時間：2023-02-23 05:54:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇供電技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
盡管以太網供電技術很吸引人，市場調研公司Venture DevelopmentCorporation發現企業不大愿意投資新的基礎設施或者以太網供電系統。現有的以太網交換機可以滿足IP數據需求，但若耍加大以太網供電容量，為此需要花費數千美元購買一個新的交換機，不僅浪費金錢，也浪費調試的時間。而中間跨接技術可以以極低廉的成本增加以太網供電容量。
優點
以太網供電技術是對主干接線的一種很有吸引力的替代方式，可以通過結構化布線輸送數十瓦電力到百米外(甚至更遠)。它是一種即插即用技術，在交換機和通電設備間，電力和數據信號共用一根信號電纜，省下了單獨的電源接口。它不僅安裝快捷，使用靈活，成本低廉，而且可以省下同一網絡上每個設備相對低效又昂貴的電源。用戶可以在需要的地方為設備通電，而不是必須靠近一個電源接口。
國際組織可以推廣使用以太網供電技術，而無需擔心不同的交流電源標準、插座、插頭或者可靠性等問題。維護效率也得到了提高，可以遠程關閉或重新設置那些設備，主要網絡在斷電時可以通過標準的48V備份電池組直接供電，從而繼續運行。背景
以太網供電(PoE)起初的概念是在路由器中驅動專有互聯網語音協議(VoIP)商務電話加載48V直流偏置。用戶很快就意識到它的潛力，推動形成了一個開放的國際標準。這可以防止該技術被某一品牌的設備捆綁，減少由非兼容產品導致的互換性問題和危險狀況的發生。
目前的以太網供電(PoE)標準IEEE802.3af，于2003年正式批準，適用于需要12.95W以下的設備。這個標準對安全性和安裝時的保護有強制要求，確保在現有的CatS／CatSe網線中安全、可靠地輸送(1S.4W，48v輸入)電力。電流只有在需要時。通過將設備接入局域網端口傳輸，并且可以識別設備需要多少功率。
限流可以保護電源設備不受過載或短路造成的破壞。以太網供電(PoE)標準同時也提供極性保護，可以在設備關閉或從網絡中取下，電流降到最低值以下時，自動斷電。
以太網供電的電壓最高達57V。這是個比較高的電壓值，但仍被視為安全電壓。
當今交換機的局限
目前，大多數的交換機只是使用以太網供電技術，通過內置的電源管理在備交換機端口分享電力。這種電源提供的電流相對較小，僅僅是為交換機自身供電而設計的，為有限的幾個端口輸送15.4W電力。交換機的設計者認為用戶不需要每個端口都達到15.4W的滿額功率。盡管對一些低功耗終端設備來說已經足夠了，例如網絡電話機、無線接口和入門級IP監控攝像機供電，但它并不足以支持如今用戶希望在網絡中加入更多PoE驅動的設備。
這些需求催生了新的標準：IEEE802.3at(PoE Plus)，在正式批準前已經被許多制造商所采用。IEEE802.3at允許每個端口提供30W功率，足以支持多重射頻無線訪問節點、云臺變焦監控攝像頭和流媒體視頻顯示IP電話。
傳統上，滿足這些大功率設備的唯一方法是以可觀的代價購買新的支持PoE Plus標準的交換機。近來，出現了一種更高效且價格低廉的解決辦法。這種中間跨接法以太網供電技術允許用戶將他們最好的商務交換機留給IP使用。通過中間跨接技術提供多余的電力。同時不會引起數據消減、完整的數據丟失或網絡問題。它是基于交換機(末端跨接)和終端設備間的注入功率，而不是在于交換機本身。
用戶可以在每個端口獲得滿額功率。支持傳統的以太網供電以及高功率的IEEE802.3at標準，同時更靈活，而價格也僅為更換一個商務交換機成本的四分之一。
中間跨接技術提供比傳統上由交換機提供更好的電源管理，可以為每一個端口供電，同時又不會斷電。采用中間跨接技術可以為每個端口提供30W、60W，甚至95W的電力，比大多數以太網供電(PoE)交換機都要多很多。目前有很多中間跨接方案供選擇，使用戶可以選擇完全符合他們需求的設備。最好的選擇是擁有供電技術良好信譽的供應商、而不是純粹網關設施背景的供應商。例如，供電專家Phihong(飛宏科技)擁有一系列產品：從單端口供電提供15.4―80W功率，到小規模中間跨接的包括8端口PoE Plus設備、4端口每端口60W的設備、16／24端[]IEEE802.3aF型號的設備；直至8端口mega-PoE，每端口的輸出功率高達95W、足以驅動電腦、液晶顯示屏、無線接入點(WAP)陣列、應急照明、室外監控攝像頭、磁力鎖，甚至醫療監控設備。
數據中心以外的以太網供電技術(PoE)
這些超高功率設備的支持能力已將以太網供電技格從數據核心這一核心應用帶入了新的領域。例如，Phihong的中間跨接技術可以幫助軍用便攜式設施，當需要在世界上任何一個角落快速部署時無需安裝主千電源線。另一個應用是游輪上的門禁控制，自動的門鎖可以通過網線輕易可靠地通電啟用。醫生手術時的視頻顯示、學校里的大規模顯示，都可通過網絡供電更加靈活。
關鍵詞：FTTB 反向供電 POE FTTX 節能降耗
Abstract: the construction model of FTTX, FTTB (fiber to the building) construction, often encountered in the process of power supply equipment, need to coordinate the power supply departments or property management, and because the equipment this province no UPS, local power failure will cause the whole building or building can't normal use and large equipment operation in the process also faced equipment operation cost and higher energy saving of the problem. This paper, from the Angle of reverse power technology practical Suggestions for reference.
Key words: FTTB reverse power supply POE FTTX saving energy and reducing consumption
中圖分類號：U223.5 文獻標識碼：A文章編號：
最近幾年FTTX建設模式在各大通信運營商和廣電企業中被普遍認可，目前進入大規模商用階段。在此建設過程中，FTTB（光纖到大樓）建設模式由于其布置靈活，通過光接口的有源設備為用戶提供語音、寬帶服務，但由于光纖不能傳送設備所需電能，需要就近取電，需要和供電或物業管理部門簽訂用電協議；另外FTTB設備處于無人值守狀態，必須24小時處于運行狀態，雖然需要提供24小時不間斷上網服務，但大部分用戶使用時間在夜間，白天較空閑，一定程度上是一種浪費。不僅如此，在許多企業用戶通過局域網交換機建設的FTTB+LAN模式也存在設備24小時運行，但真正使用的效率僅有20%左右，80%左右的端口和時間設備都在空轉，不僅耗電也會造成設備壽命的縮短。
筆者借鑒POE電源的工作原理，通過引入反向供電技術的應用，解決以上面臨的問題。從目前已應用的項目反饋情況看，有較高的推廣應用價值。通過用戶側電源提供設備所需電力，實現用戶何時使用，設備何時運行，多個用戶使用，均攤供電負荷，從而實現節能降耗，延長設備壽命的目的。
1 反向供電技術
1.1基本原理
網線供電技術POE(Power over Ethernet)，是利用網線其中一對空閑的雙絞線，滿足安全的條件下為設備提供電源。根據2003年6月IEEE批準的802.3af標準，設備通過雙絞線提供48V，不超過350mA電流的電能。按照標準建立的初衷，供電段設備可以是一個已經內置了POE功能的以太網供電交換機或者是一個交換機和受電端設備PD之間具有POE功能的設備，受電端設備PD模塊可以嵌入到一些不具備POE功能的無線AP、IP話機等終端設備。為保證支持POE的設備良好兼容原有設備，以太網供電的工作工程包括檢測過程、PD端設備分類、開始供電、供電、斷電等動作。根據標準協議，設備能夠識別對方是否是一個支持該標準的受電端設備，并判斷其大致功耗。當PD的檢測模塊檢測到電源線路或者是終端設備存在問題，設備會快速停止PSE（供電端）對PD設備供電，從而消除線路上的漏電風險。
1.2外置型反向供電
一般理解的POE應用，是有主設備提供電源，用戶終端設備接受電源變換成較低電壓供終端內部芯片工作使用。本文所指的外置型反向供電，是通過單獨設置的POE反向供電模塊，從用戶終端設備側將市電變壓后通過網線中的其中一對線輸出直流電給FTTB設備提供電能。
1.3反向供電需要解決的幾個問題
（1）FTTB設備的功耗不能超過單個PSE的供電限制（20W內）；
(2)多用戶使用的時候如果實現不同長度網線到達受電設備電源相同；
(3)多用戶同時使用時的協同供電，以及用戶之間不通訊時實現負荷均分。
這個問題涉及到反向供電的兩個關鍵技術。一個是多用戶協同供電技術，多用戶各自供電，多路48V經過負荷均分電路變換為設備供電，由控制電路實現多用戶的協同供電，多用戶的的反向供電加上負荷均分實現從用戶吸取電流對用戶較為公平，同時只需一處DC/DC變換，成本較低；另一個是負荷均分技術，采用PWM控制的DC/DC交換，將48V電源變換成3.3V工作電源，占空比為6.875%，即24.750。以8端口以太網交換機為例，每端口PWM控制占空比為0.859%，即3.090，相互之間分別延遲，即各用戶一次提供電流，每8個脈沖一次循環，得到平均3.3V電壓。當某用戶下網時，控制電路檢測到該路電壓降低，于是減小其分配到的脈沖寬度時間，而增加其他用戶的脈沖寬度時間，最終7個端口PWM控制占空比為0.98%，即3.530，相互之間分別延遲47.890，即每7個脈沖一次循環，到均3.3V電壓。當之有一個用戶在網時，其單獨提供6.875%的占空比。同理，用戶增加時的脈寬調整過程與之類似，從而實現多端口接入的符合均分的動態自動控制。在實際應用中，需要根據FTTB設備的工作電壓和端口數量定制設計負荷均分電路。
2 反向供電技術的應用與分析
2.1反向供電技術解決FTTB設備電力線引入困難和節能降耗問題。
對于原有不具備反向供電功能的FTTB設備，可以采用定制的PD，如圖
通過網線方便可靠地為遠端的FTTB設備提供穩定的供電電源。
用戶端則可以采用PSE電源模塊，如圖
從運營成本分析，只要反向供電設備與傳統FTTB市電引入方式成本的差價小于市電引入施工成本和長期運營電費之和，采用反向供電技術就優于原有FTTB設備市電引入方式，末端樓道交換機電費為零。采用此種方式后，運營商就不需要再為接電和電費問題而煩惱了。
2.2從節能降耗角度，有必要在設備前期設計和采購階段優先考慮具備反向供電功能的交換設備，這樣一方面可以解決機房設備空轉造成的電能浪費和設備壽命縮短的問題，另一方面也可以根據終端用戶的實際使用頻率實現設備的單獨供電從而實現對用戶的節能習慣的養成而達到節能降耗目的。
3反向供電技術的應用展望
在目前光接入網建設過程中，不僅FTTB設備面臨供電問題，FTTH設備以及無線AP、無線監控設備等均面臨各種場合下的市電引入和節能降耗需求。此類問題通過反向供電技術的解決思路和方法，將對今后有源設備的發展和云技術的應用帶來新的變革。
2012-3-6
參考文獻：
1 IEEE Std 802.3af-2003 IEEE Standard for information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements,Part 3:Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)Access Method and Physical LAYER Specifications,Amendment:Data Terminal Equipment(DTE) Power via Media Dependent Interface(MDI)
2 2006年第一期 中興通訊上海研發中心,楊大全”反方向利用以太網供電技術實現網絡節能”
（1.中國科學院光電研究院，北京100094；2.中國科學院研究生院，北京100190）
摘要：供電系統是系留氣球的重要組成部分，其正常運行是保證系留氣球安全可靠的關鍵，一些特殊載荷需要不間斷供電，即當主供電出現問題時，需要無縫切換到備用電源以實現系統和載荷正常運行。常用主備電切換方式動作緩慢，耗時較長，并且電路復雜可靠性低，結合系留氣球供電系統的特點，提出一種簡單易實現的不間斷供電方式，即在電磁繼電器基礎上，在備用電源支路上再連接一組開關管并配合小容量電容，當系統檢測到電壓異常后，開關管在幾微秒內快速切換到備用電源，電磁繼電器在開關管接通一段時間后也會切換到備份電池，此時備份電池通過兩條通路供電給母線，不僅球載電子設備可以穩定工作，而且可靠性大大增加。經過仿真和相關實驗，證明這種供電結構實現了不間斷供電，并且具有較高的可靠性。
關鍵詞 ：系留氣球；不間斷供電；切換方式；開關管
中圖分類號：TN06?34；TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）17?0144?05
0 引言
系留氣球是一種依靠氣囊內的浮升氣體獲得浮力，并用纜索系在地面設施上的浮空器，可以在空定范圍內實現定高度、長時間駐留[1]。系留氣球作為一種可長時間連續滯空的載體，非常適合搭載各類任務設備，具有廣泛的用途，可用于氣象探測、環境監測、廣播通信、地形測繪、低空預警、邊海防的空中監測以及反恐監視等方面。隨著任務需求的增多，各種電子設備不斷加入到系統中，為了保證氣球系統能夠長期穩定的工作，需要連續不間斷地為各種球載電子設備提供電力?？罩衅脚_的電源一旦發生故障，平臺上的設備沒有了動力，不僅無法完成預定的任務，甚至對系留氣球降落都帶來影響。供電的可靠性，供電的質量以及供電的安全性都是電源設計中必須認真考慮的問題。
供電系統在主備份電源切換方式上采用直接切換，即在主供電出現問題時繼電器跳轉到備份電源繼續供電，這種方式雖然簡單易行，但是切換時間比較長，很容易造成敏感電子設備掉電造成的復位等行為。基于以上考慮，對系留氣球的不間斷供電技術進行研究很有必要。
本文創新之處在于對比現有的主備電切換方式，提出的不間斷供電結構可靠性高，切換動作時間非常短暫，所用電路均為模擬電路，簡單易行，可實現主備電之間的“ 零斷電”，對于系留氣球供電系統有一般的適應性。
1 電源切換方式原理及分析
在交流電源停電后，依賴蓄電池儲能，經逆變器轉換或蓄電池組直接向負載持續供電的電源系統稱為不間斷供電電源系統[2]。為提高對球上任務載荷供電的可靠性，供電系統常常設計成一主一備雙電源供電，備用電源在主電源出現故障時自動啟用，實現對負載的不間斷供電[3]。
供電系統有兩種典型的常用主接線方式：
（1）正常情況下一路進線對母線供電，另一路進線作備用電源，依靠兩路進線開關實現自動切換，此種方式稱為明備用，如圖1（a）所示，主供電正常切換開關狀態為閉合，備用電源開關斷開，主供電出現故障備用電源切換開關閉合進行供電。
（2）兩路工作電源同時供電互為備用，依靠母分開關實現備用電源自動投入使用，此種方式稱為暗備用，如圖1（b）所示，主供電和備用電源切換開關狀態同時為閉合，母分開關斷開，此時為主電源供電，當主供電出現故障時，母分開關閉合切換到備用電源供電。
1.1 常用主備電源切換方式
要想實現不間斷供電，電源切換是主要問題，對于比較簡單的備用電源切換裝置，目前通常設計成工作電源開關輔助接點直接起動備用電源，現有技術中應用比較廣泛的切換方式根據器件不同大致分為繼電器切換和二極管切換，切換方案如圖2所示。
繼電器切換方式是通過繼電器的靜觸點與第一動觸點、第二動觸點的切換來實現主/備電源之間的供電切換，且必須在負載端連接有一大容量的電容，如圖2（a）所示，主/備份電源之間可實現平穩切換，備份電源的儲能作用也能夠得到充分發揮，但是存在以下缺點：
（1）負載電壓波動大，當備份電源電壓較低時，主/備份電源之間的切換將引起掉電等現象；
（2）在接通供電系統的瞬間，電容進行快速充電，很容易損壞電容前面的電路，大容量的電容將容易導致電路存在安全隱患，若不使用大容量的電容進行儲能，將導致主/備份電源不能平穩切換。
二極管切換方式采用二極管來實現主/備份電源之間的供電切換，通過二極管的導通和截止來控制備用電源的接入，如圖2（b）所示，主/備份電源之間可實現平穩切換，也不需要大容量的電容進行輔助切換，但是存在以下缺點：
（1）當二極管上流過較大的電流時，會在二極管的PN 結上產生較大的壓降，不能充分發揮備份電源的儲能作用；
（2）在二極管上將產生大量的功耗，必須配合散熱器進行散熱才能確保電路工作的可靠性，同時由于過高的溫升將會引起二極管周圍的元器件性能下降，且也不利于產品的小型化；
（3）當備份電源的電量不足時仍然為負載供電，沒有過放保護功能，將降低電池的使用壽命。
系統主接線切換方式有明備用和暗備用，其中暗備用應用案例之一是神舟飛船供電結構。神舟飛船供電系統整體上采用的是暗備用切換方式，在供電結構上采用兩邊對稱同時供電的方式，如此的結構設計可以實現系統供電的連續性。
神舟飛船電源系統是我國迄今為止最復雜的空間電源系統[4]，它由主電源、應急電源、返回電源等多種電源組成，存在多種并網供電工作模式，其任務是在待發段、發射段、自主運行段、返回段和著陸段為整船或返回艙提供所需的電能[5?6]。飛船上設置主要負載母線和次要負載母線，當出現供電不足時可以斷開部分次要負載。另外，飛船上還安置有可靠的應急蓄電池，主電源一旦出現故障立即啟用備份電源確保一段時間的飛行。當負載過大時，主電源供電不足導致母線電壓顯著下降，應急電源能自動接入母線。
飛船電源分系統的工作狀態復雜、功率要求大、可靠性要求高，而且電源并網時需要解決的技術難題很大?；谝陨峡紤]，飛船電源分系統的供電結構并不適合應用到系留氣球上，但是相關的思路仍然值得借鑒。
1.2 系留氣球電源切換原理
通過對現有的供電方式分析發現，供電結構體系正在朝著更安全、可靠的方向發展，系留氣球供電系統也不例外。特別是隨著精密電子儀器載荷的增加，供電結構中“不斷電”幾乎已經是一個必不可少的要求。
系留氣球供配電是由地面供電設備將市電變頻升壓后，通過系纜傳送到球上，經過降壓并變換后輸出直流穩定電壓，供給球載平臺設備及任務載荷使用[7]。球上還載有應急電源，目的是當主電源電路發生故障時可以跳轉到應急電源繼續給負載供電。
目前主電源和應急電源之間切換方式采用繼電器切換，對于這種直接切換方式來說，雖然在一定程度上提高了直流電源設備運行的可靠性，但切換過程中會造成負載供電的短時中斷，影響設備的安全可靠運行，尤其是對于一些比較敏感的電子設備來說，突然的失電會觸發其保護措施，繼而啟動復位等行為，可能會導致進行中的任務失效。
如何實現不間斷供電并且還要保證電源的可靠性是本文的主要難點，對比傳統的系留氣球供電結構，下面將給出一種新型的切換電路。電源切換主要考慮到兩種切換方式，第一種為二極管切換，第二種為開關管切換，進行對比后選出最適合的切換方式。
1.2.1 二極管切換電路
二極管切換電路如圖3所示，除了正常的繼電器外，備用電源回路中加入DC/DC 變換器，其輸出為24 V，主電源和備用電源工作時輸出電壓為28 V。當主電源正常工作時，二極管B點電位為28 V，A點電位為24 V，二極管D1截止，DC/DC變換器沒有帶載工作，備用電源的損耗可忽略；當主電池耗盡或故障時，二極管B點電位低于A點電位，D1導通，B點電位為24 V，確保用電設備瞬間不掉電（此種工況適用于用電設備能夠寬范圍工作情況下）。經過一段時間后，繼電器切換到備用電源后，供電母線電壓≥28 V，二極管D1截止，DC/DC變換器不帶載工作，完成不間斷切換。
進行相關實驗后發現，使用DC/DC 變換器供電存在模塊間開關頻率不匹配的問題，該方式適用于用電設備能夠寬范圍工作條件下。
1.2.2 開關管切換電路
為了解決上述提到的問題，采取另一種切換方式，即使用開關配合小容量電容，在電磁繼電器切換的間隙為球載設備供電，如圖4所示。
目前的雙電源自動切換裝置大部分由具有機械閉鎖的兩個接觸器構成，都有觸點開關，開關時間長而且有火花產生。優秀的雙路開關切換延遲時間是0.1~60 s。而一些敏感的設備如可編程序控制器在斷電的一個周期即20 ms后就會自動重新啟動，所有邏輯都將自動復位，因此切換開關組件的選擇對縮短切換時間、保持負載電壓穩定具有重要意義。在不改變原先電磁繼電器主/備份通路的基礎上，采用IGBT或MOS開關器件，作為備用電源的另一通路上的開關，在主母線掉電后迅速接通備用電源。IGBT或MOS開關器件具有無觸點、快速、無火花接痕等特點，其開通、關斷時間僅為幾十微秒[8]，在計算機容許斷電的時間內，能夠實現無縫切換。電路系統中如果輸入信號在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產生相應的抖動（起伏），故在切換支路中加入滯回比較電路，此比較器采用LM339遲滯比較器，遲滯比較器又可以理解為加正反饋的單限比較器，輸出線路帶有電壓保護模塊，加入其目的是為了保護開關管和電子負載設備免受電壓突然沖擊造成毀壞，主電路切換原理如下：
（1）主電源正常時，供電母線28 V正常供電，此時開關管處于斷開狀態；
（2）主電源出現故障，供電母線掉電或電壓降低，此時開關管通過電壓采集模塊檢測到主母線掉電或電壓降低狀態，開關管在幾微秒內打開，迅速將備用電源連接到主母線上；
（3）電磁繼電器在開關管打開一段時間后切換到備用電源，此時備用電源通過兩條通路給供電母線供電，即使開關管損壞斷開也不影響正常供電；
（4）開關管電壓采集采用分壓形式，電路全部是模擬電路，可靠性高。
信號采集模塊實時監測供電電壓狀況，一旦檢測到主電源故障立刻切換到備用電源。備用電源采用的是鋰電池組，電池長時間頻繁切換會導致溫度升高，而溫度是電池內部化學反應的催化劑，溫度高使電池反應加劇。因此需要對電源是否失壓進行預測，以防止切換系統頻繁動作致使鋰電池損壞。
球上控制模塊工作范圍在18~36 V，也就是當供電電壓低于18 V 時系統不能正常工作，這個值即為飛控設備所需最低電壓值，主電源供電電壓為28 V，本文中擬采用主電源正常工作電壓與飛控設備所需最低電壓的算術平均值作為判定有失壓趨勢的臨界電壓值。通過進一步判斷主電壓工作狀況，經過一定的延時，排除外界因素或負載擾動引起的電壓波動。
2 電源不間斷切換仿真實驗及結果
2.1 電源不間斷切換仿真
通過對比上述兩種切換方式，原理上開關管切換電路能夠較好地實現不間斷供電。為了進一步分析其可行性，需進行仿真驗證，仿真模型的搭建采用Simulink模塊，Matlab 的Simulink 工具是用于各種動態系統建模、分析和仿真的圖形交互環境[9]，Simulink仿真具有便利性和真實性，各仿真單元基本可與實物電路對照，此模塊具有適應面廣，結構和流程清晰及仿真精細、貼近實際，效率高，靈活等優點，目前Simulink已被廣泛應用于控制理論和數字信號處理的復雜仿真和設計中[10]。搭建的模型圖和仿真波形圖如圖5和圖6所示。
主電源采用脈沖模擬電源正常和掉電的情況，主電源電壓設置為28 V，外加直流電源為5 V，通過比較器判斷電壓是否斷電，根據比較器輸出結果控制開關的一端輸入，另一端備用電源輸入采用25 V直流電壓（主要在波形圖中觀察時比較方便對比原電壓大小的變化），控制信號控制備用25 V 電源的投入，在示波器中觀察電壓的變化，從圖6可以看出，電壓由28 V 降到0時瞬間接入備用電源，切換時間非常短暫（約為100 μs）且后續電壓穩定。
2.2 實驗及結果
完成切換電路的仿真模型后認為此種切換電路可實現不間斷供電的任務，所以根據切換原理進行實驗，所得負載示波器圖像如圖7所示。
實驗對開關管兩端電壓和負載兩端電壓進行采集實驗，實驗波形一為主供電線路中未加入電容，通道1為開關管電壓采集檢測波形，通道2為負載電壓波形，根據主/備電切換原理，在主電源掉電瞬間開關管接通備用電源，由備用電源繼續為負載供電，由圖中可以看出，切換間隙為50 μs，時間非常短暫，但切換波形動作之間的波動比較大，出現這樣的結果是電壓有一定反應時間，不能立即為后續供電造成，經過分析認為在主供電線路母線加入小容量的電容即可減少這種現象，實驗波形二為主供電線路中配合小容量電容，由圖中可以看出斷電間隔基本消失，此時可以實現真正意義上的不間斷供電。
關鍵詞：雙電源；電動汽車；輔助電源（超級電容）；秒功率；仿真分析。
汽車作為環保機動車，正在得到更多的技術支持和發展，但這些技術發展均會受制于供電電池性能，也就是蓄電池性能。電動汽車蓄電池技術無論發展到怎樣一種程度，使用中都會遇到以下幾個較為普遍的技術問題，電動汽車在行駛過程中，蓄電池電能逐漸消耗，蓄電池內阻也不斷增加，使蓄電池端電壓產生電壓降，當降到電動機額定電壓10%以上時，電動機的轉矩將大幅度下降，就無法滿足電動汽車在啟動、加速時動力需求，這些都會導致電動汽車性能，不能滿足實際需要。采用雙電源供電技術，就能改善純電動汽車在行駛中產生較為普遍的技術問題。
1、雙電源供電技術工作原理【1】
采用雙電源供電技術目的在于提供一種改善供電系統提高電動汽車動力能源供給性能，雙電源由一組蓄電池與另一組超級電容器（稱輔助電源）組成，輔助電源與車載發電機及充電器連接，輔助電源與蓄電池同極性并聯，輔助電路回路中連接有DC-DC轉換器，控制、調整輔助電源工作狀態可采用手動或自動方式來完成，輔助電源充電電壓≥蓄電池充電電壓，輔助電源輸出電流數值是隨著蓄電池電壓降的數值而改變，輔助電源每次工作時間大約幾十秒鐘，工作區域在起動、加速爬坡與蓄電池欠壓時，提供補充能源與蓄電池并聯分流，共同輸出電能，保證電動汽車能源供給的穩定性，使電動汽車動力性能，不能因為供電系統電壓變化而造成的性能指標下降充分滿足驅動力所需。
2、超級電容器的特點【2】
（a）、很高的功率密度：超級電容器的內阻很小，且在電極匯界面和電極材料本體內均能夠實現電荷的快速儲存和釋放，因而它的輸出功率密度高達數KW/kg，是一般蓄電池數的十倍。
（b）、極長的充放電循環壽命，其循環壽命可達一萬次以上。
（c）、儲存壽命極長：超級電容器充電之后儲存過程中，雖然也有微小的漏電電流存在，理論上超級電容器的儲存壽命幾乎可認為是無限。
（d）、高可靠性：超級電容器工作過程中沒有運動部件，維護工作極少，因而超級電容器的可靠性是非常高的。
（e）、非常短的充電時間：從目前已經做出的超級電容器充電實驗結果看，全充電時間只要10-12min；蓄電池在這么短的時間內是無法實現全充電的。
3、輔助電源功率計算方法
電容元件是一種儲能元件，某一時刻“t”的儲能只取決于容器“c”及這一時刻的電壓值，并與其電壓的平方成正比，當電壓增大時，電容從外界吸收能量，電壓減小時，電容向外界釋放能量，但電容元件在任何時刻不可能釋放出多于它吸收的能量，在計算充放電“秒功率”時按平均充放電電壓和平均充放電電流的乘積，即為平均充放電功率對充放電時間積分，稱秒功率（1焦耳=1安培×1伏特×秒）
Ⅰ）.輔助電源額定功率約等于電動機額定功率20%左右（秒功率）。
Ⅱ）.超級電容容量法拉約等于直流電動機額定電流20%左右。
Ⅲ）.超級電容額定電壓大于電動機額定電壓10%（發電機效率與充電過程中損耗可設定為常數）。
4、輔助電源充電設備
充電功率大約是電動機額定功率10%左右。根據實際情況可采用以下幾種發電設備：
1）車載發電機；2）車載柴油發電機；3）車載太陽能發電；4）車載燃料電池。
5、仿真分析
一臺純電動汽車，驅動功率10KW，直流電動機額定電壓200V，額定電流50A，由一組蓄電池供電，充電最高電壓220V，100安時；另一組輔助電流，由超級電容組成，超級電容容量法拉等于電動機額定電流20%等于10法拉，超級電容充電電壓≥蓄電池充電電壓220V，超級電容在串并聯組合過程中應注意，超級電容額定電壓>充電電壓。
輔助電源由車載1KW發電機提供充電能源（恒流充電）通過10秒鐘時間充電儲存電能大約等于電動機額定功率，充電50秒時儲存電能大約等于電動機額定功率5倍，存儲電流可達250A，這時輔助電源在25秒內輸出平均功率2KW與蓄電池并聯分流供電，輔助電源輸出控制可采用手動和自動方式調整其儲能輸出，基本實現輔助電源功能作用。
通過仿真數據，電動汽車在行駛中50%的時間內輔助電源可提供20%的電動機額定的平均功率的電能與蓄電池共同輸出滿足電動汽車動力所需。保正電動汽車在行駛過程中，蓄電池電能逐漸消耗，也能使純電動汽車輸出功率不降低，保持恒功率輸出，使純電動汽車在續行過程中始終保持有勁、給力。也是消費者希望擁有的電動汽車動力性能。
.
6、結束語
綜上所述，此項技術可以用于純電動汽車電路中，解決了純電動汽車存在一些問題，提高了續行里程，提高了電動汽車動力性能，為純電動汽車發展，有著重要意義。純電動汽車雙電源供電技術是一個新的理念，目前可能還沒有被認同，但是它需要一個平臺讓大家對它進行探索，通過實驗和總結證明也他將成為未來電動汽車發展方向。
參考文獻
【關鍵詞】配電網；動態規劃技術；恢復供電
當前，智能電網的發展在一定程度上帶動了電網技術的發展，并且成為了電網技術發展的重要方向。實際上，智能電網的重要組成部分在于智能配電網，智能配電網的主要特征為擁有完備的自愈能力，同時還能夠最大程度的減少電網故障給用戶帶來的影響。而配電網故障的恢復是智能配電網自愈功能實現的重要過程，配電網故障恢復問題主要指配電網發生故障以后，在故障定位與故障隔離的基礎之上，應用一定的故障恢復策略對其進行操作，從而確保供電的平穩與正常。
一、對最佳路徑的分析
配電網故障區域恢復供電的最佳路徑事實上是在故障情況下的配電網絡重構。主要的目的在于，能夠快速的將非故障區域供電恢復，與此同時，還能夠有效的滿足線路負載容量的要求以及線損最小等各個方面的條件?，F階段，在配網自動化領域中研究最多的在于怎樣能夠快速的實現故障隔離以及快速的恢復費故障區域的供電技術方法，因此，在恢復路徑的最優化選擇方面出現了較多的研究。
一般而言，配電網故障區域恢復供電的路徑為多目標最佳路徑問題，現階段在最佳路徑問題的研究上較多的便是城市交通網絡中的最短路徑問題的研究。由于問題解決的思路存在著極大的不同點，因此最短路徑問題能夠被分為單元最短路徑算法與基于啟發式搜索最短路徑算法[1]。這與鄧群，孫才新，周駁仍凇恫捎枚態規劃技術實現配電網恢復供電》一文中的觀點極為相似。其中，單元最短路徑算法主要體現在幾個方面，即：
第一，在GIS空間查詢語言方面的最短路徑。該職工路徑的研究方法在當前還停留在理論研究方面，例如在MAX中定義了一套空間查詢語言，該套語言對其完備性給予了相關證明，同時通過舉證的方式，對范圍查詢與時態查詢等進行了應用分析。
雖然，對于GIS空間發展研究GeoSQL為一種有效的處理最短路徑的手段，但是GIS受到數據庫技術發展的制約與影響，導致實際的應用領域和背景的不同，使其和商用之間還有很長的一段距離。
第二，在功能模塊思想路徑方面，需要按照不同的分類方法實施，而單元最短路徑問題的算法能夠被分為很多種，例如神經網絡法與基于人工智能的啟發式搜索算法等，對于不同的背景應用需求和具體軟件應用的環境，各種算法在空間的復雜程度與時間的復雜程度等都有明顯的體現[2]，這與李振坤，周偉杰，錢嘯等在《有源配電網孤島恢復供電及黑啟動策略研究》一文中有著相似的觀點。并且各種算法在故障恢復方法中各具特色。
另外，啟發式搜索最短路徑算法也是一種有效的手段?；趩l式方向策略最短路徑算法，其中包括空間有效方向的可控參數法，該方法能夠有效的調節相關系數，在有效方向上路徑無效的時候，能夠確保得到有效的路徑。
二、最佳路徑的選擇方法分析
事實上，配電網故障區域恢復供電的最佳路徑并不是簡單的路徑問題，而是多目標最佳路徑問題。為此，在研究配電網非故障區域恢復供電的最佳路徑過程中，需要對其展開綜合的分析。
首先，在多目標分析方面，通常在選擇配電網非故障區域恢復供電最佳路徑的時候，最為重視的目標為：
第一，在恢復供電路徑的過程中，饋線負荷不能過載，同時，還需要確?；謴蛥^域的電壓質量能夠與實際規定的標準要求相吻合。當供電質量可靠性最高的時候，那么恢復的時間將會很短[3]；這與鄧昆英，汪鳳嬌，饒杰等在《智能配電網有功自治互動建模研究》一文中的觀點極為相似。另外，供電過程中，線損最低，證明開關拉合的次數最少，同時現場的操作點也會最少。
第二，在動態規劃技術恢復供電的最短路徑方面需要明確，動態規劃主要是運籌學的一個分支，它是求解決策過程的最優的數學方式。早在很久以前，就已經有研究人員對多階段過程轉化問題轉化為一系列的單階段問題，并且逐一進行求解，這標志著解決這類過程優化問題的新方法的創立，即動態規劃技術。
本文主要將一典型的復雜配電網絡作為研究例子，該連通系包括10個電源點，8個分支點，同時聯絡開關有16個。將其加入到配網潮流方向和典型的運動方式中，將聯絡開關和電源點作為定點，那么可以將其分為26個定點。盡管從數量上頂點比較多，但是由于存在著較為復雜的網絡關系，使得該問題成為一個極為簡單的最短路徑問題[4]。這與楊建在《配電網無功補償系統的關鍵技術研究》一文中的觀點有著相似之處。加之恢復路徑主要指費故障區域相關的聯絡開關與相應路由，為此我們可以將其理解為從不同電源點出發到各個聯絡開關的最短路徑問題，這樣一來，故障恢復工作的實施便簡單的多。
總結
本文主要從兩個方面左手，共同分析了采用動態規劃技術實現配電網恢復供電的方法與效果，一方面著手于最佳路徑的分析，另一方面著手于最佳路徑的選擇方法。從這兩個方面可以看出，利用動態規劃技術去實現配電網恢復供電是一種可行的方法。但是，受到歷史原因的影響，我國城市配電網絡還缺少標準的規范要求，導致配電網常常出現一些事故。因此，恢復配電網供電已經成為當務之急。隨著科技的發展，智能配電網已經被廣泛的應用在供電方面，這為平穩供電提供了一定的保障，同時也為恢復配電網故障供電創建了良好的環境與條件等。
參考文獻
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[3]鄧昆英，汪鳳嬌，饒杰等.智能配電網有功自治互動建模研究[J].機電工程技術，2014，（2）：4-7.
[4]楊建.配電網無功補償系統的關鍵技術研究[D].中南大學，2002，（12）：56-78.
關鍵詞：煤礦生產；井下；機電安全供電技術管理；思考
隨著時代的發展和進步。煤礦生產技術也得到前所未有的發展和進步。但是，在煤礦生產過程中還存在一系列的問題，例如供電安全問題、管理制度缺失問題等，其中機電安全供電技術管理問題至關重要。要保證煤礦井下生產的效率和質量，做好機電安全供電技術管理工作具有重要作用和意義。
1煤礦井下機電安全供電的相關問題
1.1施工設備相對比較陳舊
在煤礦生產的過程中，影響供電有效管理的實施除了相關的施工人員之外，還與設備有著直接聯系。設備的好壞、缺失都能直接作用煤礦生產的質量和效率。管理好設備資源是煤礦生產過程中供電管理的重要內容，不僅是安全生產的重要保證保證，更是經濟效益的基礎所在。但是在實際生產的過程中，設備還存在一系列的問題，例如設備資源經久未換，設備過于陳舊、老化，設備兼容性比較差。在煤礦生產的過程中，企業過于注重經濟效益的提升，知識設備超負荷運行，對于設備的更新往往不是很注重，導致生產過程中一直使用陳舊的設備，這或多或少再生產的過程中就已經埋下不小的生產安全隱患，不僅無法避免安全事故的發生，而且對生產效益有著直接的影響。
1.2管理制度的缺失
煤礦生產作為一種地下生產方式，生產管理制度的建立顯得尤為重要。但是，在現實中，我國的煤礦井下作業的監管機制并不是很完善，這主要是因為煤礦企業不夠重視制度的形成，導致制度過于形式化、過于片面化。然而隨著科學技術的不斷發展，若是只有技術運用，沒有相應的制度或者比較完善的制度，就不能有效地進行生產和管理。煤礦企業應該根據實際情況，結合企業的內部特點，建立健全監督機制和相應機構，并認真加以實施和踐行，有效地提升煤礦機電設施的自動化水平，注重對相關設備的定期檢查和不定期首查抽查。為了保證制度的有效進行，應該從實際出發，建立健全相應的監管小組，由監管小組嚴格貫徹制度的執行，但是我國的監管小組的建立形式還不夠規范，監管小組的智能還不夠明確，導致我國的煤礦生產過程中的監管力度嚴重不足。另外，在機電操作人員制度管理制度方面，由于煤礦企業沒有根據煤礦的實際情況建立健全相應的人員管理制度，導致有些項目不能有效地開展和執行，嚴重影響煤礦生產效益。
1.3施工設備的管理有待提升
在煤礦項目推進的過程中，工程項目的細節問題比較多，既要注重基礎設備的監管和養護，還要注重基本工程和人員的監管，這都需要從實際出發建立健完善的設備管理系統。設備管理和人員管理一樣，在煤礦生產管理中占據著重要作用和地位。首先，就要注重井口相關設備的把關工作，保證輸送方面的安全，但是由于制度的卻是，管理形式不容樂觀。其次，煤礦企業不夠重視機電設備的更新，導致項目開展的延遲和落后。另外，在相關的機電設備的文件管理上也存在一定的不足，一旦丟失和破損，直接影響整個生產項目的開展和質量的提升。
2提升煤礦井下機電安全供電技術的相關策略
2.1根據實際情況，優化機電安全供電技術的管理組織
在煤礦生產的過程中，要保證相關基礎項目有效地開展和執行，就應該從實際出發，對基礎項目加以集中優化，根據項目的不同將管理小組進行有效地劃分，有效地執行一對一的管理方式，促進不同的技術都能有所提升。相關技術單位要在實際項目的推進多稱重，針對性建立健全電氣管理小組，統籌兼顧井下作業的基本供電情況，加大對供電情況的監管，注重對供電設備、生產設備的管理和維修。從實際情況出發，組建相應的防爆電器管理組，注重對小型防爆電器的集中實驗和管理，注重有效、及時地維護煤礦生產過程中的基礎電纜，加強對基礎電纜的質量和使用效率的檢查。要保證煤礦生產管理和供電技術管理的質量和效率，就應該管理組織的建立，以管理組織作為推手，促進煤礦生產過程中的各項工作的開展和事實。
2.2建立健全相應的機電安全技術管理制度
在煤礦生產的過程中，建立健全有效地機電安全技術管理制度顯得尤為重要，要嚴格執行三關政策，保證檢修、驗收、入井操作三方面工作的有效開展。煤礦企業的相關的施工隊伍應該按照要求，嚴格注重這三項的監管和執行。首先，應該嚴格按照管理辦法，注重對基礎防爆電器設備的檢修和整理，必須要保證基礎設備的安全使用。在進行設備的檢修的過程中，還應該注重對防爆裝置的防銹工作，避免由于地下環境給相關設備帶來不利的影響。若是在檢修的過程中，發現設備出現相應的問題，應該及時加以更換和維修，保證整個設備有效地運行。其次，相關復雜人應該注重對機電設備的雙驗收，要求技術人員和基本防爆檢測員同時或依次對整體的設備進行驗收，確保整個設備能夠滿足實際需求，如此才能保證設備有效開展。最后，應該做好入井管理工作，對煤礦生產井下機電安全供電技術管理而言，其重點內容便是入井操作，所以相應的管理人員應該注重對基礎設備的反復驗收，保證設備都符合實際要求和入井標準，對防爆電器的合格驗收單進行相應的申報，保證文件管理的功效。
2.3注重煤礦井下機電供電技術的設計管理
由于井下環境的特殊性，要保證生產項目的有效開展，就應該建立健全相應的環境評價體系，充分考量自然因素對供電技術設備的影響。根據實際情況，把握機電系統的設計要點，初步推進機電安全供電技術的實行。在煤礦生產的過程中，應該高度重視對基本工作的有效評估，注重預案的形成，注重對設備和電纜的細致化管理，根據實際情況，繪制相應的設計圖案，保證機電安全供電技術的質量和效率。
3結語
煤礦井下機電安全供電技術管理作為煤礦生產的重要組成部分，應該從實際出發，注重細節化的管理，注重提升監管人員的管理意識，注重相關設備的維修和更新，注重管理制度和管理組織的建立健全，保證各個設備能夠有效地運行，使整個項目有效開展。
參考文獻:
（華能云南滇東能源有限責任公司礦業分公司白龍山煤礦一井，曲靖655000）
（HuanengYunnanDiandongEnergyCo.,Ltd.MiningBranchBailongshanCoalMineNo.1Mine，Qujing655000，China）
摘要：近年來，我國煤礦的機電裝備得到了較大程度的發展。但在煤礦掘進工作面掘進的過程中，經常會出現供電系統選擇性漏電保護的問題，并因此對實際工作的開展造成了一定的影響。在本文中，將就煤礦掘進工作面供電系統選擇性漏電保護的實現進行一定的研究。
Abstract:Inrecentyears,thecoalminemechanicalandelectricalequipmenthasgotgreatdevelopmentinChina.Butinthetunnelingprocessofcoalmineheadingface,thereisusuallypowersupplysystemselectiveleakageprotectionproblem,whichhasaffectedtheactualworktosomeextent.Thisarticlestudiestheimplementationoftheselectiveleakageprotectionofcoalmineheadingface.
關鍵詞 ：煤礦掘進工作面；供電系統；選擇性漏電保護；實現
Keywords:coalmineheadingface；powersupplysystem；selectiveleakageprotection；implementation
中圖分類號：TD611文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）21-0151-03
0引言
漏電故障是礦井掘進作業中供電系統常見故障類型。漏電故障出現時，一般會形成單相接地，若不及時處理，就可能引發相間短路或漏電長時間存在，嚴重的有可能造成煤塵爆炸或瓦斯爆炸事故。掘進工作面常常采用移動變電站的方式進行供電，并使用了低壓饋電開關作為掘進以及通風設備的供電電源。該開關系統的漏電保護一般帶有附加直流電源檢測的特點，在實際應用中會頻繁出現無選擇性的漏電保護問題。
為了降低無選擇性漏電保護故障率，本文在傳統漏電保護系統設計的基礎上，提出一種基于零序電流與直流電源方向檢測的漏電保護系統，以此對傳統附加直流電源式漏電保護裝置進行技術改造，提高礦用供電系統選擇性漏電保護效率，從而很好地規避電力事故。
1礦用供電系統漏電保護技術原理
1.1選擇性漏電保護綜述選擇性漏電保護是指：當供電系統某一支路發生漏電故障時，漏電保護系統僅使開關切斷漏電故障所在的支路，并保證非漏電故障支路正常供電。選擇性漏電保護系統是現代供電保護系統的一個先進的發展方向，是有效保護人體、防止人體觸電的重要屏障。發生漏電故障后，選擇性保護系統能夠在保證全線正常供電的條件下，只將存在漏電故障的線路和設備切除進行整修，停電面積非常小，而且能快速鎖定故障點，加快檢修速度，從而在一定程度上減少了停電時間，保證了供電系統的可靠性。
漏電保護裝置一般安裝在高壓和低壓電網饋出線上，漏電保護結構有橫向選擇性與縱向選擇性之分。它可以區分故障支路與正常支路，針對故障情況進行選擇性保護。如果裝有選擇性漏電保護裝置的供電系統同時裝配了漏電閉鎖裝置，就擁有了一套完整的漏電保護系統，并且具有非選擇性來漏電保護系統無以比擬的技術優勢。圖1為選擇性漏電保護裝置的技術原理。
1.2選擇性漏電保護開關選擇性漏電保護涉及橫向保護與縱向保護兩套子系統。從漏電保護原理來看，它包括零序電流保護和零序功率方向保護兩種方式。其電路原理如圖2和圖3所示。
在圖3中，ZCT1、ZCT2、ZCT3為F1、F2、F3零序電流互感器，Id1、Id2、Id3、為不同分支線路的接地電流。在實際系統運行的過程中，如果F1線路中的A相出現了接地故障問題，電網A相對地電位的值則為0，且線路B、C相對地漏電流則會從接地點再次流回到電源之中作為電容電流，而對于該電流來說，則可以通過不同支路的零序電流互感器對其實施測控。在這一過程中，流向母線的故障支路接地電流恰好等于整個電網接地電流中所有電流之和同本線路接地電流之差，而并不是故障支路接地電流的流向，其所具有的流動方向同故障支路恰好相反。
1.3總饋電開關原理在移動變電站低壓饋電開關中，其所具有的保護是以附加直流電源檢測作為主要工作原理，能夠對系統漏電信號進行檢測的同時使用橋式比較電路進行檢測，具體結構如圖4所示。
由圖4可知，其兩端都同直流電源保持連接，而在AB兩點之間所具有的壓降則為漏電監測的信號。在此種情況下，通過對Rw的調整則能夠對系統漏電保護電阻值進行改變，而當絕緣電阻Re降低到低于門坎電壓時，執行回路則能夠得到啟動、且饋電開關出現跳閘現象，進而使整個電網出現了停電的情況。從這里我們則可以認識到，對于這種類型的保護裝置來說，其并不能夠對漏電的是分支還是干線進行判斷，而如果是分支漏電，也不能夠具體判斷是那一條線路出現了漏電現象。而為了能夠在此情況下對兩級選擇漏電保護進行實現，則需要在該裝置中加入中斷信號產生電路以及延時電路，以此則能夠在對系統選擇性漏電保護進行實現的基礎上保證動作值能夠具有更為一致的特點。同時，通過該延時電路的安裝也能夠保證分支線路在出現漏電情況時，饋電開關能夠實現后備保護，而此時分支饋電開關的信號分析以及處理系統也能夠得到及時的響應，并在30ms以內對漏點故障進行切除。
由上文得知，根據零序電流方向的觀察，則能夠對故障支路進行判斷。而我們將接地故障中的零序電壓作為基準進行比較時，則能夠獲得故障支路與故障支路所具有的零序電流判別原理如圖5所示。
在圖6中，S為兩者間波形比較的結果，而從該波形圖我們則可以看到，系統發生故障線路電流在經過波形變換之后，其同該線路的零序電壓則具有著一致的相位。而對于沒有發生故障的零序電流來說，其所具有的相位同零序電壓相比則要相反，且并沒有輸出任何波形信號。從該種情況我們則可以通過較為簡單的方式對真正發生故障的支路進行判斷，并在通過全波形方式應用的基礎上進一步提升信號檢測速度，能夠在提升保護系統所具有靈敏度、可靠性的同時使保護動作時間得到了縮短。
1.4保護系統工作原理在分支饋電保護系統中，其在中央處理單元方面選擇了MCS_51單片機，對于漏電信號的判斷、分析以及動作響應來說都能夠通過該處理器對其進行執行，具有著處理速度快、靈敏度高以及可靠性強等特點。在實際運行過程中，如果系統的某一個部分出現了漏電問題，如果經過判斷發現漏電電阻同總開關動作電阻相比較小，開關的漏電檢測單元會迅速響應，并向分支饋電開關發出中斷信號時同步啟動延時單元。開關處理器接收中斷信號后，也能夠及時對零序電流方式進行檢測，如果經過檢測發現為本支路出現漏電情況，則會立即采取跳閘操作，而如果非本支路出現漏電情況，則會延時并關閉中斷。而當總饋電開關達到其延時時間后復測漏電故障，若發現漏電情況仍未消除，則表明分開關拒動或者漏電情況處于分開關同移動變電站的電纜位置，總饋電開關即移動變電站低壓饋電開關跳閘,實現縱向選擇性漏電保護。
2掘進工作面供電系統選擇性漏電保護技術改造
2.1改造前掘進工作面供電系統改造前結構如圖7所示。
如圖7所示，在該供電系統中，總饋電開關以附加直流電源作為該系統的主要漏電保護，且其兩個啟動器對掘進設備以及風機起到供電的作用。而當圖7中d1以及d2點在運行過程中發生漏電故障時，就會使BKD1跳閘，導致工作面停風、低壓停電，對于井下工作人員造成了較大的安全威脅。
2.2改造后根據我們本次改造原理，我們對該系統進行了一定的改進，改造后系統如圖8所示。
在改造后，可以看到該系統中依然對啟動器A1以及A2進行了保留，并以基于零序電流方向的方式進行了檢測，且BJD3作為系統分支的饋線開關。在此種情況下，如果d1出現了漏電問題，F1開關則會及時跳閘；而當d2點出現漏電問題時，F2開關則會及時跳閘，而在此過程中，系統的風機與其他支路卻不會受到影響，依然能夠得到正常運行，以此對停電范圍起到了良好的縮小作用。
3實驗以及運用
下面是經過該方式改進后所形成的移動變電站低壓饋電開關與分支饋電開關所組成的漏電保護系統進行的模擬實驗，兩臺分支開關、電網電壓為1140V，保護系統漏電動作時間如表1所示。
在表1中，所顯示的數據為5次測量所獲得的平均值，其中，C0為干線路對地電容、C1為故障支路饋電線路對地電容、C2為非故障支路饋電線路對地電容。從表1中相關數據我們則可以了解到，本次改造所具有的保護動作指標能夠較好的滿足設計要求。而在投入使用之后，在經過多次因導線破損或電機繞組燒毀導致分支饋電開關動作時，也表現出了較為可靠的開關動作，能夠在縮小停電范圍的同時減少了停風次數，且能夠在出現跳閘問題之后在系統中顯示故障類型，便于對故障進行及時的排查，對于供電工作起到了較為積極的保障作用。
4結論
通過對煤礦掘進工作面供電系統選擇性漏電保護原理的研究與分析，提出了掘進工作面供電系統原移動變電站低壓饋電開關附加直流電源檢測漏電保護的技術改造方案,有效解決了以往頻繁出現的無選擇性漏電保護故障，使得因電力故障導致的煤塵爆炸和瓦斯爆炸等安全事故的發生率大大降低。在此基礎上配以基于零序電流方向判斷漏電保護的分支饋電開關,實現了掘進工作面供電系統橫向和縱向兩級選擇性漏電保護的功能，經過測驗運行獲得了良好的運行效果，具有一定的應用價值與意義。
參考文獻：
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關鍵詞：竊電手段；反竊電技術；供電企業；
中圖分類號： U223文獻標識碼： A 文章編號：
0引言
近年來，社會經濟建設的快速發展，給供電企業的售電量帶來了一定的契機，但是屢禁不止的竊電現象也隨之而增加。不但一些居民利用隱蔽的手段進行竊電，一些企業也以此作為牟利的手段，這些行為給國家電能的造成了大量損失，也為供電企業的長遠發展的帶來了難題。對于這種嚴重擾亂用電秩序、威脅用電安全的各種手段和行為，一直是國家和社會致力打擊的對象。本文從常見的竊電手段出發，對其進行分析，并提出了相應的反竊電技術。
1當前存在的幾種主要竊電手段
針對近幾年來的竊電方式的多元化現象，供電企業也相應采取了一定的手段進行針對性的預防和反竊電工作，這使得反竊電事業有了一定的發展基礎，為國家的電能挽回了經濟損失。根據筆者多年的實際觀察和調查研究發現：近些年來出現的各種竊電方式，基本上都是根據計量表的物理學原理，在改變電流、電壓、相位和安裝接線等方面，使得電表轉慢或者停轉甚至反轉，以此達到竊電的目的。
傳統的竊電方法主要有失壓竊電、欠壓竊電、斷流竊電、分流竊電、移相竊電、擴差法竊電等。
失壓竊電是指將計量裝置的某相或全部相的電壓回路斷開，使電能表無法正確計量。這種竊電方式會導致電能計量裝置少計或不計量電量。
欠壓竊電和失壓竊電基本上是相同的模式，只不過它是將引入計量表尾的電壓引線虛接了，使真正引入計量表的電壓值實際上大大低于它實際上產生的電壓值的。這樣一來，計量表的計量值是不準確的，它低于實際的值，從而達到電量少計的目的。
斷流竊電是指用戶在用電的過程之中，把電流互感器進行短接，這樣計量表計量的回路電流經過短接線直接流出，而無法使計量表進行有效的計量?；蛘呤前央娏骰芈返囊€直接拆除掉，這樣就會造成電流互感器進行開路，以至于計量回路中沒有電流通過，因此計量表也不會進行有效的計量。
分流竊電是將電流互感器進行二次并聯后引出一個分流引線，通過這種手段，雖然還可以使得一部分電流從計量回路流過，但是另一部分電流則通過分流的引線直接流失掉。這樣，計量表計量的電流數量就會大大減少，實現了分流竊電的目的。
移相竊電，顧名思義，就是通過改變線圈中電流及電壓間正常的相位關系，來實現竊電的一種手段。這種方式往往是采用不正常的接線，或是通過在線路中接入電感或電容，或是通過在計量表中接入與其線圈不相符的電壓和電流等，使得計量表運轉的速度變慢或者進行反轉，以達到竊電的目的。
擴差法竊電主要是通過改變計量表的內部結構功能，以達到竊電的目的。這種方法使得計量表自身的誤差增大，有的甚至故意把計量表弄壞，從而使得計量表一會走一會停，這樣計量表的計電量就會減少。
2主要的反竊電技術
2.1 計量表更換的方法
計量表的選擇使用也是一件十分重要的事情，因此在選擇時要多加選擇比較，要盡量選擇新式的全電子的多功能的計量表，不但將三相四線表變為使用3只單相表來計量，而且將三相三線的用戶計量表變為三元件的計量表。這種多功能計量表功能十分強大，不僅不能改變常數、失壓和失流的記錄等，還可以進行逆相序記錄等防竊電的強大功能。因此，在選擇計量表時，要進行細致嚴格的對比選擇。
2.2 端子密封與導線入槽的方法
這種方法適用于那些高供低計的專變用戶。它是一種對通過二次線進行失壓/欠壓法竊電、移相法竊電等有良好防御功能的方法。第一，對于那些計量柜內的電流互感器容量很大的低壓用戶來說，要盡可能的縮減配電變壓器的低壓出線端子和計量柜之間的距離，用塑料或金屬管套住后的電纜進行連接，如有需要，可用金屬線槽或塑料線槽將其封閉在槽內，或者是在上面刷上絕緣漆等。第二，如果計量互感器和電表處于共箱的情況下，也可使用上述的方法；如果不同箱的話，可以只用一個鐵箱來加封計量互感器和變低出線端子，而電表箱則要使用專門的加鎖計量箱。
2.3 失壓計時儀記錄的方法
這種方法針對失壓/欠壓竊電、斷流/欠流竊電具有較好的防范功能。在一般的工作中，有許多破壞手段光靠肉眼是無法觀察出來的。比如說當前使用的三相四線有功表，即使是去掉某相電壓或短接某相電流，計量表還是正常運轉的，類似的這些情況往往會造成誤解，因此要對所有的高供高計及部分無專用計量柜的用戶都要安裝失壓、斷流、短路的計時儀，這樣一旦儀器感應出相應的變化時，就會及時發出警報，減少供電部門的損失。
2.4 計量柜分類規范的方法
由于歷史上遺留的各種問題，使得目前許多用電企業沒有專用的計量柜，甚至許多用戶直接在的互感器端鈕上將電流互感器進行短接或斷線以進行竊電。同時，一部分沒有專用計量柜的用戶，其計量表往往成為擺設，其準確度大大降低。而對計量柜進行分類規范的方法可以有效的防范以上闡述的幾種竊電方式，但需要注意的是，要根據具體的情況采取不同的手段：如果是針對高供高計專變用戶，要使用高壓計量柜；如果是針對高供低計的專變用戶，則要使用專用的計量柜/箱；此外，如果是針對低壓客戶，則應該采用專用的計量箱或者是專用的電表箱?？傊?，要根據不同的用戶采用不同的方式。
2.5 電流互感器的倍率合理選擇的方法
電流互感器倍率選擇的是否合適直接影響著計量的準確，因此要選擇大小合適的倍率。如果電流互感器工作時的電流小于其額定電流的20％時，其勵磁電流就會加大電流互感器的誤差；而如果其倍率選擇的太小，就會產生很大的負誤差。因此，工業用戶要選擇合適的電流互感器倍率。
2.6 鉛封“色、碼、數”三合一標志的方法
新鉛封具有舊鉛封無法相比的優勢。它不但在色澤上有相應的規定，而且鉛封帽和印模上也增添了相應的代碼和數字以進行區分。同時，新鉛封還進行了管理臺賬，這樣就可以跟蹤記錄鉛封的使用情況，及時對各種竊電手段進行查實。這種方法十分簡單，而且價格也很便宜，對供電方式也沒有什么限制，因此應用非常廣泛。
3 防竊電新技術的運用
當前，科學技術發展的十分迅速，因此反竊電的技術也在不斷的提高和改進。應用比較多的主要有電能量自動集抄系統、電能量需求側管理系統和電能采集與負荷管理系統等，這些系統充分利用和展現了計算機和通信技術的最優成果，通過各種終端設施來實現有效的反竊電，雖然成本投資比較大，但是其效果也是有目共睹的。因此建立一種口碑很好的防竊電手段，但是要注意其數據的更新和維護等一系列細節問題。
4總結
總而言之，竊電手段不但普遍、多元化，而且技術性越來越強、數量也越來越多，這些特點決定了反竊電技術工作同樣存在一定的難度。這不僅需要相關反竊電人員的基本技能要扎實深厚，而且還要不斷地吸取新知識、新技能，緊跟著科技發展的步伐，真正做到與時俱進。同時，還要建立一支政府和社會廣泛支持的、有一定執法權利專業反竊電隊伍，并不斷提高其專業技能和素質，提高其反竊電技術。只有這樣，才能在增強企業自我保護能力的基礎上，切實保護國家的電力財產不受損失，真正創設一個安全舒適的用電環境。
參考文獻
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[2]李明勇.談竊電行為及供電企業反竊電對策[J].企業科技與發展,2012(08).
[3]華永政.試論供電企業反竊電管理的幾項措施[J].中國城市經濟,2011(25).
【關鍵詞】輸電線路；雷擊；跳閘；防雷保護
0.引言
供電系統的輸電線路采用埋地電纜敷設或在金屬線槽中沿管廊架敷設，能起到很好的防雷作用，但一些工廠企業的高壓輸電線路一般由廠外架空引入。這些架空線路往往長達幾十甚至上百公里，穿越的地形一般都相當復雜，極易遭受雷擊。架空線路遭受雷擊時可能發生絕緣子閃絡、擊穿，甚至導線折斷，或造成短路跳閘。
1.架空輸電線路防雷的主要方法分析
1.1直擊雷防護
架空輸電線路直擊雷防護的最有效措施就是避雷線，通過在導線上方假設避雷線主要作用是：①防止落雷直接擊中導線，起到攔截作用；②雷擊輸電桿塔時減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位，起到分流作用；③通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；④通過屏蔽作用降低導線上的感應過電壓；⑤將各線路桿塔的接地裝置進行電氣連接，形成電氣通路供雷云在大地感應出的電荷移動，降低高電阻率地區發生落雷的可能性。一般來說，避雷線的保護角度越小，其保護效果越好（一般應小于20o）。線路的電壓等級越高，避雷線在線路總造價中占的比例越小，因此110kV以上輸電線路應全程架設避雷線。但是避雷線的防護作用也有其局限性，如某石化企業220kV輸電線路全程采用雙避雷線，但是每年雷擊跳閘率還是很高，這主要是由于輸電桿塔大多數位于山頂或山腰上，線路基本上在山谷中穿越，地形條件復雜，雷電活動相當頻繁并容易發生畸變，會通過繞擊、反擊等方式影響到輸電線，這就需要其他手段來降低這類損害的發生。
1.2降低桿塔接地電阻
降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，以防止反擊的有效措施，也是最經濟、最有效降低線路雷擊跳閘率的措施之一。通過這個方法可以減小雷擊桿塔時的電位升高，當線路架設了避雷線時，桿塔的工頻接地電阻值不宜大于表1所列數值：
表1 有避雷線輸電桿塔的工頻電阻要求
如桿塔所處位置地質條件較差，接地電阻往往不能滿足要求，此時應該改變桿塔接地網的形狀、敷設方式、增加接地極、外引接地線或加降阻劑來降低接地電阻。
1.3架設耦合地線
在實際工程中，當降低桿塔的接地電阻有困難的時候，即采用在導線下面架設地線的方法，用以增加避雷線與導線之間的耦合作用，降低絕緣子串上的過電壓，從而達到降低線路斷路器雷擊跳閘率的目的。運行經驗證明，這一效果非常顯著。由于其作用的產生是通過耦合來實現的，所以，將架設在導線下方的地線叫做耦合地線。而且通過架設耦合地線能很好地降低雷電繞擊率，并起到良好的屏蔽效果。需要注意的是，在相同的外部條件下，耦合地線擺放的位置不用，它的屏蔽效果就不同，輸電線路的屏蔽是由避雷線和耦合地線共同作用的結果，在設計線路的時候需要充分考慮以上兩方面的影響。
1.4加強線路絕緣
由于輸電線路個別地段需要采用大跨越高桿塔（如跨山桿塔等），大大增加了桿塔落雷的幾率，高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也大。為了降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數，加大跨越檔導線與地線之間的距離，以加強線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔等沖擊閃絡電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率。
1.5裝設自動重合閘裝置
由于線路絕緣具有自恢復性能，大多數雷擊造成的閃絡事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此，安裝自動重合閘裝置對于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據統計，我國110kV及以上的高壓線路重合閘成功率達75%～95%，35kV及以下的線路重合閘成功率約為50%～80%。因此，各級電壓等級的線路均應盡量裝設三相或單相自動重合閘。
1.6安裝線路避雷器
即使采取了以上種種措施，也很難完全避免導線上出現過電壓。通過安裝線路避雷器可以限制電壓的異常升高，從而保障線路運行。多年的運行數據表明，在雷電活動頻繁、土壤電阻率高、地形復雜的地區安裝線路型氧化鋅(ZnO)避雷器（SPD）無論在防止雷電繞擊導線、雷擊塔頂或地線時反擊都非常有效?？梢越Y合雷電定位系統及故障記錄來分析線路歷年跳閘情況、落雷點、落雷密度與跳閘率的關系，在易受雷擊的桿塔和區段安裝線路SPD。輸電線路SPD有兩種類型，即帶串聯間隙和無串聯間隙，因運行方式不同和電站SPD相比在結構設計上也有所區別，另外在具體的選擇上應注意SPD與絕緣子串的絕緣配合問題。從技術經濟角度考慮，當桿塔接地電阻較小（＜15Ω)時,單回路線路宜在邊相各安裝一只SPD，而雙回路線路則宜在下導線各安裝一只SPD；當桿塔接地電阻較大（＞60Ω)時，單回路線路宜在三相各安裝1只SPD，而雙回路線路則宜在下側及中間或下側及上側的對稱相各安裝1只SPD。
線路SPD安裝時應注意：①選擇多雷區且易遭受雷擊的輸電桿塔，最好在兩側相鄰桿塔上同時安裝；②垂直排列的線路可以只裝上、下兩相；③安裝時盡量不使SPD受力，并注意保持足夠的安全距離；④避雷器應順桿塔單獨敷設接地線，其截面積不小于25mm2，盡量保持較小的接地電阻。
線路SPD投入運行后應該進行必要的維護：①結合停電定期測量絕緣電阻，歷年測量的結果不應明顯變化；②檢查并記錄雷擊計數器的動作情況；③對SPD緊固件進行檢查，防止松動；④SPD運行5年應拆下檢查，并測量漏電流。
1.7架空電力電纜線路的防雷與接地
電力電纜由于其本身結構特點和其它電氣設施連接的要求，根據不同電壓等級采取不同的防雷方法。對于35kV及以下電壓等級的電力電纜，基本上應采取在電纜終端頭附近安裝SPD，同時終端頭金屬屏蔽、鎧裝必須接地良好。對于110kV及以上的高壓電纜，當電纜線路遭受雷電沖擊電壓作用時，在金屬護套的不接地端或交叉互連處會出現過電壓，可能會使保護層絕緣被擊穿，應采取以下保護方案之一：①電纜金屬護套一端互連接地，另一端接保護器；②電纜金屬護套交叉互連，保護器Y0接線；③電纜金屬護套交叉互連，保護器Y型接線或Δ形接線；④電纜金屬護套一端互連接地加均壓線；⑤電纜金屬護套一端互連接地加回流線。
2.結語
輸電線路跳閘率一直是困擾工廠企業不間斷運行的重要因素，要降低跳閘率僅單獨使用,本文中提到任何一種方法可能起到的作用都不明顯。架空線路的防雷應綜合考慮以下多方面因素：線路的電壓等級、當地原有線路的運行經驗、雷電活動規律、地形、地貌、氣象條件、土壤電阻率等環境條件，選擇多種適合的方法進行多方位防護。
【參考文獻】
[關鍵詞]高壓直流供電技術 應用 前景
中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）21-0051-01
隨著社會和我國科技的快速發展，高壓直流供電技術的應用也得到了迅猛的發展，高壓直流供電技術被廣泛地應用到很多領域中。在高壓直流供電技術的發展過程中仍然存在很多的制約因素，這些制約因素主要表現在后端設備的適應性、電源系統的定型與量產、配套器件、監控系統等方面，如果想進一步發展高壓直流供電技術，就要清除這些限制因素，只有這樣才能推動我國高壓直流供電技術和整個通信行業的發展。
1.高壓直流供電技術概述
1.1 高壓直流供電技術簡介
高壓直流供電指的是采用高壓直流電源直接對采用220V交流輸入電源的設備供電，采用這種供電技術之后，大大地改善了供電系統的工作效率。隨著通信行業的快速發展，這種高壓直流供電技術被廣泛地應用到了通信行業當中，并且促進了高壓直流供電技的發展，因為通信行業中的電源設備的要求在逐漸地提升，特別是互聯網數據中心和多媒體數據中心的供電需求表現的更突出。目前，我國通信行業的電源容量的需求很大，已經達到了10000kw，傳統的不間斷電源系統已經不能滿足其供電需求，傳統的電源系統逐漸地暴露出了許多問題，比如說工作效率低、高能耗、故障多等。正是由于傳統電源系統的諸多問題，所以很多通信公司就把目光投向了高壓直流供電系統，這種系統是將將380V的交流輸入電源轉換為200～400 V的高壓直流電，通過并聯的整流模塊組，接下來再通過高壓直流配電設備輸送給數據通信設備，并且可以同時給蓄電池組充電，這樣就可以保證，當輸送電源發生故障的時候，蓄電池組可以繼續供電，保證整個系統的正常運轉，效率值得肯定。
1.2 高壓直流供電技術優點
高壓直流供電技術具有很多傳統供電電源不具備的優勢，首先在使用的可靠性方面，要比傳統的不間斷供電電源可靠性更強，高壓直流供電技術大大地提高了系統的安全性，傳統的不間斷供電電源組件復雜，可靠性差，相反高壓直流電源的組件相對簡單，并且具有蓄電池這個部件，保證了在系統發生故障時可以繼續補充電源，保證了供電系統正常運轉，總體的可靠性要強于傳統的供電電源；其次，高壓直流供電電源很好節約了能耗，傳統的不間斷供電系統負載很大，有時候主機不能正常運行。而高壓直流電源采用了模塊結構，這個系統可以根據輸出的負載情況，由監控模塊、監控系統或現場值守人員靈活控制模塊的開機運行數量，這就很好地保證了系統保持著較高水平的負載率。
2.高壓直流供電技術應用現狀
2.1 高壓直流供電技術的應用情況
目前，在國內對高壓直流供電技術的應用主要表現為，中國電信公司在大力的使用和推廣這種供電技術，電信公司與電源系統開發商共同研究高壓直流電源，這種供電方式已經被廣泛地認可，并且已經有很多網點開始使用這種供電電源了。雖然高壓直流電源具有多種電壓可以選擇，但是缺乏后端設備廠商的支持，國內的高壓直流供電系統還沒有針對后端用電設備進行，然而，供電電壓的選擇一定要保證整個系統都可以正常運作，所以目前針對高壓直流電源達成的共識是選用240V電壓進行供電使用，而高壓直流供電技術的相關問題也在逐步地解決當中，這些問題解決了，高壓直流供電技術就迎來新的發展。
2.2 高壓直流供電技術發展的制約因素分析
隨著通信行業的發展，對供電電源要求逐漸提高，而高壓直流電源就是在這種背景下應運而生，但是高壓直流電源的發展并不是那么順利的，這種供電技術的發展受到了很多因素的制約。第一，后端設備對高壓直流供電技術的影響，雖然在很多試用點的使用過程中，高壓直流電源能夠滿足后端設備的電源需求，但是這種電源標準并不是后端設備的標準電源，這樣就使得整個系統在運行過程中存在著一定的風險，主要表現在以下方面：首先是技術風險，雖然使用高壓直流供電的后端設備很多，但是從高壓直流電源試點的運行情況來看，還是存在部分設備不支持高壓直流電源，對設備是否支持高壓直流電源的檢測，必須是通過實際運行才能檢測出來，這種檢測是需要一定時間的，這就是說在檢測結果出來之前都是存在著風險的；其次，法律風險，在使用高壓直流電源的過程中，其實是在改變著采購合同約定的運行條件，所以說當后端設備發生故障時，運營商就處在了不利的境地，面臨極大的風險考驗，并且高壓直流電源的使用很可能使合同雙方陷入法律糾紛之中；第二，電源系統的定型和量產對高壓直流供電技術的制約，由于高壓直流供電技術還沒有相應的技術標準，這就缺乏了對高壓直流電源的技術引導，同時也缺乏使用經驗，所以造成了高壓直流供電產品沒有最終定型，也就更談不上高壓直流供電產品的大量生產和使用了；第三，配套器件對高壓直流供電技術發展的制約，在高壓直流供電系統中，雖然大部分的器件都是較為常見的，但是存在一些比較罕見的器件，比如說熔斷器、斷路器等配電保護元件，這些器件是比較緊缺的，再加上高壓直流供電的特殊電壓要求，對這些器件的要求都是很高的，有些器件都是專用的，所以在市面上都是很罕見的，這些器件對高壓直流供電技術的發展造成了很大的障礙；第四，監控系統對高壓直流供電技術發展的制約，高壓直流供電技術要想大規模地推廣就必須納入動力環境監控系統，開關電源倒是沒有什么困難，只是配套的電池組很難實現，因為還沒有能夠提供專用電池監控的軟件系統的供應商。
3.高壓直流供電技術的發展前景
中國電信公司在逐步推廣能服務器交流電源單元相兼容的240V直流電壓，電信公司本著供電安全為第一要務的理念，逐步地實現節能、用電產品兼容性完善的發展目標，在這個過程中中國電信選擇了高壓直流電源作為設備的供電電源，在2012年電信公司的市場報告中顯示，電信公司新增的數據電源市場中，高壓直流電源的數量已經超過了傳統不間斷供電電源，并且電信公司決定在未來的發展中要繼續擴大高壓直流電源的應用。
同時，各大通信企業，比如騰訊、百度、阿里巴巴、浪潮等，都在大力推動高壓直流電源的發展，這些企業考慮要直接采用高壓直流電源直接引入定制的服務器，這些企業采用高壓直流電源將大大地推動高壓直流電源的發展和普及。所以說高壓直流電源的未來市場是無限廣闊的，高壓直流逐漸地替代傳統的不間斷供電電源是一個必然發展趨勢。當然，換句話說通信業在中國將會迎來更輝煌的明天。
4.結語
眾所周知，我國的通信行業在快速的發展，發展的過程其實是新事物產生的過程，隨著通信業的發展，對通信供電系統的要求就越來越高了，高壓直流供電技術就在這種環境下應運而生了，但是高壓直流供電技術要想得到推廣和使用，就必須克服那些制約它發展的因素，不過從這種技術發展的事態來看，高壓直流供電技術將在未來得到廣泛地應用，發展前景是極為可觀的，換句話說我國未來的通信業會得到更大的發展。
參考文獻
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基于電磁感應原理的非接觸供電技術，綜合利用電力電子技術、磁場耦合技術、大功率高頻變換技術，借助現代控制理論和方法，實現了傳輸電能系統和用電設備的隔離，使兩者之間沒有電的直接接觸，很好地滿足了特種應用場合的需要，提高了電能傳輸的安全性和可靠性。因此，非接觸供電技術是一種安全、可靠、靈活的電能接入新技術。
1．基本原理
非接觸供電系統包括電能發送單元和電能接收單元兩部分。電能發送單元主要由交直流電源電路、功率放大輸出電路、驅動電路、振蕩電路、基準電壓電路、控制保護電路以及發射線圈L1（變壓器初級）組成：電能接收單元主要包括接收線圈L2(變壓器次級)、高頻整流濾波電路和負載組成（如圖1所示）。
非接觸供電系統工作時輸人端將交流市電經全橋整流電路變換成直流電，或用直流電端直接為系統供電，直流電通過振蕩電路逆變轉換成高頻交流電經功率放大輸出電路放大供給發射線圈L1。通過發射線圈L1與接收線圈L2耦合電能，接收線圈L2輸出的電流經高頻整流濾波電路變換成直流電提供給負載。
2.特性和缺陷
基于電磁感應原理的非接觸供電技術，發射線圈和接收線圈必須有諧振頻率一致的電磁共振，才能傳輸電能，而具有以下主要特性和缺陷：電磁共振以“電一磁一磁一電”的方式實現電能的傳遞，而且是一個開放的系統，必然存在著電磁輻射和能量的損耗，因此，近距離的實際效率很難超過80%．遠距離的狀態下，效率可能很低。因此，不符合節能的概念。
電磁能與距離的關系為電場強度與距離的二次方成反比，磁場強度與距離的四次方成反比。單純的電磁共振是不可能長距離傳輸的。通常在1米處，效率不超過1%。因此，只能在近距離內使用，一般不超過10厘米。
電磁共振可以穿透非金屬，卻不能穿透金屬。利用這個特性，可以制造出即時充電或即時供電的電器，在移動性、防水性和隔離性等方面有突出的表現，同樣可以應用這個特性，來解決其自身的電磁干擾問題。選擇一個適當供電頻率使系統產生共振，則電能發射端的電磁波頻段對正常的通信、廣播沒有干擾或干擾較小，對人體或其他生物不構成傷害，符合安全指標。
在幾個厘米以內的近距離的電磁共振中，還存在著空振高壓問題：接收電路在負載時的電壓與空載時的電壓相差懸殊，往往是數倍甚至是十倍以上，致使接收電路在空載時，由于電壓的大幅度升高，將負載電路燒壞。是目前電磁共振的非接觸供電技術難以實用的一個重要因素。
非接觸供電技術在LED發光設備的應用
現有的LED發光標志牌、LED照明產品等，通常采用有線方式供電、充電。因而需要通過接口和導線進行有線方式供電、充電，需要在發光標志牌、照明設備上安裝接口及導線，導致設備整體防水、防漏氣性能低且不可靠。無法長期使用、安裝、儲存在惡劣的環境中，如水中、礦井中或者連續潮濕的環境中。
本文探究非接觸供電技術應用于LED發光設備可行性，把非接觸供電系統的電能接收端置入到LED發光設備內。選擇適當的LED驅動技術，設計能進行非接觸供電或充電的LED發光設備。該LED發光設備具有移動性、高度防水性、高度隔離性，適用于水下作業、礦井作業、抗洪救災等特殊場所的安全標志牌與照明。
1．應用實例
1.1 LED發光標志牌
本文設計的非接觸供電LED發光標志牌（如圖2所示），它由內部非接觸供電電能接收單元、充電電池、LED、LED驅動電路、系統控制電路、柔性電路板、外封裝透明膠套構成。外部由非接觸供電電能發送單元及電源構成。
(1)電能發送單元
VOX330MP05S和VOXRIOD是近距離下的非接觸供電芯片組，解決了長期以來不能解決的空振高壓問題，使輸出電壓基本維持在一個相對穩定的電壓范圍內。
VOX330MP05S是一款專門針對市電電源的非接觸供電的大功率發射模塊芯片，可以將市電整流后直接給芯片供電，工作電壓范圍大，最低可低至IOOV，最高電壓至400V，具有高達1A的電流發射能力，典型工作電路（如圖3所示）。lc內部建有振蕩、基準電壓、脈寬調制、限幅、低壓啟動、輸出推動和功率輸出等電路，完全符合電磁共振的特殊要求：VOx330MP05s自身功耗小，輸出電流大，發射效率高達70%以上：芯片內設自動限流電路，電路在空載時電流很小，而在大負載時的輸出能力可達空載時的十倍以上：VOX330MP05S外圍電路簡單，主要元件只有一個電阻、一個電容和~個線圈，因此使用方便。配合相應的接收模塊同時使用，就能實現非接觸供電。
(2)電能接收單元
VOXRIO是一款專門針對VOX系列的非接觸供電發射模塊設計的配套接收模塊芯片，可以為接收電路提供一個相對穩定的中心電壓。VOXRIO內部建有基準電壓、限幅、低壓啟動、輸出推動和功率輸出等電路，完全符合電磁共振的特殊要求：而且自身功耗小，輸出電流大，接收效率高達80%以上：芯片內設自動限壓電路，電路在空載時電流很小。VOXRIO外圍電路簡單，主要元件只有一個電容、一個二極管和一個線圈，因此使用方便。
電能發送單元發射電磁波，內部電能接收單元接收該電磁波并轉換為交流電后經整流濾波成直流電對電池進行充電。一個電能發送單元可以對多個內部電能接收單元發射電磁波進行充電。充電電池一般用鋰電池，但鋰電池穩定性較差，在有易燃易爆氣體及物品的環境中采用鎳氫等電池。
(3) LED電路
一個LED與一個電阻串聯后組成一個基本單元，若干個基本單元之間可以采用串聯、并聯、混聯的方式進行連接：多個LED以陣列的形式安裝在一塊平面上組成LED點陣屏，點陣屏有各種顏色，分為單色、雙色、三色。把LED呈矩陣狀均勻布滿于柔性電路板上，可以排列組合成指標或警示性的圖標發光顯示。
LED控制電路采用微處理器控制電路，以遙控控制系統、觸摸控制系統、輕觸開關來控制系統實現，簡單的可以直接用微型按鈕開關控制電源。LED驅動電路可采用分立元件驅動電路、集成驅動電路。
(4)封裝
外封裝透明膠套用于保護整個非接觸供電式LED發光標志牌的電路，把整個非接觸供電LED發光標志牌電路牢靠包封在外封裝透明膠套內，無任何接口，因此本文所述的非接觸供電LED發光標志牌具有高度可靠的防水、防漏氣性能。本標志牌還可以根據用戶需要，制做成不同形狀，進行單面、雙面、多面發光顯示。
1.2 LED礦燈
據有關資料統計，煤礦井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是礦燈故障引起的，這主要是由于礦燈所使用的白熾燈泡存在的缺陷所造成的。而LED礦燈解決了白熾燈泡的安全隱患，在煤礦上大量推廣使用。LED礦燈在節能、安全性、易用性等方面與采用白熾燈的礦燈相比都有較大改進，但還存在著以下問題需要解決。
礦井下潮濕、多水、空氣混濁、灰塵大．LED礦燈采用了鎳氫電池或鋰電池為電源．LED發光二極管為光源，這些元件一但進水、進入灰塵后就易損壞，甚至報廢。閉鎖螺絲受潮后會生銹，難以卸掉，須將螺栓廢掉，浪費材料費和工時。充電接口經常進灰堵塞，尤其水泥進到充電接口凝固后就很難去掉，影響LED礦燈充電，嚴重的就可能報廢。
本設計把電能接收端置入LED礦燈，用透明膠套把LED礦燈牢靠密封，采用非接觸供電技術，就可以解決上述問題。提高了LED礦燈的使用壽命、防爆性能、抗靜電性能，降低了LED礦燈的報廢率，減少了維修量，增加了實用性和安全可靠系數。
2.系統分析與構成
對使用非接觸供電技術的LED發光設備的設計，要從三個角度考慮完成系統的設計：一是從器件的選擇、電路設計上盡可能的提高系統的效率：二是嵌入非接觸式的RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)技術，實現ID認證機制，保證系統的安全：三是采用MCU(Micro Control Unit，微控制器)作核心的部分，產生驅動電路所需的振蕩頻率，同時也需要控制RFID組件與電能接收端進行信息交互。使供電端與用電端可以用一對一、一對多、多對一、多對多和網絡分布方式供電。
系統由供電部分及工作部分組成（如圖4所示）。供電部分由MCU和供電單元組成，MCU通過RFID發射單元檢測負載位置的情況，當負載存在時，開通供電單元，進行供電。工作部分由MCU、與電能發送端相對應的RFID組件、LED單元、受電單元和充電電池組成，受電單元主要實現電能的接收，受電線圈接收電能，通過整流、濾波處理后向電池和LED單元供電。MCU的外圍電路包括復位電路、參考電壓電路、串口下載電路、電源與接地、按鍵、報警等。系統的人機對話界面，通過顯示模塊來實現。工作部分、供電部分、供電管理、按鍵、顯示等功能都由MCU進行控制。
實現使用非接觸供電技術的LED發光設備的方案是上述的整合，即兩部分構成，分別為接220V交流電的電能發送端和給LED發光設備電池充電的電能接收端。將待充電LED發光設備放到充電器上，打開設在電源端的充電開關，電能發送端發出驗證信息，電能接收端收到驗證信息后發出確認信息，身份驗證通過后，則控制驅動電路開始工作，實現電能的傳輸。
【關鍵詞】配網 現狀 措施 可靠性
配網是電網的重要組成部分，直接面向電力用戶。配網的供電能力及可靠性直接關系電力用戶的生產生活。
1 影響配網供電可靠性的因素
1.1 配網供電現狀及影響可靠性的主要因素
以下是影響配網供電可靠性常見的一些問題：用戶一旦出現臨時用電需求，一般需要對相應架空線路進行停電接火，給同一條線路上得其他用戶帶來很多不便；高層建筑在施工過程中吊車碰線，塔吊運轉切斷線路的現象較為普遍；電力負荷超載，配電系統供電能力滿足不了居民用電需求；部分地區配網設備比較陳舊，埋下安全隱患；配網線路連接錯綜復雜，迂回供電，給相關技術人員進行的電網維護工作帶來安全隱患。上述問題很大程度上影響了配網供電的可靠性。
1.2 配網設備外絕緣因閃絡問題影響供電可靠性
配網設備在運行過程中，其所具有的絕緣層要對工作電壓予以長時間的承受，在較為潮濕的環境之中，一旦附著在絕緣層表面上的污物所具有的含鹽量到達一定的水平時，閃絡現象就會發生。除此之外，污物的不斷累加會使得絕緣體所具有的抗沖擊能力下降，這時，如果有雷電或者內過電壓對其沖擊的話，閃絡現象也極易發生。一般說來，中性點非有效接地系統發生單相接地故障時，非故障相電壓幅值即使出現升高也不會使絕緣受到影響?？墒?，如果運行環境相對來說比較惡劣的話，那么絕緣體所具有的耐壓性就會降低，容易造成閃絡點出現。
1.3 配網設備因大氣過電壓影響影響供電可靠性
雷電對配網系統影響相當廣泛，變壓器、導線、柱上開關設備、絕緣子等在運行過程中都有可能由于雷擊損壞而造成停電。配電變壓器雷擊損壞主要是由于雷電波侵入，通過正逆變換過電壓，使配電變壓器絕緣擊穿；柱上開關設備特別是處于斷開狀態的開關設備在避雷器安裝不到位或是接地電阻不合格情況下也易造成雷擊損壞；導線特別是絕緣導線在雷擊時，由于電弧在絕緣導線絕緣層的阻礙下不能移動，聚集在一點，能量不能擴散，造成長時間燃燒斷線；普通針式絕緣子長期帶電運行，沒有輪換檢查措施，瓷質絕緣損壞后在正常天氣時還能保持絕緣良好，但在雷雨天氣，由于絕緣表面已形成裂紋，再出現雷擊過電壓情況，就會造成內部擊穿。
2 對配網供電可靠性進行提升的方法
2.1 通過技術手段對可靠性進行提升
配網自動化系統具有實時監控以及離線管理等多種功能。該系統對存在于電網有關設備之中的數據與電力用戶所具有的各種數據實行有效融合，通過不同系統間的標準化信息交互，實現配電自動化系統網絡接線圖、電氣拓撲模型和支持電網運行的靜、動態數據共享。
配網自動化系統具備很強的適應能力，能夠被運用于多種通訊手段之中。另外，配網自動化系統也具備安全性強、集成度高等優勢。因此，該系統對提高配網供電可靠性有著舉足輕重的作用。可是，當前我國現有的配網自動化設備還缺少主流廠家，設備質量可靠性還有待提高。還需要通過提高技術標準，加強對設備質量的管控和技術監督等手段，提高設備質量。
通過提升配電網轉供與互帶能力提高供電可靠性，對由于故障、檢修而出現停電狀況的區域進行不斷縮小是提升配網電可靠性的有效手段。樹枝狀配電網絡被應用于單端電源供電工作之中，這種樹枝狀的配電網絡結構不合理，以至于當某一處出現故障的時候，會導致沿線全部區域都出現停電狀況，為了解決這種問題，架空線路可以采用多分段適當聯絡，電纜線路采用環網結構，使停電范圍得以縮小。
由于閃絡問題會對配網供電可靠性造成很大影響，因此，相關技術人員應該對多種有效手段進行使用來避免閃絡問題的出現[3]，采用新型絕緣材料，增大外絕緣的爬電比距等，提高電氣設備抗閃絡能力。
除此之外，是否具有較好的抗雷擊能力對配網可靠性也有著不容忽視的影響。在配電變壓器高低壓兩側都安裝避雷器，采用“三位一體”的接地引線方式可以有效降低配變雷擊損壞事故；在柱上開關兩側均安裝避雷器；絕緣導線安裝防雷線夾；針對落雷較為頻繁的地區，可以將針式瓷瓶用瓷橫擔進行替代或是采用多裙絕緣子，以上措施都會提高配電網抗雷擊能力，從而提高配電網供電可靠性。
2.2 提高配網設備供電能力，提升設備水平
在對配電網進行建設改造過程中，提高供電能力。按照“導線截面一次選定、廊道一次到位、變電站土建一次建成”的原則建設配電網，提高對負荷增長的適應能力。針對不同供電區域，遵循差異化原則，合理配置電網設備資源。提升設備水平，按飽和負荷密度選擇導線截面?？刂仆坏貐^設備類型，優化設備序列。加強設備入網檢測，特別是對于用戶接網設備技術標準進行明確，提高設備質量。在環境條件惡劣，自然災害多發地區可以適當提高設備標準。
2.3 對電壓等級進行簡化
在對傳統降壓方式進行使用的時候，必須對電壓等級實施逐一降壓，這一過程相對繁瑣，節點多；電氣設備會隨著降壓次數的增加而變得越來越多，相應的電氣設備可能出現的故障幾率就會變大，這樣對人力、物力、財力均有大量消耗，也會造成電力能源的大量損耗。所以，想要實現對配網供電可靠性的提升，則必須對電壓等級進行簡化。
3 結束語
綜上所述，為了對用戶在生產生活過程中產生的用電需求加以很好地滿足，使電力企業的供電行為更為安全有效，則必須對配網供電的可靠性進行提升。可是，配電網其自身結構所存在的復雜性、相關設備所處環境的惡劣以及技術人員專業技能的缺乏都使得配電網供電可靠性受到影響。因此應該采用多種手段來提升配網供電可靠性，使配網系統得到健康穩定發展。
參考文獻
[1]李英金.探討配網電力工程技術的安全可靠性[J].城市建設理論研究，2011，15（6）：117-118.
[2]李軍凱.配網電力工程的技術問題分析與解決[J].科技創新導報，2012，19（8）：106-107.
[3]黃李新.配網電力工程的技術問題分析與解決施工安全措施[J].北京電力高等?？茖W校學報（自然科學版），2012，25（12）：25.
