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電流和電路范文第1篇

以往初中物理教材多把力學(xué)放在電學(xué)之前，認(rèn)為力學(xué)是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)。而電學(xué)內(nèi)容比較抽象，應(yīng)該放在力學(xué)之后學(xué)習(xí)。但是“新課標(biāo)”強(qiáng)調(diào)知識(shí)與技能的同時(shí)，非凡倡導(dǎo)過(guò)程與方法的學(xué)習(xí)，并關(guān)注情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)，使培養(yǎng)目標(biāo)上走向多元化。我們看到“新課標(biāo)”對(duì)電學(xué)內(nèi)容的知識(shí)和技能的教學(xué)要求也有所降低。并且初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維特點(diǎn)是由具體形象思維逐步向抽象邏輯思維過(guò)渡，因此我們考慮初中階段可以從學(xué)生愛(ài)好、熟悉規(guī)律和探究的方便出發(fā)，不過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科自身邏輯的體系和概念規(guī)律的嚴(yán)密性，先以聲、光、熱、電有趣的物理現(xiàn)象入手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的愛(ài)好和愿望，盡可能多地聯(lián)系生活實(shí)際，使學(xué)生充分感受到，這些知識(shí)跟自己的生活很貼近，而且很有用。提倡多動(dòng)手，增加實(shí)踐機(jī)會(huì)，經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)的相似過(guò)程。體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。

新教材在電學(xué)中某些內(nèi)容的處理上有所考慮，許多概念僅從實(shí)用角度出發(fā)熟悉，例如強(qiáng)調(diào)只有電路閉合時(shí)電路中才有電流而引入“電流”、“電路”等概念。另外，“探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”的設(shè)計(jì)，為了從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的科學(xué)探索精神，而不倡導(dǎo)讓學(xué)生背“結(jié)論”和概念。

現(xiàn)代生活與電的聯(lián)系已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人們預(yù)期的想象，電磁學(xué)及其相關(guān)的電子技術(shù)和信息技術(shù)在上世紀(jì)90年代開(kāi)始受到公眾的矚目。今天的物理教材有必要也有責(zé)任把電學(xué)知識(shí)作為提高全體學(xué)生科學(xué)素質(zhì)來(lái)處理。

關(guān)于“電流和電路”教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

本章教材的內(nèi)容是學(xué)習(xí)電學(xué)概念和規(guī)律的基礎(chǔ)，生活中又經(jīng)常用到。

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)完全依據(jù)《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三者并重的層面上加以考慮，并將其分為三個(gè)單元。具體內(nèi)容見(jiàn)圖表所示。

第五章電流和電路教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)

單元

知識(shí)與技能

過(guò)程與方法

情感、態(tài)度

與價(jià)值觀

評(píng)價(jià)

電流和電路

電流的強(qiáng)弱

知道電源是提供電能的裝置；用電器是消耗電能的裝置。

熟悉常用電氣元件的符號(hào)。

知道電流的方向：電池正極用電器電池負(fù)極。電流的單位。

會(huì)使用電流表測(cè)量電流。會(huì)讀數(shù)。

了解什么是導(dǎo)體、絕緣體及其區(qū)別。

熟悉電氣元件，并動(dòng)手組裝控制一個(gè)用電器的簡(jiǎn)單電路。

用電氣元件的符號(hào)畫(huà)出電路圖。

通過(guò)燈泡的明亮程度，間接地分析電路中電流的強(qiáng)弱。

經(jīng)歷用電流表測(cè)量電路中電流的過(guò)程。

關(guān)心生活、生產(chǎn)、自然現(xiàn)象中常見(jiàn)電現(xiàn)象，如電流的數(shù)值等。

樂(lè)于在四周生活中發(fā)現(xiàn)所學(xué)過(guò)的電源、開(kāi)關(guān)和用電器。

敢于動(dòng)手做物理課的電路實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中樂(lè)于動(dòng)腦思考問(wèn)題，積極動(dòng)手進(jìn)行嘗試，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

知：能否從能量轉(zhuǎn)化的角度熟悉電源和用電器。能否識(shí)別電流的方向。

技：能否獨(dú)立連接簡(jiǎn)單電路。能否正確使用電流表。

情：對(duì)電路的組裝是否有愛(ài)好。實(shí)驗(yàn)中是否樂(lè)于動(dòng)腦思考問(wèn)題，積極動(dòng)手進(jìn)行嘗試。

串聯(lián)和并聯(lián)

探究串并聯(lián)電路中電流的規(guī)律

知道什么是串聯(lián)電路；什么是并聯(lián)電路

能說(shuō)出生活、生產(chǎn)中采用簡(jiǎn)單串聯(lián)或并聯(lián)電路的實(shí)例。

知道串聯(lián)電路中各處電流相等。

知道并聯(lián)電路中干路的電流等于各支路電流的和。

進(jìn)一步鞏固使用電流表測(cè)量電流的技能。

動(dòng)手組裝控制兩個(gè)以上用電器工作的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。并會(huì)畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。

探究串聯(lián)電路中各點(diǎn)電流的規(guī)律。

探究并聯(lián)電路中干路和支路中電流的規(guī)律。

通過(guò)科學(xué)探究全過(guò)程的切身體驗(yàn)，領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與協(xié)作精神。

關(guān)心生活、生產(chǎn)中串聯(lián)和并聯(lián)的實(shí)際電路。

具有提出問(wèn)題的意識(shí)；強(qiáng)烈的好奇心，勤于思考；樂(lè)于通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)自己的猜想；有合理的設(shè)計(jì)方案、積極動(dòng)手操作、認(rèn)真評(píng)估自我、勇于交流。在探究的過(guò)程中體現(xiàn)實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與協(xié)作精神。

技：是否能獨(dú)立連接串并聯(lián)電路。

過(guò)與法：重點(diǎn)要放在學(xué)生是否認(rèn)真經(jīng)歷了探究過(guò)程。不要把探究的結(jié)論作為評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，而要根據(jù)學(xué)生參與探究活動(dòng)的全過(guò)程所反映出的學(xué)習(xí)狀況、態(tài)度等做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。通過(guò)交流，培養(yǎng)全體學(xué)生的參與意識(shí)。

家庭電路

知道家庭電路的基本組成。

會(huì)用試電筆檢測(cè)家庭供電線路中的火線和零線。

了解家庭電路中的保險(xiǎn)裝置(保險(xiǎn)絲、空氣開(kāi)關(guān))。

從閉合電路了解常見(jiàn)兩種生活中的觸電及急救措施。

了解接地，三線插頭和漏電保護(hù)器的安全防護(hù)功能。

觀察家庭電路的組成結(jié)構(gòu)。

觀察家庭電路中的保險(xiǎn)裝置(保險(xiǎn)絲、空氣開(kāi)關(guān))。

嘗試用試電筆檢測(cè)家庭供電線路中的火線和零線。

觀察過(guò)程中留意器件銘牌及說(shuō)明書(shū)等。

關(guān)心生活電路的連接情況。樂(lè)于觀察家用電器、電工器材上標(biāo)注的文字和符號(hào)并樂(lè)于了解其含義。

對(duì)初次接觸的家用電器具有好奇心。

在生活和實(shí)驗(yàn)中具有安全用電的意識(shí)。

過(guò)：能否認(rèn)真觀察家庭電路的組成。

知：能否從閉合電路中有電流的角度了解安全用電的常識(shí)。

電流和電路范文第2篇

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠;變電站;短路電流;限制措施;探討

在如今社會(huì)生產(chǎn)體系以及城市化進(jìn)程發(fā)展極為迅速的過(guò)程中，電網(wǎng)規(guī)模增加速度極為迅速，這直接導(dǎo)致短路電流持續(xù)性升高，危害電網(wǎng)運(yùn)行安全。針對(duì)該現(xiàn)象，筆者指出要在工作實(shí)踐中做好發(fā)電廠、變電站運(yùn)行中的短路電流限制，盡可能降低短路電流的發(fā)生可能性，避免其對(duì)電網(wǎng)安全造成危害。下面對(duì)短路電流的危害與限制措施作詳細(xì)論述。

1、短路電流的危害分析

在探討短路電流限制措施之前，我們先對(duì)其危害進(jìn)行分析，而在討論其危害之前，必須先對(duì)其涵義和概念有所了解。

1.1短路電流的涵義與概念

所謂短路電流，實(shí)際指電網(wǎng)運(yùn)行中相與相、相與地之間發(fā)生交叉連接，發(fā)生短路后所流過(guò)的線路電流。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，短路電流就是線路發(fā)生短路故障后產(chǎn)生的電流，比起額定電流，該電流的數(shù)值更大，且數(shù)值的高低取決于短路點(diǎn)到電源之間的距離的長(zhǎng)短。比如在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)發(fā)生了短路，該裝置瞬間流過(guò)的電流數(shù)值可達(dá)到額定電流數(shù)值的10倍以上。在一些大功率電路中，電路發(fā)生短路之后產(chǎn)生的電流值最高可達(dá)到數(shù)萬(wàn)安。

1.2短路電流的危害

對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，短路電流的產(chǎn)生與存在是不利因素，它不僅不能符合電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基本要求，還有可能對(duì)電力系統(tǒng)及內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行安全產(chǎn)生影響，情況嚴(yán)重者還會(huì)損壞設(shè)備性能，增大電力系統(tǒng)的投資與運(yùn)行成本。短路電流的危害性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）電路發(fā)生短路故障之后，電流數(shù)值會(huì)瞬間增大，從而給斷路器、短路開(kāi)關(guān)、電流器等多種電氣設(shè)備造成電流沖擊，如果電氣設(shè)備的額定電流值偏低，則設(shè)備很可能在短路電流沖擊下發(fā)生損壞。

（2）短路電流增大之后，電力系統(tǒng)單相接地所對(duì)應(yīng)的電流也會(huì)增大，這樣一來(lái)，電路中通信線路的磁感應(yīng)危害程度會(huì)變大，鐵塔附近電壓隨之增加，給附近居民、牲畜的生命安全造成威脅。

（3）伴隨著短路電流一起變化的是電路架空導(dǎo)線的溫度，電路電流逐漸增大，架空導(dǎo)線也會(huì)隨之不斷升高，升到一定程度上之后，導(dǎo)線線夾部分會(huì)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象，進(jìn)而架空導(dǎo)線發(fā)生輸電運(yùn)行故障，影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

1.3短路電流限制的原因與目的

由以上內(nèi)容可推論，電網(wǎng)建設(shè)以及電力系統(tǒng)運(yùn)行中，限制電路短路電流的目的是：一，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行可靠性，確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全;二，降低電網(wǎng)建設(shè)成本，盡可能的避免電氣設(shè)備損壞，減少電氣設(shè)備的維護(hù)與投資費(fèi)用。

2、短路電流限制措施分析

從短路電流限制目的和原因來(lái)看，短路電流得到有效限制之后，電力系統(tǒng)的運(yùn)行完全性、可靠性能得到進(jìn)一步優(yōu)化，且電力工程投資成本能得到有效降低。所以強(qiáng)調(diào)，發(fā)電廠、變電站建設(shè)必須著重做好短路電流限制。結(jié)合以往工作實(shí)踐來(lái)看，發(fā)電廠、變電站建設(shè)中可采取的短路電流限制措施主要有以下幾種：

2.1從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)層面入手，做好短路電流限制

（1）做好電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為，限制電力系統(tǒng)短路電流的最佳措施是合理設(shè)計(jì)、規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，只要結(jié)合電壓等級(jí)，切實(shí)做好了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理分區(qū)，從根本上優(yōu)化了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)短路故障的發(fā)生率便得到了有效控制，短路電流也隨之得到了減少。

（2）多應(yīng)用直流輸電。建議在發(fā)電廠、變電站等供電機(jī)構(gòu)內(nèi)部采用直流輸電方式，并利用該方式對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行分區(qū)，分為幾個(gè)各自獨(dú)立的交流系統(tǒng)，以此避免短路電流在不同系統(tǒng)中的相互注入，從而達(dá)到限制短路電流的目的。

（3）合理引用電源接入方式。除了以上提到的兩種方式之外，還可將電源接入方式應(yīng)用其中，通過(guò)電源和系統(tǒng)連接方式，有效限制短路電流。一般來(lái)說(shuō)，電壓值達(dá)到550KV的電網(wǎng)可以考慮接入大容量機(jī)組，而220KV電網(wǎng)在接入電源時(shí)，需要結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際情況作具體分析。

2.2從變電站層面限制短路電流水平

（1）母線分列運(yùn)行。打開(kāi)母線的分段開(kāi)關(guān)讓變壓器分列運(yùn)行，可以有效的增大系統(tǒng)阻抗，從而降低短路電流水平。這種方法對(duì)于變電站中10KV、35kV、110kV側(cè)母線部已經(jīng)普遍使用。但是如果在超高壓電網(wǎng)，比如500kV側(cè)采用該方案，則會(huì)削弱系統(tǒng)電氣聯(lián)系，從而降低電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和安全程度。

（2）高阻抗設(shè)備。在電網(wǎng)的主要矛盾不是暫態(tài)穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，控制短路電流以采取提高設(shè)備的阻抗值來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這要從變電、發(fā)電等各個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)采取措施，才能獲得好的效果。短路電流產(chǎn)生的源頭是發(fā)電設(shè)備，接入電網(wǎng)可以通過(guò)采用升壓變、高阻抗發(fā)電機(jī)以及采用單元制線等方法，從而進(jìn)行短路電流水平的有效控制。但這種方法對(duì)于送電的可靠性無(wú)法保證，對(duì)于電廠調(diào)壓也有不利的影響。

（3）普通限流電抗器。普通串聯(lián)電抗器是把一個(gè)固定阻值電抗器串聯(lián)入電網(wǎng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)是屬于比較傳統(tǒng)的限流技術(shù)，雖然運(yùn)行方法安全可靠、簡(jiǎn)單便捷，但對(duì)于電力系統(tǒng)的潮流分布、系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)有一定的影響，增加了無(wú)功損耗。串聯(lián)電抗器通常都安裝在線路接入處或者母線聯(lián)絡(luò)處。不過(guò)目前在國(guó)內(nèi)，中低壓電網(wǎng)中應(yīng)用不可控串聯(lián)電抗器的情況較多，而在超高電壓電網(wǎng)中的應(yīng)用還不多。

（4）在電網(wǎng)中接入高遮斷容量開(kāi)關(guān)。除了以上所提到的三種限制方式之外，還可利用高遮斷容量開(kāi)關(guān)設(shè)備接入方式，利用設(shè)備所具有的電流限制功能對(duì)短路電流的產(chǎn)生進(jìn)行限制，達(dá)到提高短路電流限制水平的目的。目前，我國(guó)已經(jīng)在220KV以及550KV電網(wǎng)中大量推行、應(yīng)用該方式，并獲得了較好的應(yīng)用效果。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜合上文所說(shuō)，想要提高電網(wǎng)的短路電流水平不是一朝一夕的事情，要把短路電流的控制落實(shí)到未來(lái)電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)劃匯總來(lái)，同時(shí)加大電力市場(chǎng)的改革，不斷運(yùn)用新技術(shù)、新科技提高對(duì)于短路電流的限制水平，相信在不久的將來(lái)我國(guó)對(duì)于短路電爐的限制技術(shù)會(huì)越來(lái)越完善。

參考文獻(xiàn)

[1]林國(guó)武，程云志，葉幼君.某變電站限制短路電流設(shè)備加裝方案的探討[J].沿海企業(yè)與科技，200（04）.

電流和電路范文第3篇

三種直流斷路器結(jié)構(gòu)

1.純機(jī)械式直流斷路器因?yàn)橹绷麟娏鞑煌诮涣麟娏鞔嬖谧匀贿^(guò)零點(diǎn)，直流電弧比交流電弧要難于熄滅。在低壓直流系統(tǒng)中開(kāi)斷小電流，通過(guò)提高直流電弧的電壓、增加限流電阻數(shù)量以等方法可以實(shí)現(xiàn)直流電弧的強(qiáng)迫熄滅。但在中高壓直流系統(tǒng)中，低壓直流系統(tǒng)熄弧方法受到一定的局限性，通過(guò)對(duì)交流斷路器進(jìn)行改造可以實(shí)現(xiàn)中高壓直流系統(tǒng)的熄弧，一般的改造方法有疊加LC振蕩電路或者能量吸收電路。美國(guó)的GE公司的曾提出了一種機(jī)械式直流斷路器，采用的熄弧方法是增加LC振蕩換流電路，圖1給出了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是，無(wú)論交流斷路器的操作機(jī)構(gòu)是液壓還是彈簧的，其分閘在時(shí)間18～65ms之間，合閘時(shí)間在60～150ms之間，這對(duì)于故障電流增長(zhǎng)速度比交流系統(tǒng)要快的多的直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)，不能快速切斷短路電流，隔離故障點(diǎn)，容易擴(kuò)大事故面積。2.全固態(tài)直流斷路器因使用半控型或全控型電力電子開(kāi)關(guān)（SCR，基于SCR研發(fā)的半控型斷路器具有常態(tài)壓降低、開(kāi)斷容量大、控制策略簡(jiǎn)單、整體價(jià)格低以及可靠性較高的優(yōu)點(diǎn)；但在開(kāi)斷直流電流時(shí)需要疊加LC振蕩電路作為換流回路，制造出人為過(guò)零點(diǎn)，使電路結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化，同時(shí)增大了斷路器的整體體積；SCR較低工作頻率使得斷路器的開(kāi)斷速度也較低。基于GTO研發(fā)的全控型斷路器優(yōu)點(diǎn)與基于SCR研發(fā)的半控型斷路器類(lèi)似，且開(kāi)斷速度比后者要高；但GTO的常態(tài)壓降要比SCR高，較高的門(mén)極驅(qū)動(dòng)功率也需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。基于IGBT研發(fā)的全控型斷路器與基于GTO研發(fā)的全控型斷路器優(yōu)點(diǎn)基本相同，且其開(kāi)斷速度更快，但I(xiàn)GBT的容量卻比GTO小，這就意味著開(kāi)斷同樣的電流需要串聯(lián)的IGBT數(shù)量要多于GTO，且IGBT的價(jià)格也高于GTO；比IGBT性能更好的IGCT因?yàn)槌杀具^(guò)高也使全固態(tài)型直流斷路器的成本過(guò)高而不適于推廣。3.混合式直流斷路器混合型直流斷路器采用的關(guān)斷原理是電流轉(zhuǎn)移法來(lái)實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)的開(kāi)斷，綜合了傳統(tǒng)純機(jī)械式靜態(tài)特性和全固態(tài)式動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)其不同的電流轉(zhuǎn)移方式，可將其分為自然換流型和強(qiáng)制換流型。自然換流型固態(tài)開(kāi)關(guān)的構(gòu)成多由GTO、IGBT和IGCT等構(gòu)成，其開(kāi)斷原理為：當(dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧電壓大于電力電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電壓時(shí)，電力電子開(kāi)關(guān)被觸發(fā)導(dǎo)通，當(dāng)電弧不斷被拉大以后，電弧上的壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力電子開(kāi)關(guān)器件的通態(tài)壓降，主電路中的大部分電流都向支路上轉(zhuǎn)移。最終使得主開(kāi)關(guān)在很小的電流下進(jìn)行分?jǐn)?，因此其開(kāi)斷電流能力取決于固態(tài)開(kāi)關(guān)所使用的電力電子器件。圖3給出了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。強(qiáng)制換流型開(kāi)斷原理為：斷路器開(kāi)斷之前，利用外部充電電源給電容C預(yù)先充完電。斷路器分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，打開(kāi)高速機(jī)械開(kāi)關(guān)，與此同時(shí)，觸發(fā)固態(tài)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。電容C給機(jī)械開(kāi)關(guān)反向沖擊振蕩電流，該電流與機(jī)械開(kāi)關(guān)的電弧電流相迭加產(chǎn)生的振蕩電流在電弧拉長(zhǎng)的某一時(shí)刻時(shí)，主電路上迭加的振蕩電流產(chǎn)生強(qiáng)迫型過(guò)零點(diǎn)，電弧被熄滅。電弧熄滅以后電源不斷給電容C充電，當(dāng)電容C的電壓大于氧化物避雷器的閾值電壓時(shí)，電流全部向避雷器轉(zhuǎn)移。完成直流電路的分?jǐn)嗳蝿?wù)。圖4給出了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段的電力電子開(kāi)關(guān)的單管功率不高，多管串、并聯(lián)的控制電路復(fù)雜，存在一定的技術(shù)問(wèn)題，且多管串、并聯(lián)后的散熱也影響斷路器的整體功能，綜上所述，本文提出一種增加限流電路后使用單管IGCT作為固態(tài)開(kāi)關(guān)的中壓混合式斷路器。

改進(jìn)后的混合直流斷路器

改進(jìn)后的混合直流斷路器其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示。其在分?jǐn)喽搪冯娏鞯墓ぷ髟頌椋寒?dāng)線路上發(fā)生短路故障后，限流電路立即抑制線路中的短路電流上升；當(dāng)檢測(cè)電路識(shí)別出短路電流超過(guò)斷路器動(dòng)作設(shè)定值后，即向機(jī)械開(kāi)關(guān)斷開(kāi)信號(hào)，向IGCT發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作，動(dòng)靜觸頭之間產(chǎn)生電弧，當(dāng)電弧電壓達(dá)到IGCT的觸發(fā)電壓后，IGCT即導(dǎo)通，此時(shí)電弧電壓即被控制在IGCT的導(dǎo)通壓降，由于此時(shí)機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭間的電阻大于IGCT的內(nèi)阻，短路電流將從IGCT中流過(guò)。機(jī)械開(kāi)關(guān)即在IGCT的導(dǎo)通壓降和極小電流下分?jǐn)唷．?dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)完全分?jǐn)嗪蠹聪騃GCT出關(guān)斷信號(hào)，IGCT關(guān)斷后，緩沖吸收回路中的RT、CT即減緩關(guān)斷電壓的上升速度，保證IGCT不被損壞，短路電流被強(qiáng)迫轉(zhuǎn)移至MOV中消耗。分?jǐn)嗾ｋ娏髋c分?jǐn)喽搪冯娏髟硐嗨?，這里不做贅述。

仿真及試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)圖4所示的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)在Matlab/Simlink中建立仿真模型，仿真模型中參數(shù)設(shè)置如表1所示。仿真結(jié)果如圖6所示，系統(tǒng)發(fā)生短路后，系統(tǒng)電流快速上升并在0.75ms時(shí)到達(dá)100A，此時(shí)斷路器動(dòng)作，1.25ms時(shí)IGBT導(dǎo)通，開(kāi)始換流。由圖6可以看出系統(tǒng)電流在3.8ms時(shí)下降到0A，完成開(kāi)斷故障系統(tǒng)的任務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

電流和電路范文第4篇

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電站；跳閘；斷路器；探析

2011年10月廈門(mén)220kV某變電站220kV母聯(lián)改造中，廠家現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員弄錯(cuò)保護(hù)裝置型號(hào)，堅(jiān)持認(rèn)為跳閘回路中HBJ和TBJ出口保持繼電器電流整定回路屬于自適應(yīng)方式，無(wú)需調(diào)整，面對(duì)保護(hù)人員的質(zhì)疑，廠家人員在不詳細(xì)查看跳合閘電路板的情況下出示說(shuō)明書(shū)和施工白圖進(jìn)行辯解，但經(jīng)保護(hù)人員詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的跳閘插件硬件默認(rèn)整定狀態(tài)是整定為4A，該型號(hào)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)計(jì)算開(kāi)關(guān)跳、合閘電流為1.3A左右，這將造成HBJ和TBJ電流靈敏度不足，保護(hù)出口自保持回路不可靠，并引發(fā)開(kāi)關(guān)跳閘線圈燒毀致開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，合閘線圈燒毀致重合閘不成功，這些問(wèn)題都將進(jìn)一步擴(kuò)大電網(wǎng)事故。

1 必要性

1.1 要求

為了應(yīng)對(duì)上述所說(shuō)的問(wèn)題，在繼電器保護(hù)方面以及反事故方面有確切的要求，在斷路器的調(diào)合閘線圈中，出口接點(diǎn)的控制回路中，一定要串聯(lián)一個(gè)繼電器，它必須要能夠自保持；多個(gè)繼電器能夠在同一時(shí)間跳閘；對(duì)于防跳繼電器的選用，動(dòng)作必須要非?？?， 這時(shí)的電流一定要比跳閘時(shí)的二分之一要小。

然而，某些制造廠在生產(chǎn)時(shí)沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)定，導(dǎo)致了調(diào)合閘的電流比跳閘時(shí)的二分之一小。某些調(diào)合閘的動(dòng)作電流是可以把斷路器作為依據(jù)，來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，某一部分的不能夠調(diào)整的。

1.2 接地干擾

在圖1之中，C1以及C2都是電纜與地兩者的分布電容。在33 這個(gè)節(jié)點(diǎn)與地相接之前， 它的電位由HWJ、RHWJ以及TQ來(lái)決定的。

接地之后，電容C2經(jīng)TXJ，TBJ，TQ和絕緣性質(zhì)的監(jiān)查設(shè)備構(gòu)成放電回路，放電電流I =U/2R×e-t /τ， 其最大值可達(dá)到U/2R，如果動(dòng)作的時(shí)間過(guò)短， 顯然極易在電流嚴(yán)重減少之前引起跳合閘保持繼電器誤動(dòng)出口跳閘。

2 跳合閘保持繼電器抗干擾試驗(yàn)

在某一個(gè)變電站中，220 kV 的母聯(lián)斷路器由于種種原因，發(fā)生了跳閘的現(xiàn)象。跳閘以后，檢查與之相關(guān)的二次回路，就絕緣性能而言，直流操作回路以及機(jī)構(gòu)箱交流電源兩者之間是不夠好的。之后對(duì)與之相關(guān)的繼電器進(jìn)行檢查。電纜分布電容充放電試驗(yàn)有關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1。

由表2可見(jiàn)，高次諧波分量比基波更容易通過(guò)電容耦合到回路中，并且該操作箱內(nèi)跳合閘保持繼電器最小動(dòng)作電流太小且不能調(diào)整， 直流電壓一有波動(dòng)或有一定外界干擾下極易使防跳繼電器誤動(dòng)。

3 跳合閘保持繼電器動(dòng)作電流調(diào)整方法

3.1 繼保LFP 系列調(diào)整方法

在操作箱之中，跳合閘要保持繼電器TBJ（HBJ）出廠動(dòng)作電流為250mA，如果一個(gè)并聯(lián)電阻也不接入，跳合閘電流全部從保持線圈流過(guò)，可配合的跳合閘電流為0.5 A，就在這個(gè)時(shí)候，它的靈敏系數(shù)是2。并聯(lián)接電阻R，這個(gè)電阻的電阻阻值，它的設(shè)計(jì)，以及保持線圈回路的電阻阻值是幾乎一樣的，由于電阻能夠分流，外部的全部回路的跳合閘的電流是1A之時(shí)，就在這時(shí)，通過(guò)它的電流是0.5 A，它的靈敏系數(shù)則是2。在操作板之上，電阻的阻值是不一樣的，在它們的邊上應(yīng)該標(biāo)上正極的數(shù)值，就在把這個(gè)電阻并入之后，在之前0.5 A 的基礎(chǔ)之上增加電流。

3.2 繼保CJX 系列操作箱調(diào)整方法

CJX 系列的操作箱，它的跳合閘保持繼電器，是具有自適應(yīng)功能的， 在現(xiàn)場(chǎng)，并不是需要對(duì)動(dòng)作電流進(jìn)行調(diào)整的，在實(shí)際的運(yùn)用上，是可以用電壓型的來(lái)替代傳統(tǒng)電流型的。在CJX 系列的操作箱之中，TBJ（HBJ）的線圈，它的動(dòng)作電壓是DC1.5V，在它的線圈上，正向上串聯(lián)了兩個(gè)功率比較大的二極管1N5408。當(dāng)需要進(jìn)行保護(hù)的接點(diǎn)閉合時(shí)，就把調(diào)合閘回路接通了；當(dāng)需要進(jìn)行保護(hù)的接點(diǎn)閉合時(shí)，就把跳合閘回路接通了，正向?qū)ù蠊β实亩O管， 每一只的正向壓就可以降為1.2V，不管電流會(huì)有多大，加在兩端的電壓都是2.4V，都會(huì)啟動(dòng)TBJ（HBJ）。對(duì)于這種設(shè)計(jì)，在自適應(yīng)的范圍之在0.5A與4 A之間，通常來(lái)說(shuō)，它受兩個(gè)方面的影響，一是最小的導(dǎo)通電流，二是最大的承受電流。

3.3 調(diào)整方法分析

保護(hù)動(dòng)作電流的方法有兩種，通常來(lái)說(shuō)，一是調(diào)節(jié)電阻值，二是自適應(yīng)。前者是比較合理的，調(diào)整之后要滿足國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)的準(zhǔn)則以及反措要求。這些調(diào)整的方式是非常奇妙的，優(yōu)點(diǎn)有很多，操作時(shí)非常簡(jiǎn)單，能夠使它的型號(hào)統(tǒng)一，生產(chǎn)起來(lái)比較方便，使設(shè)備的可靠性大大提高，可以直接焊接在電路板上；后者調(diào)整的方法，在實(shí)際的運(yùn)用中，是用電壓型的來(lái)替代傳統(tǒng)電流型的，不必在參數(shù)上進(jìn)行調(diào)整。然而，這種方法是存在著一系列的問(wèn)題，它的動(dòng)作功率P=UI=2.4×0.25=0.60W 太小。

4 結(jié)論

由以上可以得知，為了避免變電站在工作的過(guò)程中，出現(xiàn)直流以及交流電竄入直流系統(tǒng)的現(xiàn)象，在這些非正常的情況下，電纜比較長(zhǎng)的電容進(jìn)行放電，就會(huì)誘使斷路器發(fā)生誤動(dòng)作的現(xiàn)象。除此之外，斷路進(jìn)行在工作的使用，要與實(shí)際情況相聯(lián)系，器的制造商不能夠滿足要求。在產(chǎn)品的投產(chǎn)試用的過(guò)程中，把靈敏度跳到在投產(chǎn)調(diào)試時(shí)應(yīng)把最大靈敏度整定到2.0左右，以此來(lái)使它的抗干擾的能力大大提高。

電流和電路范文第5篇

關(guān)鍵詞：真空斷路器；開(kāi)合電容；老煉試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

從電網(wǎng)運(yùn)行情況看，因開(kāi)關(guān)重燃故障引發(fā)的電容器損壞等事故也時(shí)有發(fā)生。浙江電網(wǎng)均采用經(jīng)過(guò)老煉試驗(yàn)后的真空斷路器，多年來(lái)未發(fā)生由于真空斷路器重燃引起的重大事故。國(guó)家電網(wǎng)公司在新的十八項(xiàng)重大反措里明確要求高壓大電流的老煉試驗(yàn)，應(yīng)引起重視。

一、真空滅弧室的老煉機(jī)理

所謂老煉，就是通過(guò)一定的工藝處理，消除滅弧室內(nèi)部的毛刺、金屬和非金屬微粒及各種污穢物，改善觸頭的表面狀況，使真空間隙耐電強(qiáng)度大幅提高；還可改變觸頭表面的晶格結(jié)構(gòu)，降低冷焊力，增加材料的韌性，使觸頭材料更不容易產(chǎn)生脫落，大大降低真空滅弧室的重燃率。

真空滅弧室老煉試驗(yàn)包括電流老煉和電壓老煉。電流老煉一般是用一百至數(shù)百安培的電流，通過(guò)真空滅弧室的觸頭間隙形成均勻的擴(kuò)散型真空電弧，利用電弧的高溫去除電極表面的薄層材料，同時(shí)消除電極表面層中的氣體、氧化物和雜質(zhì)，改善觸頭表面狀況。

電壓老煉試驗(yàn)是通過(guò)施加高電壓使真空電極放電，燒去觸頭表面的毛刺、雜質(zhì)，提高真空滅弧室的耐壓水平，有利于弧后絕緣的迅速恢復(fù)。采用實(shí)際的電容器回路對(duì)真空斷路器進(jìn)行老煉操作，兼有上述2種方法的效應(yīng)。以數(shù)百安培的電流進(jìn)行電流老煉，同時(shí)又以高幅值的恢復(fù)電壓起到電壓老煉的作用，通過(guò)老煉初期的擊穿放電、合閘時(shí)的機(jī)械捶擊、涌流熱效應(yīng)以及分閘時(shí)的電弧燒灼，對(duì)觸頭表面進(jìn)行處理，能有效提升真空斷路器的抗重燃性能。

二、老煉試驗(yàn)的一般方法和要求

真空斷路器開(kāi)合電容電流老煉試驗(yàn)參照GB1984-2003《高壓交流斷路器》進(jìn)行，根據(jù)試驗(yàn)方式的不同，分三相老煉試驗(yàn)、單相合成老煉試驗(yàn)和單相老煉試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)方式

1.1三相老煉試驗(yàn)

采用三相電源回路進(jìn)行老煉試驗(yàn)與斷路器實(shí)際運(yùn)行狀況基本一致，因此老煉試驗(yàn)優(yōu)選采用三相回路，如圖1所示，圖中：Um為母線對(duì)地電壓；Uf為試品極間恢復(fù)電壓；Uc為電容器側(cè)對(duì)地電壓；Uo為電容器組中性點(diǎn)對(duì)地電壓；I為回路電流；C為電容器組；TA為電流互感器；FD為放電線圈；SP為試品。

圖1典型三相老煉試驗(yàn)接線

1.2單相合成老煉試驗(yàn)

35kV及以上真空斷路器一般采用單相合成回路老煉試驗(yàn)，典型接線如圖2所示，圖中：DL為試驗(yàn)回路斷路器；T1為電流回路變壓器；T2為電壓回路變壓器；T3為電壓回路調(diào)壓器；C1，C2為電流回路電容器組；C3，C4為電壓回路電容器組；L為調(diào)頻電抗器；K1為電壓回路閘刀；SP1為試品被試相；SP2，SP3為試品非被試相；TA為電流互感器；FYn為母線電壓測(cè)量分壓器；FYf為恢復(fù)電壓測(cè)量分壓器；MOA為避雷器；TV為電壓互感器。

單相合成回路的特點(diǎn)是用試品的非被試相作為電壓隔離開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)電壓與電流同步；用電容C4、電抗器L組成重?fù)舸┓烹娭?，模擬實(shí)際重燃放電，提高老煉效果。采用單相合成回路進(jìn)行老煉試驗(yàn)，能有效降低投切過(guò)電壓，減小系統(tǒng)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

圖2典型單相合成老煉試驗(yàn)接線

1.3單相老煉試驗(yàn)

當(dāng)不具備三相試驗(yàn)條件時(shí)，還可采用單相老煉試驗(yàn)，試驗(yàn)接線如圖3所示，圖中：Um為母線對(duì)地電壓；Uf為試品極間恢復(fù)電壓；Uc為電容器側(cè)對(duì)地電壓；I為回路電流；SP為試品；C為電容器組；TA為電流互感器；FD為放電線圈。

圖3典型單相老煉試驗(yàn)接線

2、試驗(yàn)電流

根據(jù)多種大小不同的電流對(duì)真空開(kāi)關(guān)進(jìn)行的老煉和現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試，試驗(yàn)電流過(guò)小，不足以消除滅弧室內(nèi)雜質(zhì)，試驗(yàn)電流太大，則要求系統(tǒng)無(wú)功容量也較大，產(chǎn)生的電壓波動(dòng)也大。當(dāng)老煉試驗(yàn)電流為350～400A時(shí)，電弧呈圓錐形，沿電極表面不斷移動(dòng)，電弧弧柱的電流密度約為105～106A/cm2，具有很好的清洗和凈化效應(yīng)，也不會(huì)燒蝕電極觸頭表面。老煉試驗(yàn)電流和時(shí)間的推薦值如表1所示。電流持續(xù)時(shí)間為0.3s較為適宜，2次試驗(yàn)的間隔時(shí)間主要考慮斷路器的儲(chǔ)能、機(jī)構(gòu)動(dòng)作后的穩(wěn)定、電弧熄滅后滅弧室內(nèi)微電物質(zhì)的穩(wěn)定等因素，同時(shí)要避免間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響試驗(yàn)效率。

表1老煉試驗(yàn)電流和時(shí)間推薦值

3、試驗(yàn)電壓

試驗(yàn)電壓在試品分閘瞬間測(cè)定，其相間電壓應(yīng)不小于系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓，并盡可能靠近試品處。對(duì)于三相試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓用三相試驗(yàn)電壓的平均值表示，通過(guò)示波器或瞬態(tài)記錄儀等設(shè)備來(lái)確定，任何相間的試驗(yàn)電壓與平均試驗(yàn)電壓的偏差不應(yīng)超過(guò)10%。對(duì)于單相老煉試驗(yàn)，于試品處測(cè)得的試驗(yàn)電壓應(yīng)不小于1.4倍額定電壓/。

4、電容回路

電容器回路包括所有必要的測(cè)量裝置，如分壓器等。其電弧最終熄滅后300ms時(shí)斷路器斷口電壓的衰減不超過(guò)10%，并提供1000ms的恢復(fù)電壓。電容器組具有放電回路，關(guān)合操作之前，在容性回路上無(wú)明顯的剩余電荷。三相試驗(yàn)的回路中性點(diǎn)應(yīng)絕緣。GB1984-2003《高壓交流斷路器》要求恢復(fù)電壓時(shí)間不少于300ms，但根據(jù)試驗(yàn)站開(kāi)合容性電流試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，斷路器在電弧熄滅300ms后發(fā)生重燃的次數(shù)約占總次數(shù)的15%，實(shí)測(cè)最大重燃時(shí)間為2150ms，故將恢復(fù)電壓時(shí)間延長(zhǎng)至1000ms。

5、試驗(yàn)次數(shù)

老煉試驗(yàn)的連續(xù)無(wú)重燃次數(shù)及試驗(yàn)總次數(shù)限值如表2所示。當(dāng)三相和單相老煉試驗(yàn)連續(xù)30次、合成老煉試驗(yàn)連續(xù)60次無(wú)重燃后，再次發(fā)生重燃的幾率已遠(yuǎn)小于0.1%。如果三相和單相老煉試驗(yàn)總次數(shù)超過(guò)150次，合成老煉試驗(yàn)總次數(shù)超過(guò)500次后仍有重燃發(fā)生，則通過(guò)老煉試驗(yàn)的可能性比較小。

表2連續(xù)無(wú)重燃次數(shù)及試驗(yàn)總次數(shù)限值

單相合成老煉試驗(yàn)可通過(guò)LC支路模擬重?fù)舸┓烹?，提高老煉效果，但總體上由于對(duì)重燃的電流進(jìn)行了限制，對(duì)滅弧室的清洗作用比較小，因此無(wú)重燃次數(shù)比直接試驗(yàn)要求多30次。

三、老煉試驗(yàn)與型式試驗(yàn)的區(qū)別

真空斷路器開(kāi)合電容電流的型式試驗(yàn)和老煉試驗(yàn)均依據(jù)國(guó)標(biāo)GB1984-2003《高壓交流斷路器》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，兩者區(qū)別如下：

1、試驗(yàn)?zāi)康牟煌?/p>

型式試驗(yàn)用于考核真空斷路器性能，對(duì)重?fù)舸┖蚇SDD次數(shù)有嚴(yán)格限制。老煉試驗(yàn)的目的是改善真空滅弧室性能，對(duì)重燃不進(jìn)行考核，只進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。但當(dāng)老煉試驗(yàn)中頻繁出現(xiàn)重?fù)舸┗騈SDD且沒(méi)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，或試驗(yàn)次數(shù)達(dá)到規(guī)定上限，表明該斷路器真空滅弧室制造質(zhì)量較差，或機(jī)械特性及參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，通過(guò)試驗(yàn)已無(wú)法對(duì)其性能進(jìn)行改善時(shí)，可以終止試驗(yàn)。

2、試驗(yàn)對(duì)象不同

型式試驗(yàn)針對(duì)斷路器某個(gè)型號(hào)規(guī)格的樣品進(jìn)行，試驗(yàn)合格后允許批量生產(chǎn)。老煉試驗(yàn)則面向所有用于并聯(lián)補(bǔ)償裝置的真空斷路器，在投運(yùn)前必須進(jìn)行試驗(yàn)。

3、試驗(yàn)方法和要求不同

型式試驗(yàn)時(shí)為考驗(yàn)觸頭材料、工藝及機(jī)構(gòu)配合，需要進(jìn)行背對(duì)背電容器組的涌流關(guān)合試驗(yàn)。老煉試驗(yàn)一般在單個(gè)電容器組下進(jìn)行，通常不會(huì)出現(xiàn)諸如觸頭熔焊、無(wú)法開(kāi)斷等現(xiàn)象。此外，老煉試驗(yàn)對(duì)合閘角度、分閘燃弧時(shí)間等也沒(méi)有明確要求。

結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，重燃主要出現(xiàn)在真空斷路器滅弧室工作初期，一般在滅弧后幾十至幾百毫秒內(nèi)發(fā)生，并隨著操作次數(shù)的增加而急劇減少，最后穩(wěn)定在基本無(wú)擊穿工況。根據(jù)大量的實(shí)踐和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，12kV和40.5kV真空斷路器的早期重燃率一般約為1.0%和4.0%，通過(guò)老煉試驗(yàn)，能夠消除真空斷路器的早期重燃，有效降低真空斷路器實(shí)際運(yùn)行期間的重燃率。

參考文獻(xiàn)

[1]王季梅.真空開(kāi)關(guān)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.