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2输电线路上的规划
由于电子技术在输电线路的应用上主要是高压直流电技术、柔流电技术、还有静止无功补偿技术等等方面,所以,就需要在这些方面进行有力的规划。首先,柔流输电技术在输电线路中,主要是以柔性的交流电设备进行运作。传统的用于控制电力功率的方式过于粗糙,不能够实现一边输电一边调整电能,这就使得传输电力时损耗大量的电力,但却要投入高昂的成本费用。但是现今常用的柔流输电技术能够在输电线路的关键部位应用电子装置进行控制,以便在电力输送的过程中将电能功率进行最合理的分配,大大降低电力输送的成本,减少电能的消耗,从而能够使电力系统的更加稳定、更加可靠。其次,在输电系统中,高压直流输电技术则是以晶闸管作为主要代表。晶闸管作为一项重要的电力技术发明,自被发明之后,就应用在直流电的输电线路中,在电力系统输送的过程中,电流的转换大大而降低了生产的成本,提高了电流交换设备在同等设备方面的竞争力。再者,静止无功补偿器经常被应用到电路输送的补偿以及负荷补偿中,对于大功率的电网,静止无功补偿器用来控制电压,同时也用来提高电力系统的稳定能力。它在运作的过程中,主要是通过电感器来得到无功功率,再通过调控电抗器,来进行平滑转变,它主要适用于中压输电线路以及高压输电线路中。
3配电过程中的规划
为了是配电系统提供更高质量的资源,就需要满足电压、谐波等方面的条件,与此同时,还要考虑到阻止电能配送的一切不够稳定的因素。在整个配电过程中,电力技术是控制着整个程序的质量,通过用户电力技术来实现。这就需要对整个配电过程进行合理的规划,这样才能够保证电力技术与电力系统的运作过程更加融洽、适合。
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1、静止无功补偿器SVC
静止无功补偿器的典型代表是晶闸管投切的电容器(TSC),和晶闸管控制的电抗器(TCR)。实际应用中,将TCR与并联电容器配合使用,根据投切电容器的元件不同,可分为TCR与固定电容器配合使用的静止无功补偿器,和TCR与断路器投切电容器配合使用的补偿器,以及TCR与TSC配合使用的无功补偿器。这些组合而成的SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率,进行动态补偿,使补偿点的电压接近维持不变,但SVC只能补偿系统的电压,其无功输出与补偿点节点电压的平方成正比,当电压降低时其补偿作用会减弱。SVC的主要作用是电压控制,采用适当的控制方式后,SVC也可以有阻尼系统功率振荡和增加稳定性等作用。目前,SVC技术已经比较成熟,国外从60年代就已经开始应用SVC,七十年代末开始用于输电系统的电压控制,经过几十年的发展,不仅将静止无功补偿器,用于输电系统的电压控制,也用于配电系统的补偿和控制,还可用于电力终端用户的无功补偿一电压控制。
2、静止同步补偿器STATCOM
静止同步补偿器也可以称为ASVG——有源静止无功发生器。它的基本原理是将自换相桥式电路直接或者通过电抗器并联到电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿。ASVG根据直流侧采用的电容和电感两种不同的储能元件,可以分为电压型和电流型。它可以通过控制其容性或感性电流,与系统交换无功,在任何系统电压的情况下,都能输出额定的无功功率,与SVC相比,在系统故障的情况下静止同步补偿器维持系统电压,提高系统暂态稳定性和抑制系统振荡的作用较明显;近二十几年,静止同步补偿器受到了国内外专家学者的普遍重视,日本从1980年研制出第一台20Mvar的强迫自换相的桥式ASVG,1991年又投入了一台±80Mvar的ASVG成功地运行在154kV的输电线路上,而美国于1995年投入了一台±100Mvar的ASVG。我国清华大学和河南电力局共同研制成功了一台±20Mvar的静止无功补偿器,并于1999年在河南洛阳朝阳变电所投入运行。
3、并联蓄能系统
并联蓄能装置包括蓄电池蓄能系统(BESS)和超导磁能存储器(SMES)等,是采用并联式电压源换流器的能量存储系统,其换流器可通过快速调节向交流系统供给或吸收电能。将SMES用于两机系统的频率控制,可以有效地抑制两系统之间的频率偏移。也可将SMES与静止移相器相结合用于互联系统负荷频率控制。但这种超导储能装置不但技术要求高,而且在目前的条件下投资费用比较昂贵,大量投入系统运行还存在一定的困难。
4、晶闸管控制的串联电容器TCSC
晶闸管控制的串联电容器的模块主要由串联电容和含有电抗、晶闸管开关的并联回路组成,通过可控硅控制可以灵活、连续地改变补偿容量,达到快速响应的效果。TCSC在改善电力系统性能方面有很多优点,将TCSC用于高压输电系统,可发挥现有系统的潜力,提高功率传输极限,灵活地调节系统潮流,增加系统阻尼作用,是保证超高压电网安全稳定运行的重要措施。
TCSC与其它FACTS装置相比,潮流控制功能比较简单,受到了GE、ABB和Siemens等大公司的关注和重视。在美国有三处已经安装了TCSC,并且运行良好,瑞典、巴西等国家也相继将TCSC投入实际运行。我国在伊敏电厂至齐齐哈尔地区的冯屯变电站的双回输电线上采用串联补偿技术。
5、静止同步串联补偿器SSSC
静止同步串联补偿器是以DC/AC逆变器为基本结构,它的基本原理是向线路注入一个与电压相差90的可控电压,以快速控制线路的有效阻抗、从而进行有效地系统控制。它在系统中的作用有些类似于TCSC,但是,它控制潮流的能力远大于单方向减少线路阻抗功能的TCSC控制器,并且谐波含量小。
6、晶闸管控制的移相变压器TCPST
晶闸管控制的移相变压器是利用可控硅开关控制移相角度从而改变线路两侧的移相角来控制潮流的大小或方向。移相器的发展比较早,早在三十年代第一台移相器已经在美国投入运行,随着电力电子技术的发展,70年代开始各国电力专家将晶闸管与移相器相结合开始进行晶闸管控制的移相器TCPST的研究。经研究表明TCPST具有提高联络线传输潮流,抑制小干扰,提高系统稳定性,阻尼功率振荡,母线电压控制,规约联络线潮流等功能,晶闸管控制的移相器的控制速度快,相角阶梯可以很小,甚至达到无级调节,但晶闸管控制的移相器有一个缺点,它本身需要消耗无功功率,运行中一般需要与无功补偿装置联合使用,并且谐波的含量较高,因此对电能质量有一定的影响。
7、可转换式静止补偿器CSC
可转换式静止补偿器是近两年推出的FACTS控制器的一种新产品,它实际上是将基于同步变流器的串并联补偿器技术,通过在结构上实现柔性化,使其可以更加灵活地应对不断变化的电力系统要求。CSC是由2台电压源换流器、一个与输电线并联的变压器和2个串联的变压器组成。通过开关的转换实现补偿器的不同运行工作状态,根据控制目标的不同,CSC可以提供静止同步无功补偿器,静止同步串联无功补偿器、统一潮流控制器和线间潮流控制器4种基本控制方式。
8、统一潮流控制器UPFC
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2.1注意防范交通事故
输电线路跨越铁路施工期间,施工人员在搭建铁路两端的跨越架时,应提高对交通事故的方法心理。有火车经过时,施工人员应该暂时停止施工,并在进行封网作业期间,与跨越点周围设置专人监督,一旦发现有火车经过,则应立即使用通讯设备,提醒现场施工人员暂时车里施工现场。另外,为避免给铁路火车的运行带来不良影响,施工期间,现场人员不可穿戴红、黄、绿色的服饰或标志物。施工管理人员应合理配置施工人员,委派制定施工人员在跨铁路范围内工作时,剩余成员应不可进入工作范围内,并在过往铁路时,确保暂时没有火车经过,避免交通事故的发生。
2.2提高施工人员安全意识
输电线路跨越铁路施工因施工环境较为特殊,存在大量安全隐患,因此提高施工人员安全意识,增强施工人员对施工风险的防范能力很有必要。在进行跨越架的铺设与封网工作时,为充分发挥施工技术的应用价值,施工人员应控制好工器具与带电体的距离,施工人员与带电体的安全距离应保持在2m以上。在进行泥纶网和绝缘绳的过程中,施工人员应密切关注气象变化,尽量选择在天气良好的情况下施工,发生雷雨或5级以上大风时,则应暂停施工。施工人员在拆除跨越架时,务必要使用绝缘泥纶引绳,切不可徒手接触金属线绳。
3输电线路跨越铁路施工操作的优化
在进行高空作业时,务必要提前确定搭建的脚手架能够承受人员与材料的重量,避免因人员超重或放置的材料超重,引起脚手架垮塌等安全事故。在施工期间,注意规范施工行为,在施工过程中,全体施工人员的工作由管理人员统一安排。在进行并杆与支杆的埋入时,应结合土质设定埋设深度。埋设完毕后,应注意夯实土壤,倘若土壤质地松散,则可通过绑设地横木的方式辅助埋杆。施工期间,工作管理人员应加强对施工人员的监管力度,纠正施工人员不规范的操作行为。脚手架使用完毕需要拆卸时,则应按照安装顺序逐步拆除,以免导致脚手架刀塔引发安全事故。拆除脚手架的原则与跨越架拆除基本一致,遵循从上往下的拆除原则,拆除下来的材料不可随意抛扔,切不可上下同时进行跨越架的拆除。
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1.2对输电线路组织设计进行编制
输电线路施工程序众多,在施工时,针对工程特点撰写完整的组织设计技术指导文件,对输电线路施工中的各个环节进行指导和控制。指导文件要保证其准确性和专业性,才能对输电线路进行有效控制,保证各个环节中遇到的问题能够根据组织设计中的解决方案进行完善。
1.3加强施工技术管理
施工技术管理贯穿于整个施工过程,施工中的技术措施都要按照所规定的标准和要求进行指定,保证工程质量。对于重点技术措施需要认真学习、仔细研究,比如输电线路绝缘子的正确选择和使用对整个输电线路的稳定、安全运行都有重要影响,在施工管理过程中可以对绝缘子选型的选择进行研究:(1)我国盘悬式瓷绝缘子历史悠久,有良好的绝缘性和耐热性,加上组装灵活,在输电线工程中长期用到,但是其生产型号、规格各异,市场产品质量差异很大,劣化绝缘子很容易在雷电环境中发生闪络,所以在选择的过程中一定要注意产品质量问题。(2)瓷棒绝缘子的机械强度直接与瓷件有关。绝缘子在运输、安装的过程中很容易破损,甚至折断。所以选择瓷棒绝缘子要求严格进行质量检查,保证优良的制造工艺,在运输、安装的过程中也要额外小心。(3)钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能,其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳等性能都由于瓷绝缘子。加上钢化玻璃绝缘子具有零值自爆的优点,无需进行绝缘测试,可以节省大量的运行维护费用。
1.4加强施工质量管理
(1)基础工程输电线路基础工程主要作用是保证杆塔在使用过程中不会发生下沉或者倾倒变形情况,保证输电线路运行的稳定性和安全性。混凝土和钢筋混凝土浇制基础是输电线路常用的基础形式,这种基础抗上拔力较大,比较稳固,在施工过程中需要对质量进行严格控制。首先,按照施工图设计要求来安排施工流程和施工技术标准。其次,对周围土质环境进行实地调查,看是否和设计勘察有出入,一旦发现出入较大应通知设计单位做设计变更。第三,在岩石上开挖时,打孔插筋、灌注砂浆都要保证岩石结构的完整性不受到破坏。第四,严格核对锚筋安装尺寸和位置,保证其正确性,固定后进行浇灌,按照现场浇制混凝土的要求进行养护。(2)杆塔工程杆塔工程的合理性对送电线路建设的速度和经济性,以及供电的可靠性的偶有很大的影响。输电线路杆塔工程主要针对不同的施工条件选择不同的杆塔型式和结构,所以需要对杆塔所在地貌地形、交通运输情况、材料情况进行探测和分析,采用运行可靠的杆塔型式。比如平原、丘陵等地形条件较好,便于运输和施工的地方可以采取混凝土杆和预应力混凝土杆。在山地等运输和施工较困难,出线走廊较大受到很多限制的地区,可以采用铁塔。如果电杆要埋入地下较深,可以选择杆塔组立。这种方式在我国110kv输电线路杆塔常用杆塔组立方式,主要分为整体组立、分解组立。(3)架线工程架线工程包括很多的工作程序,施工管理需要严格按照准备工作、放线导地线连接、迟度观测、附件安装等程序严格进行,不能忽视或者减弱某一环节。布线,是根据不同的被跨越对象选择不同的架线型式。跨越35kv及以上的不停电线路,可以采用高空渡线方法。
1.5高空架设输电线路的管理
高空架设输电线路施工管理比普通线路施工管理的难度更加大。高空输电线路工作内容主要包括:放线、导线、导线连接,附件的安装,驰度观测紧线等,在施工中首先要保证工程施工质量和人员安全。高空架设输电线路施工环境各异,具体施工管理措施也要根据实际情况来制定,技术管理要着重采取有效措施降低导线磨损系数和导线抗弯曲应力能力。每项管理工作除了要按照规范进行,对施工程序、施工成本进行控制,更要注意施工人员的安全。
2电力工程输电线路检修施工技术
为了能够使输电线路设备安全、稳定的运行,必须要进行输电线路检修施工,通过巡逻、检验、检测等方式对线路中的故障和缺陷进行妥善的处理,预防事故的发生。因为暴风雨、雷电、冰雹、地震等不可抗力的作用,会破坏输电线路设备,引发断线、电线塔倒塌等事故,导致跳闸,影响线路的正常运行。监管人员在接收到跳闸信息后要对故障位置和类型进行准确的分析,认真记录,采取相应的措施进行维修。此外,还要求巡视人员做好日常监督工作,掌握沿线情况、地理位置和元件参数等基本信息,及时采取有效的措施处理好其中的问题,降低事故的发生几率。
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电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
2电力电子技术的应用
自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。
2.1在发电环节中的应用
电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。
2.1.1大型发电机的静止励磁控制
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
2.1.3发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
2.2在输电环节中的应用
电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
2.2.1直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术
直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。
2.2.2柔流输电(FACTS)技术
FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。
20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用
配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(CustomPower)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
2.4在节能环节的运用
2.4.1变负荷电动机调速运行
电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。
变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。
2.4.2减少无功损耗,提高功率因数
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电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
2继电保护发展的现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究,到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列,并逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时,我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。
3电力系统中继电保护的配置与应用
3.1继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.2继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
3.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评:①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
5电力系统继电保护发展趋势
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须实现微机保护装置的网络化,这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大,且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。
结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献
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秒时基电路是时序逻辑电路中经常使用的单元块电路,可以通过555组成的多谐振荡器构成秒时基电路,只需要选择合适的电阻和电容值就实现。秒时基电路应用非常广泛,交通灯电路系统、LED数字显示的电子表电路等,均需要产生秒时基脉冲电路单元。在Proteus选择大小合适的图纸,建立图形输入仿真文件,根据理论计算确定有关电阻电容数值,选取器件,修改电路参数,连接元器件组成电路。通过波形可以很直观的看出设计是否满足要求为1秒的时基电路,同时修改有关电阻值可以在周期为1秒的前题下改变脉冲的占空比。使学生充分理解多谐振荡电路,并可以根据实际需要产生不同周期和占空比的脉冲,激发学生对555电路的深层次的学习,从真正意义上认识555电路特性,验证其组成设计单谐、多谐振荡电路以及有实际应用的触发报警、脉冲产生等电路。
1.2译码显示电路仿真
显示器件是数字电路一个重要部分,其中LED数码管应用尤为广泛。本例通过译码芯片74LS47和共阳极数码管来完成译码电路和显示电路的内容。输入数字为013(采用2进制000000010011)通过译码器件,译出相应7段ABCDEFG的高低电平,译码芯片与共阳极数码管连接,最终正确的输出相关显示内容。同学还可以利用其它译码芯片CD4511、74LS48和共阴极数码连接,在此基础上还可以加入计数器,脉冲电路,这样就能实现脉冲的自动计数及显示,效果直观。进行完一整套设计学生很有成就感,能进一步激发学生的学习兴趣。
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2、三个基础
为更好地学习后续专业课程和从事工程技术工作,数字电子技术在教学实践中必须强化理解和掌握数制和码制、逻辑代数基础、半导体数字集成电路的工作原理和特性、组合逻辑电路和时序逻辑电路分析方法和设计方法等基本原理、基本理论和基础知识。
二、教学方法实现“三个基于”
2.1基于问题的教学
美国教育家苏娜丹戴克曾说过:“告诉我,我会忘记,做给我看,我会记住,让我参加,我就会完全理解。”在教学实践中,就要打破“以知识为本位,以灌输为特征”的传统教学模式,采取以学生为中心的问题导向型教学方法。教师通过实例、设疑、示错等方法导入需要讲解的问题,而分析问题和解决问题两个关键环节则由教师引导学生来完成。学生通过思考、查阅资料、讨论等方式寻求解决问题的方案,教师最后结合问题系统讲授知识点,使学生对相关知识点有更加深入地理解。同时,学生的成就感、自信心倍增,学习主动性更强,从而达到良性循环的效果。通过引导、启发,学生自己搭建出具有记忆功能的电路—触发器。
2.2基于项目的教学
基于项目的教学强调的是以学生为中心,强调小组合作学习,教师引导发现。实施步骤分为选定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流和活动评价等六个基本步骤。结合本课程,就是在课程开始阶段,以任务书的形式给学生下发一些与课程内容结合紧密的、适合学生研究的课题,如电子抢答器、数字电子钟、交通灯控制器、出组车计价器等,学生自由选题、自主组合,通过课程的学习、查阅相关资料以及与教师的交流讨论,利用软件仿真或硬件焊接制作出课题作品,期末提交研究成果和设计报告,并进行专题汇报,研究成果作为评定平时成绩的重要依据。
2.3基于资源的教学
基于资源的教学是以学习者的学习活动为中心的教育教学模式,其主要特征是灵活性和自主性。此模式的教学目标是以教会学生学习为主,而不是以传授知识为主。也就是说,通过基于资源的教学,学生应该学会确定学习目标,学会查找的资源的手段和方法,学会如何做读书笔记,学会评价信息,学会与他人合作交流,学会评价自己的学习进展,学会反映学习过程和成果。目前,校园网、互联网上数字电子技术课程资源较多。通过基于资源的教学,学会查找资源、利用资源,不仅可以克服课堂教学的时空限制,更为开展研究性学习提供了广阔的平台。
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1.1数字电视定义
数字电视是电视数字化和网络化后的产物。数字电视是一个系统,是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接收、显示等全过程的数字化,换句话说就是系统所有过程信号全是由O、1组成的数字流。
数字电视已不仅仅是传统意义上的电视,而是能提供包括图像、数据、语音等全方位的服务,是3C融合的一个典范,是计算机、传输平台、消费电子三个环节的聚焦点。
1.2数字电视与模拟电视的对比
数字电视采用的技术与原模拟电视有着很大的不同。其技术比较见下表。
1.3数字电视的优势
1)现有模拟电视频道带宽为8MHz,只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后一个频道内就传送1—8套数字电视节目(随着编码技术的改进,传送数量还会进一步提高),电视频道利用率大大提高。
数字电视与模拟电视的技术比较
模拟电视
数字电视
描述
采用模拟信号传输电视图像、伴音、
附加功能等信号
采用数字信号传输电视图像、伴音、附加功能等信号
信源编解码
因为信号数据量不大。所以不存在信息编码压缩问题
电视信号数字化后,其信号的数据传输率很高。须具有良好的数据编码压缩技术
复用
无夏用器,视频、音频信号分别传输
将编码后的视频、音频、辅助数据信号分别打包后复合成单路串行的比特流,使数字电视具备了可扩展性、分级性、交互性、与网络的互通性
信道编解码调制解调
图像信号按行、场排列,并具有行、
场同步信号、前后均衡脉冲等,并对
视频信号有补偿处理。调制方式一般采用调频或调幅
有压缩及复用,传送时的信号不再有模拟电视场、行标志及概念。通过
纠错、均衡来提高信号抗干扰能力,调铡采用QAM、COFDM等新方法。
且随着调制方法技术的改进。传输效率会进一步提高
特点
信号数据量少,技术成熟.价格便宜
信号不易在传输中失真,清晰度高,占用频带窄。数字电视信号可方便地在数字网络中传输,与计算机具有良好接口。
2)清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强。在同样覆盖范围内,数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。
3)可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务,实现视频点播等各种互动电视业务,实现加密/解密和加扰/解扰功能,保证通信的隐秘性及收费业务。
4)系统采用了开放的中间件技术,能实现各种交互式应用,可与计算机网络及互联网等的互通互连。
5)易于实现信号存储,而且存储时间与信号的特性无关,易于开展多种增值业务。
6)由于保留了现有模拟电视视频格式,用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目,利于系统的平稳过渡,减少消费者的经济负担。
1.4数字电视的应用范围
1)基本业务:只要节目源许可,用户可以收看数百套数字电视节目,以及几十套调频广播节目和数字音频广播(DAB)节目。
2)扩展业务:可提供如图文电视、电视会议、数据信息广播、加密电视、视频点播等。
3)增值业务:可通过双向传输系统进行交互式的多功能应用,如互联网接入、远程教学、远程医疗、电子邮件、计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等多媒体信息服务。
1.5数字电视的弱点
数字电视并不是完美无缺的,它同样存在着一些弱点。例如在取样的过程、量化误差、压缩编码所带来的信号损伤,在节目制作及传输过程中贯通延迟。有些损伤可以修复,并不影响图像的最终质量,而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱它的影响,但这并不能影响电视领域向数字化的转变。与电视信号数字化后所带来的好处相比,这些影响往往会被忽略。
2数字电视分类
2.1按信号传输方式可分为:地面无线传输数字电视(地面数字电视);卫星传输数字电视(卫星数字电视);有线传输数字电视(有线数字电视)。
2.2按图像清晰度可分为三大类
1)数字高清晰度电视(HDTV):需至少720线逐行或1080线隔行扫描、屏幕宽高比应为16:9、采用杜比数字音响,能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号,图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。
2)数字标准清晰度电视(SDTV):必须达到480线逐行扫描,能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出,采用杜比数字音响。对应现有电视的分辨率,其图像质量为演播室水平。
3)数字普通清晰度电视(LDTV):显示扫描格式低于标准清晰度电视,即低于480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的分辨率。
2.3按照产品类型可分为
数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机;
2.4按显示屏幕幅型比分类
数字电视可分为4:3和16:9幅型比两种类型。
3数字电视技术
数字电视的实现,以下几项技术是关键:
3.1数字电视的信源(视频、音频)编解码技术在1920x1080显示格式下,数字化后信号的数码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多,因此必须去除图像信号中的多余信息,将数码率压缩到能在一个8MHz模拟电视信道中传送。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩,使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20Mbit/s~30Mbit/s。国际组织已经制定了对图像进行压缩编码的标准有JPEG(静态图像压缩编码标准)、MPEG-2(运动图像压缩编码标准)等。音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。对伴音进行压缩编码标准有MPEG伴音压缩编码标准、AC-3等。
3.2数字电视的复用系统
数字电视的复用系统从发送端信息的流向来看,它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信遭编码及调制。接受端与此过程相反。在HDTV复用传输标准方面,美国、欧洲、日本都采用了MPEG-2标准。
3.3数字电视的信道编解码及调制解调
为了提高传输的频带利用率,通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上,为发射做好准备。数字电视采用多进制调制方法,例如:残留边带调制(VSB);正交振幅调制(QAM);四相相移键控调制(QPSK);差动四相相移键控调制(DQPSK);编码正交频分复用调制(COFDM)等。
为了提高数字电视传输的可靠性,通过纠错编码、网格编码、均衡等技术,提高信号的抗干扰能力,方法如:里德一索罗门码、卷积码、交织、格状编码调制等。美国、欧洲、日本数字电视的制式、标准不统一,主要是指在该方面的不同。
4数字电视标准
数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种:
美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。
每一种标准对于信源的处理、画面格式及传输方式等方面均有一些差别。每一种数字电视标准又可分为卫星传输、电缆传输和地面传输方式。
4.1美国ATSC标准
ATSC标准由四个层级组成,最高为图像层,确定图像的形式,包括象素阵列、幅型比和帧频。接着是图像压缩层。再下来是系统复用层,特定的数据被纳入不同的压缩包中。最后是传输层,确定数据传输的调制和信道编码方案。下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV;还确定ATSC标准支持的具体图像格式。
另外,ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频的国家使用的另行标准。
ATSC成员30个,其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个,中国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。
ATSC标准定义的画面格式
支持室内接收、移动接收等需求,包括4个系统。
1)DVB传输系统:涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS等所有传输媒体。
DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。
DVB-C数字有线电视广播系统标准。系统前端可从卫星和地面发射获得信号。
pWB-T数字地面电视广播系统标准。本地区覆盖最好。传输质量高,但接收费用也高。
DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准。
DVB-MS高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
DVB-MC低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
2)DVB基带附加信息系统:可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。
DVB标准定义的画面格式
DVB-SI数字广播业务信息系统标准。
DVB-TXT数字图文广播系统标准,用于固定格式图文电视的传送。
DVB-SUB为数字广播字幕系统标准,用于字幕及图标的传送。
3)DVB交互业务服务:对应标准有:DVB—NIP、DVB-R.CC和DVB-R.CT。
4)DVB条件接收及接口标准:条件接收是付费电视广播的基本部分。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接,可实现DVB向电信网络的过渡。标准包括:DVB-C11DVB-PDH,DVB-SDH,DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。
DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区),主要集中在欧洲并遍及世界各地,我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。
4.3日本ISDB标准
日本数字电视首先考虑的是卫星信道,采用QPSK调制。并在1999年了数字电视的标准--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。
频编码
4.4三种数字电视标准的对比
无论哪一种制式,它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准,但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别,为了兼容性,它们的视频采样格式也存在差别,主要体现在行和列的分辨率及场频等。
在数字电视信号的传输中,卫星传输一般采用QPSK调制技术,电缆传输一般采用QAM调制技术,但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别,如美国的ATSC采用的是VSB调制技术,而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调制技术。
服务信息是指在数字电视中开展增值服务所用的数据,美国ATSC制式中的PSIP部分和欧洲DVB制式中的SI部分分别规定了各自数字电视中的服务信息格式。
ATScATV优点:频谱效率高、功率峰均比低,明显地减少了脉冲干扰。可将与原模拟NTSC信号的同频和邻频干扰减至最小。缺点是不能抵抗多径干扰,不支持移动接收。
DVB-T优点:在基于大量小功率、工作在同一频道的众多发射机,每一个均覆盖一个较小的区域的这样一种单频网络来说,DVB是一三种标准数字地面广播系统的比较
种最佳选择。同时提供了良好的移动接收性能。缺点是:其载/噪比低于8-VBS,并且限制了信号的有效传输距离,对来自于电机的脉冲干扰较敏感,较高的峰/均值比,并且需要较高功率的发射机,保护间隔降低了频谱效率并明显减少带宽的比特/赫兹率。
ISDB-T和DVB-T非常类似,根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收,是日本制式的特点;与DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。
5中国的数字电视
早在1996年,我国便开始了数字电视的研究工作,数字电视被列人原国家科委“八五”重大科技产业工程项目,并成立了数字高清晰度电视的总体组。1999年10月,高清晰度方案被成功用于国庆50周年大典的数字电视现场直播。后国家将数字电视发展计划纳入“十五”高新技术的12个重大专项之列,数字电视研究工作全面启动。
5.1中国数字电视标准
1)信源编码技术标准:
中国的数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完全兼容,也可以兼容MPEG-4AVC/H.264国际标准基本层,其压缩水平可达MPEG-2标准的2-3倍。
2)信道传输技术标准
中国的卫星数字电视标准采用欧洲DVB—S标准。
中国有线数字电视的标准还在报批过程中,大中型城市有线电视台多采用欧洲的DVB-T标准在试播。
中国的地面数字电视标准方案目前还在制定过程之中。
3)条件接收系统标准(CA)、用户管理系统(SMC)已制定完成。
5.2数字电视现状及发展:
1)中国数字电视规划:
国家广电总局制定了《我国有线电视向数字化过渡时间表>。
2003年数字电视标准出台(未按期实现)。
2005年进行数字电视的商业播出,有线数字电视用户超过3000万户,直辖市、东部地区地(市)级以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过渡。
2008年用数字电视转播奥运会,东部地区县以上城市、中部地区地(市)级城市和大分县级城市、西部地区部分地(市)级以上城市和少数县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2010年全面实现数字广播电视,中部地区县级城市、西部地区大部分县以上城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2015年停播模拟信号,西部地区县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2)数字电视现实的困难:
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2数字电视技术的发展现状分析
当今社会,信息技术与数字化技术已经成为科技发展的主流,它们的迅猛发展引导着整个技术领域的进步,而数字技术作为这一改变的主旨,对其发展有着更重要的作用。伴随着世界电视广播的大众化,数字电视在结合传统电视的功能后逐渐成为人们生活中必不可少的获取信息的主要工具。然而,根据2006年有关居民使用数字电视的调查结果显示,目前已有数千万人将数字电视应用到自己的日常生活中,但是他们提出了许多数字电视的不足之处,这引起了广大业内人士的重视。以下是科研人员对当代我国数字电视技术发展的现存问题分析:
1)由于我国数字技术起步较晚,而且整个国家处于发展中状态,这些国情都表现了我国的数字电视产业不可能一步到位。众所周知,数字化技术的开展需要大量资金的投入,目前我国还没有足够的资金供该领域使用,这就导致在对原先电台设备进行更换时进程受阻,电视节目资源紧张的局面也不免会发生。
2)数字电视本质上属于双向电视网络,而将现有的单项网络改为双项网络的成本较高,并且难度过大,我国目前技术还未成熟,实现数字电视技术仍存在较大困难。
3)我国各方面技术仍未成熟,数字电视的标准还未被很好的定位,科研人员在生产过程中无法把握数字电视的进程和发展方向。另外,国内有关数字电视研究的工作人员不够专业同样影响着数字电视的发展。
3改进电视数字技术的有效措施
数字电视在人们的日常生活中占有举足轻重的作用,面对我国当代数字电视技术发展中存在的诸多不足,相关管理部门必须加大管理力度,争取改变这种落后状态,以提高国家的综合国力。以下是针对上面陈述的问题提出的几点建议。
1)提高我国的整体经济水平,为数字电视技术奠定基础。经济基础决定上层建筑。数字电视技术要想得到快速发展,首先必须要拥有雄厚的经济基础,这样才能保障发展过程中设备和技术的更新不会受阻。国家在日常工作中要合理安排集体财产,尽量避免不必要的开销,将更多的资金投入到数字电视技术的发展中,以提高我国的科学技术水平,使人们的生活得到保障。
2)提高工作人员的专业素质。工作人员是否拥有较高的专业素质这很大程度上决定了产品的好坏。数字电视也不例外,操作人员高超的技术会大大提高数字技术的功能,并使其质量得到很好的保障。因此,相关工作部门必须在平时的工作中加强对业内人士专业素质的培养,多开展有关数字电视技术发展的讲座和活动,增加他们自身的工作意识,以此来提高数字电视的技术,使我国的数字化水平得以提高。
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广播电视系统中应用的数字发射覆盖技术以ATSC技术、DVB技术、ISDB技术与DMB-T技术为主。ATSC技术服务广播电视系统主要是依靠自身组成层面、构成层级的清晰配合实现,第一层定像层确定图像形式,第二层依照MPEG模式压缩图像,第三层完成信号数据传输,前两层图像数据最终由第三层完成发射覆盖。DVB技术是典型的欧洲技术,利用卫星、地面数据交换机数字电视完成信号发射与覆盖,不仅能够接收传送音视频文件信号,还可接收传送图标图像及TRD等节目,不过DVB业务传送条件受限制,需支付一定费用,其业务开展有利有弊,国内参考该技术对广播电视系统进行了改造,为用户提供了更好的服务。ISDB技术来源于日本,核心在于利用计算机与无线信息网络技术为广播电视系统信号传输覆盖提供更加多元化的服务,尤其是在3G、4G业务方面有出众表现。DMB-T技术在我国广播电视系统中的应用可更好的实现数字信号的传导与接收,其采用的FJL技术促使数字电视传输网络逐步向多载波技术领域发展,可在多径时拖延信号扩散避免来自乱码的干扰,保证信号传输的准确与顺畅,其采用的循环前缀填充技术可有效实现保护间隔,并极大的提升了数字电视信号发射覆盖的效率。实现了20dB以上同步保护增益,对于促使我国广播电视行业更好的发展有积极意义。
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输电过程中运用电工电子技术能够体现出其重要的作用。电工电子技术在输电中的应用能够有效保证电能运输的稳定性与安全性。电工电子技术在输电中的应用主要体现在这么几点。
2.1高压直流电中电工电子技术的应用直流输电技术能够获得广泛的应用,与晶闸管换流阀在电力系统中的应用具有紧密的联系。同时这也在一定程度上充分体现电力系统的快速发展。当前,全国各地电力系统将晶闸管进行广泛的应用,可以说是电力系统快速发展的一种体现。与此同时,电力输电系统正朝着易操作、易控制的方向不断发展。将电工电子技术应用于其中,使得该技术的应用领域进一步扩充。这样不仅有效的减少了直流转换变压器在输电中的使用,有效降低成本,同时还使得电流转换设备具有更强的移动性,设备使用的灵活性进一步增强。
2.2静止无功补偿中电工电子技术的应用电工电子技术在输电系统中的重要应用表现在静止无功补偿方面。即使当前我国大多数电力系统并未采用这种输变电系统,但是有部分国家已经开始应用。将这种技术应用于其中有效的改变了传统电气开关,利用晶闸管作为全新的开关设备。有效准确、迅速的控制设备,提高电力输送的控制效果。这也充分体现电工电子技术在输电系统中的重要作用。
3电子电子技术在变负荷电动机中的应用
在世界能源使用情况不允乐观的情况下,节能已经成为一项世界性的活动。针对此种情况,电力公司在输送电能的过程中应当更多的节约电能。如果电力公司要想更好、更多的节约电能,就应当从发电环节就开始节能。电力公司在为人们日常的生产生活提供稳定电能的过程中,电力系统自身也会消耗一定的能量。无论采用何种新型的发电模式,都是将其自身的能量转化为电能。电力系统在输送电能的过程中,可以通过这两方面进行考量。一方面是减少其他能源的消耗,促使能量最大限度的转化为电能;而另一方面则是电力系统在发电的过程中尽可能减少对自身造成的损害。节约能源无论从哪方面着手,就应当在负荷方面对转动的速度进行调整。这项技术要想使用的更为精准,其中就必须应用到电工电子技术。电工电子技术的应用能够取到良好的节能效果。
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光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。
2.光纤通信技术的特点
(1)频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。
(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。
(4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。
3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用
20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH+光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目
有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。
现在光通信网络的容量虽然已经很大,但还有许多应用能力在闲置,今后随着社会经济的不断发展,作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力,推动通信网络的继续发展。因此,光纤通信技术在应用需求的推动下,一定不断会有新的发展。
参考文献:
[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4)