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電壓不穩范文1
【關鍵詞】穩定性；電壓；破壞；措施
隨著我國經濟建設的蓬勃發展，社會對電力資源的需求日益增長，用戶對電力系統的要求也越來越高。供電的可靠性和穩定性已經成為保障經濟增長和滿足用戶需求的重要問題。保障供電的穩定性也是改善內外部投資環境、滿足人民日益增長的生活水平以及提升綜合國力的重要體現。
1.電壓穩定性破壞的原因
研究認為,電壓崩潰日趨嚴重的主要原因有以下幾點:一是由于經濟上及其它方面(如環保)的考慮,發、輸電設備使用的強度日益接近其極限值;二是并聯電容無功補償大量增加,因而當電壓下降時,向電網提供的無功功率按電壓平方下降;三是線路或設備的投切,引起電壓失穩的可能性往往比功角穩定研究中所考慮的三相短路情況要大得多,然而人們長期以來只注意功角穩定的研究。
電力系統穩定問題的物理本質是系統中功率平衡問題,電力系統運行的前提是必須存在一個平衡點。電力系統的穩定問題,直觀的講也就是負荷母線上的節點功率平衡問題。當節點提供的無功功率與負荷消耗的無功功率之間能夠達成此種平衡,且平衡點具有抑制擾動而維持負荷母線電壓的能力,電力系統即是電壓穩定的,反之倘若系統無法維持這種平衡,就會引起系統電壓的不斷下降,并最終導致電壓崩潰。當有擾動發生的時候,會造成節點功率的不平衡,任何一個節點的功率不平衡將導致節點電壓的相位和幅值發生改變。各節點電壓和相位運動的結果若是能穩定在一個系統可以接受的新的狀態,則系統是穩定的,若節點的電壓和相角在擾動過后無法控制的發生不斷的改變,則系統進入失穩狀態。電力系統的電壓穩定和系統的無功功率平衡有關,電壓崩潰的根本原因是由于無功缺額造成的,擾動發生后,系統電壓無法控制的持續下降,電力系統進入電壓失穩狀態。無論是來自動態元件的擾動還是來自網絡部分的擾動,所破壞的平衡均歸結為動態元件的物理平衡。電力系統的動力學行為僅受其動態元件的動力學行為及其相互關系的制約。
2.電壓不穩定的危害
在現代工業用電中，一種電氣設備出現故障就會導致流水線、甚至整個工廠作業的中斷，造成難以想象的損失。對于普通用戶，家用電器長時間在非額定電壓或頻率下工作，會嚴重影響電氣設備的使用壽命。例如：長期在低于額定電壓下工作的計算機，容易出現重啟、程序紊亂、燒毀硬盤等情況。因此在比較重要的信息采集、數據檢測分析工作點，都要裝設在線式UPS以保證無間斷供電。
3.電壓不穩定的類型
電壓不穩定主要表現在電壓偏差和電壓波動兩個方面。電壓偏差是在某一時段內，實際電壓幅值“緩慢”變化而偏離了額定電壓，偏差是穩態的，就是我們常說的電壓偏高或偏低。電壓偏差的大小，主要取決與電力系統的運行方式、線路阻抗及有功負荷和無功負荷的變化。電壓偏差主要是用電設備所處的位置及運行的時間，如線路末端電壓偏低，后夜電壓偏高等。
為改善電壓偏差，可采取以下措施：一是正確選擇變壓器的變壓比和電壓分接頭;二是合理減少線路阻抗;三是提高功率因數，進行合理的無功補償，并根據電壓與負荷變化自動接切無功補償設備容量;四是按照電力系統潮流分布，及時調整運行方式;五是采取用載調壓手段，如選用有載調壓變壓器等。
電壓波動是在某一時段內，實際電壓幅值急劇變化而偏離了額定電壓，偏差是動態的，就是我們所說的電壓忽高忽低。電壓波動主要是由大型用電設備負荷快速變化引起的沖擊性負荷造成的，如軋鋼機咬鋼、起重機提升啟動、電弧爐熔化期發生工作短路、電弧焊機引弧、電氣機車啟動或爬坡等都有沖擊負荷產生。電壓波動的大小，主要取決于電壓波動的頻度、波動量的大小及工作場所對電壓質量的要求等。抑制電壓波動的措施一是增加供電系統容量，即更換大容量的變壓器，或由大的電網來承擔供電任務;二是提高供電電壓等級;三是采用專用變壓器和專線供電;四是改進生產工藝及操作水平;五是采用專用穩壓設備等。
4.電壓不穩定的解決辦法
按供電系統節點來看，電壓波動可分為高壓側電壓波動和低壓側電壓波動。高壓側電壓波動又可分為進線電源處電壓不穩定和高壓母線上電壓不穩定。進線電源處電壓不穩定原因之一是上一級電源質量不高。解決方法是更換電源或在上一級負荷處重新架設一條供電線路。原因之二是傳輸過程中(進線電纜)存在問題。解決方法是檢查是否存在電纜破損、電纜質量、電纜選型不正確的情況，有針對性地加以改善。高壓母線上電壓不穩定原因之一是變壓器三相空載導致高壓側母線電壓不穩定。解決方法是重新計算變壓器的負載率，更換更大一級容量的變壓器。原因之二是在變壓器負載時，大功率設備沖擊電網造成高壓側母線電壓不穩定。解決方法一是對大功率設備采用變頻啟動或軟啟動方式，來減少對電網的沖擊。二是大功率設備盡量采用高壓電機，以優化電能質量。三是對個別大功率設備，采用單獨無功補償裝置穩定電壓。
低壓側電壓波動可分為電纜出線端電壓不穩定、設備入線端電壓不穩定和低壓母線上電壓不穩定。電纜出線端和設備入線端電壓不穩定原因分析。原因之一是外接負載功率較大導致的啟動電流沖擊。解決方法是優化設備啟動方式。對大功率設備采用變頻啟動或軟啟動方式，來減少對電網的沖擊。大功率設備盡量采用高壓電機，以優化電能質量。對個別設備采用單獨無功補償裝置穩定電壓。原因之二是傳輸過程中存在問題。解決方法是檢查電纜是否存在電纜破損等質量問題，如有則更換電纜，如非質量問題則存在電纜選型問題，應重新計算電纜壓降，從配電柜出線端到設備進線口的電纜壓降，看是否超過了5%，如果超過了，要更換大一級的電纜來進行電能的傳輸。
低壓側母線電壓不穩定原因是整個供電系統功率因數的問題。解決方法是提高整個供電系統的功率因數，增大無功功率，使功率因數提高到90%以上。按交流與直流來分，低壓側母線電壓不穩定可分為交流電壓波動和直流電壓不穩定。交流電主要承擔煤礦除工藝集中控制外的所有負荷;直流電主要負責供給工藝集中控制信號的電源。直流電壓不穩定原因有三：一是電源、二是負載、三是接觸不良。解決方法一是更換電源或改善傳輸路徑、二是提高負載供電等級、三是檢查接觸裝置按設備負載。按設備負載來分，低壓側母線電壓不穩定可分為帶沖擊負載的電動機引起電壓波動、由反復短時工作負載引起電壓波動、大型電動機啟動時引起電壓波動和供電系統短路電流引起的電壓波動。
由反復短時工作負載引起電壓波動。這類負載的特點是呈現周期替的增減變化。但其交替的周期是不定值，且交替的幅值也是不定值，如吊運工件的吊車，手工交直流電焊機等。當前企業為節能降耗在交直流電焊機上都裝設了自動斷電裝置，因此在節電的同時電動機的啟動電流和焊接變壓器的涌流卻加劇了所在電網的電壓波動。)供電系統短路電流引起的電壓波動。由于各種原因，企業的許多高、低壓配電線路及電氣設備可能發生不同性質的短路。在這種情況下，如繼電保護裝置或斷路器失靈就會使故障持續存在也會造成越級跳閘，輕則損壞配電裝置，重則造成大面積停電，延長整個電網的電壓波動時間，并擴大波動范圍。解決方法是合理選擇變壓器的分接頭，保證用電設備的電壓水平。設置電容器進行人工補償。配電變壓器并列運行。采用電抗值最小的高低壓配電線路方案、線路出口加裝限流電抗器、大型感應電動機帶電容器補償、采用電力穩壓器穩壓等。
【參考文獻】
［1］張黎陽.電網運行狀態實時穩定評估預想事故管理研究[D].福州：福州大學.2006.
電壓不穩范文2
（河北工程技術高等?？茖W校，河北 滄州 061001）
【摘要】大量的分布式電源接在中壓或低壓配電網上運行，將徹底改變傳統配電系統單向潮流的特點，勢必要求系統使用新的保護配置方案、監控系統和儀表。通過高級自動化系統把這些分布式電源集成到現有電網中來，將為社會帶來巨大的效益。
關鍵詞 電源；調整；調節
1電壓調節裝置
電力系統需要利用多種裝置調節電壓，譬如負載分支變換變壓器，自動電壓調節器，電容器等。這些調節裝置在假設電流從變電站到負載單向流動的基礎上進行調整和操作。分布式電源的引入會導致配電電路不同部分的電流速度減慢，甚至反向流動。電流方向的翻轉會擾亂電壓調節器控制電路，導致調節器不能將饋電線電壓控制在需要的范圍里。
2電壓調節器的使用
（1）電壓調節器常常使用線電壓降補償器電路調節電壓調節器下級的饋電線的電壓。線電壓降補償器（LDC）是一個小型的電子電路，它是調節器控制的一部分，可以模擬電路壓降，預測距調節器幾英里之外的電壓。線電壓降補償器能夠在沒有測量較遠處的電壓的情況下保持較遠處的電壓穩定。它通過測量調節器的線電流和電壓，然后將這些阻抗傳回折合阻抗。折合阻抗是小型線性模型的一部分，這模型允許調節器預測稍遠處的電壓。遺撼的是，LDC控制工作只適用于沒有下級電源連接的線性電路。一臺分布式發電機會使線電壓降補償器誤認為線電流反向或低于實際值，從而嚴重擾亂線電壓降補償器，這樣就會導致配電線路尾部的電壓降低。
（2）在配電線外安裝有小型輔助電壓調節器，而且在小型輔助電壓調節器下級安裝有大容量分布式電源的情況時最有可能出現這種情況（見圖1）。以前也曾報到過這樣的事件，當分布式電源成為整個負載的一大部分，在相對較長，不耐用的配電電路上就會出現這種情況。當很大的分布式電源（1MW或更大）連接在相距很近的變電站的時候也會發生這種情況。
上述所述情況中，分布式電源的安裝使得調節器誤認為在自己所服務的部分存在無功負載。這會使得調節器降低電壓導致超出ANSI標準。
3使用中應注意的問題
（1）通常來說，在任何時候分布式電源的輸出都是可以測量的。如果電壓調節器在分布式電源的上級，會出現嚴重的電壓控制問題。這個問題的一個不徹底的解決方法是僅僅避免在電壓調節器的較近的下級處放置分布式電源。如果能將分布式電源放置在上級較遠處或下級，在許多情況下系統的表現會得到重大改善，也能夠通過調整電壓調整器來限制功率反向分支變換器的擾動，從而防止過低壓出現。但是這些措施也不能保證不出現問題。一些新型的基于微機的電壓調節器允許反向電流，而且人類完全可以對其進行正確的設置。
（2）如果分布式發電機沒有對應的過壓保護裝置，在系統電壓升高的時候去關閉發電機或進行限壓，會導致系統電壓超出ANSI C84.1-1995限制。分布式發電機的位置，容量和保護控制決定這是否會產生問題。10kW左右的分布式電源可能在為多個用戶服務的較長二次線路產生高壓。相反的，如果一個5MW的分布式電源接近一個很大的變電站，可能不會導致任何問題。每種情況都必須在發電機的容量，電壓調節器的相對位置和穩定性（故障等級/分布式電源的輸出比率）基礎上進行評估。最終，第三方分布式電源運營商和電力公司都需要保證配電一次線和二次線能夠承受在沒有電壓問題下電流的輸入。這就是為什么在分布式電源中好的電壓控制是很重要的。分布式電源需要時間延遲電壓繼電器，從而保證連接處的電壓不超過ANSI C84.1-1995（或特定的）的電壓限制。如果超過這些限制，該單元應該和系統隔離，因為對于大多數小系統來說，只能影響二次側系統，專用變壓器會將分布式電源和系統隔離，所以也將專用的變壓器作為防止持續過壓的保護裝置。
4結束語
近年來不斷增加的分布式電源應用加快了對互聯實踐指導理論的需求。分布式電源或者儲能和電力系統的互聯的關鍵在于其安全性和效果，在連接中必須考慮的問題。
參考文獻
［1］丁明，王敏.分布式發電技術[J].電力自動化設備，2004,24(7):31-36.
電壓不穩范文3
關鍵詞：無功補償 電壓控制 電力系統
1 前言
電網無功平衡是保證電壓穩定的基本條件，但電力系統無功功率的發、供、用呈現明顯的分散性，因而無功功率只有在分層、分區、分散合理平衡的基礎上，才能實現電網電能的合理分布和維持電網穩定運行。
2 電力系統無功電壓優化的問題
電力系統無功優化問題是一個多目標、多變量、多約束的混合非線性規劃問題，其優化變量既有連續變量，又有離散變量，整個優化過程十分復雜，也使優化過程中離散變量的處理更困難。理論上，無功分布可以達到最優，但實際上，一個復雜龐大的電力系統幾乎不可能在線實現最優控制。最主要的瓶頸在于優化計算的數據基礎——狀態估計（SE）結果的正確性、可靠性還無法滿足實時控制的要求。這也是至今國內外還沒有成功將全局潮流優化（OPE）結果直接用于實時控制的重要原因[1]。從工程應用角度看，現實中的電力系統無功只能實現次優分布。一般認為，比較接近無功次優分布的做法是，無功功率盡量做到分層分區平衡，減少因大量傳送無功功率而產生的電壓降和電網線損，在預留事故緊急備用的前提下，盡可能使系統各點電壓運行在允許的高水平，這樣不但有利于系統運行的穩定性，也可獲得接近優化即無功次優分布的經濟效益。
3 研究現狀及發展方向
目前，國內電力系統的無功補償和電壓控制多采用傳統的方式，有載調壓變壓器、靜電電容器等職能手動調節和投切，不能實現實時電壓控制或無功補償。因此，實現實時無功補償以保證電力系統電壓的連續穩定性，是研究的主要方向[1，2，3]。
多數電網中電壓控制技術仍停留于人工方式，效果并不令人滿意，原因有三：
（1）電壓曲線和無功設備運行計劃是離線確定的，不能反映電網的實際情況，存在安全隱患；
（2）電網運行人員需要時刻監視系統電壓無功情況，并進行人工調整，工作強度大，而且會因容易出現過調量往往造成電網電壓波動大；
（3）各廠、站無功電壓控制未予以協調，造成電網運行不經濟。
近年來幾次重大電網事故都是由偶遇無功電壓問題致使電網癱瘓。無功電壓自動控制技術逐漸引起重視。過去幾年中，基于分層分區控制的二、三級電壓控制技術已逐漸得到推廣應用，并取得明顯的控制效果。
二、三級電壓控制技術的要點與問題如下：
（1）由于電壓太復雜實時自動控制電網中各節點是不現實、不經濟、不必要的；
（2）發電機無功是電網中電壓支撐和調節的主要資源，最容易控制而且廉價，應充分利用；
（3）簡單可行的電壓控制系統應當只考慮控制少數主導母線，使電網電壓達到次優；
（4）靠近主導母線的廠站母線，宜與其組成一個控制區；
（5）通過控制主導母線電壓使控制區域內所有母線電壓滿足要求，而各個控制區域是獨立控制；
（6）區域內控制資源主要是依靠大機組無功功率，即通過控制發電機組無功功率來調節區域內母線電壓在允許范圍。
3.1 部分省網幾種無功電壓njiu現狀
（1）為提高電網電壓穩定水平，對電網的多種運行方式進行全面的靜態和暫態電壓穩定大規模離線分析研究，分析近年電網電壓穩定的薄弱區域和薄弱點，評估電網的靜態電壓穩定水平，同時也評估采取增強網絡結構、電源優化布局、SVC應用等措施的效果。應用穩定控制技術，研究提高供電可靠性和安全穩定運行水平，增強供電能力。
（2）進行全局無功最優控制的仿真研究，針對發電機、并聯電容器、變壓器有載分接頭等無功可控設備的特點及調節性能進行分析，確定將發電機作為唯一控制手段的仿真研究方法。
（3）開發電網無功電壓優化集中控制系統，通過采集調度自動化SCADA系統的實時數據，進行綜合優化處理后，形成集中控制指令，運用調度自動化“四遙”功能，實現電網無功電壓優化運行。
（4）對典型電網結構和負荷分布進行計算和理論分析，優化無功補償配置容量。具體內容包括典型結構220kV變電站補償容量研究、典型結構100kV變電站補償容量研究、變電站主變額定電壓選擇和抽頭比較與配合選擇研究、無功分層和分區平衡情況分析和支路無功經濟分點的數學驗證。并開發了分布式無功電壓全局實時優化控制系統，控制電網內各節點電壓在允許范圍內，實現全網有功損耗最小。
總體來看，從全局的角度進行無功電壓自動控制的工作，目前處于初步研究階段。電壓的調控仍未能從技術上實現類似于SGC的閉環控制，電壓質量也難盡人意。
目前總結的無功補償經驗：
整個系統的安全，以用戶就地補償為最大原則。一般電網補償為過補償。無功儲備留在發電機中以便迅速調出。系統電壓是主動、經濟、高校的，有較強抗事故沖擊能力。
3.2無功電壓控制的發展方向
電力系統是一個復雜的動態關聯系統，其潮流是動態變化并相互關聯的。變電站內變壓器分接開關在某個范圍內的調整將影響無功功率的交換，進而影響電網無功潮流的分布和節點電壓的變化。單個變電站獨立實行無功電壓控制，存在局部優化但影響全局的弊端。
要解決上述弊端，必須考慮全局的優化，將各個變電站點采集的無功電壓數據和控制結果送至調度中心或集控站的主機，依據實時的潮流進行狀態估計，確定各個變電站節點電壓和無功要求，對全網的無功電壓進行分層分區綜合調整。
基于調度系統或集控站的區域集中控制模式是維護系統電壓正常，實現無功優化綜合控制，提高系統運行可靠性和經濟性的最佳方案。但大量信息輸入調度中心計算機，必然會造成無功電壓控制軟件復雜化和控制的實時性變差，因此分層分區和分散就地的關聯控制已成為全網無功電壓控制的發展方向。
分層分區和分散就地的關聯控制優點在于：系統正常運行時，各變電站的電壓無功控制裝置或軟件自動執行電壓無功調控，實現功能分散、責任分散、危險分散；緊急情況下調度中心執行應急程序，閉鎖下級調度或集控站以及各變電站的自動調控功能，由調度中心直接控制或下達電壓無功系統參數至樞紐變電站，保證全網系統運行的安全性和經濟性。為達到分層分區和分散就地控制人物的裝置或軟件（VQC裝置或軟件），并且應具有對受控變電站狀態的分析、判別和控制功能，以及較強的通信能力和手段。由于此類分散就地控制裝置或軟件能夠根據變電站不同的運行方式和計算機投切電容器，以及調節分接頭可能發生變化的配合問題。因此，分層分區和分散就地的關聯控制兼顧了全局優化和局部優化的問題。
4 AVC研究現狀
基于最優潮流OPF的實時電壓自動控制（AVC）集安全性和經濟性于一體，可實現安全約束下的經濟閉環控制。正常運行情況下，AVC通過實時監視電網無功電壓情況，進行在線優化計算，分層調節控制電網無功電源及變壓器分接頭，調度自動化主站對接入同一電壓等級、電網各節點的無功補償可控設備實行實時最優閉環控制，滿足全網安全電壓約束條件下的優化無功潮流運行，達到電壓優質和網損最小。省級電網研究的AVC是集中控制型的，也即在電網調度自動化系統SCADA、EMS與現場調度裝置之間通過閉環控制實現AVC[2，3]。
電力系統電壓自動控制主要有以下兩個方面：
（1）無功補償可控設備的自動化。包括發電機、有載調壓器、電容（電抗器）、SVC、STATCOM及其他無功補償設備的自動控制；
（2）全網無功電壓的最優化。
5 結論
無功補償及電壓調節的優化首先要搞好無功就地平衡，無功補償的理想狀態是各級電壓線路上沒有無功電流流動，各級電壓母線的功率因數均為1。為此，應本著自下而上，由末端向電源端的順序逐級平衡補償。在補償方式上宜采用集中補償和分散補償相結合，以分散為主；高壓補償和低壓補償相結合，以低壓為主的原則。并安裝自動補償投切裝置。在電網中采用有載調壓變壓器，安裝無功/電壓優化自動控制裝置，可以實現經濟調壓[2，4]。
電網的無功及電壓調節的必要措施如下：
（1）采取電網分層分區運行；
（2）加強電網無功及電壓的調節和管理；
（3）電力系統分區并確定各個區的電壓中樞點以便對電壓進行分級分布式控制；
（4）合理配置無功補償設備，做到無功就地補償、分層分區平衡；
（5）加強送、受端電網建設，提高運行可靠性、調度靈活性和通道的輸送能力，并提供足夠短路容量和足夠大慣性的系統；
（6）在長距離、大容量送電線路中大量采用串聯補償，以提高電網輸送能力、改善運行電壓水平；
（7）在落點集中的負荷中心、受端電源少、受端大規模接受西電東送的落點采用動態無功設備；
（8）研究省網受端系統電壓穩定和動態無功補償問題，根據研究成果合理配置無功電源，使之滿足電網動態無功備用；
（9）對省網進行無功優化調節控制，實施分級分布式的控制策略，實現整個省網的閉環實時控制，實現全網無功優化配置；
（10）運用“無功電壓優化集中控制系統”，完善電壓自動監測網絡，實現數據自動采集、自動傳輸和自動統計分析，實現全網無功優化實時控制。
參考文獻：
[1]周雙喜，劉明波，李端超等.電力系統電壓穩定及電壓無功優化控制研討會會議資料[C].廣東省電機工程學會電力系統專委員會，2005.
[2]許文超，郭偉，李海峰，胡偉.AVC應用于江蘇電網的初步研究[J].繼電器，2003，31（5）：23-26.
電壓不穩范文4
幸運的是，當8位單片機開始不斷涉足更多的混合信號應用時，越來越多具有模擬背景的設計人員開始使用單片機。這些采用混合信號單片機的設計人員非常熟悉電壓比較器的靈活性和功能，便著手發掘其潛能。使用片上電壓比較器的應用不斷涌現，包括傳感器輸出的模擬信號到數字信號的轉換、邏輯門、放大器以及電源轉換。
遺憾的是，混合信號單片機設計人員的人數尚不足以有效推廣電壓比較器。因此，本文旨在使設計人員認識到不起眼的片上電壓比較器可能給混合信號應用帶來的價值。全面探討這個主題需要數百頁的篇幅，我們將盡量多地選取一些可能的應用進行闡述。
我們首先將討論傳感器數字轉換。大多數模擬傳感器會產生與其測量的環境因素成比例的阻值、電感或電容值的變化。熱敏電阻阻值的變化與溫度成比例，濕度傳感器改變其電容值，而某些接近傳感器甚至會改變自身的電感值。傳統的轉換方法先將電阻、電容或電感轉換為電壓，然后使用一個ADC將電壓轉換為數字值。但是，假使我們可以將傳感器的輸出直接轉換為數字值，又會怎樣?
利用不起眼的片內電壓比較器構建簡單的張弛振蕩器，可以將電阻、電容或電感轉換為可變的頻率，然后使用定時器外設來測量該頻率。圖l顯示了兩個簡單的振蕩器電路。除了簡單這一顯而易見的優點外，兩個電路由于自身會對輸入信號求平均，因而具有一定的噪聲抑制能力。不過，其分辨率還由采樣時間決定。
在兩個電路中，電阻Rl、R2和HR3提供滯回電壓，根據比較器的輸出狀態來調節比較器跳變電平的大小。左邊電路中的R4和L1與右邊電路中的R4和C1作用相同，用于設置工作頻率。通過用適當的阻性、容性或感性傳感器替換R4、C1或L1，就能構建一個頻率可隨傳感器輸出值變化的變頻振蕩器。然后使用TimerO和Timerl將頻率轉換為數字值。Timerl的計數頻率與振蕩器頻率相同，TimerO設置采樣周期。當TimerO溢出時，Timerl停止計數，它的當前值就是轉換的結果。
這一對內部定時器與少量的外部元件和一些軟件相結合，向設計人員提供了一種使用比較器測量電阻、電感或電容的簡便方法。設計人員只需延長Timerl的計數周期，就可以提高轉換器的分辨率。
此外，大多數帶有片上比較器的新型單片機在比較器的反相輸入端上有一個2選1或4選1的模擬多路開關。只需給每個傳感器添加一個電阻R4，然后將傳感器／電阻的接點連接到多路開關的各個輸入端，設計人員就能在多達4個傳感器中選擇轉換器的輸入。
構建邏輯門只不過是將二極管邏輯與一些電阻組合起來，以實現必需的邏輯功能。圖2給出了實現了邏輯“與(AND)”和邏輯“或(OR)”功能的簡單電路，以及略為復雜的邏輯“異或(XOR)”功能的電路。
圖2中，左邊的電路實現邏輯“與”和邏輯“或”功能。要實現邏輯“與”功能，選擇R3和R4的值，使得反相輸入端的電壓高于Vnn／2。要實現邏輯“或”功能，選擇可使反相輸入端的電壓略低于Vnn／2的值。(R1和R2的值應相等)。在邏輯“與”配置中，A和B兩個輸入端必須同為高電平以將同相輸入端的電壓拉高到VDD／2之上，才能使輸出變為高電平。在邏輯“或”配置中，A或B中必須至少有一個為高電平以將同相輸入端的電壓拉至VDD／2，才能拉高輸出電平。要構建邏輯“非與(NAND)”或“非或(NOR)”電路，只需將反相和同相輸入端交換即可。
圖2中，右邊的電路用于實現邏輯“異或”功能。如果A或B中有一個為低電平，那么反相輸入端將被鉗位在0.7V，若另一個輸入為高電平，就會產生高電平輸出。如果A和B均為高電平，那么同相輸入端的電壓將保持為略低于VDD，而反相輸入端被拉至VDD--導致輸出低電平。(注：對于任何邏輯電路，選定的電阻值應足夠大以使所有電流處于1～10mA范圍內，這樣比較器的輸出驅動電路才能容易地驅動邏輯)。
接下來，讓我們研究如何將比較器用做低頻運放。只需使用一個足夠低頻的低通濾波器來對脈沖鏈進行濾波，任何占空比可變的數字信號均可被轉換為直流電壓。要使用比較器來構建運放，我們將使用同樣的濾波器求平均功能來生成反饋和輸出電壓(見圖3)。
在同相電路中，R1和R2如同在常規運放電路中一樣，用于確定增益。C1和R3／C2充當濾波器對比較器輸出端的PWM數字信號求均值，并將求得的結果作為反饋的直流電平和電路的線性輸出。在反相電路中，R4和R5確定增益，C3和R6／C4充當平均濾波器將數字PwM信號轉換為線性電壓。注：在反相拓撲結構中，需要R7和R8來產生電路的虛擬地。
最后要講述的是開關電源電路。產生交變電源電壓的一種方法是產生由輸出反饋電壓門控的PwM開關信號。在該電路中，一個比較器產生斜坡波形，而另一個提供輸出電壓的反饋信號。圖4中的原理圖給出了使用兩個比較器的實現方案。
在該電路中，比較器U1a是一個脈沖發生器，與前面所述的將傳感器輸出轉換為數字信號的振蕩器類似，其工作頻率由R4、R5和C1決定。電路中R5的作用是確保C1上的充電電壓絕不會低于約1.5V。這一點非常重要，因為U1b通過將U1a的同相輸入端拉至約0. 7V來控制振蕩器的工作，使其停振。(注：振蕩器被設計為在關斷時將輸出拉為低電平，因此此時Q1也將處于截止狀態)。
當振蕩器運行時，Q1會定期導通，使得電流流過L1。當Q1截止時，流過L1的電流會使D3正偏，從而給C2充電，繼而抬高輸出電壓。c2上采樣得到的輸出電壓經過分壓后與D2上的正向電壓作比較。如果輸出電壓過高，U1會關斷振蕩器，C2會向負載放電，從而使輸出電壓降低。當輸出電壓跌落到所需電壓以下時，U1b的輸出就會變成高電平，振蕩器重新起振，將重新有電流流向C2。
電壓不穩范文5
[論文摘要]低壓電網如何有效保持良好的工作狀態，降低電能損失，與電網穩定工作、電力設備安全運行、工農業安全生產及人民生活用電都有直接影響。分析無功補償的作用和主要措施。
無功補償是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低電能的損耗，改善電網電壓質量。
從電網無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網絡和輸配電設備都要消耗一定數量的無功功率，尤其是以低壓配電網所占比重最大。為了最大限度的減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設備的效率，無功補償設備的配
置，應按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。
一、低壓配電網無功補償的方法
隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。
隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。
跟蹤補償：跟蹤補償是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式，補償效果好。
二、無功功率補償容量的選擇方法
無功補償容量以提高功率因數為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類討論，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。
（一）單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法
1．美國：Qc=（1/3）Pe
2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe
3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3(kvar)Io-空載電流=2Ie(1-COSφe)
若電動機帶額定負載運行，即負載率β=1,則：Qo根據電機學知識可知，對于Io/Ie較低的電動機（少極、大功率電動機），在較高的負載率β時吸收的無功功率Qβ與激勵容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導線較長，無功經濟當量較高的大功率電動機以較高的負載率運行方式下，此式來選取是合理的。
4．按電動機額定數據計算：
Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar)
K為與電動機極數有關的一個系數
極數：246810
K值：0.70.750.80.850.9
考慮負載率及極對數等因素，按式（4）選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現過補償，而且功率因數可以補償到0.90以上。此法在節能技術上廣泛應用，特別適用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于Io/Ie較低的電動機額定負載運行狀態下，其補償效果較差。
（二）多負荷補償容量的選擇
多負荷補償容量的選擇是根據補償前后的功率因數來確定。
1．對已生產企業欲提高功率因數，其補償容量Qc按下式選擇：
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km為最大負荷月時有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補償容量計算系數，可取0.8～0.9;Tm為企業的月工作小時數；tgφ1、tgφ2是指負載阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2=Q2/P；tgφ（UI）可由有功和無功電能表讀數求得。
2．對處于設計階段的企業，無功補償容量Qc按下式選擇：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn為年平均有功負荷系數，一般取0.7～0.75;Pn為企業有功功率之和；tgφ1、tgφ2意義同前。tgφ1可根據企業負荷性質查手冊近似取值，也可用加權平均功率因數求得cosφ1。
多負荷的集中補償電容器安裝簡單，運行可靠、利用率較高。三、無功補償的效益
在現代用電企業中，在數量眾多、容量大小不等的感性設備連接于電力系統中，以致電網傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數在0.70～0.85之間。企業消耗電網的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。減少了電網無功功率的輸入，會給用電企業帶來效益。
（一）節省企業電費開支。提高功率因數對企業的直接經濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發，對不同企業的功率因數規定了要求達到的不同數值，低于規定的數值，需要多收電費，高于規定數值，可相應地減少電費。使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。
（二）降低系統的能耗。補償前后線路傳送的有功功率不變，P=IUCOSφ，由于COSφ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便，可認為U2≈U1從而導出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,這樣線損P減少的百分數為：
ΔP%=(1-I2/I1)×100%=（1-COSφ1/COSφ2）×100%
當功率因數從0.70～0.85提高到0.95時，由上式可求得有功損耗將降低20%～45%。
（三）改善電壓質量。以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失ΔU為：
U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV)兩部分損失：PR/Ue輸送有功負荷P產生的；QX/Ue輸送無功負荷Q產生的；
配電線路：X=（2~4）R，U大部分為輸送無功負荷Q產生的
變壓器：X=（5~10）RQX/Ue=(5~10)PR/Ue變壓器U幾乎全為輸送無功負荷Q產生的。
可以看出，若減少無功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩定，有利于大電動機的起動。
（四）三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數的提高，從而增加了變壓器的容量，計算公式如下：
S=P/COSφ1×[（COSφ2/COSφ1）-1]
如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數為0.857，補償后功率因數為0.967，根據上面公式計算其增容量為：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA
四、結束語
在配電網中進行無功補償、提高功率因數和做好無功優化，是一項建設性的節能措施。本文簡要分析了三種無功補償的方法和兩種無功功率補償容量的選擇方法以及無功補償后的良性影響。在實際設計中，要具體問題具體分析，使無功補償應用獲得最大的效益。
參考文獻：
電壓不穩范文6
關鍵詞：壓力傳感器；溫度漂移補償；控制電路；設計
1壓力傳感出現溫度漂移的原因
溫度因素是影響壓力傳感器可靠性溫度漂移基本，為了完成對壓力傳感器溫度漂的控制，需要合對具體的壓力傳感器的溫度漂移因素進行解讀，具體內容如下。零位溫度漂移因素：具體的零位溫度漂移，結合上述公式的基本情況，可以完成對造成零位溫度漂移因素的分析。殘余氣體因素的影響，殘余氣體的影響，主要體現在一類存在密封參考壓力腔的壓力傳感器中，。對于簡單的壓力傳感器，則不需要考慮氣體的影響[1]。對于零位溫度的漂移因素，還需要的對橋臂電阻的差異性引起的溫度漂移進行分析，這類溫度漂移的主要是由于四個電阻值的差異引起的溫度漂移或是由電阻所處于的位置膜厚度不均勻引起溫度漂移。靈敏度漂移原因：靈敏度漂移是影響壓力傳感器測量精度和可靠性的重要因素，造成壓力傳感器靈敏度漂移的因素較多。通過查閱相關文獻資料，可得到壓力傳感器的靈敏度與壓阻系數之間是存在明顯聯系，且二者之間呈現正相關的聯系，而壓阻是溫度的函數。通過上述結論，展開分析可以得到電阻系數會受到的溫度變化的影響，導致壓力傳感器出靈敏度漂移。
2壓力傳感器溫度漂移的現有補償方法分析
壓力傳感器溫度漂移是影響壓力傳感器測量禁錮的關鍵，故此，針對的壓力傳感器的溫度漂移，需結合具體原因，選取適宜的補償方式實現對溫度漂移的控制?，F階段，常見溫度漂移補償方式可以分為內部補償和外部補償兩種方式，具體補償方式為。（1）內部補償。這類補償方式較為適用于零位溫度漂移的情況，可以實現對零位溫度漂移的控制。以硅橋式壓阻壓力傳感器為例，具體的內部補償方式主要是控制擴散電阻阻值和擴散電阻溫度系數不一致，促使其在不加壓情況下，可以滿足輸出不為零，并隨著溫度變化。故此，針對內部補償，主要是通過改善內部結構的方式，達到增加擴散電阻的對稱性的目的。并借助控制材料特性的方式，可以選擇摻雜的方式，促使壓力傳感器在溫度變化的環境下，可以始終保持穩定的狀態。另外，靈敏度漂移的公司分析中，可以得到擴散系數和結深也會造成敏感度變化，故此需要綜合對其進行控制，達到降低漂移產生的目的[2]。（2）外部補償。具有較多的補償方式，主要可以分為軟件補償和硬件補償的方式，其中軟件補償，主要是運用適宜的算法結合軟件完成對傳感器輸出信號的處理，進而滿足溫度補償的目的，在具體補償算法分析中，可以選擇BP神經網絡算法和回歸分析法等。對于硬件補償，主要通過控制電路設計的方式，完成對溫度漂移補償，進而降低溫度漂移對傳感器造成的不利影響。
3壓力傳感器溫度漂移補償的控制電路設計
壓力傳感器溫度漂移補償控制電路屬于外部補償方式，且具有較好的控制效果，可以完成對溫度漂移進行控制，達到降低壓力傳感器測量誤差的目的?；诖?，詳細的對壓力傳感器溫度漂移補償控制電路的設計進行分析。（1）電源電路。以壓阻式的電源電路設計進行分析，根據電源供電的方式，可以將電源分為恒流源和恒壓源兩種形式，為保障電源電路設計質量，需展開對兩部分的比較分。現假設4個擴散電阻的初始值相同，并運用字母R表示。當傳感器受到壓力作用后，存在兩個擴散電阻的阻值上升，具體量為ΔR，對于另外兩個電阻發生減少，且得到具體減少的值為ΔR，在溫度的作用下，每個擴散電阻均存在ΔR的變化值。從而分別對恒流供電和恒壓供電展開分析，并得到具體的輸出信號。在比較分析中，可以得到恒壓電源供電，對消除溫度影響的作用不理想。故此，對于電源電路的設計選擇恒流供電。（2）差動放大電路。為保障壓力傳感器的信號的有效性，則需要展開放電電路的設計，由其實輸出電阻很大時，則需要具備良好的放大效果。選擇輸入差動放大電路的方式，且可以實現對共膜信號的控制，并保障運用調整可變電阻的方式，完成對放大倍數的控制。（3）A/D轉換電路的設計。A/D轉換是保障控制電路功能的基礎，在具體選擇時，可運用單通道串行輸入的14位的逼近A/D轉換芯片。由于這類芯片具有較高的效率和精度，且能耗少，可完成對誤差的糾正，無需外部調整。（4）溫度傳感器信號的提取。對于外部溫度環境，可選擇數字化溫度傳感器，實現對溫度信號的值的輸出。選擇適宜的溫度傳感器，對溫度變化分析結果具有重要的作用。
4仿真實踐
為實現對壓力傳感器溫度漂移補償控制電路設計的分析，選取硅橋式壓阻壓力傳感器，運用Hspice作為仿真軟件，結合TSMC0.35CMOS工藝，展開仿真模擬。先展開對SPICE模型的構建，在模型構建之前需要對如下表1的參數進行分析。表1壓力傳感器的基本參數激勵電壓（V）激勵電流（mA）輸出電阻（kΩ）輸入電阻（kΩ）輸出量程（mV）工作溫度（℃）溫度漂移系數（ppm/℃）3~51.5~34.64.6100±30-20~100±800結合上述基本參數，展開對SPICE模型的構建，并完成對補償前后補償后的溫度特性曲線情況分析。由此可見，輸出電壓與溫度之間城下負相關的聯系，且具有的良好的線性度，綜合比較可以得到具體的溫度系數為-2099.8ppm/℃。且得到溫度特性與傳感器的溫度使一致。另外，對溫度環境-20~100℃的補償效果展開仿真，溫度系數補償由-2099.8ppm/℃轉變為24.9ppm/℃。由此可見，本文設計壓力傳感器溫度漂移補償的控制電路滿足壓力傳感器的應用需求。
5結語
分析壓力傳感器溫度漂移的原因，在明確造成壓力傳感器溫度漂移的原因的基礎上，分析溫度漂移的補償方式，并通過對補償方式的比較分析，選擇控制電路設計的方式完成對溫度補償控制電路的具體設計，實現對壓力傳感器溫度漂移的補償，保障壓力傳感器的功能。
參考文獻：
[1]徐鵬,孫玲.壓力傳感器溫度漂移補償的應用分析[J].中國水運月刊,2012,12(1):105-106.
