电压表设计论文篇1

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

电压表设计论文篇2

笔者认为，本题提供的参考答案存在不足之处。在测电功率的电路中，滑动变阻器的首要作用是保护整个电路，避免电流表、小灯泡、电压表等器件的损坏。所以，在开关闭合前，滑动变阻器连入的阻值都要最大，这已成了初中电学实验设计很重要的一步；第二作用是滑动变阻器移动滑片，调节电流或电压，直至灯泡正常发光。由于题目中没有告诉灯泡电阻RL和滑动变阻器最大阻值R的大小和关系，开关闭合前滑动变阻器又处于最大阻值，如果RL小于R，根据串联电路中电压的分配跟电阻成正比，则滑动变阻器两端电压在开关刚闭合时会超过3V，就将会使并联在滑动变阻器两端的电压表再次损坏。可见，上面的实验方案是不完善的。因为它没有考虑到电压表再次损坏的可能性。

在此，作如下讨论，并给出正确解决方案：（设灯泡电阻为RL，滑动变阻器最大阻值为R）

1．当R≤RL时，由串联电路中电压的分配跟电阻成正比可知，滑动变阻器两端的电压不会超过3V，在电压表0~3V挡范围内，则不会损坏电压表。在设计实验方案时电压表直接与滑动变阻器并联即可。本题一些辅导资料提供的参考答案正是适合这一种情况。

2．当R＞RL时，由串联电路中电压的分配跟电阻成正比可知，在开关闭合时滑动变阻器两端的电压超过3V，为了避免电压表0~3V挡烧坏，可设计如下实验步骤：（a）按如图2连接电路，开关闭合前，滑动变阻器滑片P放在最右端。闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡逐渐变亮，直至电压表读数刚好为3V；（b）此时断开开关，将电压表改接到滑动变阻器两端，如图3所示，再继续向左调节滑片P，直到电压表示数为2.2V为止，记录此时电流表的示数I，此时小灯泡正常发光，额定功率P=3.8V×I。

电压表设计论文篇3

1.引言

二线制仪表，是将工业现场的检测信号，如温度、压力、速度、流量等参数，转换为4-20mA的电流信号，传送到远距离外的控制室，以便于对生产过程进行控制。由于电流信号对噪声不敏感，不易受寄生热电偶和温漂的影响，普通双绞线上可以传输几百米距离，利用250Ω取样电阻就可以将4-20mA电流信号变为1-5V的电压信号，不受传输线的电阻影响。同时，二线制仪表符合本安防爆的要求，即24V/20mA的电流通断不足以引燃瓦斯爆炸，所以在化工、煤矿、石油天然气等领域的应用越来越广泛。同时二线制变送器具有布线简单的特点。

由于二线制仪表，本身由电流环路供电，所以电流环仅能提供4mA以下的电流为仪表供电，所以对仪表的功耗提出苛刻要求，不能采用常规的方法进行电路设计，为设计人员带来了困难，如何能设计出高性能、高精度的二线制智能仪表，是目前国内许多厂家迫切需要解决的问题。

本文对二线制仪表通用的电源设计和电流环电路设计，进行了详尽的理论分析，结合多年的工业现场的实际应用，提供了简洁实用的应用电路，采用此电路设计生产的二线制超声波物位计，经多家工业现场实际验证，性能稳定，产品输出电流精度满足设计要求。

2.二线制变送器系统方框图

如图1所示，4-20mA电流环路输入的24V电压，经过电源单元转换为5V精密电源，为整个系统供电。主控单元控制超声波的发射和回波信号处理，然后将处理的测量数据，通过D/A和V/I转换单元，输出4-20mA电流，接收端通过负载电阻（250欧姆）取出电压信号，同时与电流环24V电源地相连构成回路。

图1 二线制超声波测量系统框图

3.二线制变送器电源设计理论分析

二线制仪表的原理是利用了4-20mA信号为自身提供电能。如果仪表自身耗电大于4mA，那么将不可能输出下限4mA值。因此一般要求二线制仪表自身耗电（包括传感器在内的全部电路）小于4mA。

（1）电压条件：在仪表电流环路中，一般取样电阻R=250Ω。当电流I=4-20mA变化时，取样电压为U=1-5V之间变化。考虑到可能会串接其他仪表，以及传输电缆的阻抗，线路阻抗R的最大值可取350Ω，因此在20mA时，仪表两端电压为（24V-20mA×350Ω）=17V.4mA时，仪表两端电压为（24V-4mA×350Ω）=22.6V，所以仪表的工作电压不能大于17V。

（2）电流条件：仪表中总功耗电流要小于4mA。

（3）功率条件：

20mA时，电流环提供的功率最大：

P=20mA×17V=340mW。

4mA时，电流环提供的功率最小：

P=4mA×22.6V=90.4mW。

所以仪表消耗的功率理论上不能大于90.4mw。

4.变送器电源单元设计

电路设计的关键是降低电源电压转换的功耗，转换效率要高，静态电流要小。

将电流环仪表两端的17V-22.6V电压，降压处理，有两种方法。

第一种是直接采用线性稳压芯片，将输入电压稳压到5V，这样会造成稳压芯片本身功耗太大，无法满足其它电路的功率要求。

第二是采用开关型DC/DC芯片，又称为BUCK降压开关电源，电源效率一般高于85%以上，但开关型电源芯片是利用储能电感储能，输出的5V电压是脉动的，电压纹波噪声不能满足D/A及CPU控制芯片的要求。

综合考虑，本电路设计采用“开关型DC/DC芯片+LDO线性稳压器”方式，即利用开关型DC/DC芯片，将电流环提供的高电压降低，然后利用低压差线性稳压器来提高仪表电源的纹波抑制比。同时选择的芯片器件要少，减少能量损耗；

设计电路如图2所示：

图2 电源模块电路图

图2中，L1为储能电感33μH，D1续流二极管，FB=1.25V。开关型降压DC/DC芯片为MAX1776，是MAXIM公司的新型低功耗芯片，静态电流为15uA电压转换效率为95%以上，输入电压范围：Vin=4.5V～24V，输出电压可以通过电阻R1和R2进行调节，输出电压可在1.25V～Vin之间变化。

Vout=1.25×（1+R1/R2）

本设计中，MAX1776输出电压为7V，按电源效率95%计算，可用功率=90.4mw×95%=85.8mW。

低压差线性稳压器，选择为MAX603，是MAXIM公司的超低功耗器件，静态电流15uA。MAX603输入电压范围是2.7V-11.5V，将引脚SET接地时，典型的输出电压为5V，输出电流200mA时，典型压差0.5V，为保证稳压电路可靠工作，考虑脉动成分，所以设定MAX1776输出电压为7V。

5.4-20mA电流环电路设计

4-20mA电流环输出信号，是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度。

本部分电路由D/A和V/I变换部分组成，D/A部分选用美国德州仪器公司的具有串行接口的模数转换芯片TLC5615，它是超低功耗（1.75mW MAX）10位数据、3线串行接口，5V单电源工作，输出电压范围是基准电压的两倍，1.2MHZ更新速率的高精度D/A转换芯片；

V/I变换部分采用MAX409A芯片，是美国MAXIM公司的单电源、微功耗精密单运放，是现今唯一能以1.2μA供电电流工作的运算放大器。MAX409A主要参数：单电源供电2.5V-10V，增益带宽积150，稳定增益10，工作时静态电流1.2μA。

电流环输出模块原理图如图3所示：

图3 4-20mA电流输出电路

工作流程如下，主控CPU芯片将超声波测量单元，测得的二进制数据，通过D/A变换为0.5V～2.5V直流电压值，分别代表量程0和满量程，然后通过V/I变换电路实现4-20mA电流信号输出。

V/I变换原理：设定TLC5615输出电压为V，R3与R5的节点电压为V1，根据运放虚短原理及输入阻抗为无穷大，MAX409A的输入端电压为零电位，有，由于V1=-I×R5当R2=200KΩ，R5=50Ω，，通过调整R3阻值（80KΩ），将0.5V-2.5V输出电压转换成4-20mA电流输出；

经产品测试，采用此电路的超声波物位计的测量精度达到0.2%。

6.结论

二线制仪表的设计，是工业设计的一大难题，本文通过对二线制仪表的理论分析，提供了实用的电源设计方案，以及电流环的应用电路，通过采用超低功耗新型芯片，电路简洁，器件少，极大地降低了功耗，为整个系统的稳定工作和优化设计，提供了保证。采用此电路的二线制超声波物位计，经过工业现场实际应用，性能稳定，精度达到国际先进水平。

参考文献

[1]赵海鸣，英勇，王纪婵.一种高精度超声测距系统的研制[J].矿业研究与开发，2006（3）：62-65.

[2]王利军，田亮.二线制4-20mA仪表的电源设计[J].电力科学与工程，2010，26（5）：47-50.

电压表设计论文篇4

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0031-01

电力网电能损耗是国家考核电力部门的一项重要经济技术指标，也是电力系统设计水平，生产技术水平和经营管理水平的综合反映，所以采用和推广新技术，强化线损管理，降低电网损耗，对}了节能和提高电力企业经济效益具有非常重要的意义。

一.线损的概述

（一）概述

线损，那在电能量的输，变，配过程中所秘珠电量损耗，通常由技术线损和管理线损两部分组成。其中，当发电机发出的电能输送到用户时，必须经过输，变，配电设备，由于这些设备都存在着阻抗，因此电能通过时，就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围介质中，这个电能损耗称为技术线损电量。

（二）线损的有关计算公式与相关概念

在电网实际运行中，以上所提及的技术线损电量和管理线损电量共同被称为统计线损电量，通常由电能表计量统计出的供电量和售电量之差计算所得，相应的线损率称为统计线损率，统称统计线损。

（三）理论线损的概念

理论线损分析是对输，变，配过程中的实际损耗通过科学的数据模型和海量基础档案数据进行计算，得到尽量铁理论值，对统计线损值进行考核，就像考题的准确答案，有了对比，统计线损才具有真正的参考价值。

二.线损的构成

（一）线损包括固定损耗，可变损耗和其他损耗，固定损耗一般不随负荷变动而变化，只要设备带有电压，就要消耗电能，就有损耗，主要与外加电压高低有密切关系

固定损耗主要包括变压器及调相机，调压器，消弧线圈，互感器，电抗器等设备的铁损及绝缘子的介质损耗，电缆和电容器的介质损耗，电能表电压线圈损耗，电晕损耗等。

（二）可变损耗随负荷电流的变动而变化，与电流的平方成正比

电流越大，损耗越大，主要包括变压器的铜损，输，配电线路的铜损，调相机，调压器，电抗器，互感器，消弧线圈等设备的铜损，电能表电流线圈损耗，接户线铜损。

三.线损产生的原因

（一）线损产生的原因

在电力输配中，从发电机到线路，变压器，无功设备，调相及调压设备，绝缘介质，测量，计量设备，保护装置等输要消耗电能。此外，还有不明损失如窃电，漏电，表计误差，抄表影响等。针对以上产生线损率的原因，结合多年来线损管理的经验，降低线损应从技术和管理两方面入手。

（二）电能损耗可分为固定损失，变动损失，其它损失

（1）固定损失也叫空载损失（铁损）或基本损失，包括变压器，调相机，调压器，电抗器，消弧线等设备的铁损及绝缘子的人，电晕损失，电容器和电缆的介质损失，电能表电压线圈的损失等。（2）变动损失也称可变损失或短路损失（铜损）。主要包括变压器，调相机，调压器，电抗器，消弧线圈等设备的铜损，电能表电流线圈损耗，接户线铜损。

四.线损产生的原因

（一）线损产生的原因。在电力输配中，从发电机到线路，变压器，无功设备，调相及调压设备，绝缘介质，测量，计量设备，保护装置等输送要消耗电能，此外，还有不明损失如窃电，漏电，表计误差，抄表影响等

针对以上产生线损率的原因，结合多年来线损管理的经验，降低线损应从技术和管理两方面入手。

（二）电能损耗可分为固定损失，变动损失，其它损失

（1）固定损失也叫空载损失或基本损失。主要包括变压器，调相机，调压器，电抗器，消弧线圈等设备的铁损及绝缘子的损失，电晕损失，电容器和电缆的介质损失，电能表电压线圈的损失等。（2）变动损失也称可变损失或短路损失（铜损）。主要包括变压器，调相机，调压器，电抗器，消弧线圈等设备的铜损，输，配电线路和接户线的铜损，电能表电流线圈的铜损。（3）其它损失是指在电能的输，变，配，用过程中的一些不明因素和偷，漏，丢，送等损失，习惯称为不明损失或管理损失。

（三）其它损耗是指由于管理工作不善，规章制度不健全或执行不力，以及其他不明因素在供用电过程中的跑，冒，漏等造成的损耗，也称为管理线损或不明损耗，主要包括计量装置本身的综合误差，计量装置故障，营业工作中的漏抄，漏计，错算及倍率差错等

客户的违章用电，窃电，供售电量抄表时间不同期，统计线损与理论线损计算的方法不一致，以及理论计算的误差等。

（四）供电企业线损各类分为统计线损，技术线损和管理线损

统计线损是根据电能表的读数计算出来的，即供电量和售电量二者的差值，理论线损是根据供电设备的参数和电力网当时的运行负荷情况计算得出的理想值。

四，降低技术线损的措施

（1）加强高耗变压器的更新和改造工作，选择节能型配电变压器，并合理选择容量，确保变压器的经济运行。

（2）合理选择电源点。

（3）合理选择导线截面。

（4）提高功率因数，提高自然功率因数，用无功补偿的方法提高功率因数。

（5）加强输配电线路及低压线路的改造工作，减少线路损失。

五.管理对策

（一）健全线损管理体系

线损工作是全员，全过程，全方位的工作，强化线损管理首先要从强化领导体系入手，并定期召开线损分析例会，重点问题重点分析，专项议题随时讨论，使信息反馈及时，准确，分析研究渠道畅通。

（二）加强线损理论计算和分析

通过线损理论计算和实际分析线损率的波动情况，及时查找管理方面存在的问题，以及电网结构布局的薄弱环节和不合理之处，制定具体措施。

（三）针对以上分析出的这些管理漏洞，应采取以下具体措施

（1）完善管理制度，大力开展普查，查处声音用电和窃电现象，可根据不同用户和不同用电性质的负荷采用高，低压计量箱，加强计量点的管理。（2）更换零值，破损的瓷瓶，清扫污秽瓷瓶，适当处理线路通道规定范围内的树木，提高线路绝缘水平。（3）严格防止和及时纠正电量，电费抄，核，收工作中“估，漏，送”现象，健全用电管理制度，加强营业管理，规范用电市场。

结束语

降损节电是复杂而艰巨的工作，既要从微观抓好各个环节具体的降损措施，又要从宏观上加强管理，进一步搞好电网规划设计和电网改造工作，使网络布局趋于合理，运行处于经济状态，加强计量管理，积极落实有关规程，电网的经济运行是降低供电成本的有效途径.

参考文献

电压表设计论文篇5

1.引言

“十二五”规划期间，我国电力建设进入蓬勃发展时期，分布式能源接入电网，电网管理实现智能化。线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的技术损耗和计量误差、透漏电等造成的管理损耗。线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，能指导电网的设计、规划、生产和管理，如何才能有效的降低线损成为电力工作者的重点研究内容[1-4]。线损四分管理即对配电网进行分压、分台区、分区、分线管理，如图1所示。用电信息采集系统是利用先进的数字通信网络对电能进信息采集分析。

图1 线损四分管理示意图

基于国内外研究现状，胡江溢等人基于用电信息采集系统的结构，分析了其建设现状并研究了通信技术、智能费控、安全保护等技术要点，对智能电网中采集系统的发展指明了方向[1]；朱彬若等基于时间属性和物理属性对采集系统主站数据进行研究，并对系统结构进行了优化，提高了系统的处理能力[2]；孙毅等提出了一种WSN非均匀分簇算法，对线路节点位置的能量进行分析，延长了网络生存时间，负载平衡度良好[3]。本文建立了用电信息采集系统，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对比其理论线损量和统计线损量；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。

2.电网线损计量管理

线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的可变损耗、固定损耗和管理损耗[4]。线损等于供电量减去售电量，固定损耗主要有变压器铁损、计量表线圈损耗、电晕损耗、介质损耗等；可变损耗有导线损耗和变压器铜损；管理损耗包括用户窃电损失、计量表误差、抄表误差、漏电损耗等[4-5]。可变损耗和固定损耗成为理论线损，管理损耗为管理线损，理论线损和管理线损构成统计线损[6]。

随着计算机技术的发展，用电信息采集系统在线计算线损得到了广泛应用，本文计算线损主要基于均方根电流法，理论线损由式（1）获得[7]：

（1）

式中，L为电路支路个数；m为公变总数；Ii为第i个电路电流；Ip，i为第i个配变分得的均方根电流；Ie，i为第i个配变分得的空载电流；Pk，i为第i个配变的短路损耗；Pe，i为第i个配变的空载损耗。用电信息采集系统四分线损管理流程图如图2所示。

图2 用电信息采集系统四分线损管理流程图

图3 采集系统主站系统框架图

3.用电信息采集系统应用

3.1 系统架构

信息采集系统由主站、网络、终端三部分组成，实现对用电信息的采集、分析、处理、应用等工作，其系统主站框架图见图3[6]。由图3可知，采集系统主站采用J2EE架构，具有认证、数据库、采集、应用、Web、接口等服务器。数据库服务器最为重要，其采用双机控制，数据时刻进行备份，保证系统的安全可靠性。

3.2 理论线损计算

利用用电信息采集系统中的网损理论计算软件，对某电力公司的代表日线损进行研究，在该日系统潮流分布正常，无检修进行。计算10kV配电网的线损和变压器损耗，400V低压台区的线损和计量表损耗。该配电网有10kV线路67条，变压器容量583.7MVA，线路全长378.04km，公用变压器容量128.4MVA，专用变压器容量455.3MVA。400V低压网络共有232个，有功用电630.3MWh，三相电表5140块，单相电表24650块，电表损耗估计值1.164MWh。经采集系统计算，10kV配电网的损耗为0.779%，400V低压网的损耗为2.911%，总损耗电量48.8MWh，综合网损率1.248%。该配电网线损计算结果见表1所示。基于信息采集系统将理论计算值与实际统计值进行分析对比，对比情况见表2所示。

表2 理论线损与统计线损对比

指标 理论线损率（%） 统计线损率（%）

10kV配电网 0.779 0.36

400V低压网 0.469 0.541

其它元件 0 0

配电网损 1.248 0.901

理论计算值与实际统计值相差0.349个百分点，但是由于空载和备用设备并未参加理论计算，且理论值是代表日工况下的，与实际值有一定偏差，计算值属于正常范围。

3.3 降损分析

由前文可知，网损主要有线路损耗、变压器损耗、电力元件损耗等，其中线路损耗在低压配电网中占很大比例。因此提出以下几点降损措施：

（1）在保证可靠性的前提下，将配电网低压台区的平衡能力提高，根据供电范围优化布局，合理配置变压器等电力元件，尽可能的缩短输电距离降低线路损失。

（2）单相感应式电表的功耗在1.25W左右，而电子式的功耗仅为0.45W左右。输电网中有数以万计的单相电表，因此在设备改造时应将感应式电表换成电子式电表。

（3）将线路末端的电压及功率因数尽可能提高，尽可能使得变压器三相负荷处于平衡。合理布置变压器数量，降低空载损耗，做好客户端的无功补偿工作。

（4）针对线损率制定线损四分管理办法，对每月、每周、每天的线损率进行统计分析，排除故障，保证计量的准确性。

4.结语

线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，可以指导电网的设计、规划、生产和管理。本文建立了用电信息采集系统模型，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对其进行理论线损量计算，基于采集系统的同进线损量，进行对比分析；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。

参考文献

[1]胡江溢，祝恩国，杜新纲等.用电信息采集系统应用现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2014，02：131-135.

[2]朱彬若，杜卫华，李蕊.电力用户用电信息采集系统数据分析与处理技术[J].华东电力，2011，10：1682-1686.

[3]孙毅，卢可，唐良瑞.面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法[J].电力系统保护与控制，2013，10：52-61.

[4]李超英.基于电网智能化的中低压线损管理研究[D].天津：天津大学，2012：3-6.

[5]张敏.基于用电信息采集系统的台区线损管理研究[D].保定：华北电力大学，2012：12-15.

电压表设计论文篇6

纵观近几年高考中的电阻测量设计性实验题目，立意新颖、灵活多变。为了应对这种实验，总结了不少方法，如“伏伏法”、“安安法”，名目繁多，不一而足。其实不论题目多么新颖，不论怎么变化，须知万变不离其宗，这个“宗”就是实验原理。原理是实验的总纲、灵魂，设计性实验也概莫能外。高考理科综合能力测试《考试大纲》对设计性实验题目的考查有具体明确的要求：“能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”。设计性实验考题都是根据现行教学大纲和考试大纲，立足于课本，在已学实验（包括学生分组实验、演示实验及课后小实验）的基础上演变而来的，是建立在对所学实验原理的深入理解的基础上的。具体到电阻的测量，其实验原理最主要的应是两个，一是部分电路欧姆定律（即所谓伏安法），二是闭合电路欧姆定律，兹分述于后：

⑴伏安法。设待测电阻阻值为Rx．若测得Rx两端的电压为U，通过Rx的电流为I，则由其定义可得Rx＝U/I。此处应注意“测”的含义，例如，电压U既可用电压表直接测得，也可由其他方式算出即间接测得。电流亦然。

⑵闭合电路欧姆定律。将待测电阻Rx做为某一电源的外电路或外电路的一部分，利用闭合电路欧姆定律测量，这当然也是间接测得的。

电压表设计论文篇7

1.引言

400Hz中频逆变器在雷达、船舰、导弹、飞机、通信、车辆等工业领域中有着非常广泛的应用，但由于功率器件开关频率的限制，使得相比于常规的工频50Hz/60Hz逆变器，400Hz中频逆变器的输出交流电压谐波含量更大，动态响应速度更慢，通过优化控制参数以达到输出要求是一种很好的解决途径。

在逆变器的众多控制策略中，内环电容电流反馈双环控制以其优异的性能，受到了各国研究者的青睐。它由一个响应速度很快的电容电流内环和一个响应速度相对较慢的电压外环组成。本文依据常用的单相全桥逆变器拓扑结构，借助频域分析方法和等效输出阻抗这一参数[1]，对上述双环控制PI调节器进行了优化设计，并进行了仿真研究。

2.电压外环电容电流内环控制器设计

本文主要进行的是控制参数研究，研究使用的拓扑结构为单相全桥逆变器，采用外环电压和内环电容电流反馈（等价于电感电流反馈+负载电流反馈） [1-3]控制策略的结构图及其控制框图如图1所示。

图1 内环电容电流反馈结构图及其控制框图

表1 单相逆变器模型的参数

参数 取值

额定容量 S=2KVA

LC滤波电感 L=0.21115mH

LC滤波电容 C=4.7984uF

直流电压源 Vdc=400V

开关频率 fs=50KHz

输出电压 Vo=115rms

输出电压基波频率 f=400Hz

PWM调制器 VM =4

图1中，Gv（s） 和Gi（s）分别表示电压环PI调节器、电流环PI调节器，1/VT表示PWM调制等效增益。设定该拓扑结构的参数如表1所示，采用单极倍频SPWM调制方法，其中LC滤波器参数的设计依据为文献[4]。

为简化起见，这里的阻抗Zo采用纯阻性负载，根据计算可以算得满载时的阻性负载Zo6.6125W。

2.1 电流内环PI调节器的设计

在本论文中，主要还是借助频域分析的方法来完成PI调节器的设计。电流内环闭环传递函数为：

（1）

给定电流环的截止频率为wc=2p?20K（rad/s），相角裕量设定为45°，根据下面的计算公式可以计算电流调节器Gi参数：

（2）

由式（2）计算可得到电流调节器Gi参数为：

（3）

由式（3），可以得出补偿后电流内环闭环传递函数在不同负载情况下的频域伯德图，如下图2所示。

图2电流内环闭环传递函数伯德图

图2表明，无论负载为满载还是空载，补偿后的电流内环闭环在低频段的增益非常接近于1，说明电流输出对参考电流有很好的跟踪能力。

2.2 电压外环PI调节器的设计

电流内环的闭环传递函数Hi_c（s）确定后，由图1可得电压环开环传递函数：

（4）

给定电压外环的截止频率为2π×5K（rad/s），相角裕量52°，计算可得电压外环的PI调节器参数为

（5）

由式（4）、 （5）可计算得出闭环传递函数，其伯德图如图3所示。

图3电压外环闭环传递函数伯德图

图3表明，闭环传递函数的幅频特性都比较良好。

2.3仿真结果

根据以上的理论分析，用MATLAB/simulink仿真软件进行仿真分析，其中的逆变器模型参数如表1所示，调制方式为单极倍频SPWM调制得到仿真结果如图4所示。

（a） （b）

图4（a） 输出电压、负载电流 （b） 输出电压、参考电压

从图4的仿真波形可以看出，阻性满载时，输出电压能够很好的跟踪参考电压，输出电压和输出电流都有较好的波形。

3.结论

本文主要借助等效输出阻抗这一概念，针对电压外环电容电流内环反馈控制策略进行了控制参数设计，仿真结果表明，参数设计结果证明了设计结果能够得到良好的使用性能。

参考文献：

[1]P C Loh，M J Newman，D N Zmood，and D G Holmes. A comparative analysis of multi-loop voltage regulation strategies for single and three-phase UPS systems[J].IEEE Trans.Power Electron.，2003，18（5）：1176-1185.

[2]N M Adbel-Rahim and JE Quaicos.Analysis and design of a multiple feedback loop control strategy for single-phase voltage source UPS inverters[J].IEEE Trans.Power Electron.，1996，11（4）：532-541.

[3]A Roshan，R Burgos，A C Baisden，F Wang，D.Boroyevich.A D-Q frame controller for a full-bridge single-phase inverter used in small distributed power generation systems[C].in Proc.IEEE Appl.Power Elec-tron.Conf.，2007.

电压表设计论文篇8

 

10、6 kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计，是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作，其规范性和技术性都很强，许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程，又要满足当地供电部门的具体要求，否则会出现种种问题，影响设计质量和工程进度。为了做好变配电所的设计，现将本人在我院变配电所设计图纸时发现各种问题中的一部分整理出来，进行简要的分析，与大家相互交流，以便共同提高。

1.对土建的要求在GB50053－94《10kV及以下变电所设计规范》中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求，在执行中我们还存在不少具体问题，现仅列举以下几例略加分析，今后设计时应予以重视。

1）牱阑鹛糸埽撼导涓缴璞涞缢选用油浸电力变压器时，有的未在变压器室大门的上方设置防火挑檐。在工程建设标准强制性条文GB50053－94的第6.1.8条，规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时，其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。

2）牥踩出口：有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053－94第6.2.6条的规定，规范要求“长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端”。

3）犃焊撸河械纳杓圃诳悸鞘夷诰桓呤蔽醇萍傲旱母叨取S捎诒渑涞缢的跨度较大，有时梁的高度可达800mm左右，故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。

4）犞蛋嗍遥河械纳杓平值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053－94的第4.1.6条规定，该条规定“有人值班的配电所，应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”

5）牭缋鹿担河械谋涞缢内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟，两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整，宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。

2. 推荐选用D，yn11结线变压器最近十年，在TN系统中采用D，yn11结线组别的变压器已很普遍，但还有不少工程仍选用Y，ynO结线组别的变压器，其原因主要是不清楚前者的优点。论文格式，存在问题。在GB50052－95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定：“在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用D，yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由，主要基于D，yn11结线比Y，ynO结线的变压器具有以下优点：

1）有利于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成形条件下，可在原边形成环流，有利于抑制高次谐波电流，保证供电波形的质量。

2）有利于单位相接地短路故障的切除。因D，yn11结线比Y，ynO结线的零序阻抗小得多，使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上，故有利于单相接地短路故障的切除。

3）能充分利用变压器的设备能力。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。Y，ynO结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25％熂鸊B50052－95第6.0.8条牐严重地限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分利用；而D，yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75％以上，甚至可达到相电流的100％，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。论文格式，存在问题。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中，推荐采用D，yn11结线组别的配电变压器。论文格式，存在问题。

3.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器，用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是，在选用低压断路器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但有的设计者却没有进行短路电流计算，所选短路器的极限短路分断能力不够，不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流，可按设计手册进行计算，但比较烦杂；也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流，比较简便。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线，可以较方便地求得任意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设，实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。论文格式，存在问题。

4.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路保护时，断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如：C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA，但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。论文格式，存在问题。这时可用两路办法来解决此问题，第一是改用短路分断能力高的塑壳断路器；第二是仍选用微型断路器，利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是，进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件：

1）先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。论文格式，存在问题。也就是说下级断器出口端短路时，下级未来得及切断短路电流，上一级先行切断了短路电流。论文格式，存在问题。

2）下级断路器虽不能切断短路电流，但下级断路器及其被保护的线路应能承受短路电流的通过。

3）越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。论文格式，存在问题。论文格式，存在问题。

4）上下级断路器宜采用同一系列的产品，其额定电流等级最好相差1～2级，或根据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。 由此表可见，C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合，不能与更大的NS400、N630及以上的断路器进行配合，更不能直接接在变压器低压侧框架式主开关后的母线低压屏上。

电压表设计论文篇9

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1、问题的引入

在比较大的工业厂区，占地规模是非常大的。总体规划中的电气设计主要考虑的是电源分布与供电线路敷设、走向等问题。其中电源设置的位置当然非常重要，而正因为线路较长考虑到经济性以及安全性等因素，高压或中压的电压等级被视为合理的远距离送电方式。

当然中压（10kV）供电半径远大于低压（400V）所能达到的范围，但并非厂区内所有的地方都能做到由中压电源覆盖。在大型厂矿中必然存在一些用电负荷并不很大，但远离最近处的变压器，其电源的供电半径超出了低压一般供电距离的情况。这时候采用何种方式供电更为合理其实并不能够简单的通过一两个因素判断。同样即便是在建筑物单体中、或者厂房内部，供电等级已经成为低压电压等级的时候，低压线路敷设的实际路径长度也不能够简单的认为是不存在问题的。

要做合理的设计必然需要全面透彻的比较与数据支持，这就是本文主要的目的，即讨论当采用低压供电的方式时线路设计应注意的几个关键性问题。

2、供电电压的选择

虽然要讨论的是低压供电的线路问题，但必须对各电压供电形式有所了解。当要为一个用电单元供电的时候，需要判断受电端与配电端的距离。或者说需要关注一定电压等级线路的送电能力。下表为中压、低压供电线路的送电能力。

表2-1

注：考虑到外界自然条件复杂、荷载种类多（如风荷载，积雪等）及其电流肌肤效应。架空线路采用钢芯铝绞线材质。

2.1、供电电压的确定

不论是供配电还是输变电，受电端都有一个需求的受电端电压，随着线路长度的增加，形成的线路阻抗升高，任何电压等级在线路上所消耗的电压就会升高，以至于当到达末端无法满足需求，那么输电配电的意义全无。那么在不同的电压等级下就存在着不同的供电半径的概念，所谓力所能及。

供电半径取决于以下两个因素的影响：

1） 电压等级（电压等级越高，供电半径相对较大）；

2） 用户终端密集度，即：电力负载越多，供电半径越小。

从表2-1供电半径的表格中显见，一般负荷不超过200kW的时候单体配电距离不宜超过350m。

2.2、线路电压损失计算（∆U%）

保证各类受电电压质量合格，电网允许的最大电压损失据《供用电规则》电压允许偏差：

表2-2

注：一般中低电压配电系统是动力电与照明电混合而成，因此低压用户的允许电压偏差应为+5%、-7%。

一般从配电端来看，负荷种类可以视为三相平衡负荷线路。三相平衡的线路电压降计算公式如下：

∆U%=∑PiLi/CS(2-1)

注：1、PiLi：各负荷的负荷矩（kW•m）；

2、C：功率因数为1时的计算系数（其值随电压等级、配电系统、线路导体介质不同而不同）；

3、S：线芯标称截面（mm2）。

根据公式（2-1），电压损失或者说被消耗在配电线路上的电压降∆U%与负荷的总容量，负荷距供电端距离的长度以及载流导体的截面积均有关系，其中还有一个常熟C，其值的确定又直接取决于配电系统所选用的电压等级，详见表2-3。

表2-3

线路上的电压损失与线路长度及其配电线路的截面、材质有关。不同的敷设条件选用的不同的载体决定了C值的同时亦决定了S截面积。

根据公式(2-1)所得到得电压降需满足表(2-2)的要求。

一般在设计手册中可以查表得到高压、中压、低压的各种敷设方式的电缆电线的电压损失情况。方便设计人员在对应的电压等级和敷设方式校验电压损失∆U%是否在满足要求的范围内。在低压供电系统中首先要考虑的因素∆U%。电压降问题，一个线路不论它的长度是一般正常的低压供电距离，还是显而易见的超出了常规的供电距离。设计人员必须做到对每条线路的电压降心中有数。

当然，∆U%概念可以算作配电设计中的一个最为基本的概念。也会有很多设计人员会想，既然计算了线路上的电压降，如果电压降不满足要求放大电缆截面就可以降低线路上的电压损失，线路截面放大了只可能更为保险。基本上别的事情都可以按照一般设计概念完成就可以了。

显然不是，随着线路敷设，选择了满足电压降的线缆之后，线路的电阻电抗值随之变化，与之匹配的线路保护所用断路器参数也需要配合以保证能够对其后的线缆起到保护作用，那么在校验了电压降之后紧随而来的一个问题就是短路校验的问题。从而引出以下内容。

3、短路电流与线路敷设之间的关系

短路电流是电气设计中不论是低压配电系统设计还是中压、高压设计中必须要考虑的一个因素。当电气线路的短路故障发生时，为保证及时能够切断短路故障所在回路或者线路，设计人员必须校验该回路的断路器的动作灵敏度。也就是说当短路故障发生产生了短路故障点流Id，所选择的断路器的瞬时动作电流Isd必须要小于短路故障点流Id。

3.1三相短路接地故障

三相短路故障，即三相全部短路。低压供电中，此种短路最严重，因为会产生相当大的冲击电流。在220/380V网络三相短路电流位最大短路电流，如果该电流持续在系统中存在而不切除，会影响到其他的设备，同时也会造成火灾的可能。所以在断路器的校验过程中三相短路故障需要重点考虑。三相短路电流的计算公式如下：

(2-1)

注：1、 =380V，C:电压系数C=1.05(计算三相短路时) C=1 (计算单相短路时)， ;

2、 短路点总阻抗， （ 短路点总电阻； 短路点总电抗）

3、此处 与 均已标幺值算法将高压侧系统阻抗折算到低压400V侧进行叠加。

这里需要注意，在一般的低压用电单元，往往远离发电机，可采用无限大电源容量的网络短路计算方法。图（2-1）表示为系统，则等效电路可以简化为图（2-2）

图（2-1）

图（2-2）

(2-2)

(2-3)

图（2-3）

计算得到三相短路电流 即可得到两相短路电流 。在低压网络中同样满足 ，此点特性与高压、中压相同。

在选择断路器的时候，对断路器的短路保护的校验必须满足该回路短路电流不小于断路器的瞬时或短路延时动作电流整定值（ ）的1.3（低压短路器的送做灵敏系数 =1.3）倍，即：

（2-4）

正如前面所说的，系统中三相短路电流值相比较两相和单相短路电流来说是最大的也是对线路损坏最为严重的因素，那么是不是 取值为三相短路故障就可以了呢，其实正好相反，要保证线路故障切除必须满足最小值动作断路器的原则，也就说 顾名思义是指被保护线路短路最小值，必须以最小故障电流考虑，在低压系统中TN、TT系统为单相短路电流。为寻找 这时必须对单相短路故障进行计算。

注： =1.3参见GB50054中，4.2.3：低压电器为符合(JB1284-85)的低压断路器时,短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。

3.1单相短路接地故障

电压表设计论文篇10

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0121-01

一、萨南地区配电网有损线路线损构成

线损是电能在传输过程中所产生的有功、无功电能和电压损失的简称。电能从发电机输送到各方要经过各个输变电元件，而这些元件都存在一定的电阻和电抗，电流通过这些元件时就会造成一定的损失;电能在电磁交换过程中需要一定的励磁功率也会形成损失;另外，还有设备满泄漏、计量设备误差和管理等因素造成的电能损失。萨南地区线损主要由技术线损和管理线损两部分组成。

1技术线损的构成

技术线损又称为理论线损电量。技术线损包括：升压和降压变压器的铁芯损耗和在绕组电阻中的损耗;架空线路和电缆线路电阻的损耗;串联和并联在线路上的（或变电所内）的电抗器中的损耗;架空线路绝缘子表面泄漏损耗和电缆线路的介质损耗;各类互感器、保护装置和计量仪表以及二次回路中的损耗;电力系统中无功功率补偿设备中的有功损耗。

2管理线损的构成

管理线损是与配电网维护管理水平有直接关系的一种电量损失，其可以通过用电管理予以降低。管理线损主要包括：用户窃电及违章用电;计量装置（由电能表、计量用互感器及它们之间连接装置组成）的误差、错误接线、故障等;抄表核算中的漏抄、漏计、错算及倍率差错等;带电设备绝缘不良引起的泄漏电流等;供、售电抄表时间不一致。

二、萨南地区配电网有损线路降损措施

1技术线损的降损措施

1.1线路降损措施

线路中的电能损失与线路结构和负载性质有关。线路损失集中在线路前半部分，主干损失大于分支损失，应重点考虑这部分线路的降损措施。

（1）提高运行电压。现萨南地区线路是6KV线路，根据相关计算得出在负载功率不变的条件，提高线路电压，线路电流会相应减少，线路损失会随之降低。这不仅有利降损，还可提高输送能力和扩大供电半径。从理论上说，将6kV升压到10kV，是降低线路损失的有效手段。

（2）提高功率因数。原则上按电压等级按负荷分区就地进行无功补偿，并根据负荷需要自动投切，减少无功潮流来回输送。就萨南地区电网来说适宜线路就地集中补偿。即在多负荷点线路上一点或若干点并联补偿电容器进行补偿。最优补偿地点从首端起线路总长的2/3处，补偿容量取全补偿的2/3，这时节电效率最高达88%以上。

（3）降低导线的电流密度。特别是干线和主分支线应当加大截面，原则上应使线路长时间按经济电流密度运行，高峰负荷时按导线的安全电流控制。其次是提高负荷率，使日负荷曲线尽量均衡平坦。

（4）选用低电阻率的导线。综合考虑投资和线损，除高压架空线通常仍采用钢芯铝绞线外，低压线路和高压电缆最好采用铜线。

（5）将高压引入负荷中心，尽量缩短送电距离。综合考虑投资和线损，6-10kV线路控制在2km以内，0.4kV线路宜控制在200m以内。

1.2降低配变线损措施

配电变压器分为铁损（空载损耗）和铜损（负载损耗）两部分。铁损对某一型号变压器来说是固定的，与负载电流无关。

（1）选择节能型配电变压器，并合理选择容量。配电变压器损失在配电系统电能损失中，占有很大的比重。减少配电变压器损失，对降低综合损失具有重要作用。

（2）提高配电变压器负载率。使其负载率在一个经济状态下运行，可以达到变损总量的降低。变压器经济运行负载率，因型号、容量不同而有所差别，在实际应用中在对负载性质、无功损耗和最大负荷进行综合考虑。容量最小应满足最大负荷的要求，并富有一定余度。配电变压器容量与用电设备容量之比，采用1：1.5-1：1.8为宜。

2管理线损的降损措施

2.1建立萨南地区配电网有损线路的理论计算

线损理论计算是降损节能，加强线损管理的一项重要的技术管理手段。通过理论计算可发现电能损失在电网中分布规律，通过计算分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，能够使降损工作抓住重点，提高节能降损的效益，使线损管理更加科学。我单位对配电网线损理论计算在逐步开展工作。

2.2加强用电营销管理

管理线损贯穿在营销的过程中，所以加强营销管理，堵塞各种漏洞，对减少管理线损具有重要意义。

（1）建立同步抄表制度

上下电能表抄表时间不同步，就会造成线损波动，出现时间线损。应采用同步抄表制度，尽量消除时间线损。

（2）减少抄表误差

抄表要到位，杜绝估抄、漏抄和错抄等现象。推广应用计算机远程集中抄表、无线电集中抄表等先进的抄表手段和方法，提高抄表效率和质量，真正实现同期同步自动化抄表，使抄表时间差和表码误差降到最低限度。

（3）加强计量管理工作

对客户电能表要实行统一管理，建立台帐，统一按周期修、校、轮换，提高表计计量的准确性。其次加强计量装置的配置管理，根据客户的设备容量、负荷性质和变化情况，科学地配置计量装置，使计量装置在较高的负载率下运行，提高计量准确性。

3加强运行管理

调整线路电压，使电压处在合格范围，又处在经济运行状态;调整线路设备的功率因数，按照负载的变化及时投切补偿电容器;调整变压器的负载率，使其运行在经济运行区。

三、结束语

电压表设计论文篇11

中图分类号：F407文献标识码： A

一．线损的种类

电力线损是电力网络分配和输送电力的过程中，各个线路和设备元器件产生的电力能源损失，这其中，包括可变损失和固定损失。固定损失指电网中线路或设备上产生的电力损耗，与负荷无关，与设备容量、外加电压和设备的质量有关。对固定损失影响最大的是变压器中的涡流损耗和磁滞损耗，也就是变压器的空载损耗，一般称为铁损。可变损失指可随负荷电流的变化而增人或者减小的电力损耗，对其影响最大的是设备线圈和流经线路中的电流，可变损失与通过其中电流的平方量成正比。电力线损的管理工作是一项综合性的系统工程，它贯穿于电力网络的设计规划、经营管理、生产运行等各个方而，管理的成果会在电力企业的经济效益中体现出来。

二．理论线损的计算方法

进行理论线损主要有两种计算方法，电量精算法和均方根电流计算法。开展理论线损，首先应取得本单位主网、配网、低压网接线图，按照接线图的布局，将计算所涉及的线路、变压器等设备参数进行录入。其次应取得统计期间内(通常为典型代表日)各时段相应的发电机及负荷参数，如主网计算所需的有功无功出力、有功无功负荷及电压，配网计算所需的各时段电流、平均电压等。待数据录入完毕确认无误，最后进行统一的合理计算。理论线损的计算结果可作为电力企业线损指标下达的参考依据。

线损的年度管理目标制定以后，电力企业应采用目标分解方法，层层分解总的线损目标，并且在相应线路、单位以及基层供电所进行明确落实，最后分解到每个工作人员身上，每个工作人员都有了自己的目标，才会激发工作动力和责任精神。与此同时，线损的目标在分解和制定的时候，管理决策者要科学、真实、合理地控制任务量指标，不能盲目、毫无根据地进行指标下放，从而影响基层工作人员的工作积极性。

三．提高电力线损管理工作的方法

1．线损理论计算是节能降损，加强线损管理的一项重要的技术管理手段，线损的理论计算结果就是电力线损的管理工作目标。由于电力网络的不断发展和变化，网络结构和内在设备的变更十分频繁，因此除了每年定期开展线损理论计算工作外，在电网发生较大变化之后也应开展线损理论计算。通过此项工作，不仅可以对比分析相同电网结构，不同运行方式、负荷情况、系统电压的情况下计算结果的变化规律，还可对比分析不同电网结构，相同运行方式、负荷情况、系统电压的情况下计算结果的变化规律。通过理论计算可以发现电能损失在电网中的分布规律，通过分析能够暴露出管理和技术上的问题，对降损工作提供理论和技术依据，使线损管理更加科学。

此外设备基础台帐和运行参数的准确性是直接影响计算结果是否准确的首要因素，这就要求相关的运行部门对设备、线路参数的资料进行积累。在输变电工程、配电工程改造或者新建成以后，要对相应的主接线图、配网图及设备台帐进行及时更新。同时要仔细检查抄录的各项运行参数，避免出现因格式、单位错误造成的数据不准确，从而影响计算结果。

2．实行对配电线路以及配电变压器分区的承包管理制度

根据实际情况合理制定不同的承包指标，让多数责任人在积极努力的工作后，都能实现目标。变压器台区电力线损承包制度非常复杂，可以使用配变监测仪，将实测数据与低压网理论计算结果相结合，确定线损责任的基准值，再根据供电负荷的分散程度、供电半径的大小、设备的工作状况等各种实际情况，与管理系数相乘的结果作为承包指标。对于不同条件的台区.，根据不同的负荷集中度、设备的状况优劣、地理条件差异以及供电半径等等各种不同的条件，调整不同的管理系数。对于一些条件差的地区也可以进行适度的调整和帮助。

在电力线损的指标和责任人都确定了以后，就要制定不同的线损考核管理办法，然后按照不同时间周期进行检验考核，并实施一定的奖罚政策，从而提高各分区人员工作的积极性，使降低电力线损的措施得到有力的执行。

3．加强电表的抄表和核查工作，落实电费收缴工作，杜绝出现估抄、错抄或者漏抄现象，要及时掌握用户用电量的变化情况，减少因为少抄和估抄而导致线损出现异常波动的情况发生。严格用电量以及电费核算和电价管理工作，积极推动计算机在核算工作中的应用，减少核算过程中出现的失误和差错，确保电量、电价以及电费收缴工作准确无误。

加强计量管理工作，安排专人进行计量管理，对客户的电能表抄录建立台账，实行统一管理，确保电能表抄录的准确性。推动使用新型性能优良的电能表，淘汰老旧式电能表，确保计量准确无误。开展用电检查和营业普查，确保电能计费的准确性并及杜绝窃电现象的发生。重点检查的项日包括:电能表错封是否完整，互感器是否损毁、短路，电流互感器卡片与比值是否相符，违章用电和窃电等等。发现问题要按照相关规定及时进行处理。

4．在进行线损分析时首先要进行电量平衡分析，重点关注变电站母线不平衡率，对计量总表和分表电量进行对照，'监督计量设备的运行状态;其次，要对理论线损和实际线损进行对照分析，找出管理中存在的问题，并采取相应的措施;第三，要对线损指标进行同比和环比分析;最后要在同行业之间进行指标对比分析，通过与先进单位的对比，发现自身存在的问题和与先进单位之间的差距。

5合理调整线路及配变电压

当负载不变时，提高线路电压，线路的电流就会减小，线路的损耗就会减少，对于在某一电压等级运行的线路来说，线路运行的电压允许在一定范围内波动，运行电压在上限或者是下限时，线路的损失是不同的，我们可以根据这个原理适当调整线路电压，降低线损。而提高配变的电压就会增加配变的损耗，这是因为配变电的铁损和增加的电压平方成正比，所以，提高电压反而会增加损失，所以要综合各方而的因素进行考虑。

在线路负荷的高峰时段，要尽量提高线路电压，在电力需求低谷时期尽量不增加电压;当配变损耗大于线路损耗时，也不能提高电压，反而要适当降低电压。低压线路在提高电压时可能会增加机械电能表的损失，但是线路的损耗一般都大于电能表的损耗，所以提高低压线路的电压是减少低压线路损失的一个可行的措施。

结束语：

在进行降低电力线损工作时，我们要通过对电网实际工作状态的调查，找出合理可行的降低电力线损的方法，完善电力网络管理的制度，并保证其得到有效实施，只有这样，电力线损的管理工作才能不断进步 。

参考文献：

电压表设计论文篇12

物理是以实验为基础的学科，不论是理科综合能力测试还是单学科的高考，都十分重视实验能力的考查。近年来高考物理中的实验题已从侧重于考查实验的原理、器材选择、步骤、数据处理、得出结论、误差的定性原因等即考查实验仪器的使用、基本操作等最基础的实验能力，向着更侧重于考查对实验原理的理解、实验方法的灵活运用等更高层次的能力要求转变，从常见的学生分组实验、演示实验及课后小实验的考查向更高层次的设计性实验考查过渡。高考实验题的设计性实验常见于电学实验中，而电阻测量的设计性实验更是其重点、热点，对学生而言当然也是难点。本文拟就如何突破这一难点做些讨论．

一、千变万变，原理不变

纵观近几年高考中的电阻测量设计性实验题目，立意新颖、灵活多变。为了应对这种实验，总结了不少方法，如“伏伏法”、“安安法”，名目繁多，不一而足。其实不论题目多么新颖，不论怎么变化，须知万变不离其宗，这个“宗”就是实验原理。原理是实验的总纲、灵魂，设计性实验也概莫能外。高考理科综合能力测试《考试大纲》对设计性实验题目的考查有具体明确的要求：“能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题”。设计性实验考题都是根据现行教学大纲和考试大纲，立足于课本，在已学实验（包括学生分组实验、演示实验及课后小实验）的基础上演变而来的，是建立在对所学实验原理的深入理解的基础上的。具体到电阻的测量，其实验原理最主要的应是两个，一是部分电路欧姆定律（即所谓伏安法），二是闭合电路欧姆定律，兹分述于后：

⑴伏安法。设待测电阻阻值为rx．若测得rx两端的电压为u，通过rx的电流为i，则由其定义可得rx＝u/i。此处应注意“测”的含义，例如，电压u既可用电压表直接测得，也可由其他方式算出即间接测得。电流亦然。

⑵闭合电路欧姆定律。将待测电阻rx做为某一电源的外电路或外电路的一部分，利用闭合电路欧姆定律测量，这当然也是间接测得的。

二、方案选择，应看条件

电阻测量设计性实验之所以难，对很多学生来说，不是不知道有哪些实验原理，而是不清楚对一个具体的实验应该用哪个原理。实际上，在一道具体的实验题目中实验原理的选择受实验器材、实验精度的要求等多种因素的制约。如考虑用伏安法测电阻时，一般而言应有电压表、电流表。若只有两个电流表，没有电压表，并不意味着无法用伏安法。只要满足一定条件，实验仍然能够完成。前面说过，只要能算出待测电阻两端的电压即可。在什么情况下可以“算出”？这就需要注意电压表、电流表的一些指标。一般来说，电压（流）表应看三个指标即满偏电压、满偏电流和内阻，由于电表此时满足部分电路欧姆定律，故三个指标中只有两个是独立的，利用任意两个指标可由欧姆定律求出第三个指标。这也说明电表可扮演三种角色，例如一个电压表，既是一个电压表（测内阻rv两端的电压），又是一个定值电阻（阻值为内阻rv），同时还能反串电流表（“测”通过rv的电流）．能否“测出”通过rv的电流，就取决于其内阻是否已知。故若题目明确说明其电表的内阻是多少，则可考虑让此电表反串另一种电表的角色（当然，可能还须考虑其偏转角度是否满足精确的要求或是否会超出其量程）。但若题目只是说此电表的内阻约为多少，则不能反串。题目给出这个条件通常是用来考虑用外接法还是内接法的，此时应另寻他法。若考虑用闭合电路欧姆定律测电阻时，则应注意电源的两个指标即电源的电动势e和内阻r。如果电动势e和内阻r未知，则应做待测量加以考虑。

三、体会例题，学会应变

例1：2004年高考理综（全国卷二）22题：用以下器材测量一待测电阻rx的阻值（900～1000ω）：电源e，具有一定内阻，电动势约为9.0v；电压表v1，量程为1.5v，内阻r1=750ω；电压表v2，量程为5v，内阻r2=2500ω；滑线变阻器r，最大阻值约为100ω；单刀单掷开关k，导线若干。

(1) 测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3，试画出测量电阻rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注。

(2) 根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。

(3) 若电压表v1的读数用u1表示，电压表v2的读数用u2表示，则由已知量和测得量表示rx的公式为rx=__________。

分析：首先考虑实验原理。若利用伏安法测电阻，则需测出rx两端的电压和通过的电流。虽然器材中没有电流表，但给出的两只电压表，既知道它们的量程，又知道它们的内阻，因此，当接在电路中时，既可直接读出它们的电压值，又可算出通过它们的电流。由此可知，当用伏安法测电阻rx的值时可有图1或图2所示的两种电路。当用图1所示电路时，rx先与电压表串联，读出电表电压从而算出通过电表的电流也就是通过rx的电流，然后再与另一只电表v并联直接读出电压，此电压减去的电压即是rx两端的电压，这样就可用欧姆定律算出rx的值；当用图2所示电路时，rx先与电压表v并联，可直接读出rx两端的电压，再与另一只表串联，由两只电表电流之差算出rx中的电流，同样可用欧姆定律算出rx的值。

接下来需要考虑的是，对于上述每种电路，由于有两只不同规格的电压表，则若在上述电路中将电压表互换位置，就会有四种可能。但要注意题目有“电压表的读数不小于其量程的1/3”的要求，因此，每只电压表接在何处应结合它们的量程和内阻做进一步的分析。采用图1电路时，

若为电压表v1，v为电压表v2，则当v1两端的电压达到满偏时，可估算出并联电路两端的电压即v2两端的电压可达3v左右，两只电压表的读数均可超过其量程的1/3，满足题目要求；采用图2电路时，可从两只电表通过的电流考虑，v测支路电流而测干路电流，量程应大些，故v用电压表v1而用电压表v2。

再次应考虑的是滑线变阻器的使用。由于电源电动势较大，变阻器的最大阻值比电压表的内阻小得多，故若把滑线变阻器串接在电路中即做限流使用，将会使电压表超过量程且操作不方便，因此应接成分压电路。

需要说明的是，上述电路不必考虑内、外接的问题。因为rx是算出来的，没有因电压表分流或电流表分压带来的系统误差。

以上从原理出发讨论了电阻测量设计性实验的主要方法。电阻测量设计性实验还有一些特殊方法如替代法等等，由于篇幅原因，在此不再赘述。

四、小试牛刀，专题训练

⑴用以下器材测量一待测电阻rx的阻值（约100ω）：电源e，电动势约为6.0v，内阻可忽略不计；电流表a1，量程为0~50ma，内电阻r1=20ω；电流表a2，量程为0~300ma，内阻r2=4ω；定值电阻r0，阻值r0=20ω，滑动变阻器r，最大阻值为10ω；单刀单掷开关s，导线若干。

①测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3，试画出较准确地测量电阻rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。

②若某次测量中电流表a1的示数为i1，电流表a2的示数为i2．则由已知量和测量量计算rx的表达式为rx=。（用相应英文字母表示）

⑵如果测量一个待测电阻r的阻值时，器材中没有给电压表，给出的器材是：电池（电动势的具体值未知，但内阻可忽略不计）、电流表（内阻可忽略不计）、滑动变阻器、定值电阻r0（r0的值与用多用电表粗测出的待测电阻r的阻值相等），调节范围在0.1ω?9999.9ω的电阻箱r′（电阻箱的最大值大于待测电阻r的阻值）、单刀单掷开关、单刀双掷开关、若干导线。测量前将待测电阻r和电流表串联后直接和电池相连，电流表的示数接近满量程。

要求：①选用所给的器材，设计两个不同的测量待测电阻r的阻值的电路，画出电路图；②简要说明实验步骤，写出最后的测量结果（如果需要计算，则必须写出计算公式）。

参考解答：

⑴解法ⅰ：通过rx的最大电流大于电流表a1的满偏电流且为电流表a2的满偏电流的1/5．测量中要求两块电流表的读数都不小于其量程的1/3，故可用电流表a1测rx的电流；将a2与r0串联后改装为电压表，此电压表测出的是rx与a1的端电压，故。

解法ⅱ：若将电流表a1与rx串联后再与电流表a2并联即用a2测其端电压，则由于当a2中的电流较大时a1中的电流将不会达到其量程的1/3，故可用定值电阻r0来测电压。

②（a）（替代法）拨动s使r接通，记录电流表的示数；拨动s使r′接通，记录电流表的示数与r接通时的示数相同，记录此时r′的值r0′，则r＝r0′。

（b）设电源的电动势为e，s闭合后通过电流表的示数为i1，s断开时电流表的示数为i2，有e＝i1r，e＝i2（r＋r0），解得。

（c）设电源的电动势为e，s闭合前将r′调到最大值（或较大值），然后闭合s，调r′使电流表的示数尽量接近满量程，此时r′的值为r0′，电流表的示数为i1．断开s后电流表的示数为i2（也可采用在s断开后调节r′，使电流表的示数为1/2满量程的方法）

参考文献：