随着我国电力系统不断发展,高压开关柜以其结构简单、维护工作量小、适合于频繁操作等特点,受到广大用户欢迎,并成为高压开关向无油化发展的一大主流。近年来,随着电力系统不断向大容量、高电压、小型化发展,40.5kV高压开关柜在电力系统中也得到普遍的采用。绝缘问题是电力设备稳定、可靠运行的重要影响因素之一,并且绝缘也是高压电器设备中的薄弱环节,高压开关柜故障中很大一部分就是由于绝缘破坏而造成的。因此如何能够合理的配置母线、真空断路器及其它电器元件,得到较佳的绝缘配合和设计,达到具有高度可靠的绝缘性能,保证高压开关柜在配电系统中安全运行,且有较小的安装空间,是开关柜设计中一个值得研究的重要问题。 在计算机模拟电场分布的求解中,有限元方法以其剖分简便易行、可适用于多种介质和较高的计算效率,已成为电磁场问题求解的主要方法之一。ANSYS是有限元计算方法的代表软件,通过对模型特征参数化,使用用户参数化设计语言(APDL),可以进一步提高分析效率,使得整个分析过程自动、通用。 本文从实际产品设计入手,根据开关柜的结构特点,建立了三维电场数值计算模型,在满足技术条件要求的基础上,通过采用电场的数值仿真分析及相应实验研究,描述了40.5kv高压开关柜配电系统接地开关相间及接地柜中全场域电场分布情况,确定了接地开关在不同情况下的电场分布、变化情况,通过理论的计算和分析,对产品的绝缘进行了校核与验证,进而得到合理的布置结构和达到最佳的绝缘配合,为实际产品的开发和设计提供了理论依据。
上传时间: 2013-07-27
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随国民经济的飞速发展,用电量的日益增加,电网的经济运行已是一个不可忽视的问题。因此,如何降低网损,提高电力系统的输电效率,保证电力系统的经济运行是电力系统面临的实际问题,也是电力系统研究的主要方向之一。 电力系统在运行过程中,由于感性负载的存在,使电网无功功率大量增加。另外,近些年来,国民经济各部门大力推广使用各种新型的电力电子整流装置,他们在减少能量耗损的同时,也带来了功率因数下降、电压波动、闪变、三相不平衡以及谐波干扰等问题。其最终结果都是使配电设备的使用效能得不到充分发挥,设备的附加功耗增加。因此,进行有效的无功功率补偿,提高功率因数是电网及电力系统安全经济运行的重要保证。毫无疑问,无功功率补偿的研究势在必行。 我国与世界上发达国家相比,无论从电网功率因数还是补偿深度来看,都有较大差距,因此在我国大力推广无功补偿技术尤为迫切。 对于实际应用的MCR,要求能够自动控制。本文采用以单片机为核心的控制器方案,包括检测电路、控制电路、触发电路、键盘显示电路和通信电路等。检测电路用于检测变压器二次侧的电压和电流并获耿同步信号;控制电路根据相应的控制策略,对检测信号和给定输入量进行计算,给出控制信号;触发电路根据控制信号输出的控制信号产生相应触发角的晶闸管触发脉冲;键盘可用来输入各种控制指令,显示电路可以直观的输出系统的各种状态;通信电路提供与控制站的数据交换,以便实现电力系统的集中控制。 文中对补偿器模型进行了实验验证,实验结果与文中分析一致,说明了本文补偿理论的正确性和可行性。
上传时间: 2013-06-22
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本文针对我国当今大型仓库、大型粮库的监测与控制现状,进行研究开发,采用较为实用和先进的单片微型机控制系统,运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的粮库温、湿度自动监测系统,主要包括通讯控制总站以及下位机的设计。操作人员可以通过向通讯控制总站发送命令,提取下位机温、湿度数据,下位机实现温、湿度检测;同时可以查看历史检测数据,进行粮情分析和粮库管理等一系列操作。 温湿度的测量和控制系统通常被认为是一项较为简单的控制技术,但是由于湿敏元件的稳定性差,寿命短等问题,实际应用系统中能正常运行的不多,除非建立有严格的管理制度,而且管理人员的综合素质要达到一定的要求。所以,本文重点分析了湿敏传感测量的机制,选型和技术措施。在研究了多种湿度传感器性能的基础上选用了合适的湿度传感器,这是本设计的一个重点。本设计还有一个重点,用CPLD设计了一个模拟开关和显示部分。 本设计研制的上位机采用PC机,通过RS-232接口与转换器相连,转换器通过RS-485总线连接下位机,实现监控室与现场的数据通信。每台下位机位于各粮仓内,需要监测256路的温、湿度信号,为了能实现共256路温湿度的数据采集工作,本设计中用CPLD设计了一个模拟开关,每次只采集一路数据送入到单片机中去;另外,本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。正常情况下上位机每4小时向下位机发布一次检测信号(同时在任何时刻也可监控某个粮仓的温湿度情况),下位机利用PICl6F877单片机来实现粮仓中128路温度和128路湿度的测控。 该粮仓温、湿度测控系统实用性强,成本低,数据传输效率高,可靠性好。它不仪可以应用于粮库的监控管理,而且也可推广到其他监控领域,因此具有广泛的应用前景。
上传时间: 2013-05-23
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文中设计完成了以数字信号处理器DSP为控制核心,以智能控制功率模块IPM为驱动,以无刷直流电机作为伺服电机的一套高性能的电梯门机交流伺服系统。 论文阐述了设计的目的,给出了电机的选择,介绍了无刷直流电机的优点;说明了门机运行曲线的形成及加减速运行时按S曲线方式运行的优点,并给出了加减速运行时S曲线的具体形成方法;针对门机控制系统的控制策略进行了详细的研究,将自适应控制理论引入了电梯的门机控制系统中,并针对模型参考自适应控制的方法进行了分析,该方法的实施使系统的性能得到了提高。 系统采用TMS320LF2407A作为电梯的门机控制系统的核心控制器,对TMS320LF2407A作了详细的介绍。文中对系统采用了全数字化设计,完成了总体硬件电路的设计,主要包括计算控制电路、信号采集电路、键盘输入及显示电路、驱动及保护电路等,并对每一部分电路的设计进行了具体的说明;驱动电路选用了智能控制功率模块IPM,并针对所选模块进行了说明。 在系统软件设计中,采用对曲线进行离散的方式,给出了门机运行的参考模型,并根据采集的信号与参考模型进行对比,求出加/减速运行时S曲线实现的补偿算法;并针对运行参数变化的影响,提出了对门机系统进行自适应控制的方法,给出了系统软件的流程。 通过对系统的硬件及软件的设计,实现了对电梯门机系统安全、可靠、平稳控制的目的。
上传时间: 2013-06-22
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随着社会生产的发展和人民生活水平的提高,对供电质量的要求也越来越高,电压是标志电能质量的一个基本技术指标,它与无功功率密切相关。本文阐述了电压无功综合控制对于电力系统运行及工农业生产的重大意义;综述了国内外在这一领域中的研究所取得的成果、面临的问题和发展的前景。针对目前我国应用最为广泛、性能价格比最佳的并联电容与有载调压变压器综合控制装置的研制开发中所涉及的问题进行了较全面的分析与研究,提出了一种符合当前变电站综合自动化发展需要的可靠性高、组态灵活、功能齐全的变电站电压无功综合控制方案。该方案主控单元选用抗干扰能力强、指令丰富、扩展灵活、通讯联网能力强的西门子S7-226PLC作为控制核心;参数检测单元选用可靠性高、具有通讯功能的智能型综合电量变送器;控制主机通过与参数检测单元通讯获得所需参数,同时还可与上位机或其他具有串口的设备通讯。采用的电压无功控制策略,从系统的实际需要出发,充分考虑了影响电压无功控制效果的主要因素,控制决策以实时计算数据为参考,控制精度高,并有效避免了无效调节对设备及系统造成的危害;控制软件根据已经确定的控制算法做出控制决策并能够完成系统运行方式的自动识别、电容器的循环投切,电容器及分接头的保护及通讯等功能。文中还阐述了电容器接线形式选择、串联电抗及高压真空开关的选择依据以及变压器调档控制原理。 理论分析和仿真计算均证明了本文中所提出的控制策略的精确性和严密性;试验证明了该设计方案先进、灵活、可靠、功能齐全,符合电力系统自动化对控制装置的要求。
上传时间: 2013-06-01
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电力变压器是电力系统中及其重要的电气设备,它的安全运行直接关系到电力系统的稳定。变压器长期在电网中运行会发生各种故障和事故,一旦遭到破坏,损失巨大。通过预防性试验和油中溶解气体的气相色谱分析结果判断变压器的绝缘状况,对防止事故的发生有很大作用,但定期的预防性试验可能出现过多的维修和不必要的停机,又不能及时发现故障;而变压器在线监测可以及早发现变压器故障,避免事故的发生,而且可以降低维护成本。 变压器中最常发生故障的部位是绕组,它的损坏率约占整个变压器故障的60%~70%。诊断绕组变形的方法中,频率响应法、阻抗分析法、低压脉冲法虽然有可取之处,但是都属于离线方法,不能及时发现变压器的故障,不适于在线测量;通过实时计算变压器绕组短路电抗来在线诊断变压器故障是一种有效的在线监测方法。 本文根据变压器绕组的短路电抗在正常运行时不发生变化,而在变压器内部故障时要发生变化的特性,应用辩识理论,利用变压器三相电压、电流的测量值来辨识绕组的短路电抗。把辨识结果对比正常时的三相绕组的短路电抗,可以发现绕组是否异常及故障发生的部位,保证变压器元件得到及时更换,防止变压器非正常退出运行。 本文采用傅立叶算法来计算变压器三相电压、电流采样信号的基波分量的幅值与相角,实现变压器绕组的参数辨识,此时并没有考虑衰减直流分量。经过分析,当采样信号中存在衰减直流分量时傅立叶算法就会产生误差,而递推最小二乘法和卡尔曼滤波效果很好。 最后本文介绍了变压器绕组参数辨识的实际应用与误差分析,分析了系统中软件、硬件方面的问题对测量短路电抗造成的影响;以及参数辨识的软件设计和运行试验,验证了方案的可行性。
上传时间: 2013-07-29
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直接转矩控制技术,是继矢量控制技术之后出现的又一种新的控制思想,其控制手段直接,系统响应迅速,具有优良的静、动态特性,系统鲁棒性好,因而受到了普遍关注并得到了迅速发展。 本论文从交流调速技术的发展开始,分析了异步电机直接转矩控制的基本原理,推导了u-l、i-n两种磁链模型,并对这两种磁链模型的适应范围和特点进行了分析,然后推导了在全速范围都适用的u-n模型。u-n模型的特点是:低速下工作于i-n模型,高速下工作于u-i模型,高低速之间自然过渡,加之引入电流调节器对电流观测值进行补偿,大大提高了模型的观测精度。 然后以交流电力机车为例,介绍了直接转矩控制技术在交流调速系统中的应用,并根据电力机车的牵引特性,设计了不同的控制策略: (1)低速区:采用圆形磁链的直接转矩控制; (2)高速区:采用六边形磁链的直接转矩控制; (3)弱磁区:通过改变磁链给定值来调节转矩,实现恒功率调节。 同时应用MATLAB/SIMULINK软件建立了直接转矩控制系统的仿真模型,并得出了仿真结果,验证了该方法的正确性。 最后介绍了无速度传感器的直接转矩控制方法,推导了基于模型参考自适应(MRAS)理论的转子转速的辨识方法,建立了转子转速的辨识模型,并得到了仿真结果。
上传时间: 2013-04-24
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永磁电动机相比其他类型的电动机其性能指标突出,将广泛应用于各个行业。但是随着电机工业朝着大容量、高功率密度、小体积的趋势发展,永磁电动机温升与其它各项指标在配合上发生了分歧。为了解决这些问题,就要对永磁电机进行合理的冷却设计及温度计算。永磁电机的温升计算除了要考察定子绕组处的受热,同时也要兼顾永磁体的温度情况‰本文对永磁电机的温度计算及冷却系统进行了如下分析设计: 首先,通过电磁学与传热学、流体力学等边缘学科,对永磁电机进行温度场分析。其中对自冷径向永磁电机温度场进行详细地分析与计算。利用等效热网络法,即离散网格,使参数集中化,列出方程组,解出各剖分点的温度值。采用与其相对应的经验公式及实验结果确定永磁电机的散热系数。 其次对径向永磁电机的损耗分布进行说明,不仅从数量上对槽内绕组损耗和端部绕组损耗做出了区分,而且从理论上对定子轭部和定子齿部的损耗进行分析,以确保在损耗分布上尽量使误差减少。其次利用ANSYS、ANSOFT软件,采用有限元方法对永磁电机稳态、瞬态时的温度分布情况进行分析。利用上述方法对TYJS机床电机4.4kW-3000进行分析,比较其理论值与实验值之问的误差,结果比较满意。 最后,本文对5kW-450双定子-单转子盘式电机的温度场进行分析。由于径向电机与盘式电机在结构上的区别,分别对盘式电机的损耗分布、散热系数的求取等不同之处与径向电机进行比较。对盘式电动机外部冷却系统的设计上,采用假定系数法,反推风扇结构,合理地设计了该样机的冷却系统。通过以上的分析,能够较准确计算电机的温度值,从中得出其局部过热点。这样给电机的改进和研制都带来了方便。
上传时间: 2013-06-14
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玻璃磨边机这项技术国外在上世纪九十年代末期发展起来;但设备价格比较昂贵。而国产机尚处于起步阶段。根据玻璃深加工企业的实际需要,本课题设计和完成了这种高精度的玻璃磨边设备。 本文主要研究了步进电机、变频器、光电编码器、可编程控制器和由它们组成的控制系统在玻璃直线磨边机上的应用。介绍了步进电机、变频器、光电编码器和可编程控制器的功能、特点。通过PLC、步进电机、变频器、编码器组成的控制系统来对玻璃加工进行控制。该系统在控制精度上基本达到了生产的需要。这里采用该系统来代替伺服系统,不仅降低了成本而且也满足了企业的要求。文中还设计了PLC程序来对其进行控制,而且进行现场调试,达到了预期的目标。其间,还采取一些办法解决了一些干扰问题,也掌握了实际选型的有关知识。本文还介绍了人机界面的主要设计参数。 本文对玻璃直线双边磨边机电气控制系统的总体设计方案进行了综合性论述对控制系统进行了功能分析,阐述了系统的性能要求;根据控制系统的性能要求,提出了系统的总体设计方案。为了实现设计方案,本文对位置控制的方法进行分析和研究,给出了玻璃直线双边磨边机电气控制系统的具体实现方案;对变频器和光电编码器的原理进行了分析,给出了变频器与光电编码器的选型方法。玻璃直线双边磨边机的夹持梁升降系统采用开环控制;工作台开合控制系统采用变频调速闭环控制,光电编码器测量开合位置,反馈给PLC,对开合系统进行慢速开合,以提高定位精度,降低了开发成本。 本文还对采用可编程控制器作为下位机现场控制进行了软硬件设计。详细介绍了PLC的软件设计,包括主程序,初始化程序,开合机构控制系统程序,夹持梁升降控制系统程序,玻璃传送控制系统程序及上位机与下位机的通信处理方法。
上传时间: 2013-06-04
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由于干式变压器的优良性能以及在特种场合下对干式变压器的应用需求,当前我国干式变压器市场空间广阔,竞争激烈。但是目前国内许多干式变压器生产厂家仍然停留在手工设计计算阶段,设计的效率低、周期长、人工成本高。干式变压器原材料的上涨,也加大了厂家的制作成本。以研究、开发实用性干式变压器CAD系统为目的,本文对该集成软件的系统分析及相应的实现技术进行了详细的研究。 首先,在总结干式变压器手工设计方法的基础上,借鉴变压器的通用优化设计模型,结合干式变压器的特点,建立了干式变压器的优化设计模型。以铁芯直径、窗高、内线圈匝数、外线圈电流密度、内线圈电流密度为变量,采用改进遗传算法对其进行干式变压器单机优化设计。该算法将模拟退火思想引入到遗传算法的选择机制中,解决了传统遗传算法过早收敛的问题。其与传统遗传算法优化结果对比表明:新的算法收敛性较好,优化效果较明显,算法是成功的。并根据Appelbaum序贯分解法的基本思想,通过“共同变量”和“非共同变量”将系列中兼容的各规格变压器联系起来,得到系列变压器优化设计的统一数学模型,然后使用改进后的遗传算法对中小型干式变压器中套用同一个机座的系列优化问题进行了探讨,并在此基础上建立了干式变压器系列优化的软件优化设计流程。 其次,在软件设计方面选用C++程序设计语言,采用Visual Basic进行界面编写,且运用ActiveX技术实现了VB与AutoCAD软件的连接。该设计不但能够对干式变压器进行优化设计,并且添加了CAD制图功能。本文对数据库支撑的干式变压器CAD系统进行了系统设计和研究,详细探讨了该集成软件的实现技术。 最后,在各项性能指标都满足国家标准要求的情况下,以SC9-50/10型号和SCB9-1250/10型号的干式变压器为例进行单机优化,变压器有效成本分别降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列号SC9-50/10四个规格变压器为例进行系列优化,分别按照不同的权重来进行系列优化设计,优化方案1时,总成本下降了3.26﹪;优化方案2时,总成本下降了3.1﹪。可见,达到了预期效果,干式变压器成本有效降低。
上传时间: 2013-07-23
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