稳压电路范文
时间：2023-04-02 02:00:31
导语：如何才能写好一篇稳压电路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
工作原理
以松下（画王）TC-33V30H彩电（图1）为例介绍该高压稳压电路。由图1可知：行输出管Q551集电极供电是由140V经R561、易磁饱和电抗器L1514次级、行输出变压器初级9、10绕组提供的。当图像画面为亮景时，显像管中的电子束流增大，阳极高压势必降低，反映在行输出变压器次级高压绕组末端的11脚的电压必降低，也就使加在运算放大器IC1501（BA15218N）3脚（同相输入端）的电压降低，经放大后其1脚的输出电压降低，也就使经R1531加至运算放大器IC1502（BA15218N）3脚（同相输入端）的电压降低，经放大后1脚输出电压下降，即加在IC1502另一放大器6脚（反相输入端）电压降低，经放大后7脚输出电压上升，即经R1514加至Q1501 b极电压上升，Q1501导通增加，使流过电抗器L1514初级线圈的电流增大，于是L1514的电感量下降，次级绕组阻抗下降，导致流过次级绕组，也就是流过行输出变压器初级绕组的电流增大，以增加激励，以使高压升高，反之亦然。这样，由于高压趋于自动稳定，图像尺寸也趋于自动稳定。图中R1512是Q1501工作点调整电阻，即L1514起控点高低的调整。另外Q1503、Q1504是用以稳定光栅尺寸的。当画面为亮景（即高压下降）时，由上述分析可知7脚输出电压是上升的，显然Q1503导通增加，c极电压下降，即Q1504b极电压下降，Q1504导通减弱，其e极电压升高，使得经R1522送至枕形校正电路输出级PNP管b极的电平升高，使输出管导通电阻增大，导致流过行偏转线圈的电流减小，使光栅水平尺寸不至于扩大（这部分电路未画出，详细原理从略），反之亦然。
2.逆程电容容量控制型高压稳压电路
图2所示夏普29N42型彩电高压稳定电路属逆程电容容量控制型高压稳压电路。它主要由运算放大器IC602（LM358P）和控制管Q612等组成。其原理是：当图像较亮时，电子束流较大行输出变压器高压绕组下端（8脚）电压降低经R694、R652后使R653右端（图中A点）电压降低运放IC602的3脚（同相输入端）电压降低同相放大后1脚输出电压降低控制管Q612b极电位下降导通减弱等效电阻增大C634、C635串联构成的行逆程电容的总容量减小行逆程脉冲幅度增大对高压起到提升作用，使光栅幅度不至于扩大。当图像亮度变暗时，控制过程与上述相反，使等效行逆程电容容量增大行逆程脉冲幅度减小对高压起到降低作用，使光栅幅度不至于缩小。在图2 中C646、R647、C668构成π型滤波电路，以滤除IC602的1脚输出的交流成份，使控制管Q612的导通程度能得到平稳控制，R648、TH601（负温度系数热敏电阻）以及R697、R696、D635等构成直流负反馈电路，以稳定运算放大器的放大倍数。
3.行偏转线圈电流控制型高压稳定电路
康佳T3888N彩电高压稳定电路属行偏转线圈电流控制型，如图3所示。它是以几何失真校正集成电路N302（TA8859）为核心的电路构成的。TA8859具有水平、垂直幅度自动调整，光栅各种失真（梯形、枕形、弓形、平行四边形）的自动校正、稳定高压等功能。下面仅对水平幅度的自动调整作一简要介绍：N302 1脚为取样电压输入端，该端输入的取样电压与IC内部的水平幅度调整电路的基准信号进行比较，比较后的误差电压与经校正的场频抛物波复合后又经总线控制得到校准后的场频抛物波，然后加至4脚内部放大器的反相输入端，同时来自水平枕校电路的交直流反馈信号也从4脚输入到内部放大器的同相输入端，经运算放大后的场频抛物波从N302 2脚输出，去自动调整光栅水平幅度大小。当图像画面变亮时，束电流变大，行输出变压器11脚电压会瞬时变低，即N302 1脚输入的取样电压变低，该电压经水平幅度调整电路比较调整后会使2脚输出的场频抛物波中的直流电平分量变高（大家知道:场频抛物波中的直流电平大小主要是控制行偏转电流的幅度，即光栅的水平幅度，抛物波形的凸凹量大小是用以调整水平枕形失真的校正量），于是控制管V03导通增加，c极电压下降V02 b极电压下降，导通减弱由于V02 e极接的是负电压V01 b极电压相对升高V01导通减弱V01c 、e极等效电阻增加，使得行偏转线圈支路对地总的等效阻抗变大流过行偏转线圈的锯齿波电流幅度减小使光栅行幅不至于扩大。另外，由于V01导通电阻的增大，相当于减小了行输出管的负荷，使行管输出电流减小，行逆程脉冲幅度得以提升，高压升高，从而基本保持高压稳定。反之，当图像画面变暗时，过程与上述正好相反，在此不再重复，读者自行分析。实际上，行输出变压器的高压绕组末端还接有ABL电路，在ABL电路的自动控制下，荧屏亮度的变化也不是十分显著，再加之光栅水平幅度的自动控制，显像管的阳极高压基本稳定不变。
故障检修
由上面的原理分析大家可以看出，高压稳定电路是一个闭合控制环路，其取样输入点通常在行输出变压器的高压绕组的末端（也是ABL电路的取样点），然后经放大控制电路，最后通过控制行输出变压器初级的激励电流或控制行逆程电容的大小或控制行偏转线圈中流过的锯齿波电流大小来使取样输入点电压恢复到正常值，从而达到高压稳定之目的。上述的控制过程所用时间很短，通常只有几十微秒，所以观看者根本看不出来高压瞬间变化而引起的光栅幅度的变化。从维修实践来看，高压稳定电路发生问题引起彩电的故障根据电路形式或损坏的情况不同，除引发光栅的缩胀外（注：高压变化引起的光栅缩胀与+B电压不稳，即开关电源内阻变大所引起的光栅缩胀现象正好相反，高压变化引起的光栅缩胀现象是：亮画面时因高压下降光栅水平幅度变大，暗画面时高压升高，画面缩小。而开关电源内阻变大引发的现象是：亮画面时光栅水平幅度变小。反之，暗画面时光栅水平幅度应变大），有的则会引起光栅行幅一直很大，有的甚至引起彩电黑屏（保护电路动作）。所以检修高压稳定电路必须从故障现象入手，将怀疑的高压稳定电路从主电路中部分或整个彻底断开，从而判断故障是否由高压稳定电路损坏所为。从维修实践得知，如果高压稳定电路的末级发生的是短路性损坏，多数是引发光栅行幅一直很大或保护电路动作（黑屏）故障，而其余部份发生故障一般只会引起光栅的缩胀故障，因此，如果彩电发生亮画面光栅扩大，暗画面时光栅缩小的故障，直接检修高压稳定电路即可，如果发生了光栅行幅一直很大或黑屏故障，那么为了确定该故障是否由高压稳定电路故障引起，可断开高压稳定电路输出级，如果故障现象消失，就说明是高压稳定电路输出级损坏所致，从而给检修工作指明了方向。然后再通过测试电路相关元件，逐步缩小范围，直至找出故障点。请看下面检修实例：
[例1]故障现象一台松下TC-33V30H彩电出现图像内容为亮画面时，光栅幅度基本正常，但图像内容为暗画面（夜景）时，光栅幅度缩小，屏幕四周有约1cm的黑边故障。
分析与检修 显然，这是高压稳定电路出现故障所致的光栅缩胀现象，该机的高压稳定电路见图1。首先断开取样输入电阻R1501，故障现象丝毫不变，表明的确是高压稳定电路未起作用。接下来将R1501复原，调整取样电阻R1551,发现光栅水平幅度的确有所变化(后来检修发现,实际上这是Q1503、Q1504送至水平枕校电路的直流电平引起行偏转线圈的电流发生变化所致)。由此说明，高压稳定电路中的放大部分正常，问题可能在输出级。经查，易磁饱和电抗器L1514绕组没有断路现象，输出管Q1501c极为12V电压(正常应为8.4V)，显然未工作，测b极有4.4V电压（正常为4.3V），但焊下Q1501检查，却正常。接下来准备测e极负反馈电阻R1517（56Ω）时，发现焊点有一圈明显裂纹，经补焊后试机，故障排除。
[例2]故障现象一台夏普29N42彩电，出现行幅严重扩大、光栅亮度明显降低的故障现象。经开盖检查，发现行输出管发热严重。
分析与检修 由现象分析，这有两种可能：一是行输出变压器短路；二是行逆程电容严重漏电或高压稳定电路输出级出现短路故障。该机的高压稳定电路见图2 。经测+B120V电压基本正常，且行输出变压器线包不是很热，故行输出变压器短路的可能性不大。经进一步检查发现下置行逆程电容C635两端电压几乎为零，怀疑它已击穿损坏，但经查却正常。再在路查C635两端正、反向电阻，发现均只有几百欧，故高压稳定电路输出管Q612损坏的可能性最大。经查Q612果然损坏。除此之外，还发现C668、IC602等元件也击穿。更换上述元件后，故障排除。
[例3]故障现象 一台康佳T3888N彩电，开机时有正常伴音，但光栅还未出现，机器就自动关机，声音也没有，只有指示灯亮。
分析与检修
由现象分析，这极有可能是机器出现过压、过流故障而引发的机器保护现象。首先断开开关电源的+B输出,用假负载试机，发现开机后+B输出正常。据此说明开关电源本身没有故障，且输出没有过压，问题极有可能是过流或第二阳极高压过压而引起彩电保护电路动作。随后断开行输出管+B（125V）供电端（即行输出变压器2脚的连线），串入一只1A量程的电流表，试机，发现电流表读数为0.8A，且还在增大，随后由于自动关机，电流表读数为零。显然这是机器过流而引起的保护。为了确定是否因高压稳定（水平枕校）电路发生故障所导致，试断开LD02后试机，机器不再保护，且出现带枕形失真的光栅。据此，说明故障的确是由高压稳定（水平枕校）电路发生故障所致。经对该电路元件作仔细检查，果然发现其输出管V01（2SB688）软击穿，更换后试机，故障不再出现。
篇2
关键词：网络图论；节点导纳矩阵；稳压电路；串联反馈
中图分类号：TM13 文献标识码：A
文章编号：1004373X(2008)0516504
Research on Analysis of Transistor Constant-voltage Circuit Based on Feedback in Series
LI Rong,WANG Xiaohong
(Shaanxi Polytechnic Institute,Xianyang,712000,China)
Abstract：In this paper,based on the view point of network graph theory,we build the mathematics model of linear network which contains controlled devices.Then,the explicit function descriptive relationships of the electric parameter which belong to the whole network are given out.Using the parameter separating out method,we resolve the problems of the electronic circuit model.As a result,we make the network analysis systematically and build the foundation for the computer analyzing and designing.According to the characteristics of electronic circuits,a node-matrix analytical method is used to deduce the analytic equations.These equations are used to computing the constant-voltage coefficient,the output resistance of the constant-voltage source.Furthermore,we analyze the performance alternation of the constant-voltage source caused by the changes of circuits′ parameters and structure qualitatively and quantitatively.
Keywords：network graph theory;node matrix;constant-voltage circuit;feedback in series
1 串联反馈型晶体管稳压电路的计算模型
串联反馈型晶体管稳压电路中含有的元器件种类繁多，把他作为我们研究问题的对象， 使得研究结果具有普遍性。串联反馈型晶体管稳压电路如图1所示。图中，[AKU・]i为电网电压经变压、整流、滤波后的输出电压值；VT1为调整管，VT2为放大管，VD为稳压管， 内阻为r。假设，VT1的参数为rbe1,β1；VT2的参数为rbe2,β2。
根据电路图可知电路有5个独立节点，输入为节点1，输出为节点5，其余节点按顺序标于图中。
根据放大电路导纳矩阵的建立方法，可以对此电路建立计算模型。
(1) 首先去掉晶体管VT1和VT2，写出剩余部分电路的导纳矩阵。
此导纳矩阵即是用来描述串联反馈型晶体管稳压电路的数学模型。对于稳压电源而言，我们所关心的是稳压电源的输出电压是否恒定、输出电阻是否很小、稳压系数是否很小。有了稳压电源的数学模型，下一步的问题就是如何对数学模型进行求解。
2 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解
2.1 串联反馈型晶体管稳压电路性能指标的求解
对于直流稳压电路来说，可以假设有两个外加恒流源电流，分别记为[AKI・]│1和[AKI・]│n，方向以从外节点流入为正。这样整个电路的方程组包括反映信号源和负载的方程各一个。由于对外只有两个节点，可以用两个方程来描述，再考虑外加恒流源和支路电流关系的两个方程，总共6个方程来描述。利用直流稳压电源的节点导纳矩阵，可以得到端口方程：
式中，Δ为稳压电路节点导纳矩阵的行列式；Δ11为此导纳矩阵中位于第1行第1列的元素所对应的代数余子式；Δn1为此导纳矩阵中位于第n行第1列的元素所对应的代数余子式；Δ1n为此导纳矩阵中位于第1行第n列的元素所对应的代数余子式；Δnn为此导纳矩阵中位于第n行第n列的元素所对应的代数余子式。
由图1可知[AKI・]│1=[AKI・]1,[AKI・]│5=[AKI・]5，并代入式(6)，得:
式(11)和式(13)就是描述稳压电路质量指标的解析式，从而作为求解稳压电源的质量指标的依据。对于直流稳压电源来说，只要建立形如式(3)的节点导纳矩阵，并计算出他的行列式以及相应的代数余子式Δ,Δ11,Δ15,Δ55,Δ11,55，代入式(11)或式(12)以及式(13)或式(14)，就可以求出稳压电路的稳压系数及输出电阻。
3 参数变化和电路结构的改变对稳压电源性能指标的影响
用以衡量稳压电源稳压特性的指标是质量指标。在电子线路中常用的质量指标有稳压系数输出电阻和纹波电压等。对于稳压电源来说，稳压电源的输出电压越稳定、输出电阻越小、稳压系数越低，稳压电源的稳压效果就越好。通过对稳压电源的分析，根据不同的需要可以采用不同的方法来改变相应的质量指标。下面针对几种不同的方法给出相应性能指标的解析式。
3.1 参数变化对稳压电源性能指标的影响
造成电路参数变化的原因大致有两种:第一种是自然条件发生变化引起的。常见的有环境温度的变化，会造成晶体管输入电阻rbe、电流放大系数β等发生变化，势必会造成晶体管节点导纳矩阵中的元素值发生变化；第二种是人为因素造成的，比如改变电阻值，更换晶体管等，也会改变晶体管节点导纳矩阵中相应的元素值。这两种情况，仅仅是改变了放大电路导纳矩阵中的某些元素的值，并不会改变放大电路的节点数。在分析参数变化对稳压电源性能指标的影响时，可以采用相关的解析式求得相应的数值和参量变化后性能指标的相对变化率。
在此以更换调整管为例，说明其对稳压电源的性能的影响。为了提高稳压电源的输出电流，我们可以采用大功率的晶体管作为稳压电源的调整管。此时电路的节点数不发生变化，放大电路的附加矩阵[WTHX]Y[WTBX]δ就是调整管的节点导纳矩阵[WTHX]Y[WTBX]VT1，既有:
式(15)中的行号、列号b,c,e应分别与晶体管的基极、集电极和发射极在稳压电源中的实际编号相对应。对于┩1所示的串联型直流稳压电源来说，b,c,e分别对应于节点2、节点1和节点50,在式(15)中，他的二阶及二阶以上的高阶子式的行列式都为零，只有6个一阶子式为非零值，可以找到由[WTHX]Y[WTBX]δ造成的相应代数余子式的增量值：
到第e行上，然后去掉第b行第b列构成的累加代数余子式；Δij,(c+e)(b+e)为在[WTHX]Y[WTBX]矩阵中去掉第i行第j列，把第c行加到第e行上，把第b列加到第e列上，然后去掉第c行第b列构成的累加代数余子式。
有了式(16)，可以得到更换晶体管之后对稳压电源性能指标造成的影响：
(1) 稳压系数
3.2 电路结构的改变对稳压电源性能指标的影响
为了改善电子电路的性能，可能需要添加一条支路，或者把原有的某条支路改变接点的位置，或者插入某个环节，或者将两个节点短路等，这都使得电路结构发生一定的变化。这种变化不仅改变了导纳矩阵中元素的位置，甚至会扩大或缩小导纳矩阵的阶数。为了方便分析问题，假设放大电路的节点数不变，从而研究电路结构发生某种变化对稳压电源性能指标产生的影响。
3.2.1 在不同节点处加接电容对纹波系数的影响
对于图1所示的串联反馈型晶体管稳压电路，为了减小纹波系数，常采用对地跨接一个大电容的方法来实现。至于这个电容的容值有多大，接在哪个节点上，我们要经过理论计算和实际物理实验加以验证并得到确定。下面针对此电路，求解在不同的节点处跨接相同电容的情况下的纹波系数的解析式。
(1) 在i=2,k=0处跨接电容C1，此时附加矩阵为：
参考文献
［1］汪蕙,王志华.电子线路的计算机辅助分析与设计方法[M].北京:清华大学出版社,1996.
［2］王增福,李涎,魏永明.新编线性直流稳压电源[M].北京:电子工业出版社,2004.
［3］康华光.电子技术基础模拟部分[M].4版.北京:高等教育出版社,1999.
［4］童诗白.模拟电子技术基础[M].2版.北京:高等教育出版社,1988.
［5］沈尚贤.电子技术导论[M].北京:高等教育出版社,1986.
［6］邓汉馨,郑家龙.模拟电子技术基本教程[M].北京:高等教育出版社,1988.
作者简介
李 戎 女，1960年出生，陕西工业职业技术学院副教授，硕士。
篇3
高压输电线路的耐雷水平与绝缘水平成正比，保证高压输电线路有足够的绝缘水平，加强检测零值绝缘子，是提高线路耐雷水平的主要手段。在设计高压输电线路时，要比较各种绝缘子的绝缘水平，保证其绝缘性能和今后的运行方便。其中合成绝缘子在电力工程输电线路设计中被广泛应用，因为合成绝缘子具有绝缘效果好、抗老化性能好、机械性能优秀、结构稳定、抗污闪性能好、运行效率高、耐电蚀性优异、重量轻等优点。
二、设计防雷保护
防雷技术是否完善能够关系到整个电力系统能否正常运行，是电力系统维护的重要部分。我们需要实施防雷结构设计，针对不同的电力系统结构，解决雷电打击的问题。防雷保护需要把握好不同装置之间的搭配运行，借助于各类防雷装置引进防雷技术，并且工作人员需要借助于不同的施工技术维护高压输电线路。①屏蔽保护。借助于计算机装置性能，在设计保护方案时做好各方面的检测处理，重点屏蔽外来的干扰信息，保护电力系统设备。②设备保护。防雷保护需要依赖各种相关的设备，特别是计算机装置。所以需要电力系统工作人员每隔半个月左右需要对所有设备进行全面的检修，工作人员需要及时处理装置出现的问题，如果不能维修好及时更换装置，保持装置的可用性，增强防雷效果。③接地保护。接地就是通过接地装置将设备的某一部分通过与土地连接，是世界上最古老的安全保护措施，接地装置可以把高压输电线路上的强电压、强电流引入地下，达到防雷保护。
三、选择合适的横担
选择横担非常重要，一般要根据现场具体条件分别考虑导线的粗细、导线的根数、档距的大小。选择的导线的过粗、导线的根数过多、档距太大，就会浪费材料；选择的导线的过细、导线的根数过少、档距的太小，不符合相关标准，会有潜在的隐患。通常在单相线路习惯用∠50×5×500或∠50×5×800型横担，在三相四线制线路中选择∠50×5×1500型横担，在选择横担时，既要考虑档距和导线截面，还要考虑气候条件和架设导线的根数等因素。一般气候条件正常的情况下，档距在标准范围之内，导线在50mm2以下，应该选择∠50×5×500，∠50×5×800或∠50×5×1500型号的横担。如果档距过大或者导线截面在50mm2及以上，恶劣的气候之下，应该选用∠63×6型横担。
四、输电线路的智能化设计
将现代先进的计算机技术、传感技术、网络技术同物理电网结合起来，形成新型智能化的高压输电线路。为了高压电网的稳定性、安全性、经济性和高效性，高压输电线路必须实现智能化的高压电网。智能高压电网具有：经济、安全、稳定、兼容、可靠、高效等优点，主要强调让电网具有自我恢复和自我预防的自愈功能，及时发现和解决故障隐患，快速进行自我恢复或者隔离故障，掌握电网的运行状态，避免事故的发生。
五、结语
篇4
由汽车电气系统供电的电路必须在恶劣的环境中工作。瞬态电压包括随机瞬态电压和周期性瞬态电压。周期性瞬态电压—如开动引擎—可以产生几百伏的电压，但是，对汽车电子最严重的瞬时现象却来自负载突降(Load-dump)。
当交流发电机向负载提供充电电流时，电池的快速断开所引起的能量突然释放就是负载突降。此外，由于使用了串联堆叠的电池，汽车发动时能产生过压条件。其它的瞬时现象是点火系统噪声、继点器打开及闭合以及一次性事件如保险丝熔断。
幸运的是，大多数剧烈的高能瞬态电压或电流都可以由干扰抑制器处理；典型情况下，都位于对源具有高阻抗路径的关键(且昂贵)元器件附近。汽车的干扰抑制器必须能够承受峰值功耗超过1,500W的重复性负载突降并把电池轨的漂移限制为小于±40V。
附加的保护电路通常需要进一步调整电压轨。反极性二极管与电池轨上的附加负载电路串联，可以有效地抑制负电压尖峰。设计工程师是否能把瞬态电压箝制在40V以下取决于接收该电压的电路。从该电压接收电源的DC/DC调整器必须能够承受至少40V的电压，以防止功率元器件和控制电路的过压。如果不牺牲有益的功能，如满足设计规范目标所必需的同步操作，大多数现代脉宽调制(PWM)控制器不能承受超过40V的电压。
对于通常小于0.1A的轻载电流，唯一有效的办法是采用限流电阻和箝位齐纳二极管，以保持串联电阻的损耗不过大。下图描绘的电路提供了一种把输入电压箝制到需要的最大电压的方法，与此同时，仍然保持大电流传输能力并最小化“典型的”非瞬态操作期间的损耗。
在电路的设计中，由齐纳二极管D2把输出电压限制在27V。输出电压打算以30V的绝对最大额定电压为DC/DC转换器供电。对于12V的稳态输入，三极管Q2处于“关”态，而电阻R3把p沟道FETQ1的栅极拉到地电平，从而打开Q1。
对大于约3V的输入电压，Q1开始传导电流；并在4.5V被完全增强。Q1两端的电压降相当低，并由其Rds-on额定值和输出负载电流来确定。例如，当输入为14V、负载电流为3A时，Q1两端的电压降仅仅为0.16V。对于高的输入电压，二极管D1防止FETQ1超过最大的20V栅-源门限电压。对于输入电压没有超过20V的设计，D1是不需要的。
随着输入电压的上升，输出将跟随输入电压的变化，直到达到齐纳二极管D2的击穿电压并传导电流。在这一点，输出电压被箝位到齐纳二极管D2、R4和R6这三个元器件的端电压的总和。R4和R6两端电压的总和大约仅仅为0.6V。
三极管Q3被配置为一个射极跟随器，因而电流增益大约为1。由于集电极电流流过Q3，它为Q2提供偏置，从而开始减少FETQ1的栅源电压。输出电压被保持在27.6V，因为FETQ1降低了跨越在它两端的额外输入-输出电压，担当着线性调整器的作用。随着输入电压增加，输出不会增加，因为额外电流流过齐纳二极管D2并迫使Q2降低Q1栅源驱动电压。这种闭环反馈防止输出电压的变化。
该电压箝制电路把输出电压限制为27V
系统稳定性
由于采用负反馈闭环控制系统，稳定性对于可预测和可靠的工作是至关重要的。闭环增益和相位裕量决定系统对外部扰动作出响应的良好程度，如输入电压的变化。
三极管Q3被有意配置为单位增益，为的是不在反馈路径引入额外的增益。三极管Q2提供等于其测试版的电流增益，典型值在50到200之间。FETQ1也提供一个等于输出负载电阻乘以跨导的增益，该增益的数量级也是200。总的闭环直流增益是这两个增益项的乘积，其数值相当大，大于80dB。负载电阻和输出电容在传输函数中引入了一个极点，从而在50Hz以上使FETQ1的增益以-1斜率或-20dB/十倍频程滚降。输出电容的等效串联电阻(ESR)也增加了一个由ESR和其电容设置的零点。这就使6KHz以上的频率响应扁平化。仔细形成Q2增益的频率响应，就可以提供一个总体可接收的闭环频率响应。
由R2、C3和C4组成的补偿网络对频率响应曲线做了必要的修整。Q2的增益从直流开始以-1为斜率降低，直到由R2和C3串联组合引入的零点。该零点对齐50Hz附近的极点。R2和C4的并联组合引入了一个与6KHz零点对齐的极点。总的有效环路增益现在维持-1斜率的下降，直到跨越单位增益，如下图所示。实例电路显示，在几乎所有负载条件下，负载电流大于0.5A且相位裕量为90度的带宽至少为70KHz。因为存在由负载电阻和输出电容设置的低频极点，带宽会随着负载电阻的增加而减少。
下图显示，输出电压对大的不规则瞬态输入电压的响应。一旦输入电压超过27V齐纳二极管D2的额定值，输出电压就被箝位并在抑制输入的进一步变化上发挥良好的作用。
输出电压被箝位在需要的电平(红色)
为了防止FETQ1遭受过压，必须考虑若干重要的因素。Q1上的电压、电流和功率压力必须维持在该器件的安全工作区域(SOA)曲线之内。重载和Q1两端的大电压降(在持续不变的过压情况下)将把该器件推向极限。如果工作在SOA曲线之外，FET将耗散非常大量的功率，由于该器件可能不具备热传导能力，因而不能在如此短的时间内散热，最终FET可能失效。
此外，如果输入瞬态电压的变化斜率非常高，而跟输入源电压串联的电阻很少或没有，那么，就会导致极高的峰值输入电流，因而再次可能超过Q1的SOA曲线所规定的安全工作范围。为此，有必要在输入端串联一个足够大的电阻，以限制流过Q1的峰值输入浪涌电流。缓慢变化的输入电压也将有助于限制峰值输入电流。
篇5
关键词：高压；架空线路；杆塔基础；施工方法；稳定性
中图分类号：TM754 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0112-02
高压输电线路杆塔基础是其杆塔地下部分的总称，对于高线输电线路而言，杆塔基础的稳定性是保证其安全稳定运行的关键。但由于杆塔基础施工是典型的地下隐蔽工程，使其稳定性问题变得复杂。基于此，笔者结合工作实践，对这一问题进行探讨和分析。
1 杆塔基础的选型原则
1.1 杆塔基础选型的基本原则与要求
高压线路杆塔基础选择时要遵循以下基本原则：其一，要按照高线输电线路的基本情况以及所在地域的地理、地质条件选用合理的基础结构形式，以达到改善基础受力状况的目的。其二，要尽可能利用原有地基自身的承载特性，因地制宜采用原状土基础，在达到稳定性要求的基础上有效降低成本。其三，要注重环境保护以及可持续发展战略的要求，根据实际情况选择全方位高低主柱基础和铁塔长短腿配合使用的杆塔基础方案。
1.2 基础优化设计原则
高压输电线路杆塔基础优化设计的最终目标是要兼顾工程施工的经济效益和基础的基本性能要求即确保其稳定性达到要求，而这一目标实现的关键在于要按照塔位所在的实际地质条件和输电线路对杆塔形成的作用力情况进行综合考虑和合理规划，同时考虑混凝土和钢材消耗量等因素进行杆塔基础优选和施工方法优化，使这些基本指标达到最优化的保证。
2 杆塔基础选型与稳定性的关系
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，其主要的作用是对线路杆塔起到稳定作用，防止杆塔在导线自重、风载、覆冰、断线张力等垂直载荷、水平载荷和其他外力作用下而发生拔出、下压或倾覆事故。杆塔基础类型较多，根据铁塔类别、地质条件、承受外力和施工方法的不同，可以分为不同的类别，下文从杆塔基础稳定性出发就典型的几种杆塔基础类型做一对比和优化选择分析。
2.1 掏挖类基础的稳定性
掏挖式基础是高压输电线路建设中应用较为广泛的杆塔基础型式之一，它主要分为大开挖基础类、掏挖扩底基础类和爆挖桩基础类三种型式。大开挖基础是指将杆塔埋置于预先挖好的基坑之内，然后把挖出的土方进行回填、夯实而形成的基础类型。这种基础的稳定性主要依靠回填土构成的土体结构来保证，由于扰动之后的回填土虽然经过夯实处理，但是不可能能够恢复到原状土的基本性能，因此其稳定性并不理想，在施工中为了使其稳定性提高往往会采取加大开挖尺寸的方法，这必然会增大土方开挖量。但由于这种基础施工较为简便在实际工程中仍较为广泛的应用；掏挖扩底基础是指利用混凝土将钢筋骨架固定于预先开挖好的土胎内而形成的基础。该基础型式的上拔稳定性主要依靠原状土构成的抗拔体来保证，因此其抗拔性能和横向承载能力有所提升，且该形式具有节省材料、工序简单等优点，其缺点是浇筑过程中容易出现漏浆现象；爆挖桩基础指利用混凝土将钢筋骨架浇筑在爆扩成型的土胎内的扩大端而形成的短桩基础。该型式在可爆扩成型的粘土中使用较为适宜，其抗拔体的抗拔强度和天然土的强度相近，具有较好的抗拔性能，而且其下压承载能力也较一般的平面地板有所提高。
2.2 岩石基础的稳定性
岩石基础是采用水泥砂浆或细石混凝土将锚筋灌注固定于预先钻凿成型的岩孔内而形成的杆塔基础，如图1为岩石基础的基本型式。该基础充分利用了岩石、砂浆和锚筋之间形成的强有力的粘结力，因此具有良好的抗拔稳定性。这种基础主要适用于山区岩石覆盖层较浅的塔位，并以浅层的岩石结构的整体性和坚固性代替混凝土，大大减少了基础材料的使用量和岩石开挖量，特别是在地处偏远的山区采用这种基础型式具有显著的经济效益。
2.3 复合式沉井基础的稳定性
复合式沉井基础在地下水位较高或容易产生流砂的软土地质条件下使用较多，在实践中，该基础型式具有埋深大、整体性好、稳定性高等优点，其较大的承载面积可以承受来自多个方向的复杂载荷的作用，而且沉井在提高基础的抗拔性能的同时，还具有挡土、挡水的功能。在深基础或地下结构中有较为广泛的应用。
2.4 预制基础的稳定性
混凝土预制基础是指在工厂中预制好基础并运输到施工塔位后，将其安装在预先挖好的基坑内而形成的基础。由于该基础将塔腿主材直接锚入到基础之中，省去了踏脚板和底脚螺栓的使用，减少了材料使用、降低了工程造价。从已经施工的预制基础项目来看，这种基础的稳定性可以得到保证，但是该基础对施工精度的要求较高，施工工期也会比其它的基础类型要长。
2.5 不等高基础的稳定性
不等高基础又称为高低腿基础，该基础是对因地制宜原则的最好应用，它充分的利用了山区陡峭的斜坡地形，将基础主柱加高后形成具有高低差的基础，如图2为不等高基础的基本形式。这种基础在确保杆塔基础的稳定性的同时充分利用杆塔周围的自然地貌，大大减少了土石方开挖量，对塔位周围的植被也减少了破坏，使其在保护林木、植被等生态环境的同时降低了工程费用花费。
3 提高杆塔基础稳定性的施工方法
高压输电线路杆塔基础的承载能力和稳定性，除了要以塔位地基地质情况、自然地形地貌以及经济性等因素为依据通过基础类型优选而得到保证之外，还要通过防止跑浆露筋现象发生和加强基础附近土体的密实度、强度来进一步提高。在工程实践中加强土体密实度和强度的方法很多，其中最实用的主要有压力注浆法和震动密实法这两种方法。
3.1 跑浆露筋的防范方法
在工程施工实践中可以通过以下几项措施来防止或避免跑浆露筋现象的发生：①在立柱砼浇注过程中应向外角下料，以保证立柱内外角的砼浆石达到均匀一致的要求。②在砼浇制作业进行到阶梯结合处时，将上层模板的外侧底部四周和下层阶梯砼之间的空隙用砼填满，再向上层阶梯模内浇灌砼，当浇灌到一定高度时要进行捣固处理。③斜插基础浇制过程中，测量人员各项参数加密检测，以及时发现误差及时整改。④将斜插基础主角钢的位置控制作为关键项点，在基础施工前，预先制作砼垫块，并对垫块的相关数据进行测量，以保证其操平找正，之后用砂浆及碎石将垫块的四周进行填塞，保证其稳定。⑤在基础回填时要保证基础周围回填的均匀性，从而避免基础移位或倾斜情况的发生。
3.2 施工方法
①压力注浆法。利用气压或液压产生的压实作用，把浆液通过渗透、挤密和填充等方式均匀的压入到填料地层中，使松散的土粒胶结成一个均匀整体，从而达到加固土基和减少沉降的目的。压力注浆法施工的关键在于要按照设计要求将直径为150 mm，长度和基础埋深相当的套管打入土中，然后利用套管下部的排浆口向土中压入水泥浆，同时逐渐增大压力直到水泥浆从相邻的套管中溢出为止，等注浆作业结束3～4 h之后，就可以将套管拔出。压力注浆法施工简便、可操作性较强，其注浆效果主要由土基和套管外币之间的密实程度来决定，同时还和回填土的粘度等因素有关。②振动紧密法。将重量为1.8 t左右，长度为1.8 m，直径为38 cm的振动头深振入土基之中，以达到降塔位区域内的土基被振实而提高基础稳定性的方法。如果振实过程中深度不足还可以采用加长振动头的方法加以弥补。当振实作业完成后还要在振动形成的孔中填充碎石，使碎石形成桩体而增加土体的密实度，从而提高基础的稳定性。
4 结 语
综上所述，本文通过对杆塔基础选型原则的阐述，从杆塔基础优选、施工方法优化等方面讨论了保证杆塔基础稳定性的措施和方法，当然提高基础稳定性的措施不仅限于此，这些措施的获得还需要工程技术人员在施工实践中进行总结、分析与提炼。此外，不管是在基础选型设计、施工以及投运后的维护等工作中，都要遵循因地制宜、实事求是、科学化、规范化的工作原则，这些工作做好了才能使基础稳定性的各项要求得到保证。
参考文献：
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关键词：高压直流行波保护EMTDC小波变换
1引言
随着我国电力事业的蓬勃发展，将越来越多地采用高压直流输电作为长距离输送电能方式。目前，我国已有多项直流输电工程投运，举世瞩目的三峡工程也已经开始投运。因此，如何保证直流线路的安全稳定运行，提供一种高速可靠的线路保护方案，就成为一个急待解决的直流输电技术问题。
由于行波保护具有超高速动作性能，同时能够克服传统工频量保护易受电流互感器饱和、系统振荡和长线分布电容等影响的缺点，目前，世界上广泛采用了行波保护作为高压直流线路保护的主保护。然而，目前国内外所投运的行波保护普遍存在着可靠性不高的问题。因此，有必要对现有行波保护开展进一步的研究，使行波保护在实际工程中能够具有更高的可靠性和抗干扰性能。
2工程中行波保护存在的问题
国内外相关资料显示，目前所投运的行波保护普遍存在着受扰动容易误动的问题。分析其原因，主要有以下几点：
1)行波保护判据中多采用电流、电压值的瞬时值，在计算时，具体所选择的计算点的值将直接影响判别式输出的值，因此，由噪声等干扰引起的数据采样值的波动很容易影响计算点的值，从而引起判别式误动作。
2)由于线路使用的耦合电容分压式电压互感器，传变暂态信号的能力较差，使得二次侧获取的行波电压信号误差较大。
3)换相故障、交流侧故障等都可能引起直流线
路上出现交流分量的暂态分量，以及电力线路上由雷击、开关分合、空线合闸等所造成的干扰，都和暂态行波有相似之处，从而影响行波的识别。
4)当接地电阻较大时(100Ω以上)，行波保护不易区分逆变侧平波电抗器正反向故障。这是由于在接地电阻较小时，平波电抗器线路侧(正向)故障时的行波波头幅值和陡度都较大，而在逆变器侧(反向)故障时，由于受到平波电抗器的平滑作用，行波波头的幅值和陡度都较大地减小了，从而得以正确区分；然而，当正向经高阻接地时，正向行波波头的幅值和陡度都减小，以至与反向故障时(金属性接地)所传播到整流侧的行波波头相混淆，从而无法区分。
3行波保护判据的研究
作者首先建立了基于交直流电磁暂态仿真软件EMTDC的高压直流输电系统仿真模型，并在仿真模型上构造各种类型的直流线路区内外故障，以获取HVDC系统的运行特性以及故障数据；在此基础上对实际工程中广泛采用的行波保护判据(ABB公司和SIEMENS公司)进行了对比性分析研究，并提出了基于小波变换的行波方向保护新原理。
本文以天广(天生桥—广州)直流输电工程为仿真模型，其主要运行参数为：1800MW，1．8kA，500kV，12脉波，双极双桥。如图1所示。
3．1ABB行波保护判据
(1)基本原理
其基本原理是：当直流线路上发生对地短路故障时，会从故障点产生向线路两端传播的故障行波，两端换流站通过检测所谓极波b(t)＝ID·γ－UD(式中：γ为直流线路的极波阻抗，ID和UD分别为整流侧直流电流和直流电压)的变化，即可检知直流线路故障，构成直流线路快速保护；另一方面，故障时两个接地极母线上的过电压吸收电容器上会分别产生一个冲击电流ICN1和ICN2，利用该冲击电流以及两极直流电压的变化即可构成所谓地模波Gwave，根据地模波的极性就能正确判断出故障极。
这里：ID1和ID2分别为极1和极2上整流侧线路直流电流；UD1和UD2分别为极1和极2上整流侧线路直流电压；IEL为整流侧架空地极线上的电流。电流电压的极性和方向如图2所示。
(2)仿真实例
下面举例说明该行波保护判据的具体判别过程：以极1上距整流侧480km发生100欧姆接地故障为例。
图3和图4分别显示了故障时的直流电流、电压波形以及极波、地模波的波形。其中：pwave1为极1上的极波；pwave2为极2上的极波；cwave为地模波；故障发生时刻为1．600s。由图可见，在1．6016s时检测到极波pwave1的变化率大于整定值，于是起动极1故障判别式；再对地模波cwave自波前时刻后的10个采样点进行积分求和得Swave大于整定值，因此可确定极1上直流线路发生接地故障。
(3)动作性能分析
1)该保护对线路全长范围内各种故障均能识别(包括100Ω的高阻接地故障)。
2)该保护动作速度快，延时在毫秒级。
3)该保护的抗干扰性能尚可，对于线路空载合闸、开关操作等不误动，而对于2％及以上的噪声干扰易误动。
3．2SIEMENS行波保护判据
基本保护原理为：当直流线路发生接地故障时，在向故障点两端传播行波的同时，两端换流站检测到的直流电压下跌，整流侧直流电流急增，逆变侧直流电流急降；根据以上特点，可采用电压下降率(du/dt)和行波值b(t)等计算，即可检知线路故障，从而构成线路保护的主保护。保护判据为：当直流电压下降率大于给定值时，对故障前的b(t)与故障后的b(t)差值进行10ms积分，若此积分值大于给定值，延时6ms后发出行波保护动作信号。在此延时内，若有其它保护动作或另一极行波保护动作，则本级行波保护将被闭锁800ms。
分析其动作性能，可得出：
1)该保护对线路全长范围内各种故障均能识别(包括100Ω的高阻接地故障)。
2)该保护的动作时延较大(大于16ms)。
3)该保护对于线路空载合闸、开关操作等不误动；在有轻微噪声干扰的情况下，该判据虽然能正确检测出故障，却不能准确判别故障时刻。
3．3基于小波变换的行波方向保护
由以上分析可见，传统行波保护的主要缺点是不能准确把握线路故障的暂态信息，因而其动作可靠性、动作速度、抗干扰性能等都受到了较大的限制。为了从根本上克服传统行波保护不能准确把握故障信息的缺点，这里采用小波算法，准确提取故障特征，提出了基于小波变换的行波方向保护新原理。小波变换具有良好的时域局部化性能，使得它能在任一小时间段给出行波信号在该时刻的频率信息，因此，能够快速准确地抓住行波波头；另一方面，小波变换的模极大值与行波信号的主要特征———“突变点”相对应：由于信号的奇异点中包含着信号中最重要的信息，因此小波变换的模极大值能够刻画故障行波信号的奇异点和奇异性，进行故障检测。此外，小波变换还有抑制噪声的作用———噪声信号在小波变换下其能量是随尺度的增大而变小的。
基于小波变换的行波方向保护的基本原理为：采用暂态电流行波在小波变换下的模极大值是否越限作为故障判别起动元件；然后，采用基于小波变换的行波极性比较式方向保护判据来判别故障。(即根据故障电压、电流行波从模极大值点的正负极性来分区内区外故障：极性相反时为区内故障，反之亦然。)可见，该保护原理简单，易于实现。
图5为极一上距整流侧240km在1．6000秒发生1000Ω高阻接地，并施加10％的噪声干扰时的UD1原始信号图及以db3小波为母小波的六个尺度的小波变换结果，其中采样间隔为5μs。可见，原始故障波形以及其在尺度d1和尺度d2下的小波变换中，噪声干扰完全淹没了故障行波信号，随着尺度的增加，噪声被抑制，而故障信号的特征更加明显，在尺度d4和尺度d5中，行波波头所对应的模极大值已经能很明显地辨认出来，其故障时间为1．6008s。(故障时间t＝1．6000＋Xr/v＝1．6008，其中Xr为故障点距整流侧的距离，v为波速，近似取为光速。)
保护动作性能分析：
1)该保护对线路全长范围内各种故障均能识别(包括1000Ω的高阻接地故障)。
2)该保护抗干扰性能较好，对于线路空载合闸、开关操作等不误动，对高达10％的噪声干扰，该判据均能正确检测出故障。
3)在高达1000Ω的高阻接地故障情况下能正确区分逆变侧正反向故障，另一方面，还能根据电流行波的模极大值点所对应的时刻来进行故障定位，有助于巡线检修工作。
4)该保护具有超高速动作特性，能在故障瞬间抓住波头(4ms内)。
可见，基于小波变换的行波方向保护不失为一种高速可靠的行波保护方案。
4结论
通过对各种行波保护方案的研究和对现有行波保护存在问题的探讨可以看出：传统行波保护是一种快速、灵敏且动作性能较好的高压直流线路主保护，但其可靠性却存在着易受扰动的缺陷，究其根本原因是没有准确把握故障信息。基于小波变换的行波方向保护采用小波算法，准确提取故障行波的突变信号，克服了传统行波保护的不足，不但具有超高速的动作性能和良好的故障判别能力，还具有很高的可靠性以及良好的抗干扰性能。
参考文献
［1］浙江大学发电研究室．直流输电［M］．北京：水利电力出版社，1984．
［2］杨福生．小波变换的工程分析与应用［M］．科学出版社，1999．
［3］李兴源．高压直流输电系统的运行和控制［J］．科学出版社，1998．
篇7
1.微型化微型化兴指的是机电一体化向设备的体积逐渐的缩小。比如最原始的时候的计算机，由几立方米到现在的手掌大小，无疑给人们带来了巨大的方便。各种机械的微型化都方便的运用到我们生活中的每一个角落。
2.绿色化工业的逐渐兴起为生活带来了丰富的物质与生活享受，却也带来了资源的减少、环境的破坏等一系列不可弥补的损害。人们都注意到人们赖以生存的环境遭到破坏，人们呼吁绿色的生活方式。绿色的产品在人们的需求下产生了。它能有效地减少对环境的污染，减少对人们身体的损伤，符合人们的发展目标。
3.系统化系统化的表现特征就是系统之间等够灵活地拆分并组合成一个新的系统，更加快速的地开发新的产品以适应市场的需求，这样才能实现产品与人的有机结合。
二、道路压实机的应用
1、道路压实机的方向控制道路压实机通过自身的重量和震动，在路面上行走已达到压实的目地。压路机的设备体积非常大，这也增加了压路机的静载值，使压路机能够更加的实用。目前在国内有轮胎的压路机，这种压路机还是很落后的，他只能通过频繁的控制摇杆以实现压路机的控制。而现在比较普遍的则是液压变速机构，这种系统操作时只需单根手柄就可以完成压路机的前后运行，但是其他的震动以及洒水的功能则主要由机电一体化来完成，他并不需要手动的来操控，为了提高压路机的各项性能，在压路机上也同样装载了很多实用的系统比如收音机可以缓解操作者的疲劳、暖风能够提高操作者的冷热，这些都能够很好地提高压路机的使用性能。压路机的行走主要靠通过手柄来挑动液压装置，使液压中的液压油流动来为压路机调整方向。压路机的操作是枯燥与频繁的，操作人员需要聚精会神完成压路的工作，开发者们了解到了这一情况也做了相当大的改进。压路机中的方向控制改为了电液系统，电液系统的研制成功大大提高了产品的使用性能，更加延长了压路机的使用寿命，这对压路机来说是一个相当大的福音。
2、道路压实机的计数碾压遍数显示装置也装备在显示装置中，路面的压实情况除了人为地判断，现在也可以通过机械的压实变数来确定，使工程质量能够有据可依。在以前的设备中，碾压的遍数只能够凭借操作者的记忆来记忆，出现错误的几率相当多，即对施工质量造成了影响，也增加了操作者的负担。这个装置装备在压路机上能够自动计数，通过压路机的前后操作来开始计数，通过压路机中的显示屏，明确的提供给操作者，让操作者能够更好地了解路面上的信息，做出相应的处理。在网络信息化的今天，压路机中的数据也能够通过无线网络发送到指定的位置，使管理人员能够远距离操控，从而实现压路机作业管理的远程自动监控和实时管理。这种方式能够时时了解数据，确保工程中的质量，也为下一步的工作打下了强有力的基础。以往的做法是利用已压实的路面采样，再进入实验室实验，这样既浪费了时间，又耽误了工期，是非常不合适的。
三、道路压实设备的机电一体化发展趋势
为了提高压路机的施工质量，机电一体化使必然的选择，但是在机电一体化的发展中还是有很多存在的问题没有得到解决，比如压路机的系统可靠性，压路机的工作环境非常的恶劣，压路机的系统是否能够满足各个施工环境是非常重要的，如果一个压路机只能适应一种作业环境将会浪费很大的设备资源，特别是对压路机的抗震性能是否能够适应。任何设备都会有故障的一天，系统是否能够检查出设备的故障性也是围为今一大难题。在现如今的压路机中的设备操作化也越来越简单，可谓是触一发二动全身，万一操作人员由于不正当的操作带来了很大的损失，这就得不偿失了所以在操作板上应当需要配置相应的联动措施，以增加设备的安全性能。随着科技的不断进步，电子元件实现了机械化的量产，价格是十分便宜的，但是压路机不是像汽车一样人人所必需的产品，虽然能够可靠了量产，但是不能够供需量很大，这造成了设备的销售价格大幅度的提高。
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【关键词】高压输电线路设计；路径优化
引言
在高压输电线路设计的过程中，不断遇到新的问题，如开发线路路径选择困难，施工占地的民事工作难以协调，线路改造停电时间短。如何应对新形势，最大限度地满足电网建设需要已成为电力建设者共同关注的热点和难点问题。
1.路径优化选择
输电线路路径选择是整个线路设计工作中的关键，方案的合理性对线路的经济、技术指标和施工、运行条件起着重要作用。在这个过程中，首先要了解当地的气象、水文、地质条件。根据当地地形特点，合理选择路径。在此基础上，对线路沿线地上、地下、在建、拟建的工程设施，尤其是采矿区的资料，进行充分的收集和调研。并应用卫片选线技术，进行多方案路径比选。应用全寿命周期成本（LCC）管理方法，比选出最优路径。
路径应避开不良地质、水文及气象地段，提高工程抵御自然灾害和突发事故的能力和水平；避让了危及线路安全可靠运行的设施，减少了线路建设对地方规划及其它设施的负面影响；尤其是最大程度地避让了采矿区，提高线路的安全运行条件。在各方面条件允许的情况下，本次工程线路尽可能与已有及拟建电力线并行，减少交叉跨越，降低建设成本。做好输电线路对环境影响的各项评价工作，对涉及外部条件的环境影响评价、压覆矿产评估、地质灾害评估、文物调查及评估、地震安全性评价等工程前期工作都需得到相关行政管理部门的许可批准后，工程才能实施。
2.杆塔设计
2.1杆塔选型
不同的杆塔型式在造价、占地、施工、运输和运行安全等方面均不相同，杆塔工程的费用约占整个工程的30～40%，合理选择杆塔型式是关键。目前，高压线路设计过程中杆塔选型，一般是从技术、施工及运输、运营和投资等方面考虑，应该遵循以下几方面的要求：
1）杆塔的型式直接影响到线路的施工运行、维护和经济等各个方面，所以在选型时应综合考虑运行安全、维护方便和节约投资，同时注意当地施工、运输和制造条件。在平地、丘陵及便于施工的地区，应首先采用预应力混凝土电杆。在运输和施工困难的地区，宜采用拉线铁塔；不适于打拉线处，可采用铁塔。目前，钢筋混凝土电杆在 35～220kV 线路上得到了广泛运用，在220kV线路上使用的也不少。220kV 及以上线路使用铁塔较多。110kV 及以上线路双回线路也多采用铁塔。
2）设计冰厚15mm及以上地区，不宜采用导线非对称排列的单柱拉线杆塔或无拉线单杆。
3）转动横担和变形横担不应用在检修困难的山区，重冰区以及两侧档距或标高相差过大易发生误动作的地方。
4）为了减少对农业耕作的影响、少占农田，110kV 及以上的送电线路应尽量少用带拉线的直线型杆塔；60kV及以下的送电线路宜采用无拉线的直线杆塔。
5）在一条线路中，应尽量减少杆塔的种类和规格型号。
2.2杆塔基础设计
杆塔基础作为输电线路结构的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。其施工工期约占整个工期一半时间，运输量约占整个工程的60%，费用约占整个工程的20%～35%。目前我国高压输电线路所采用的普通基础（不包括桩基础）均属于浅基础类型，分回填土和原状土两大类。分别按土重法和剪切法计算。输电线路杆塔基础在受力上与其它建筑物基础有所不同，主要是输电线路杆塔基础除了受下压力作用外，还要受大小基本相等的上拔力作用，同时还有水平力作用。而一般的建筑物结构的自重大，基础只受下压力，不出现上拔力。因此在输电线路基础设计时都要既能满足上拔力又能满足下压力的要求。既要利用土的地耐力承受压力，又要利用土的重力抵抗拔力。
2.3钢材选择
钢材材质为现行国家标准Q235系列和Q345系列。按实际使用条件确定钢材级别，L63×5及以上角钢规格可以采用Q345钢材。螺栓和螺母的材质及其特性应分别符合现行规范《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》和《紧固件机械性能螺母》的规定。关于导线型号。常规330kV线路采用2XLGJ-300/40导线，相应每相总铝截面面积为600.18mm2，330kV线路杆塔与基础的连接采用地脚螺栓方式。
3.送电线路的绝缘防雷和接地
3.1防雷设计，应根据线路的电压、负荷的性质和系统运行方式。对于平原地带的杆塔来说，任何一根杆塔都要配备接地装置，并且要与避雷线连接，来提高输电线路防雷的可靠性和实用性。送电线路的绝缘配合，应使线路能在工频电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。在海拔高度1000m以下地区，操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数，不应少于8片。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在8的基础上增加。雷电过电压最小间隙也应相应增大，并结合当地已有线路的运行经验，地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，计算耐雷水平，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式。
3.2送电线路应沿全线架设地线。在年平均雷暴日数不超过15或运行经验证明雷电活动轻微的地区，送电线路可不架设地线，但应在变电所或发电厂的进线段架设1～2km地线。杆塔上地线对边导线的保护角，山区单地线送电线路应采用20°左右。杆塔上两根地线之间的距离，不应超过地线与导线间垂直距离的5倍。
3.3对绝缘地线长期通电的接地引线和接地装置，应限制地线上的电磁感应电压和电流，并选用可靠的地线间隙，校验其热稳定和人身安全的防护措施，以保证绝缘地线的安全运行。有地线的杆塔应接地，在雷季干燥时，每基杆塔不连地线的工频接地电阻，不宜大于15Ω。中性点非直接接地系统在居民区的无地线钢筋混凝土杆和铁塔应接地，其接地电阻不宜超过30Ω。通过耕地的送电线路，其接地体应埋设在耕作深度以下；位于居民区和水田的接地体应敷设成环形。采用绝缘地线时，利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆，其钢筋与接地螺母、铁横担或地线支架之间应有可靠的电气连接。外敷的接地引下线可采用镀锌园钢或镀锌扁铁，其截面应按热稳定要求选取，且不应小于Φ12或40×40mm，引出线表面应进行有效的防腐处理，如热镀锌。
4.新型节能金具
输电线路中的金具节能问题已经引起极大关注。通过大量实验证明，铝合金金具线夹节能效果明显，在发达国家已普遍采用，在我国也已引起有关部门的高度重视，在部分供电部门开始应用，在技术上已经过关。节能金具结构先进，减少营运维修频率，大幅度节约了线路维修费用，但金具价格为传统金具的数倍，如果将其节能效果计算进去，一般2年左右就可以收回全部投资，而且长此以往将会产生巨大的经济效益。
5.结语：
高压输电线路线路设计是一项技术含量较高，劳动强度较大，时效性要求很高的野外工作，而且受天气、环境、地理状况等的影响较大，因此，在设计过程中要做好线路勘测，杆塔型选择等，避免在线路设计中脱离工程实际，一味生搬硬套是无法保证设计质量与满足电网需要的。只有结合实际，因地制宜，通过优化方案，攻关，不断探索与创新，才能满足建设坚强电网的要求。
参考文献：
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关键词：220 kV； 高压输电线路； 带电检修； 保护间隙；安全作业
我国的带电作业开始于20世纪50年代，当时的电力工业基础微弱、网架落后，设备陈化，检修工作是处于停电作业的状态，而到了20世纪60年代，220kV的带电作业已经成功的作业在电检检测线夹中，在不断的技术研发当中，积累许多的经验和作业标准，为其作业规范化做出参考。
一、220kV高压输电线路带电检修对绝缘工具要求
绝缘工具，顾名思义是阻滞电传导的工具，在带电作业中对绝缘工具的要求相当高。在带电作业中使用的绝缘工具不仅要具有很好的对电气的绝缘性能和受到外界的阻力不容易变形的性能，还要有抗老化和难吸收水分的特征。当然，除了这两点之外，绝缘工具必须是轻便的，这样即可以让操作的难度降低，还不容易损毁。
当前，带电作业中使用的绝缘工具分为硬质的和软质的两个类型，以绝缘的管、棒、板子等硬性的绝缘工具为代表，由大部分绝缘绳子为绝缘材质制作成的工具就可以称为是软质的绝缘性工具。由于电气和机器技能直接由绝缘工具的制作材料所制约和裁决，所以我国对绝缘工具的材料与电气、机器性能之间试验后制订了确定性的标准。
下面就硬质的绝缘工具绝缘杆和软质的绝缘绳，两个代表性的绝缘工具来分析，分析出它们的优点和劣势，以及注意的问题。
1.绝缘杆
绝缘杆的闪络机理是随着环境的变化而变化的，干闪是在天气干燥和环境整洁的情况下出现，在下雨天气中会出现雨闪，随着环境的变化而绝缘杆也会发生相应的不同。以下就三种实际情况进行论述：①干闪络电压。电极之间在空气中传输最短的间隔，就是干闪的间隔，而它就是影响干闪电压的主要因素。干闪络的电压和电极间的间隔需要一个大约数据，而这个数据就是把不规则的电场板到棒的间距核算出来。②淋雨闪络电压。被雨完全冲刷过的绝缘杆，由于表层的雨水形成了导电层，导致了大幅度电流漏电，因而造成了鲜明的温度升高的绝缘杆。绝缘杆升温的懂事，就会导致电压降低，随着降低电压时间的加长，漏电这时也成正比迅速递增，一直到了高压电的顶端。漏电痕迹形成之后，就会以树杈的方式向下蔓延，从而形成了闪络。经过多次的实践，绝缘杆表面做好导水功能或者外面装上硅胶伞，是解决淋雨闪络电压的有效方式。③绝缘杆受潮或者老化。当玻璃钢内部或者表面的水被稀释后，就会引起电离子的作用，从而让表面的绝缘功能丧失。两端虽然是金属封起来制成的连头，不宜受到水分的稀释，但是由于玻璃钢稀释水分，导致了它的受潮，从而绝缘杆不能发挥绝缘的作用，有了导电功能，就造成了绝观感的闪络，严重时绝缘杆会迅速的炸裂。
此外，绝缘杆的老化分为局部老化和全面老化两种，局部老化是由于一小部分的漏电、导电、滑闪而造成的材料老化。全面的老化又称为整体老化，是指绝缘杆长期受到潮湿空气的影响，而造成的材料老化。绝缘工具不能继续使用，只要满足以下方式之一就必须放弃使用，诸如：工具上有很多脏东西、有漏电的印迹、表层上出现气泡，有用力摩擦的痕迹，凹凸不平的印记。
2.绝缘绳
带电作业中对绝缘绳的运用非常广，绝缘绳可以作为运输工具、攀爬工具，吊绳和安全保护绳等等使用。绝缘绳作为一种软质的绝缘工具，其特点是灵便、携带方便和适应现场工作等，依据它这一特点，从而成为我国带点事业的一种特色。现在，带电作业中通常用到的绝缘绳以蚕丝绳最为普及。
现在就以蚕丝绳为例，介绍其绝绳的性能，它只有在天气晴朗时才能发挥出极为优越的绝缘性能，当雨水来临时，就会导致电阻率下降的明显，所以蚕丝绳使用时要注意避免受到潮气，以影响其使用。长期使用的蚕丝绳在天气干燥时性能下降不会明显，而在潮湿的环境中，却会增加漏电。
二、220kV高压输电线路带电检修工作标准
在近年来，我国已经有了防潮型绝缘绳的应用，与一般的绝缘性相比较后，具有很好的绝缘性。但是要注意到一点，能够防备潮湿侵袭的绝缘绳，并不是能够直接在下雨的状态下作业，它只把一般绝缘绳不能防备潮湿的缺点给弥补上，当带电作业中突如其来的降雨时，也能够保证人员的安全。
1996年，全球性会议上把原来的十个组合并为四个组，这四个组第一个是技术资料组，第二个是工具设施组，第三个是保住装置，第四个是检测装置，另外还有一个具有监督和指挥作用的顾问组。以上是全球性的带电作业标准组，而在我国把标准作业的四十四个小项分为三大类：①基础类：通用技术需求、实验、核算方式以及术语的概念都包含在基础类当中，九个标准在里面表现出来。②工具设备类：它主要涵盖了与带电作业有关的工具、器材和装备，其中主要以绝缘材料、作业中的工具和设备以及预防保护工具为主要的标准规定，这是最主要的一个类别，是三十个标准在里面阐述出来。③规程指导细则类：共有五个标准在这里体现，主要包括了作业技术的规则章程的制定和作业技术的指导细则等。
三、带电作业安全距离制约因素及保护间隙
1.安全距离的界定
在过去带电作业时，界定安全距离只是用电压系统的电压最大值来界定，为此在紧凑型线路等带电作业产生了不利因素。而现在在过去的带电作业安全距离测定的基础上，还把系统的构成、线路的长度和系统运行中的不同而确定安全距离。
2.安全距离的制约因素
间隙形状是受测量的间隙系数来制约，从而对放电的电压产生影响。介绍到组合间隙的总长度在工作人员进入高压作业状态时，并不能改变，只是随着人的位置的不同，从而确定最小间隙值。间隙是受到电压波形的直接制约，通过调查研究，波头的大小制约着放电电压的值，当采用裕度来表示时，在标准波头中，当裕度在塔头之间被满足时，此裕度是是安全性比较强的。
3.保护间隙带电作业形式
在西方发达国家中，为了免去由于带电作业加大塔头大小的问题，早就已经展开了运用保护间隙来进行带电作业的形式。下面就简单的介绍一下保护间隙的好处以及原则性问题。在常规的作业中，无论是紧凑型线路，还是升压改造线路，都无法预定安全距离的大小，从而导致了在作业中当电压超过作业间隙时，就会威胁到工作人员的生命。当有了保护间隙后，就会避免这种事情的发生；保护间隙，可以排除绝缘子串中不良绝缘串带来的危险。当有了保护间隙，就会防止绝缘串的不确定因素发生，从而提高了带电作业的安全性。保护间隙设计原则总共有五点：①稳固性和可循环往复；②不受任何绝缘工具的制约；③对绝缘工具的安装和卸下时起到调控作用；④保护间隙的轻便型，比较利于工作人员的使用；⑤它具有优良的动热稳固性。
四、结语
随着社会的发展还有特高压线路已经逐渐进入人们的视线，所以对带电检修提出了更高的要求，不仅考虑到各种安全工具，更加要结合实际，便于对绝缘子的监测装备。同时面对日趋严重的大气污染，应该研制出带电清扫装备，工作人员在进行作业时，要配备好安全的工具。对工作人员要跟进培训，加强技术的交流和合作，提升工作人员的安全作业水平。
参考文献：
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关键词：火电厂；低压大功率电机；电路设计；输煤皮带电机；双路电机 文献标识码：A
中图分类号：TM32 文章编号：1009-2374（2016）29-0021-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.29.009
1 问题的提出
火电厂的输煤系统使用75～200kW的电机，供电装置380/220的母线包括了电力电缆、接触器、自动空气开关等，一般电缆短则几十米，长则几百米。使用了单路和双路两种电机，也就是一台自动空气开关为两台电动机服务，通过动力箱中的两台接触器进行控制，电动机的启动和跳闸必须是同步的。笔者探讨的是后者，有多个可行的设计方案。
设计过程中有这些问题：（1）对于一次电路接线，动力箱两个电机选择并接或者分列方式运行？（2）在选择电缆截面时，要遵循怎样的原则？如何让电压损失符合相关要求？（3）如何既节省了投资，保护的灵敏度又得到保证？电动机是用一套还是分别配置零序保护与电流速断？上述问题有广泛的关联性。
考虑到的短路电流并不大，只有几千安，因此相比其他的问题，电流速断保护灵敏度最为重要。对保护配置、灵敏度校验、保护整定、电动机容量与安装距离、电缆截面与型式选择、短路电流计算、一次电路方案进行综合考虑，这是本文的设计理念。在相同的计算式里找到理想的方案。
2 设计思想
2.1 电缆截面选择
通常情况下，火力发电厂输煤系统用电负荷一般在5000h左右，电机电缆长度超过20m，在确定电缆截面时要结合经济电流密度进行考虑，确保持续允许电流、短路热稳定以及允许电压损失要求全部得到保障。
2.1.1 按经济电流密度初选电缆截面。在确定截面时：
在计算出Sj后，接下来就要确定使用Sj差异比较小的标准截面。按照电缆的选择使电流要求得到满足，但别的要求得不到充分的保障，因此在某些情况下，要根据N次Sj选择部分截面（N≥1）。
2.1.2 电压损失校验。令S=Sj=Ig/j电压损失的截面判别式，可得：
此时，做最坏的打算，选择电缆芯在额定负荷下能够接受上限温度的电阻率。
可由式（2）得出，每台电机电缆的选取由电机的N倍经济截面来取，可以允许L值的电压损失要求得到满足。
2.1.3 短路热稳定校验。电缆热稳定截面的公式：
从式（1）得出：75～200kV电机经济截面为150～400mm2，最小截面（150mm2）同时能够确保热稳定要求得到满足，因此剩下的问题在以下方案中予以
解决。
2.2 设计方案论证
2.2.1 保护整定及灵敏度。
第一，电流速断保护。
电机配有一套保护：
式中：IDZ动作电流；Kk可靠系数，本文取1.5；Iqd电动机启动电流。
灵敏度：KLm=I″（2）/IDZ（5）式中，载荷大于等于2。
第二，零序保护动作电流idz0应避免启动和不平衡电流，KLm按电动机出口单相接地短路电流I″（1）校验，要求KLm≥1.5。一般情况下，零序保护KLm都能实现。
2.2.2 短路电流计算。由有关的文献所列原则、参数与计算公式作为依据，短路电流为电机出口短路时进行计算得出的短路电流。由有关公式计算已知设备的总电阻R、电抗X和设计的电缆电阻R“与电抗X”，则有：
低压（3×95）～（3×185）不同性能的单根电缆，单位长度电缆的电阻，和截面相乘是一个常数，用Kr代表；单位长度电缆的电抗也是常数，用Kx代表。将总速断保护3和总开关连在一起，根据式（4）得：
2.2.3 将KLm≥2，式（7）代入式（5），得：
方案1：电源箱没有总线，2个电机分别运行，选择各电机电路的电缆，选择N倍经济段，电缆长度为
L。则：
将式（8）展开，并将式（9）、式（10）代入两边乘n2，整理得：
式中，对方案1：A=1、B=2、H=1。因为IED=2ped，所以式（11）在电动机容量确定的情况下，电缆截面以及诸多参数，对保护灵敏度的最大允许L值可由式（11）满足。因为上述的推论是利用IED/J，如果实际选择小于理论值，则式（11）和后类似的公式计算得L值过大，可适当降低。
方案3：动力箱中不安装母排，两个电机采取分列方式运行。
方案4：在动力箱中安装母排，两个电机采取并列方式运行。
根据实例得出结论：在条件保持不变的情况下，方案1的特点是能够在灵敏度得到保护的前提下，使用电缆最短L1。方案3需要电缆L3最长，因此如果电动机距离很远的话，可以选择计划3。满足保护灵敏、电缆长度和截面，同时能够保障允许电压损失的要求。
2.3 长距离电机电路的建议方案
总开关下口有速断保护3，在电缆两端安装的速断保护，在动力箱设计母线和接触器C3调整控制、保护接线，电机进入工作状态的前十几秒，C3断开，保护3退出，投入保护1和2；电机即将启动时，C3闭合，保护3投入。对保护1、2、3进行整定时，以躲过一台电机Iq为依据，根据式（6）进行计算。因此计划只把KLm适当减低，KLm≥1.5，保护3的功能在于防御启动后阶段和工作状态下的多相短路，其KLm≥2。
从保护3的角度来看，也能推导出类似式（11）在这种情况下，若采用这一方案，在选择电缆时结合经济截面考虑的话，把这一方案中的A、B、H值代入式（11），可解得L′5和L″5。一般有L′5n″5，选择n′5，它比方案3能够接纳的n值更小，并且电压损失没有超过可接受范围。
通过上述分析，相比方案3，该方案在电缆方面所需的成本更低，尽管新增了保护和动力箱成本，但整体来看还是有一定的成本优势。
3 结语
本文研究了火电厂双电机驱动系统的煤粉处理系统的设计，满足了组合设计要求。L值是经济截面取得的最大值，其计算由式（11）进行，能够作为依据提供给电机确定安装地点的配电装置。其原因是使电机电路的投资最少，已知容量和安装位置的电机可以尽量减少经济横截面的计算，决定方案的选择。
只有Iqd=7Ied的单鼠笼电机对导出的公式适用，如果是双鼠笼电动机或深槽电动机，则所有计算L式的末项及所有计算n式的首项将有变化（其Iqd约分别为5.5和4.5倍Ied）。很明显，对厂用变压器而言，采用两种电机及短路阻抗百分数较低者，可以使允许的L值得到提升，并且允许的N值可以变小，能够减少投资，使设计的灵活性得到提高。
参考文献
[1] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）[M].北京：水利电力出版社，1989.