電磁感應及其應用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電磁感應及其應用，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：電磁感應加熱 溫度控制 模糊算法

中圖分類號：TQ320.52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0050-02

1 電磁感應加熱技術的應用

現在社會需求的增長，電磁感應加熱技術越來越廣泛地運用到各行各業中。大致可以歸類為以下幾個領域：第一，食品、醫療、化工、塑機械加熱、木材、建筑等節能改造方面都有用，在這些方面使用電磁感應加熱代替了傳統的電阻加熱；第二，機械行業，電磁感應加熱中的高頻電磁加熱可以應用于金屬表面的熱處理，也可以用于器件在加工前的透熱，這種方法與傳統的方法相比有很大的優勢；第三，紡織印染方面，印染時的原料需要加熱，利用電磁感應加熱，加熱速度快了，就使得原料的利用率提高了，同時可以適應不同燃料的不同溫度要求；第四，輕工行業，在輕工行業用于食品或者塑料產品的封口，這種方式的加熱大大加大了生產效率，還可以節省生產空間。

電磁感應加熱技術的應用，可以提高生產產品的速度同時也能降低生產成本，也提升了設備制造行業的生產水平，在傳統行業中越來越廣泛地被接受和使用。

2 電磁感應加熱的原理

電磁感應技術就是我們通常所說的IH技術，它建立的基礎就是法拉第感應定律。電磁感應的加熱原理就是利用高頻的交變電流在通過線圈時產生磁場，這種交變的磁場在通過金屬工件時產生渦流，產生渦流的條件就是金屬工件需要是加熱后的件，金屬的電阻相對較小，這樣較低的電動勢就可以產生很強的渦電流，這樣就在金屬件內部產生了很大的焦耳熱，這樣金屬件的溫度自己就升高了，完成了一個自發熱的過程，這個自發熱的速度非常快。電磁感應加熱利用的就是電流的做功，將電能轉化為被加熱體本身的內能，使被加熱件的溫度升高，從而達到加熱的目的。

3 傳統加熱與電磁感應加熱的對比

3.1 傳統的加熱

用加熱注射劑來舉例傳統加熱存在的弊端，傳統的注射劑加熱一般采用電阻的方式進行加熱，電阻加熱存在的缺點如下：第一，工作環境惡劣，傳統加熱利用的是電阻加熱，在加熱過程中向環境中散發大量的熱量，使得操作環境溫度升高，尤其在夏季的加熱時，現場的工作環境是非常惡劣的，工人需要降溫，降溫過程又造成了能源的浪費，加大了成本；第二，加熱效率低，加熱過程中熱損大，電阻加熱時都是電阻絲繞制成的電阻，這樣的電阻外部也散熱，造成了熱能的損失，在傳導的過程中由于過程繁瑣，也損耗掉了很大的熱量，經過統計只有25%左右的熱能得到了利用，熱能的效率很低；第三，電阻的使用時間短，電阻發熱Φ繾璧乃鷙暮艽螅繞制的電阻線長時間加熱很容易發生斷裂，這樣增加了工人的工作量，需要定時地對電阻進行檢查和維護，維修和更換的費用都很大，加熱的產品可能由于沒有完成固定溫度，報廢率也增大了，所以各方面的費用都將增大。

3.2 電磁感應加熱

第一，與傳統的加熱方法相比，電磁感應加熱是自發熱的現象，不會對環境造成很大的影響，工人的工作環境也得到了很大程度的改善，也減少了為環境降溫的費用；第二，電磁感應的熱損耗小，節能效果好，電磁感應發熱過程感應線圈與被加熱的金屬件之間是沒有直接接觸的，能量的傳遞是通過電磁感應進行傳遞的，在傳導的過程中減少了很多熱能的損耗，效率提高很多，可以達到85%左右，比傳統的加熱提高了很多；第三，金屬件溫度提升速度快，金屬件的電阻小，所以較小的電動勢就能產生較強的渦電流，焦耳熱產生得也多，熱量散失得少，所以金屬件升溫很快；與傳統的電阻加熱相比，使用壽命增長了，電磁感應的加熱工具是特制的線圈和半導體的器件，線圈在工作時的溫度并不像電阻絲產生那么高的溫度，使用壽命大大提高了。電磁感應加熱的加熱效率高，所以產品的產量也高，所以無論從損耗還是生產效率上都得到了提高。

綜上所述，電磁感應加熱具有的優勢是非常明顯的，加熱速度比其他任何的媒介加熱速度都快，而且在加熱時損耗較小，加熱時間較短，啟動方便，熱能的損耗較小，不用時，也可以切斷供電電源，沒有任何多余的損耗，電能的利用率又高，是新時期加熱的最好選擇。

4 電磁感應加熱技術的實現

4.1 電磁感應加熱系統的組成

電磁加熱系統主要由電磁加熱控制板和加熱線圈兩部分組成。加熱輸出接觸器的輸出端經過電磁加熱控制板將交流電進行整流、濾波、逆變成高頻的交流電，再通過鏈接線圈加到電磁的加熱線圈上，高頻的交流電通過保溫材料作用于被加熱體上，從而達到被加熱體的自發熱過程。還可以用另外一種方式，將電源直接輸入到電磁加熱控制板，加熱輸出接觸器直接通過電磁加熱控制器的方式直接控制電磁加熱控制板的工作狀態。

4.2 對輸出功率的控制

對于電磁感應加熱輸出功率的控制有很多種方法，其中感應電源有兩種控制方法：即負載串聯諧振型和負載并聯諧振型，串聯諧振感應加熱電源較并聯的有很多優勢，比如：啟動時比較迅速、可以使用體積相對較小的電感和整流，可以使用不空整流等。加熱過程有特定需要達到的目的，所以感應加熱電源需要控制輸出功率，使功率保持到一個可調節的范圍內。串聯諧振電源的調功方式有兩大類：直流側調壓調功和逆變側調功，其中直流側調壓調功中又包括兩種方式：是采用晶閘管全控整流；另一種是不控整流后用斬波器進行調壓。逆變側調功的方法就比較多，比如：通過脈沖寬度調節、通過電壓調節、通過脈沖頻率調節、通過脈沖密度調節、通過移相調節、通過改變功率因素調節以及以上各種方法的綜合調節法等。通過這些方法的調節都可以達到調節溫度的目的。在加熱一個物體，整個過程可能需要不同的溫度，所以要求在不同的階段保證不同的溫度。現在用調節脈沖密度調功法調節溫度的方法是使用較多的一種，這種方法可以直接完成對輸出電源的電流幅值進行控制，通過實驗既定的模型，通過建立在某一特定電流幅值的基礎上，建立T=f（t）即溫度與時間的函數關系，實現溫度的分段控制，以達到各時間段不同溫度的要求。

4.3 溫度控制的算法

目前使用較多的一種算法就是模糊控制算法，這種算法具有大慣性、非線性、有滯后、相鄰段有較強偶合等特點，這種算法可以模擬人腦進行思維、判斷以及推理的過程，可以將人的經驗等用語言的方式表達出來，再通過計算機的處理，完成輸入和輸出的建模過程，是一個智能化的實現過程。模糊算法的數據庫錄入的是專家的語言信息，并在使用時將這種語言轉化為控制策略，可以解決實際使用過程中的各種問題，有些復雜的數據模型需要建立精確的數學模型，這種算法可以解決這些復雜的建模過程。這種方法很好地完成了推理系統與控制系統間以及模糊數據和精確數據的轉化問題。溫度的控制就是一個不確定的數據模型，通過電磁感應的輸出功率和模糊算法的結合就可以完成溫度的精確控制，控制精度可以上下不相差1 ℃。

5 結語

傳統的加熱方式通常是利用電熱圈來加熱，通過接觸傳導，實現被加熱體的加熱過程。但是這個過程有大量的熱量是散發到空氣中的，熱量的利用率較低，而且工作環境也非常惡劣，加熱過程的溫度也是沒法實時控制的。而電磁感應加熱的方式實現了節能、加熱效率和升溫速度快等各方面傳統加熱方式滿足不了的優點。電磁感應在輸出的過程可以通過控制功率的方法同模糊算法相結合實現溫度的準確可控性。這也滿足了現代社會高效、節能、環保等各方面的要求，所以電磁感應加熱方式在各行各業都將替代傳統的電阻絲加熱方式。

參考文獻

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[2] 楊偉福，曹廣忠，邱洪.電磁感應加熱系統負載感應器研究[J].機電工程技術，2015（7）：81-85.

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[4] 張毅靜.預應力鋼絲感應加熱電磁能量轉換研究[D].河北工業大學，2012.

篇2

關鍵詞：變頻器，電磁干擾，措施

中圖分類號：TN773文獻標識碼： A

引言：隨著經濟的發展和科學技術的進步，變頻器的應用變得越來越廣泛，但隨之而來的干擾問題一直困擾著電氣技術人員。變頻器周邊的電氣設備以及電氣線路對變頻器產生干擾，同時變頻器也對周邊設備產生干擾。如果變頻器的干擾問題得不到很好的解決，那么就不能保證變頻器系統能夠可靠、穩定地運行。本文針對變頻器抗干擾問題，首先闡述了干擾的來源、傳播方式，然后再針對這些干擾提出了不同的措施。

1、干擾的產生

1. 1外部對變頻器的干擾

在空間中存在著各種各樣的電磁波，例如通信電磁波、線路產生的電磁波，這些電磁波是由于導線中通過的電流產生的，其強弱受電流強度及線路布設方式的影響較大，該電磁波向空中輻射，從而影響變頻器的正常運行。 當變頻器的供電電源受到電網中大量諧波影響時，變頻器就會出現過壓、欠壓、掉電等現象，從而可能造成變頻器的波動甚至損壞，進而影響生產。變頻器的整流管有時會受到補償電容的影響。在補償電容投入以及切出系統時，由于補償電容的性質，會在電網中產生很高的峰值電壓。如果此峰值電壓過大，就有可能擊穿變頻器整流管，導致變頻器損壞。

1. 2變頻器對外部的干擾

變頻器的整流電路工作時會產生諧波，這些諧波在電網中傳播，會對其他的電氣設備產生干擾。變頻器工作時，其場控開關器件做高速切換，且產生高次諧波。同時，變頻器的逆變電路輸出電壓及電流功率會攜帶高次諧波，這兩種諧波以及開關器件引起的電磁輻射都不容忽視。在電磁干擾的作用下，變頻器控制信號線及檢測信號線在輸出端會產生較大影響，甚至導致系統不能及時準確地檢測到信號，還會使控制系統紊亂。諧波或電磁輻射干擾會導致繼電器保護裝置誤動作，使電氣儀表計量不準確，甚至無法正常工作。

2、干擾的抑制與消除

在實際應用中，為減少電磁輻射的干擾，在變頻器應用中一般采用硬件和軟件兩方面的抗干擾措施。硬件抗干擾主要從硬件出發，對可能引起系統干擾的干擾源及干擾途徑進行物理防護及切斷。一般涉及變頻器系統的工程中，較多采用的是隔離、接地、屏蔽以及濾波等方式進行物理抗干擾。

2. 1合理的安裝和布線

工程中，對變頻器安裝的環境要求都有明確的規定，比如變頻器的安裝環境溫度、濕度等。另外，不同的安裝方式或者技術等也會對變頻器的使用產生較大的影響。合理的布線以及合適的安裝距離及角度等都能在一定程度上改善變頻器的工作性能。在安裝和布線時應注意以下幾點：①變頻器一般多安裝在密閉配電柜中，并且有排風扇等裝置，以保證柜內的空氣流通，并且，在變頻器所在的室內，一般還應裝有空調等降溫設備；②變頻器安裝時應避開電磁干擾比較嚴重的地方，例如電源、信號線比較集中且雜亂的地方，并且應避開灰塵大以及腐蝕性氣體的場合；③應安裝在一個牢固、結實且不會經常震動的地方，并且應做好對震動沖擊的防護措施；④變頻器對所安裝的環境溫度有一定要求，一般為一20℃一60℃；⑤變頻器的輸入輸出控制及信號線應盡量避開其他設備的電源及信號線，同時其電源線要與信號控制線分開；⑥確保控制柜中的接觸器有滅弧功能。

2. 2采用電抗器

在變頻器電路中，電抗器可以對竄入電路中的諧波電流進行有效的抑制。在輸入電路中串入電抗器可以抑制輸入電路中較小的諧波電流，同時可以消除因電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊。在變頻器的輸出側串入輸出電抗器，可以改善變頻器輸出電流。此外，負載電抗器可以限流，在一定程度上還可以保護變頻器。因此，在變頻器中，合理地使用電抗器可以提高變頻器系統的可靠性、運行性能和效率。

2. 3使用濾波器

變頻器系統的運行會使電網中產生高次諧波，從而可能造成電網波形畸變，使其功率因數降低。濾波器可以對電路中的高次諧波進行抑制或消除。采用無功補償裝置可對電網功率因數降低的情況進行調節，而對于高次諧波，應根據具體情況，在變頻器的進線端及輸出端加裝濾波器，以改善電網波形畸變對變頻器及其他設備等產生的影響。為了防止變頻器產生的電磁輻射或者諧波等干擾進入電源或者其他設備，在電路中應設置濾波器。在變頻器系統中，有些電源對抗干擾的要求較高，所以，在電源輸入端并聯濾波器可有效抑制變頻器產生的電磁輻射及諧波的干擾。在變頻器的輸入和輸出端分別加入輸入和輸出濾波器，可有效減少電磁干擾、電網電壓突變等造成的影響。對于一些對電磁干擾非常敏感的電子電氣設備，也應該加入濾波器。這種濾波器應該加在電源線上，稱為電源噪聲濾波器。

2. 4屏蔽整個變頻器

將整個變頻器系統進行屏蔽，可減小其對外界的干擾，也能防止外部的干擾對變頻器系統造成影響。同時對于干擾源也要進行屏蔽，例如，對于接入變頻器的信號控制線，應使用屏蔽線和屏蔽層，并且接在變頻器一端的屏蔽應接控制電路的公共端，而不應接在變頻器的接地或大地屏蔽層的另一端，這樣可有效抑制外部干擾通過信號電纜影響變頻器。再者，輸出線最好采用專用的屏蔽電纜或用鋼管屏蔽，信號線應盡可能短，最好控制在20 m以內，且信號線應采用雙芯屏蔽，并且與主電路線及控制電纜分離開，同時還應對周圍電子敏感設備線路進行屏蔽。

2. 5正確的接地

在實際的電氣系統中，接地技術得到了廣泛的應用。接地可以將電路中外部藕合的噪聲消除，防止外界電磁干擾的影響，對提高電子電氣設備的兼容性能起到至關重要的作用。所以，接地對于外來干擾及自身干擾都有一定的抑制作用。從安全和抑制干擾的角度考慮，變頻器的主回路端子PE(E,G)必須接地。在實踐中，通常采用多點接地、一點接地及混合接地等接地方式。具體使用哪一種接地，應根據具體情況具體分析。實際應用中，對變頻器接地的要求是比較明確的，接地線嚴禁接在系統的零線上，更不能接在變頻器或其他設備的外殼上。當系統中有多臺變頻器以及其他的電子電氣設備時，其接地線不能擰在一起共同接地，應分開單獨接地，以防止設備間的相互干擾。變頻器接地時，對接地線也有一定的要求。一般接地線應比較粗，可以用較粗的短線一端接到接地端子PE端，另一端與接地極相連。一般要求接地線截面積應不小于2. 5mm2，接地線長度小于20 m,接地電阻不能大于100Ω。

2. 6采取必要的隔離

在實際工程中，一般要把干擾源單獨隔離開或者把干擾源與容易受到干擾的設備隔離開。在安裝變頻器時應單獨安裝，使變頻器與其他電氣設備盡量互不干擾。有時盡管不能單獨安裝，也應注意將變頻器與其他易受干擾的設備分開安裝，以避免變頻器的電磁噪聲對其進行干擾。

3、結語

干擾的形式是多種多樣的，干擾的分布是隨處可見的，因此采取適當的措施來抑制干擾是十分重要的。在采取抗干擾措施時，還要考慮可行性、成本、效果等因素。采用的措施只要能解決問題即可，往往過多的抗干擾措施有可能會產生額外的干擾。隨著技術的進步，變頻器應用中存在的干擾問題有可能會通過變頻器本身的功能來實現消除。我們相信，在不久的將來，變頻器的干擾問題一定會得到有效的解決，變頻器也會隨著技術的進步，應用得越來越輕松、越來越廣泛。

參考文獻

篇3

關鍵詞:旁路；電流互感器；保護雙重化；電流切換

中圖分類號:TM433　文獻標識碼:A　文章編號:1009-2374(2011)24-0113-03

在電力系統中主變壓器(以下簡稱主變)是變電站的核心設備，它的安全穩定運行直接關系到整個變電站甚至電網的正常可靠運行，因而主變保護設備顯得尤為重要，對于當今大量采用的主變微機保護應給予高度重視。筆者經過多年來對帶旁母主接線情況下主變壓器保護技術改造和運行情況的總結，對旁路電流采集方式做一些分析，對存在的問題提出相應的對策，希望能為同類工程的設計和驗收工作提供參考。

一、變壓器微機保護雙重化電流回路配置現狀

為避免主變保護異常及修改定值等工作造成主變保護被迫退出運行，導致有故障發生不能及時切除，造成事故擴大。根據《二十五項反措》要求，220kV以上的主變壓器的微機保護需雙重化；同時隨著繼電保護技術的發展，不少廠家相繼推出主后備保護一體化，兩套保護完全獨立的配置方案(非電量保護除外)。保護實現雙重化后，兩套保護的電流回路均應獨立接到對應的電流互感器上，當主變開關代路時，原則上必須在兩套保護的電流回路均要獨立，但實際應用中由于旁路開關的電流互感器二次繞組不足，難以實現(特別是在一些老變電站的主變微機保護技術改造工程中)。總結現場接線方式，可歸納為以下幾種:

(一)無旁路電流互感器電流接入主變壓器保護

如圖1所示(以變高側為例，下同)。

高壓側和中壓側旁路開關問隔均無多余電流互感器二次繞組情況，正常運行接線，A屏微機保護接到對應的開關電流互感器，B屏微機保護接到對應的套管電流互感器，當主變開關代路時A屏微機保護退出，B屏微機保護繼續運行。顯然此接線方式不符合保護實現雙重化要求。

(二)套管電流互感器與開關電流互感器二次電流切換

如圖2所示，高壓側和中壓側旁路開關間隔均無多余電流互感器二次繞組。正常運行接線:A屏微機保護接入對應的開關電流互感器二次電流，B屏微機保護接入對應側的套管電流互感器二次電流。供電企業在廠家定貨時要求A屏微機保護變高側和變中側均設置有旁路電流互感器切換連接片，又由于在技術改造中原來的常規保護進行微機化后，變高側和變中側套管電流互感器二次繞組有剩余，現場將變高側和變中側剩余其中一組保護級的二次繞組均接到A屏微機保護(旁路電流互感器切換連接片對應的端子排處)，當主變開關代路時將A屏微機保護套管電流互感器切換連接片切換到旁路保護側，A屏微機保護投入運行，B屏微機保護繼續運行不變。雖然此接線方式符合保護實現雙重化要求，但旁路到主變的導線無主保護。

(三)旁路電流互感器電流與開關電流互感器電流切換同樣如圖3所示:

變高側和變中側旁路開關間隔均有電流互感器二次繞組，正常運行接線:A屏微機保護接入對應側開關電流互感器二次電流，B屏微機保護接入對應側的套管電流互感器二次電流。供電企業在向廠家定貨時同樣要求A屏微機保護變高側和變中側均設置有旁路電流互感器切換連接片，在變高側和變中側旁路開關間隔均有電流互感器二次電流接入A屏微機保護(旁路電流互感器切換連接片對應的端子排處)，當主變開關代路時將A屏微機保護電流互感器切換連接片切換到旁路保護側，A屏微機保護投入運行，B屏微機保護繼續運行不變。雖然此接線方式符合保護實現雙重化要求，但接線較復雜，如果采取獨立配置方式，本站有多少臺主變就需要在旁路電流互感器處配置多少組電流互感器二次繞組，可能增加旁路電流器的二次繞組負擔；如果采取在旁路端子箱處切換方式，增加運行人員操作工作量，并存在電流互感器二次開路的風險等。

上述三種接線方法比較:第一種接線方法在主變開關代路時，A屏微機保護退出運行，B屏微機保護接到對應開關的套管電流互感器，保護范圍縮小，不滿足雙重化要求。第二種接線方法，A屏微機保護接有對應側的套管電流互感器，當主變開關代路時可以進行電流切換后投入保護，雖然這種方式滿足了雙重化，但對應的旁路開關到主變套管電流互感器這段引線無快速保護(即無差動保護)，造成保護范圍縮小。第三種接線方法在主變開關代路時滿足雙重化要求，保護范圍也滿足要求，是三種方法較合理接線方式，但現場實現最困難，如果采取獨立配置方式，本站有多少臺主變就需要在旁路電流互感器處配置多少組電流互感器二次繞組，增加旁路電流器的二次繞組負擔；如果采取在旁路端子箱處切換方式，增加運行人員操作工作量，一組電流互感器二次繞組需要對應幾臺主變保護，切換時容易切換錯誤，并存在電流互感器二次開路的風險等。

根據現場大多變電站的實際情況，采用第二種接線方式滿足了雙重化，雖然旁路到主變的導線無主保護，多年來現場運行經驗表明，此段導線距離較短，運行的時間也較短(代路時才運行)，發生故障的機率相對低，并且后備保護還存在，比較適宜現場應用的配置。

二、主變斷路器代路時電流切換常出現的問題及對策

(一)電流互感器二次開路問題及對策

從歷年來事故通報學習中發現，在主變斷路器代路時由于電流切換過程中操作不當，安全措施考慮不全，電流切換過程中電流互感器二次開路觸電傷人的事故時有發生。在進行電流互感器二次線連接片進行切換操作時務必小心、謹慎，防止電流互感器二次開路觸電傷人。

采用旁路電流回路的保護，代路時均要進行切換，不論是否進行帶電切換操作，必須按帶電方式進行切換，按“先連通、再短接、后打開”原則進行電流切換操作，應站在絕緣墊上，穿長袖工作服，戴好絕緣手套，手腕上不得佩帶手表、手鏈等金屬飾物，身體不得接觸保護屏，先將電流互感器二次線連接片切至運行位置，再將其他連片逐一切至短接位置，最后打開短接位置至中問位置的連接片(注:此類連接片為雙層)。見圖4所示:

(二)連接片切換問題及對策

歷年事故通報中，在主變斷路器代路時由于電流切換的操作不當，安全措施考慮不全，電流切換前未將主變差動保護暫時退出造成事故層出不窮。旁路開關合環后，將形成差動電流互感器的電流分流，造成差動保護誤動，所以在切換電流互感器二次線連接片前應臨時退出主變差動保護，操作時由工作經驗豐富的值班員進行。次序如下:(1)退出主變差動保護；(2)合上旁路斷路器；(3)將旁路電流互感器二次線連接片切至運行位；(4)斷開主變斷路器；(5)將主變電流互感器二次線連接片切至短接位。

總之，在操作前將主變差動保護暫時退出，操作結束后將保護的所有信號復歸，檢查保護無異常，再投入保護。

此外，用旁路斷路器代主變斷路器的操作時，應明確與旁路斷路器代線路斷路器是不同的。此時還是采用主變的保護裝置，不僅需要將保護出口壓板由跳本側斷路器切至跳旁路斷路器，同時需要將主變差動保護用電流互感器二次線切換連接片進行切換。

上述過程不但需要保護出口壓板由跳本側斷路器切至跳旁路斷路器，如有啟動失靈保護也要將其切至跳旁路斷路器側；不但要切換電流互感器二次線連接片，電壓也要由“本線”切換至“旁路”；特別注意旁路斷路器代主變斷路器的操作中，需投入非電量保護跳旁路斷路器連接片，待代路任務完成再將上述所有的連接片切至正常運行位置。

(三)保護定值問題及對策

在現場多次發現A屏微機保護定值出錯問題，原因是如在第二種接線方式中，A屏微機保護接入對應的開關電流互感器二次電流，B屏微機保護接到對應側的套管電流互感器二次電流，在兩套保護新投產或進行技術改造后定值整定部門按現場電流互感器變比進行定值整定為A屏和B屏兩份定值單。但A屏微機保護接到對應的開關電流互感器和B屏微機保護接到對應側的套管電流互感器變比不一定相同(如開關為1200/5；套管為1000/5)，又由于A屏內電流接入保護的通道是唯一的，當進行代路時只是進行外部切換。如誤將套管為1000/5電流互感器二次電流切換到1200/5保護的通道上而未改定值，在負荷小時不易發現，當負荷增加后保護就容易誤動。

對于此類問題在進行定值整定前要查清現場電流互感器變比(含旁路)等參數，如果現場確實存在電流互感器變比不同的情況，定值整定部門進行說明；還可以將A屏微機保護多開一定值區將套管為1000/5的對應定值進行整定，備代路時切換用，現場工作人員必須將整定情況在保護屏上標識清楚，同時要在記錄本進行記錄。

三、結語

本文詳盡分析了旁路電流互感器電流在變壓器微機保護中的應用等問題，力求為同類變電站旁路電流互感器在變壓器微機保護中的應用提供參考。運行中的變電站進行主變保護雙重化是一項涉及回路范圍廣、技術復雜，危險點多的工作，在技術改造和應用中更需深究保護裝置采集電流模擬量的方式。注重細節，嚴控危險點，才能為電網安全穩定運行保駕護航。

參考文獻

[1]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答[M].中國電力出版社，1999.

篇4

【關鍵詞】PLC控制系統干擾源分析處理措施

隨著PLC控制系統及變頻器等工業生產自動化系統的應用越來越普及和廣泛，人們對控制系統及設備的安全性、可靠性要求越來越高，控制系統的穩定運行能力成為安全生產的核心。自動化控制系統中的關鍵設備PLC控制器、變頻器，主要是用在生產現場，生產現場的電氣設備和線路形成了復雜的電磁干擾信號。要提高自動化控制系統的穩定運行能力，必須解決各種電磁干擾的影響，才能有效保證系統可靠運行。

一、電磁干擾信號分析

1、主要的電磁干擾信號可以分為共模干擾信號和差模干擾信號。共模干擾主要是指同時加載在各個輸入信號接口段的共有的信號干擾。共模干擾是在信號線與地之間傳輸，屬于非對稱性干擾，由地電位差及電磁輻射在信號線上感應的同方向共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸送的共模電壓普遍較高，有的可高達上百伏，直接影響測控信號，造成元器件損壞。

差模干擾是存在于相線與相線，以及相線與中線之間的干擾。兩路輸入的干擾信號，大小不相等，或方向不相同。有的通過安裝隔離變壓器能解決問題。

2、現場實踐證明，因電源的干擾產生干擾信號造成PLC控制系統故障的情況占據了相當大的比例，例如在一次安裝礦用絞車信號設備時，出現了絞車信號打點時，皮帶信號同時也響；皮帶信號打點時，絞車信號也響的故障現象。由于打點信號互相影響，直接影響現場的安全生產，通過現場分析實驗，發現由于絞車信號和皮帶信號接在同一臺綜保開關上，使用同一路電源相互影響干擾造成。

3、部分控制系統的信號傳輸回路，為了避免干擾，信號部分和接收設備的公共線都要接地，應盡量使用隔離器將兩個接地隔離開。例如一些溫度流量的測量調節系統，設備在現場和控制室都需要接地；由于地電位差的存在，如果出現一個以上的接地點就會形成地回路，使儀表引入干擾，因此同一信號回路、同一屏蔽層或排擾線最好有一個接地點，避免有多個接地點，除了既定接地以外，其他部位應與一切金屬部分隔離。信號回路的接地位置根據儀表類型決定。溫度流量傳感器等應在現場接地。避免影響信號精確度和在輸入、輸出設備中的傳輸效果。消除感應及外部輸入信號形成的干擾。

二、消除自動控制系統干擾源的措施

1、完善可靠的接地措施。其中電源電纜兩端接地，電機接地端接在電源段接地排上，最終匯入動力柜匯流排。信號線纜中模擬信號大多單端接地，消除雙端接地時地電勢不同引起的地電流干擾信號。而對于數字信號大多采用雙端接地。帶屏蔽單端接地是在電纜一端將金屬屏蔽層接地，而另一端不直接接地。在單端接地的情況下，沒有接地的一端屏蔽層對地之間有感應電壓存在，其電壓與電纜長度成正比，但是不會形成電流環流，屏蔽層一端接地利用壓制電勢電位差消除電磁干擾。在電纜長度不超過一定距離的情況下，效果較好。信號電纜屏蔽層雙端接地時，屏蔽層金屬端沒有感應電壓存在，但是有可能感應出電流環流，所以要消除周圍干擾信號影響。

如果系統單獨設置接地線，接地線必須符合標準，微機系統接地電阻應小于四歐姆。應與周圍柜體、設備外殼連接一致，增大接地體的物理面積，使控制系統與周圍電器、設備、控制柜等物體之間消除電位差，避免形成干擾信號。

2、利用信號隔離器解決干擾問題。將變送器或儀表的信號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨立。在控制系統的輸入端和輸出端中間安裝信號隔離器后，可以有效預防干擾信號。

3、為了避免電磁輻射引起的干擾，在控制系統中采用隔離性能較好電源，如果條件允許接入電抗器。接地線盡量靠近變頻器，遠離電源線，變頻器所用的接地線必須與其他設備接地線分開接地，絕對避免把所有設備接地線連在一起后再接地，同時變頻器的接地端子不可與零線相接。

4、正確敷設、選用系統電纜線路，避免感應耦合引起的干擾。控制電路采用屏蔽線，當控制線和變頻器相接時，屏蔽層可不用接地，而只需將其中一端接至變頻器信號公共端即可，注意屏蔽層不論接公共端還是接地，只能在一端進行，且不可兩端都接。其中控制線盡量遠離輸入輸出線。控制線在空間上應盡量和輸入輸出線交叉，最好是垂直交叉，而不要平行。兩根控制線相鄰是可以相絞。以減少電磁干擾。

三、變頻器對控制系統干擾分析

1、通過現場實踐證明，變頻器對現場控制系統干擾最大的是高次諧波干擾。

變頻器的工作過程就是一個在控制系統處理下不斷的整流、逆變輸出的過程。在工作過程中，必然產生各類高次諧波干擾。變頻器產生的諧波使電力電容器產生額外的損耗，同時諧波使電壓波形畸變產生尖峰電壓，損害電容器的絕緣。如果變頻器諧波頻率與電容器和系統的其他部分構成的串聯或并聯諧振回路的諧振頻率相等或相接近時就會出現諧振，影響電容設備正常運行。還對附近的電子儀表設備產生各種干擾，影響設備正常檢測、計量和控制。

2、降低變頻器干擾的方法

根據干擾頻段的不同，可以在變頻器輸入端安設濾波器；可以選擇降低變頻器載波頻率，或者在變頻器的電源出入線采取增加電抗器、接線采用屏蔽線并且要求二端良好接地，也可對線路增加金屬管護套。對變頻器本身采取良好可靠接地措施，縮短接線。如果條件允許，可以將變頻率器單獨裝設在專用金屬電器柜內，把變頻器輸出端與電機之間的聯線，換成鎧裝電纜。

PLC控制系統及變頻器等工業生產自動化系統是現代生產系統的核心控制部分，只有采取必要的抗干擾措施，消除或減少干擾源，才能保證生產系統可靠、穩定的運行。

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[關鍵詞]物理教學電磁學電磁場電路

物理教材中所闡述的內容主要是經典物理學的基礎知識，這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎上，以力學、電磁學為重點。本文就電磁學部分的教學談談自己的觀點。

一、電磁學的知識體系

電磁運動是物質的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用，其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究，把電現象和磁現象分開處理，實際上，這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系，才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此，應從以下三個方面來認真分析教材。

1.電磁學的兩種研究方式

整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行。只有明確它們各自的特征及相互聯系，才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質，培養學生的思維能力。

場是物質的相互作用的特殊方式。電磁學部分完全可用場的概念統一起來，靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等，組成一個關于場的體系。

“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。

“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律，是以“場”為基礎的，“場”是電磁運動的實質，因此可以說“場”是實質，“路”是方法。

2.認識物理規律

規律體現在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯系中。

物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗，掌握了充分可靠的事實之后，進行分析和比較，找出它們相互之間存在的關系，并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成，也是在物理概念的基礎上進行的。

“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的，對金屬導電、電解液導電適用，但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系，電阻是電路的物理性質，適用于溫度不變時的金屬導體。

“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性，用研究電場的方法進行類比，可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。

“電磁感應”這一章，重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中，能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎，它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面，是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐，進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場，對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律，同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。

3.通過電磁場所表現的物質屬性，使學生建立“世界是物質的”的觀點

電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明，在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用，運動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場，磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。科學實驗證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質的一種形態。

運動的電荷（電流）產生磁場，磁場對其它運動的電荷（電流）有磁場力的作用，所有磁現象都可以歸結為運動電荷（電流）之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象，得出結論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的，形成一個不可分割的統一場，這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。轉從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流，產生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例，即導體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷，當導體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止。

二、以知識體系貫穿始終，使理論學習與技能訓練相融合

1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場部分是學好電磁學的基礎和關鍵。電場強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線、磁感應線是形象地描述場分布的一種手段。

2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別，比如，場不是力，電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同，可用受場力者受場力的大小（方向）跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度。在電場中用電場力做功，說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了。