母线平衡曲线

关键词： 说明 母线 变电站 电网

母线平衡曲线（精选三篇）

母线平衡曲线 篇1

数控车床加工零件时, 由于系统内存有限, 拟合加工曲线时, 一般只能采用直线插补和圆弧插补两种方式。对于一些母线为非圆曲线型零件, 其加工难度较大。为简化这类型零件的加工程序编制, 提高对该类零件的加工准确性和适应性, 针对此类型零件的程序编制方法进行研究, 提出的两种程序编制方法经在数控车床上实际应用, 效果较好。

1 非圆曲线插补运算要点

a) 要选择圆弧插补方式。非圆曲线形状的工件在数控车削中属于较复杂的零件类别, 在拟合加工曲线时, 一般有直线插补和圆弧插补两种方式。对于直线插补, 要求把曲线用许多小直线段来代替, 根据零件图纸的形状误差, 如果要求高, 直线的段数就多, 虽然可以凭借CAD软件来计算节点的坐标, 但是节点太多也导致了加工中的不方便, 并且由于直线插补方式的曲线划分段数必须足够多才能保证较高加工精度, 因此占用内存较大。为兼顾对各种加工曲线的通用性, 合理利用内存, 保证较高加工精度, 采用圆弧插补方式比较有利。

b) 要以规定弦长内各微曲线的平均曲率半径作为插补圆半径。曲线上某点的曲率圆与曲线在该点具有相同的切线和曲率。用划分好的各曲线段的曲率半径作为圆弧插补半径, 可使圆弧插补半径始终与曲线的弯曲程度较好吻合, 从而保证较高的插补精度。因此, 求取准确的曲率半径是保证插补准确性的关键。若以等坐标长对曲线进行划分, 则对于沿该坐标不均匀变化的曲线, 其在不同坐标点的曲线形状变化对曲率准确性的影响不容忽视。为此, 采用了沿曲线走向以等弦长进行曲线划分的方法。由于该段曲线是以经过再细分的许多微线段的平均曲率半径作为其曲率半径, 所以即使对于起伏较大、变化很不均匀的曲线, 也能获得较好的拟合效果。其实现方法为借助计算机快速、准确的运算能力, 用极小的递增量划分曲线并计算各段微曲线的曲率半径, 将所得点到起点的直线距离与指定长度相比较, 一旦达到规定的弦长长度时即产生一个插补点, 计算出该段所有微曲线的平均曲率半径并将其作为圆弧插补半径。然后再将该点作为新一段曲线段的起点, 寻找下一个插补点。如此类推, 直至将整条曲线划分完毕。微曲线各点的曲率半径pi和各等弦长曲线段的平均曲率半径p可通过各微曲线段端点的一阶导数y′和二阶导数y″计算求得, 即:

undefined

式中:m——曲线段内微曲线段的段数。

加工精度要求较高的工件时, 应采用较小的弦长进行划分, 以增加插补点, 提高曲线拟合精度。当然, 具体操作时需对数控系统内存和工艺要求进行综合考虑, 以求达到最佳加工效果。

c) 要合理设计走刀方向。由于普通数控车床的数控系统内存有限, 因此合理、充分地利用内存是制定加工工艺时必须考虑的一个重要因素。为充分利用内存, 粗加工时可采用径向走刀方案如图1 (a) 所示。由于径向走刀的多次循环会产生许多插补数据, 因此与轴向走刀相比可明显节省内存空间, 从而可增加精加工的插补点数, 提高插补精度。精加工则采用沿曲线轴向走刀圆弧插补的加工方案如图1 (b) 。

2 加工程序的编制方法

a) 利用C语言生成加工子程序文本来实现。建立了圆弧插补数学模型后, 用C语言生成加工文本文件。首先定义一个文件指针f-p, 用f-p创建一个文本文件, 将其工作状态设置为写方式, 然后用f-printf () 函数将NC指令和插补数据以NC代码格式写入加工文件, 写圆弧插补的程序段形式如:f-printf (f-p“N%d G%d X%2.2f Z%3.2f R%4.2f”, n, Direction, x, z, r) , 其中变量n、Direction、x、z、r分别代表程序段号、圆弧方向、x向坐标、z向坐标和插补圆标半径。插补数据的计算和插补条件由C语言for循环语句控制。程序流程如图2所示。根据被加工工件图样要求, 将母线曲线函数及尺寸参数输入源程序, 即可生成加工子程序文本, 利用编译软件则可生成粗、精加工的加工数据并发送到车床数控系统中。

b) 利用宏程序模板来实现。宏程序的编制步骤如下:

1) 选定自变量。非圆曲线中的x和z坐标均可以被定义成为自变量, 一般情况下会选择变化范围大的一个作为自变量, 并且要考虑函数表达式在宏程序中书写的简便, 为方便起见, 事先把与z坐标相关的变量设为#100、#101, 将x坐标相关的变量设为#200、#201等。

2) 确定自变量起止点的坐标值。必须要明确该坐标值的坐标系是相对于非 圆曲线自身的坐标系, 其起点坐标为自变量的初始值, 终点坐标为自变量的终止值。

3) 进行函数变换, 确定因变量相对 于自变量的宏表达式。

4) 确定公式曲线自身坐标系的原点相对于工件原点的代数偏移量 (Δx和Δz) 。

5) 计算工件坐标系下的非圆曲线上各点的x坐标值 (#201) 时, 判别宏变量#200的正负号。以编程轮廓中的公式曲线自身坐标原点为原点, 绘制对应的曲线坐标系的x′和z′坐标轴, 以其z′坐标为分界线, 将轮廓分为正负两种轮廓, 编程轮廓在x′正方向称为正轮廓, 编程轮廓在x′负方向为负轮廓。如果编程中使用的公式曲线是正轮廓, 则在计算工件坐标系下的x坐标值 (#201) 时, 宏变量#200的前面应冠以正号;如公式曲线是负轮廓, 则宏变量#200的前面应冠以负号, 即#201=±#200+Δx。

6) 设计非圆曲线宏程序的模板。设z坐标为自变量#100, x坐标为因变量#200, 自变量步长为Δw, Δx为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下x方向偏移量, Δz为曲线本身坐标系原点在工件坐标系下z方向偏移量, 则曲线段的加工程序宏指令编程模板如下:

#100=Z1 (定义自变量的起点Z坐标)

WHILE [#100 GE Z2]DO 1 (加工控制)

#200=f (#100) (建立自变量与因变量函数关系式)

#201=±#200+ΔX (计算曲线上点在加工坐标系的X坐标)

#101=#100+ΔZ (计算曲线上点在加工坐标系的Z坐标)

G01 X[2*#201]Z[#101]F (曲线加工)

#100=#100-Δw (自变量减小一个步距)

END1 (加工结束)

3 结语

采用以等弦长划分曲线、以平均曲率半径作为插补圆半径的方法, 利用C语言生成加工子程序文本和宏程序编程模板两种方式来实现非圆曲线型零件加工程序的编制, 有效地提高了插补准确性和对不同曲线的适应性, 对于插补数据容量超出系统内存容量的程序, 可将程序在加工转折点分为若干个小程序, 按顺序采用分段发送、分段加工的方法解决, 实现了数控加工方便快捷之目的。

参考文献

[1]阮世勋, 黄智勇.用普通数控车床准确加工母线为非圆曲线的工件[J].工具技术, 2001, 9.

[2]袁锋.数控机床培训教程[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[3]谭浩强.C程序设计[M].北京:清华大学出版社, 1996.

[4]徐国胜.宏编程技术在数控车床上的应用[J].天津工程师范学院学报, 2005, 12.

变电站间母线平衡统计分析方法探讨 篇2

【关键词】变电站;母线平衡;统计方法

1.前言

电网中的母线平衡直接影响着供电所企业的输变电能否处于正常运转状态，若不能从母线平衡平衡中及时发现异常，查出导致异常的原因。将会使输变电网络一直处于隐患状态，时间长了没有及时发现问题并处理问题，容易对变电设备、线路安全与经济效益等等照成不同程度的损坏与影响。所以母线平衡在供电企业当中一直处于比较重要的地位。如何行之有效的对母线平衡进行监控与分析，查找问题，解决问题才是变电站间母线平衡工作的根本。

2.什么叫母线平衡

变电站间的母线平衡主要是指各电压等级间电量输入与输出之间的平衡，在这电量输入与输出的差值理论上应该为零。但在实际工作中对母线平衡的分析后发现，计量装置的正常范围内的误差，绝缘电器的绝缘水平降低，母线导体、断路器等设备之间的电流交换都存在这不同程度的损耗，如果存在一定差值且在规定范围内，也可以认为母线是平衡的。220kV电压等级及以上合理误差一般控制在1.5%以内，220kV电压等级以下控制在2%以内是正常范围。

3.目前母线平衡的操作现状

随着科学技术发展的日新月异，现在已经有了智能终端等先进的设备，让之前还在使用人工抄表录入数据，不但不能保证抄表时间还容易造成人为因素的差错，也无法及时得到相应时间点的实时数据，最终无法准确分析原因成为了历史。有了智能远程终端就可以实现远程抄表系统，根据系统设定每个小时都能记录各个馈线的电表数据，大大提高了数据的有效性与准确性。变电站母线平衡一般只采取有供电量的平衡数据，无功电量正常情况下不考虑平衡问题或者只作为有供电量平衡的参考。

4.母线平衡的几种方法

4.1 分段分析母线电量不平衡量。

为减少主变压器之间发生环流，对双主变运行变电站而言，其10kV母线是一般分段运行的，而不是并列运行。当其变电站母线电量不平衡时，可以分段计算不平衡率，缩小查找范围。另外，通过比对主变各侧电量是否平衡，可以有效判断主变各侧计量点是否准确计量。

4.2 核对输入、输出母线各计量点倍率。

由于同一电压等级PT变比是固定的。当CT更换，变比发生变化时，如果没有及时修改倍率参数，那么计算的电量就是错误的，从而造成母线电量不平衡。

4.3 比较核对线路双侧计量点电量是否一致。

除直供用户专线外，35kV及以上线路均是变电站之间的联络线，线路双侧均有计量装置。当母线电量不平衡时，通过比对同一时间段线路双侧电量或负荷、电流，是查找异常计量点的一种简单有效的方法。

4.4 通过调度实时系统采集的有功功率、无功功率和电流、电压，分析各计量点计量准确性。

4.5 调度实时系统又称调度SCADA系统，是调度值班人员跟踪、监视电网各变电站、线路实时负荷的一个系统。一般地，调度SCADA系统在计量点的采集回路接入计量装置二次回路，且采集的负荷和电流是不同相的负荷和电流数据，如采集的负荷是A相的，采集的电流则是C相。根据实时采集的有功功率P、无功功率Q和母线电压U，通过公式计算电流I”，再与系统同一时刻采集的电流I比对。计算依据和方法如下：

S=√P2+Q2=√3×U I”kVA）

则：I”=√P2+Q2）/（3U2）×1000（A）

比对I”和I的数据偏差，主要是判断计量装置电流二次回路或电能表是否异常。

4.6 对电压二次回路的检查。

变电站电能量采集系統上线运行后，接入该系统的电能表必须是带485接口的多功有电子表，这种类型电能表一般能够读取二次回路电压。当二次回路电压与100V偏差较大时，则说明该计量点电压二次回路有缺陷。若多个计量点二次回路电压显示不正常，则说明PT一次回路异常或电压二次回路公共部分对无法读取二次回路电压值的普通电能表，检查该计量点二次电压值，可采用PT二次压降测量仪现场检测。

4.7 对无法判断计量异常的计量点，要进一步查找该计量点近期工作票，了解是否由于工作班人员造成的计量不准确。

4.8 对多电压等级变电站可以建立分级平衡体系，先让各电压等级中单独平衡，再对整个变电站进行整体平衡，可以及时发现是馈线还是主变侧计量问题。

4.9 根据缺陷管理办法，由变电站值班人员发起缺陷处理流程，组织相关生产班组进行缺陷处理。

5.容易造成的母线不平衡问题与分析

5.1 电能计量装置损坏造成数据误差过大导致不平衡。对于变电站二次回路中的设备，电力系统短路、雷击、或者其他等原因都容易对此造成不同程度的影响与损坏。比前几个月的数据可以初步分析得出数据是否超出平均值过多。

5.2 远程采集数据通讯异常，无法正常获取时间节点数据。可以通过采集多天数据进行比对，如发现数据在某一天停止增长，可以初步判断数据通讯异常或者表计损坏。

5.3 互感器损坏或者已更换互感器造成变比变化。在电力企业实际工作中，都会出现各部门没有及时汇报协调工作，经常出现变电部门更换了互感器，没有把最新的互感器数据通知相应部门，导致变比错误造成母线不平衡问题。

5.4 没有根据馈线的负荷情况更换互感器。随着社会发展用电量在不断增大，负荷也在逐渐变大或者馈线线路负荷割接后导致负荷下降。如果没能及时更换电流互感器，让电流互感器工作在额定电流的30%以下或120%以上，这就会使增大电流互感器的误差，从而带来数据异常。

5.5 PT设备故障检修，变电站没有正确处理好故障中的后续问题，造成电表无电源通过使之无法计量造成误差。要求变电站出现问题及时通知母线平衡人员采取措施及时取出、保存数据把数据损失降到最低。

5.6 在没有实现远程抄表系统的地区容易出现认为因素造成的误差，未按要求的时间节点去采集数据、采集数据数据录入错误等。需要严格制定相关的考核制度奖惩机制并进行相关的考核管理，才会有效的提高变电站的母线平衡管理工作。

5.7 新增线路或者更换过计量装置线路，接线错误导致输入输出电流相反也会造成不平衡现象发生。前者需要计量部门到现场排查问题。后者问题出现则判断相对简单，只把以往数据与新数据进行比对，即可以得出结论。

6.总结

如何降低10kV母线电量不平衡率 篇3

母线的不平衡电量主要是指母线的输入电量与输出电量之差, 这其中一方面包括母线导体本身电阻正常消耗的电量, 以及导线、电压互感器、电流互感器消耗的电量;另一方面由于电压互感器、电流互感器、电能表计量装置本身存在的误差产生的不平衡, 母线电量不平衡率=不平衡电量/输入电量×100%=[ (A+B) - (a+b+x+y+z) ]/ (A+B) ×100%, 一般要求母线电量不平衡率小于2%, 否则为不正常。如图1所示:

1 母线不平衡电量产生的原因

如果母线电量不平衡率在2%以内则为正常的不平衡, 但是如果不平衡率大于2%, 则为母线电量非正常不平衡, 引起“母线”非正常不平衡主要有以下几个方面的原因:

1) 电能计量装置不准确。电能计量装置不仅指电能表, 还包括计量用的电压互感器、电流互感器及其二次回路, 这种不准确包括计量装置本身存在的误差过大, 还有二次回路导线截面小, 电阻消耗了过多的电量。

2) 母线瓷瓶或电器设备绝缘水平低, 有漏电现象发生, 从而引起二次压降增大。这里面主要是由于端子排老化, 接触电阻过大, 导线截面小等因素造成的。

3) 电量出现少计现象。引起电量少计的现象可能是由于电流互感器变比错误;电流互感器二次回路出现两点接地现象;有分流现象等。

4) 工作人员责任心不强。这里面表现为在更换计量器具、操作机构时引起计量回路接线错误;抄表时出现抄表错误;计量装置更换时, 倍率和表底数没有进行折算。

5) 没有采用合适变比的电流互感器。当负荷变化较大时, 没有及时改变电流互感器的变比, 造成电流互感器经常运行在其额定电流的120%以上或30%以下, 从而增大电流互感器的误差。

2 降低母线电量不平衡率的措施

针对母线不平衡电量产生过大的原因, 降低母线电量不平衡率主要采取以下措施:

1) 在配备和使用电能计量器具时, 应严格根据计量检定规程的规定, 对新购入的电能计量装置, 电流互感器, 电压互感器等应进行首检合格后方能使用, 避免由于电能计量装置不准确而造成超误差。

2) 每年对母线进行检修时, 特别要做好母线绝缘水平遥测和耐压试验, 发现绝缘有问题的要及时进行处理, 避免由于母线瓷瓶或电器设备绝缘水平低, 有漏电现象发生, 从而引起二次压降增大。

3) 针对母线上的负荷变化情况, 选择合适变比的电流互感器。另外在每年年检时对电流互感器二次负荷进行测试, 发现超负荷的二次回路及时检查处理。因为电流互感器如果在实际运行中所接的二次负载大于互感器名牌所标注的额定负荷或者比铭牌上的额定负荷小很多, 都不能保证电流互感器的测量准确度。

4) 规范计量二次回路的导线的选择, 采用符合要求截面的导线, 一般要求电流互感器的二次回路导线截面积大于4 mm², 电压互感器的二次回路导线截面积大于2.5 mm², 如果导线线径太小, 也会出现在接线端子压接中压接不紧导致互感器二次阻抗增大, 从而引起互感器误差变大。另外每年在对设备进行年检时, 应重视对计量二次回路的检查和维护, 对导线出现接触不良、或者接线端子有氧化的现象时应及时处理, 对端子排老化的, 可以选择低阻抗, 防腐蚀的菲尼克斯端子排, 并且加装联合接线盒。

5) 定期对电流表或功率表电流线圈的电流线圈进行检查, 如果这些线圈出现故障烧断、氧化接触不良问题, 以及检查端子排电流回路试验端子有没有出现氧化接触不良现象, 这些都会引起电流互感器二次阻抗增大, 使电流表或者功率表的误差增大, 导致计量装置少记电量。

6) 有些变电站的电能计量回路和指示仪表测量回路还混在一起, 因此要对计量二次回路和指示仪表共用的变电站进行改造, 从而减小二次回路引起的误差。

7) 加强工作人员的职业素养培养, 提高工作人员的责任心。工作人员在更换计量器具、操作机构时要认真对计量回路进行接线;抄表时认真查看表的度数和认真记录, 避免出现抄表错误;在对计量装置更换时, 倍率和表底数要进行折算。

8) 根据工作需要设置专职的电量平衡检测员。全面负责电量的平衡工作, 避免母线电量不平衡率过大。

3 结语