序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電源設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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1）實際導通時柵極偏壓一般選12～15V為宜；而柵極負偏置電壓可使IGBT可靠關斷，一般負偏置電壓選－5V為宜。在實際應用中為防止柵極驅動電路出現高壓尖峰，最好在柵射之間并接兩只反向串聯的穩壓二極管。

2）考慮到開通期間內部MOSFET產生Mill－er效應，要用大電流驅動源對柵極的輸入電容進行快速充放電，以保證驅動信號有足夠陡峭的上升、下降沿，加快開關速度，從而使IGBT的開關損耗盡量小。

3）選擇合適的柵極串聯電阻（一般為10Ω左右）和合適的柵射并聯電阻（一般為數百歐姆），以保證動態驅動效果和防靜電效果。根據以上要求，可設計出如圖1所示的半橋LC串聯諧振充電電源的IGBT驅動電路原理圖。考慮到多數芯片難以承受20V及以上的電源電壓，所以驅動電源Vo采用18V。二極管V79將其拆分為＋12．9V和－5．1V，前者是維持IGBT導通的電壓，后者用于IGBT關斷的負電壓保護。光耦TLP350將PWM弱電信號傳輸給驅動電路且實現了電氣隔離，而驅動器TC4422A可為IGBT模塊提供較高開關頻率下的動態大電流開關信號，其輸出端口串聯的電容C65可以進一步加快開關速度。應注意一個IGBT模塊有兩個相同單管，所以實際需要兩路不共地的18V穩壓電源；另外IGBT柵射極之間的510Ω并聯電阻應該直接焊裝在其管腳上（未在圖中畫出），而且最好在管腳上并聯焊裝一個1N4733和1N4744（反向串聯）穩壓二極管，以保護IGBT的柵極。

2實驗結果及分析

在變換器的LC輸出端接入兩個2W／200Ω的電阻進行靜態測試。實驗中使用的儀器為：Agi－lent54833A型示波器，10073D低壓探頭。示波器置于AC檔對輸出電壓紋波進行觀測，波形如圖5所示。由實驗結果看，輸出紋波可以基本保持在±10mV以內，滿足設計要求。此后對反激變換器電路板與IGBT模塊驅動電路板進行對接聯調。觀察了IGBT柵極的驅動信號波形。由實驗結果看，IGBT在開通時驅動電壓接近13V，而在其關斷時間內電壓接近5V。這主要是電路中的光耦和大電流驅動器本身內部的晶體管對驅動電壓有所消耗（即管壓降）造成的，故不可能完全達到18V供電電源的水平。

3結論

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摘要：小康住宅電源插座設置數量選用布置供電回路

電源插座是為家用電器提供電源接口的電氣設備，也是住宅電氣設計中使用較多的電氣附件，它和人們生活有著十密切的關系。現在居民搬進新房后，普遍反映電源插座數量太少，使用極不方便，造成住戶私拉亂接電源線和加裝插座接線板，經常引起人身電擊和電氣火災事故，給人身財產平安帶來重大隱患。所以，電源插座的設計也是評價住宅電氣設計的重要依據。筆者根據國外以及我國有關住宅規范及標準，結合多年來的實踐提出住宅電源插座的數量及布置要求，供參考。

1電源插座設置數量的規定

（1）國家標準《住宅設計規范》（GB50096－1996）第6．5．4條規定，電源插座的

數量應不少于表1的規定；

（2）小康住宅電氣設計《設計導則》中第4．3．5條規定，小康住宅中設置的插座數量不少于表2中的規定；

（3）《上海市工程建設規范》（DGJ08－20－2001）12．2．2條規定，電源插座設置數量應不少于表3的規定；

（4）“江蘇省住宅設計標準”（DB32／380－2000）中規定，每套住宅內電源插座的設置，應符合表4中的規定；

（5）香港非凡行政區政府機電工程署1997年版《電力（線路）規例工作守則》家庭用途的裝置及用具中規定，電源插座數量應不少于表5中的規定；

（6）美國國家電氣法規NEC的第210－52（a）條對電源插座的布置作了更量化的規定。其中兩個電源插座間的距離不得超過3．6m，因為美國規定家用電器電源線長達1．8m，一個家用電器如不能自左側接電源插座，定能自右側接電源插座，如圖所示；

（7）小康住宅是由建設部在各大城市指導建設，面向21世紀的大眾住宅，其定位標準是“科技先導，適度超前”。這將是我國住宅產業未來發展的方向。很顯然，國家標準“住宅設計規范”中的電源插座數量偏少，參照國內外住宅電源插座設置數量標準，根據目前使用和超前發展的要求，建議住宅內電源插座的設置數量應不少于表6的要求。

2電源插座的選用和設置要求

2．1電源插座的選用

（1）電源插座應采用經國家有關產品質量監督部門檢驗合格的產品。一般應采用具有阻燃材料的中高檔產品，不應采用低檔和偽劣假冒產品；

（2）住宅內用電電源插座應采用平安型插座，衛生間等潮濕場所應采用防濺型插座；

（3）電源插座的額定電流應大于已知使用設備額定電流的1．25倍。一般單相電源插座額定電流為10A，專用電源插座為16A，非凡大功率家用電器其配電回路及連接電源方式應按實際容量選擇；

（4）為了插接方便，一個86mm×86mm單元面板，其組合插座個數最好為兩個，最多（包括開關）不超過三個，否則采用146面板多孔插座；

（5）對于插接電源有觸電危險的家用電器（如洗衣機）應采用帶開關斷開電源的插座。

2．2電源插座設置位置要求

電源插座的位置和數量確定對方便家用電器的使用。室內裝修的美觀起著重要的功能，電源插座的布置應根據室內家用電器點和家具的規劃位置進行，并應密切注重和建筑裝修等相關專業配合，以便確定插座位置的正確性。

（1）電源插座應安裝在不少于兩個對稱墻面上，每個墻面兩個電源插座之間水平距離不宜超過2．5m～3m，距端墻的距離不宜超過0．6m。

（2）無非凡要求的普通電源插座距地面0．3m安裝，洗衣機專用插座距地面1．6m處安裝，并帶指示燈和開關；

（3）空調器應采用專用帶開關電源插座。在明確采用某種空調器的情況下，空調器電源插座宜按下列位置布置摘要：

①分體式空調器電源插座宜根據出線管預留洞位置距地面1．8m處設置；

②窗式空調器電源插座宜在窗口旁距地面1．4m處設置；

③柜式空調器電源插座宜在相應位置距地面0．3m處設置。

否則按分體式空調器考慮預留16A電源插座，并在靠近外墻或采光窗四周的承重墻上設置。

（4）凡是設有有線電視終端盒或電腦插座的房間，在有線電視終端盒或電腦插座旁至少應設置兩個五孔組合電源插座，以滿足電視機、VCD、音響功率放大器或電腦的需要，亦可采用多功能組合式電源插座（面板上至少排有3個～5個不同的二孔和三孔插座），電源插座距有線電視終端盒或電腦插座的水平距離不少于0．3m；

（5）起居室（客廳）是人員集中的主要活動場所，家用電器點多，設計應根據建筑裝修布置圖布置插座，并應保證每個主要墻面都有電源插座。假如墻面長度超過3．6m應增加插座數量，墻面長度小于3m，電源插座可在墻面中間位置設置。有線電視終端盒和電腦插座旁設有電源插座，并設有空調器電源插座，起居室內應采用帶開關的電源插座；

（6）臥室應保證兩個主要對稱墻面均設有組合電源插座，床端靠墻時床的兩側應設置組合電源插座，并設有空調器電源插座。在有線電視終端盒和電腦插座旁應設有兩組組合電源插座，單人臥室只設電腦用電源插座；

（7）書房除放置書柜的墻面外，應保證兩個主要墻面均設有組合電源插座，并設有空調器電源插座和電腦電源插座；

（8）廚房應根據建筑裝修的布置，在不同的位置、高度設置多處電源插座以滿足抽油煙機、消毒柜、微波爐、電飯煲、電熱水器、電冰箱等多種電炊具設備的需要。參考灶臺、操作臺、案臺、洗菜臺布置選取最佳位置設置抽油煙機插座，一般距地面1．8m～2m。電熱水器應選用16A帶開關三線插座并在熱水器右側距地1．4m～1．5m安裝，注重不要將插座設在電熱器上方。其他電炊具電源插座在吊柜下方或操作臺上方之間，不同位置、不同高度設置，插座應帶電源指示燈和開關。廚房內設置電冰箱時應設專用插座，距地0．3m～1．5m安裝；

（9）嚴禁在衛生間內的潮濕處如淋浴區或澡盆四周設置電源插座，其它區域設置的電源插座應采用防濺式。有外窗時，應在外窗旁預留排氣扇接線盒或插座，由于排氣風道一般在淋浴區或澡盆四周，所以接線盒或插座應距地面2．25m以上安裝。距淋浴區或澡盆外沿0．6m外預留電熱水器插座和潔身器用電源插座。在盥洗臺鏡旁設置美容用和剃須用電源插座，距地面1．5m～1．6m安裝。插座宜帶開關和指示燈；

（10）陽臺應設置單相組合電源插座，距地面0．3m。

3電源插座供電回路

（1）住宅內空調器電源插座、普通電源插座、電熱水器電源插座、廚房電源插座和衛生間電源插座和照明應分開回路設置；

（2）電源插座回路應具有過載、短路保護和過電壓、欠電壓或采用帶多種功能的低壓斷路器和漏電綜合保護器。宜同時斷開相線和中性線，不應采用熔斷器保護元件。除分體式空調器電源插座回路外，其他電源插座回路應設置漏電保護裝置。有條件時，宜按分回路分別設置漏電保護裝置；

（3）每個空調器電源插座回路中電源插座數不應超過2只。柜式空調器應采用單獨回路供電；

（4）衛生間應作局部輔助等電位聯結；

（5）廚房和衛生間靠近時，在其四周可設分配電箱，給廚房和衛生間的電源插座回路供電。這樣可以減少住戶配電箱的出線回路，減少回路交叉，提高供電可靠性；

（6）自配電箱引出的電源插座分支回路導線截面應采用不小于2．5mm2的銅芯塑料線。

參考文獻

1香港非凡行政區政府機電工程署編．《電力（線路）規例工作守則》1997

2北京市建筑設計探究院編．《建筑電氣專業設計技術辦法》中國建筑工業出版社，1998

3《住宅設計規范》（GB50096－1999）．中國建筑工業出版社，1999

4李天恩主編．《小康住宅電氣設計》北京中國建筑工業出版社，1999

5全國建筑電氣設計技術協作及情報交流網編．建筑電氣設計通訊．2001；1

6國際銅業協會（中國）編．《住宅建設應滿足電氣平安和遠期負荷增長的要求》2000

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    論文首先介紹了電力電子技術及器件的發展和應用,具體闡明了國內外開關電源的發展和現狀,研究了開關電源的基本原理,拓撲結構以及開關電源在電力直流操作電源系統中的應用,介紹了連續可調開關電源的設計思路、硬件選型以及TL494在輸出電壓調節、過流保護等方面的工作原理和具體電路,設計出一種實用于電力系統的開關電源,以替代傳統的相控電源。該系統以MOSFET作為功率開關器件,構成半橋式Buck開關變換器,采用脈寬調制(PWM)技術,PWM控制信號由集成控制TL494產生,從輸出實時采樣電壓反饋信號,以控制輸出電壓的變化,控制電路和主電路之間通過變壓器進行隔離,并設計了軟啟動和過流保護電路。該電源在輸出大電流條件下,能做到輸出直流電壓大范圍連續可調,同時保持良好的PWM穩壓調節運行。    開關電源結構

    以開關方式工作的直流穩壓電源以其體積小、重量輕、效率高、穩壓效果好的特點,正逐步取代傳統電源的位置,成為電源行業的主流形式。可調直流電源領域也同樣深受開關電源技術影響,并已廣泛地應用于系統之中。

    開關電源中應用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。

    SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用, GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。在本論文中選用的開關器件為功率MOSFET管。

    開關電源的三個條件:

    1. 開關:電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態;

    2. 高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻;

    3. 直流:開關電源輸出的是直流而不是交流。

    根據上面所述,本文的大體結構如下:

    第一章,為整個論文的概述,大致介紹電力電子技術及器件的發展,簡單說明直流電源的基本情況,介紹國內外開關電源的發展現狀和研究方向,闡述本論文工作的重點;

    第二章,主要從理論上討論開關電源的工作原理及電路拓撲結構;

    第三章,主要將介紹系統主電路的設計;

    第四章,介紹系統控制電路各個部分的設計;

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配電系統設計部分包括：配電方案，電力系統相關內容，負荷計算等。

照明系統設計部分包括：光源選擇、燈具選擇、照度選擇、照明方式選擇，一般照明與應急照明，相關計算等。

【關鍵詞】負荷；照度

1. 基本情況

（1）隨著科學技術的發展和人民生活水平的不斷提高，人們對有關供配電、照明、防雷接地及弱電等系統的要求越來越高，使得建筑開始走向高品質、多功能領域，并進一步向多功能的縱深方向和綜合應用方向發展。

（2）建筑電氣設計是在認真執行有關國家標準和規范的前提下，進行工業與民用建筑建筑電氣的設計，并滿足保障人身、設備及建筑物安全、供電可靠、電能節約、技術先進和經濟合理。

（3）本工程概況：體育交流中心，高52.5米，地上十三層，第一層為商場，二到十三層為辦公用房，頂層為機房層。按“高規”劃分，屬一類高層建筑。

2. 要解決的問題

（1）低壓配電系統中負荷等級的劃分及對應的供電要求，項目負荷計算以及配電方式，項目中負荷的分類。

（2）照明系統光源、燈具選擇，照度計算，一般照明及應急照明等。

3. 解決方案

3.1配電系統設計。

3.1.1負荷等級及供電要求。

電力負荷應根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。

（1）一級負荷的供電可以采用一路高壓電源加一路備用電源——應急柴油發電機組供電，當一級負荷容量較大時，應采用兩路高壓供電。

（2）二級負荷的供電要求“宜由兩回線路供電”，設計中常采用一用一備兩路高壓電源供電或一路高壓，另一路備用電源（柴油發電機組）。

（3）三級負荷對供電無特殊要求。

對于一類高層建筑的消防用電按一級負荷要求供電并且采用專用的供電回路。火災事故照明和疏散指示標志可采用蓄電池作備用電源，其配電設備應明顯標志。

本工程為一類高層建筑，消防相關、電梯相關按一級負荷，采用雙電源供電。其它動力設備、照明用電為三級負荷。

3.1.2負荷計算原理。

負荷計算一般采用需要系數法。

3.1.3導線選擇的原則。

（1）根據計算負荷電流選斷路器整定值。

（2）根據斷路器整定值選電纜。

（3）導線及斷路器選擇時要前后級之間相互配合，前一級斷路器整定值至少比下一級斷路器整定值高一級。

（4）動力設備考慮自啟動影響，斷路器整定時要選高一級數值。

3.1.4配電方式。

高層建筑低壓配電系統的確定，應滿足計量、維護管理、供電安全及可靠性的要求。應將照明與電力負荷分成不同的配電系統；消防及其他防災用電設施的配電宜自成體系。

3.1.5負荷計算及導線選擇結果。

3.2照明系統設計。

3.2.1照明系統光源的選擇。

電氣照明設計的基本原則主要是安全、適用、經濟、美觀。環境條件對照明設施有很大影響。要使照明設計與環境空間相協調，就要正確選擇照明方式、光源種類、燈泡功率、照明器數量、形式與光色、使照明在改善空間立體感、形成環境氣氛等方面發揮積極的作用。

3.2.2照明燈具、照度及照明方式選擇

燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿足環境和作業的配光要求，選擇燈具時，除考慮環境光分布和限制眩目的要求外，還應考慮燈具的效率，選擇高光效燈具。

根據選擇原則，本建筑主要照度標準及光源、燈型選擇如下：

（1）配電室、辦公室、消防控制室、值班室、商場、門庭：300lx三管格柵熒光燈。

（2）機房、庫房：50lx單管熒光燈。

（3）走廊：50lx白熾燈。

（4）廁所：75lx白熾燈。

3.2.3應急照明設計。

3.2.3.1應急照明設計考慮的因素。

應急照明按照用途可分為三類：疏散照明、安全照明、備用照明。

（1）疏散應急照明：為保證人員在發生事故時能快速而安全地離開建筑物所設立的照明。在疏散通道地面上提供的照度最低不得小于0.2lx。安全出口的明顯位置還要設有標志指示燈。

（2）安全應急照明：在正常照明突然熄滅時，為保證潛在危險場所的人員人身安全而設置的照明。安全照明照度不應小于正常照明系統提供照度的5%。

（3）備用應急照明：備用照明往往由一部分或全部由正常照明燈具提供，其應急電源主要應來自兩個級別的電源：電網電源和自備電源（發電機或集中蓄電池），照度一般為正常照度的10%。

3.2.3.2應急照明燈具選擇、布置及控制方式。

應急照明必須選用能瞬時啟動的光源，否則，當其不在正常照明運作中一同使用，一旦發生事故，因其啟動時間長而不能起到事故照明的作用。

3.2.3.3應急照明的設計。

充分考慮相關因素后，本建筑采用應急照明與正常照明相結合，走廊、樓梯等場所按一級負荷供電，采用雙電源，已滿足應急照明要求，辦公室等場所應急照明采用蓄電池作備用電源，且連續供電時間不少于20min，走道疏散標志燈的間距在20m內，安裝高度及其它要求均滿足相關規范。

4. 結論

本次設計論文完成了對某辦公樓的部分電氣設計，通過對該辦公樓配電系統、照明系統、防雷接地系統四個系統的設計，綜合了電氣理論與設計規范及從業多年的實踐經驗。

建筑電氣所涉及的內容繁多，本人目前所掌握的只是其中的一部分，日后當在努力工作的同時，勤奮地學習專業知識，進一步提高自己的專業技能，以期寫出更專業的論文。

參考文獻

[1]王曉東主編 電氣照明技術 北京：機械工業出版社，2003.

[2]胡乃定主編 現代民用建筑電氣工程設計與施工 北京：中國電力出版社.

[3]朱銀根主編 21世紀建筑電氣設計手冊 中國建筑工業出版社.

[4]建筑照明設計規范（DBJ133-90）.

[5]高層民用建筑設計防火規范（2001版） （GB50045-95）.

[6]建筑設計防火規范（2001版）（GBJ16-87）.

[7]火自動報警系統設計規范（GB50016-98）.

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關鍵詞：電力規劃；設計技術；電力設計

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼： A

引言：電力系統規劃主要是由電力負荷預測、電源規劃及電網規劃組成，電網規劃是建立在電源規劃和負荷規劃基礎之上的，要求在保證輸電能力的前提下，將輸電費用降至最低。電力系統規劃設計是在根據原始資料和系統資料，對負荷和電量平衡作出分析，利用規劃方法，結合優化規劃的原則，從擬定的多種方案中，選擇技術可行，運行經濟，安全可靠的設計方案，以此確定最優的規劃設計方案。

1、電力負荷預測

電力系統負荷預測程序是電力系統中進行負荷預測的一種行之有效的手段，它通過計算程序自動采集、分析歷史數據，通過精密計算得到預測數據和曲線，能夠使負荷預測準確度有大幅度提高。但是，在程序中提供了多種預測方法中，選取最準確、最恰當的方法是提高

負荷預測準確率的重要手段之一，這就需要我們在實際應用中要對負荷實際變化規律及影響因素做細致的分析。

1.1 回歸分析法

回歸分析法，是目前廣泛應用的定量預測方法，用數理統計中的回歸分析方法對變量的觀測數據統計分析，并根據對規劃期內本地區經濟、社會發展情況的預測來推算未來的負荷。優點：預測精度較高，適用于在中、短期預測使用。缺點：

（1）規劃水平年的工農業總產值很難詳細統計；（2）回歸分析法只能測算出綜合用電負荷的發展水平，無法測算出各供電區的負荷發展水平，也就無法進行具體的電網建設規劃。

1.2 單耗法

單耗法是預測有單耗指標的工業和部分農業用電量的一種直接有效的方法。優點：方法簡單，對短期負荷預測效果較好。缺點：需做大量細致的調研工作，近期預測效果較佳。

1.3 灰色系統法

灰色預測是一種對含有不確定因素的系統進行預測的方法。以灰色系統理論為基礎的灰色預測技術，可在數據不多的情況下找出某個時期內起作用的規律，建立負荷預測的模型。灰色模型法適用于短期負荷預測。優點：要求負荷數據少、不考慮分布規律、不考慮變化趨

勢、運算方便、短期預測精度高、易于檢驗。缺點：（1）當數據離散程度越大，即數據灰度越大，預測精度越差；（2）不太適合于后推若干年的預測。

1.4趨勢分析法

常用的趨勢模型有線性趨勢模型、多項式趨勢模型、對數趨勢模型、冪函數趨勢模型、指數趨勢模型等，這種方法本身是一種確定的外推，在處理歷史資料、擬合曲線，得到模擬曲線的過程，都不考慮隨機誤差。使用的關鍵是根據地區發展情況，選擇適當的模型。

1.5負荷密度

負荷密度一般以kW/km2表示。一般并不直接預測整個城市的負荷密度，而是按城市區域或功能分區。不同地區、不同功能的區域，負荷密度是不同的。

2、電力系統的電源規劃

電源規劃的核心問題，是在規劃限定的時間范圍內，根據對電力負載增長的預測，確定在何時、何地，建設什么類型、多大容量的一批發電廠，以期既能滿足經濟發展所引起的負荷增長需求，同時又最為經濟合理。

我國目前的電力系統的基本情況是，隨著電力系統改革的深入，電廠與電網已經徹底分離，分別形成了發電公司與電網公司。雖然二者都處于壟斷地位，且以服務國民生產和生活為第一目標，但是作為相互獨立的經濟實體，二者同時也都要考慮經濟利益的最大化，這是

主場化改革的必然結果，但同時也會引起一些協調的問題。電源規劃屬于發電企業的工作，而輸配電線網絡的規劃則是電網企業的工作，作為同一產業鏈的上下游端，二者的相互配合是必不可少的。即，電源規劃要以輸配電線路的規劃為基礎，電源負荷不能超出輸配電線路的負載能力，而輸配電線路的規劃則要充分考慮中長期的電源規劃以做出合理的選擇，不能出現電源供應中心輸配電線路負載能力不足的情況。另外，在一些特殊的情況下，如海南島，則需要考慮更多的因素。首先，跨海輸電可靠性差，且不經濟，海南電網需要在島內建設相對獨立的電源系統，但因其本身的經濟結構，電力消費較少，電力系統規模不大，自身可靠性較差，所以需要有連接外部電網的備用線路。同時電力系統本身的規模也限制了大容量電機的使用，經濟性不夠最優。

3、電網規劃

電網規劃是根據負荷預測和電源規劃結果，研究未來合理的電網建設方案。

3.1 規劃目標

構建安全、穩定、合理的電力保障體系，保證各項電力設施建設和城市建設協調、有序地進行，電網建設適度超前城市建設發展，滿足轄區內社會經濟持續穩定發展的要求，確保電網在國民經濟發展功能的發揮。結合地方現存電網特點，以實現兩個根本性轉變為指導，

滿足地方供電區域內經濟和社會發展的需求，建成供電可靠性、收益平穩的，完全滿足全社會用電需要，并與經濟發展相適應的現代化電力網。

3.2規劃目標

（1）滿足國民經濟和社會發展的需求

地方電網應滿足西部新城國民經濟和社會發展對電力的需求，為轄區內國民經濟和社會的可持續發展提供可靠的能源保障。

（2）統一規劃、協調發展、遠近結合、適度超前

電網建設應與城市建設統一規劃，電網建設與負荷發展協調，滿足城市建設發展的需要，適度超前于城市發展，具有較強的適應能力。

（3）安全可靠、運行靈活、經濟高效

地方電網以滿足國家規定的供電可靠性和電能質量標準、提高電網安全穩定水平，為用戶提供安全、可靠、優質電能為宗旨，把建立布局合理、結構堅強、運行安全放在第一位。

3.3 規劃類型

按照時間劃分，電網規劃可分為遠景規劃、短期規劃和長期規劃。遠景電網規劃：一般相對于一個較長的水平年，通過對未來各種發展情形的分析，研究電網骨干網架的遠景結構，如電壓等級、輸電方式等。

短期電網規劃：研究制度1 ～ 5 年內電網的擴展決策，確定詳細的網絡方案。

長期電網規劃：介于兩者之間，研究電網的長期發展或演變。一方面通過長期電網規劃對遠景規劃進行修正；同時又指導短電網規劃，使短期電網規劃同長期電網發展一致。

4、電力系統的優化規劃

電力系統的優化規劃基本任務是要研究和提出規劃期內的負荷水平（負荷預測）：規劃期每年最大負荷Pmax，年電量需求Qmax，負荷特性曲線以及負荷分布；研究能源資源和運輸條件，確定能源布點、水源、煤炭、石油、天然氣等；.研究和提出大型電站的合理供電范圍；研究和提出電源合理布局及發展規模，確定電源規劃方案；研究電網發展方案，包括輸電和配電主干網絡布局及電壓等級選擇、變電所布局及容量選擇等等。

結束語：

電力規劃設計要通過技術和經濟比較，選擇較為優先的設計方案，通過深入分析，從網絡電能損耗、最大電壓損耗、線路和變電站的投資及每年電力網的運行費用等方面，作出詳細的分析，并確定最優秀的設計方案。

參考文獻：

[1] 李喜來，董建堯，段松濤.特高壓輸電線路鋼管塔設計關鍵技術與試驗研究[ 期刊論文]《特種結構》ISTIC-2012 年4 期

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【關鍵詞】全橋軟開關電源；負載-效率最佳工作點；電源休眠；綠色；節能；創新

1.解決損耗的辦法

1.1變硬開關為軟開關

在眾多損耗中，最重要的損耗是開關電源在開關過程中由于電流和電壓的交叉導通產生的熱損耗，所以改變電源的工作狀態，即變硬開關電源為軟開關電源是根本解決辦法。

1.2提高電源的負載

從圖1可以看出：開關電源在40%額定電流輸出區間以下，整流器的效率是比較低的，而且輸出電流越小效率越低。但整流器的持續工作電流過大一旦達到或者超過額定工作電流，其工作穩定性要受到影響，因此，從提高整流器的工作效率來講，我們有必要采取措施確保開關整流器工作在40%-80%的負載區間內。

綜上所述，現有開關電源系統的缺陷是：開關整流器沒有得到合理的利用，工作效率低，熱損耗大，浪費資源。有必要采取合理的技術措施，避免多個整流器工作在效率較低的負載率區間內，提升整個開關電源系統的工作效率，降低熱損耗，達到節能的目的。

2.解決電源損耗帶來的問題

2.2可靠性的問題

電源的可靠度是時間和負載的函數，時間越長，可靠度下降，負載越大可靠度越低，本來電源是并聯工作在小負載狀態，當認為提高負載后電源的可靠度下降，故可靠性設計重要的一個方面是負載率的設計，根據元器件的特性及實踐經驗，元器件的在小負載率下工作時，電源系統的可靠性較高的。

2.2電源冗余設計的問題

冗余電源是用于服務器中的一種電源，是由兩個完全一樣的電源組成，由芯片控制電源進行負載均衡，當一個電源出現故障時，另一個電源馬上可以接管其工作，在更換電源后，又是兩個電源協同工作。冗余電源是為了實現服務器系統的高可用性。除了服務器之外，磁盤陣列系統應用也非常廣泛。電源冗余一般可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份、并聯均流的N+1備份、冗余熱備份等方式。容量冗余是指電源的最大負載能力大于實際負載，這對提高可靠性意義不大。冗余冷備份是指電源由多個功能相同的模塊組成，正常時由其中一個供電，當其故障時，備份模塊立刻啟動投入工作。這種方式的缺點是電源切換存在時間間隔，容易造成電壓豁口。并聯均流的N+1備份方式是指電源由多個相同單元組成，各單元通過或門二極管并聯在一起，由各單元同時向設備供電。這種方案在1個電源故障時不會影響負載供電，但負載端短路時容易波及所有單元。冗余熱備份是指電源由多個單元組成，并且同時工作，但只由其中一個向設備供電，其他空載。主電源故障時備份電源可以立即投入，輸出電壓波動很小。對于一些需要長時間不間斷操作、高可靠的系統，如基站通信設備、*設備、服務器等，往往需要高可靠的電源供應。冗余電源設計是其中的關鍵部分，在高可用系統中起著重要作用。冗余電源一般配置2個以上電源。當1個電源出現故障時，其他電源可以立刻投入，不中斷設備的正常運行。這類似于UPS電源的工作原理：當市電斷電時由電池頂替供電。冗余電源與UPS的區別主要是由不同的電源同時供電，而UPS則是一個電源供電另一個則隨時備用，有需要時自動切換。傳統的冗余電源設計方案是由2個或多個電源通過分別連接二極管陽極，以“或門”的方式并聯輸出至電源總線上。如圖1所示。可以讓1個電源單獨工作，也可以讓多個電源同時工作。當其中1個電源出現故障時，由于二極管的單向導通特性，不會影響電源總線的輸出。

3.兩全其美的解決辦法

3.1軟件辦法的電源休眠技術

從2009年開始，國內各開關電源廠家陸續推出了結合自身電源產品的軟件休眠節能技術，其普遍的技術原理是：廠家根據自身的開關整流器的負載-效率特性，預設一個合理的負載率區間，通過電源系統監控單元實時采集整流器輸出電流與總負載電流，計算判斷需要工作的整流器數量，然后通過整流器遙控開/關機命令實現對整流器的軟關機和開機，達到休眠節能的目的。

3.2硬件辦法的電源輪流工作技術

節能控制器不依賴于開關電源監控單元，而是獨立實現對整流器輸出電流總和各模塊工作狀態的檢測，通過預先設定的整流器工作效率區間，判斷當前負載情況下需要工作的整流器數量，然后控制加裝在整流器交流輸入前端的繼電器，控制整流器的市電輸入通斷，通過冷備份方式來達到休眠節能的目的。

4.結束語

采用電源休眠技術控制的開關電源，不僅可以提高整個電源系統的工作效率，減少能源損耗，還可以對電源輸出狀況進行監控，有效實現了“該干活時就掄起膀子大干，該休閑時就安靜的休閑”的工作模式杜絕了“干也不好好干，休也休不好”的工作模式，減少了因電源閑置和怠工產生的浪費和損失。

參考文獻：

[1] 王兆安， 黃俊. 電力電子技術[M]. 北京： 機械工業出版社， 2008.

[2] 王增福， 李昶， 魏永明. 軟開關電源原理與應用[M]. 北京： 電子工業出版社， 2006.

[3] 倪海東， 蔣玉萍. 開關電源專用電路設計與應用[M]. 北京： 中國電力出版社， 2008.

[4] 謝自美. 電子線路設計實驗測試. 武漢： 華中科內蒙古大學學報[J]， 2006.

篇(7)

關鍵詞：本質安全準Z源Buck變換器 輸出保護

【中圖分類號】TM46

1 引言

目前我國仍以煤炭作為主要能源，而煤礦井下含有甲烷及其同系物（乙烷、丙烷和丁烷）、氫氣等爆炸性氣體 ；另一方面煤礦井下濕度大、空間有限、通風效果差、電氣設備工作地點分散、電磁干擾強烈等因素，這對井下的電氣設備提出更高的要求。本質安全開關電源比之普通線性電源具有效率高、體積小、重量輕、電網電壓波動適應能力強等優點，其應用于煤礦井下等一些危險的環境中有著廣闊的前景，因此，對本質安全開關電源的研究具有重要意義。

本質安全開關電源通常在其輸出端增加保護電路，用以抑制輸出短路/開路故障時的火花放電能量，使其在含有爆炸性氣體的危險環境中依然能安全工作。

為了能有效地抑制開關電源輸出短路/開路故障時的火花放電能量，文獻[1]提出了一種增加Z源網絡的本安型開關電源結構。如圖1所示，該結構由三部分構成：開關電源、Z源網絡和安全柵保護電路。開關電源將煤礦通用127V交流電轉換成電氣設備所需穩定直流電壓，Z源網絡通過電感限制輸出短路時的電容釋能速度，同時利用電容限制輸出開路時的電感釋能速度，與快速安全柵保護電路相配合，有效地減小火花放電能量，提高電源的本安性能。本文基于文獻[2]提供的設計思路，設計并制作了實用電路，驗證了該理論的正確性與實用性。本文根據具體需要，設計的本安電源輸出為12V直流電壓。

2 開關電源的設計

開關電源實現了AC-DC轉換功能，包含工頻變壓器、二極管整流電路、Buck電路三大部分。如圖2所示，工頻變壓器輸入1 交流、輸出2 交流；工頻變壓器的輸出級接由四個二極管組成的單相橋式不可控整流電路，根據負載的情況合理配置電容可實現輸出直流電壓2；本文應用LM2576-ADJ及其電路組成Buck電路，合理設置反饋電阻使輸出電壓Uo穩定在12V。

為滿足輸出電壓12V，選用LM2576-ADJ芯片，在圖3所示內部原理圖中，該芯片內部含有1.235V基準電壓和一個固定頻率52KHz振蕩器，同時具有熱關斷電路和電流限制電路，開路、，反饋電阻由外部提供，如圖4所示，通過配置接于4管腳的R和W兩個電阻阻值，調節輸出電壓值，此結構構成了電壓閉環，當輸出電壓大于額定值時，4管腳采樣電壓高于1.235V，使芯片輸出PWM波的占空比減小，電壓減小，反之同理。

3 Z源網絡的設計

在上述常規Buck電路基礎上，加入Z源網絡，可得到如圖5所示的基于準Z源的輸出本安型Buck變換器的一種拓撲實現。準Z源網絡中的電感L1可有效限制輸出短路時濾波電容C向短路點釋放能量的速度；電容C1可有效限制輸出開路時的電感L1電壓的上升，防止輸出端開路時電感L1在輸出端產生高電壓電弧點燃瓦斯；二極管VD1可防止輸出端短路時電容C與C1形成放電通路。

從電路拓撲形態看，相當于準Z源網絡代替了常規Buck變換器的LC濾波網絡。當電源輸出端發生短路或開路故障時，輸出短路放電電流的增長被有效地抑制，有效地延緩了開關電源濾波電感、濾波電容向輸出故障點的釋能，從而減小輸出短路故障時的瞬時放電功率。適當選擇準Z源網絡L1C1參數值，有效延緩輸出故障時變換器儲能電感、濾波電容的釋能速度，與快速安全柵保護電路相配合，便可有效地減小故障時的火花放電能量，進而提高本安電源的本質安全性能。

4 截止型輸出短路保護電路的設計

在輸出保護電路部分，參照文獻[4]，本文選用截止型輸出短路保護電路，其內部結構如圖6所示，短路檢測電路檢測輸出電壓送往比較器，當輸出電壓降低到低于給定值時，判定發生短路，比較器輸出高電平。由于開關變換器在啟動期間輸出電壓較低，為防止短路保護電路誤動作，設置了一個啟動延時電路，該啟動延時電路由變換器輸入電壓的上升沿或單穩態觸發器的下跳沿觸發，觸發后使邏輯與門封鎖，此時即使比較器輸出為高電平保護電路也不動作，延時時間到后邏輯與門解封。當在開關變換器正常工作中檢測到輸出短路時，單穩態觸發器被迅速觸發，經驅動電路使開關變換器的功率開關管迅速關斷，輸入電源被徹底切斷，單穩電路延時一段時間后，如果短路故障消除，電路恢復到正常工作狀態。啟動延時電路和單穩態觸發器確保了該截止型輸出短路保護電路能夠實現自恢復。

低壓限流保護電路正常情況下處于封鎖狀態，當輸出電壓降低到低于給定設定值時，低壓限流保護電路解封，此時若檢測到變換器的輸出電流高于設置值，低壓限流保護電路立即通過驅動電路關斷變換器的功率開關管，避免了在長時間輸出短路情況下，因自恢復而造成的向短路處傳輸較大電流的問題。安全柵保護電路動作時間極短，一般從輸出發生故障到開關管徹底關斷的時間僅為1～2s。

5 實驗結果及分析

圖8為該準Z源Buck變換器輸出短路電壓、電流波形圖，由圖可看出：當輸出端未發生短路時，電壓輸出為12V，當其輸出端突然短路時，輸出電流上升，截止型輸出保護電路起作用時，輸出電流迅速下降，最后輸出電壓與電流均減至零，整個過程不超過8us。

6總結

準Z源Buck變換器可以有效地延緩輸出端短路或開路時變換器向短路/開路故障點的釋能速度，與截止型輸出保護電路相配合，可以有效地減小火花放電能量，提高電源的本安特性。本文通過實際電路及實驗現象，驗證了Z源對電源本安特性的提高效果。

參考文獻

[1] 程紅，王聰，盧其威，等.具有火花能量延緩釋能電路的本安電源。華人民共和國發明專利.201010257405.5.2011.07.27.

[2] 王兆安，劉進軍。電力電子技術，第5版，北京：機械工業出版社，2009.5.