此外，在分布電容因素的影響下，一旦高壓直流輸電線路運(yùn)行出現(xiàn)故障，故障距離與繼電器測(cè)量阻抗之間的線性關(guān)系就會(huì)發(fā)生改變，成為雙曲正切函數(shù)，此時(shí)，就不能使用傳統(tǒng)繼電保護(hù)措施。

1.2過(guò)電壓

高壓直流輸電線路在出現(xiàn)故障之后，電弧熄滅時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生不消弧的情況，在電路電容因素的影響下，兩端開(kāi)關(guān)不會(huì)在同一時(shí)間斷開(kāi)，此時(shí)，行波來(lái)回折反射就會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

1.3電磁暫態(tài)過(guò)程

高壓直流輸電線路長(zhǎng)，在操作與發(fā)生故障時(shí)高頻分量幅值較大，這就給高頻分量的濾除工作帶來(lái)較大的困難，這不僅會(huì)導(dǎo)致電氣測(cè)量結(jié)果發(fā)生偏差，此時(shí)，半波算法在高頻分量的影響下準(zhǔn)確性難以保障，此時(shí)，電流互感器也會(huì)發(fā)生飽和現(xiàn)象。

2 高壓直流輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則與注意事項(xiàng)分析

2.1 輸電線路的主保護(hù)

影響輸電線路主保護(hù)的因素是多種多樣的，必須要根據(jù)高壓直流電路的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要使用兩臺(tái)不同原理的裝置，第一套保護(hù)裝置可以使用分相電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)裝置；第二套保護(hù)裝置可以使用相電壓補(bǔ)償縱向保護(hù)裝置，兩套裝置分別來(lái)使用不同的通道。

2.2輸電線路的后備保護(hù)

輸電線路后背保護(hù)是主保護(hù)的重要補(bǔ)充，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要控制好線路兩端切除故障差，配置好完整的接地距離保護(hù)與相間距離設(shè)備，距離保護(hù)特征不應(yīng)該局限在四邊形、圓形與橢圓形幾種，可以將微機(jī)保護(hù)充分的利用起來(lái)，從根本上提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.3并聯(lián)電抗器保護(hù)

高壓直流輸電線路中并聯(lián)電抗器出現(xiàn)故障后，線路會(huì)發(fā)出相應(yīng)的命令，啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)裝置，此時(shí)，并聯(lián)電抗器就可以充分的發(fā)揮出其作用，若故障超過(guò)了高壓直流輸電線路允許的標(biāo)準(zhǔn)，則需要及時(shí)將兩側(cè)斷路器斷開(kāi)。

2.4自動(dòng)重合閘

高壓直流輸電線路常用的自動(dòng)重合閘有三相重合閘、單相重合閘與快速重合閘集中模式，具體選擇哪一種模式，還需要根據(jù)具體的過(guò)電壓水平進(jìn)行分析，為了防止過(guò)電壓操作情況的發(fā)生，在非全相情況下過(guò)電壓倍數(shù)在允許標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，可以使用單相重合閘，若超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍，就需要使用三相重合閘。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要充分考慮到線路兩端的時(shí)間間隔與重合順序，將其控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3高壓直流輸電線路常用的繼電保護(hù)技術(shù)

3.1行波暫態(tài)量保護(hù)

如果高壓直流輸電線路出現(xiàn)故障，會(huì)出現(xiàn)反行波，要保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，就需要做好行波保護(hù)工作，這也是高壓直流輸電線路的主保護(hù)措施。

就現(xiàn)階段來(lái)看，常用的行波保護(hù)措施由SIEMENS方案與ABB方案。其中，SIEMENS是基于電壓積分原理的一種保護(hù)措施，其保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間為16～20 s，與ABB方案相比，該種的保護(hù)速度相對(duì)較慢，但是，抗干擾能力則優(yōu)于ABB保護(hù)方案；ABB行波保護(hù)的檢測(cè)原理是極波與地模波，能夠檢測(cè)到圖變量為10 ms之內(nèi)的反行波突變量，在必要的情況下，也可以使用用電壓、微分啟動(dòng)與電流圖變量幾種方式來(lái)識(shí)別。

以上兩種行波保護(hù)能力都較為有限，耐過(guò)渡電阻能力不理想，此外，還存在著缺乏整定依據(jù)、理論體系不嚴(yán)密等缺陷。為了提升行波保護(hù)的效果，學(xué)界也提出了形態(tài)學(xué)梯度技術(shù)與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波技術(shù)，但是，無(wú)論是暫態(tài)量保護(hù)還是行波保護(hù)，都存在一些弊端，還需要進(jìn)行深入的分析。

3.2 微分欠壓保護(hù)

微分欠壓保護(hù)是一種基于電壓幅值水平與電壓微分?jǐn)?shù)值的保護(hù)措施，兼具主保護(hù)與后備保護(hù)的功能，在現(xiàn)階段下，SIEMENS方案與ABB方案檢測(cè)的對(duì)象都是輸電線路的電壓水平與電壓微分。其中，后者上升延時(shí)為20 ms，在電壓變化率上升沿寬度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，就能夠起到后備保護(hù)作用，但是其耐過(guò)渡電阻能力并不理想。

微分電壓保護(hù)動(dòng)作的可靠性與靈敏度要優(yōu)于行波保護(hù)，但是動(dòng)作速度則不如行波保護(hù)，兩者都存在著靈敏度不理想、整定依據(jù)不足、耐過(guò)渡電阻能力較差的問(wèn)題。

3.3低電壓保護(hù)

低電壓保護(hù)是高壓直流輸電線路的常用后備繼電保護(hù)，主要依靠對(duì)電壓幅值的檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)工作，根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同，低電壓保護(hù)包括極控低電壓保護(hù)措施與線路低電壓保護(hù)措施，其中，前者保護(hù)定值低于后者，前者在線路發(fā)生故障時(shí)會(huì)閉鎖故障極，后者在開(kāi)展保護(hù)動(dòng)作時(shí)會(huì)啟動(dòng)線路重啟程序。

低電壓保護(hù)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但是缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的整定依據(jù)，難以幫助技術(shù)人員判斷故障的具體類(lèi)型，動(dòng)作速度較慢。

3.4縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)

縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)模式使用雙端電氣量，選擇性較好，但是該種保護(hù)模式在故障發(fā)生較長(zhǎng)的時(shí)間后才能夠做出保護(hù)措施，因此，只能夠用于高阻故障的診斷與切除中。由于各類(lèi)因素的影響，現(xiàn)階段使用的差動(dòng)保護(hù)也未聯(lián)系到電壓變化過(guò)程與電容電流問(wèn)題，很容易出現(xiàn)誤動(dòng)，雖然電流差動(dòng)保護(hù)裝置有著動(dòng)作速度快以及靈敏度高的優(yōu)勢(shì)，但是這種優(yōu)勢(shì)卻未在高壓直流輸電線路中充分的發(fā)揮出來(lái)，性能還有待提升。

參考文獻(xiàn)