电解电容范例6篇

电解电容范文1

关键词:铝电容;高比容;技术

随着消费电子行业的兴起,铝电解电容器同样得到了长足的发展,并逐渐呈现出节能、变频、新能源等特点,这种迅猛的发展,对新材料的需求也愈加迫切。

现阶段,电子产品呈现出轻薄化、小型化、组装高密度化等特点,为适应这种趋势,铝电解电容器必须尽量缩小体积、延长寿命、增加容积。为适应电子整机不断向小型化、高密度组装化方向迅速发展,铝电容必须进一步缩小体积、提高比容、延长寿命、高频低阻抗。本文将从铝电容的阳极箔和工作电解液方面探讨铝电容的大电容实现方法。

一、阳极箔技术的研究

铝电解电容器分为阴阳极铝箔、浸以饱和电解质糊体的纸张、铝壳及胶盖,若铝电容的总容量为 C,阳极的容量为 CA,负极的容量为Cc,则 1/C = 1/CA+ 1 / Cc。因为阳极铝箔表面氧化膜的厚度大于阴极,所以阳极箔和电解质糊体组成的电容CA远小于阴极箔和电解质糊体构成的电容Cc,所以,要想提高铝电解电容器的电容量首先应当增大阳极箔的比表面积。

铝电解电容器的容量:C = ε0εrS/d,由公式得知,要增大阳极箔的比表面积的方法有:(1)提高电介质的相对介电常数;(2)扩大阳极箔表面积;(3)将电介质层的厚度d减小,而 d =KVf,K是单位阳极氧化电压的氧化膜厚度,是材料自身的性质,为常数。增大表面积主要靠电化学腐蚀扩面,但因为这个过程存在诸多因素,受到物理极限的限制,所以倍率的增长速度缓慢。和常规铝阳极氧化膜比较,阳极氧化膜中,用阀金属氧化物形成的高阶电相掺杂阀金属的氧化膜,有可能会使铝电容得到大幅度提升。目前多是采用 sol-gel 法对铁电材料复合铝电极箔进行制备,用水解沉积法和电化学沉积法对阀金属氧化物复合铝电极箔进行制备。

1、sol-gel法

Sol-gel法拥有以下优势:即可实现低温处理、可以高效的为衬底材料提供薄膜特性、能够对具有较大面积和复杂表面形貌的衬底材料进行涂覆。

Wannabee 、西安交通大学徐友龙、杜显锋等、上海交通大学王银华等都利用sol-gel法对复合材料的电容性进行了实验,这一系列的研究都实现了复合材料的高电容。

但是利用sol-gel法处理的铝电极箔需要经过长时间的干燥以除去表面的溶剂,并反复浸渍、干燥数周才能取得较好的效果,且由于部分有机体系与铝基体表面存在浸润性问题,故而无法对成膜的均匀性有保证。

2、水解沉积法

水解沉积法是利用焊有阀金属的盐溶液,高温处理和水解沉积,将Al2O3和阀金属氧化物进行复合,阳极氧化后,在铝电极箔表面生成高介电常数的复合氧化膜的技术。

由于水解沉积法的工艺实现方案与工业生产线兼容,所以极力推广。

3、电化学沉积法

电沉积技术是在外加电压下,利用电解质中的阴离子在阴极可以还原为电子的原理,将原有电解质中的离子还原为原子使之形成沉积层。这种工艺因为简单、适合大规模生产、成本低、易于控制薄膜的厚度和结构,所以与其他方法相比在薄膜制备领域有广阔的发展前途。

二、工作电解液的研究

工作电解液是电容的实际阴极,能够对铝阳极氧化膜进行修补,并提供氧离子,直接关系到产品质量。要研究大容量超高压铝电容,电溶液的配置是最关键的技术,工作电解液的化学性质应当稳定,并且拥有较高的闪火电压、较高的氧化效率,比较小的电阻率等性能。为防止对铝箔和密封材料的腐蚀,应当保证pH 值接近中性。

铝电容工作中的电解液,主要由溶剂、溶质、添加剂共同组成,溶质的主要功能是为电解液导电并在氧化过程中提供离子。溶剂在离子溶剂化的过程中起到重要作用,同时决定了电容器工作温度的范围及碘溶液的电导率,直接影响到闪火电压。添加剂的作用是改善电解液的某些性能,虽然用量极少, 但对增强电容器电性能的影响却极大。

在铝电容中常用的电解液成分主要有以下几种:

(1)溶剂:含氧弱酸、硼酸、五硼酸铵等无机盐和有机酸。有机酸氧化能力比较强,但离解度较低,不容易和有机胺中和,电解液的含水量比较高,闪火电压低。有机酸不含硼、介电性好,用量比较少,电离度高,其酸性较无机酸低,不容易氧化铝氧化膜,但闪火电压较低。

(2)溶质:将硼酸改成五硼酸铵后,电解液中的含水量减少,闪火电压得到提高。有机酸有很多,关于溶质要根据具体的电压来选择。

(3)溶剂:碱,包括无机碱(氨水)和有机胺。和氨水比较,有机胺的含水量非常少,碱性明显增强。

(4)溶质:在实践中,溶质常常为有机胺,低压电容器中用的胺分子较小,中高压电容器中用的胺分子较大。

(5)普通铝电容使用液体电解质, 存在着液体电解质的等效串联电阻(ESR)大、难以适应信息技术向高频化发展趋势、高频下阻抗值大、性能受温度的影响大、在高叵滦阅芗不稳定、电阻率随温度的下降急剧上升,限制了电容器在极端温度下的使用等缺点。以上缺点导致其性能与应用范围受到了限制。

利用导电聚合物作为实际阴极的固体铝电容不仅克服了上述缺点,还效延长了电容的寿命提高了其性能。首先因为导电聚合物为固体,不必担心会出现工作电解液泄露或干涸,提高了铝电容的工作寿命;其次因为导电聚合物为电子型导体,其电导率远大于离子型导体工作电解液的电导率,因此可极大改善电容的阻抗频率特性,使之具有高频低阻抗的特点。

目前主要有聚吡咯型(PPY)、7,7,8,8--四氰基对苯二醌二甲烷(TCNQ) 复盐型、导电聚苯胺型和聚(3,,4--次乙二氧基噻吩)型(PEDOT)这四类固体铝电解电容器。前两种已经实现商品化,,后两种还处于开发研究阶段,而其中PEDOT最具发展潜力。

结束语:实践中,铝电解电容器技术得到了长足发展,尤其是片式化技术、高比熔电极箔及电解质固体化技术,明显推动了铝电解电容器技术的发展。本文从电极箔和电解液方面分析了实现铝电容大电容的相关技术上的可能,寻找大电容铝电容的实现方法,期待与专业人士的共探讨。

参考文献:

[1]任志东. 15年成就光荣与梦想――记“高可靠、超小型化钽电解电容器用关键材料生产技术及应用”项目[J]. 中国科技奖励,2013,01:78.

电解电容范文2

关键词:HBLED;无电解电容;LED驱动;开关寿命

DOhI:0.3969/I.issn.1005-5517.2010.03.004

许多国家正在积极发展LED照明技术。高亮度LED要达到长寿命,并且要尽量小的光衰,温度的控制是关键,因此与其他光源相比,LED灯都需要一块比较大的散热器。为了获得理想的散热效果,将LED与散热器直接接触可以获得最小的热阻,将散热器暴露在空气中是一种简单有效的设计方法,但却带来了安全隐患,不过如果采用隔离的LED驱动器方案将解决此问题。在保证一定温度条件下,LED寿命可以轻松超过20000~\时,因此驱动器的寿命将成为整个灯具长寿命的关键因素。

众所周知,电解电容是影响开关电源寿命的重要元件,限于电解电容的结构、很难匹配LED的长寿命要求,因此有必要开发一种无电解电容的驱动器。此外根据能源之星于2008年11月的固态照明灯具计划标准1.1版,其中对LED驱动器的pF值提出了要求,即民用灯具大于等于0.7,商用大于等于0.9。

本设计使用ST的新VIPer系列控制器VIPer17H,对标准应用电路进行一些修改后开发出一款3.6w无电解电容LED驱动器。输入为100-240Vac/50~60Hz,输出为10V/360mA(平均值),电路图如图1。

VIPer17是意法半导体(ST)新一代单片集成控制器,采用了BcD6和SuperMESH制程(图2),拥有更低的待机功耗,开关部分是一颗耐压800v的MOSPET,加上完备的保护功能,包括OVP、OCP、OTP、sCP、Brownout等,可以使设计拥有更多的安全裕量。

在此芯片的7个引脚中,CONT脚比较特殊,具有两个功能,见图3:

1 设定允许流过MOSFET的最大电流值。

2 设定过压保护点。

此3.6W无电解电容设计即是利用该引脚改变值来实现,根据芯片工作原理,当CONT引脚外接一颗电阻RIim到GND时,在一定区间内,随着电阻值变小,MOSFET的限流点也会相应的变小,对应关系见图4。从本质上看,随着RI的变小,是改变了流出CONT引脚的电流值,从而改变内部的限流点。因此、如果再通过电阻连接CONT引脚与输入整流桥的输出端(如图l的Rll,R12),那么流出CONT引脚的电流将会跟随输入电压变化,进而改变限流值,输入升高,则限流点变大,反之亦然。通过这一步的变化,我们可以看到,流过开关管的电流值在一定程度上跟随输入电压变化,输入特性类似于PFC电路,因此可以采用PFC的电路结构,一个小容值的输入电容(一般为薄膜电容)。此设计采用的是一个0.1uF的薄膜电容,同时控制回路也类似于PFC电路的设置,非常低的回路增益穿越频率,这样可以获得相对高的PP值和稳定性。此时输入端的电解电容已经去掉。在满足EMc要求的前提下,此电容的取值可以尽量小些,这样可以获得较高的PF值。

电解电容范文3

关键词: 缓蚀剂;铝电解电容器;腐蚀

0 引言

铝电解电容器是现代电子产品中不可或缺的元件之一。由于它制作成本相对低廉,性能优越,制作工艺简单,所以其市场规模已经日渐庞大,已在电子产品中有了广泛应用。随着现代电子科学技术的突飞猛进,铝电解电容器的产量与市场需求也在迅速增长并且正朝着小型化,高能化,成本最小化的方向发展。为了最大程度的实现电容器的高能化,提高比电容便是重中之重,已知电容器的比电容正比于介电常数和电介质层的有效表面积,并且反比于电介质层的厚度,而铝氧化膜的介电常数是定值,电介质层厚度往往由工作电压来决定,所以增大铝箔的比表面积便成为了目前最可行、最便捷的扩容方法。目前广泛应用的方法是对铝箔的表面进行腐蚀扩孔以增大表面积,从而增大比电容,缓蚀剂在其中起到了重要的作用。本文主要研究了缓蚀剂对中高压铝电解电容器比电容的影响,并进行简要介绍和概述。

1.缓蚀剂在中高压电解电容器中的作用

目前常采用的高比电容铝箔的制备方法是将高纯铝箔放入含有盐酸的混合电解液中用直流电长时间侵蚀,从而使铝箔表面生成均匀的孔洞,但电解液中的盐酸同时也会使铝箔变薄,腐蚀孔不能深入生长,从而使比电容降低。这就要求添加缓蚀剂来削弱盐酸侵蚀液对铝箔的自腐蚀作用。

1.1.试验

此试验的电解液为盐酸,添加少量的聚丙烯酸作为缓蚀剂,使用直流电流进行腐蚀。结果为表1所示,图表表明:缓蚀剂使中压腐蚀铝箔的比电容提高23%左右,失重有所降低[1.2]。

1.2.试验结论

观察扩孔后照片以及孔径分布可以得出:使用缓蚀剂可以增大孔密度、减小孔径。对于缓蚀机理,可以理解为由于分子量很大、链节较长、分子尺寸较大,同时线性高分子的相互作用和缠绕,使之难以进入铝箔隧道孔的蚀孔内部,只能吸附在铝箔表面,从而使铝箔表面的侵蚀减少,侵蚀扩孔仅仅发生在蚀孔内部,所以可以在失重较小的情况下获得较高的比电容[2]。

2.缓蚀剂的作用机理

上述试验中应用了有机高分子缓蚀剂聚丙烯酸,虽然添加量较少,但是有效的抑制了铝箔在盐酸电解液中的自腐蚀,使得其电学性能明显加强。而缓蚀剂种类繁多,对铝箔的缓蚀效果各有不同,这就要求我们对每种缓蚀剂的作用机理做出深入的了解进而在不同的电解液中使用最适合的缓蚀剂。

根据缓蚀剂对腐蚀介质中金属电极表面的作用原理,我们可以把缓蚀剂分为界面一直作用、电解质层抑制作用、膜抑制作用、钝化膜抑制作用四种,也可以简化分为界面作用机理和相界作用机理两种[3]。本文主要讨论铝电解电容器阳极箔的缓蚀,而阳极缓蚀剂主要是对电池的阳极电化学过程起阻滞作用,以引起阳极极化作用增强,使腐蚀电位正移。从而抑制电子在阳极的交换,使得腐蚀电流减小,从而达到缓蚀的目的。

从图1的伊文斯极化图我们可以看出:Ea为阳极的初始点位,Ec为阴极的初始电位。在未加缓蚀剂时,阳极的极化曲线EaA和阴极极化曲线EcA相交与点A。A点对应的点位为腐蚀点位Eo,对应的电流也正是腐蚀电流Io。在加入某种阳极型缓蚀剂以后,阳极极化阻力增大,该现象在伊文斯曲线图上可表示为阳极的极化曲线的斜率增大。由图可得阳极极化曲线与阴极极化曲线交与点A*。这时的腐蚀点位相应的上移到E,并且对应的腐蚀电流为I*。由此可以得出结论,适量加入缓蚀剂之后,腐蚀点位增大,腐蚀电流减小,从而抑制了阳极电极反应的发生。

2.1. 其他缓蚀剂

除了聚丙烯酸,阳极型缓蚀剂还有铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、亚铁氰化钠、烷基胺、硫醇等[3]。

在此引用日本学者的实验。他提出,含有磺酸基的可溶性高分子电解质可以有效的抑制铝箔表面的溶解。此类电解质包括聚苯乙烯磺酸、苯酚磺酸甲醛缩合体、聚乙烯磺酸以及他们的盐。实验在310V条件下化成,实验结果如表2所示[2.4]。

虽然磺酸基实验证明的可溶性高分子电解质在一定程度上可以增加铝箔的比电容,但是目前该种电解质的作用机理并不是十分明确。

2.2. 有关缓蚀剂的讨论

可以肯定的是,缓蚀剂并没有一种明确的定义,因为一种物质是否能够作为缓蚀剂是有高度的选择性的。如在高温高压条件下的氧气可以作为不锈钢在氨基甲酸胺介质中的缓蚀剂,少量水分是不锈钢在高浓度醋酸介质中的缓蚀剂等。某种缓蚀剂对一种金属起到缓蚀作用的同时有可能对另一种金属起到腐蚀作用。并且有时有些单独使用缓蚀效果不好的化合物,经过一定比例混合之后能够具有良好的缓蚀性能。所以说目前大量的无机化合物和有机化合物都有成为优良缓蚀剂的可能。

3. 总结

通过以上论述,可以得到以下结论:

3.1.铝电解电容器作为现代电子产品的重要元件,增大比电容是非常重要的。而增大铝电解电容器的比电容常用的有效方法是提高铝箔的比表面积。

3.2.通过电解对铝箔表面进行均匀孔蚀是提高比电容的关键技术。

3.3.电解扩面技术常常面临铝箔的自腐蚀问题,这便要求使用高效的缓蚀剂来减缓铝箔的自腐蚀,从而使孔蚀均匀化。

3.4.缓蚀剂可用于减缓铝箔表面的自腐蚀,并且缓蚀剂种类繁多,对气氛和介质等具有较高的选择性。不同缓蚀剂间还可通过混合等方式增强其缓蚀能力,这就要求我们理解各种缓蚀剂的作用机理,特别是有机缓蚀剂的结构,才能够充分运用规律来不断找到更多高性能的缓蚀剂,从而更大程度上的提高铝箔的比电容。

参考文献:

[1] 闫康平,王建中,严季新。中高压电容器铝箔扩孔液中缓蚀剂的作用。电子元件与材料,2001,20(6) 1001-2028

[2] 王银华,杜国栋,许金强,等。中高压铝电解电容器阳极箔研究进展。电子元件与材料,2006,25(6):1001-2028

[3] 崔,唐梦奇,许淳淳,等。中国防腐蚀工程师实用技术大全(第一册)。2001

电解电容范文4

关键词:并联电容;功率因数;图解;计算

中图分类号:G714 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)16-0181-02

在正弦交流电路中,电路的有功功率与无功功率的比值叫做功率因数,用公式表示为:λ=Cosφ=■。其中φ是电路中总电流与总电压的相位差,称为功率因数角。

一、功率因数的意义

1.由功率因数的定义:Cos=■,可知:P=SCosφ。显然,在供电设备容量(即电源视在功率S)一定的情况下,电路的功率因数Cosφ越高,有功功率P就越大。表示电源发出的电能转换为热能或机械能越多,而与电感或电容之间相互交换就越少;电路的功率因数Cosφ越低,有功功率P就越小。表示电源发出的电能转换为热能或机械能越少,而与电感或电容之间相互交换就越多。由于交换的这一部分能量没有被利用,因此,功率因数越大,说明电源的利用率越高。

2.增加供电设备的容量,建立更大的发电厂。由P=SCosφ可知:在负载功率一定的情况下,若功率因数过低,为满足负载需求,解决办法只有增加供电设备的容量,建立更大的发电厂。而建设大容量的发电厂,不仅需要更高的技术支撑,而且还需要足够的能源、资源保障,例如建设大型水电站,需要足够的水源和适度的高度落差。

3.将电源设备的视在功率:S=UI代入P=SCosφ中,可得I=■,显然,在同一电压下要输送同一功率,功率因数Cosφ越高,供电线路中的电流I就越小,供电设备和线路中的损耗就越小;功率因数Cosφ越低,供电线路中的电流I就越大,供电设备和线路中的损耗就越大。而这部分损耗将以热量的形式散发到空气中,得不到利用。

因此,在电力工程上,力求使电路中的功率因数接近于1。由于在日常生活和生产用电设备中,感性负载占的比例相当大,提高感性负载功率因数的常用办法,是在感性负载两端并联一个适当的电容器,利用电容器的无功功率和电感所需的无功功率相互补偿,达到提高功率因数的目的。为什么并联电容后能提高电路的功率因数呢?

如图(a)所示,感性负载可看作理想电阻R和理想电感L组成的RL串联电路。

在没有并联电容时,电源供给负载的电流IRL,IRL落后电压U一个φRL角,如图(b)所示,电路的功率因数CosφRL;并联电容后,通过负载的电流仍为IRL,可是电源供给电路的电流不再是IRL,而是IRL和电容支路电流IC的矢量和I,从图(b)所示的矢量图可以看出,并联电容后电源供给电路的总电流变小了,电路中总电流与总电压之间的相位角由φRL减为φ,因而功率因数提高了,即:λ=Cosφ>λRL=CosφRL。

值得注意的是:①并联电容提高功率因数后,负载的工作仍保持原状,自身的功率因数CosφRL并没有提高,只是整个电路的功率因数得到了提高;②并联电容后,电路的总电流由IRL减为I,是由于功率因数的提高减小了电路的电流,通过负载的电流仍为IRL;③并联电容后,虽然提高了功率因数,但并没有提高负载的有功功率,之所以提高电源的利用率,是由于减小了电路的无功功率;④功率因数的提高,并不要求达到Cos=φ1,因为此时的并联谐振会带来不利情况,也没有必要提高到使电路呈容性。

二、提高功率因数需要并联多大的电容,如何进行分析和计算

并联电容提高功率因数的有关计算主要有两种题型:一是已知电路参数和功率因数目标,求需要并联的电容大小;二是已知电路参数和并联电容大小,求并联电容后的功率因数。在分析和计算时,可用以下两种形象直观的方法进行。

方法一:电流三角形法。

如图(b)所示,由几何关系可知:

IC=IRLSinφRL-ISinφ

=IRLConφRLtanφRL-ICosφtanφ

=IRLConφRL(tanφRL-tanφ)

又P=UIRLCosφRL,IC=U/XC=ωCU

ωCU=■(tanφRL-tanφ)即:C=■(tanφRL-tanφ)(1)

方法二:功率三角形法。

并联电容提高功率因数,并没有提高负载的有功功率,之所以能提高电源的利用率,是由于减小了电路的无功功率。如图(c)所示。由功率三角形可知:

QC=QRL-Q

QC=UIC?摇 IC=QC/U=(QRL-Q)/U

又IC=U/XC=ωCU

QRL=PtanφRL Q=Ptanφ

ωCU=P(tanφRL-tanφ)/U

即:C=■(tanφRL-tanφ)(1)

从上述分析可知,只要知道负载的有功功率P,额定电压U,电源的角频率,并联电容前的功率因数或功率因数角和并联后的功率因数或功率因数角,就可用(1)式求出并联电容的大小;同样只要知道负载的有功功率P,额定电压U,电源的角频率,并联电容前的功率因数或功率因数角,也可用(1)式求出并联确定电容后的功率因数的大小。

参考文献:

[1]程周.电工与电子技术[M].北京:高等教育出版社,2009.

[2]程周.电工与电子技术练习册[M].北京:高等教育出版社,2009.

电解电容范文5

[关键词]变电运行 问题 解决措施

中图分类号:TM411+.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0037-01

引言

在电力企业的日常运转中,变电设备是时刻运行的,因此其运行管理需要即时性、准确性的管理数据。只有如此才可做到维持变电设备管理的安全稳定。在变电设备工作期间,存在着各种影响运行安全的不良因素,而这些不良因素会直接影响到整个电网的安全稳定性,最直观是影响到电力客户的日常生产生活用电,造成不利社会影响。电力企业应分析变电运行中容易出现的问题并提出相应的解决措施,才可保持电网稳定。

1 变电运行易发问题

变电设备运行关乎电力企业的运转效能,下面将易发问题汇总如下:

1.1 春季变电运行易发问题

春季是一个雨水较为多的季节。多的雨水就容易导致变电运行设备进水,那么久会导致变电设备的污染,进而影响变电设备的安全性和功能性。

1.2 夏季变电运行易发问题

夏季炎热,气温较高,居民家中空调、电扇、冰箱等设备基本全天候运转,会导致用电负荷骤增,故而夏季的变电设备易出现发热与重过载现象。

1.3 秋冬季节变电运行易发问题

秋冬季节相对干燥,雾霾亦增多,变电设备容易受到污染。加之早晚温差明显,变电设备易出现漏气与漏油的现象。

1.4 接地情况对变电运行的影响

在配电变压器的接地中,一般是采用在低压侧中性点接地的方式,这种接地方式下,在负载处于不平衡状态时,中性点处会流过较大电流。如接电线未连接好,导致接触电阻过大,就会出现烧断现象。一旦出现此种现象,中性点的电位会出现位移,就会危及电力用户的电器设备安全。

1.5 负载短路或接地对变电运行的影响

变电设备运行时,变压器出现短路或者接地情况,其会承受巨大的短路电流,内部超大电动力会使绕组变形、油质劣化。

1.6 过电压对变电运行的影响

由于变压器的高压侧进线大多采取架空线路设计,户外设计就容易遭到雷击损害。除设计问题之外,在断路器正常操作、系统设备故障或者某些其他未知原因导致系统参数发生变化,也会引起电网内部的电磁能量转化,这些因素会导致电压的异常升高,会对变压器内部绝缘造成损害,更严重的甚至可能是会烧毁变压器。

1.7 其他问题对变电运行的影响

除上述问题外,还有线路逐次拉合后,光字信号一直存在、完成一次操作刀闸后误操作、直流系统运行当中发生接地,仍能运行等情况。

2 针对变电运行中易发问题的解决措施

2.1 春季变电运行易发问题解决措施

针对春季雨水较多的情况,应在雨水较丰富时,提前检查好端子箱,确保关严及密封圈完好无损。雨后要及时检查端子箱是否有进水现象。及时对已进水的箱子进行处理,并使用干燥箱子将进水箱子替代。在雷雨之后,要对避雷器的具体工作次数进行详实记录。在晴朗天气就要对进水点进行仔细检查,检查完毕,需用防水性能较好的材料对其进行密封。

2.2 夏季变电运行易发问题解决措施

针对夏季的变电设备易出现发热与重过载现象可采取以下措施:

(1) 空调的正常运行要保证,如发现空调出现故障,需向有关部门进行及时汇报。处理过程中一定要高标准,保证充分发挥空调的作用。

(2) 温度测量工作要做好,可用红外线设备对温度进行跟踪监测,提高工作效率;

(3) 监测温度超过50摄氏度,即可视作设备异常进行处理;如温度超过90摄氏度,即可视作紧急缺陷进行处理;

2.3 秋冬季节变电运行易发问题解决措施

针对秋冬季节变电设备易出现漏气与漏油的现象可采取以下措施:

(1) 气温突然发生变化的情况下,需不断加强对充油充气设备的监察与管理。每日对设备压力值进行跟踪监测,同时必须做好记录工作。

(2) 长时间晴朗后突遇降雨,此种情况下,巡视工作一定要加强,确保变电设备的安全。

2.4 接地情况对变电运行的影响解决措施

针对接地情况对变电运行的影响,应经常性检查接地线、点的完整性c牢固性,且需定期测试接地电阻容量存10000kVA以上的变压器是否大干4Ω,容量在100kVA以下的是否大干10Ω。如遇接地电阻超过标准,可采用使用降阻剂、增加接地体等方法来降低接地电阻。

2.5 负载短路或接地对变电运行的影响解决措施

针对负载短路或接地对变电运行的影响,应选择安装短路保护方法。一般在高压侧可采用跌落式熔断器,在低压侧可采用空气断路器。此外,熔断器的熔丝也应合理选择,以保证变压器在内部短路时能熔断,或当低压侧短路、过载时可跳开。

2.6 过电压对变电运行的影响解决措施

针对过电压对变电运行的影响问题,应不止在变压器高压侧,而且在低压侧均要装设避雷器,且在雷雨季节到来之前,对避雷器进行细致检测,保障避雷器可有效工作。

2.7 其他问题对变电运行的影响解决措施

针对其他问题,解决措施列举如下:

(1) 针对线路逐次拉合后,光字信号一直存在问题。应考虑有两条以上线路同名相同时接地,或在开关至母线之间有接地现象。对于后一种情况,工作人员通过对站内设备进行巡视检查即可及时发现。此种情况还应首先排除主变35kV进线侧线路无故障发生,且类似此种多条线路同名相接地的状况不多见。

(2) 针对完成一次操作刀闸后误操作问题。应在完成一次操作刀闸后,及时将母差保护。跳各线路出口压板,由上I端改至上II端。最后应投入母差保护,单线路电压闭锁压板。防止因保护二次端子被误碰而产生的保护误动,错误出口导致酿成事故。

(3) 针对直流系统运行当中发生接地,仍能运行问题。应给予高度重视。此种接地故障必须及时发现并排除,否则会引起信号、控制及保护回路的非正确动作。如直流正极发生一点接地,会因另一点接地进一步导致断路器误跳闸;如直流负极发生一点接地,会因另一点接地导致断路器拒跳闸。故而在运行值班过程中,必须要充分重视直流系统运行,随时关注直流对地的绝缘状况。

3 结束语

综上所述,电力企业变电运行工作中的易发问题会影响到电力供应的质量及电力客户的用电安全,因此电力企业应加强此方面的预防工作。电力企业变电运行工作中容易出现的问题较多,必须对这些易发问题迅速作出准确判断,并及时采取针对性措施对其进行避免和改进,才能保障电力企业变电运行系统正常稳定运行,才能更好的保证电力体系的正常运转,进而保障整个电力系统工作质量的有效提高和为电力用户提供更为优质的供电服务。

参考文献:

[1] 傅兰兰.变电运行中容易出现的问题及解决措施分析[J].河南科技, 2013(2):66-66.

电解电容范文6

【关键词】整流装置;告辞谐波;补偿;滤波;大容量高速开关

对赤峰中色锌业公司整流系统的谐波分布情况进行了详细分析,得出了该整流系统在供电母线侧、调压变流支路一次侧、调压变流支路整流侧的谐波分布情况。并将四台整流机组运行方式和四台整流机组运行方式下的谐波情况进行对比,通过分析,得出赤峰中色锌业公司当前的谐波污染程度,建议对该整流系统进行谐波治理,并提出谐波抑制和无功补偿方案。

1 电解整流系统谐波研究的意义

电力系统中的各种谐波由来已久,谐波会对电力系统造成污染,影响供电质量和电网运行安全。

1.1 电力系统中谐波的危害

(1)谐波会使公用电网中的电力设备产生附加的损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热,严重的甚至可能引发火灾。

(2)谐波会影响电气设备的正常工作,特别是对于通过变频器控制的电气设备,使电机产生机械振动和噪声等故障,变压器局部严重过热,电容器、电缆等设备过热,绝缘部分老化、变质,设备寿命缩减,直至最终损坏。

(3)谐波会引起电网谐振,可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍,会对系统构成重大威胁,特别是对电容器和与之串联的电抗器,电网谐振常会使之烧毁。

(4)谐波会导致继电保护和自动装置误动作,造成不必要的供电中断和损失。

电解整流工业是电力系统中公认的谐波污染大户,由于其大量采用电力电子变流技术而不可避免地产生大量谐波对电网造成谐波污染。通过对冶炼厂的谐波研究,谐波主要来源于两个方面。一是整流装置:电解整流系统大多采用三相桥式逆并联方式,并由若干12脉动整流机组组成,这样将产生多种高次特征谐波并非特征谐波。二是变频装置:厂内部除线性负荷外,还包括变频装置等大量非线性负荷,如风机类、泵类等变频调速设备。

本文将着重就赤峰中色锌业公司整流系统造成的谐波做较深入研究。

2 赤峰中色锌业公司整流系统及其谐波测试

2.1赤峰中色锌业公司整流系统简介

赤峰中色锌业有限公司的新建四期工程为年产10万t锌产品项目。其整流系统由两个电解系列四台12脉动整流机组组成。其中有载调压交流变压器为整流柜提供交流输入,有载调压交流变压器由一台调压变压器和两台带移相绕组的整流变压器组成,调压变压器采用3个单相35级有载分接地开关进行连续调压。整流方式为三相桥式同相逆并联方式。两台整流变压器并联运行组成12脉动,2台机组为2*12=24脉动。电解系统共有电解槽400个,分别配置在东、西两个系列,每个系列200个电解槽分别供电。按照电解的生产工艺,电解槽串联在系统中,每台电解槽的直流电解电压为3.35~3.45V,每系列槽电压670V~690V,电流密度:白天380A/m2,晚上500A/m2,电解槽投入运行后负荷基本保持稳定。

3 赤峰中色锌业公司整流系统谐波治理

3.1谐波治理方案

我公司一期投入的无功及滤波补偿装置采用集中滤波补偿的方式,滤波器装设在总降变电所主变压器二次侧,这样可实现集中滤波和无功补偿的目的,以提高滤波和补偿效果,减少投资,方便管理。我公司三期及四期新上负荷(整流变)容量较大,分别在每台整流变压器调变的二次侧(10kv侧)各自装置相应的滤波装置,这样运行经济。但是在这种运行方式下,如果滤波补偿装置发生故障,故障将直接波及到整流变压器本体,使故障扩大化。这样设计非常不合理,有待改造。

3.2具体改造方案

(1)改造方案一:在整流变压器调变的二次侧(10kv侧)各安装一台隔离用变压器,输入输出电压等级相同。在隔离变压器本体设置一定的保护参数,当滤波补偿装置发生故障,故障可以使隔离变压器跳闸,将故障点隔离。

(2)改造方案二:在整流变压器调变的二次侧(10kv侧)各安装大容量高速开关(FSR),当滤波补偿装置发生故障,在整流变压器尚没有反应的情况下,通过高速开关将故障点隔离。

大容量高速开关(FSR)又被称为故障电流限制器、快速开关、高速限流保护开关、限流保护器、FCL(Fault Current Limiter)等。主要作用是在短路电流未上升到峰值之前,将其高速开断。FSR原理接线图见图1。

图中高压载流桥体FS和特种高压限流熔断器FU在电气上是并联的,由于前者电阻为微欧级,后者电阻为毫欧级,故正常运行情况下,主导流母线中的电流几乎全部流过高压载流桥体FS。当系统发生短路事故时,特种电流互感器CT检测到短路电流信号,将其传递给电子控制器ZK,由ZK进行信号的分析和处理。若短路电流信号超过整定值,ZK将发出点火信号,通过高压脉冲变压器MB,使高压载流桥体FS在几百微秒的时间内高速断开;在其断口开断的过程中,故障电流转移到特种高压限流熔断器FU中,由FU 最后开断短路电流,切除故障。在FU熔断过程中,线路上可能会产生瞬时过电压,此时高能氧化锌电阻FR对其进行限压(具体安装方式见下图,图2中所示为其中一台变压器)。

滤波器设计考虑到谐波的种类和近期发展的非线性负荷,四组滤波器支路采取如下接线方式:5次和7次滤波器——采用单调谐滤波器,抑制低次谐波,11次和13次高通滤波器——滤除11次和13次及以上高次谐波,达到最佳的滤波效果。

四组滤波器支路总安装容量23.6Mvar,补偿后功率因数不低于0.92。通过计算,滤波器投入后在整流调压变66kv侧各次谐波电流均不超标,谐波电压含有率及电压总谐波畸变率均在国际限值以内。

综上所述,滤波装置投入后,对改善供电系统的电能质量,提高功率因数,稳定电网运行水平,提高主变压器的带负载能力都将起到积极,重要的作用。

参考文献:

[1]吴竟昌.供电系统谐波.北京:中国电力出版社,1998.

[2]陆廷信.供电系统中的谐波分析测量与抑制.北京:机械工业出版社,1990.