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【關鍵詞】高壓電氣試驗；存在問題；應對措施
前言
在高壓電氣的試驗過程中，電力設備電壓等級和地點、時間都存在著一定的差異，因此，在高壓電氣試驗中，很容易造成設備電壓的變化，這樣就會對電氣設備安全性帶來一定的威脅，因此，針對存在的問題我們提出相應的應對措施。
1 高壓電氣試驗理論綜述及重要性
1.1 概念
針對高壓電氣設備運行的可靠性，高壓電氣試驗是對其進行檢測及考核的一種重要手段。其中，電氣試驗進行的考核試驗以對電氣設備的絕緣預防性為主，排查阻礙電氣設備安全運行的危險因素是試驗的根本目的。將高壓電氣試驗引進到電力系統電力設備的接線考核，在關于保障高壓電氣設備的運行絕緣性能及安全性能等方面具有重要作用，可有效維護整個電力系統的安全性能。
1.2 高壓電氣試驗發展動向
隨著國內電網規模工程的逐漸擴展和我國經濟社會建設，電力系統設計中使用的電力設備也跟著時代的步伐在不斷的發展，逐漸體現出小巧輕便的特征和高技術性特征，它一般具備較高的自動化水平以及抗干擾能力。這要求高壓電氣試驗必須進行相關方面的技術革新，才可適應新型電氣設備的安全性考核。我國高壓電氣試驗發展近幾年來取得較好的成果，科學技術的不斷進步與先進設計經驗的不斷引進為高壓電氣試驗提供了技術基礎，電氣試驗診斷技術，即與高壓電氣試驗技術相適應的技術，也得到了充分的發展，在高壓電氣試驗中，電力變壓器故障專家診斷系統的應用也越來越廣泛。
1.3 高壓電氣試驗的重要性
所謂高壓電氣試驗就是對電氣設備進行絕緣預防性的試驗，是保證電力系統正常運行的一項重要工作，同時在電氣設備監督工作中也占有非常重要的地位。電氣試驗的工作就是考核電氣設備的絕緣情況以及電氣的參數是否同負荷標準，是否能適應系統的安全運行，對于電力系統的發展有著極其重要的推動作用。
在高壓電氣設備中，絕緣體的材料同電氣設備的使用壽命有著直接的關系，同時與電力能否穩定運行、發生事故的幾率都有著不可分割的聯系，因此檢測絕緣體對電氣設備的使用壽命的評估起到非常重要的作用，也是對設備進行安全性評估的一項重要依據。
絕緣體的性能包括電氣性能、熱穩定性、化學穩定性以及機械性能，所謂預防性試驗也就是針對上述性能來進行檢測的試驗性檢測；通過預防性試驗能夠對絕緣體的性能進行全方位的評估，同時也可以使用計算機對技術參數進行分析，預測出未來的發展形式，然后以指導性的策略進行維護和修理，提高設備運行的穩定性和安全性。
2 高壓電氣試驗過程中存在的問題
2.1 測設備接地的問題
設備接地主要是由于高壓電氣試驗被測設備出現的問題，如果高壓電氣試驗中出現接地不良、電阻過高等問題時，都會產生嚴重的消耗，從而影響到高壓電氣的穩定性。電壓互感、電壓耦合器、電容器等器件都是易產生接地的設備，且他們與電力線路是密切相連的，它是保證電力線路正常運行的，接地問題的出現會導致感應電壓的產生，相當于并聯一個電阻，進而產生器件損耗問題，這樣不但會影響高壓電氣試驗結果，還會對電力運行穩定性帶來一定的影響。
2.2 濾波器接地問題
濾波器是高壓電氣試驗的核心器件，出現濾波器的接地故障會產生測量精度與測量安全的問題，使濾波器的通信端子電壓與電流互感器電壓，電容器電壓與濾波器電壓發生耦合，進而使電容器介質出現過度損耗。還有一些濾波器接地問題是因為測量操作時沒有閉合濾波器接地線路，出現濾波器接地短路影響高壓電氣試驗的效果。
2.3 避雷器引線的問題
避雷器引線的檢查和測定是高壓電氣試驗的關鍵環節，如果電力網避雷器引線出現錯誤斷開或電阻過大，將會造成高壓電氣試驗過程中大量的漏電，不但影響高壓電氣試驗的精確性，也會造成高壓電氣試驗的危險性。一些高壓電氣試驗過程中將避雷器引線私自拆除，這會影響到高壓電氣試驗的漏電量，出現電力泄露的問題，影響高壓電氣試驗的安全和準確。
3 加強高壓電氣試驗的應對措施
3.1 做好高壓電氣試驗的準備工作
在高壓電氣試驗的實際操作之前，要組織相關的技術人員對高壓電氣試驗的相關區域進行初步檢查，重點對作業區、線路和設備進行初檢，設定高壓電氣試驗停電范圍，為建立科學的高壓電氣試驗設計方案打下基礎。此外，要計劃高壓電氣試驗使用的機械設備，準備高壓電氣試驗的工具和儀表，做到對高壓電氣試驗充分的前期準備，要檢驗高壓電氣試驗所需的機械設備確保試驗的效率，要檢驗高壓電氣試驗所需的工具儀表確保試驗的準確性，從外部條件方面打下精確、安全高壓電氣試驗的基礎。同時要針對高壓電氣試驗的特殊性和技術性展開相關的學習和培訓，重點對核心技術、安全問題、質量要點進行強調，避免高壓電氣試驗過程中技術與安全隱患的積累，有效提升高壓電氣試驗的質量。
3.2 嚴格遵守高壓電氣試驗的操作規范
高壓電氣試驗具有高危險性的特點，特別是高壓電氣試驗在范圍上具有跨度大的特征，相關的信息傳輸受到各類客觀因素的影響，因此必須堅持規范性的操作，使高壓電氣試驗各過程和主要環節落實在基礎的要點之上，這樣才能實現高壓電氣試驗的安全目標與設計目標。在實際的高壓電氣試驗過程中要求工作人員在試驗過程中，務必要嚴格遵守高壓電氣試驗相關的操作規范和流程，充分做好高壓電氣試驗的技術與安全準備，確保高壓電氣試驗中一切工作次序都是按照高壓電氣試驗工作和電力運行的規章制度進行。在高壓電氣試驗開始前，首先要調查高壓電氣試驗操作人員對基本環節和基本情況的把握情況，在確保電源斷開并得到許可的前提下才可以開始試驗，在高壓電氣試驗過程中，務必遵守高壓電氣試驗和電力工作相關的規章制度，建立起高壓電氣試驗的相關規章，杜絕在未得到操作人員許可的前提下僅憑個人經驗便開始試驗的錯誤行為。要建立嚴格的保證措施，確保高壓電氣試驗過程的安全性，從而保證高壓電氣試驗的順利進行。要建立技術應用的體系，落實高壓電氣試驗的技術與管理責任，將高壓電氣試驗的風險控制在最低，做到對高壓電氣試驗質量的保障。
3.3 做好設備接地引線環節的規范操作
在高壓電氣試驗過程中，要從測量的安全性和準確性兩個方面高度重視高壓TA和TV的二次繞組，確定其某一個端子是處于接地狀態的，而且無接觸不良的現象。此外要特別注意設備引線接地環節的關鍵作用，要控制設備絕緣帶的電阻值，要選種大容量的萬用表展開對高壓電氣試驗設備的策略，避免發生短路和電擊。要避免接地和引線出現斷路，防止絕緣電阻全部加在介質身上，進而在提高高壓電氣試驗安全的同時，確保高壓電氣試驗結果的精確性和完整性。
4 結束語
電力系統當前正面臨經濟和社會建設的外部需要，電力事業發展的內部改革的雙方面壓力，講求系統建設，確保系統工，實現系統發展成為核心的目標與任務。在電力系統的建設和運行維護中要重視高壓電氣試驗的功能和作用，要結合高壓電氣試驗的實際，對高壓電氣試驗實際操作中的問題展開分析、總結和研討，制定以技術體系為骨干，以電力實際操作為平臺，全新的高壓電氣試驗的理論與結構機制，在規范高壓電氣試驗細節的同時，達到對高壓電氣試驗質量的保障。
參考文獻：
關鍵詞：STATCOM，直接功率控制，Matlab
0 引 言
我國電網的建設和運行中長期存在的一個問題是無功容量不足和配備不合理，特別是可調節的無功容量不足，快速響應的無功調節設備更少。論文格式。隨著全控型電力電子器件GTO，IGBT的發展，一種新型的無功補償裝置―靜止無功發生(STATCOM)器發展起來。1976年，美國學者L Gyugyi在其論文中提出了用電力半導體變流器進行無功補償的各種方案。它的原理和控制方法與SVC有很大不同。論文格式。它是將自換相橋式電路通過電阻和電抗器(包括變壓器的漏抗與電路中其他電抗)，或者直接并聯在電網上，根據輸入系統的無功功率和有功功率的指令，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流就可以使該電路吸收或者發出滿足系統所要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。
上世紀90年代初，Tokuo Ohnishi提出了一種將瞬時有功功率、無功功率用于PWM變換器閉環控制系統中的控制策略，隨后ToshihikoNoguchi等學者進行了研究并取得了進展[1]。由于電壓型STATCOM直接功率控制(DPC)系統具有更高的功率因數、低的THD、算法及系統結構簡單等優點，得到國內外學者的關注和研究。本文通過Simulink環境下的仿真模型進行了靜態補償效果和動態響應效果仿真，證明了這種控制策略的可行性。
1 電壓定向直接功率控制
現行的國外直接功率控制策略一般分為基于電壓定向控制(VOC)的DPC控制[2][3][4]與基于虛擬磁鏈定向控制(VF)的DPC，本文所討論的是VO-DPC。
VO-DPC系統采用電壓外環、功率內環結構。電壓外環起到快速跟蹤給定電壓的作用。瞬時功率根據檢測到的電壓ua，ub，uc和電流ia，ib，ic進行計算，得到瞬時有功和無功功率的估算值p、q及三相電壓ua，ub，uc在靜止αβ坐標中的uα，uβ。p、q與有功功率的給定值pref、無功功率的給定值qref比較后送入功率滯環比較器，輸出反映估算功率偏離給定功率的開關信號Sp，Sq，由電壓外環設定，qref設定為0，實現單位功率因數。uα，，uβ送入扇形選擇器，輸出為電源電壓矢量所處扇區的信號θn。根據，Sp，Sq，θn在開關表中選擇所需的Sa，Sb，Sc，去驅動主電路。
為實現對功率的實時控制和調節，不能采用常規的平均功率計算法，應采用瞬時功率計算。三相電壓型STATCOM瞬時功率按式(1)計算。
（1）
瞬時功率檢測信號與功率給定值送入定環寬的滯環比較單元，輸出相應的比較狀態值Sp、Sq。Sp和Sq只有兩種狀態，即1和0，Sp=1表示期望開關動作能使瞬時有功功率p增加，Sp=0表示期望開關動作能使p減小。Sq=1表示期望開關動作能使瞬時無功功率q增加，Sq=0表示期望能使q減少。把得到的Sp、Sq與扇區選擇信號θn一起送
圖1 三相VSR DPC系統框圖
入開關表，進而確定DPC系統所需的開關狀態，即Sa、Sb、Sc的取值。Sp、Sq按下列規則確定[5]
（2）
(3)
式中Hp、Hq為有功和無功功率滯環比較器的環寬。由于采用了滯環控制，因此造成了VSR開關頻率不固定，本文按給定值的5%選取，Hp、Hq決定了功率控制精度，亦決定了STATCOM的開關頻率。
1）電壓空間矢量扇區劃分
為實現三相VSR電壓空間矢量位置的選擇，需將三相電壓ua，ub，uc變換成uα，uβ，由uα，uβ確定電源電壓矢量u的幅角θ，θ=arctan(uβ/uα)，根據θ確定u的位置。將電壓空間矢量劃分為12個扇區，如圖2所示。θn由式(4)確定。例如θ=arctan(uβ/uα)=-30°-0°，說明電壓空間矢量u在θ1扇區內。
(4)
圖2 DPC系統電壓空間矢量劃分
2）開關表實現[6][7]
表1 直接功率控制開關表
Sa、Sb、Sc的取值決定于所需的ur，ur為離散值U1U2…U7其值由Sa、Sb、Sc及Udc決定，其模值為：
(5)對STATCOM的拓撲結構，應用KVL，得：
(6)
若忽略交流側電阻，可得電壓矢量方程為：
(7)
進而可得：
(8)
2 STATCOM的仿真分析
2.1靜態補償效果輸入交流電壓有效值：ea=eb=ec=220V，系統的負載為阻感負載，電阻R=8歐，電感L=22mH，STATCOM的交流側輸入電感L=4mH，直流側電壓為800V，直流側電容C=1100uF。論文格式。仿真波形如下：
(a)補償前的電網電壓電流 (b)補償后的電網電壓電流
圖3 補償前后的電網電壓電流
(a)直流側電壓和補償后的(b)直流側電壓的放大波形
圖4直流側電壓和補償后的電網電壓電流和直流側電壓的放大波形
圖3為補償前后的電網電壓電流。圖4為直流側電壓的情況，可看出直接側電壓超調很小且調節時間很短，這對于STATCOM的補償效果是關鍵的。
2.2動態響應效果仿真參數同上，但在0.08s-0.16s系統的負載變為電阻R=8歐，電感L=44mH。以此來觀察在負載突增突減時控制系統的響應情況。仿真波形如下：
(a)補償前的電網電壓電流(b)補償后的電網電壓電流
圖5 補償前后的電網電壓電流
(a)直流側電壓(b)直流側電壓的放大波形
圖6直流側電壓
(a) 有功功率的跟蹤效果(b) 無功功率的跟蹤效果
圖7 有功功率和無功功率的跟蹤效果
圖5為補償前后的電網電壓電流，說明直接功率控制系統的動態響應效果很好。圖6顯示為直流側電壓的情況，圖6(b)可以看出負載的突變基本對于直流側電壓沒有影響。圖7所示的為有功功率和無功功率的跟蹤效果，負載突變時有功和無功功率的給定也會發生突變，但跟蹤效果并未受影響。
仿真從靜態和動態兩個角度對系統的補償性能和魯棒性進行了驗證，仿真中的無功補償效果及功率環的跟蹤效果說明系統具有良好的控制性能。
3 總結
本文通過對VO-DPC系統動靜態的仿真，驗證了系統良好的動態性能，另外由于功率環只對瞬時有功和無功功率的標量位進行動態比較，具有高功率因數，低諧波等優點。因此，直接功率控制是STATCOM較為完善的控制策略，值得進一步研究。
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2月7日~11日在舊金山舉辦的2010 ISSCC,以“感知未來”為主題,向觀眾展示了集成電路的前沿進展、未來的技術方向以及“后CMOS時代”硅半導體技術的替代者。
集成電路發展的見證者
時至今日,由IEEE(國際電氣電子工程師協會)舉辦的ISSCC已經走過了57個年頭。集成電路歷史上一些里程碑式的創新大都會在ISSCC上首次公布:從1962年仙童公司的TTL(晶體管-晶體管邏輯)電路開辟了數字電路的集成時代,到1968年泰克公司的集成放大器將模擬電路帶入集成時代,再到1974年英特爾公司的8位處理器開啟了計算普及之門;更不用說多核、高性能CPU、低功耗技術、視頻處理器、可編程DSP(數字信號處理器)、WiFi、藍牙、CCD圖像傳感器等人們耳熟能詳的信息技術。
本次會議設有10個議題:低功耗數字技術、高性能數字技術、存儲器、模擬、射頻、數據轉換器、無線、有線、圖像/顯示/微電子機械系統/醫療和技術方向。
根據ISSCC公布的論文統計,來自世界多個國家和地區的半導體企業和高校等研究機構共向大會提交了638篇論文,其中有210篇被大會錄用。這兩個數字分別略高于2009年的582篇和203篇,稍低于2008年的656篇和237篇。從地域上看,北美和歐洲的論文數在國際金融危機最為嚴重的2008年也處于谷底,分別為78篇和52篇,而今年則達到86篇和59篇。從機構分布上看,在會議上達到或超過4篇的共有15家,其中英特爾以13篇位居其首,而產業界和學術界分別以51%和49%的比例在論文數量上平分秋色。
從注冊觀眾上,今年的觀眾數量較2009年提高了一成。集成電路產業歷來是整個IT產業的風向標,此次會議在論文和觀眾數量上都有所回升,這對于整個IT產業是個好消息。
我國內地是在2005年、2006年和2008年分別由新濤科技(上海)有限公司、中科院半導體所和清華大學實現了企業、研究機構和高校在ISSCC上論文的零突破。
高性能處理器龍爭虎斗
高性能處理器依舊是ISSCC的熱門之一,英特爾與AMD、IBM與Sun這兩對“冤家對手”,各自在會議上亮出自家的“鎮山之寶”。
32nm處理器成為英特爾與AMD比武的擂臺。英特爾在其《Westmere:32nm IA處理器家族》的論文中,披露了32nm 處理器Westmere系列的技術細節。Westmere在性能上從45nm處理器Nehalem的4內核/8線程提升到6內核/12線程,L3 緩存從8MB提升到12MB,晶體管數量則從7.31億個增加到11.7億個。得益于32nm制程技術,6個內核的Westmere的芯片面積(240mm2)甚至略小于4個內核的Nehalem(262mm2)。Westmere還在電源輸入端引入了反諧振電路和LC濾波器,以降低電源噪聲對QPI總線和DDR時鐘的干擾。
AMD沒有出現在ISSCC統計的論文達到或超過4篇的統計名單中,它在《32nm SOI CMOS下實現的x86-64內核》的論文中介紹了未來AMD 32nm處理器內核的一些特征:采用SOI技術,主頻超過3GHz,單個內核的功耗控制在2.5W~25W之間。
在RISC處理器上,IBM了性能較之上代產品POWER 6有近5倍提升的處理器POWER 7,這種計算性能的大幅提升,在當今處理器的更新換代中還是罕見的。POWER 7擁有8個內核,每個內核含4個線程。POWER 7采用45nm SOI工藝,它將原有外置的L3緩存集成到芯片上,每個內核擁有4MB的L3緩存,整個芯片的L3緩存高達32MB,芯片面積為467mm2。
被Oracle納入旗下的Sun在會上介紹了UltraSPARC家族的下一代產品的技術特征:采用40nm制程、16內核、128線程。這一信息的披露給UltraSPARC的用戶帶來些許的安慰,但Sun能否將其付諸實施,那還要Oracle說了算。
英特爾還在會上介紹了采用SoC(片上系統)技術的48內核處理器Message passing。這款被稱之為“SCC”(單芯片云計算)的處理器,除了在數據吞吐方面獨具匠心外,其工作頻率和電壓分別設有28檔和8檔,可以分別獨立調節,從而有效地降低了功耗。
綜觀高端處理器設計,各家都有自己的獨門絕技,而各家共同關注的依舊是在降低功耗的同時通過增加內核數量來提升整體性能。
低功耗處理器跨越1GHz門檻
與高端處理器將對性能的追求放在首位不同,降低功耗成為低功耗處理器的第一訴求。如今,伴隨著智能手機、消費電子產品以及其他嵌入式應用的發展,性能的提升已經成為低功耗處理器亟待解決的問題。
以未來智能手機的需求為例,它要求具有主頻到達GHz量級,高達100Mbps的數據傳輸率,而且智能手機的總功耗應該限制在1W水平上。通常,功耗和計算性能如同魚與熊掌一樣不可兼得。于是,一些創新的技術被引入低功耗處理器的設計之中。
英特爾在本次ISSCC上介紹了一種采用45nm工藝的自適應處理器原型。這種處理器內核應用錯誤診斷和錯誤恢復電路,實現了降低電壓和提高主頻兩個目的,該處理器在0.8伏這個超低的、接近門限電壓的工作電壓下,性能提高了22%。與此同時,該芯片1.3GHz的主頻也使得低功耗處理器的主頻突破了1GHz的門檻。
英國ARM公司介紹了Razor技術,Razor具有時序錯誤探測、錯誤恢復和電壓-頻率調節功能。采用這一技術的65nm ARM ISA處理器,工作在1GHz主頻和1.1伏時,可在功耗降低52%的同時保持性能不變。
【關鍵詞】高壓電氣設備 檢測技術 在線檢測 絕緣
中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：
一．前言
改革開放以來我國經濟實現了騰飛，科技不斷的進步，高壓電氣設備應用越來越多且作用越來越大，比如最具代表性的就是電氣化鐵路的普及。因此高壓電氣設備的運行狀態已經深刻的影響到了人們的生活。本文所說的在線檢測是一種比較新型的檢測方法，其原理是利用高壓作為檢測的電壓,但是高壓必須是運行中的高壓，采用這種方法對高壓電氣設備進行在線檢測，了解其性能。這種在線檢測是在不停電的狀態下進行的，這樣可以有效的減少對對設備運行的干擾。不僅效率高而且還可以準確的掌握設備的性能狀態，提高設備的安全性和穩定性。當前的在線檢測技術大量的采用了高科技技術，利用高科技技術能夠有效的提高檢測速率和準確性，使我國的高壓電氣設備在線檢測技術更上了一個臺階。
二．電氣設備高壓測試
高壓電氣設備主要包括高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜和電力變壓器等。電氣設備高壓故障的產生原因有很多，通常包括控制回路電器老化損壞、性能下降、保護失準、誤動作；控制電源電壓嚴重下降、元器件誤動；控制紛路受潮、破損、老化擊穿短路；負載及電纜絕緣下降、擊穿短路；嚴重超載熱擊穿短路等。
三．高壓電氣設備檢測技術
1.絕緣檢測與診斷
電力系統中的高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜和電力變壓器等高壓電氣設備，其首要任務是安全可靠的運行，任何故障的發生，都會影響到企業生產的正常進行，甚至給國民經濟造成巨大的損失。目前，絕緣故障的發生是高壓電氣設備的多發故障，因此，絕緣檢測與診斷是電力設備檢測中最重要的方面。對設備進行絕緣檢測與診斷則是其中必不可少的試驗項目，以下幾種情況均必須進行試驗：
①對于高壓電氣設備的制造廠，必須對其生產的所有原材料、產品定型和出廠進行試驗。其目的是檢驗新的高壓電氣設備是否符合有關的技術標準規定。
②對于正在運行中的電氣設備，則需要定期進行全面的預防性試驗，電力設備以及電纜的現場試驗最重要的是耐壓試驗。
③對于大修后的設備進行絕緣試驗，其目的是判定設備在維修、運輸過程中性能是否發生變化，是否出現絕緣損傷，以及修理部位的質量是否符合原來的標準。
2.在線檢測技術。
隨著技術的進步，我國高壓電器逐漸普及，其高壓電氣設備正在向著高電壓以及高容量的趨勢發展，為了保證設備的正常運行，所以為了適應技術的需要在線檢測技術才應用而生。這項技術是科研人員長期研究的結果，學者在研究時發現：在高壓電氣運行的狀態下，對其絕緣狀態進行實驗檢測，是一種有效反映電氣設備絕緣狀態的科學方法，這就是本文所探討的在線檢測法。需要強調的是這種檢測是在不斷電的狀態下進行的，實施證明試驗是在運行的電壓下實施，是行之有效的方法，也是以后絕緣檢測技術發展的趨勢，有良好的發展前景。
高壓電氣設備在線檢測技術具有的優點
①這種檢測方法在不停電的狀態下進行，檢測時設備可以正常的運行，這樣可以減少停電對客戶的影響，節省了人力物力，大量的減少了工作量，提高了安全度，具有很強的優越性。
②在檢測時可控性強，可以針對需要隨時做出調整，有效提高檢測的靈敏度，縮短了檢測周期，提高了檢測的有效性。
③通過在線檢測，可以得到大量的檢測數據，并且及時的對數據進行分析，為檢測提供了客觀依據。不僅僅提高了可靠性還為企業節約了成本。
斯二十一世紀是信息時代，計算機網絡技術有了飛速的發展，且使用范圍十分廣泛。當前的高壓電氣設備在線檢測工作與計算機網絡相結合，大大提高了檢測速率和準確性。
3.在線監測技術
我們知道在當前對于高壓電氣設備維修多半還是采用的定期檢修方法，這種方法是帶電檢測方法，是對離線檢測的升級方法，將監測技術升級為在線的檢測，也就是帶電的檢測，這樣的話在監測的工程中，電器設備是正常運行的，不會影響到設備的正常工作，其相對于在線監測技術離線監測技術還是有很多不足的地方需要我們改正，其不足主要表現在兩個方面：
①離線檢測檢測時設備不能工作，影響了設備的效率，造成停工，必須承擔停工素損失。
②離線監測具有盲目性，目標不明確，導致設備可能存在隱患，有太多的不穩定因素。
四．高壓測試要求
1.對測試平臺的要求
①測試平臺應選擇一個員工常規工作行動的地方，測試區用清晰的圖案標識，上面標明“危險—高壓勿近！”等警示信息。建立測試平臺，除了警示標志外，還應裝置一個可以關掉所有電源的開關。
②只能用不導電的工作桌或專用工作臺做測試。把測試者與被測產品之間的任何金屬物體移開。沒有與DUT 接觸的其他金屬物體全部接地。在測試區用絕緣的安全墊墊在地面上，使操作者與地面隔離，如果儀器可以通過遙控開關操作，可考慮兩個開關同時控制。耐壓測試儀必須良好接地。
2.測試操作要求
面放好絕緣墊，并在測試前認真設備檢查。檢查儀器的各個連線是否有破損等，如果有則不能進行測試，必須先進行維修；如果儀器完好，則將0.7 MΩ標準電阻的一端連接耐壓儀的地線；接通電源，將儀器、報警漏電流設定在5 mA；開啟儀器，用測試棒擊標準電阻另一端，調整電壓在3 410～3 590 V 內儀器發出報警，則判定該儀器處于正常工作狀態，若不在3 410～3 590 V范圍內儀器自動報警，則儀器工作不正常。
七．結束語
當代的高壓電氣設備的在線檢測技術，是電氣設備檢測技術的一大突破，它克服和完善了傳統檢測方法的不足，加之當今是信息時代，計算機網絡技術高度發達，計算機網絡技術與在線檢測技術的有效結合，更加強有力地促進了我國在線檢測技術的發展。在線檢測技術能夠非常及時的檢測出高壓電氣設備運行過程中出現的各種故，是我國電網系統正常運行的得力保證，但是其檢測技術也存在一些瓶頸，相信通過不斷的努力探索，高壓電氣設備的在線檢測技術會越來越完善。
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關鍵詞: 開關操作; 變電所; 瞬態電磁環境; 電磁干擾
Abstract: based on the substation switch from the action of transient electromagnetic environment change on line and the influence of the electrical equipment, this paper expounds the transient electromagnetic interference source switch operation and coupling channels, and concluded that research and analysis to the secondary circuit interference with practical significance.
Keywords: switch operation; Substation; Transient electromagnetic environment; Electromagnetic interference
中圖分類號：O441文獻標識碼：A 文章編號：
變電站是一個包含強電設備和弱電設備的電磁環境非常復雜的系統。正常運行時，變電站內空間中存在強工頻電磁場。當發生開關操作、系統故障或雷擊時，空間會有強瞬態電磁場產生。強工頻與強瞬態電磁場對變電站保護與控制設備產生干擾，同時保護與控制設備之間還存在相互串擾。隨著電力系統自動化程度的不斷提高以及保護設備的下放，變電站保護與控制設備的電磁兼容問題越來越受到重視。既要求保護與控制設備對系統進行正常控制，同時又要求不能被外來的干擾所影響。電力系統中的開關操作、電力系統故障和雷擊是變電站中三大主要干擾，它們一方面通過電壓互感器（PT）或電流互感器（CT）以傳導的形式對二次控制與保護設備產生干擾，另一方面在空間產生強瞬態電磁場，并以電磁輻射的形式對保護與控制電纜的終端產生干擾。隨著電力系統向特高壓、大容量和緊湊型方向的發展，電力系統的電磁干擾現象將越來越嚴重。而保護與控制設備工作在弱電條件下，集成度在不斷地提高，并且正在向小型化方向發展。因此研究變電站電磁干擾問題及保護與控制設備的抗擾問題有著重要的理論意義與實際應用價值。電力系統運行過程中，經常要進行開關操作，因此開關操作產生的空間電磁場是變電站中最為常見的一種電磁干擾。
為了抑制變電站開關瞬態電磁干擾，采取合理的防護措施，必須對開關瞬態電磁干擾的特性進行研究。通過變電站現場測量可以得到各種開關操作產生的瞬態電磁場，從而得到開關瞬態場的時域特性和頻域特性。為了提高設備的抗開關瞬態場干擾能力，通過實驗方法研究設備的抗干擾特性，確定干擾的耦合路徑是必要的。根據開關瞬態場的耦合路徑可以選擇相應抑制措施。隨著變電站保護與控制設備下放到開關場地，開關場地的保護小室的屏蔽問題受到很大的關注[1]。
電磁干擾形成的三要素是干擾源、敏感對象和耦合路徑。在變電站的瞬態電磁干擾中，干擾源是由開關操作引起的一次系統的瞬態電流和瞬態電壓，敏感對象主要是指保護、控制和通信等二次設備。
高壓母線上的瞬態電磁過程將通過以下耦合途徑進入到二次設備和系統中[2]：
1、傳導耦合 一次系統的瞬態電流和瞬態電壓通過 CT PT 以傳導的方式耦合到二次設備
2、感應耦合 空間瞬態電場和瞬態磁場以近場感應的方式耦合到二次設備或與其相連的電源線和信號線 包括容性耦合和感性耦合
3、輻射耦合 空間瞬態電場和瞬態磁場以輻射的方式耦合到二次設備或與其相連的電源線和信號線。
以隔離開關切合空載母線操作為例（瞬態電磁干擾的示意圖如圖 1.1 所示）。該圖顯示上述三種耦合方式同時存在 由于干擾途徑的多樣性和多級性 因此該系統是一個復雜的電磁系統 若將該系統作為一個整體分析 所選的狀態變量將很多從而使模型十分復雜 20 世紀 70 年代末 為了簡化復雜電磁系統屏蔽性能的分析美國科學家 C.E.Baum 和 F.M.Tesche 等提出了電磁拓撲的概念[3]。其基本思想是對電磁干擾的傳播途徑進行空間分解 逐級建立干擾耦合模型 本文在借鑒該思想的基礎上 提出了一種干擾耦合機理的系統分析方法限于論文篇幅和研究的內容，論文中只針對變電站隔離開關切合空載母線開關動作瞬態過程進行分析。
圖1.1隔離開關切合空載母線操作瞬態電磁干擾示意圖
在一個變電站內，當隔離開關合閘動作時[33]，由于動觸頭不斷向靜觸頭靠近，當兩者之間電位差大到擊穿空氣間隙時，產生第一次電弧，空載母線上的電位從初始狀態的零值經過很短的振蕩后上升為電源電壓的瞬時值，此時高頻電流為零，電弧熄滅，空載母線電壓維持熄弧時的瞬時值，電源電壓是按正弦變化；當兩者之間電位差又增大到擊穿斷口空氣間隙時，發生電弧重燃，母線電位再經過振蕩，等于電源電壓時電弧又熄滅，在動、靜觸頭觸合前，電弧重燃與熄滅過程快速重復，而且，在一個工頻周期內,電弧重燃次數逐漸增加。操作時由于觸頭間電弧的熄滅和復燃,在被斷開或充電的母線上,因電壓突變而引起波前陡峭的瞬態波。此瞬態波在傳播過程中,因電路特性阻抗不匹配而引起反射,形成高頻阻尼振蕩波。由于隔離開關操作過程時間較長,電弧頻繁復燃,從宏觀看,整個瞬態過程由非常多的單個脈沖組成,形成一連串的脈沖群。從微觀看,每個脈沖都是一個衰減振蕩波,如圖 1.2 示。
圖1.2隔離開關切合空載母線時母線電流瞬態
隔離開關閉合空載長母線時, 電弧復燃時的電壓階躍變化使得母線電壓波變化過程中產生階梯狀缺口。而開關操作母線上接有其它電氣設備，因為電容電感均為儲能元件，當開關操作使其狀態發生變化時就會產生瞬態過電壓，于是就構成了復雜的振蕩網絡[4]，決定了瞬態振蕩電壓波形包含多種頻率分量的衰減振蕩波。在這樣高頻率下,一次母線上的瞬態過程以瞬態電磁場的形式向周圍空間輻射能量;或通過靜電和電磁感應耦合到二次和低壓線路;還可以通過連接到母線上的設備(如CT、PT、CVT或載波耦合設備等)直接耦合到二次設備，該耦合傳導過程如圖 1.3 中所示。
圖1.3二次回路的電壓電流暫態波形
結論：可以看出，開關操作瞬態時，由母線通過傳導耦合傳導至二次回路的瞬態電磁場，在二次回路中產生了極具破壞性、干擾性的快速衰減振蕩波，使得二次回路的電壓電流也呈衰減振蕩性。
正是由于這些干擾脈沖波的存在，極易使二次設備發生誤動作。所以研究分析二次回路的干擾情況亦具有實際意義。
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關鍵詞：不接地系統，改造，消弧線圈，接地選線定位裝置
1前言
我公司變電站10kV系統采用不接地運行方式。隨著公司不斷發展，供電半徑的增大，電纜線路的急劇增加，系統電容電流急劇增大，當發生單相接地故障時，接地相電壓降低，非接地相電壓可升至相電壓，造成設備絕緣損壞，引發相間短路而事故跳閘，又由于單相接地時電容電流過大，弧光不能自熄，電氣設備絕緣擊穿后導致相間短路甚至發生火災的現象經常發生，嚴重的危脅了電力系統的安全運行。因此公司決定對10kV系統進行改造，以解決所存在的問題。
2解決措施
2.1采用消弧線圈接地
消弧線圈的作用是當電網發生單相接地故障后，提供一電感電流，補償接地電容電流，使接地電流減小，也使得故障相接地電弧兩端的恢復電壓速度降低，達到熄滅電弧的目的。當消弧線圈正確調諧時，不僅可以有效的減少產生弧光接地過電壓的機率，還可以有效的抑制過電壓的輻值，同時也最大限度的減小了故障點熱破壞作用及接地網的電壓。
2.2安裝接地選線裝置
當發生單相接地故障時，為了能夠迅速、準確判斷發生的故障線路，本變電站安裝接地選線裝置。
2.2.1對接地選線裝置的要求
雖然選線技術的研究和應用，在我國已經有二十多年的歷史。但小電流接地系統自動選線技術是一個難題，它的難點主要表現在：單相接地故障時故障信號小，不象其它故障如兩相短路、兩相接地短路等故障類型故障信號那么大;單相接地故障的類型復雜而不確定，有全接地故障、有間隙性弧光接地、有經不穩定電阻接地、經樹枝接地(高阻接地)等等;中性點接地方式不確定，有不接地、有經消弧線圈接地等。以至于發生在運行過程中發現選線正確率很低的情況。為了避免我們又回到了人工拉路確定單相接地故障的老路上，根據前面總結的選線不準的原因和我公司實際情況，我們對選用的接地選線裝置提出以下要求：
1、裝置能準確識別直接接地、經電阻接地、經弧光接地、間歇性弧光接地等復雜的故障類型和不同線路兩點同相接地故障類型下的故障線路。
2、裝置適用于中性點不接地、經固定消弧線圈接地、經自動調諧式消弧線圈接地接地方式。
3、裝置具有跳閘功能，可與斷路器跳閘回路相連，實現選線后的故障切除。
4、裝置具有遠程維護功能，可以通過各種方式同主站通信，及時了解設備的運行情況，對設備進行遠程維護。
5、裝置可自動跟蹤系統零序電流的變化，適用于現場二次側零序電流2mA至3A，保證系統電容電流較小時，裝置無死區，電容電流較大時，無飽和。
6、裝置具有故障錄波功能，可以提供故障前后六個周期的波形，并能監視接地故障情況下各線路出口處一次接地電容電流和系統零序電壓。
7、裝置具有與遠動裝置的接口功能。可以提供遙信無源節點、標準485或RS232接口。免費論文。
2.2.1 接地選線裝置的選擇
根據前面所提出的要求我們選用了LH-02FZ分散式小電流接地選線裝置，此裝置有如下特點：
1、國內率先推出基于多CPU構架，有效提高采樣點數，所有線路在同一時刻采樣，排除了接地過程中系統波動對判線的影響，解決了國內同類裝置中對5次諧波及暫態高頻分量采樣點數少、精度低的難題。
2、采用分散式結構，零序電流采集單元就地安裝在開關柜上，有效降低干擾，減小CT不平衡。免費論文。
3、隨著消弧線圈接地系統的推廣，以暫態原理做為判線依據，判線原理不受消弧線圈的影響 ,確保判線的準確性。免費論文。
4、暫態信號幅度強，分辨率高
接地故障初始階段產生暫態高頻振蕩電流，其幅度可達工頻穩態電流的十幾倍甚至幾十倍，頻率在300Hz-3000 Hz之間，幅度強，信號豐富。
5、對瞬間接地及間歇性接地效果好
隨著微電子及計算機技術的發展，基于暫態原理的選線裝置應用故障錄波技術，準確捕捉接地暫態過程，記錄暫態波形完全可以捕捉到時間很短的接地故障，對于在惡劣天氣或系統故障隱患所帶來的持續瞬時間歇性接地更具有突出的優勢。
6、對弧光接地工況的選線效果好
現場單相接地故障中，過渡過程產生高幅值的高頻振蕩電流，使故障點產生電弧游離，產生持續性電弧或間歇電弧接地，在弧光接地工況下，基于穩態的選線原理失靈，而基于暫態的選線原理，選線是不受影響的。
7、國內唯一采用故障錄波技術，完整記錄接地暫態過程，解決瞬間接地及間歇性接地的選線難題。
3改造后的效果
我變電站10kV系統改造后，有效防止了在發生單相接地故障時弧光不能自熄、弧光接地過電壓、鐵磁諧振及事故擴大等現象并可根據接地選線裝置迅速、準確判斷故障線路，確保了設備安全穩定運行和供電可靠性
4參考文獻
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關鍵詞:工廠供配電 供配電系統 供配電方案 方案必選 優化
中圖分類號：TM421文獻標識碼： A
一．引言
電能是發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界電力工業發展規律。工廠為確保生產順利進行，首先要做好電力規劃，加強電網建設。在電力規劃中，供配電系統的方案優選則是重中之重。
二．供配電的概念及原則
1. 工廠供配電的概念。
工廠供電，即指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。在企業工廠里，電能是工業生產的主要能源和動力，電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。
2.工廠供電設計的一般原則。
（1）國家政策的執行
在進行工業供配電系統的設計時，必須嚴格遵守國家相關標準、規定，堅決執行低能減排、節約稀有金屬等國家方針與技術經濟政策。
（2）先進性與安全性
供配電系統的設計，應把人身安全與設備安全放在首位，在此基礎上確保供配電的電能質量合格，同時還應保證供電設備技術的先進、價格的合理、采用效率高、能耗低等。
（3）設計方案的合理性
供配電系統的設計，應根據工廠的性質，實際所需的負荷性質、電能容量，以及當地的供電條件等因素進行分析，合理規劃設計方案。供配電系統的設計關系著工廠的生產運作，也將影響到工廠的可持續發展。工廠電力系統的工作人員，必須充分掌握供配電設計的相關知識，以便適應設計需要。
（4）可持續發展原則
設計應根據工廠的性質、規模及未來發展的規劃進行編制，在妥善處理近期的建設問題后，應充分考慮其與長期發展的關系，分析日后規模擴建的可能性，從全局出發，做到統籌兼顧。
三．工廠供配電系統方案比選。
1. 技術比較。
對工廠供配電系統設計而言，技術比較的內容包括：（1)供電的可靠性；（2)供電的數量與質量；（3)在運行調度、操作、管理、維護等方面的優劣；（4)在占地、拖工、工期與進度、擴建與發展等方面的考慮；（5)在節能節電方面之利弊；（6)工程的特點及其他突出的優缺點。
2. 經濟比較
經濟比較的內容有：
（1)初投資Z(萬元)，它包括電氣、土建及其他因方案不同而引起的一切費用。計算時，各方案相同部分可不予考慮，只計算不同部分的初投資，因此Z是相對數值。
（2)年運行費F(萬元／年)，它包括折舊費，維修費，工人工資，年基本價費，年電能損耗費等，即：其中，折舊費=基建投資×折舊費率；維修費=基建投資×維修費率；工人工資=工人人數×平均月工資+福利、物價、浮動等各項津貼×12×1．1；年基本價費=12×基本電價×受電源變壓器總容量或供電局批準的最大需用量；年電能損耗費=年電能損耗×電度電價。
（3）折回年限N：如果提出的兩個可行方案，其初投資分別為Zl，Z2，且有zI>Z2，其年運行費為FI，F2。若Fl>F2，則方案二更優，應采用第二方案。若FI
（4）計算費用。
對于兩個以上的方案進行經濟比較時，可用比較各方案的計算費用的方法來判斷方案的優劣。計算費用最小的方案就是經濟性最優的方案。
3．原材料消耗的比較
對供配電系統而言，主要是比較有色金屬的消耗量，包括變壓器與線路兩個部分。為r便于比較，在計算有色金屬消耗量時，可將有色金屬統一換成銅重，其變換比為1 t鋁相當于0．5 t銅，l t鉛相當于0．4 t銅。
4. 節能比較。
工廠供配電系統的節電設計對于促進工廠的可持續、綠色、循環發展具有重要的意義。在工廠進行供配電系統的節電設計，有助于緩解社會用電需求量大與電力供給不足之間的矛盾，可以有效提高工廠的經濟效益。合理的節電設計有助于工廠用電工藝以及用電設備的改進；合理的節電設計有助于工廠能源投資成本的控制；合理的節電控制有助于企業經濟效益與生態效益的均衡發展。此外，在工廠進行供配電系統的節電設計，可以有效提高能源的利用率。供配電系統的節電設計能有效控制電廠的規模，縮減建設費用；供配電系統的節電設計能有效控制煤炭資源的使用量，降低對環境的污染程度；供配電系統的節電設計能有效提高能源的利用率，增加社會財富。選擇供電方案時要綜合考慮。
5.方案初定及經濟技術指標分析。
根據工所能取得的電源及本廠用電的實際情況，并適當考慮到生產的發展，按照安全可靠，技術先進，經濟合理的要求。綜合上述資料進行考慮分析兩方案如下：
方案一：采用35kv電壓供電的特點
（1）、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運行費用較低；
（2）、電壓損失小，調壓問題容易解決；
（3）、對cosφ的要求較低，可以減少高功率因數補償設備的投資；
（4）、需要建設總降壓變電所，工廠供電設備便于集中控制管理，易于實現自動化，但要多占一定的土地面積；
（5）、根據運行統計數據，35kv架空線路的故障率比10kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；
（6）、有利于工廠進一步擴展。
方案二：采用10kv電壓供電的特點
（1）、不需投資建設工廠總降壓變電所，并少占土地面積；
（2）、工廠內不裝設主高壓器，可簡化接線，便于運行操作；
（3）、減輕維護工作量，減少管理人員；
（4）、供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會增大；
（5）、要求的cosφ值高，要增加補償設備的投資；
（6）、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性不如35kv.
由上述方案比較可知,方案一較方案二的投資費用及年運行費用均少.而且方案二以10kv電壓供電,電壓損失達到了極為嚴重的程度,無法滿足二級負荷長期正常運行的要求.因此,選用方案一,即采用35 kv電壓供電,建立廠內總降壓變電所,從長遠考慮，不論經濟上還是從技術上來看,都是合理的。
四．結束語
工廠供配電方案優選具有十分重要的意義，它不僅可以緩解供求之間的矛盾，提高電能的利用率，還能促進經濟效益的提供，減少環境污染，在選擇工廠供配電系統前，要通過優選提高工程效益。
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石英晶體元件是現代電子技術領域中一種應用最廣泛的基礎元件之一。與其他頻率元件相比，壓電石英晶體有著很高的頻率穩定度和極高的品質因素。頻率高度穩定的石英晶體已被廣泛應用于通信技術、測量技術、計算機技術等領域，它可為各種應用提供精確定時或時鐘基準信號[1]。
石英晶體生 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT產中，要進行石英晶體微調、石英晶體分選等多個重要的生產加工環節。在不同的生產加工環境中，用到的石英晶體測試環境是不一樣的。石英晶體微調環境要使用帶兩個金屬夾片的測試夾具，該測試夾具間存在著雜散電容，其必然會對精確測量石英晶體元件的參數造成影響。
目前，我國作為石英晶體生產元器件生產大國，雖然總體產量很高，但與發達國家相比，產品質量、技術水平和科研能力等存在較大的差距，特別是石英晶體電參數測試技術和設備的水平較低[2]。目前國內石英晶體電參數測試設備大多依賴進口，這些設備價格昂貴，嚴重限制了我國石英晶體制造行業的發展。目前國內研制的石英晶體測試儀器，對于測量夾具電容采用的是單點校準方法，每測量一個頻率的晶體元件都要進行一次附加相移補償，制約著測試系統的應用普遍性。因此，測量夾具電容對石英晶體頻率測量的影響與補償方法的研究，對于提高石英晶體串聯諧振頻率測量水平具有十分重要的意義。
1 基本測量原理
1.1 石英晶體的等效電路模型
石英晶體具有壓電效應，當給石英晶體加一交變電場時，石英晶體將產生機械振動，機械振動通過壓電效應與系統相耦合，其效果相當于在電路中串一個由電阻、電容和電感組成的回路，等效電路模型如圖1所示。
圖1中：C0為石英晶體兩極間的電容，稱為石英晶體的靜電容，值為幾個pF；C1為石英晶體的動電容，其范圍10-1～10-4 fF；L1稱為石英晶體的動電感，其范圍10-5～10-3 H；R1表示晶體在振動時的損耗，稱為石英晶體的串聯諧振電阻，其范圍在101～103 Ω之間。
1.2 π網絡法的測量原理
石英晶體具有壓電效應，當其施加于交變電場中時，它就可以等效于由電阻、電容和電感組成的LC回路。該回路有一固有串聯諧振頻率，當電路諧振時，石英晶體對外呈純電阻狀態，且阻抗最小。本研究采用IEC推薦的π網絡[3]，如圖2所示，π網絡由對稱的雙π型回路組成，R1，R2和R3構成輸入衰減器，R4，R5和R6構成輸出衰減器，它們的作用是使π網絡的阻抗與測量儀表的阻抗相匹配，衰減來自測量系統的反射信號。Y1為被測石英晶體，Va為π網絡輸入矢量電壓信號，Vb為輸出矢量電壓信號。
在測量時，通過不斷改變Va的頻率，并檢測Vb的幅值以及Va和Vb的相位差，當Vb幅值達到最大或者相位差為零（理論上，兩者對應的頻率相等）時，π網絡處于諧振狀態，此時Vb信號的頻率就為石英晶體的串聯諧振頻率，這就是π網絡法的測量原理。
1.3 串聯諧振電阻的測量原理
在圖2所示理想狀態下的π網絡模型中，Va，Vb分別為π網絡輸入端和輸出端電壓，利用節點電壓法可得石英晶體等效阻抗Ze為：
[Ze=2KVaVb-1?Zs]
式中：Zs為π網絡等效阻抗，當π網絡為純電阻網絡時其值約為25 Ω，K為常數，是在初始校準，把25 Ω基準電阻器插入π網絡時，輸出通道與輸入通道電壓讀數的比值。石英晶體處于串聯諧振狀態時，Zs即為石英晶體串聯諧振電阻[4]。故用π型網絡零相位法測量石英晶體元件諧振電阻的基本步驟如下：
（1） 把25 Ω基準電阻器插入π網絡，分別記下A道和B道的電壓讀數Va0和Vb0，計算：[K0=Vb0Va0]；
（2） 用被測晶體元件替換基準電阻器插入π網絡，讀出相位差為零時的頻率值，并分別記下A道和B道電壓讀數Va和Vb；
（3） 用式（1）計算諧振電阻：
[R1=2K0VaVb-1·t×25 Ω] （1）
2 測試夾具電容對串聯諧振頻率測量的影響及
補償
2.1 誤差分析
理論上，石英晶體處在串聯諧振狀態時，它對外呈純電阻特性，阻抗最小，輸入信號Va經過π網絡時壓降就最小，也即Vb達到最大。 在實際測量中，由于測量夾具電容、引線對地電容以及引線電感的存在，π網絡并不是純電阻網絡，它會產生附加的相移，根據π網絡零相位法的測量原理，當待測石英晶體處于串聯諧振狀態時，π網絡兩端信號的相位差為零。但由于π網絡本身附加相移的存在，此時石英晶體沒有處于串聯諧振狀態。根據課題前期研究成果可知π網絡實際等效電參數模型如圖3所示。
在石英晶體微調測試環境下，使用的測量夾具是兩塊相對的金屬片，這時測試夾具間引入的電容會較大，會對測試結果有很大影響。而IEC標準中所提出的測量方法中規定接觸片之間的雜散電容應小于0.05 pF，但是在實際成品測試環境下，金屬片之間的電容達到了4.65 pF。因此，在這種測試條件下，需要考慮這種并電容的影響。在假設其他影響因素不存在的情況下，單獨分析研究測量夾具電容CX的影響。
通過不斷改變輸入信號的頻率，測試輸入信號和輸出信號的相位差是否為零，來判斷待測石英晶體是否處于諧振狀態，當石英晶體兩端相位差為零時表示石英晶體已處于諧振狀態，即：
[tanφ= 2L1ω2C0′C1+L1ω2C21-R21ω2C0′C21-ω4C0′C21L21-C0′-C1R1ωC21=0] （2）
由式（2）得：
式中：[C0′=C0+CX]。
在實際測量中，由于引入金屬片之間的電容CX，也就是使并電容C0的值變大。顯然在這種測試條件下，用π網絡零相位法測得的串聯諧振頻率的值與理想電路模型下的理論值有誤差。
2.2 硬件補償
根據石英晶體串聯諧振頻率測量原理，在金屬測量夾片引入電容，使并電容C0變大，而其他參數不變的情況下，需通過適應改變串聯諧振電阻R1的值對串聯諧振頻率的測量進行補償。
如圖4所示，采用并聯電阻的方法，對CX進行補償。并聯電阻RP之后，會使輸出電壓Vb變大。根據石英晶體諧振電阻R1的測量方法，計算出的諧振電阻R1值會變小。通過這種對CX的補償，可以使之能夠在串聯支路的頻率的零相位處直接測量串 聯諧振頻率。石英晶體元件理想電路模型兩端間的阻抗：
[ZAB=1jωC0R1+jωL1-1ωC1R1+jωL1-1ωC1-1ωC0=Re+jXe] （4）
由式（4）可得：
[tanφ=2L1ω2C0C1+L1ω2C21-R21ω2C0C21-ω4C0C21L21-C0-C1R1ωC21] （5）
并聯電阻RP對CX進行補償后，在串聯諧振頻率附近，整個被測電路（晶體元件和調諧到晶體頻率的并聯補償電路）的相位由下式給出：串聯諧振頻率是在規定條件下晶體元件本身的電納等于零的一對頻率中較低的一個。根據π網絡零相位法測量串聯諧振頻率的測量原理可知，當理想電路模型的相位差為零時輸入的頻率就是需要測量的串聯諧振頻率。比較兩式的分子項可知，要想使串聯諧振頻率得到補償，即[ω=ωP]，需相應調整諧振電阻[R1′]的值，來抵消引入電容CX的影響，使之能夠在串聯之路的頻率的零相位處直接測量。
2.3 測量數據建模
要消除π網絡測量夾具間引入電容CX帶來的影響，根據π網絡零相位法測量石英晶體串聯諧振頻率的測量原理公式可知，需在諧振電阻的數值上進行相應的改變來補償靜電容對串聯諧振頻率測量值的影響。實驗過程中，采用Multisim電路仿真軟件對電路進行仿真分析，輸入端使用1 V輸入電壓，在電路輸出端放置一個“測量探針”，運用“AC Analysis”法進行仿真分析，即可得到輸出電壓值，從而計算出諧振電阻的值。以51.2 MHz石英晶體為例具體說明。250B測量系統對石英晶體測量結果為：Fr=51.30 825 083 MHz，L1=5.66 mH，C0=4.4 pF，C1=1.7 fF。
（1） 把25 Ω基準電阻器插入π網絡，輸入電壓Va0使用1 V，記下輸出電壓度數：Vb0=0.033 V，計算K0：K0=Vb0/Va0=0.033；
（2） 將晶體元件插入π網絡中，讀出相位差為零時輸出電壓值Vb：Vb=0.032 V，此時讀出串聯諧振頻率：Fr=51 308 240.82 Hz； （3） 計算理想狀態諧振電阻：
R1=[2K0（Va/Vb）-1]×25=25.628 Ω；
（4） 引入電容CX為4.65 pF，電路中并聯可變電阻進行補償，改變補償電阻的值，使測量出相位差為零時的串聯諧振頻率值為51 308 240.82 Hz，分別記錄此時的補償電阻RP和輸出電壓Vb：RP=70 Ω，Vb=0.038 V；
（5） 計算補償電路中諧振電阻的值：
[R1′=2K0VaVb-1×25=18.716 Ω]
RP即為所需的補償電阻。為了提高測量精度，可對不同頻段的晶體分別求得補償電阻，然后取平均值作為最終補償電阻。
3 實驗結果
用帶有補償電阻的測試π頭對6只不同頻段的石英晶體的串聯諧振頻率進行測試，并與美國S&A公司的250B型π網絡石英晶體測試儀的測試結果進行比對，測試結果如表1所示。
表1 比對測量實驗結果
從實驗結果可以看出，采用硬件補償后石英晶體串聯諧振頻率的測量精度可以達到±2×10-6，補償效果較好。
4 結 論
由以上分析可知，π網絡中測量夾具間引入的電容對石英晶體串聯諧振頻率的測量是有影響的，如不對其進行適當的補償，測量結果會有很大的誤差，尤其是對高頻率的石英晶體的測量。采用以上補償方法可以很好的補償夾具間電容對測量結果的影響。
參考文獻
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[6] 劉解華，張其善，楊軍.石英晶體元件串聯諧振頻率快速測量技術的研究[J].中國測試技術，2006，32（2）：58?61.
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[論文摘要]論述變壓器的差動保護、標積制動差動保護、零序差動保護等主保護在使用中應注意的技術問題，指出差動保護靈敏度和快速性的提高必須建立在安全可靠的基礎之上。
一、引言
變壓器差動保護是變壓器的主保護，一般采用的是帶制動特性的比率差動保護，因其所具有的區內故障可靠動作，區外故障可靠閉鎖的特點使其在系統內得到了廣泛的運用。其中有許多文獻[1][2]都對上敘二種故障情況做出了詳盡的分析，但是從現場工程實際來看，當變壓器發生區外短路故障時，由于變壓器本身流過巨大的短路電流而對其本體的絕緣和性能造成了破壞，同時伴隨著變壓器內部發生匝間短路故障的情況也時常發生，這就要求差動保護在這種情況下也能夠可靠動作而不被誤閉鎖，這就對差動保護提出了更高的要求。本文就從上敘工程現場出現的問題出發，對這種情況進行重點分析。
二、加強主保護，應使差動保護更完善和簡化整定計算
加強主保護的目的，是為了簡化后備保護，使變壓器發生故障能夠瞬時切除故障。目前220kV及以上電壓等級的變壓器縱聯差動保護雙重化，這是加強主保護的必要措施。差動保護應在安全可靠的基礎上使之完善。
在簡化整定計算方面，差動保護應多設置自動的輔助定值和固定的輸入定值，使用戶需要整定的保護定值減到最少，以發揮微機型繼電保護裝置的優越性。不需要系統參數，不需要校核靈敏度，可以根據變壓器的參數獨立完成保護的整定，整定方法簡單清晰。
三、差動保護用的電流互感器的基本要求
差動保護用的電流互感器需要滿足兩個條件，其一是穩態誤差必須控制在10%誤差范圍之內，因為整定計算中采用的不平衡穩態電流是按10%誤差條件計算。其二是暫態誤差，影響電流互感器暫態特性的參數主要有：短路電流及其非周期分量，一次回路時間常數，電流互感器工作循環及經歷時間，二次回路時間常數等。電流互感器剩磁對于飽和影響很大，當剩磁與短路電流暫態分量引起的磁通極性相同時，加重二次電流的畸變，因此電流互感器鐵心中存在剩磁，則電流互感器可能在一次電流遠低于正常飽和值即過早飽和。差動保護的暫態不平衡電流比穩態時大得多，僅在整定計算時將穩態不平衡電流增大二倍是不夠安全的。采取抗飽和的辦法是使用帶有氣隙的TPY級電流互感器。但是差動保護廣泛使用的是P級電流互感器，對P級電流互感器規定允許穩態誤差不超過10%，暫態誤差必然要超過穩態誤差，在實用上可在按穩態誤差選出的技術規范基礎上通過“增密”以限制暫態誤差。
采用增密的方法有以下幾種[2]：（1）將準確限值系數增大二倍（允許短路電流為額定電流的倍數）；（2）將二次額定負擔增大一倍；（3）增大二次電纜截面使二次回路的總電阻減半；（4）改用5P級電流互感器（復合誤差由10%降為5%）。論文畢業論文
目前110kV及以下電壓等級均采用P級電流互感器，220kV變壓器亦采用P級電流互感器或5P級、PR級（剩磁系數小于10%）電流互感器，因此差動保護需要采取抗電流互感器飽和的措施。500kV變壓器在500kV側、220kV側均用TPY級電流互感器，對于600MW大型發電機變壓器組保護，500kV側均采用TPY級電流互感器，在發電機側已有TPY級電流互感器可選用。
四、度和快速性差動保護的高靈敏的前提是安全、可靠
差動保護應具有高靈敏度和快速性，輕微匝間短路能快速跳閘，但是提高靈敏度和快速性必須建立在安全、可靠的基礎上。運行實踐說明：使用較低的起動電流值在區外故障或區外故障切除時引起差動保護誤動的嚴重后果，因此對于靈敏度和快速性不要追求過高的指標而忽視可靠性。
提高靈敏度雖對反映輕微故障是有效的，但靈敏度的提高必然降低安全性。變壓器的嚴重故障并不都是由輕微故障發展而來的，故障發生的瞬間仍會發生燒毀設備的事故，同時輕微故障發展為嚴重故障也需要時間，因此輕微故障帶一些時間切除故障也是允許的，長時間的運行實踐證實變壓器氣體保護是動作時間稍長地切除輕微的匝間故障。
輕微匝間故障時產生的機械應力和熱效應不大，在200ms內故障切除，不會危及鐵心，從檢修的角度，只要鐵心不損壞，輕微和嚴重的匝間故障都是需要更換線圈，因此只要差動保護在鐵心損壞之前動作，就可以滿足檢修的要求，不需要追求減少線圈的燒損程度而犧牲保護的安全性。
五、簡化后備保護
后備保護作用主要是為了變壓器區外故障，特別是考慮在其聯接的母線發生故障未被切除的保護，當然也可以兼作變壓器主保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的變壓器）和其聯接的線路保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的線路）。當加強主保護以后，差動保護雙重化配置，氣體保護獨立直流電源，因此主保護是非常可靠、靈敏、快速的，理應簡化后備保護。后備保護只要具備在220kV及以上電壓系統是近后備，在110kV及以下電壓系統是遠后備的基礎，不需要仿照線路保護設幾段后備保護，線路保護有距離保護，基本不受短路電流的影響，保護范圍較固定，配合比較簡單。變壓器后備保護主要是母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠后備，只要系統內故障能由保護動作切除不致于拒動就滿足要求。如果后備保護要從電流保護來解決多段式配合，這是既復雜又困難的問題。變壓器后備保護不需作多段配合、定值校核的工作，我們要擺脫整定計算中難以配合的困擾。目前，微機型保護各側設置相間和接地保護各設3段8時限的復雜保護是作繭自縛，沒有好處。
簡化后備保護的原則，作者認為變壓器高壓側只設置復合電壓過電流保護，中、低壓側設復合電壓過電流保護作為遠后備，電流限時速斷作為母線近后備。
六、結語
變壓器差動保護提高靈敏度和快速性必須建立在安全可靠的基礎上，應采取防止因電流互感器飽和和區外故障切除的暫態誤差造成誤動的措施。
加強主保護理應簡化后備保護，變壓器后備保護主要是作為母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠后備，要擺脫整定計算中難以配合的困擾，不作定值校核，為此高壓側后備保護僅設復合電壓過流保護，中、低壓側后備保護設復合電壓過流保護和電流限時速斷保護，前者按變壓器額定電流整定，后者按同側母線的最低靈敏度要求整定，時間應與同側相鄰線路的相應時間相配合。
參考文獻：