电气学术论文
电气学术论文
电气是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造的一门科学。下面是学习啦小编整理了电气学术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
电气学术论文篇一
高压电气设备的电气试验研究
【摘要】
随着我国经济的快速发展和科技的不断进步，电气设备取得了广泛的应用。高压电气是电力系统的重要组成部分，而高压电气设备的试验对保障设备的安全性和稳定性有着重要的作用。本文对高压电气试验的特点进行分析，为高压电气试验的稳定运行提供了技术支持和经验参考。
【关键词】
高压;电气设备;试验;安全
在电力系统的运行中，高压电气设备占据着非常重要的位置，是整个系统安全生产、控制调节、传输变换的前提和有效保障，高压电气设备不同，其技术特点、结构和性能也不同。高压电气设备的电气试验是对其主绝缘或参数能否满足安全运行的一个非常重要检验途径。
一、高压电气设备试验分类
高压电气设备试验通常分为绝缘预防性实验和电气设备交接试验两大类。
(一)绝缘预防性试验
通过绝缘预防性试验，技术人员可以了解设备的绝缘情况，尽早发现隐藏于设备绝缘内部的缺陷，及时对设备进行检修，消除缺陷，情况严重的，可以及时更换，避免设备在工作中发生绝缘击穿的情况，导致设备损坏等严重的损失。
绝缘预防性试验一般分为非破坏性试验和破坏性试验2类(或称为绝缘特性试验和耐压试验)。非破坏性试验(绝缘特性试验)对设备各种特性参数的测量是在较低的电压下情况下进行的，或是用其它不导致绝缘损坏的方法来测量，测量的特性参数主要是绝缘电阻、介质损耗角因数、泄露电流等，进而验证绝缘内部有没有缺陷。这种试验的缺陷是不能准确的判定绝缘的耐电强度大小;在对电气设备进行破坏性试验(耐压试验)时，对设备所加电压要高于工作电压，这样才能通过试验暴露出危险性比较大的缺陷，也能保证绝缘有一定的耐电强度，试验内容主要是交流耐压和直流耐压等。这种试验的缺点是损伤绝缘。
(二)高压电气设备交接试验
电气设备交接试验包括一部分绝缘预防性试验和其他的特性试验，如断路器回路电阻测试、变压器变比测试和直流电阻等。为满足电气设备交接试验和电气设备安装工程的需求，大力推广和应用电气设备交接试验的新技术。
二、高压电气试验方法
(一)直流耐压实验法
该方法主要是判断线路接头等部位是否发生故障，如有没有短路和断路等问题的出现，在测试的过程中需要两名工作人员，一人负责接线工作，一人负责查兑，在保证没有差错会后就能着手试验。在工作状态中需要对微安表进行屏蔽，高空引线大都使用屏蔽线，在实验过程中，需要用到屏蔽罩。如果试验电的被试物容量不大，则可采用波电容器。在利用微安表进行工作的时候务必要确保安全，不能出现漏电现象，否则将会危及生命安全。
(二)介损试验
该方法主要是利用合适的接线，将测量设备的端口与之高压线屏蔽之芯线连接起来，在低压信号端时候把测试用的芯线接入;反接线时，把高压线芯接入。这种方法主要是为了防止绝缘介质老化，检查其有无存在安全隐患。
(三)电阻试验
这种方法是目前使用率最高的实验方法，其一般是测试分接开关、测量线圈内部的引线、接头线和线圈引线是否出现问题，此外还要分析是否出现开路和短路等情况。在实验的过程中需要在引线端将直流电阻引入，对于各个开关上的电阻进行测试，倘若发现直流电阻，是会有中性点的。在利用电桥时需要把连接线接好，一定要将电源打开，在测试的时候通过电桥检流器上指针的方向来判断平衡。在实验中，必须等到电阻稳定之后方可去读取数据。
(四)变比测试
这种方法是对比其发生的变化，检测其电压是否符合规定值。当开关接线有问题时可以及时检测出来，通过此实验法，可以发现分接开关的状况，变压器绕组匝数比、判断变压器是否存在匝间短路是否发生问题，现在，大都使用变比电桥法来进行测试。
三、高压电气试验过程中存在的难题
当前，高压电气试验已经得到了较快的发展，但是由于一些因素的影响，依旧存在着很多问题，导致了试验结果不准确甚至造成损失。
(一)接地方面的问题
1.试验设备出现接地不良的情况
这种接地不良的情况一般发生在高压设备使用TV与TA的过程中。TV与TA是高电压运行的测试过程中所必须使用的，在实际使用的过程中，两者的交互往往会出现二次绕组接地不良的情况，导致试验的数据出现偏差，出现错误的指示值。
2.被试设备出现接地不良的情况
如果被试设备出现了接地不良的情况，往往会导致介质受到损耗。这种接地不良的情况一般多出现在电容性的设备试验过程中。
(二)高压电气试验中由于电压等级不同而引发的问题
1.介质损耗因数的测量数据会受到电压的影响
在进行高压电气试验的过程中，电压的等级不同会导致介质损耗因数发生变化，电压级别越高，介质损耗因数就越小。出现这种情况的原因是，在耦合的电容器中的元件是进行串联的，在接触的过程中存在着不稳定的情况，氧化层能够在低压情况下保持完好，从而使接触电阻增大，介质的损耗也会随着增大;氧化层在高压的情况下会遭到破坏，此时接触电阻就会减小，介质的损耗也会随之减小。
2.直流电阻的测量过程中收到电压的影响
在对高压发电机进行试验的过程中，通常会运用双臂电桥对转子绕组的电流电阻进行测量，所得的结果与之前的数据之间存在差异。经过分析与研究之后发现，转子绕组在运行的过程中如果出现导线断裂的情况就会对测试的结果造成影响，这主要是由于导线断裂之后会在表面形成氧化膜，在测量的过程中会受到电压强度的影响。
四、电力系统中高压电气试验相关问题的对策
(一) 对高压电气试验中的试验设备与被试设备接地情况进行了解
在进行试验之前，首先对高压的TV、TA的二次绕组进行重视，对端子的接地情况要进行仔细地检查，确保所有端子的接地情况都良好，确保试验的精准与安全。在交流耐压试验进行的过程中，要对试验品的电容电流强度进行严格的测量，依据电流的测量结果来对高压电气试验中电压的运行情况进行判断。
(二)在高压电气试验的过程中重视电压的作用
首先，应当要重视介质损耗测量中电压的作用，如果电压较低，氧化层就不会遭到破坏，此时接触电阻将增大，导致了介质的损耗也随之增加;如果电压较高，则可以将氧化层进行融化，从而降低接触电阻，介质的损耗也会随之降低。其次，在直流电阻测量的过程中要重视电压的作用。如果双劈电桥的电压不高，则不能够击穿氧化膜，其电阻也就越大;如果双臂电桥的电压较高，则能够击穿氧化膜，降低电阻。
在电力系统的运行过程中，高压电气试验对于其安全运行有着非常重要的作用。在高压电气试验具体操作的过程中，需要对其中出现的各种问题进行分析，在此基础上提出相关的对策，确保高压电气试验的安全，同时也为电力系统的运行保驾护航。
电气学术论文篇二
浅析工业电气设计中电气节能
【摘 要】随着大量节能型变压器产品的普及，有很多设计单位仍在使用S7等系列变压器。本文是笔者根据多年的工作经验，从供配电系统的设计、控制系统的设计、照明系统的设计、设备的选择几个方面介绍了采取何种措施能达到节能减排的目的，实现方案的安全性、经济性及节能性。
【关键词】电气设计;电压;水平;电气节能
前言
依据调查统计资料显示：我国的国民生产总值增长率与能源消耗增长率比例为：1：1.5，但是标准的国民经济增长率与能源消耗增长率应该为：1：0.8。通过比较得出：我国的节能工作还有待提高。尽管我国地大物博，但是资源仍然不够用，因此，要实现可持续发展，就要做好资源的有效利用，其中最重要的是要做好节能计划，在安全性能、节能性等方面都要做好规划，按计划实施。
1 供配电系统的合理设计
工业电气与普通民用电气的主要区别是：用电负荷等级高，用电设备相对密集，对连续性供电的要求较高。为达到节能的效果，从以下几方面进行考虑。
(1)供配电系统的环节不宜过多，尽量做到简单可靠。过多的配电环节会造成额外的能量损耗。这也是规范规定“同一电压等级供电系统配电级数不宜多于两级”的原因。
(2)应合理选择设备的供电电压水平。同等情况下，电压水平高，损耗相对较小。如工业、企业大量使用的压缩机、循环水泵等，常采用6/10kV供电，既降低了供电线路上的电流，又减少了铜损耗，还能减少铜材的浪费。
(3)变电所应尽量深入负荷中心。大多数情况下，工业、企业内的负荷多为低压交流380V，若距离过远，为满足起动压降和运行压降的要求，增加电缆的截面，势必造成铜材的大量浪费。所以，如果厂区面积过大时，应采用合理的供电半径统一筹划，设置多个变配电装置，缩小线路的距离，降低损耗。如果有爆炸危险区存在，在满足规范的前提下，可将变电所设置在爆炸危险区外，将室内外地坪高度差提高至0.6m，就能达到降低能耗的效果。
(4)采用功率因数补偿。在工业企业中大多数用电负荷为机泵。在SH3038―2000《石油化工企业生产装置电力设计技术规范》推出后，石化装置设计人员将低压补偿取消，这种做法有欠妥当。如果补偿只设置在6/10kV侧，低压侧不进行补偿，负荷较多时配电变压器的数量会相应增加或变压器容量会相应增大，很容易造成额外的电能浪费。所以，应采取就地补偿原则，从设计上保证节能，可即变压器后侧进行相应的补偿，在同样负荷率的情况下，使变压器的效率提高。
变压器的合理选择：变压器是设计人员使用量最多，但又常是设计最不合理的设备之一。分以下两种情况：
(1)在目前已有的大量节能型变压器产品推出的情况下，有很多设计单位仍在使用S7等系列变压器。很多电力部门往往将大城市的老变压器拆除后移至城乡结合部或乡村使用，不但造成大量电力损耗，还增加了低收入人群的额外支出费用。所以，设计人员应严把设计关，从源头杜绝再使用国家淘汰产品和落后产品变压器。尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器，如S9、S10、S11、SC9、SC10等。节能型变压器在制造铁心的硅钢片、铁心的制造工艺上都有较大的改进，有利于减小变压的空载功率损耗。
(2)变压器的容量和数量也与节能有关。工业企业由于用电要求较高(多数为一、二级负荷)，所以在设计时一般总会按照互为全备用(即单台变压器的负荷率不超过50%，由两台变压器承担用电负荷)的思路。可以对一、二级负荷采用互为全备用的方式，对于三级等负荷，完全可另设变压器，将变压器的负荷率提高到75%左右，这样虽然增加了变压器的数量，但变压器总容量降低了，减少了部分无功损耗和有功损耗。当然，增加变压器的台数也会造成损耗和建筑物面积的增加，各种因素要综合考虑才能达到最佳效果.
2 控制系统的合理设计
在工业企业生产装置和生产线上往往有集散控制系统或者可编程逻辑控制器参与逻辑控制，是为了提高系统自动化程度，减少人工成本。在以往的设计中，为了减少一次性生产成本投入而减少DCS点数，将应控制的起动和停止由一个继电器输出控制。如采用1个继电器接点控制，则DCS采用的不间断电源(Uninterrupted PowerSource，UPS)容量往往会比采用2个继电器控制时的UPS容量大，即使增加了输出I/O卡件，也能达到很好的节能效果。
采用两个继电器的控制方式优点如下：如果装置第一次是在开起现场，当顺利开起后，转换开关在旋转的过程中运行的设备不会停止;而选择1个继电器输出控制设备起停时，转换开关在旋转的过程中运行的设备会停止。
3 照明系统的合理设计
工业、企业电气照明设计并没有民用建筑照明设计复杂，但是在装置中同时使用的灯具量大。
(1)过去通常采用的灯具为汞灯、钠灯、金卤灯，这些灯具在工矿企业当中使用量大、面广，也发挥了其应有的作用，但在新兴光源的推出后逐渐失去了原有的主导地位，光效低、寿命短、功率因数低，起动时间长等缺点，已经不能满足现代石化企业的照明要求。所以，现在推出了电磁感应灯、LED灯等光源，这些已能完全满足用户的要求，如表1所示。虽然价格稍高，但随着推广，费用会逐渐降低。
表1 各种光源参数对照表
注：参照《工厂常用电气设备手册》和厂家样本。
(2)过去对光源的控制不能达到节能的效果。如采用适当的措施，如光控、时控、稳压输出等，则每年可以节约大量的电能。
(3)新的照明设计标准对节能部分进行了增加，对主要功能建筑物的功率密度值进行了限制，如GB500342004《建筑照明设计标准》的第6.1.2～6.1.7条中对于“高于或低于规定表格内的照度值时，照明功率密度应按比例提高或折减”的相关条目就充分体现了我国对照明节能上的重视。
4 科学选取设备
机汞是工业及企业的主要用电负荷。尽管电气专业人员不负责选择机汞，但是仍然能够在设计准备时期给出较科学的意见。假如所选的电机功率较大，可以提高运转时的安全性，但是在轻载和空载时由于要消耗较大的电能往往导致工作效率低，因此可以对此类电动机安装变频调速器，既可以提高工作效率，还可以更加节能。
5 小结
总而言之，电气设计人员要尽心尽力地完成设计工作，从安全性能、节能性、经济性等多方面进行研究，最终选取科学的供配电规划，进一步改善计划后，投入实施，在提高社会效益和经济效益上面尽自己的一份力量。
参考文献：
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术(第五版) [M] .北京： 机械工业出版社， 2011.6.
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