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  • 并联电抗器的一种解决方案
    500kV线路变压电抗器(见下图)的解决方案是利用500kV变35kV的变压器,将35kV侧低压电抗器组的无功功率传送到500kV高压侧。同时可利用变压器中性点的有载可变抽头小电抗器接地,来补偿线路由于单相重合闸引起的潜供电流。在补偿了超高压或特高压线路的潜供电流后,根据500kV线路变压电抗器安装点的系统无功功率和电压,通过控制系统控制35kV侧的低压电抗器组的投切,使得超高压线路及特高压线路的无功功率补偿度从欠补偿扩展到过补偿,增加了系统的调压手段,提高了系统电压的运行质量,实质性的降低了电网的无功和有功损耗。   
    500kV及特高压线路变压电抗器的解决方案大概有以下的几点预期优点:   

    1、500kV及特高压线路变压电抗器可以使送电端的线路、发电机及发变组的变压器,以及受电端的降压变压器实时处在高功率因数工况下运行,以达到节能降耗的目的。在欠补偿工况下,以线路或系统侧母线端不产生电压越限,以及系统操作过电压为条件。在过补偿工况下,以低压电抗器的最大安装容量以及系统最低运行电压为限,并且避开线路的谐振点为限制条件。   

    2、由于500kV线路变压电抗器与500kV高抗一样仅仅只需要一台隔离刀闸将其连接于线路侧,另一台低压隔离开关连接于35kV低压母线侧,因此它不需要500kV断路器和35kV低压侧断路器,运行方式与高抗大致相同。采用自动控制投切低压电抗器组后,并不会加大运行的复杂性。   

    3、500kV变压器,35kV断路器,35kV电抗器的制造水平及运行可靠性统计都强于500kV高抗,因此具有较高的运行可靠性。  

    4、500kV线路变压电抗器可以安装在大型水电厂,火电厂及枢纽变电站,其特点是综合了高抗,线路侧可控高抗,母线侧可控高抗及抵抗的补偿优点,大大增加了电网对主要枢纽变电站无功和电压的调节手段。   

    5、由于500kV线路变压电抗器省去了一台高压开关,并采用常规的低压电抗器,因此500kV线路变压电抗器的造价是普通“高抗”的三分之二左右,是可控高抗的七分之一左右。   

    500kV及特高压线路变压电抗器的解决方案大概有以下的几点预期的不足:

    1、占地面积比起传统的高抗稍大。   

    2、35kV母线故障将导致500kV线路跳闸,35kV分支电抗器故障,可能会导致500kV线路跳闸。   

    3、500kV及特高压线路变压电抗器中性点有载可变抽头的运行方式可能会稍为复杂。   

    4、无功不能连续调节,只能分组投切。   

    当该方案应用于750kV或1000kV系统时,可将变压器低压侧的额定电压升高到66kV,110kV或220kV,相应的电抗器也匹配相同的额定电压,这样可以减少特高压变压器的绝缘的制造难度。
  • 液压机构的断路器故障分析及解决方案
    电网目前有不少国产高压断路器运行,配置的一般都是液压操作机构,相对而言,缺陷较多。每年特别是到了夏季,由于气温较高,持续时间又长,高压断路器设备缺陷常会明显增加,大多数设备缺陷集中于液压机构部分。它表现在阀系统中各个密封环节不好而引起的高压油路部分渗油,从而引起油泵在运行中频繁启动打压,或是油压过高引起断路器闭锁拒动。笔者对现运行的部分国产断路器进行了分析检查,并提出了相应的改进措施。   
    故障原因分析  

    笔者对近年我局110kV及以上配备液压机构的断路器故障作了一个统计,发现因机构原因引起的故障约占70%,可见故障大部分是机构方面的问题。  
        
      液压机构体积小,功率大,但其故障率明显大于弹簧机构,特别是夏天情况更为严重,一到高温天气,故障频出,检修部门疲于奔命。  
        
      我们经过多次现场调查、深入研究,发现引起液压机构故障主要有三个原因,一是密封圈损坏,二是球阀密封不良,这两种情况引起机构频繁打压,第三就是油压过高引起的断路器闭锁,这三项因素占机构故障原因的百分之九十五左右,如果能解决这几个问题,就能大大降低液压机构故障率。  

      从以上三个方面着手来深入分析,发现引起故障有三个主要原因:   
        
      1、液压油中杂质多  
      检修部门检修常在现场就地解体机构,用毛巾擦拭油箱及阀体,阀体解体时随地乱放,现场滤油有时风沙很大,因此油中混有许多毛头、沙粒,操作时就会卡在钢球密封线上,使钢球密封不好,甚至损坏球阀密封线,造成漏压、频繁打压。  

      2、昼夜温差大  
      夏天昼夜温差特别大,白天压力正常,夜晚气温低,使压力降低,油泵启动。次日白天气温再升高,油压就会偏高,使断路器高压闭锁,造成拒动。 

    3、材料性能不佳  
      国产断路器液压机构多使用三元乙炳烯为材料的尼龙垫和聚氯乙烯橡胶密封圈,使用温度不能大于45度,而实际使用中夏天油温常高达50度以上,在高压下容易冲坏。我们经过反复探索,将其更换为质量及密封特性更好的以丁氰橡胶为原材料的密封圈,抗高温性能明显提高。  

    改进措施  

    根据以上原因分析,我们在现场检修时采取了以下几个措施:  
       
      1 为保持液压油纯净,防止漏压,禁止在检修现场滤油,应在室内滤好后带至现场更换。阀体必须在室内解体,并规定只能用海绵擦拭零件。  
       
      2 为保持油温恒定,稳定油压,在机构箱内加装加热器及自动控温装置耐磨焊条,使机构箱内昼夜保持一定恒温。  

      3 为使密封圈在较高油温中性能稳定,结合检修将其更换为耐高温的丁氰橡胶密封圈并规定每三年更换。  

    结束语  

    现在我们已将我局所有运行的国产断路器的液压机构密封圈基本上予以了更换,并准备今后每三年更换一次,在检修工艺上也采取了相应措施,保持油质纯净,机构箱内加装了加热器及自动控温装置,防止温差造成的高压。  
        
      经过较长一段时间的运行,国产高压断路器夏天高温季节故障率下降了近80%,效果极其明显的。  
  • 数控车床的调试与保养

    机床调试 

    机床到位,按照客户指定的地点、位置放好放正。将机床垫脚垫好,机床擦拭干净,调整好水平。给机床液压油箱、润滑油箱、导轨加注相应标号与油量的润滑油,给机床水箱加好切削冷却液。按机床额定的电量,安装好相应的电源,并加装好稳压器与机床地线。调试好机床主轴的正反转,检查机床的各开关按钮与功能是否正常。 

    使用注意事项 

    机床操作员必须是经过正规培训并合格的人员,机床操作人员使用机床时,一定要看熟机床操作说明书并理解其中的内容方可操作机床。检查电柜门是否关好,润滑油、冷却液是否充足,机床上及其周围不应有异物,防碍机床的运动。操作机床之前,请仔细检查输入的数据,确保指定的进给速度与想要进行的机床操作相适应,如果使用了不正确的数据,或者没有按正确的速度进行操作,机床可能发生误动作,从而引起工件或机床本身的损坏或造成人员的伤害。零件加工前,一定要首先检查机床的正常运行,在机床上不装工件和刀具时检查机床的正确运行。当使用刀具补偿功能时,请仔细检查补偿方向和补偿量,使用不正确的数据操作机床,机床可能误动作,从而有可能引起工件或机床本身甚至造成人员伤害。当手动操作机床时,要确认刀具和工件的当前位置并保证正确地指定了运动轴、方向和进给速度。手轮进给时在较大的倍率下旋转手轮,刀具和工作台会快速移动,可能会产生手轮停止转动,而刀具和工作台不会立即停止的现象。大倍率的手轮移动有可能会造成刀具或机床的损坏甚至造成人员伤害。机床如有故障不能排除,请与机床供应商联系。 

     机床保养 

    经常检查润滑油是否充足,管路有无堵塞,润滑油与冷却液的污浊程度,是否需更换。刀塔转动是否顺畅,刀具安装与拆卸是否有干涉,刀尖是否有损伤;尾座锥孔内是否有污物,锥面是否受损。定期检查X、Z二轴的运动是否顺畅,定期清扫X、Z的行程开关,以免有油水和粉尘,影响使用。定期擦拭机床的外表,如操作面板、系统显示器;定期检查电器柜以及电器柜进出线处是否有粉尘,有则擦之。定期检查电器柜内强电盘、伺服单元、主轴单元是否有浮尘,有则在断电的情况下用毛刷或吸尘器清除。定期检查检查主轴风扇是否旋转、是否有杂物,有则清除,以免影响主轴运转。定期检查检查强电盘上的继电器动作是否正常,必要时更换。若系统显示电池报警,应及时与机床厂家联系,及时更换。故障排除。

    序号故障现象故障原因故障排除 

    一、 手动脉冲发生器偶尔失效 

    手动脉冲发生器的信号回路产生故障:1.确认手动脉冲发生器是否正常; 

    2.更换存储板。 

    二、X、Y轴加工圆度超差 

    没有报警号。1.伺服的增益:要求两轴参数一致; 

    2.调整伺服控制参数; 

    3.加反向间隙补偿。 

    三、不能进行螺纹切削 

    位置编码器反馈信号线路。1.更换主轴位置编码器; 

    2.修改参数。
  • 光电编码器在电机控制中的应用
    概述:电机的位置检测在电机控制中是十分重要的,特别是需要根据精确转子位置控制电机运动状态的应用场合,如位置伺服系统。电机控制系统中的位置检测通常有:微电机解算元件,光电元件,磁敏元件,电磁感应元件等。这些位置检测传感器或者与电机的非负载端同轴连接,或者直接安装在电机的特定的部位。其中光电元件的测量精度较高,能够准确的反应电机的转子的机械位置,从而间接的反映出与电机连接的机械负载的准确的机械位置,从而达到精确控制电机位置的目的。在本文中我将主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。  

        一、光电编码器的介绍:  

      光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。  

      (一)、绝对式光电编码器  

      绝对式光电编码器,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。  

      编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。是二进制的编码盘,空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成16个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、…、1111。  
    按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。当码盘转到一定的角度时,扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇区的位置脚。  

      (二)、增量式光电编码器  

      增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号,然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数,以此达到位置检测的目的。它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。  

      增量式光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转,在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘,在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝,并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。工作时,鉴向盘不动,主光栅码盘随转子旋转,光源经透镜平行射向主光栅码盘,通过主光栅码盘和鉴向盘后由光敏二极管接收相位差90o的近似正弦信号,再由逻辑电路形成转向信号和计数脉冲信号。为了获得绝对位置角,在增量式光电编码器有零位脉冲,即主光栅每旋转一周,输出一个零位脉冲,使位置角清零。利用增量式光电编码器可以检测电机的位置和速度。  

    二、光电编码器的测量方法:
    光电编码器在电机控制中可以用来测量电机转子的磁场位置和机械位置以及转子的磁场和机械位置的变化速度与变化方向。下面就我就光电编码器在这几方面的应用方法做一下介绍。 

      (一)、使用光电编码器来测量电机的转速 

      可以利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。具体的测速方法有M法、T法和M/T法3种。 

      M法又称之为测频法,其测速原理是在规定的检测时间Tc内,对光电编码器输出的脉冲信号计数的测速方法,例如光电编码器是N线的,则每旋转一周可以有4N个脉冲,因为两路脉冲的上升沿与下降沿正好使编码器信号4倍频。现在假设检测时间是Tc,计数器的记录的脉冲数是M1,则电机的每分钟的转速为 
         
      在实际的测量中,时间Tc内的脉冲个数不一定正好是整数,而且存在最大半个脉冲的误差。如果要求测量的误差小于规定的范围,比如说是小于百分之一,那么M1就应该大于50。在一定的转速下要增大检测脉冲数M1以减小误差,可以增大检测时间Tc单考虑到实际的应用检测时间很短,例如伺服系统中的测量速度用于反馈控制,一般应在0.01秒以下。由此可见,减小测量误差的方法是采用高线数的光电编码器。 

      M法测速适用于测量高转速,因为对于给定的光电编码器线数N机测量时间Tc条件下,转速越高,计数脉冲M1越大,误差也就越小。 

      T法也称之为测周法,该测速方法是在一个脉冲周期内对时钟信号脉冲进行计数的方法。例如时钟频率为fclk,计数器记录的脉冲数为M2,光电编码器是N线的,每线输出4N个脉冲,那么电机的每分钟的转速为 
     为了减小误差,希望尽可能记录较多的脉冲数,因此T法测速适用于低速运行的场合。但转速太低,一个编码器输出脉冲的时间太长,时钟脉冲数会超过计数器最大计数值而产生溢出;另外,时间太长也会影响控制的快速性。与M法测速一样,选用线数较多的光电编码器可以提高对电机转速测量的快速性与精度。 

      M/T法测速是将M法和T法两种方法结合在一起使用,在一定的时间范围内,同时对光电编码器输出的脉冲个数M1和M2进行计数,则电机每分钟的转速为 
                                                 
      实际工作时,在固定的Tc时间内对光电编码器的脉冲计数,在第一个光电编码器上升沿定时器开始定时,同时开始记录光电编码器和时钟脉冲数,定时器定时Tc时间到,对光电编码器的脉冲停止计数,而在下一个光电编码器的上升沿到来时刻,时钟脉冲才停止记录。采用M/T法既具有M法测速的高速优点,又具有T法测速的低速的优点,能够覆盖较广的转速范围,测量的精度也较高,在电机的控制中有着十分广泛的应用。 

      (二)使用增量式光电编码器来判别电机转速方向的原理 

      增量式光电编码器输出两路相位相差90o的脉冲信号A和B,当电机正转时,脉冲信号A的相位超前脉冲信号B的相位90o,此时逻辑电路处理后可形成高电平的方向信号Dir。当电机反转时,脉冲信号A的相位滞后脉冲信号B的相位90o,此时逻辑电路处理后的方向信号Dir为低电平。因此根据超前与滞后的关系可以确定电机的转向。