电压并联 篇1
逆变器并联具有容错性、大容量、模块化等性能,成为近几年的热点。并联控制方法主要有:集中控制方式、主从控制方式、分布逻辑控制方式和无连接线控制方式等。集中控制结构简单,但公共控制电路若失效,整个并联系统瘫痪,不能实现冗余性[1,2]。主从控制法亦受限于主模块的可靠性,冗余性差[3]。文献[4]提出了环链控制法,下级逆变器的电流参考信号由上级逆变单元提供,第一级信号则由最后一级提供,由此组成链状结构。显然,链环的存在使得该方法不能实现热插拔。无线控制基于外特性下垂法[5,6],由于省略了各并联模块的联络线,适用于相隔较远的分布式电源,但系统参数变化时不能较好地解决环流问题[7,8],文献[9]针对环流进行了改进,效果显著。文献[10]引入均流外环以获得均流效果,但与前述方法都局限于负载电流均分场合。
某些场合采用发电机形式的输入电压源,若按照平均电流模式输出负载电流[11,12,13],则所有电压源均不能工作在额定点,效率较差。本文据此提出了一种电压源逆变器控制策略,即多模块并联系统除最后一个模块外其余均工作在额定电流处,使得整个并联系统效率达到最优。
1 逆变侧并联控制策略
图1为该控制策略的主电路图,输入电压源经整流后输出稳定直流400 V,逆变输出工频交流电。逆变器控制框图如图2所示,电流内环采用电感电流反馈。电容电流能够直接反映负载电流的变化,块均输出额定电流,最后并联模块提供剩余的总负载电流,使得输入电压源工作在额定点处,效率最优。并联系统根据负载的变化,决定并联模块的投并和切除,系统响应速度快,输出电压稳定性高,具有较好的热插拔性。
3 结论
电压并联 篇2
220kV母线一般采用双母母或或双双母母单单分段的接线方式,每段母线上装装设设公公用用的的三相电压互感器,监视本母线电电压压,,为为线线路保护、变压器保护、母差保护护、、测测量量表表计计等提供母线二次电压。在倒闸操操作作中中为为了了防止TV二次反送电,普遍采用用先先拉拉开开TTVV二次快分开关再操作一次,或先先操操作作一一次次设备再合TV二次快分开关的操操作作顺顺序序。。但由于母线TV保护及测量二次次回回路路因因沿沿用原有典型设计在二次快分开关C相并有电容,该操作顺序让二次接入不平衡电压。
1 220kV母线电压互感器二次电压回路简介
宗元变电站220kV母线采用双母单分段接线方式,每段母线均配有一组三相电压互感器。
如图1,母线TV采用Y0/Y0/ 开口三角接线方式。二次主工作绕组为星型接线,分别为计量、继电保护及测量、自动化装置提供二次电压。而开口三角绕组为辅助二次绕组,连接零序电压保护等设备。
TV二次回路经TV端子箱后进入PT并列柜,如图ZKK1~ZKK3为二次快分开关,其中ZKK1和ZKK2快分开关C相并有电容。1GWJ及2GWJ分别为I母及II母母线TV的隔离开关中间继电器触点,YQJ为PT并列中间继电器的触点,当PT并列时通过PT并列切换开关及控制回路的切换将该触点闭合,I母和II母PT并列。
二次电压经PT并列柜后通过电压切换,再分接到各线路保护、计量及测量屏。如图2,当线路连接I母时,I母刀闸常开节点闭合, I母刀闸常闭节点打开,1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7继电器励磁导通,其常开节点闭合;II母刀闸常开节点打开,II母刀闸常闭节点闭合,2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7继电器未励磁,其常开节点打开。交流电压切换回路则接入的I母PT电压。二次电压通过母线刀闸的位置进行切换。
2 TV二次快分开关并有电容的原因
宗元变电站220kV母线TV二次回路还沿用原有典型设计:即在保护用TV二次空气开关C相上并联一个电容以防电压降低的保护 ( 如线路距离保护 ) 失压误动。但这种“并联电容”的措施对现时的微机保护全无必要。TV二次绕组回路断线一般分3种情况:单相断线、两相断线、三相断线。220kV保护用TV二次回路多采用空气开关,单相和两相断线的几率较低,基本上都是空气开关跳开造成的三相同时断线。
使用微机保护前电力系统运行一般为常规保护,其距离保护断线闭锁元件均采用整流型原理,由零序电压滤过器构成,利用TV二次回路断线后出现的不平衡电压 ( 零序电压 ) 闭锁距离保护。这种断线闭锁元件能正确判断TV二次回路发生的单相及二相断线或非对称性故障,可靠发出TV断线信号并闭锁距离保护,但该回路三相同时断线时,此元件会因回路无零序电压而拒绝动作。当时克服此缺陷的措施就是在TV二次空气开关或熔断器一相上并联一电容C。这样三相断开时此电容器使三相电压不对称,形成的零序电压启动断线闭锁元件,防止距离保护失压误动。这种“并联电容”措施有效地解决了TV三相断线时常规保护的拒动问题,成为电力系统的典型设计,它是确保零序滤过器构成的断线闭锁元件在TV二次回路三种断线情况下都能可靠闭锁保护,但对当今微机保护广泛应用的电力系统,这种措施已毫无必要甚至会造成一些不安全因素。
3 宗元变电站220kV线路保护电压判据分析
由下表格一可以得知:(1)宗元变电站内微机保护对于TV二次回路断线 ( 特别是三相断线 ) 均设计有一套完整的判据,全部都可依据断线当时的TV二次电压用各自不同的算法直接计算出相关数值,再用各自不尽相同的判据判断出TV二次回路断线的类型,并迅速闭锁相关保护。
(2)新型微机保护仅在保护未启动状态下判定TV回路断线。
由此判断在220kV母线TV二次快分开关C相并联电容器是没有必要的。而且由于该电容的存在,在进行二次电压切换或并列的操作时会出现一定的风险。
4 事件分析
2012年12月13日,宗元变电站在执行220kVⅡ母及6×24TV由运行转检修的过程中,当执行完拉开6×24TV全部二次快分开关操作后,综自后台发稳控A、B柜装置异常,经现场检查,发现稳控装置上显示电压异常,而此时Ⅱ母6×24TV二次快分开关已经全部拉开,6×24隔离开关在合位,614、618母联在合位。拉开614、618母联后,异常信号消失。
在母线倒闸操作中先需要将II母上所有线路均倒至I母上,我们可以通过交流电压切换图来分析其二次交流电压切换过程。
在合上I母侧隔离开关前,II母隔刀在合位,其II母刀闸常开节点在合位,II母刀闸常闭节点在分位,此时2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7继电器励磁导通,常开节点闭合。而I母隔刀在分位,其I母刀闸常开节点在分位,II母刀闸常闭节点在合位,此时2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7继电器未励磁,常开节点打开。线路保护接入的是II母TV电压。
当合上I母侧隔离开关时,其隔刀位置节点发生变化,此时1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7继电器励磁导通,相应常开节点闭合。线路保护接入的是两条母线的TV二次电压,由于通过母联断路器将两条母线相连,因而其二次电压相同,不存在电压差。
在拉开II母侧隔离开关后,相应继电器失磁,此时2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7的常开节点打开,交流电压已切换至I母TV。
当II母线路全 部切至I母后,拉开6×24TV全部二次快分开关,而此时6×24隔离开关在合位,614、618母联在合位。如图1所示,由于第一套保护快分开关的C相和第二套保护的快分开关的C相并有电容,而此时TV的一次是带电的,虽然快分开关已拉开,但是二次电压通过并联电容从快分开关的上端头串入电压的二次回路,所以二次反应的是A、B两相无电压,C相有电压,由于电压不平衡,导致稳控装置发电压异常信号。此时线路保护装置的电压切换回路已切换至Ⅰ母,未采Ⅱ母电压,所以线路保护未发电压异常信号。
从此次事件中,我们可以发现在保护及测量绕组二次快分开关C相并联一个电容已经影响到二次设备的正常运行。
5 处理建议
如图3,共有两个电容装设在母线TV端子箱内,分别通过两根简单的接线并联在ZKK1和ZKK2两个空气开关C相上。如图1,TV并列操作可以达到拆除电容所需的安全措施。假设要拆除II母TV端子箱内的电容,我们通过PT并列操作,将II母二次电压由IA母或IB母TV来带。PT并列操作后,TV隔离开关已拉开,II母TV二次线圈无电压,同时二次回路中串入了TV隔离开关的中间继电器触点,其常开节点打开,快分开关的二次回路侧也无电压。为了防止隔离开关中间继电器的触点可能由于特殊原因没有正常切换打开,在拆除电容前,可以使用万能表检查该触点是否导通。
如果该电容不拆除,我们也可以优化倒母线操作中的顺序,将拉开二次快分开关的操作置于拉开母联断路器之后。这样就不会发生上述事件,但此时要承担二次反送电的风险。
摘要：本文简单介绍了220kV二次电压切换及并列回路,浅析了保护及测量二次快分开关C相并有电容的作用及微机保护中该电容存在的不必要性,并就具体事件中因电容发生的异常事件进行了分析,最后提出了应对建议。
串并联电路中的电流与电压 篇3
一、串、并联电路中的电流特点
1.探究串联电路中的电流
把用电器逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路.它的基本特征是整个电路只有一条回路，没有“分支点”.电流的方向是，电流从电源的正极流出，通过用电器流回电源的负极.那么在串联电路中各处的电流大小有怎样的关系呢？请同学们猜想：
（1）串联电路中电流通过用电器后可能越来越小；
（2）串联电路中电流通过用电器后可能越来越大；
（3）串联电路中电流大小通过用电器后可能不变.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图1所示的电路图连接好电路.若测A处电流就把该处接线断开，把电流表串联接入A处，选择合适的量程，使电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出.闭合开关S，测出A处的电流为IA.然后用同样的方法测出B、C处的电流分别为IB、IC，并把测得的数据记录在表一中.
表一
（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，至少测量3组数据.若实验次数太少，得出的结论具有偶然性.
根据测得的多组实验数据分析，即可得出串联电路中的电流特点：串联电路中电流处处相等.表达式为：IA=IB=IC（或I1=I2，I1、I2分别表示为通过灯泡L1、L2的电流）.
2.探究并联电路中的电流
把用电器并列地连接在电路的两点间所组成的电路叫并联电路.它的基本特征是由两条及以上支路组成，有“分支点”.每条支路都和干路形成回路，有几条支路，就有几条回路.那么在并联电路中各处的电流大小又有怎样的关系呢？请同学们再猜想：
（1）干路上的电流与各支路上的电流可能相等；
（2）干路上的电流可能等于各支路上的电流之和.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图2所示电路连接好电路.在电路中的A、B、C处先后串联接入电流表，选择合适的量程，测出各处的电流大小分别为IA、IB、IC，并把测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格同表一，略）.
（2）换上不同规格的小灯泡或改变电源电压，再测量几组数据.
根据测得的多组实验数据分析，即可得出并联电路中的电流特点：干路中的电流等于各支路中的电流之和.表达式为：IA
=IB+IC（或I=I1+I2）.
二、串、并联电路中的电压特点
1.探究串联电路中的电压
串联电路两端的总电压和各用电器两端的电压之间有什么关系呢？我们把电压类比为水压（水位差），猜想：串联电路两端的总电压可能等于各用电器两端的电压之和.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图3所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端（即连接在A、B两点间），选择合适的量程，注意电压表“+”“-”接线柱接法正确.闭合开关S，测出L1两端的电压为U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压为U2和A、C两点间的电压为U，并将测得的数据记录在表二中.
表二
（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.
分析测得的实验数据，即可得出串联电路中的电压特点：串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和.表达式为：U=U1+U2.
2.探究并联电路中的电压
在并联电路中，各支路两端的电压跟总电压之间有什么关系呢？猜想：并联电路两端的总电压可能跟各支路两端的电压相等.
如何设计和进行实验验证呢？
（1）按图4所示的电路图连接好电路.先将电压表并联在L1的两端，测出L1两端的电压U1.然后用同样的方法测出L2两端的电压U2和A、B两点间的电压U，并将测得的数据记录在表格中（设计实验记录表格基本同表二，略）.
（2）换上不同规格的灯泡或改变电源电压，再测几组数据.
分析测得的实验数据，即可得出并联电路中的电压特点：并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等.表达式为：U=U1=U2.
三、串联分压与并联分流特点
1.串联电路的分压作用
如图5所示，电阻R1和R2串联，设电路中的电流为I，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，串联电路两端的总电压为U.
因为串联电路中电流处处相等，故通过R1和R2的电流相同，都为I.由欧姆定律得I=■=■，故■=■，这个公式称为分压公式.即在串联电路中，各个电阻分配的电压跟它们的阻值成正比.此规律也可以通过实验探究获得.
例1 一只小灯泡的额定电压为8V，正常发光时的电阻为20Ω，现将该小灯泡接在12V的电源上，为使其正常发光，应
联一个 Ω的电阻.
分析 小灯泡的额定电压为8V，而电源电压为12V，高于小灯泡正常工作时的电压，故不能直接接到电源上.我们应该想到串联电路具有分压作用，用一个电阻和小灯泡串联，分担多余的电压，就可以保证小灯泡正常工作.串联一个阻值多大的电阻呢？直接利用分压公式进行计算，也可以利用欧姆定律和串联电路电流电压特点进行计算.
解答 方法一：应串联一个电阻R，它应分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，
利用分压公式，得：■=■，
故R=■RL=■×20Ω=10Ω.
方法二：小灯泡的额定电压UL=8V，串联电阻分担的电压为UR=U-UL=12V-8V=4V，小灯泡正常发光时的电流是I=■=■
=0.4A，而串联电路中通过每个用电器的电流相等，故应串联一个阻值为R=■=■=10Ω的电阻.
2.并联电路的分流作用
如图6所示，电阻R1和R2并联在电压为U的电路中，设通过R1支路的电流为I1，通过R2支路的电流为I2.
因为并联电路中总电压和各支路两端的电压相等，故U=U1=U2.由欧姆定律得I1R1=I2R2，故■=■，这个公式称为分流公式.即并联电路支路中的电流跟它们的阻值成反比.此规律同样可以通过实验探究获得.
例2 一只量程为500mA的电流表表头，它的内阻只有0.2Ω，若要把它的量程扩大为3A，该怎样做？
分析 电流表表头的量程和内阻一般都很小，直接使用只能测量较小的电流.若要测量较大的电流，必须将表头和一个电阻并联.我们知道，并联电路有分流作用，通过与一个电阻并联，可以分走多余的电流，从而确保电流表表头的安全.我们使用的双量程电流表，就是将同一个表头和不同的电阻并联，从而扩大为不同的量程.
解答 将电流表表头和一个电阻R2并联，电阻R2需分走的电流I2=I-I1=3A
电压并联 篇4
一、基本概念
1．电压的作用：
(1)电压是形成电流的原因。有电流一般情况下有电压，但是有电压不一定有电流，必须在通路的条件下才会有电流。
(2)电源是电路中提供电压的装置。
2．电压：
(1)电压通常使用符号U表示。电压的单位是伏特，简称伏，符号
V。常用单位还有：千伏（kV）、毫伏（mV）。
(2)单位换算：1V=103mV，1kV=103V。
3．电压表：测量电路两端电压的仪表。符号：
(1)结构：刻度盘、指针、接线柱。
(2)量程：0~3V、0~15V。0~3V对应的分度值为0.1V、0~15V对应的分度值为0.5V。
电压表结构
4．电压表的使用：
(1)电压表必须并联在被测电路两端。
(2)正接线柱接电流流入一端，负接线柱接电流流出一端。
(3)被测电压不得超过电压表的量程。
(4)电压表可以直接接在电源两端，测的是电源电压。
5．电压表和电流表在电路中的区别：电流表视为导线；电压表视为断路。
6．串联电路电压规律：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压的和。表达式：U=U1+U2+……。
7．并联电路电压规律：并联电路的各支路两端的电压相等。表达式：U1=U2=U。
二、例题精讲
【例1】★
有一种节日彩灯上串联着50只相同的灯泡，如果电源电压为220V，则每只小灯泡两端的电压为()
A．220
V
B．
V
C．
4.4
V
D．
0
V
考点：
串联电路的电压规律．1561964
解答：
因为串联电路中电路两端的总电压等于各部分用电器两端的电压之和，所以将50只小灯泡（串联）接到220V的家庭电路中，每只灯泡的电压为=4.4V．
答案：
C．
【测试题】
（2001•苏州）4节干电池串联成电池组，总电压应为()
A．1.5伏
B．
2伏
C．
6伏
D．
8伏
∵一节干电池电压是1.5V，4节干电池串联，∴串联总电压U=4×1.5V=6V．
故选C．
【例2】★★
在如图所示的测量电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数为3.8V，V的示数为()
A．6.3V
B．
2.5V
C．
3.8V
D．
1.3V
考点：
串联电路的电压规律．1561964
解答：
根据电路图可知，两灯泡串联，电压表V1测量L1两端电压，电压表V2测量L2两端电压，电压表V测量电源电压；
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，故电压表V的示数为2.5V+3.8V=6.3V．
答案：
A．
【测试题】
如图所示，闭合开关S后，灯L1两端电压为1.6V、灯L2两端电压为1.4V，则电压表的示数是()
A．1.4V
B．
1.6V
C．
3V
D．
0.2V
∵灯泡L1、L2串联，电压表测L2两端电压，而灯L2两端电压为1.4V，∴电压表示数为1.4V．
故选A．
【例3】★★
如图，当开关S闭合后，电压表V1的示数为12V，电压表V2的示数为
4V，那么灯L1两端的电压为()
A．12V
B．
4V
C．
8V
D．
16V
考点：
串联电路的电压规律．1561964
解答：
由图可知，灯泡L1与L2是串联，电压表V1测总电压，V2测L2电压，根据串联电路电压规律U=U1+U2，得U1=U﹣U2=12V﹣4V=8V．
答案：
C．
【测试题】
如图甲所示电路中，电源电压为5V，闭合开关S后电压表的示数如图乙所示，则L2两端的电压为()
A．5V
B．
8.5V
C．
1.7V
D．
3.3V
由电路图可知，L1和L2是串联，电压表测L1两端的电压；因为电源电压为5V，因此电压表的量程为0～3V，其分度值为0.1V，故电压表示数为1.7V；
即L1两端的电压：U1=1.7V；
由串联电路电压特点可知，L2两端的电压：U2=U﹣U1=5V﹣1.7V=3.3V．
故选D．
【例4】★★
如图所示，电源电压保持不变，当开关S1断开S2接通时，电压表示数为4.5伏；当开关S1接通S2断开时，电压表示数为3伏；则L1和L2两端电压分别是()
A．3伏和4.5伏
B．
1.5伏和4.5伏
C．
3伏和1.5伏
D．
1.5伏和3伏
考点：
串联电路的电压规律；电压表的使用．1561964
解答：
因开关S1断开S2接通时，电压表测量电源电压，故可知电源电压为4.5V；
而当开关S1接通S2断开时，两灯串联，电压表测L1两端的电压，则可知L1两端的电压为3V；则根据串联电路的电流规律可知，L2两端的电压为4.5V﹣3V=1.5V．
答案：
C．
【测试题】
如图所示，电源电压保持不变，当只闭合S2时，电压表的示数为3V，当闭合S1、S2时，电压表的示数为4.5V。则当只闭合S1时，L1、L2两端的电压分别是()
A．3V和7.5V
B．
1.5V和4.5V
C．
3V和1.5V
D．
1.5V和3V
当只闭合S2时，两灯泡串联，电压表测L1两端的电压U1；
当闭合S1、S2时，只有L1连入电路，电压表测电源的电压U；
当只闭合S1时，∵电源的电压不变，∴L1两端的电压U1=3V，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴L2两端的电压：
U2=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V．
故选C．
【例5】★★★
如图所示，电压表V1示数为4V，V2示数为1.5V，那么L1两端电压是()
A．2.5V
B．
5.5V
C．
1.5V
D．
4V
考点：
串联电路的电压规律．1561964
解答：
由图可知，灯泡L1与L2是串联，电压表V1测总电压，V2测L2两端电压；
根据串联电路电压规律U=U1+U1，得U1=U﹣U2=4V﹣1.5V=2.5V．
答案：
A．
【测试题】
如图所示电路，两个灯泡完全相同，闭合开关，电压表示数是3V．关于电源电压和灯L2两端的电压，下列说法正确的是()
A．3V
3V
B．
1.5V
3V
C．
3V
1.5V
D．
6V
3V
如图，两灯串联，电压表测灯L1两端的电压，∵两个灯泡完全相同，∴U1=U2=U，又∵U1=3V，∴U2=3V，U=6V．
故选D．
【例6】★★
在如图所示的电路中，电压表V2示数为5V，电压表V1示数为
6V．若电源电压为8V，则L2两端电压为()
A．1V
B．
8V
C．
3V
D．
6V
考点：
串联电路的电压规律．1561964
解答：
∵串联电路两端电压等于各部分电压之和，∴由U=U1+UV2可得，U1=U﹣UV2=8V﹣5V=3V；
由U=U3+UV1可得，U3=U﹣UV1=8V﹣6V=2V；
由U=U1+U2+U3可得，U2=U﹣U1﹣U3=8V﹣3V﹣2V=3V．
答案：
B．
【测试题】
如图所示，当S闭合后，V1的示数为7V，V2的示数为10V，若电源电压为12V，则L2两端的电压为()
A．4V
B．
3V
C．
5V
D．
8V
U1+U2+U3=12V
U1+U2=7V
U2+U3=10V
解之：U2=5V．
故选C．
【例7】★
（2013•德化县二模）如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则电阻R1和电阻R2两端电压分别为()
A．4.8V
1.2V
B．
6V
1.2V
C．
1.2V
6V
D．
1.2V
4.8V
考点：
电压表的使用；电压表的读数方法．1561964
解答：
由题中的图可知：V1测的是电源电压；V2测的是R2两端的电压．即V1的示数应大于V2的示数；
而两个电压表的指针偏转角度相同，所以V1选的量程应是0～15V，其分度值是0.5V，读数（即电源电压）为6V；
V2选的量程应是0～3V，其分度值是0.1V，读数（即R2两端的电压）为1.2V；
所以，电阻R1两端的电压为：U1=U﹣U2=6V﹣1.2=4.8V．
答案：
A．
【测试题】
（2010•虹口区一模）在图（a）所示的电路中，当电键S闭合后，电压表V1和V2的示数如图（b）所示，则灯L1和L2两端的电压分别为()
A．0.9伏，4.5伏
B．
0.9伏，3.6伏
C．
4.5伏，4.5伏
D．
4.5伏，0.9伏
电压表V1和V2的示数分别如图b所示，电压表V1的示数应当比V2的示数大，因此V2选用的是大量程0～15V，V1选用的是小量程0～3V．V2的示数显示的是电源电压U=4.5V，V1的示数显示的是L1两端的电压U1=0.9V，因此L2两端的电压U2=U﹣U1=4.5V﹣0.9V=3.6V．