高电压技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇高电压技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2自动化信息技术具体应用分析

随着变电站计算机控制技术的提升，不在局限于后台控制，将延伸到现场的控制，以及视频等先进信息搜集设备也将变成变电站自动化系统的结构之一，因此需要其他的功能能适应此做好准备，传达信息功能也应加强。随着变电站计算机控制技术的提升，不在局限于后台控制，将延伸到现场的控制，以及视频等先进信息搜集设备也将变成变电站自动化系统的结构之一，因此需要其他的功能能适应此做好准备，传达信息功能也应加强[2]。不用人工的通讯网络。可以设立局域网于变电站中，以不一样的设备与方式连接到变电站局域网中，其他远程驱动与维护设备可以使用现场控制总线由集中地数据进行处理后以I℃P朋接入，进而由传送信息的设备接入里面的局域网。使其运行站点都连接在局域网上，进一步实现数据的共同分享使用。局域网用网络的互换机器进行和全国电力数据网络的相互联系。但是还是要保留原先变电站的模拟接口与数据接口，因为万一出现问题，这些将成为我们的后备通道。局部网络顾名思义是一种于小型区域实现数据信息互相联系的网络通道，并遵循相关的协议进行实现信息互联的系统[3]。在其系统中，各个计算机既可以分开使用不相互影响，又可以在需要的时候进行相关的信息数据的传送。局部网络由两种分类的存在：局部性的区域的网络与计算机相互交换机器。其中局部性的区域的网络是属；于局部网络类型中最常见的一种，其中局域网是有四种因素构成，它们分别是拓扑结构、传输媒介、传输的控制与通信的方式。局域网除了这四种因素还有其中心部分，那就是相互联系与信息传送。局域网的传送信息的方式有两种，分别是有线与无线，有线的通道是使用双绞线与同轴电缆或者同轴光纤，其中速度较慢的传送方式是使用有线中的双绞线，其最高的传送速率是几兆比特每秒。而且有线中的这种双绞线所能传送的间距比较短，正因为如此，所以所投入的成本也相对比较少。相较与双绞线，电缆就具有相对好的性能，它具有互联设备多，传送的间距长，容量大，抗干扰好等特点。

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其主要是利用钻机来进行钻孔，当钻机达到要求的深度时，则利用高压泥浆泵的高压射流来对周围的土体结构进行破坏，同时再不断的将钻杆进行旋转提升，并在此过程中利用特殊喷嘴来向周围土体中高压喷射固化浆液，使其浆液与土体达到有效的固化，从而形成一定性能和正式成立的固结体，增加土体的强度和稳定性。

（2）固结体形成什么样的形状

这是与喷射流的移动方向有紧密联系的，因为在喷射过程中，通常会采用旋转、定向和摆动三种喷射方式，这样就会导致在旋喷情况下形成旋喷柱，这对于提高地基的抗剪强度，加固地基都具有良好的作用，而且可以对于地基土变形的情况有较好的改善作用，特别是当上部具有较大荷载时，具有良好的承载作用，不至于变形或是受到破坏。而利用定喷时固结体则会呈现壁状，而摆喷则会形成厚度较大的扇状，这对于地基的防渗作用都具有非常好的效果，可以有效的确保边坡的稳定性，进一步改善地基土的水力条件。

2高压喷射灌浆工艺

2.1原材料

在灌浆施工时，需要确保浆体达到良好的可泵性和保水性，所以通常都会在施工前对浆体进行必要的处理和养护，使其保持立方体的模型持续七天，然后还要对其进行抗压力度检查，确保其符合灌浆时对浆体的要求。同时在施工过程中，为了有效的避免浆体出现干缩的现象发生，则需要将矢量的膨化剂加入到浆液中，有效的改善浆体干缩情况的发生。

2.2定位技术

对喷灌位置的确定时需要利用定位技术进行，同时还要严格遵照施工图纸，对施工中各种参数进行充分的考虑，利用定位技术找准防渗墙的位置，还要错开固有的钢筋位置，并做好标记，等一切工作准备就绪后，检查后与符合标准要求，即可以进行钻孔作业。

2.3钻孔技术

在灌浆施工中，对钻孔有一定的限制。首先，不管是直孔，还是孔壁，都应该有较高的笔直性和足够的均匀度；其次，在施工中，需要有一个合理的程序，这就要求必须严格按照规范进行操作。例如灌浆流程要从前到后依次开展，需注意后一钻孔作为前一钻孔的检查孔，应借助压水实验来检查钻孔的吸水量，如果吸水量符合规定，后续孔的灌浆工作便可省去。此外，在灌浆施工开始前，需要做一些清理工作，将钻孔或裂隙中的岩粉彻底冲洗掉，以维持其干净性。常用冲击钻进行钻孔，按规定标准，钻头和钢筋的直径差应控制在5mm左右。

2.4插管

钻完孔后，按照设计好的深度将注浆管及时插入地层，此环节通常和钻孔是连在一起的，即每钻完一个孔，就须将喷射管插入，输送压缩空气，接着将浆泵打开，持续30s送浆，然后将钻杆拔出。插管时为避免喷射管的喷嘴被泥沙堵塞，可将插管和射水工作同时进行，如果压力过大，可能会出现射塌孔壁的情况，因此，水的压力尽量保持在1MPa以内。

2.5喷浆

喷浆要遵循自下而上的顺序，且需要结合土质、地下水等因素综合考虑，对喷浆的流量、压力及提升速度进行适当调整。有时需进行二次喷射，即在上次喷射形成的浆土混合物上进行喷射，喷射流遇到的阻力比上次喷射要小，二次喷射有利于增加固体的直径。喷浆完成后，对套筒、拉杆等进行清洗，以便下次使用。

2.6检查

灌浆工作结束后，要做的就是检查工作，必须对施工质量做一个严格且全面的检查，而且大概要维持一个月左右。比如说检验灌浆区的钻孔，就要做好压水实验，通过对岩心胶的观察来确定其施工质量是否符合规定要求。

3水利工程高压喷射灌浆施工中质量控制

3.1位置

首先必须按照指定的设计要求来布设防渗墙。那么，墙的厚度要和设计的要求一样，子距一般为2.0m、有效半径和摆角分别是1.8m和15°，另外，升速度一般为10cm/min。喷嘴型号为2mm，气嘴7mm，水压为29.4～34.3MPa，空气压735kPa。

3.2测压管的四周必须要用黄沙来做漏层

规定管口为2英寸的PVC管，管底1.1m高为透水部分，外用400g/m2土工布包裹。

3.3在水泥的使用材料上必须要经过严格的质量控制

需要专业的人员进行现场取样后特意地送往检测部门在进行检验复试，那么，需要往水泥材料里添加外用剂的时候，也必须经过试验后才能明确要掺进的量度。

3.4钻孔在经过严格的检验之后才能进行孔内和缝面冲洗

将孔口敞开用风和水一次进行清洗，将风（水）管插入孔底，风（水）反复冲洗，直至回清水后即可结束。

3.5灌浆

由于裂缝两边的混凝土在灌浆压力的作用之下会产生有害的变形，在进行灌浆施工时应布置好一起对裂缝进行监测，另外，在施工灌浆技术时的工序应保持先浅到深、一侧向另外一侧、右下至上来进行，另外，在灌浆施工结束的标准是单孔吸浆率趋于零之后，灌注20～30min，想要防止因为窜孔而破坏喷射注浆的固结体，就必须要分序进行喷射施工工艺。

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2高压变频技术在火力发电厂中应用的重要作用

2.1有利于节能减排工作的开展

在传统的火力发电厂中需要使用挡板和阀门来调节发电设备的风量和水量，挡板和阀门对能量的需求较高，在火力发电厂中使用了高压变频技术之后，通过驱动水泵和风机来代替挡板和阀门，不但能够解决掉使用阀门和挡板调节方法给设备运行带来的不足，还能实现节能减排，降低企业对发电厂的成本投入，有利于企业经济效益的提高。

2.2使用方便快捷，减少设备故障出现的频率

高压变频技术在应用的过程中往往同电子信息技术相结合，电子信息技术的使用不断的提高了企业的经营管理水平，还有效的减少了企业在人力物力方面的投资。火电厂设备的正常运行需要发电机的协调合作，火电发电厂中有两种型号的发电机，同步发电机和异步发电机，同步发电机使用直接启动的方式，异步发电机使用间接启动的方式，在发电机启动的过程中会造成大量的电量消耗，在启动过程中会产生较大的振动对设备产生冲击，在很大程度上影响设备的使用寿命。通过使用高压变频技术能够缓解启动过程中产生的机械振动，提高了设备的运行效率，在保证设备正常运行的同时，提高了设备的使用寿命，在一定程度上减少了发电厂在设备上的成本投入，有利于企业经济效益的提高。

3高压变频技术的分析研究

3.1高压变频器的DCS控制方式分析

分散型的控制系统也就是DCS在火电发电厂中的主要控制系统，手动控制DCS控制是高压变频技术中的主要控制，在高压变频技术中的控制方式有很多种，主要总结如下：采用闭环控制方式对设备的压力和流量进行控制；采用开环控制方式对设备的转速进行控制；使用开环控制方式对设备的频率进行控制，通过在设备的屏幕上直接输出数值，然后边频率器的边频率的控制得出数值。

3.2高压变频器工作旁路的切换方式分析

在火电发电厂中，风机和水泵设备属于持续运作的负载，为了减少设备使用过程中故障出现的频率，较少设备检修的次数，在应用高压变频技术时同时使用工频旁路，工频旁路的设置方式主要有手动和自动两种形式，一旦高压变频出现故障，就要及时的采用采用手动或者是自动的方式对贡品旁路进行切换，手动旁路是一种可以通过手动控制进行高压隔离的开关，手动控制在高压旁路中的应用较为广泛，因为本身结构较为简单，操作简单，成本较低，开关设置明显，应用在高压变频中之后，有利于高压变频器的检修。

4高压变频技术应用的具体措施

随着其他能源方式不断创新和发展，传统的火力发电将面临着越来越大的压力，火力发电厂要想在激烈的市场竞争中站住脚，就必须提高火力发电的使用率，在符合国家节能减排的规范要求的同时，减少火力发电的成本投入，采用高压变频技术就能够很好的解决以上的问题。

4.1安装和调试变频设备的具体措施

传统的设备运行方式是采用了一拖二二拖三的方法，这样的方法在很大程度上增加了设备的回路难度，为了减少设备运行回路变频和工频之间故障出现的频率，在对设备进行安装的过程中要主义防范措施。

4.2合理设置变频器和上级开关保护功能

变频器在运行的过程中经常会出现跳闸的现象，为了防止这种现象的发生，一般的在事故按钮上采用一拖二的方法，在事故按钮上安装两个电源断路器，一般的选取两个节点，在一个节点上使用工频跳闸回路，在一个节点上使用变频跳闸回路。这样不论出现何种情况，都能很好的预防跳闸现象的发生。

4.3设计可靠的风机和控制电源

为了保障设备的正常运行，就要保证变频器电流输入值趋于正常，如果输入电流变化较大，就容易出现跳闸的事故，所以为了防止这种现象的发生，要对设备进行不间断的检测和维修，为设备提供充足的电能。

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一.常用固体激光电源的组成及特点

1.1 激光电源设计要求和技术指标

电源输出能量必须使工作物质的反转粒子数大于阈值，超过越多，输出光能越大。电源的功率和设计方案应随估算出的泵浦能量而定，这主要取决于工作物质的电光转换效率。为使激光输出稳定，要求电源的输出能量必须稳定。总体而言有如下几点：1.为使放电器件有高的动力指标和运行指标，电源的输出电压或电流特性必须与负特性匹配。2.为使激光器输出能量均可调，一些电源主要参数既能手动控制，也能自动控制。3.要求电源的泵浦电压，电流稳定。4.激光电源发展向小型化，重量轻，效率高的方向发展。5.使用要安全可靠，要有过压，过流等现象的保护电路。

1.2 传统固体激光电源的组成

传统固体激光电源由专用供电电源（充电和放电电路）、预燃电路、触发电路及定时（同步）电路组成。如下图

1.3 激光电源的工作原理

单向AC220v.50/60Hz输出整流，经软启动后在滤波电容上形成一个直流电源。氙灯点燃后，给出信号到控制板，若主电路没有欠压、过流，激光器冷却液断水等故障，控制板允许主电路工作，产生40kHz左右的震荡信号到驱动板，在驱动信号的驱动下，功率开关元件VMOS将直流电压变换成40kHz的交变电压，经过高频高压器进行开压，高频整流桥整流后，送到充电储能网络，当储能电容充到额定电压时，控制板板给出停振信号，逆变电路停止工作。在系统信号驱动下，储能电容给氙灯放电。在主电路工作过程中，调Q电源给出一个2000~5000v的晶体高压。氙灯放电时，相对放电信号延时50~400us，退压触发信号也送到调Q电源板上。另外，电源还具有内外时统转换功能，电源可由外时统控制放电，并具有时统输出端。

二.放电电路的特点及设计方法

2.1放电开关的选择

放电电路在激光器电源中起很重要的作用，在放电电路中，把储存在储能器中的电能直接转换成光能，因此放电电路决定了激光器的效率。论文参考，放电开关IGCT。当工作物质萤光寿命一定时，要求的泵浦光脉冲就一定。目前占主导地位的功率半导体器件主要有晶闸管、GTO和IGBT等，随着技术水平的不断提高，这些传统器件无论在功率容量还是在应用复杂程度等方面都有了长足的进步，但在实用方面还存在一些缺陷。传统GTO关断不均匀，需要笨重而昂贵的吸收电路。另外，因其门极驱动电路复杂，所需控制功率大，这就使得设计复杂，制造成本高，电路损耗大。IGBT虽无需要吸收电路，但它的通态损耗大，而且可靠性不高。另外，单个IGBT的阻断电压较近，即使是新型的高压应用场合须串联，增加了系统的复杂性和损耗。

IGCT是一种新型的电力电子器件，它将GTO芯片与及并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管和晶闸管两种器件的优点，即晶体管的稳定的关断能力和晶闸管的低通态损耗。IGCT具有电流大、电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、损耗低的特点。此外，IGCT还像GTO一样，具有制造成本低和成品率高的特点，有极好的应用前景。IGCT的一个突出的优点是存储时间短，因而在串联应用时，各个IGCT关断时间的偏差极小，其分担的电压会较为均衡，所以适合大功率应用，正好适合本实验。

2.2 预燃电路

放电电路的电光转换效率对激光输出的高低非常重要。为了提高电光转换效率，减少电磁辐射的干扰，提高灯的帮助，在放电电路中采用了预燃型放电电路。如图：

这种电路与一般放电电路不同之处在于，有一附加的直流高压电源，这种高压电源可采用任何一种整流方式，关键是能够给出一定的电压和电流。当然，采用LC恒流变换器是理想的预燃电路，由于电路中有高压直流电源，灯始终处于稳定的辉光状态，而流过灯的预燃电流将由预燃电路中的限流元件来限定。为了保证储能器的能量以一定频率向灯供给，在灯与储能器之间接有放电开关。

三.保护电路极其设计方法

3.1 电源保护电路的考虑：欠压、过压保护

欠压、过压保护在激光电源中很重要。如果欠压，为了输出额定功率，则必须具有过大的输入电流。如果过压，则电源有过高的输入电压峰值，增大了对于逆变桥中IGBT功率开关的反向耐压，易造成过压击穿。故为保证系统工作稳定必须具有欠压、过压保护电路，电路如图3所示。利用电阻R,R1,R2取样，在LM339,2D1-4门通过调节电位器Rw，将电网输入电压限制在AC380土10%的允许变化内。

图3 过压保护电路 图4 过流保护电路

3.2过流保护

设置过流保护电路主要解决两个问题：其仪：保护电源在各种强干扰环境工作时，充电电路中不因逆变失败使功率开光（IGBT）超过额定电流值而损坏。其二，保证脉冲电源按脉冲方式进行从放电，一旦出现氙灯连弧故障时主回路过流加以切断，实现保护，如图4过流保护电路所示。论文参考，放电开关IGCT。论文参考，放电开关IGCT。图中R为过流取样电阻，调节电位器RW设置过流值，一般取电流的1.5-2.0倍，当发生过流故障时，LM339反转经光电耦合送到主控信号板，使逆变信号发生芯片SG3525关断。论文参考，放电开关IGCT。论文参考，放电开关IGCT。同时面板上故障显示灯亮、报警。论文参考，放电开关IGCT。

3.3其他保护

为了保证激光器安全工作和操作人的人身安全，在激光电源的设计中，无源水压控制，湿度控制和激光腔盖控制，利用与门关系，不论那方面出现故障保护，电路接受到故障信号均及时的关断逆变信号控制，进行报警。

参考文献

1.梁国忠，梁作亮著《激光电源电路》兵器工业出版社1989

2.电子工业部第11所《高频大功率激光器电源设计报告》1996

3.电子变压器专业委员会编《电子变压器手册》辽宁科学技术出版社1998

4.刘敬海编《激光器件与技术》北京理工大学出版社1995

5.（美）RF格拉夫W希茨著《电子电路百科全书》科学出版社1997

6.HighEnergyLaserWeaponSystemsApplicationsScienseBoardTaskForce,Junw2001:34

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磁电随机存储器优于现有技术的主要优点是它耗能极低，同时密度大、读取和写入速度快、不挥发，不用加电也可保存数据（这类似于硬盘驱动器和闪存条，但速度要快得多）。

当前，磁性内存的技术基础是自旋转移矩，利用了电子（自旋体）的电荷和磁特性，以电流移动电子，向内存写入数据。尽管自旋转移矩与其他内存技术相比有诸多优势，但其电流写入机制仍须消耗一定能量，即写入数据时会产生一定热量。其存储能力受到数据物理距离的限制，即写入信息所需电流的限制。这种低位能力拉高了比特成本，从而限制了自旋转移矩技术的应用。

在磁电随机存储器中，加州大学洛杉矶分校的研究小组用电压取代电流来写入数据。这样就无须用导线移动大量的电子，而只须利用电压（电势差）即可开关磁位，向内存写入信息。这样计算机内存产生的热量就大为减少，节能效率提高10到1000倍。此外，内存密度可提高5倍，在同样的物理空间内能存储更多的位信息，从而降低了比特成本。

该研究负责人为加州大学洛杉矶分校电气工程系教授王康，成员还有论文第一作者、电气工程研究生胡安· G·阿尔扎泰以及加州大学洛杉矶分校—国防高级研究计划署非挥发逻辑项目经理、电气工程助理研究员佩德拉姆·哈利利。

哈利利说：“以电压控制纳米级磁体的能力是磁学研究中令人兴奋、快速增长的领域。这一工作为下列研究提供了新思考：如何以电压脉冲控制开关方向，如何不用外部磁场就能确保设备正常工作，如何把它们整合成高密度存储器阵列等。一旦做成商品，磁电随机存储器相对现行其他技术的优势不仅表现在能量散失少上，还表现在能使磁阻随机存储器极为密实，这也很重要。由于成本低、性能高，磁电随机存储器可以挺进以前为成本和性能所困的新的应用领域。”

阿尔扎泰说：“最近首款自旋转移矩—磁阻随机存储器（STT-RAM）商用芯片问世，它也为磁电随机存储器的推广打开了大门，因为它们的设备原料和制造工艺十分相似，后者既可兼容STT-RAM当前的逻辑电流技术，又减缓了能量和密度的限制。”

名为《纳米级磁穿隧接面的电压开关控制》论文介绍了上述研究成果，在12月12日于旧金山召开的美国电气和电子工程师协会国际电子设备2012年会上进行了宣读，该年会是“半导体和电子设备领域突破性成果的杰出论坛”。

磁电随机存储器采用了称为受电压控制的磁绝缘体结点的纳米级结构，数层摞在一起，其中有两层是磁性材料，一层磁场方向固定，另一层可通过电场加以控制。特殊设计的设备对电场很敏感。当施加电场时，两个磁层间就产生了电位差，即电压。电压可通过在各层表面聚积或消除电子，向内存写入信息。

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一般说来，超级电容电池具备很多优点：容量大、充电快、比功率大、重复深度放电次数可超50万次、低温lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供写作论文和发表服务,欢迎您的光临性能良好、安全系数高、免维护时间长等。

LTC6803-4的应用是比较便捷、灵活的，同时又具备高测量精度和高稳定性的芯片，特别适合在超级电容电池组管理上的应用。

2 LTC6803-4并联级联独立寻址技术的应用

2.1 LTC6803-4的特性及工作原理

LTC6803-4主要包括参考电压、12位ADC、串行SPI接口的电池监测专用芯片、还有高电压输入的多路复用器。每一个LTC6803-4都能够监测电池，最多12串。如果是一个具有多片的LTC6803-4，是能够通过利用并联级联的测量方式及方法来测量超过12串的串联电池组的。还有，每一个LTC6803-4，都具备一个串行接口，能够独立寻址，这样的方式能够方便主控器、LTC6803-4进行同步的通信、操作环节，LTC6803-4最多是16片。LTC6803-4的全局测量精度比0.25%小的时候，一般都能达到大多数工程项目对电池电压测量精度的标准。

2.2 LTC6803-4主要引脚功能

LTC6803-4主要有44个引脚，比如有C0～C12：电池电压输入引脚。VREG：线性电压整流输出。V-：LTC6803-4最低电势端。A0～A3：地址输入。SCKI，SDI，SDO，CSBI：SPI数据通信接口。

3 系统设计

3.1 采集系统结构

测量方法是用2片LTC6803-4并联级联实现24节超级电容电池的单体测量级管理。

3.2 LTClunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供写作论文和发表服务,欢迎您的光临6803-4并联式级联的工作方式

LTC6803-4在SPI上的地址用户是能够自行配置的。本文中只有2片，LTC6803-4是在同一SPI总线与主控器进行通信，所以只要独立地址数比2大或是同2等同，那么便能利用地址将不同的LTC6803-4划分。

3.3 SAF-XC886C-8FF5V芯片

3.3.1 MCU的选择

MCU作为超级电容管理器的主要部件，是通过XC886C汽车级芯片来完成的。

SAF-XC886C工作频率为24 MHz，以八位的市场价格，提供16位产品的性能。拥有8通道10位的精度，三个独立定时器，4个PWM通道，以及后台E2PROM模拟。

3.3.2 单体电容电压检测芯片的挑选

每个LTC6803可以同时测量十二个超级电容器或串接电池的电压，并且拥有单独寻址的串行接口，能够把16个LTC6803-4元件接入同一个控制处理器中运行。LTC6803-4把电池组的底端与V分开，因此，可以改变第一节电池的测量精准度。

3.3.3 信号隔离器的选择

通过分析信号的可靠性，以及电气的安全性。挑选出满足需要的ADUM1411及ADUM1201这两种芯片。传输速率为10Mbps，隔离电压为2500 V。

3.3.4 隔离电源的选择

为了保证安全，选用多规格的双列直插的隔离电源模块。

3.4 系统软件配置

本文所概述的2个芯片通过0Ω电阻将地址主要是分别配置为80和81，所以1#LTC6803-4芯片地址为0B10000000，2#LTC6803-4芯片地址为0B10000001。

4 实验结果与误差

根据实验验证的结果，来验证电池单体电压能不能达到电池管理系统对单体电池电压监测的实际测量目标的。实验的目标用超级电容电池电压为1.60 V，容量为20 Ah、24只，为了验证该系统电压测量的精度是lunwen. 1KEJI AN. COMlunwen. 1KEJI AN. COM提供写作论文和发表服务,欢迎您的光临多少，使用万用表测量得到电池电压的真实数值。在实验还没有开始的时候，通常主要是通过放电的方法，将电池的电压改为不均衡的状况，通过这样的方法，能够检验系统电压检测精度是否正确。实验的结果证明，所有电池单体电压测量误差都在0.19%内，能够达到对单体电池电压监测的实际测量目标。

5 结语

综上所述，超级电容电池具有很多的优点，LTC6803具一个精准参考电压、一个高电压输入的多路复用器以及一个串行SPI接口的超级电容监测专用芯片同时，可以允许主控器与至多16片同时进行通信和操作。为了能够保护好超级电容动力电池，并逐渐的延长电池的使用时间，同时又能增加行驶的距离，那么便要求建立一个有效的电池管理系统，所以说电动汽车产业的发展及推广是一项非常关重要的系统工程。

参考文献

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中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0123-01

1 光伏发电系统存在效率低的问题

光伏阵列和变换器为光伏系统两个重要部件，阵列输出与变换器效率对系统的整体效率有直接影响。光伏阵列成本较高，每100万平方米约需投入人民币5亿元，而目前市场上的光伏电池板的光电转换效率为11%～14%，且大多为非跟踪型，投入大、输出功率相对较低，和常规电能相比缺乏竞争力，限制光伏发电的普及应用。

2 通过光伏逆变器进行系统效率的优化

光伏逆变器转换效率的高低对光伏发电系统的整体效率有直接影响，为光伏系统的另一重要部件。目前的逆变器普遍采用低频逆变技术，属于工频变压器，体积和重量大、效率低、音频噪声大，不能实现小型化、轻量化和高效率化发展。

高频链逆变技术引起了光伏同行的研究兴趣，采用高频逆变技术，既可实现输入和输出的电气隔离，又可减小体积、重量，更为重要的是，减小了变压器上的系统损耗，变压器上的涡流损耗减小；高频变压器上所用的铁氧化体，为磁芯材料，铁损较低，利于降低涡流损耗，从而降低系统整体损耗。因此，若采用高频链逆变技术，可实现光伏系统整体效率的提高。

3 辐照度对光伏电池电气特性的影响

电池温度、日照强度和太阳光谱分布对光伏电池的输出功率有重大影响。辐照强度和温度可影响光伏阵列功率输出，在辐照度不变的情况下，短路电流和输出功率均会随环境温度变化，而开路电压、短路电流和最大输出功率受光照强度影响较大。因此，应把光伏系统安装在辐照度较强的地区，以确保光伏系统的最大功率输出。因此，可通过光伏整列的聚光装置，增大辐照强度，提高光伏阵列的功率输出。

4 通过最大功率点跟踪来实现系统效率的优化

光伏系统的输出特性是非线性的，受环境因素、辐照度和负载影响较大，即使在相同的辐照度和外界温度条件下，光伏阵列的电压输出也会不同，只有在某一输出电压值工作时，光伏阵列的输出功率才能达到最大值，为最大功率点。

因此，在光伏发电系统中，可通过实时调整光伏阵列的工作点，确保系统始终在最大功率点附近工作，光伏阵列可实时输出最大功率，该过程称作最大功率点跟踪，这样可提高系统的整体效率。

光伏阵列的输出特性曲线如图1所示，当工作电压小于最大功率点电压Um时，光伏阵列的输出功率随电压增大而增大；当工作电压大于最大功率点电压Um时，阵列的输出功率随端电压增大而减小。最大功率点跟踪是一个自寻优的过程，在各种不同的辐照度和温度环境下，通过调节光伏阵列的输出电压，实现最大功率点的智能化跟踪，保证光伏阵列的最大功率输出。

对光伏阵列而言，开路电压和短路电流在受太阳辐照度和环境温度影响较大，光伏系统的工作点也会受环境影响，如果外界环境发生变化，而光伏阵列工作点不能实时跟踪，就不能实现最大功率输出，从而导致系统整体效率降低。因此，最大功率跟踪控制，可实现光伏阵列在任何日照和温度，可持续获得最大的功率输出。

5 结论

光伏系统的总效率，与光伏电池板的光电转换效率有关，与逆变器的效率也有关，因此可以通过可选用适合的逆变器，可部分提高系统效率。本论文提出的最大效率跟踪技术，也是提高系统效率的重要方法。

在能源紧缺的大趋势下，清洁可再生能源的研究和开发受到国内外同行的广泛关注。光伏发电技术的快速发展与广泛应用，可在一定程度上缓解能源危机，部分解决环境恶化等问题。因此，光伏技术的研究和开发十分关键，尤其是光伏系统的整体效率提升，对光伏行业的发展具有重大意义。

参考文献

[1] 李俊峰，王斯成，张敏吉，等.中国光伏发展报告[R].北京：中国环境科学出版社，2007.

[2] 余世杰，战福忠，沈伟祥，等.光伏水泵系统的最大功率跟踪器[J].太阳能学报，1991，1（3）：225-230.

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变压器运行时，如果电压超过它的最大允许工作电压，称为变压器的过电压。过电压往往对变压器的绝缘有很大的危害，甚至使绝缘击穿。过电压分为内部过电压和大气过电压两种。输电线路直接遭雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的过电压称为大气过电压(外部过电压)；当变压器或线路上的开关合闸或拉闸时，因系统中电磁能量振荡和积聚而产生的过电压称为内部过电压。变压器的这两种过电压都是作用时间短促的瞬变过程。科技论文。内部过电压一般为额定电压的3.0－4.5倍，而大气过电压数值很高，可达额定电压的8－12倍，并且绕组中电压分布极不均匀，端头部分线匝受到的电压很高。因此，必须采取必要的措施，防止过电压的发生和进行有效的保护。

过电压在变压器中破坏绝缘有两种情况，一是将绕组与铁心(或油箱)之间的绝缘高压绕组与低压绕组之间的绝缘(这些绝缘称为主绝缘)击穿；另一种是在同一绕组内将匝与匝之间或一段绕组与另一段绕之间的绝缘(这些绝缘称为纵绝缘)击穿。由于过电压时间极短，电压从零上升到最大值再下降到零均在极短的时间内完成，因而具有高频振荡的特性，其频率可达100kHZ以上。在正常运行时，电网的频率是50HZ，变压器的容抗很大，而感扩ωL很小，因此可以忽略电容的影响，认为电流完全从绕组内部流过。但对高频过电压波来说，变压器的容抗变成很小，而感抗变成很大，此时电流主要由电容流过，所以必须考虑电容的影响。科技论文。考虑电容影响后，变压器的分布参数电路（见后面图1）。

其中：CFe——绕组每单位长度上的对地电容；C’——高低压绕组之间每单位长度上的电容；Ct——绕组每单位长度上的匝间电容；L’——过电压时绕组每单位长度上的漏电感；R’——绕组每单位长度上的电阻。

下面简单说明两种不同类型过电压产生的原因：

1.内部过电压我市电网中，绝大多数是降压变压器，下面就以降压变压器空载拉闸为例说明内部电压产生的原因

根据变压器参数的折算法可知，把二次侧(低压侧)电容折算到一次侧(高压侧)时，电容折算值为实际值的(1/K2)倍，所以二次侧电容的影响可以略去不计。这就是说，空载时可以忽略二次侧的影响。就一次绕组来说，由于每单位长度上的对地电容CFe是并联的，故对地总电容为CFe=ΣCFe由于一次侧单位长度上的匝间电容Ct是串联的，故它的匝间总电容为Ct=1/(Σ1/Ct)在电力变压器中，通常CFe＞＞Ct，所以定性分析时，匝间电容的影响也可略去不计。当再忽略绕组电阻R1时，可得空载拉闸过电压时的简化等效电路（见后面图2）：其中L1是一次绕组的全自感。把空载变压器从电网上拉闸时，如果空载电流的瞬时值不等于零而是某一数值Ia，这时相应的外施电压瞬时值为Ua。于是在拉闸瞬间，电感L1中储藏的磁场能量为1/2L1i2a，电容CFe上储藏的电场能量为1/2CFeU2a。由于这时变压器的电路是由电感L1和电容CFe并联的电路，故在拉闸瞬间，回路内将发生电磁振荡过程。在振荡过程中，当某一瞬间电流等于零时，此时磁场能量全部转化为电场能量，由电容吸收，电容上的电压便升高到最大值Ucmax。当不考虑能量损失时，根据能量守恒原理有CFeU2cmax= L1i2a＋CFeU2a故得上式表明，当拉闸电流和电容上的电压一定时，绕组的电感愈大，对地电容愈小，则拉闸时过电压愈高。电力系统中，拉闸过电压通常不超过额定电压的3.0－4.5倍。

2.大气过电压大气过电压是输电线路直接遭受雷击或雷云放电时，电磁场的剧烈变化所引起的

当输电线路直接遭受雷击时，雷云所带的大量电荷(设为正电荷)通过放电渠道落到输电线上，大量的自由电荷向输电线路的两端传播，就在输电线上引起冲击过电压波，称为雷电波。雷电波向输电线两端传播的速度接近于光速，持续的时间只有几十微秒，电压由零上升到最大值的时间只有几微秒。雷电波的典型波形为曲线由零上升到最大值这一段称为波头，下降部分称为波尾。如果把波头所占时间看成是周期波的四分之一周期，则雷电波可看成是频率极高的周期性波。这样，当过电压波到达变压器出线端时，相当于给变压器加上了一个频率极高的高电压。这一瞬变过程很快，一开始，由于高频下，ωL很大的，1/ωC很小，电流只从高压绕组的匝电容和对地电容中流过。由于低压绕组靠近铁心，它的对地电容很大，(即容抗很小)，可近似地认为低压绕组接地。科技论文。可雷电波袭击时，沿绕组高度上的电压分布取决于匝间电容Ct和对电容CFe的比例。在一般情况下，由于两种电容都存在，过电压时，一部分电流由对地电容分流，故每个匝间电容流的电流不相等，上面的匝间电容流过的电流最大愈往下面则愈小，随着电压沿绕组高度的分布变为不均匀，见下图：(图3是过电压波加在变压器两端的电压)从图中可见，起始电压分布很不均匀，靠近输电线A端的头几匝间出现很大的电压梯度，因此，在头几个线匝里，匝间绝缘和线饼之间的绝缘都受到很大的威胁，这时最高匝间电压可能高达额定电压的50－200倍。

3.过电压保护为了防止变压器绕组绝缘在过电压时被击穿，必须采取适当的过电压保护措施，目前主要采用下列措施

3.1避雷器保护

在变压器的出线端装设避雷器，当雷电波从输电线侵入时，避雷器的保护间隙被击穿，过电压波对地放电，这样雷电波就不会侵入变压器，从而保护了变压器。

3.2加强绝缘

除了加强变压器高压绕组对地绝缘外，针对雷电波作用的特性，还要加强首端及末端部分线匝的绝缘，以承受由于起始电压分布不均匀而出现的较高的匝间电压。这种方法效果有限，而且加厚绝缘使散热困难，同时减少了匝间电容，增大了匝间电压梯度。目前只在35kV及以下的变压器中采用。

3.3增大匝间电容

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1954年,世界第一条高压直流输电联络线被运用到了商业之中,随着它日益成熟的技术为海底电缆、远距离大功率以及两个交流系统间的非同步联络等各方面提供了十分广泛的电力效益。但是,由于在经济和技术方面存在着一定的局限性,因此导致近距离小容量输电场合和的高压直流输电未能得到充分利用。然而,在电力半导体特别是绝缘栅双极晶体管（LGBT）的大力促进下,使得高压直流电更加轻型化。目前,以电压源换流器（VSC）与绝缘栅双极晶体管为基础,使高压直流输电的容量几MW扩大到了几十MW。这类小功率的轻型高压直流电以其各种优势充分展现了它的发展前景。

1、轻型高压直流输电的技术特点

(1)电压源换流器的电流可以自动断开并工作在无源逆变方式,因此它无需另外的换相电压。与传统高压直流输电的有源网络不同的是,轻型高压直流输电的受端系统是无源网络的,因此克服了受端系统必须是有源网络的根本缺陷,继而促进了高压直流输电对远距离孤立负荷进行送电的实施。

(2)同传统的高压直流输电正好相反,在潮流进行反转的时候,直流电流方向能在直流电压极性不变的情况下进行反转。HVDC的这个特点能够促进不仅为潮流控制提供便利且提供较为可靠的并联多段直流系统的构成,继而使传统多端的高压直流输电系统在并联连接时不方便进行潮流控制以及串联连接时影响可靠性的问题得到有效解决。

(3)对轻型电压直流输电进行模块设计能够极大的缩短其设计、安装、生产以及调试周期。与此同时,电压源换流器所采用的脉冲宽度调制（PWM）技术,其有着相对较高的开关频率,在高通的滤波后便能够产生所需的交流电压,省略了变压器不仅简化了换流站的结构,同时还大大减少了所需滤波装置的容量。

(4)传统的高压直流输电因为其控制量只有触发角,所以传统HVDC是无法对无功功率和有功功率进行单独控制的。而轻型高压直流输电在正常运行的时候,其电压源换流器能够对有功功率以及无功功率同时进行独立控制,甚至可以使功率因数为1。此种调节不仅能够提高完成效率,还能对之加以灵活的控制。另外,电压源换流器不但无需交流侧提供无功功率并且还起着静止同步补偿器的作用,使无功功率的交流母线得到动态补偿继而促进交流母线电压的稳定性。换而言之,即使是在故障的情况下,只要电压源换流器的容量足够就可以使轻型高压直流输电系统对故障系统进行无功功率紧急支援或有功功率紧急支援,从而促使系统的电压稳定性以及功角稳定性的提高。

2、轻型高压直流输电的发展及前景

在我国,轻型高压直流输电技术的发展一直以来都受到电力工作者的重视,并且对之展开了一系列的初步的研究。另外,一些应用单位逐渐认清了轻型高压直流输电的具体优势,因此也开始考虑采用HVDC于实际输配电工程之中。然而从整体上来讲,轻型高压直流输电的研究在我国依旧是匮乏的且基本处于空白期。因此我们要尽可能快的促进研究水平的提供以将之能够迅速的有效利用起来,此项研究不仅十分迫切且具有相当重要的现实意义。所以,笔者就研究工作的展开提出以下几点建议。

(1)在轻型高压直流输电中建立数字仿真研究手段,因此电力工作者要在研究过程中制定出轻型电压直流系统全部一、二次设备的数字仿真新方法与新兴数学模型;(2)经过对电压源换流器的故障以及运行特性的分析,电力工作者要在研究过程中具有针对性的提出适合VSC运用的PWM技术和相关的保护措施;(3)构建一个轻型高压直流输电的物理模型,然后通过高速数学新高处理芯片对轻型高压直流输电的控制器进行研制;(4)对于电压源换流器连接构成的控制方式（电压控制、无功潮流控制、有功潮流控制）、多端直流系统的运行特性,还有轻型高压直流系统的保护措施进行一系列研究与制定;(5)对于整个电网电能质量,轻型高压直流输电有着怎样的影响且如何对之加以控制都需要电力工作者进行更深一步的研究;(6)对技术经济进行论证,从而确定轻型高压直流输电技术对于我国电力技术发展的可行性与必要性。

随着电力半导体以及其控制技术的不断发展,尤其是IG-BT的日益进步从而衍生了轻型高压直流输电技术。即将投运以及已经投运的各项轻型高压直流输电技术工程的成功建设已经充分表明了HVDC技术正在日渐地成熟与发展着。可再生能源的全面开发、高新技术的飞速发展,还有电力技术的不断进步与完善,都对电网灵活且可靠的运行以及高品质电能质量提出了进一步的要求,从这一系列情况的显示来看,轻型高压直流输电的使用范围正在不断扩大,这势必会使HVDC light在我国得到进一步的研究与重视。

3、结语

综上所述,轻型高压直流输电作为一项新型的输电技术正通过其自身特点在各方面的应用中充分展示了其独特的优势,主要有对电压以及潮流的有效控制、对环境的影响不大、设计表转化、建设效率化、结构模块化且紧凑等各种优越性。综合这一系列优点,轻型高压直流输电不仅仅是引起国家以及各应用单位的重视,并且在未来将会渐渐地运用到建设当中去,最终会有利于促进我国科技以及经济的发展。

参考文献

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我国住房制度的改革以后，住房将全部作为商品推向市场。作为商品的住宅，其质量以及其布局是否合理将直接影响住户的使用和开发商的利益，因此住宅的设计也就更应引起设计人员的注意。

一、每户住宅内计算负荷的确定

1、住宅面积分为三类：小型住宅60m2以下，中型住宅60~100m2，大型住宅100m2以上。再依据人们的生活习惯，在满足人们最大限度方便的前提下，可能同时使用的电器设备有：灯具…200W，音响…300W，冰柜…200W，空调…1300W，电冰箱…150W，微波炉或电饭煲…1000W，电视机…90W，饮水机（台式制冷）…100W，抽油烟机…50W，洗衣机…200W，其它未知设备（我们假定一个“功率因子”）…500W。

2、查设计手册得需要系数0.4~0.6，所以根据实际情况，我们设计时取0.4系数便可以，则小型住宅负荷计算取3.5kW，中型住宅负荷计算取4.5kW，大型住宅负荷计算取8.5kW即可。随着国家对节约能源的宣传，人们的节电意识会明显增强。根据人们生活水平的现状，该容量在10－15年内不会突破。

二、住宅楼的电源与户内配电系统 ：

1、一般住宅供电由小区变配电所引入，应采用三相四线（TN-C系统），经重复接地后进入单元总电表开关箱，改成三相五线制（TN-S系统）后再放射到各用户，配电箱中应有短路、过载、漏电保护，断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制，建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。

2、户内配电系统：随着家用电器的增多，为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响，户内配电系统应采用多回路形式，至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路，如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。

三、户内主开关、进户导线的确定 ：

1、导线的选择

导线的选择主要是确定导线的型号和规格，其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料，做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择；导线的规格（导线截面）可按下列要求进行选择：

（1）有足够的机械强度。为防止出现断线事故，导线必须有足够的机械强度，一般照明回路计算电流较小时（＜10A），其导线都应按机械强度选择。

（2）能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流，同时应注意以下几点：

a.在选择进户线及干线截面时应留有适当余量；

b.单相制中的中性线应与相线截面相同；

c.三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线，其电导不应小于该线路相线电导的50%，气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响，其中性线截面应按最大一相电流选用。

（3）能确保电压质量。对于住宅建筑来说，电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%，如线路电压损失值大于规定电压损失允许值，应加大导线截面以保证线路的电压质量。

总之，在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要，适当留有余量，减少电压损失，保证导线使用的安全可靠和经济有效。

2、电器设备的选择

电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格，注意设备的容量等级宁大勿小，但又要避免选得过大造成浪费，一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。论文参考，电气设计。为确保其质量，应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准，并具有产品质量认可证书的电器产品。总之，电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。论文参考，电气设计。

3、住宅支线回路的划分：

住宅内的支路管线按功能区设置，并且每一支路均装设漏电保护器，同一功能区内的所有电器均接于该功能区内的支路上。以一套三居室的闭职单元为例，其所需的回路数为：南面两卧室；起居室；厨房和北小卧室；卫生间。在划分功能区时我们也可以承接重墙来划分，因为居民在装修时承重墙是不能动的，而非承重墙有可能被拆掉，这样就可以保证住户在同一功能内随意改装，对其它功能区均无影响。按功能区划分支路有以下优点：

1、每一支路的所有电器均在漏电保护范围之内，用电更安全；

2、可以采用顶板布线，避免地面垫层敷设中的管路交叉；

3、方便住户将来的改造；

4、可以减少管线的用量，避免浪费；

四、电气设施的布置：

1、灯具、开关的布置：

灯具、开关基本上按传统的布置方法，但有条件的地方应设置夜灯，起居室的开关采用双位单控开关或采用调光开关。

插座的布置：插座在住宅中起着非常重要的作用，我们通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图，但是，将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具，因此，有些插座设计时是合理的，而使用时却很不方便。笔者认为我们不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座，而是尽量的多安排一些插座，由于现在插座的价格相对来说比较便宜，总的造价增加不了太多，却给住户带来了很大的方便。同时住宅内的插座应全部设置为安全型二眼三眼插座，在比较潮湿的地方应加上防潮盖。

（1）卧室：卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座，插座距地0.3米。在有窗的墙上距地2.3米设置空调插座。论文参考，电气设计。在阳台上距地1.8米设置一插座。

（2）起居室：起居室是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，我们所设计的插座往往被沙发或其它的家具挡住，故起居室中应在每一面墙上均设置插座，在面积较大的墙上应设置两组插座。

（3）厨房：应设置冰箱插座（距地1.8米）、抽油烟机插座（距地1.8米）、燃气热水器排气扇插座（带开关距地1.8米）、电饭煲插座（带开关距地1.0米）、其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的均加装防潮盖。

（4）卫生间：应设置洗衣机插座（带开关距地18米）、镜箱插座（距地1.8米）、视情况安装电热水器插座（带开关距地1.8米）。均加装防潮盖。论文参考，电气设计。

五住宅智能化系统的设置 ：

1、保安系统一般包括：门禁系统和安全报警系统。论文参考，电气设计。门禁系统又分为：来访应答系统和电子锁系统。门禁系统目前正逐渐的被大家接受和使用，并且生产的厂家也已经很多，但产品基本上大同小异。设计中可以同甲方协商来确定是否安装，同时我们可以参照厂家样本预留出管路以备将来安装。

2、安全保警系统又分为：火灾保警、毒气报警和匪警报警。安全报警系统已经引起了人们的重视，但在实际的工程中采用的并不多，其中最重要的原因就是该方面的产品还较少，其性能质量还不稳定。但随着技术的进步和人们重视程度的提高该系统一定会普及至每一户住宅。