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电阻器范文1
中图分类号:TM54 文献标识码:A
Reading Method of Color Ring Resistor Resistance
LI Yue, KONG Weicheng, YUAN Sai, ZHANG Guangmin
(Teaching and Research Laboratory of the General Staff Communication Training Base,
Zhangjiakou, Hebei 075100)
AbstractThis paper mainly introduces several methods of judge color ring order, aimed at bringing some help for the learning which will engaged in maintaining electronic products and electronic equipment in the future to reading color ring resistor resistance.
Key wordsresistors; color ring; color ring order
在电子产品和电子设备中,电阻器是最基本的元器件之一,其应用最广、用量最大。而在电阻器中,使用最多的是色环电阻器,此类电阻器在电子设备中无论怎样安装,维修者都能方便的读出其阻值,便于检测与更换。对于初学者来说,能够迅速、正确的判断出色环顺序是能否正确读出电阻器阻值的关键。虽然色环电阻器的阻值很容易读出,但是其色环顺序的判断却有一定的难度。下面以5环电阻器为例列举了几种判断色环顺序的简单方法。
1 常规方法判断色环顺序
对于生产规范的电阻器来说,色环顺序的判别方法比较简单,可以通过下面的方法来判断色环的顺序。
1.1 以色环之r间的距离判断色环顺序
一些电阻器生产厂家为了让使用者容易得分辨出色环顺序,往往采用图1的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,有效数字位色环(前3环)和10的指数位色环(第4环)等间距分布,而允许偏差位色环(第5环)与10的指数位色环(第4环)之间的距离相对较大一些。所以,根据此特点可以看出,在图1中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。
图15环电阻器示意图图25环电阻器示意图
1.2 以色环的粗细程度判断色环顺序
由于电阻器的体积比较小,色环熟练又比较多,有一些电阻器不采用上面第一种的标注方法,而是采用图2的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,所有色环均等间距分布,但是,有效数字位色环(前3环)和10的指数位色环(第4环)的色环粗细均匀且一致,而允许偏差位色环(第5环)虽然粗细均匀,但是与前4条色环相比要略粗一些。所以,根据此特点可以看出,在图2中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。
1.3 以色环距离电阻体一端的距离判断色环顺序
还有一些电阻器,以上两种标准方法均不采用,而是采用图3的色环标注法。这种标注的特点是:在电阻体上,所有色环均等间距分布,但是,电阻器的第一条色环与电阻器某一端的距离比允许偏差位色环与电阻器另一端的距离要近一些。所以,根据此特点可以看出,在图3中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。
2 特殊方法判断色环顺序
由于电阻器的体积比较小,受到技术及生产工艺等方面的影响。在实践中会发现,有些色环电阻器的排列顺序不甚分明,用上面的方法往往容易读错,在识别时,可以运用以下方法进行判断。
2.1 以金、银两色判断色环顺序
我们知道,色环电阻器在电阻体上的不同颜色的色环作为标称阻值和允许偏差的标记。表1给出了色环颜色与标称阻值、10的指数、允许偏差的对应关系。
从表1中我们可以看出金色、银环在有效数字中无具体意义,而只能作为允许偏差和10的指数。所以,当金色、银色作为允许偏差时,金色或银色这一环必定为最后一条色环,根据这一点可以分辨各色环的顺序。如图4所示,金环位于右侧第一环,所以,此环为允许偏差,而电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。
如图5所示,金色或银环位于电阻体右侧第二环,从表1中可知,金色、银色除了作为允许偏差,还可以作为10的指数,由于此色环不位于电阻器的最后一环,所以此环一定为10的指数环。所以,根据此特点可以看出,在图4中,电阻体上左起第一条色环为此电阻器的第一条色环。
2.2 以黑、橙、黄、灰、白色判断色环顺序
在色环电阻器中,对于普通电阻器,其允许偏差用金色和银色表示,而对于一些精密的电阻器允许偏差相对较小,这些允许偏差可以用表1中的棕色、红色、绿色、蓝色、紫色来表示,而黑色、橙色、黄色、灰色、白色这几种颜色不做允许偏差使用,所以如果电阻器某一端的第一条色环出现这几种颜色中的某一种,那么此条色环一定为色环电阻器的第一条色环。
2.3 以标称阻值系列判断色环顺序
表2我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列
生产厂家为了使用的需要,生产了很多阻值不同的电阻器。为了方便生产和使用,国标规定了一系列阻值作为产品的标准,即标称阻值系列。电阻器的标称阻值系列有E6系列、E12系列和E24系列,表2给出了我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列。我们可以根据表2来判断色环的顺序。
例如,有一五环电阻器,其5条色环依次为:棕色、棕色、黑色、黄色、棕色,那么,哪条色环是第一环呢?为了确定色环顺序,可以从两侧分别读数。如果正确的色环顺序为棕色、棕色、黑色、黄色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1兆欧;如果正确的色环顺序为棕色、黄色、黑色、棕色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1400欧。从表2可以看出在我国电阻器的标称阻值系列中没有1.4这个阻值系列的电阻器,所以此电阻器的阻值为1兆欧,也就是其色环顺序为棕色、棕色、黑色、黄色、棕色。
2.4 以阻值范围判断色环顺序
常用电阻器的阻值一般在0到10兆欧之间,可以通过判断电阻器的阻值是否在此区间来判断电阻器的色环顺序。例如,有一五环电阻器,其5条色环依次为:棕色、棕色、黑色、蓝色、棕色,如果不能确定色环的顺序,那么我们分别从两端读起。若正确的色环顺序为:棕色、棕色、黑色、蓝色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为110兆欧;若正确的色环顺序为:棕色、蓝色、黑色、棕色、棕色,根据色环电阻器的读数方法其阻值为1600欧。虽然在表2中1.6和1.1系列的电阻器都存在,但是在实际中110兆欧的电阻器是不存在的。因此,此电阻器的阻值可初步判定为1600欧,即正确的色环顺序应该为棕色、蓝色、黑色、棕色、棕色。
以上是对色环电阻器色环顺序的一些判断技巧,如果我们掌握了这些简单的判断方法,对正确地读出色环电阻器的阻值会有一定的帮助。当然在实际工作中还可能碰到各种各样的问题,需要我们通过实践不断总结新的规律和技巧,只有这样才能不断提高自身的实践动手能力。
参考文献
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[3]王宏干.技术实践[M].北京:军事谊文出版社,2010.7.
[4]张桂红.实用新型电子元器件[M].福建科学技术出版社,2005.9.
电阻器范文2
1. 研究对象及方法本文选用EE系列1/8型阻值分别为100Ω和120Ω精密金属膜电阻器,精度±0.1%,温度系数±10PPM/℃。采用热循环模拟设备,试样加热方式为碘钨灯加热;冷却方式为喷液氮冷却;采用热电偶测量试样表面温度。试验条件为:初始温度20℃,升降温速率±1℃/s,上下限温度±100℃,下限保温时间60s,上限保温80s,周期540s,循环次数1000次。热循环温度随时间变化曲线如图1所示。
试验结束后利用QUANTA—200型扫描电镜(SEM)及能谱分析对金属膜电阻器失效形式进行观察和分析,并建立了金属膜电阻器横截面二维有限元模型,分析了电阻器各结构层热应力分布规律。
2. 热循环次数对电阻值变化率的影响规律在热循环循环过程中,每隔100次热循环在室温20℃时测量金属膜电阻器的电阻值。图2给出了标称阻值为120Ω电阻器,其室温电阻值平均变化率随循环次数(时间)的变化曲线。可见,120欧金属膜电阻器平均阻值变化率随循环次数增加不断变大,整体可分为两个阶段,在800次热循环之前,阻值漂移较小,阻值变化率增长缓慢。当循环进行到800次以后,阻值漂移突然增大,并且随着循环次数的增加,阻值变化率快速增长,表现为电阻器短期失效。定义此临界循环次数为阈值K,在这里即K=800。对金属膜电阻器阻值变化率随循环次数变化规率曲线进行数值拟合,发现跟其跟指数拟合曲线非常吻合,变化规律符合下式:
(1)
式中A=0.23,t=131.57,C=0.74,N为循环次数(时间)。对于100Ω金属膜电阻器,其阻值变化率随循环次数变化关系同样有这种基本规律。其阈值为K=400。400次热循环之前,阻值漂移较小,阻值变化率增长缓慢。当循环400次以后,阻值漂移突然增大,并且随着循环次数的增加,阻值变化率增长幅度越来越快,越来越大,其变化规律符合:
(2)
式中A=21.35,t=268.10,C=-53.80,N为循环次数(时间),所以,金属膜电阻器热循环过程中阻值变化率随循环次数(循环时间)变化曲线整体可分为两个阶段,循环过程中存在一个循环次数阈值K,循环次数小于此阈值时,阻值变化率随循环次数增加而呈缓慢增长趋势,当循环次数超过此阈值时,阻值漂移幅度突然增大,并且随着循环次数的增加,阻值变化率快速增长,表现为电阻器短期失效,其规律符合:
(3)
式中ΔRR0为阻值变化率,N为循环次数或循环时间,t是与金属膜电阻器的质量及可靠性联系非常密切的一个量,由材料性能决定;A、C为常数。金属膜电阻器的可靠使用阶段应控制在N小于t的阶段。
3. 金属膜电阻热应力模拟分析金属膜电阻器热循环过程存在一个循环次数阈值K当循环次数超过此阈值时,阻值漂移幅度突然增大,并且随着循环次数的增加,阻值变化率快速增长,表现为电阻器短期失效。1000次热循环结束后对失效金属膜电阻器进行失分析。
热循环温度场对金属膜电阻器的组织结构和性能产生了很大的影响[5]。其原因在于金属膜内部各组成部分材料的弹性模量和热膨胀系数有很大差别,在热循环温度场的作用下,电阻器某些区域产生交变的热应力和应变,在长期的这种交变应力和应变作用下,造成材料疲劳和蠕变[6],引起材料内部组织结构将发生变化,导致裂纹、孔洞等组织缺陷的萌生,最终随着这些缺陷的长大电阻器失效。而对于热循环温度场产生的这种交变的应力和应变,很难对其进行定量的分析,故利用有限元分析方法,对热循环过程中金属膜电阻器中的热应力分布进行模拟分析,以说明热应力对其结构损伤形式的影响。
图3根据金属膜电阻器横断面各层结构,并考虑到其对称性,只取其四分之一,建立金属膜电阻器横断面结构二维有限元模型。从心部向外各层依次为:氧化铝基体、Ni-Cr合金导电膜、环氧漆绝缘材料、环氧封装涂层。其物理性能参数见表1。
电阻器范文3
・在更换电池不方便、不现实或危险的情况下,取代电池供电系统或给电池供电系统再充电
・无需导线来供电或传送数据
・用智能无线传感器网络监视和优化复杂的工业过程、安装在偏远现场的设备、以及大楼的加热和冷却系统
・从工业过程、太阳能电池板、内燃机等收集否则会浪费掉的热量
・各种不同的消费电子产品的附属充电器
在这些应用中,有很多含有固有的断续或低功率电源。而且,有很多应用将需要给电池充电,以提供一个备份电源。
并联电压基准简单易用,已经出现很多年了,有大量产品。不过,这类基准不能有效地给电池充电。要配置一个并联电压基准以给电池有效充电是极端复杂的。此外,用一个小电流电源或一个断续性能量收集电源准确和安全地给锂离子/聚合物、币形电池或薄膜电池充电,一直是难以实现的。
从电池方面来看,尽管技术已经改进了,但是便携式电子设备的电池或电池组仍然需要保护和查验,以保持电池在最佳状态运行。锂离子/聚合物电池技术已经成熟,是很多电子设备流行的电源选择,因为这类电池能量密度高、自放电很少、需要很少的维护、电压范围很宽并具有其他一些特色。币形电池能量密度高、放电特性稳定、重量轻且外形尺寸小。薄膜电池是一种新出现的技术,优势是允许非常多的充电周期次数,并具有物理灵活性,即视最终应用的不同而不同,薄膜电池可以做成几乎任何形状。不过,如果不能正确充电和查验,那么所有这些类型的电池都可能受到一些有害影响。
低功耗充电器的设计挑战
可调并联基准可被设定以提供恰当的电池浮置电压,但是这类基准缺乏电池充电器的NTC功能。更重要的是,所需的工作电流太高了,以至于用低功率电源或断续性电源给电池充电是不现实的。或者,可以用一个齐纳二极管、一些电阻器、一个NPN晶体管和一些比较器构成一个分立式并联基准,以提供NTC功能。不过,这样的并联基准仍然受到前述限制。此外,分立式并联基准实现起来比较复杂,相比之下,会占用更多宝贵的PCB面积。
典型的电池充电器IC需要恒定DC输入电压,而且不能处理能量突发。不过,诸如室内光伏阵列或压电换能器等断续性能量收集电源提供的是功率突发。要用这类能源给电池充电,一个静态工作电流低于1μA的独特IC是必需的。
锂离子/聚合物化学组成的电池提供便携式电子设备必需的高性能,但是这类电池必须小心使用。例如,如果用比建议浮置电压高100mV的电压充电,锂离子/聚合物电池可能变得不稳定。此外,高压和高温同时存在会对电池寿命产生有害影响,而且在极端情况下,可能导致电池自毁。就币形电池和薄膜电池而言,除了高温和高压同时存在可能产生有害影响,还有容量问题,因为它们的外形尺寸很小。
并联架构的基本要素和好处
并联基准是电流馈送型、两端子电路,在达到目标电压之前不吸取电流。并联基准用起来像一个齐纳二极管,而且在电路原理图上常常显示为一个齐纳二极管。不过,大多数并联基准实际上都是基于带隙基准电压的。
一个并联基准仅需要单个外部电阻器来调节输出电压,从而极其容易使用。没有最高输入电压限制,最低输入电压由基准电压值设定,因为需要一些空间以正常运行。
此外,并联基准在宽电流范围内有良好的稳定性。很多并联基准在有大型或小型容性负载时都是稳定的。
一个简单的解决方案
满足前述电池充电器IC设计限制的任何解决方案都必须兼有如下特性:并联稳压器的特性:能用低功率连续或断续性电源充电的电池充电IC的特性。这样的器件还需要保护锂离子/聚合物电池、币形电池、薄膜电池或电池组的安全,并使电池或电池组达到最高性能。
凌力尔特开发了业界第一款并联架构电池充电器LTC4070和LTC4071,以满足这类应用的需求。LTC4070是一款易用、纤巧的并联电池充电器系统IC,适用于锂离子/聚合物电池、币形电池或薄膜电池。该IC的工作电流为450nA,可保护电池,并可用以前不能使用的非常小电流的断续性或连续性充电电源给这些电池充电。增加一个外部PMOS并联器件,LTC4070的充电电流就可以从50mA提高到500mA。当电池温度升高时,内部电池热量查验器降低浮置电压,以保护锂离子/聚合物电池的安全。通过串联配置几个LTC4070,可以给由多节电池组成的电池组充电,并实现各节电池的容量平衡。LTC4070采用扁平(0.75mm)8引线2mm×3mmDFN封装,仅用单个外部电阻器(要求与输入电压串联)就能组成一个完整和超紧凑的充电器解决方案。该器件的功能集使其非常适用于连续性和断续性低功率充电电源应用,包括锂离子/聚合物电池备份、薄膜电池、币形电池、存储器备份、太阳能供电系统、嵌入式汽车和能量收集。
LTC4070提供引脚可选的4.0V、4.1V和4.2V设置,其准确度为1%的电池浮置电压允许用户在电池能量密度和寿命之间进行取舍。独立的低电池电量和高电池电量监察状态输出指示放电或完全充电的电池。再加上一个与负载串联的外部P-FET,该低电池电量状态输出可实现锁断功能,该功能自动断接系统负载和电池,以防止电池深度放电。
除了紧凑的2mm×3mm 8引线DFN封装,LTC4070还采用8引线MSOP。这些器件规定在-40℃~125℃的温度范围内工作。
通过防止电池电压超过设定水平,LTC4070提供了一个简单、可靠、高性能的电池保护和充电解决方案。其并联架构在输入电源和电池之间仅需要一个电阻器,就可应对多种电池应用。当输入电源去掉,且电池电压低于高的电池输出门限时,LTC4070仅从电池吸取450nA电流。
当电池电压低于设定的浮置电压时,充电速率由输入电压、电池电压和输入电阻器决定:
ICHG=(VIN-VBAT)/RIN
当电池电压接近浮置电压时,LTC4070从电池分走一部分电流,从而降低了充电电流。在整个温度范围内变化浮置电压的准确度为±1%时,LTC4070可以分走高达50mA的电流。分流限制了最大充电电流,不过通过增加一个外部P沟道MOSFET,50mA的内部分流能力还可以提高,参见图1。
在内部,LTC4070采用了一个由放大器EA(参见图2)驱动的P沟道MOSFET。VCC和GND之间的电压达到VF(即并联电压)之前,流经该器件的电流为零。VF可以由ADJ和NTC改变,但始终 在3.8V~4.2V之间。如果VCC电压低于这个值,那么PFET中的电流为零。如果VCC电压试图上升到超过VF,那么电流将流过该器件,以防止电压上升,这就是分流。
工作电流是给该芯片中其余所有电路供电所需的电流。如果不存在外部电源,那么这就是从电池吸取的电流。
当电池电压低时,更多的电压加在输入电阻器两端,因此进入电池的电流(即充电电流)略大干电池完全充电时的电流。当电池充满电时,将没有电流进入电池,所有的输入电流都将进入分流器。
工作电流很重要,因为它给“实际”输入电源的电流能力设定了一个低限制。显然,一个仅有100nA驱动能力的输入电源不可能给采用LTC4070的电池充电。不过,如果有1μA的驱动能力,就能剩下少量电流去充电。如果能得到10μA的驱动能力,那么该电流90%以上都可用于充电。
NTC电池查验电路保护电池
LTC4070用一个通过热量耦合到电池的负温度系数热敏电阻测量电池温度。NTC热敏电阻的温度特性在电阻一温度转换表中规定。在温度高于40℃以后,每上升10℃内部NTC电路就降低一次浮置电压,以防止电池过热(参见图3以了解详细信息)。
LTC4070采用一个电阻值之比来测量电池温度。LTC4070在NTCBIAS与GND引脚之间布设了一个具4个抽头的内部固定电阻分压器。定期地将这些抽头上的电压与NTC引脚上的电压进行比较,以测量电池温度。为了节省功率,通过以大约每1.5s一次的频度把NTCBIAS引脚偏置至VCC来定期测量电池温度。
其他关键功能
LTC4070具有一个与ADJ引脚相连的内置三态解码器,用以提供3种可编程浮置电压:4.0V、4.1V、或4.2V。当ADJ引脚连接至GND、浮置或连接至VCC时,浮置电压将被分别设置为4.0V、4.1V或4.2V。大约每1.5s对ADJ引脚的状态进行一次采样。当ADJ引脚被采样时,LTC4070在其上施加一个相对较低的阻抗电压。这种做法可以防止低水平的电路板漏电流破坏设定的浮置电压。免除电阻器不仅缩减了解决方案的外形尺寸,而且还由于无需使用大阻值的电阻器而降低了静态电流。
另外,该器件还具有状态输出及发送指示信号的能力。高电池电量监视器输出(HBO)是一个高态有效CMOS输出,当电池充满电且电流通过分路离开BAT时,该输出将发出指示信号。低电池电量监视器输出(LBO)也是一个高态有效CMOS输出,当电池放电至3.2V以下时,此输出将发出对应的指示信号。最后,外部驱动器输出引脚DRV可连接至外部P-FET的栅极以增加分路电流,从而满足那些需要50mA以上充电电流(最大500mA)的应用。
LTC4071集成电池组保护功能
LTC4071也是一个并联电池充电器系统,而且还是首款具有集成型电池组保护功能(包括低电池电量断接)的器件。相比于LTC4070,LTC4071的不同之处包括:其拥有集成型电池组保护功能(低电池电量断接)、但充电电流能力较低(50mA)、静态电流较高(550nA)、且不具备LBO。对于避免低电量电池由于白放电而受损而言,低电池电量断接是一种必需的关键。虽然LTC4070能够利用LBO和一个外部P-FET来实现低电池电量断接功能,但该IC仍将继续从电池消耗全部IQ(约0.5μA)。即使是如此之小的电池漏电流也会在一夜之间导致低电量电池的损坏。相反,LTC4071集成了一个彻底的低电池电量断接功能,当断接时,从电池吸取的电流接近零(在室温时
电阻器范文4
【关键词】FUR,水电站,变压器,保护
0引言
目前中小型水电站厂用变压器或发电机励磁变压器的高压侧大部分是直接和发电机出口母线连接的,其短路电流特别大,无论是变压器的高压侧短路还是低压侧短路,实际上都近似于发电机端短路,极大的短路电流会烧毁设备,甚至会造成变压器爆炸,其后果极其严重。若在变压器高压侧安装开断容量很大的高压断路器,造成投资大、限流能力差、开断时间长,并将给设备带来损伤。FUR组合保护在水电站厂用电系统中运用,能很好地解决这些问题,减少设备的误动率,有效的保护电气设备。
1 .FUR组合保护装置的保护原理
高压限流熔断器组合保护装置是采用限流熔断器FU和吸能元件高能氧化锌电阻FR组合,简称为FUR,如图1所示,它能够有效地防止短路电流对电器设备的破坏作用。
熔断器FU的作用是在一定时间内限制短路电流并产生弧压。
氧化锌电阻FR的作用是限制过电压并且在一定时间后将熔断器中的电流引入自身,吸收磁场能量,同时快速地将电流衰减到零,使电源提供的能量最小。
高能氧化锌电阻器是一种电陶瓷器件,氧化锌、氧化钴、氧化锶、氧化锰、氧化铬及其它添加剂按一定比例配方烧结而成。所具有的非线性特性使之在限制过电压方面具有极好的性能,其伏安特性见图2。从特性曲线可以看到有两个区段,在小电流区段选取邻近转折的一点1mA 作为阀片的标称电压点,而把大电流区段的100 A 点选取为阀片的残压点。大电流残压值与标称电压值的比值称为压敏电阻的残压比,用公式表示为:残压比=U100A/ U1mA,合格阀片残压比为1.6 。因此在选择使用的阀片时,我们只要知道该阀片的标称电压和残压比,就能大致的算出该阀片在限制过电压时可能的最高残压。
2.FUR组合保护装置应用于水电站电气设备保护的可能性
FUR适用于3~35KV电力系统中具有较大短路容量的厂用变压器,励磁变压器的回路。当系统发生短路时,可在1~2ms之内高压限流熔断器FU快速熔断,实现截流。FUR与负荷开关组合时,FU本身所带的撞击器直接动作负荷开关,使其跳闸,避免缺相运行。FUR与断路器组合时,由FU 所带微动开关接点向断路器发出联跳命令,切断故障电流时电气回路形成两个断口(指断路器分闸、高压熔断器熔断),使故障切断时间大大缩短,具有较高的可靠性。
高能氧化锌电阻R将熔断器中的电弧电流转移到自身并吸收磁能,导通弧压,把开断时的过电压限制在设备绝缘允许范围以内。FUR组合保护装置具有如下特点:
(1)快速性。它可在短路电流上升到峰值之前2ms内快速截流,3~4ms内切除故障,三相电流持续时间不超过6ms。
(2)限流性。截流值控制在最大短路冲击电流的15%-20%,大大提高了系统和电力设备的动稳定余度。同时由于I2t大大降低,使热稳定余度提高200倍以上,降低了设备投资费用,延长了设备使用寿命。
(3)分断能力强。目前投入使用的FUR的开断电流可达160KA,高能氧化锌压敏电阻吸能容量可大于1000KJ。
(4)可靠性。由于FU的熔断是由其物理特性决定,不存在拒动和误动现象,大大提高了设备的安全可靠性。
(5)选择性。通过选择适合的FU 的额定电流为,保证与高厂变继电保护配合。以满足FUR 的动作选择性要求。
3. FUR组合保护装置应用于水电站电气设备保护的必要性
故障时短路电流对电源设备的破坏主要来源于所产生的电动力效应、热效应、电弧效应。对于水电站中常用的高压断路器,对其要求是既能切断正常负荷,又能在发生短路故障时排除短路故障,起着控制和保护的双重作用。
若使用断路器保护存在着以下问题:
(1)短路电流中的非周期分量很大,当发电机端口发生故障时,此时的短路电流由发电机提供,由于发电机的X/R(X为发电机同步电抗,R为发电机定子回路总电阻)较大,因此故障发生时短路电流的衰减时间常数较大,造成几个周波内电流不能过零点,开断时间较长,通常需要几个周波,如此长时间对某些电器设备已起不到应有的保护作用,由于短路电流的峰值已经几次冲击发电机、断路器和变压器,对发电机和断路器都有很大的电动力和热效应破坏。所以断路器保护方式不是十分有效的。
(2)若短路故障发生在变压器进线端,由于断路器不能快速切断短路电流,长时间的短路电流产生的电弧能量有可能使变压器炸裂。
(3)断路器是按开断短路电流进行选择的,设备、线路及断路器本身就必须设计有足够的热稳定、动稳定裕度,以至断路器的体积过大、造价过高。
由此可见,断路器即使能在几个周波内开断短路电流,但短路网络已经通过了短路电流的峰值,已经造成了对系统网络的破坏,不能从根本上起到保护的作用,为了克服断路器方案存在的问题,目前已经越来越多地采用高压限流熔断器组合保护装置。
4.什么电气设备适合采用FUR组合保护装置?
4.1厂用变压器。厂用变压器高压套管附近发生短路时,由于短路电流可高达上百千安,无法选到合适的断路器。对于水电站来说,厂用电率不足1%,这一短路电流高达厂用变压器额定电流的上千倍,这将使厂用变压器遭到严重损坏甚至发生爆炸。在厂用变压器高压侧加装FUR 后,厂用变压器得到有效保护,避免因内部故障而发生爆炸事故;厂用分支短路,对于主变压器是穿越性故障。FUR的快速动作,使最大短路冲击电流降低3-6倍,可避免主变压器因线圈变形而遭到损坏; FUR快速切除厂用分支故障,可避免发电机长时间多次遭到强大的短路电流的冲击。
4.2 励磁变压器。励磁变压器内部故障时,短路电流将达到额定电流的一千倍以上,要靠发电机灭磁切除故障,短路电流持续时间长,不可避免地要造成励磁变压器的严重损坏甚至爆炸。励磁变低压侧整流桥故障时,由于切除故障时间过长,将会扩大设备损坏程度,大大延长机组修复时间。在励磁变压器高压侧加装FUR后,有效地保护励磁变压器,避免因内部故障而发生爆炸事故;励磁变压器分支短路时,可由FUR快速切除故障,使最大短路冲击电流降低3-6倍,避免主变压器因线圈变形而损坏;整流桥故障,可在20-40ms快速切除故障,减少事故损失,缩短事故停机时间.?可避免励磁变压器故障造成的发电机长时间多次遭受大电流的冲击。
5. FUR组合保护装置的参数选择
5.1熔断器参数的选择。熔断器FU参数选择的原则是,除短路故障以外任何情况下不得动作,在短路故障时尽快地限制并切除短路电流。熔断器额定电流In的选择如下:
(1)按厂变高压侧额定电流选择FU的额定电流。根据IEC规范要求而推荐使用的组合曲线,熔断器额定电流In大于变压器IN的百分之四十,即In≥1.4IN,这样就可以保证变压器在短时允许过载的情况下熔断器不误动作。
(2)按厂变励磁涌流选择FU的额定电流。国家标准规定变压器突然合闸的励磁涌流为满截电流的10-12倍,允许持续时间为0.1秒,因此必须保证熔断器通过12倍变压器满截电流持续0.1秒并连续冲击100次无老化现象,还需预留25 %的裕度,也就是说熔断器的安秒特性曲线应位于变压器过载特性曲线右侧25 %左右。然后查FU电流-时间关系曲线,在0.1s时的熔断电流能否够躲过配电变T励磁涌流。
(3)按保护动作选择性要求进行校验。对应厂变高压侧(电源侧)发生三相短路时,系统设备提供的最大短路电流,查对应额定电流Ie时FU 的电流-时间关系曲线,得出对应的熔断时间。由于厂变低压侧真空断路器的分闸动作时间为80 ms,由此判断,当厂变低压侧发生短路时,FU 熔断是否先于真空断路器分闸,若先于真空断路器分闸,表明当FU 的额定电流为某值时与厂变继电保护配合不恰当。因此,为保证FUR 动作的选择性,FU 的额定电流应选高一档额定电流,直至满足FUR 的动作选择性要求。
(4)按FU 限流特性进行校验。根据在厂变高压侧发生三相短路时最大的短路电流,查初选某额定电流时FU 的预期电流有效值-截断电流峰值曲线图,得到电流为截断电流峰值和熔断时间。从而判断是否满足FUR 动选择性要求。
5.2氧化锌电阻参数的选择
高能氧化锌非线性电阻FR的选择原则是: 其残压值应当将熔断器开断时产生的操作过电压限制在2.5 倍相电压以内,即U=2.5Ue/,并保证正常工作时氧化锌电阻不会误击穿,同时必须有足够的能力吸收对应截止电流衰减到零时系统中的磁场能量,并保证一定的能量裕度。
6.结束语
实践证明,FUR组合保护装置配合断路器或负荷开关,在中小水电站中得到了广泛应用,呈现出了在可靠性、选择性、快速性、安全性等方面的优越性。
参考文献:
[1]穆建军,FUR组合保护装置在江垭水电站厂用电系统中应用. 西北水力发电.2005.8
[2]方军旗,向敏鑫.FUR组合保护装置在13.8KV系统中的应用探讨.水电站机电技术. 2012.2月
[3]周旭辉,吴波,FUR组合保护装置在紫坪铺电站的应用.四川水利发电. 2008.8
[4]郑金榜, FUR在周宁水电站的应用.中国农村水利水电.2003.7
[5]刘云波,高能氧化锌电阻及双断口磁场断路器在灭磁系统中的应用.水利水电快报2005.11月
电阻器范文5
启动电阻是指在一个具有启动一个系统或者是部分功能系统的电路中,电路电流或者信号通过它将系统启动,此电阻就叫启动电阻。启动电阻是在电路中根据它所起的作用来命名的,在实际的电阻中并没有这种电阻存在。
电路位置:通常一端接电源的正极,另一端接开关管的基极。
作用:接通电源瞬间,电路尚未起振时,给开关管基极提供一个偏流,使开关管集电极与开关变压器初级线圈流过一定量的电流,通过变压器感应,反馈线圈中产生了一个感应电压,又反馈给开关管基极,使电路进入自激振荡。
(来源:文章屋网 )
电阻器范文6
在完成《电阻的串并联》教学之后,笔者根据课前征集的学生提出的问题(注:新课程要注意联系学生的实际,征集问题有助于培养学生提出问题的能力。)和设计图(注:电路设计有助于培养学生的创新精神和综合运用知识的能力。),组织了一堂探讨电阻箱内电阻器的连接情况的专题课。
1 讨论
(1)不同档位上的电阻器是串联还是并联?(注:将一个复杂的问题分解为几个比较简单的问题,可使复杂的问题更加具体、明确且容易处理。)
(2)讨论同一档位上的电阻器是串联还是并联后,引导学生画×1档上的电阻器的连接图。(注:渗透从简单到复杂的研究方法,即先研究简单的问题,然后再逐步过渡到复杂的问题。具体地讲,先画×1档只能提供2~3个阻值的电阻器的电路图。)
(3)针对绝大部分同学认为同一档位上的电阻器只能是并联而启发学生对照滑动变阻器的结构和变阻的原理,想一想同一档位上的电阻器串联行不行?将环绕在瓷筒上的电阻线视为由许许多多一环环的小电阻串联而成的大电阻。这样,通过移动滑片改变电阻线连入电路中的长度来改变连入电路中的电阻就相当于通过改变接入电路中的小电阻的个数来改变接入电路中的电阻。这种做法旨在培养学生思维的灵活性和掌握渗透类比的研究方法。
(4)在部分学生设计出×1档内的电阻器的串联图后组织学生讨论串并联的优缺点。
(5)学生阅读《中学百科全书》物理卷 P112电阻箱一节,讨论刷形开关的工作原理以及电阻器的连接方式的好处。这种做法旨在培养学生的看图能力并掌握渗透技术创新的方法。
(6)书中电阻箱内一共有多少个电阻器?能否在不减小电阻值的变化范围的前提下减少电阻器的个数呢?引导学生讨论如图1所示的插头式电阻箱的原理,并思考其功能与如图2所示的电阻箱的×1档的功能是否相同及优缺点。
(7)若分别用阻值为8Ω、4Ω、2Ω和1Ω的4个电阻取代图1中从左到右的4个电阻,则图示电阻箱的阻值的变化范围为多少?阻值能否从0 逐一增大到15Ω呢?引导学生回顾二进制,写出几个数字的二进制表达式,并与上图对应起来。启发学生对照十进制刷形开关式电阻箱的面板图画出二进制刷形开关式电阻箱的面板图,并进而设计出二进制电阻箱。(注:注意培养学生综合运用知识的能力与创新思维,注意引导学生领会感受数学在科学技术创新中的作用。)