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      “十二五” 期间智能电网年均增长8%

      国家电网公司智能电网部副主任沈江在11月12日北京召开的“展望十二五”为主题的“第七届中国电气工业发展高峰论坛”上表示,今年年底全国发电装机容量将达到9.79亿千瓦,增长非常迅速。到2015年,全国总装机容量将达到14.36亿千瓦,“十二五”期间年均增长8%。

      未来五年智能电网将得到扶持

      沈江表示,“十二五”时期,全国发电装机容量在结构上将发生变化,首先,我国煤电比例将下降,从70%下降到64%,风电、水电及核电等清洁能源的比例将得到很大提高。

      沈江说,“十二五”时期,水电重点要开发金沙江、大渡河等水电基地。核电将在沿海地区得到快速发展。风电方面,今后十年将建设7个千万级的发电基地,相当于建立7个三峡,主要分布在新疆、甘肃、内蒙以及江苏等地。

      沈江强调,“十二五”期间,智能电网发展将得到扶持,主要包括以下几个方面:一是发电环节,主要解决新能源接入问题、标准问题,还有大容量的储能研究和应用。二是输电环节,主要是输变电的监测,而变电环节的关键是智能变电站的建设,将新建七万以上电压等级的变电站超过5100座,变电站智能化改造要1000座。三是配电环节,要建立配网的智能化、一体化。

      智能电网促进上下游产业发展

      谈到智能电网发展对上游产业促进问题时,沈江表示,发电侧方面,对风力发电最有利,其次是太阳能;电网侧方面,电力电子设备制造发展空间最大,电路电容器、变压器、开关设备等反倒不是获利最大的上游行业,不过,智能电网对传统的电工产品技术促进是最大的;在用户侧产业,有电动汽车、分布式电力发电、太阳能制造等。此外,对于信息通讯产业,最能促进电子元器件的生产,以及先进储能设备制造。

      中国科学院电工研究所所长肖立业在论坛上也表示,传统电器设备进行智能化的升级改造大有潜力,如果电气制造企业仍然是走传统的道路,将来会被国际大公司远远抛在后面。

      常用UPS电源电池的应用常识

      一、UPS常用电池的种类

      在UPS电源应用中常用的电池共有三种:包括开放型液体铅酸电池,免维护电池,镍铬电池,影响电池寿命的因素,不同种类电池也有各自的优点和缺点。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池,下面以免维护电池为主介绍三种电池的特点:

      1:开放型液体铅酸电池

      此类电池按结构可分为8-10年,15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体,此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间,且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。

      由于蒸发的原因,开放电池需定期测量比重,加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。

      此电池充电后不能运输,因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2V,初充电电压为2.6-2.7v。

      2:免维护电池

      又名阀控式密封铅酸蓄电池,在使用和维护中需遵循下列原则:

      a:密封电池可允许的运行范围为15度-50度,但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得最高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量,在高温运行将获得较高容量但短寿命。

      b:电池寿命和温度的关系可参考如下规则,温度超过摄氏25度后,每高8.3度电池寿命将减一半。

      c:免维护电池的设计浮充电压为2.3V/节。12V的电池为13.8V。CSB公司建议每节2.25-2.3V。在120节电池串联的情况下,温度高于摄氏25度后,温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷(<30分钟)情况下为1.67V每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至1.7V-1.8V每节,APCSYMMETRA可根据负载量调节充电电压。

      d:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电,而损坏电池。

      e:电池在浮充或均充时,电池内部产生的气体在负极板电解成水,从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。

      f:电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月,并随温度变化。

      g:免维护电池都配有安全阀,当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体,在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。

      h:电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率,放电深度,和恢复性充电的方式,其中最重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时,放电深度越浅,电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。

      i:电池在到达寿命时表现为容量衰减,内部短路,外壳变形,极板腐蚀,开路电压降低。

      j:IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系,容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。

      k:绝对禁止不同容量和不同厂家的电池混用,否则会降低电池寿命。

      l:若两组电池并联使用,应保证电池连线,汇流排阻抗相同。

      m:免维护电池意味着可以不用加液,但定期检查外壳有无裂缝,电解液有无渗漏等仍为必要的。

      3:镍铬电池

      此类电池不同于铅酸电池,电解时产生氢和氧而不产生腐蚀性气体,因而可安装在电子设备的旁边。且水的消耗很少,一般不需维护。正常寿命为20-25年。远比前面提到的电池昂贵。初始安装的费用约为铅酸电池的三倍。并不会因环境温度高而影响电池寿命,也不会因环境温度低而影响电池容量。一般每节电压为1.2V,UPS因应用此类电池需设计较高的充电器电压。

      二、优点和缺点:

      1开放型铅酸电池:

      优点:投资较少,寿命较免维护电池长,对温度要求较低。

      缺点:维护较复杂,需专门的电池间,有腐蚀性气体排出,必须现场初充电50-90小时,需专人维护。

      2:免维护电池:

      优点:不需加液等维护,可在满充状态下运输,不需专人维护。

      缺点:不及时恢复性充电会损害电池,对温度较敏感,寿命较短,比铅酸电池贵。

      3:镍铬电池:

      优点:维护要求较低,寿命较长,对温度不敏感,无有害气体排放。

      缺点:三种电池中最贵。

      三、UPS常用电池

      现计算机中心一般多数选用免维护电池,维护较方便,但也需进行下列工作:

      1:每三到四个月要放电一次,以防极板氧化。
      2:环境温度要保持在20-25度。
      3:连接不能过紧和过松,需经常检查。
      4:使用三年后需及时检查更换。(end) 
       

      电流互感器误差的数字补偿法研究

      1、引言

      在电力系统各级电网中,电流互感器被广泛应用于电能计量、电流测量及继电保护等场合。电流互感器的测量精度不仅会影响电能计量和电流测量的准确性,还会影响继电保护装置的性能。因此,如何降低电流互感器的误差从而提高其测量精度,受到了电力工作者的广泛关注。 电流互感器的误差本质上是由励磁电流造成 的,所以只能采取措施减小励磁电流,才能减小误 差,但不可能通过消除励磁电流而消除误差。为了提高电流互感器的精度,采用零磁通电流互感器的方案,并且取得了很好的效果。由于零磁通电流互感器的励磁电流极小(接近于零),因而具有很高的精度。

      另一方面,为了克服电流互感器的固有误差,采用外部有源补偿的方法,也取得了满意的效果, 使互感器的测量误差大大减小,测量精度大大提高。因此,这两种方法已经成为提高电流互感器精 度的主要手段。但是,这两种方法都需要利用电子电路对电流互感器进行外部动态调整或补偿,因 此,结构复杂、调试不便、实现困难 ,限制了它们在电力用电流互感器方面的应用。随着计算机应用技术和数字电力技术的发展,数字仪表、数字保护及虚拟仪器技术已在电力系统 二次回路中得到了越来越多的应用。由于数字仪表及数字保护多采用单片计算机或数字信号处理器,在数字仪表和数字保护等二次设备中完全可以用软件的方法对电流互感器的误差进行补偿。在本文中研究了对电流互感器误差进行补偿的软件方法,即电流互感器误差的数字补偿法。

      2、电流互感器的误差分析

      2.1 影响电流互感器误差的因素

      电流互感器的等值电路,其中尺 、分别为一次绕组的电阻和漏电抗,尺、为二次绕组的电阻和漏电抗(折算到一次侧),尺 为负载 电阻(折算到一次侧), 为折算到一次侧的励磁电 抗,J 为一次电流,J 为二次电流(折算到一次侧), L则为折算到一次侧的励磁电流。由图 1可见,由于 励磁电流J 的存在,使J 与J 数据不等,产生比误 差;同时J 超前J ,使J 和J 不同相,产生角误差。 根据图 1可求得励磁电流J 为:J :盟 (1) ,A 对于选定的电流互感器,尺 和 为常数。由 于电流互感器铁心磁化曲线具有非线性特征,因而励磁电抗 会随二次电流, 和负载电阻 R 变化。二次电流, 增大即一次电流, 增大时,或者负 载电阻R 增大时,互感器铁心饱和度增加,导致励 磁电抗 降低。由式(1)可知,励磁电流 的大小 与二次电流 和负载电阻R 有关。二次电流J2或 负载电阻R 增大,会引起励磁电流L的增大,从而 导致电流互感器误差的增加。因此,电流互感器的 误差仅受二次电流J2和负载电阻 R。的影响。当负载 电阻R.为定值时,电流互感器的误差仅与二次电流 相关,而且呈现正相关性。 但是,如果二次电流, 过小(相应地,被测电流也很小),则电流互感器工作在磁化曲线的起始段,这时,电流互感器的励磁电抗 比电流互感器 工作在磁化曲线线性段时的励磁电抗要小,励磁电 流L就较大,因而电流互感器的误差也较大。因此,二次电流较小时,电流互感器的误差不再与二次电流,成正相关性。

      2.2 电流互感器的误差特性

      2.2.1 电流互感器的误差

      电流互感器的误差包括比误差和角误差。由于 励磁电流的存在,电流互感器的实际电流比与其额 定电流比不相等,这样在测量电流时造成数值误 差。以相对值表示数值误差即为比误差,其定义为:r r = ×100 (2) I 式中 砌 ——电流互感器的比误差 n ——电流互感器的额定变比 励磁电流的存在还会引起一次电流与二次电 流不同相,从而在测量电流时产生相位误差即角误 差。角误差是指一次电流和二次电流的相位差,记 为 6。通常,二次电流超前一次电流。

      2.2.2 比差曲线与角差曲线

      对于选定的电流互感器,其误差仅受二次电流 和负载电阻的影响。负载电阻为定值时,比误差随 二次电流变化的曲线称为比差曲线;角误差随二次电流变化的曲线称为角差曲线。

      3、电流互感器误差的数字补偿原理

      传统的二次仪表以的测量值,由于J 和之间既有数值误差,又有相位误差,必然造成相应的测量误差。要提高测量精度,只能选用有 较高准确度等级的电流互感器。但对于数字仪表或 虚拟仪器,借助其强大的数据处理功能,用软件方法 可以很好地补偿电流互感器误差所引起的测量误 差,这相当于提高了电流互感器的准确度等级。 由式(2)可得(3)如果事先知道或事先测得电流互感器的比误差,可按式(3)将计算结果作为的测量值,即可补偿电流互感器的比误差所引起的测量误差。如果事先知道或事先测得电流互感器的角误差 6,可采用短数据窗移相算法对电流互感器的角误差引起的测量误差进行补偿。具体方法如下: 首先,按式(4)和式(5)计算出系数口和 b: (4)4 J . 1r “ 6= (5) .2r 式中电流互感器的角误差Ⅳ——数字仪表在一个工频周期内的采样点数 然后,用移相算法对 即 进行移相。如果二次电流超前一次电流(通常如此),则按式(6)进行 滞后移相。反之,则按式(7)进行超前移相。 筋(n)=ai2(n)一bi2(n+1) (6) 筋(n)=a/ (n)一bi (n—1) (7) 式中n——表示采样时刻的离散时间,n=l,2…, N (n)——电流互感器二次电流采样值序列筋(n)——滞后移相后的二次电流采样值序列经移相运算后,二次电流的相位后移或前移6 角,从而与一次电流保持同相位,进而消除了电流互感器的角误差所引起的测量误差。

      4、电流互感器误差的数字补偿方法

      由于数字仪表使用单片微型计算机(MCU)或 数字信号处理器(DSP),而虚拟仪器使用功能更为 强大的微型计算机,因此,借助其较强的数据处理 功能,使用软件方法可方便地实现电流互感器误差 的数字补偿。 对于选定的电流互感器,若要进行数字补偿, 应在设备投入运行之前事先做好以下准备工作:

      (1)确定电流互感器的负载电阻的阻值。

      (2)测出该阻值下的比差和角差曲线。

      (1)根据二次电流采样值序列:(n)按一定的算法计算出二次电流有效值厶。

      (5)按式(6)或式(7)进行滞后或超前移相运算,得到移相后的二次电流采样值序列筋(n)。

      (6)确定一次电流相量的相位,得到补偿后的相位值。数字补偿法看似复杂,但实际上,通过计算机辅 助分析和辅助设计手段,使电流互感器误差的数字 补偿法简单有效、方便易行。数字仪表或虚拟仪器等数字设备进行电流测量 时,不仅电流互感器会出现测量误差,数字测量装置 本身的采样通道也会引起测量误差,且两种误差的 大小有可比性。因此,仅仅提高电流互感器的精度或 仅对电流互感器的误差进行数字补偿是不够的。要提高电流的测量精度,还必须对采样通道引起的测量误差进行补偿。电流互感器误差的数字补偿就是采用软件方法 实现对电流互感器误差的补偿,采样通道引起的测量误差也能够进行数字补偿。所以,对两种误差进行综合数字补偿是可行的。由于电流互感器误差的数字补偿可以综合考虑采样通道的误差补偿,因而比 传统的电流互感器误差补偿方法更方便。

      5、结束语

      借助于数字仪表或虚拟仪器的强大数据处理功能,完全能够使用软件方法实现电流互感器误差的数字补偿。一方面,数字补偿法可以补偿电流互感器的测量误差,这相当于提高了电流互感器的准确度等级。另一方面,在测量精度一定的情况下,采用数字补偿法可在很大程度上降低对电流互感器准确度等级的要求。此外,电流互感器误差的数字补偿可以综合考虑采样通道的误差补偿,从而提高电流的测量精度。

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