时间：2023-02-23 05:54:58
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇供电技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
尽管以太网供电技术很吸引人，市场调研公司Venture DevelopmentCorporation发现企业不大愿意投资新的基础设施或者以太网供电系统。现有的以太网交换机可以满足IP数据需求，但若耍加大以太网供电容量，为此需要花费数千美元购买一个新的交换机，不仅浪费金钱，也浪费调试的时间。而中间跨接技术可以以极低廉的成本增加以太网供电容量。
优点
以太网供电技术是对主干接线的一种很有吸引力的替代方式，可以通过结构化布线输送数十瓦电力到百米外(甚至更远)。它是一种即插即用技术，在交换机和通电设备间，电力和数据信号共用一根信号电缆，省下了单独的电源接口。它不仅安装快捷，使用灵活，成本低廉，而且可以省下同一网络上每个设备相对低效又昂贵的电源。用户可以在需要的地方为设备通电，而不是必须靠近一个电源接口。
国际组织可以推广使用以太网供电技术，而无需担心不同的交流电源标准、插座、插头或者可靠性等问题。维护效率也得到了提高，可以远程关闭或重新设置那些设备，主要网络在断电时可以通过标准的48V备份电池组直接供电，从而继续运行。背景
以太网供电(PoE)起初的概念是在路由器中驱动专有互联网语音协议(VoIP)商务电话加载48V直流偏置。用户很快就意识到它的潜力，推动形成了一个开放的国际标准。这可以防止该技术被某一品牌的设备捆绑，减少由非兼容产品导致的互换性问题和危险状况的发生。
目前的以太网供电(PoE)标准IEEE802.3af，于2003年正式批准，适用于需要12.95W以下的设备。这个标准对安全性和安装时的保护有强制要求，确保在现有的CatS／CatSe网线中安全、可靠地输送(1S.4W，48v输入)电力。电流只有在需要时。通过将设备接入局域网端口传输，并且可以识别设备需要多少功率。
限流可以保护电源设备不受过载或短路造成的破坏。以太网供电(PoE)标准同时也提供极性保护，可以在设备关闭或从网络中取下，电流降到最低值以下时，自动断电。
以太网供电的电压最高达57V。这是个比较高的电压值，但仍被视为安全电压。
当今交换机的局限
目前，大多数的交换机只是使用以太网供电技术，通过内置的电源管理在备交换机端口分享电力。这种电源提供的电流相对较小，仅仅是为交换机自身供电而设计的，为有限的几个端口输送15.4W电力。交换机的设计者认为用户不需要每个端口都达到15.4W的满额功率。尽管对一些低功耗终端设备来说已经足够了，例如网络电话机、无线接口和入门级IP监控摄像机供电，但它并不足以支持如今用户希望在网络中加入更多PoE驱动的设备。
这些需求催生了新的标准：IEEE802.3at(PoE Plus)，在正式批准前已经被许多制造商所采用。IEEE802.3at允许每个端口提供30W功率，足以支持多重射频无线访问节点、云台变焦监控摄像头和流媒体视频显示IP电话。
传统上，满足这些大功率设备的唯一方法是以可观的代价购买新的支持PoE Plus标准的交换机。近来，出现了一种更高效且价格低廉的解决办法。这种中间跨接法以太网供电技术允许用户将他们最好的商务交换机留给IP使用。通过中间跨接技术提供多余的电力。同时不会引起数据消减、完整的数据丢失或网络问题。它是基于交换机(末端跨接)和终端设备间的注入功率，而不是在于交换机本身。
用户可以在每个端口获得满额功率。支持传统的以太网供电以及高功率的IEEE802.3at标准，同时更灵活，而价格也仅为更换一个商务交换机成本的四分之一。
中间跨接技术提供比传统上由交换机提供更好的电源管理，可以为每一个端口供电，同时又不会断电。采用中间跨接技术可以为每个端口提供30W、60W，甚至95W的电力，比大多数以太网供电(PoE)交换机都要多很多。目前有很多中间跨接方案供选择，使用户可以选择完全符合他们需求的设备。最好的选择是拥有供电技术良好信誉的供应商、而不是纯粹网关设施背景的供应商。例如，供电专家Phihong(飞宏科技)拥有一系列产品：从单端口供电提供15.4―80W功率，到小规模中间跨接的包括8端口PoE Plus设备、4端口每端口60W的设备、16／24端[]IEEE802.3aF型号的设备；直至8端口mega-PoE，每端口的输出功率高达95W、足以驱动电脑、液晶显示屏、无线接入点(WAP)阵列、应急照明、室外监控摄像头、磁力锁，甚至医疗监控设备。
数据中心以外的以太网供电技术(PoE)
这些超高功率设备的支持能力已将以太网供电技格从数据核心这一核心应用带入了新的领域。例如，Phihong的中间跨接技术可以帮助军用便携式设施，当需要在世界上任何一个角落快速部署时无需安装主千电源线。另一个应用是游轮上的门禁控制，自动的门锁可以通过网线轻易可靠地通电启用。医生手术时的视频显示、学校里的大规模显示，都可通过网络供电更加灵活。
关键词：FTTB 反向供电 POE FTTX 节能降耗
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
中图分类号：U223.5 文献标识码：A文章编号：
最近几年FTTX建设模式在各大通信运营商和广电企业中被普遍认可，目前进入大规模商用阶段。在此建设过程中，FTTB（光纤到大楼）建设模式由于其布置灵活，通过光接口的有源设备为用户提供语音、宽带服务，但由于光纤不能传送设备所需电能，需要就近取电，需要和供电或物业管理部门签订用电协议；另外FTTB设备处于无人值守状态，必须24小时处于运行状态，虽然需要提供24小时不间断上网服务，但大部分用户使用时间在夜间，白天较空闲，一定程度上是一种浪费。不仅如此，在许多企业用户通过局域网交换机建设的FTTB+LAN模式也存在设备24小时运行，但真正使用的效率仅有20%左右，80%左右的端口和时间设备都在空转，不仅耗电也会造成设备寿命的缩短。
笔者借鉴POE电源的工作原理，通过引入反向供电技术的应用，解决以上面临的问题。从目前已应用的项目反馈情况看，有较高的推广应用价值。通过用户侧电源提供设备所需电力，实现用户何时使用，设备何时运行，多个用户使用，均摊供电负荷，从而实现节能降耗，延长设备寿命的目的。
1 反向供电技术
1.1基本原理
网线供电技术POE(Power over Ethernet)，是利用网线其中一对空闲的双绞线，满足安全的条件下为设备提供电源。根据2003年6月IEEE批准的802.3af标准，设备通过双绞线提供48V，不超过350mA电流的电能。按照标准建立的初衷，供电段设备可以是一个已经内置了POE功能的以太网供电交换机或者是一个交换机和受电端设备PD之间具有POE功能的设备，受电端设备PD模块可以嵌入到一些不具备POE功能的无线AP、IP话机等终端设备。为保证支持POE的设备良好兼容原有设备，以太网供电的工作工程包括检测过程、PD端设备分类、开始供电、供电、断电等动作。根据标准协议，设备能够识别对方是否是一个支持该标准的受电端设备，并判断其大致功耗。当PD的检测模块检测到电源线路或者是终端设备存在问题，设备会快速停止PSE（供电端）对PD设备供电，从而消除线路上的漏电风险。
1.2外置型反向供电
一般理解的POE应用，是有主设备提供电源，用户终端设备接受电源变换成较低电压供终端内部芯片工作使用。本文所指的外置型反向供电，是通过单独设置的POE反向供电模块，从用户终端设备侧将市电变压后通过网线中的其中一对线输出直流电给FTTB设备提供电能。
1.3反向供电需要解决的几个问题
（1）FTTB设备的功耗不能超过单个PSE的供电限制（20W内）；
(2)多用户使用的时候如果实现不同长度网线到达受电设备电源相同；
(3)多用户同时使用时的协同供电，以及用户之间不通讯时实现负荷均分。
这个问题涉及到反向供电的两个关键技术。一个是多用户协同供电技术，多用户各自供电，多路48V经过负荷均分电路变换为设备供电，由控制电路实现多用户的协同供电，多用户的的反向供电加上负荷均分实现从用户吸取电流对用户较为公平，同时只需一处DC/DC变换，成本较低；另一个是负荷均分技术，采用PWM控制的DC/DC交换，将48V电源变换成3.3V工作电源，占空比为6.875%，即24.750。以8端口以太网交换机为例，每端口PWM控制占空比为0.859%，即3.090，相互之间分别延迟，即各用户一次提供电流，每8个脉冲一次循环，得到平均3.3V电压。当某用户下网时，控制电路检测到该路电压降低，于是减小其分配到的脉冲宽度时间，而增加其他用户的脉冲宽度时间，最终7个端口PWM控制占空比为0.98%，即3.530，相互之间分别延迟47.890，即每7个脉冲一次循环，到均3.3V电压。当之有一个用户在网时，其单独提供6.875%的占空比。同理，用户增加时的脉宽调整过程与之类似，从而实现多端口接入的符合均分的动态自动控制。在实际应用中，需要根据FTTB设备的工作电压和端口数量定制设计负荷均分电路。
2 反向供电技术的应用与分析
2.1反向供电技术解决FTTB设备电力线引入困难和节能降耗问题。
对于原有不具备反向供电功能的FTTB设备，可以采用定制的PD，如图
通过网线方便可靠地为远端的FTTB设备提供稳定的供电电源。
用户端则可以采用PSE电源模块，如图
从运营成本分析，只要反向供电设备与传统FTTB市电引入方式成本的差价小于市电引入施工成本和长期运营电费之和，采用反向供电技术就优于原有FTTB设备市电引入方式，末端楼道交换机电费为零。采用此种方式后，运营商就不需要再为接电和电费问题而烦恼了。
2.2从节能降耗角度，有必要在设备前期设计和采购阶段优先考虑具备反向供电功能的交换设备，这样一方面可以解决机房设备空转造成的电能浪费和设备寿命缩短的问题，另一方面也可以根据终端用户的实际使用频率实现设备的单独供电从而实现对用户的节能习惯的养成而达到节能降耗目的。
3反向供电技术的应用展望
在目前光接入网建设过程中，不仅FTTB设备面临供电问题，FTTH设备以及无线AP、无线监控设备等均面临各种场合下的市电引入和节能降耗需求。此类问题通过反向供电技术的解决思路和方法，将对今后有源设备的发展和云技术的应用带来新的变革。
2012-3-6
参考文献：
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 中兴通讯上海研发中心,杨大全”反方向利用以太网供电技术实现网络节能”
（1.中国科学院光电研究院，北京100094；2.中国科学院研究生院，北京100190）
摘要：供电系统是系留气球的重要组成部分，其正常运行是保证系留气球安全可靠的关键，一些特殊载荷需要不间断供电，即当主供电出现问题时，需要无缝切换到备用电源以实现系统和载荷正常运行。常用主备电切换方式动作缓慢，耗时较长，并且电路复杂可靠性低，结合系留气球供电系统的特点，提出一种简单易实现的不间断供电方式，即在电磁继电器基础上，在备用电源支路上再连接一组开关管并配合小容量电容，当系统检测到电压异常后，开关管在几微秒内快速切换到备用电源，电磁继电器在开关管接通一段时间后也会切换到备份电池，此时备份电池通过两条通路供电给母线，不仅球载电子设备可以稳定工作，而且可靠性大大增加。经过仿真和相关实验，证明这种供电结构实现了不间断供电，并且具有较高的可靠性。
关键词 ：系留气球；不间断供电；切换方式；开关管
中图分类号：TN06?34；TM774 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）17?0144?05
0 引言
系留气球是一种依靠气囊内的浮升气体获得浮力，并用缆索系在地面设施上的浮空器，可以在空定范围内实现定高度、长时间驻留[1]。系留气球作为一种可长时间连续滞空的载体，非常适合搭载各类任务设备，具有广泛的用途，可用于气象探测、环境监测、广播通信、地形测绘、低空预警、边海防的空中监测以及反恐监视等方面。随着任务需求的增多，各种电子设备不断加入到系统中，为了保证气球系统能够长期稳定的工作，需要连续不间断地为各种球载电子设备提供电力。空中平台的电源一旦发生故障，平台上的设备没有了动力，不仅无法完成预定的任务，甚至对系留气球降落都带来影响。供电的可靠性，供电的质量以及供电的安全性都是电源设计中必须认真考虑的问题。
供电系统在主备份电源切换方式上采用直接切换，即在主供电出现问题时继电器跳转到备份电源继续供电，这种方式虽然简单易行，但是切换时间比较长，很容易造成敏感电子设备掉电造成的复位等行为。基于以上考虑，对系留气球的不间断供电技术进行研究很有必要。
本文创新之处在于对比现有的主备电切换方式，提出的不间断供电结构可靠性高，切换动作时间非常短暂，所用电路均为模拟电路，简单易行，可实现主备电之间的“ 零断电”，对于系留气球供电系统有一般的适应性。
1 电源切换方式原理及分析
在交流电源停电后，依赖蓄电池储能，经逆变器转换或蓄电池组直接向负载持续供电的电源系统称为不间断供电电源系统[2]。为提高对球上任务载荷供电的可靠性，供电系统常常设计成一主一备双电源供电，备用电源在主电源出现故障时自动启用，实现对负载的不间断供电[3]。
供电系统有两种典型的常用主接线方式：
（1）正常情况下一路进线对母线供电，另一路进线作备用电源，依靠两路进线开关实现自动切换，此种方式称为明备用，如图1（a）所示，主供电正常切换开关状态为闭合，备用电源开关断开，主供电出现故障备用电源切换开关闭合进行供电。
（2）两路工作电源同时供电互为备用，依靠母分开关实现备用电源自动投入使用，此种方式称为暗备用，如图1（b）所示，主供电和备用电源切换开关状态同时为闭合，母分开关断开，此时为主电源供电，当主供电出现故障时，母分开关闭合切换到备用电源供电。
1.1 常用主备电源切换方式
要想实现不间断供电，电源切换是主要问题，对于比较简单的备用电源切换装置，目前通常设计成工作电源开关辅助接点直接起动备用电源，现有技术中应用比较广泛的切换方式根据器件不同大致分为继电器切换和二极管切换，切换方案如图2所示。
继电器切换方式是通过继电器的静触点与第一动触点、第二动触点的切换来实现主/备电源之间的供电切换，且必须在负载端连接有一大容量的电容，如图2（a）所示，主/备份电源之间可实现平稳切换，备份电源的储能作用也能够得到充分发挥，但是存在以下缺点：
（1）负载电压波动大，当备份电源电压较低时，主/备份电源之间的切换将引起掉电等现象；
（2）在接通供电系统的瞬间，电容进行快速充电，很容易损坏电容前面的电路，大容量的电容将容易导致电路存在安全隐患，若不使用大容量的电容进行储能，将导致主/备份电源不能平稳切换。
二极管切换方式采用二极管来实现主/备份电源之间的供电切换，通过二极管的导通和截止来控制备用电源的接入，如图2（b）所示，主/备份电源之间可实现平稳切换，也不需要大容量的电容进行辅助切换，但是存在以下缺点：
（1）当二极管上流过较大的电流时，会在二极管的PN 结上产生较大的压降，不能充分发挥备份电源的储能作用；
（2）在二极管上将产生大量的功耗，必须配合散热器进行散热才能确保电路工作的可靠性，同时由于过高的温升将会引起二极管周围的元器件性能下降，且也不利于产品的小型化；
（3）当备份电源的电量不足时仍然为负载供电，没有过放保护功能，将降低电池的使用寿命。
系统主接线切换方式有明备用和暗备用，其中暗备用应用案例之一是神舟飞船供电结构。神舟飞船供电系统整体上采用的是暗备用切换方式，在供电结构上采用两边对称同时供电的方式，如此的结构设计可以实现系统供电的连续性。
神舟飞船电源系统是我国迄今为止最复杂的空间电源系统[4]，它由主电源、应急电源、返回电源等多种电源组成，存在多种并网供电工作模式，其任务是在待发段、发射段、自主运行段、返回段和着陆段为整船或返回舱提供所需的电能[5?6]。飞船上设置主要负载母线和次要负载母线，当出现供电不足时可以断开部分次要负载。另外，飞船上还安置有可靠的应急蓄电池，主电源一旦出现故障立即启用备份电源确保一段时间的飞行。当负载过大时，主电源供电不足导致母线电压显著下降，应急电源能自动接入母线。
飞船电源分系统的工作状态复杂、功率要求大、可靠性要求高，而且电源并网时需要解决的技术难题很大。基于以上考虑，飞船电源分系统的供电结构并不适合应用到系留气球上，但是相关的思路仍然值得借鉴。
1.2 系留气球电源切换原理
通过对现有的供电方式分析发现，供电结构体系正在朝着更安全、可靠的方向发展，系留气球供电系统也不例外。特别是随着精密电子仪器载荷的增加，供电结构中“不断电”几乎已经是一个必不可少的要求。
系留气球供配电是由地面供电设备将市电变频升压后，通过系缆传送到球上，经过降压并变换后输出直流稳定电压，供给球载平台设备及任务载荷使用[7]。球上还载有应急电源，目的是当主电源电路发生故障时可以跳转到应急电源继续给负载供电。
目前主电源和应急电源之间切换方式采用继电器切换，对于这种直接切换方式来说，虽然在一定程度上提高了直流电源设备运行的可靠性，但切换过程中会造成负载供电的短时中断，影响设备的安全可靠运行，尤其是对于一些比较敏感的电子设备来说，突然的失电会触发其保护措施，继而启动复位等行为，可能会导致进行中的任务失效。
如何实现不间断供电并且还要保证电源的可靠性是本文的主要难点，对比传统的系留气球供电结构，下面将给出一种新型的切换电路。电源切换主要考虑到两种切换方式，第一种为二极管切换，第二种为开关管切换，进行对比后选出最适合的切换方式。
1.2.1 二极管切换电路
二极管切换电路如图3所示，除了正常的继电器外，备用电源回路中加入DC/DC 变换器，其输出为24 V，主电源和备用电源工作时输出电压为28 V。当主电源正常工作时，二极管B点电位为28 V，A点电位为24 V，二极管D1截止，DC/DC变换器没有带载工作，备用电源的损耗可忽略；当主电池耗尽或故障时，二极管B点电位低于A点电位，D1导通，B点电位为24 V，确保用电设备瞬间不掉电（此种工况适用于用电设备能够宽范围工作情况下）。经过一段时间后，继电器切换到备用电源后，供电母线电压≥28 V，二极管D1截止，DC/DC变换器不带载工作，完成不间断切换。
进行相关实验后发现，使用DC/DC 变换器供电存在模块间开关频率不匹配的问题，该方式适用于用电设备能够宽范围工作条件下。
1.2.2 开关管切换电路
为了解决上述提到的问题，采取另一种切换方式，即使用开关配合小容量电容，在电磁继电器切换的间隙为球载设备供电，如图4所示。
目前的双电源自动切换装置大部分由具有机械闭锁的两个接触器构成，都有触点开关，开关时间长而且有火花产生。优秀的双路开关切换延迟时间是0.1~60 s。而一些敏感的设备如可编程序控制器在断电的一个周期即20 ms后就会自动重新启动，所有逻辑都将自动复位，因此切换开关组件的选择对缩短切换时间、保持负载电压稳定具有重要意义。在不改变原先电磁继电器主/备份通路的基础上，采用IGBT或MOS开关器件，作为备用电源的另一通路上的开关，在主母线掉电后迅速接通备用电源。IGBT或MOS开关器件具有无触点、快速、无火花接痕等特点，其开通、关断时间仅为几十微秒[8]，在计算机容许断电的时间内，能够实现无缝切换。电路系统中如果输入信号在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏），故在切换支路中加入滞回比较电路，此比较器采用LM339迟滞比较器，迟滞比较器又可以理解为加正反馈的单限比较器，输出线路带有电压保护模块，加入其目的是为了保护开关管和电子负载设备免受电压突然冲击造成毁坏，主电路切换原理如下：
（1）主电源正常时，供电母线28 V正常供电，此时开关管处于断开状态；
（2）主电源出现故障，供电母线掉电或电压降低，此时开关管通过电压采集模块检测到主母线掉电或电压降低状态，开关管在几微秒内打开，迅速将备用电源连接到主母线上；
（3）电磁继电器在开关管打开一段时间后切换到备用电源，此时备用电源通过两条通路给供电母线供电，即使开关管损坏断开也不影响正常供电；
（4）开关管电压采集采用分压形式，电路全部是模拟电路，可靠性高。
信号采集模块实时监测供电电压状况，一旦检测到主电源故障立刻切换到备用电源。备用电源采用的是锂电池组，电池长时间频繁切换会导致温度升高，而温度是电池内部化学反应的催化剂，温度高使电池反应加剧。因此需要对电源是否失压进行预测，以防止切换系统频繁动作致使锂电池损坏。
球上控制模块工作范围在18~36 V，也就是当供电电压低于18 V 时系统不能正常工作，这个值即为飞控设备所需最低电压值，主电源供电电压为28 V，本文中拟采用主电源正常工作电压与飞控设备所需最低电压的算术平均值作为判定有失压趋势的临界电压值。通过进一步判断主电压工作状况，经过一定的延时，排除外界因素或负载扰动引起的电压波动。
2 电源不间断切换仿真实验及结果
2.1 电源不间断切换仿真
通过对比上述两种切换方式，原理上开关管切换电路能够较好地实现不间断供电。为了进一步分析其可行性，需进行仿真验证，仿真模型的搭建采用Simulink模块，Matlab 的Simulink 工具是用于各种动态系统建模、分析和仿真的图形交互环境[9]，Simulink仿真具有便利性和真实性，各仿真单元基本可与实物电路对照，此模块具有适应面广，结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际，效率高，灵活等优点，目前Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计中[10]。搭建的模型图和仿真波形图如图5和图6所示。
主电源采用脉冲模拟电源正常和掉电的情况，主电源电压设置为28 V，外加直流电源为5 V，通过比较器判断电压是否断电，根据比较器输出结果控制开关的一端输入，另一端备用电源输入采用25 V直流电压（主要在波形图中观察时比较方便对比原电压大小的变化），控制信号控制备用25 V 电源的投入，在示波器中观察电压的变化，从图6可以看出，电压由28 V 降到0时瞬间接入备用电源，切换时间非常短暂（约为100 μs）且后续电压稳定。
2.2 实验及结果
完成切换电路的仿真模型后认为此种切换电路可实现不间断供电的任务，所以根据切换原理进行实验，所得负载示波器图像如图7所示。
实验对开关管两端电压和负载两端电压进行采集实验，实验波形一为主供电线路中未加入电容，通道1为开关管电压采集检测波形，通道2为负载电压波形，根据主/备电切换原理，在主电源掉电瞬间开关管接通备用电源，由备用电源继续为负载供电，由图中可以看出，切换间隙为50 μs，时间非常短暂，但切换波形动作之间的波动比较大，出现这样的结果是电压有一定反应时间，不能立即为后续供电造成，经过分析认为在主供电线路母线加入小容量的电容即可减少这种现象，实验波形二为主供电线路中配合小容量电容，由图中可以看出断电间隔基本消失，此时可以实现真正意义上的不间断供电。
关键词：双电源；电动汽车；辅助电源（超级电容）；秒功率；仿真分析。
汽车作为环保机动车，正在得到更多的技术支持和发展，但这些技术发展均会受制于供电电池性能，也就是蓄电池性能。电动汽车蓄电池技术无论发展到怎样一种程度，使用中都会遇到以下几个较为普遍的技术问题，电动汽车在行驶过程中，蓄电池电能逐渐消耗，蓄电池内阻也不断增加，使蓄电池端电压产生电压降，当降到电动机额定电压10%以上时，电动机的转矩将大幅度下降，就无法满足电动汽车在启动、加速时动力需求，这些都会导致电动汽车性能，不能满足实际需要。采用双电源供电技术，就能改善纯电动汽车在行驶中产生较为普遍的技术问题。
1、双电源供电技术工作原理【1】
采用双电源供电技术目的在于提供一种改善供电系统提高电动汽车动力能源供给性能，双电源由一组蓄电池与另一组超级电容器（称辅助电源）组成，辅助电源与车载发电机及充电器连接，辅助电源与蓄电池同极性并联，辅助电路回路中连接有DC-DC转换器，控制、调整辅助电源工作状态可采用手动或自动方式来完成，辅助电源充电电压≥蓄电池充电电压，辅助电源输出电流数值是随着蓄电池电压降的数值而改变，辅助电源每次工作时间大约几十秒钟，工作区域在起动、加速爬坡与蓄电池欠压时，提供补充能源与蓄电池并联分流，共同输出电能，保证电动汽车能源供给的稳定性，使电动汽车动力性能，不能因为供电系统电压变化而造成的性能指标下降充分满足驱动力所需。
2、超级电容器的特点【2】
（a）、很高的功率密度：超级电容器的内阻很小，且在电极汇界面和电极材料本体内均能够实现电荷的快速储存和释放，因而它的输出功率密度高达数KW/kg，是一般蓄电池数的十倍。
（b）、极长的充放电循环寿命，其循环寿命可达一万次以上。
（c）、储存寿命极长：超级电容器充电之后储存过程中，虽然也有微小的漏电电流存在，理论上超级电容器的储存寿命几乎可认为是无限。
（d）、高可靠性：超级电容器工作过程中没有运动部件，维护工作极少，因而超级电容器的可靠性是非常高的。
（e）、非常短的充电时间：从目前已经做出的超级电容器充电实验结果看，全充电时间只要10-12min；蓄电池在这么短的时间内是无法实现全充电的。
3、辅助电源功率计算方法
电容元件是一种储能元件，某一时刻“t”的储能只取决于容器“c”及这一时刻的电压值，并与其电压的平方成正比，当电压增大时，电容从外界吸收能量，电压减小时，电容向外界释放能量，但电容元件在任何时刻不可能释放出多于它吸收的能量，在计算充放电“秒功率”时按平均充放电电压和平均充放电电流的乘积，即为平均充放电功率对充放电时间积分，称秒功率（1焦耳=1安培×1伏特×秒）
Ⅰ）.辅助电源额定功率约等于电动机额定功率20%左右（秒功率）。
Ⅱ）.超级电容容量法拉约等于直流电动机额定电流20%左右。
Ⅲ）.超级电容额定电压大于电动机额定电压10%（发电机效率与充电过程中损耗可设定为常数）。
4、辅助电源充电设备
充电功率大约是电动机额定功率10%左右。根据实际情况可采用以下几种发电设备：
1）车载发电机；2）车载柴油发电机；3）车载太阳能发电；4）车载燃料电池。
5、仿真分析
一台纯电动汽车，驱动功率10KW，直流电动机额定电压200V，额定电流50A，由一组蓄电池供电，充电最高电压220V，100安时；另一组辅助电流，由超级电容组成，超级电容容量法拉等于电动机额定电流20%等于10法拉，超级电容充电电压≥蓄电池充电电压220V，超级电容在串并联组合过程中应注意，超级电容额定电压>充电电压。
辅助电源由车载1KW发电机提供充电能源（恒流充电）通过10秒钟时间充电储存电能大约等于电动机额定功率，充电50秒时储存电能大约等于电动机额定功率5倍，存储电流可达250A，这时辅助电源在25秒内输出平均功率2KW与蓄电池并联分流供电，辅助电源输出控制可采用手动和自动方式调整其储能输出，基本实现辅助电源功能作用。
通过仿真数据，电动汽车在行驶中50%的时间内辅助电源可提供20%的电动机额定的平均功率的电能与蓄电池共同输出满足电动汽车动力所需。保正电动汽车在行驶过程中，蓄电池电能逐渐消耗，也能使纯电动汽车输出功率不降低，保持恒功率输出，使纯电动汽车在续行过程中始终保持有劲、给力。也是消费者希望拥有的电动汽车动力性能。
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6、结束语
综上所述，此项技术可以用于纯电动汽车电路中，解决了纯电动汽车存在一些问题，提高了续行里程，提高了电动汽车动力性能，为纯电动汽车发展，有着重要意义。纯电动汽车双电源供电技术是一个新的理念，目前可能还没有被认同，但是它需要一个平台让大家对它进行探索，通过实验和总结证明也他将成为未来电动汽车发展方向。
参考文献
【关键词】配电网；动态规划技术；恢复供电
当前，智能电网的发展在一定程度上带动了电网技术的发展，并且成为了电网技术发展的重要方向。实际上，智能电网的重要组成部分在于智能配电网，智能配电网的主要特征为拥有完备的自愈能力，同时还能够最大程度的减少电网故障给用户带来的影响。而配电网故障的恢复是智能配电网自愈功能实现的重要过程，配电网故障恢复问题主要指配电网发生故障以后，在故障定位与故障隔离的基础之上，应用一定的故障恢复策略对其进行操作，从而确保供电的平稳与正常。
一、对最佳路径的分析
配电网故障区域恢复供电的最佳路径事实上是在故障情况下的配电网络重构。主要的目的在于，能够快速的将非故障区域供电恢复，与此同时，还能够有效的满足线路负载容量的要求以及线损最小等各个方面的条件。现阶段，在配网自动化领域中研究最多的在于怎样能够快速的实现故障隔离以及快速的恢复费故障区域的供电技术方法，因此，在恢复路径的最优化选择方面出现了较多的研究。
一般而言，配电网故障区域恢复供电的路径为多目标最佳路径问题，现阶段在最佳路径问题的研究上较多的便是城市交通网络中的最短路径问题的研究。由于问题解决的思路存在着极大的不同点，因此最短路径问题能够被分为单元最短路径算法与基于启发式搜索最短路径算法[1]。这与邓群，孙才新，周驳仍凇恫捎枚态规划技术实现配电网恢复供电》一文中的观点极为相似。其中，单元最短路径算法主要体现在几个方面，即：
第一，在GIS空间查询语言方面的最短路径。该职工路径的研究方法在当前还停留在理论研究方面，例如在MAX中定义了一套空间查询语言，该套语言对其完备性给予了相关证明，同时通过举证的方式，对范围查询与时态查询等进行了应用分析。
虽然，对于GIS空间发展研究GeoSQL为一种有效的处理最短路径的手段，但是GIS受到数据库技术发展的制约与影响，导致实际的应用领域和背景的不同，使其和商用之间还有很长的一段距离。
第二，在功能模块思想路径方面，需要按照不同的分类方法实施，而单元最短路径问题的算法能够被分为很多种，例如神经网络法与基于人工智能的启发式搜索算法等，对于不同的背景应用需求和具体软件应用的环境，各种算法在空间的复杂程度与时间的复杂程度等都有明显的体现[2]，这与李振坤，周伟杰，钱啸等在《有源配电网孤岛恢复供电及黑启动策略研究》一文中有着相似的观点。并且各种算法在故障恢复方法中各具特色。
另外，启发式搜索最短路径算法也是一种有效的手段。基于启发式方向策略最短路径算法，其中包括空间有效方向的可控参数法，该方法能够有效的调节相关系数，在有效方向上路径无效的时候，能够确保得到有效的路径。
二、最佳路径的选择方法分析
事实上，配电网故障区域恢复供电的最佳路径并不是简单的路径问题，而是多目标最佳路径问题。为此，在研究配电网非故障区域恢复供电的最佳路径过程中，需要对其展开综合的分析。
首先，在多目标分析方面，通常在选择配电网非故障区域恢复供电最佳路径的时候，最为重视的目标为：
第一，在恢复供电路径的过程中，馈线负荷不能过载，同时，还需要确保恢复区域的电压质量能够与实际规定的标准要求相吻合。当供电质量可靠性最高的时候，那么恢复的时间将会很短[3]；这与邓昆英，汪凤娇，饶杰等在《智能配电网有功自治互动建模研究》一文中的观点极为相似。另外，供电过程中，线损最低，证明开关拉合的次数最少，同时现场的操作点也会最少。
第二，在动态规划技术恢复供电的最短路径方面需要明确，动态规划主要是运筹学的一个分支，它是求解决策过程的最优的数学方式。早在很久以前，就已经有研究人员对多阶段过程转化问题转化为一系列的单阶段问题，并且逐一进行求解，这标志着解决这类过程优化问题的新方法的创立，即动态规划技术。
本文主要将一典型的复杂配电网络作为研究例子，该连通系包括10个电源点，8个分支点，同时联络开关有16个。将其加入到配网潮流方向和典型的运动方式中，将联络开关和电源点作为定点，那么可以将其分为26个定点。尽管从数量上顶点比较多，但是由于存在着较为复杂的网络关系，使得该问题成为一个极为简单的最短路径问题[4]。这与杨建在《配电网无功补偿系统的关键技术研究》一文中的观点有着相似之处。加之恢复路径主要指费故障区域相关的联络开关与相应路由，为此我们可以将其理解为从不同电源点出发到各个联络开关的最短路径问题，这样一来，故障恢复工作的实施便简单的多。
总结
本文主要从两个方面左手，共同分析了采用动态规划技术实现配电网恢复供电的方法与效果，一方面着手于最佳路径的分析，另一方面着手于最佳路径的选择方法。从这两个方面可以看出，利用动态规划技术去实现配电网恢复供电是一种可行的方法。但是，受到历史原因的影响，我国城市配电网络还缺少标准的规范要求，导致配电网常常出现一些事故。因此，恢复配电网供电已经成为当务之急。随着科技的发展，智能配电网已经被广泛的应用在供电方面，这为平稳供电提供了一定的保障，同时也为恢复配电网故障供电创建了良好的环境与条件等。
参考文献
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[4]杨建.配电网无功补偿系统的关键技术研究[D].中南大学，2002，（12）：56-78.
关键词：煤矿生产；井下；机电安全供电技术管理；思考
随着时代的发展和进步。煤矿生产技术也得到前所未有的发展和进步。但是，在煤矿生产过程中还存在一系列的问题，例如供电安全问题、管理制度缺失问题等，其中机电安全供电技术管理问题至关重要。要保证煤矿井下生产的效率和质量，做好机电安全供电技术管理工作具有重要作用和意义。
1煤矿井下机电安全供电的相关问题
1.1施工设备相对比较陈旧
在煤矿生产的过程中，影响供电有效管理的实施除了相关的施工人员之外，还与设备有着直接联系。设备的好坏、缺失都能直接作用煤矿生产的质量和效率。管理好设备资源是煤矿生产过程中供电管理的重要内容，不仅是安全生产的重要保证保证，更是经济效益的基础所在。但是在实际生产的过程中，设备还存在一系列的问题，例如设备资源经久未换，设备过于陈旧、老化，设备兼容性比较差。在煤矿生产的过程中，企业过于注重经济效益的提升，知识设备超负荷运行，对于设备的更新往往不是很注重，导致生产过程中一直使用陈旧的设备，这或多或少再生产的过程中就已经埋下不小的生产安全隐患，不仅无法避免安全事故的发生，而且对生产效益有着直接的影响。
1.2管理制度的缺失
煤矿生产作为一种地下生产方式，生产管理制度的建立显得尤为重要。但是，在现实中，我国的煤矿井下作业的监管机制并不是很完善，这主要是因为煤矿企业不够重视制度的形成，导致制度过于形式化、过于片面化。然而随着科学技术的不断发展，若是只有技术运用，没有相应的制度或者比较完善的制度，就不能有效地进行生产和管理。煤矿企业应该根据实际情况，结合企业的内部特点，建立健全监督机制和相应机构，并认真加以实施和践行，有效地提升煤矿机电设施的自动化水平，注重对相关设备的定期检查和不定期首查抽查。为了保证制度的有效进行，应该从实际出发，建立健全相应的监管小组，由监管小组严格贯彻制度的执行，但是我国的监管小组的建立形式还不够规范，监管小组的智能还不够明确，导致我国的煤矿生产过程中的监管力度严重不足。另外，在机电操作人员制度管理制度方面，由于煤矿企业没有根据煤矿的实际情况建立健全相应的人员管理制度，导致有些项目不能有效地开展和执行，严重影响煤矿生产效益。
1.3施工设备的管理有待提升
在煤矿项目推进的过程中，工程项目的细节问题比较多，既要注重基础设备的监管和养护，还要注重基本工程和人员的监管，这都需要从实际出发建立健完善的设备管理系统。设备管理和人员管理一样，在煤矿生产管理中占据着重要作用和地位。首先，就要注重井口相关设备的把关工作，保证输送方面的安全，但是由于制度的却是，管理形式不容乐观。其次，煤矿企业不够重视机电设备的更新，导致项目开展的延迟和落后。另外，在相关的机电设备的文件管理上也存在一定的不足，一旦丢失和破损，直接影响整个生产项目的开展和质量的提升。
2提升煤矿井下机电安全供电技术的相关策略
2.1根据实际情况，优化机电安全供电技术的管理组织
在煤矿生产的过程中，要保证相关基础项目有效地开展和执行，就应该从实际出发，对基础项目加以集中优化，根据项目的不同将管理小组进行有效地划分，有效地执行一对一的管理方式，促进不同的技术都能有所提升。相关技术单位要在实际项目的推进多称重，针对性建立健全电气管理小组，统筹兼顾井下作业的基本供电情况，加大对供电情况的监管，注重对供电设备、生产设备的管理和维修。从实际情况出发，组建相应的防爆电器管理组，注重对小型防爆电器的集中实验和管理，注重有效、及时地维护煤矿生产过程中的基础电缆，加强对基础电缆的质量和使用效率的检查。要保证煤矿生产管理和供电技术管理的质量和效率，就应该管理组织的建立，以管理组织作为推手，促进煤矿生产过程中的各项工作的开展和事实。
2.2建立健全相应的机电安全技术管理制度
在煤矿生产的过程中，建立健全有效地机电安全技术管理制度显得尤为重要，要严格执行三关政策，保证检修、验收、入井操作三方面工作的有效开展。煤矿企业的相关的施工队伍应该按照要求，严格注重这三项的监管和执行。首先，应该严格按照管理办法，注重对基础防爆电器设备的检修和整理，必须要保证基础设备的安全使用。在进行设备的检修的过程中，还应该注重对防爆装置的防锈工作，避免由于地下环境给相关设备带来不利的影响。若是在检修的过程中，发现设备出现相应的问题，应该及时加以更换和维修，保证整个设备有效地运行。其次，相关复杂人应该注重对机电设备的双验收，要求技术人员和基本防爆检测员同时或依次对整体的设备进行验收，确保整个设备能够满足实际需求，如此才能保证设备有效开展。最后，应该做好入井管理工作，对煤矿生产井下机电安全供电技术管理而言，其重点内容便是入井操作，所以相应的管理人员应该注重对基础设备的反复验收，保证设备都符合实际要求和入井标准，对防爆电器的合格验收单进行相应的申报，保证文件管理的功效。
2.3注重煤矿井下机电供电技术的设计管理
由于井下环境的特殊性，要保证生产项目的有效开展，就应该建立健全相应的环境评价体系，充分考量自然因素对供电技术设备的影响。根据实际情况，把握机电系统的设计要点，初步推进机电安全供电技术的实行。在煤矿生产的过程中，应该高度重视对基本工作的有效评估，注重预案的形成，注重对设备和电缆的细致化管理，根据实际情况，绘制相应的设计图案，保证机电安全供电技术的质量和效率。
3结语
煤矿井下机电安全供电技术管理作为煤矿生产的重要组成部分，应该从实际出发，注重细节化的管理，注重提升监管人员的管理意识，注重相关设备的维修和更新，注重管理制度和管理组织的建立健全，保证各个设备能够有效地运行，使整个项目有效开展。
参考文献:
（华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司白龙山煤矿一井，曲靖655000）
（HuanengYunnanDiandongEnergyCo.,Ltd.MiningBranchBailongshanCoalMineNo.1Mine，Qujing655000，China）
摘要：近年来，我国煤矿的机电装备得到了较大程度的发展。但在煤矿掘进工作面掘进的过程中，经常会出现供电系统选择性漏电保护的问题，并因此对实际工作的开展造成了一定的影响。在本文中，将就煤矿掘进工作面供电系统选择性漏电保护的实现进行一定的研究。
Abstract:Inrecentyears,thecoalminemechanicalandelectricalequipmenthasgotgreatdevelopmentinChina.Butinthetunnelingprocessofcoalmineheadingface,thereisusuallypowersupplysystemselectiveleakageprotectionproblem,whichhasaffectedtheactualworktosomeextent.Thisarticlestudiestheimplementationoftheselectiveleakageprotectionofcoalmineheadingface.
关键词 ：煤矿掘进工作面；供电系统；选择性漏电保护；实现
Keywords:coalmineheadingface；powersupplysystem；selectiveleakageprotection；implementation
中图分类号：TD611文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）21-0151-03
0引言
漏电故障是矿井掘进作业中供电系统常见故障类型。漏电故障出现时，一般会形成单相接地，若不及时处理，就可能引发相间短路或漏电长时间存在，严重的有可能造成煤尘爆炸或瓦斯爆炸事故。掘进工作面常常采用移动变电站的方式进行供电，并使用了低压馈电开关作为掘进以及通风设备的供电电源。该开关系统的漏电保护一般带有附加直流电源检测的特点，在实际应用中会频繁出现无选择性的漏电保护问题。
为了降低无选择性漏电保护故障率，本文在传统漏电保护系统设计的基础上，提出一种基于零序电流与直流电源方向检测的漏电保护系统，以此对传统附加直流电源式漏电保护装置进行技术改造，提高矿用供电系统选择性漏电保护效率，从而很好地规避电力事故。
1矿用供电系统漏电保护技术原理
1.1选择性漏电保护综述选择性漏电保护是指：当供电系统某一支路发生漏电故障时，漏电保护系统仅使开关切断漏电故障所在的支路，并保证非漏电故障支路正常供电。选择性漏电保护系统是现代供电保护系统的一个先进的发展方向，是有效保护人体、防止人体触电的重要屏障。发生漏电故障后，选择性保护系统能够在保证全线正常供电的条件下，只将存在漏电故障的线路和设备切除进行整修，停电面积非常小，而且能快速锁定故障点，加快检修速度，从而在一定程度上减少了停电时间，保证了供电系统的可靠性。
漏电保护装置一般安装在高压和低压电网馈出线上，漏电保护结构有横向选择性与纵向选择性之分。它可以区分故障支路与正常支路，针对故障情况进行选择性保护。如果装有选择性漏电保护装置的供电系统同时装配了漏电闭锁装置，就拥有了一套完整的漏电保护系统，并且具有非选择性来漏电保护系统无以比拟的技术优势。图1为选择性漏电保护装置的技术原理。
1.2选择性漏电保护开关选择性漏电保护涉及横向保护与纵向保护两套子系统。从漏电保护原理来看，它包括零序电流保护和零序功率方向保护两种方式。其电路原理如图2和图3所示。
在图3中，ZCT1、ZCT2、ZCT3为F1、F2、F3零序电流互感器，Id1、Id2、Id3、为不同分支线路的接地电流。在实际系统运行的过程中，如果F1线路中的A相出现了接地故障问题，电网A相对地电位的值则为0，且线路B、C相对地漏电流则会从接地点再次流回到电源之中作为电容电流，而对于该电流来说，则可以通过不同支路的零序电流互感器对其实施测控。在这一过程中，流向母线的故障支路接地电流恰好等于整个电网接地电流中所有电流之和同本线路接地电流之差，而并不是故障支路接地电流的流向，其所具有的流动方向同故障支路恰好相反。
1.3总馈电开关原理在移动变电站低压馈电开关中，其所具有的保护是以附加直流电源检测作为主要工作原理，能够对系统漏电信号进行检测的同时使用桥式比较电路进行检测，具体结构如图4所示。
由图4可知，其两端都同直流电源保持连接，而在AB两点之间所具有的压降则为漏电监测的信号。在此种情况下，通过对Rw的调整则能够对系统漏电保护电阻值进行改变，而当绝缘电阻Re降低到低于门坎电压时，执行回路则能够得到启动、且馈电开关出现跳闸现象，进而使整个电网出现了停电的情况。从这里我们则可以认识到，对于这种类型的保护装置来说，其并不能够对漏电的是分支还是干线进行判断，而如果是分支漏电，也不能够具体判断是那一条线路出现了漏电现象。而为了能够在此情况下对两级选择漏电保护进行实现，则需要在该装置中加入中断信号产生电路以及延时电路，以此则能够在对系统选择性漏电保护进行实现的基础上保证动作值能够具有更为一致的特点。同时，通过该延时电路的安装也能够保证分支线路在出现漏电情况时，馈电开关能够实现后备保护，而此时分支馈电开关的信号分析以及处理系统也能够得到及时的响应，并在30ms以内对漏点故障进行切除。
由上文得知，根据零序电流方向的观察，则能够对故障支路进行判断。而我们将接地故障中的零序电压作为基准进行比较时，则能够获得故障支路与故障支路所具有的零序电流判别原理如图5所示。
在图6中，S为两者间波形比较的结果，而从该波形图我们则可以看到，系统发生故障线路电流在经过波形变换之后，其同该线路的零序电压则具有着一致的相位。而对于没有发生故障的零序电流来说，其所具有的相位同零序电压相比则要相反，且并没有输出任何波形信号。从该种情况我们则可以通过较为简单的方式对真正发生故障的支路进行判断，并在通过全波形方式应用的基础上进一步提升信号检测速度，能够在提升保护系统所具有灵敏度、可靠性的同时使保护动作时间得到了缩短。
1.4保护系统工作原理在分支馈电保护系统中，其在中央处理单元方面选择了MCS_51单片机，对于漏电信号的判断、分析以及动作响应来说都能够通过该处理器对其进行执行，具有着处理速度快、灵敏度高以及可靠性强等特点。在实际运行过程中，如果系统的某一个部分出现了漏电问题，如果经过判断发现漏电电阻同总开关动作电阻相比较小，开关的漏电检测单元会迅速响应，并向分支馈电开关发出中断信号时同步启动延时单元。开关处理器接收中断信号后，也能够及时对零序电流方式进行检测，如果经过检测发现为本支路出现漏电情况，则会立即采取跳闸操作，而如果非本支路出现漏电情况，则会延时并关闭中断。而当总馈电开关达到其延时时间后复测漏电故障，若发现漏电情况仍未消除，则表明分开关拒动或者漏电情况处于分开关同移动变电站的电缆位置，总馈电开关即移动变电站低压馈电开关跳闸,实现纵向选择性漏电保护。
2掘进工作面供电系统选择性漏电保护技术改造
2.1改造前掘进工作面供电系统改造前结构如图7所示。
如图7所示，在该供电系统中，总馈电开关以附加直流电源作为该系统的主要漏电保护，且其两个启动器对掘进设备以及风机起到供电的作用。而当图7中d1以及d2点在运行过程中发生漏电故障时，就会使BKD1跳闸，导致工作面停风、低压停电，对于井下工作人员造成了较大的安全威胁。
2.2改造后根据我们本次改造原理，我们对该系统进行了一定的改进，改造后系统如图8所示。
在改造后，可以看到该系统中依然对启动器A1以及A2进行了保留，并以基于零序电流方向的方式进行了检测，且BJD3作为系统分支的馈线开关。在此种情况下，如果d1出现了漏电问题，F1开关则会及时跳闸；而当d2点出现漏电问题时，F2开关则会及时跳闸，而在此过程中，系统的风机与其他支路却不会受到影响，依然能够得到正常运行，以此对停电范围起到了良好的缩小作用。
3实验以及运用
下面是经过该方式改进后所形成的移动变电站低压馈电开关与分支馈电开关所组成的漏电保护系统进行的模拟实验，两台分支开关、电网电压为1140V，保护系统漏电动作时间如表1所示。
在表1中，所显示的数据为5次测量所获得的平均值，其中，C0为干线路对地电容、C1为故障支路馈电线路对地电容、C2为非故障支路馈电线路对地电容。从表1中相关数据我们则可以了解到，本次改造所具有的保护动作指标能够较好的满足设计要求。而在投入使用之后，在经过多次因导线破损或电机绕组烧毁导致分支馈电开关动作时，也表现出了较为可靠的开关动作，能够在缩小停电范围的同时减少了停风次数，且能够在出现跳闸问题之后在系统中显示故障类型，便于对故障进行及时的排查，对于供电工作起到了较为积极的保障作用。
4结论
通过对煤矿掘进工作面供电系统选择性漏电保护原理的研究与分析，提出了掘进工作面供电系统原移动变电站低压馈电开关附加直流电源检测漏电保护的技术改造方案,有效解决了以往频繁出现的无选择性漏电保护故障，使得因电力故障导致的煤尘爆炸和瓦斯爆炸等安全事故的发生率大大降低。在此基础上配以基于零序电流方向判断漏电保护的分支馈电开关,实现了掘进工作面供电系统横向和纵向两级选择性漏电保护的功能，经过测验运行获得了良好的运行效果，具有一定的应用价值与意义。
参考文献：
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关键词：窃电手段；反窃电技术；供电企业；
中图分类号： U223文献标识码： A 文章编号：
0引言
近年来，社会经济建设的快速发展，给供电企业的售电量带来了一定的契机，但是屡禁不止的窃电现象也随之而增加。不但一些居民利用隐蔽的手段进行窃电，一些企业也以此作为牟利的手段，这些行为给国家电能的造成了大量损失，也为供电企业的长远发展的带来了难题。对于这种严重扰乱用电秩序、威胁用电安全的各种手段和行为，一直是国家和社会致力打击的对象。本文从常见的窃电手段出发，对其进行分析，并提出了相应的反窃电技术。
1当前存在的几种主要窃电手段
针对近几年来的窃电方式的多元化现象，供电企业也相应采取了一定的手段进行针对性的预防和反窃电工作，这使得反窃电事业有了一定的发展基础，为国家的电能挽回了经济损失。根据笔者多年的实际观察和调查研究发现：近些年来出现的各种窃电方式，基本上都是根据计量表的物理学原理，在改变电流、电压、相位和安装接线等方面，使得电表转慢或者停转甚至反转，以此达到窃电的目的。
传统的窃电方法主要有失压窃电、欠压窃电、断流窃电、分流窃电、移相窃电、扩差法窃电等。
失压窃电是指将计量装置的某相或全部相的电压回路断开，使电能表无法正确计量。这种窃电方式会导致电能计量装置少计或不计量电量。
欠压窃电和失压窃电基本上是相同的模式，只不过它是将引入计量表尾的电压引线虚接了，使真正引入计量表的电压值实际上大大低于它实际上产生的电压值的。这样一来，计量表的计量值是不准确的，它低于实际的值，从而达到电量少计的目的。
断流窃电是指用户在用电的过程之中，把电流互感器进行短接，这样计量表计量的回路电流经过短接线直接流出，而无法使计量表进行有效的计量。或者是把电流回路的引线直接拆除掉，这样就会造成电流互感器进行开路，以至于计量回路中没有电流通过，因此计量表也不会进行有效的计量。
分流窃电是将电流互感器进行二次并联后引出一个分流引线，通过这种手段，虽然还可以使得一部分电流从计量回路流过，但是另一部分电流则通过分流的引线直接流失掉。这样，计量表计量的电流数量就会大大减少，实现了分流窃电的目的。
移相窃电，顾名思义，就是通过改变线圈中电流及电压间正常的相位关系，来实现窃电的一种手段。这种方式往往是采用不正常的接线，或是通过在线路中接入电感或电容，或是通过在计量表中接入与其线圈不相符的电压和电流等，使得计量表运转的速度变慢或者进行反转，以达到窃电的目的。
扩差法窃电主要是通过改变计量表的内部结构功能，以达到窃电的目的。这种方法使得计量表自身的误差增大，有的甚至故意把计量表弄坏，从而使得计量表一会走一会停，这样计量表的计电量就会减少。
2主要的反窃电技术
2.1 计量表更换的方法
计量表的选择使用也是一件十分重要的事情，因此在选择时要多加选择比较，要尽量选择新式的全电子的多功能的计量表，不但将三相四线表变为使用3只单相表来计量，而且将三相三线的用户计量表变为三元件的计量表。这种多功能计量表功能十分强大，不仅不能改变常数、失压和失流的记录等，还可以进行逆相序记录等防窃电的强大功能。因此，在选择计量表时，要进行细致严格的对比选择。
2.2 端子密封与导线入槽的方法
这种方法适用于那些高供低计的专变用户。它是一种对通过二次线进行失压/欠压法窃电、移相法窃电等有良好防御功能的方法。第一，对于那些计量柜内的电流互感器容量很大的低压用户来说，要尽可能的缩减配电变压器的低压出线端子和计量柜之间的距离，用塑料或金属管套住后的电缆进行连接，如有需要，可用金属线槽或塑料线槽将其封闭在槽内，或者是在上面刷上绝缘漆等。第二，如果计量互感器和电表处于共箱的情况下，也可使用上述的方法；如果不同箱的话，可以只用一个铁箱来加封计量互感器和变低出线端子，而电表箱则要使用专门的加锁计量箱。
2.3 失压计时仪记录的方法
这种方法针对失压/欠压窃电、断流/欠流窃电具有较好的防范功能。在一般的工作中，有许多破坏手段光靠肉眼是无法观察出来的。比如说当前使用的三相四线有功表，即使是去掉某相电压或短接某相电流，计量表还是正常运转的，类似的这些情况往往会造成误解，因此要对所有的高供高计及部分无专用计量柜的用户都要安装失压、断流、短路的计时仪，这样一旦仪器感应出相应的变化时，就会及时发出警报，减少供电部门的损失。
2.4 计量柜分类规范的方法
由于历史上遗留的各种问题，使得目前许多用电企业没有专用的计量柜，甚至许多用户直接在的互感器端钮上将电流互感器进行短接或断线以进行窃电。同时，一部分没有专用计量柜的用户，其计量表往往成为摆设，其准确度大大降低。而对计量柜进行分类规范的方法可以有效的防范以上阐述的几种窃电方式，但需要注意的是，要根据具体的情况采取不同的手段：如果是针对高供高计专变用户，要使用高压计量柜；如果是针对高供低计的专变用户，则要使用专用的计量柜/箱；此外，如果是针对低压客户，则应该采用专用的计量箱或者是专用的电表箱。总之，要根据不同的用户采用不同的方式。
2.5 电流互感器的倍率合理选择的方法
电流互感器倍率选择的是否合适直接影响着计量的准确，因此要选择大小合适的倍率。如果电流互感器工作时的电流小于其额定电流的20％时，其励磁电流就会加大电流互感器的误差；而如果其倍率选择的太小，就会产生很大的负误差。因此，工业用户要选择合适的电流互感器倍率。
2.6 铅封“色、码、数”三合一标志的方法
新铅封具有旧铅封无法相比的优势。它不但在色泽上有相应的规定，而且铅封帽和印模上也增添了相应的代码和数字以进行区分。同时，新铅封还进行了管理台账，这样就可以跟踪记录铅封的使用情况，及时对各种窃电手段进行查实。这种方法十分简单，而且价格也很便宜，对供电方式也没有什么限制，因此应用非常广泛。
3 防窃电新技术的运用
当前，科学技术发展的十分迅速，因此反窃电的技术也在不断的提高和改进。应用比较多的主要有电能量自动集抄系统、电能量需求侧管理系统和电能采集与负荷管理系统等，这些系统充分利用和展现了计算机和通信技术的最优成果，通过各种终端设施来实现有效的反窃电，虽然成本投资比较大，但是其效果也是有目共睹的。因此建立一种口碑很好的防窃电手段，但是要注意其数据的更新和维护等一系列细节问题。
4总结
总而言之，窃电手段不但普遍、多元化，而且技术性越来越强、数量也越来越多，这些特点决定了反窃电技术工作同样存在一定的难度。这不仅需要相关反窃电人员的基本技能要扎实深厚，而且还要不断地吸取新知识、新技能，紧跟着科技发展的步伐，真正做到与时俱进。同时，还要建立一支政府和社会广泛支持的、有一定执法权利专业反窃电队伍，并不断提高其专业技能和素质，提高其反窃电技术。只有这样，才能在增强企业自我保护能力的基础上，切实保护国家的电力财产不受损失，真正创设一个安全舒适的用电环境。
参考文献
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【关键词】输电线路；雷击；跳闸；防雷保护
0.引言
供电系统的输电线路采用埋地电缆敷设或在金属线槽中沿管廊架敷设，能起到很好的防雷作用，但一些工厂企业的高压输电线路一般由厂外架空引入。这些架空线路往往长达几十甚至上百公里，穿越的地形一般都相当复杂，极易遭受雷击。架空线路遭受雷击时可能发生绝缘子闪络、击穿，甚至导线折断，或造成短路跳闸。
1.架空输电线路防雷的主要方法分析
1.1直击雷防护
架空输电线路直击雷防护的最有效措施就是避雷线，通过在导线上方假设避雷线主要作用是：①防止落雷直接击中导线，起到拦截作用；②雷击输电杆塔时减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位，起到分流作用；③通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；④通过屏蔽作用降低导线上的感应过电压；⑤将各线路杆塔的接地装置进行电气连接，形成电气通路供雷云在大地感应出的电荷移动，降低高电阻率地区发生落雷的可能性。一般来说，避雷线的保护角度越小，其保护效果越好（一般应小于20o）。线路的电压等级越高，避雷线在线路总造价中占的比例越小，因此110kV以上输电线路应全程架设避雷线。但是避雷线的防护作用也有其局限性，如某石化企业220kV输电线路全程采用双避雷线，但是每年雷击跳闸率还是很高，这主要是由于输电杆塔大多数位于山顶或山腰上，线路基本上在山谷中穿越，地形条件复杂，雷电活动相当频繁并容易发生畸变，会通过绕击、反击等方式影响到输电线，这就需要其他手段来降低这类损害的发生。
1.2降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，以防止反击的有效措施，也是最经济、最有效降低线路雷击跳闸率的措施之一。通过这个方法可以减小雷击杆塔时的电位升高，当线路架设了避雷线时，杆塔的工频接地电阻值不宜大于表1所列数值：
表1 有避雷线输电杆塔的工频电阻要求
如杆塔所处位置地质条件较差，接地电阻往往不能满足要求，此时应该改变杆塔接地网的形状、敷设方式、增加接地极、外引接地线或加降阻剂来降低接地电阻。
1.3架设耦合地线
在实际工程中，当降低杆塔的接地电阻有困难的时候，即采用在导线下面架设地线的方法，用以增加避雷线与导线之间的耦合作用，降低绝缘子串上的过电压，从而达到降低线路断路器雷击跳闸率的目的。运行经验证明，这一效果非常显著。由于其作用的产生是通过耦合来实现的，所以，将架设在导线下方的地线叫做耦合地线。而且通过架设耦合地线能很好地降低雷电绕击率，并起到良好的屏蔽效果。需要注意的是，在相同的外部条件下，耦合地线摆放的位置不用，它的屏蔽效果就不同，输电线路的屏蔽是由避雷线和耦合地线共同作用的结果，在设计线路的时候需要充分考虑以上两方面的影响。
1.4加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需要采用大跨越高杆塔（如跨山杆塔等），大大增加了杆塔落雷的几率，高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也大。为了降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
1.5装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计，我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%～95%，35kV及以下的线路重合闸成功率约为50%～80%。因此，各级电压等级的线路均应尽量装设三相或单相自动重合闸。
1.6安装线路避雷器
即使采取了以上种种措施，也很难完全避免导线上出现过电压。通过安装线路避雷器可以限制电压的异常升高，从而保障线路运行。多年的运行数据表明，在雷电活动频繁、土壤电阻率高、地形复杂的地区安装线路型氧化锌(ZnO)避雷器（SPD）无论在防止雷电绕击导线、雷击塔顶或地线时反击都非常有效。可以结合雷电定位系统及故障记录来分析线路历年跳闸情况、落雷点、落雷密度与跳闸率的关系，在易受雷击的杆塔和区段安装线路SPD。输电线路SPD有两种类型，即带串联间隙和无串联间隙，因运行方式不同和电站SPD相比在结构设计上也有所区别，另外在具体的选择上应注意SPD与绝缘子串的绝缘配合问题。从技术经济角度考虑，当杆塔接地电阻较小（＜15Ω)时,单回路线路宜在边相各安装一只SPD，而双回路线路则宜在下导线各安装一只SPD；当杆塔接地电阻较大（＞60Ω)时，单回路线路宜在三相各安装1只SPD，而双回路线路则宜在下侧及中间或下侧及上侧的对称相各安装1只SPD。
线路SPD安装时应注意：①选择多雷区且易遭受雷击的输电杆塔，最好在两侧相邻杆塔上同时安装；②垂直排列的线路可以只装上、下两相；③安装时尽量不使SPD受力，并注意保持足够的安全距离；④避雷器应顺杆塔单独敷设接地线，其截面积不小于25mm2，尽量保持较小的接地电阻。
线路SPD投入运行后应该进行必要的维护：①结合停电定期测量绝缘电阻，历年测量的结果不应明显变化；②检查并记录雷击计数器的动作情况；③对SPD紧固件进行检查，防止松动；④SPD运行5年应拆下检查，并测量漏电流。
1.7架空电力电缆线路的防雷与接地
电力电缆由于其本身结构特点和其它电气设施连接的要求，根据不同电压等级采取不同的防雷方法。对于35kV及以下电压等级的电力电缆，基本上应采取在电缆终端头附近安装SPD，同时终端头金属屏蔽、铠装必须接地良好。对于110kV及以上的高压电缆，当电缆线路遭受雷电冲击电压作用时，在金属护套的不接地端或交叉互连处会出现过电压，可能会使保护层绝缘被击穿，应采取以下保护方案之一：①电缆金属护套一端互连接地，另一端接保护器；②电缆金属护套交叉互连，保护器Y0接线；③电缆金属护套交叉互连，保护器Y型接线或Δ形接线；④电缆金属护套一端互连接地加均压线；⑤电缆金属护套一端互连接地加回流线。
2.结语
输电线路跳闸率一直是困扰工厂企业不间断运行的重要因素，要降低跳闸率仅单独使用,本文中提到任何一种方法可能起到的作用都不明显。架空线路的防雷应综合考虑以下多方面因素：线路的电压等级、当地原有线路的运行经验、雷电活动规律、地形、地貌、气象条件、土壤电阻率等环境条件，选择多种适合的方法进行多方位防护。
【参考文献】
[关键词]高压直流供电技术 应用 前景
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0051-01
随着社会和我国科技的快速发展，高压直流供电技术的应用也得到了迅猛的发展，高压直流供电技术被广泛地应用到很多领域中。在高压直流供电技术的发展过程中仍然存在很多的制约因素，这些制约因素主要表现在后端设备的适应性、电源系统的定型与量产、配套器件、监控系统等方面，如果想进一步发展高压直流供电技术，就要清除这些限制因素，只有这样才能推动我国高压直流供电技术和整个通信行业的发展。
1.高压直流供电技术概述
1.1 高压直流供电技术简介
高压直流供电指的是采用高压直流电源直接对采用220V交流输入电源的设备供电，采用这种供电技术之后，大大地改善了供电系统的工作效率。随着通信行业的快速发展，这种高压直流供电技术被广泛地应用到了通信行业当中，并且促进了高压直流供电技的发展，因为通信行业中的电源设备的要求在逐渐地提升，特别是互联网数据中心和多媒体数据中心的供电需求表现的更突出。目前，我国通信行业的电源容量的需求很大，已经达到了10000kw，传统的不间断电源系统已经不能满足其供电需求，传统的电源系统逐渐地暴露出了许多问题，比如说工作效率低、高能耗、故障多等。正是由于传统电源系统的诸多问题，所以很多通信公司就把目光投向了高压直流供电系统，这种系统是将将380V的交流输入电源转换为200～400 V的高压直流电，通过并联的整流模块组，接下来再通过高压直流配电设备输送给数据通信设备，并且可以同时给蓄电池组充电，这样就可以保证，当输送电源发生故障的时候，蓄电池组可以继续供电，保证整个系统的正常运转，效率值得肯定。
1.2 高压直流供电技术优点
高压直流供电技术具有很多传统供电电源不具备的优势，首先在使用的可靠性方面，要比传统的不间断供电电源可靠性更强，高压直流供电技术大大地提高了系统的安全性，传统的不间断供电电源组件复杂，可靠性差，相反高压直流电源的组件相对简单，并且具有蓄电池这个部件，保证了在系统发生故障时可以继续补充电源，保证了供电系统正常运转，总体的可靠性要强于传统的供电电源；其次，高压直流供电电源很好节约了能耗，传统的不间断供电系统负载很大，有时候主机不能正常运行。而高压直流电源采用了模块结构，这个系统可以根据输出的负载情况，由监控模块、监控系统或现场值守人员灵活控制模块的开机运行数量，这就很好地保证了系统保持着较高水平的负载率。
2.高压直流供电技术应用现状
2.1 高压直流供电技术的应用情况
目前，在国内对高压直流供电技术的应用主要表现为，中国电信公司在大力的使用和推广这种供电技术，电信公司与电源系统开发商共同研究高压直流电源，这种供电方式已经被广泛地认可，并且已经有很多网点开始使用这种供电电源了。虽然高压直流电源具有多种电压可以选择，但是缺乏后端设备厂商的支持，国内的高压直流供电系统还没有针对后端用电设备进行，然而，供电电压的选择一定要保证整个系统都可以正常运作，所以目前针对高压直流电源达成的共识是选用240V电压进行供电使用，而高压直流供电技术的相关问题也在逐步地解决当中，这些问题解决了，高压直流供电技术就迎来新的发展。
2.2 高压直流供电技术发展的制约因素分析
随着通信行业的发展，对供电电源要求逐渐提高，而高压直流电源就是在这种背景下应运而生，但是高压直流电源的发展并不是那么顺利的，这种供电技术的发展受到了很多因素的制约。第一，后端设备对高压直流供电技术的影响，虽然在很多试用点的使用过程中，高压直流电源能够满足后端设备的电源需求，但是这种电源标准并不是后端设备的标准电源，这样就使得整个系统在运行过程中存在着一定的风险，主要表现在以下方面：首先是技术风险，虽然使用高压直流供电的后端设备很多，但是从高压直流电源试点的运行情况来看，还是存在部分设备不支持高压直流电源，对设备是否支持高压直流电源的检测，必须是通过实际运行才能检测出来，这种检测是需要一定时间的，这就是说在检测结果出来之前都是存在着风险的；其次，法律风险，在使用高压直流电源的过程中，其实是在改变着采购合同约定的运行条件，所以说当后端设备发生故障时，运营商就处在了不利的境地，面临极大的风险考验，并且高压直流电源的使用很可能使合同双方陷入法律纠纷之中；第二，电源系统的定型和量产对高压直流供电技术的制约，由于高压直流供电技术还没有相应的技术标准，这就缺乏了对高压直流电源的技术引导，同时也缺乏使用经验，所以造成了高压直流供电产品没有最终定型，也就更谈不上高压直流供电产品的大量生产和使用了；第三，配套器件对高压直流供电技术发展的制约，在高压直流供电系统中，虽然大部分的器件都是较为常见的，但是存在一些比较罕见的器件，比如说熔断器、断路器等配电保护元件，这些器件是比较紧缺的，再加上高压直流供电的特殊电压要求，对这些器件的要求都是很高的，有些器件都是专用的，所以在市面上都是很罕见的，这些器件对高压直流供电技术的发展造成了很大的障碍；第四，监控系统对高压直流供电技术发展的制约，高压直流供电技术要想大规模地推广就必须纳入动力环境监控系统，开关电源倒是没有什么困难，只是配套的电池组很难实现，因为还没有能够提供专用电池监控的软件系统的供应商。
3.高压直流供电技术的发展前景
中国电信公司在逐步推广能服务器交流电源单元相兼容的240V直流电压，电信公司本着供电安全为第一要务的理念，逐步地实现节能、用电产品兼容性完善的发展目标，在这个过程中中国电信选择了高压直流电源作为设备的供电电源，在2012年电信公司的市场报告中显示，电信公司新增的数据电源市场中，高压直流电源的数量已经超过了传统不间断供电电源，并且电信公司决定在未来的发展中要继续扩大高压直流电源的应用。
同时，各大通信企业，比如腾讯、百度、阿里巴巴、浪潮等，都在大力推动高压直流电源的发展，这些企业考虑要直接采用高压直流电源直接引入定制的服务器，这些企业采用高压直流电源将大大地推动高压直流电源的发展和普及。所以说高压直流电源的未来市场是无限广阔的，高压直流逐渐地替代传统的不间断供电电源是一个必然发展趋势。当然，换句话说通信业在中国将会迎来更辉煌的明天。
4.结语
众所周知，我国的通信行业在快速的发展，发展的过程其实是新事物产生的过程，随着通信业的发展，对通信供电系统的要求就越来越高了，高压直流供电技术就在这种环境下应运而生了，但是高压直流供电技术要想得到推广和使用，就必须克服那些制约它发展的因素，不过从这种技术发展的事态来看，高压直流供电技术将在未来得到广泛地应用，发展前景是极为可观的，换句话说我国未来的通信业会得到更大的发展。
参考文献
[1] 朱雄世.国内外数据通信设备高压直流供电新系统.邮电 设计技术，2009（4）.
基于电磁感应原理的非接触供电技术，综合利用电力电子技术、磁场耦合技术、大功率高频变换技术，借助现代控制理论和方法，实现了传输电能系统和用电设备的隔离，使两者之间没有电的直接接触，很好地满足了特种应用场合的需要，提高了电能传输的安全性和可靠性。因此，非接触供电技术是一种安全、可靠、灵活的电能接入新技术。
1．基本原理
非接触供电系统包括电能发送单元和电能接收单元两部分。电能发送单元主要由交直流电源电路、功率放大输出电路、驱动电路、振荡电路、基准电压电路、控制保护电路以及发射线圈L1（变压器初级）组成：电能接收单元主要包括接收线圈L2(变压器次级)、高频整流滤波电路和负载组成（如图1所示）。
非接触供电系统工作时输人端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电，或用直流电端直接为系统供电，直流电通过振荡电路逆变转换成高频交流电经功率放大输出电路放大供给发射线圈L1。通过发射线圈L1与接收线圈L2耦合电能，接收线圈L2输出的电流经高频整流滤波电路变换成直流电提供给负载。
2.特性和缺陷
基于电磁感应原理的非接触供电技术，发射线圈和接收线圈必须有谐振频率一致的电磁共振，才能传输电能，而具有以下主要特性和缺陷：电磁共振以“电一磁一磁一电”的方式实现电能的传递，而且是一个开放的系统，必然存在着电磁辐射和能量的损耗，因此，近距离的实际效率很难超过80%．远距离的状态下，效率可能很低。因此，不符合节能的概念。
电磁能与距离的关系为电场强度与距离的二次方成反比，磁场强度与距离的四次方成反比。单纯的电磁共振是不可能长距离传输的。通常在1米处，效率不超过1%。因此，只能在近距离内使用，一般不超过10厘米。
电磁共振可以穿透非金属，却不能穿透金属。利用这个特性，可以制造出即时充电或即时供电的电器，在移动性、防水性和隔离性等方面有突出的表现，同样可以应用这个特性，来解决其自身的电磁干扰问题。选择一个适当供电频率使系统产生共振，则电能发射端的电磁波频段对正常的通信、广播没有干扰或干扰较小，对人体或其他生物不构成伤害，符合安全指标。
在几个厘米以内的近距离的电磁共振中，还存在着空振高压问题：接收电路在负载时的电压与空载时的电压相差悬殊，往往是数倍甚至是十倍以上，致使接收电路在空载时，由于电压的大幅度升高，将负载电路烧坏。是目前电磁共振的非接触供电技术难以实用的一个重要因素。
非接触供电技术在LED发光设备的应用
现有的LED发光标志牌、LED照明产品等，通常采用有线方式供电、充电。因而需要通过接口和导线进行有线方式供电、充电，需要在发光标志牌、照明设备上安装接口及导线，导致设备整体防水、防漏气性能低且不可靠。无法长期使用、安装、储存在恶劣的环境中，如水中、矿井中或者连续潮湿的环境中。
本文探究非接触供电技术应用于LED发光设备可行性，把非接触供电系统的电能接收端置入到LED发光设备内。选择适当的LED驱动技术，设计能进行非接触供电或充电的LED发光设备。该LED发光设备具有移动性、高度防水性、高度隔离性，适用于水下作业、矿井作业、抗洪救灾等特殊场所的安全标志牌与照明。
1．应用实例
1.1 LED发光标志牌
本文设计的非接触供电LED发光标志牌（如图2所示），它由内部非接触供电电能接收单元、充电电池、LED、LED驱动电路、系统控制电路、柔性电路板、外封装透明胶套构成。外部由非接触供电电能发送单元及电源构成。
(1)电能发送单元
VOX330MP05S和VOXRIOD是近距离下的非接触供电芯片组，解决了长期以来不能解决的空振高压问题，使输出电压基本维持在一个相对稳定的电压范围内。
VOX330MP05S是一款专门针对市电电源的非接触供电的大功率发射模块芯片，可以将市电整流后直接给芯片供电，工作电压范围大，最低可低至IOOV，最高电压至400V，具有高达1A的电流发射能力，典型工作电路（如图3所示）。lc内部建有振荡、基准电压、脉宽调制、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求：VOx330MP05s自身功耗小，输出电流大，发射效率高达70%以上：芯片内设自动限流电路，电路在空载时电流很小，而在大负载时的输出能力可达空载时的十倍以上：VOX330MP05S外围电路简单，主要元件只有一个电阻、一个电容和~个线圈，因此使用方便。配合相应的接收模块同时使用，就能实现非接触供电。
(2)电能接收单元
VOXRIO是一款专门针对VOX系列的非接触供电发射模块设计的配套接收模块芯片，可以为接收电路提供一个相对稳定的中心电压。VOXRIO内部建有基准电压、限幅、低压启动、输出推动和功率输出等电路，完全符合电磁共振的特殊要求：而且自身功耗小，输出电流大，接收效率高达80%以上：芯片内设自动限压电路，电路在空载时电流很小。VOXRIO外围电路简单，主要元件只有一个电容、一个二极管和一个线圈，因此使用方便。
电能发送单元发射电磁波，内部电能接收单元接收该电磁波并转换为交流电后经整流滤波成直流电对电池进行充电。一个电能发送单元可以对多个内部电能接收单元发射电磁波进行充电。充电电池一般用锂电池，但锂电池稳定性较差，在有易燃易爆气体及物品的环境中采用镍氢等电池。
(3) LED电路
一个LED与一个电阻串联后组成一个基本单元，若干个基本单元之间可以采用串联、并联、混联的方式进行连接：多个LED以阵列的形式安装在一块平面上组成LED点阵屏，点阵屏有各种颜色，分为单色、双色、三色。把LED呈矩阵状均匀布满于柔性电路板上，可以排列组合成指标或警示性的图标发光显示。
LED控制电路采用微处理器控制电路，以遥控控制系统、触摸控制系统、轻触开关来控制系统实现，简单的可以直接用微型按钮开关控制电源。LED驱动电路可采用分立元件驱动电路、集成驱动电路。
(4)封装
外封装透明胶套用于保护整个非接触供电式LED发光标志牌的电路，把整个非接触供电LED发光标志牌电路牢靠包封在外封装透明胶套内，无任何接口，因此本文所述的非接触供电LED发光标志牌具有高度可靠的防水、防漏气性能。本标志牌还可以根据用户需要，制做成不同形状，进行单面、双面、多面发光显示。
1.2 LED矿灯
据有关资料统计，煤矿井下瓦斯爆炸事故有三分之一以上是矿灯故障引起的，这主要是由于矿灯所使用的白炽灯泡存在的缺陷所造成的。而LED矿灯解决了白炽灯泡的安全隐患，在煤矿上大量推广使用。LED矿灯在节能、安全性、易用性等方面与采用白炽灯的矿灯相比都有较大改进，但还存在着以下问题需要解决。
矿井下潮湿、多水、空气混浊、灰尘大．LED矿灯采用了镍氢电池或锂电池为电源．LED发光二极管为光源，这些元件一但进水、进入灰尘后就易损坏，甚至报废。闭锁螺丝受潮后会生锈，难以卸掉，须将螺栓废掉，浪费材料费和工时。充电接口经常进灰堵塞，尤其水泥进到充电接口凝固后就很难去掉，影响LED矿灯充电，严重的就可能报废。
本设计把电能接收端置入LED矿灯，用透明胶套把LED矿灯牢靠密封，采用非接触供电技术，就可以解决上述问题。提高了LED矿灯的使用寿命、防爆性能、抗静电性能，降低了LED矿灯的报废率，减少了维修量，增加了实用性和安全可靠系数。
2.系统分析与构成
对使用非接触供电技术的LED发光设备的设计，要从三个角度考虑完成系统的设计：一是从器件的选择、电路设计上尽可能的提高系统的效率：二是嵌入非接触式的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)技术，实现ID认证机制，保证系统的安全：三是采用MCU(Micro Control Unit，微控制器)作核心的部分，产生驱动电路所需的振荡频率，同时也需要控制RFID组件与电能接收端进行信息交互。使供电端与用电端可以用一对一、一对多、多对一、多对多和网络分布方式供电。
系统由供电部分及工作部分组成（如图4所示）。供电部分由MCU和供电单元组成，MCU通过RFID发射单元检测负载位置的情况，当负载存在时，开通供电单元，进行供电。工作部分由MCU、与电能发送端相对应的RFID组件、LED单元、受电单元和充电电池组成，受电单元主要实现电能的接收，受电线圈接收电能，通过整流、滤波处理后向电池和LED单元供电。MCU的外围电路包括复位电路、参考电压电路、串口下载电路、电源与接地、按键、报警等。系统的人机对话界面，通过显示模块来实现。工作部分、供电部分、供电管理、按键、显示等功能都由MCU进行控制。
实现使用非接触供电技术的LED发光设备的方案是上述的整合，即两部分构成，分别为接220V交流电的电能发送端和给LED发光设备电池充电的电能接收端。将待充电LED发光设备放到充电器上，打开设在电源端的充电开关，电能发送端发出验证信息，电能接收端收到验证信息后发出确认信息，身份验证通过后，则控制驱动电路开始工作，实现电能的传输。
【关键词】配网 现状 措施 可靠性
配网是电网的重要组成部分，直接面向电力用户。配网的供电能力及可靠性直接关系电力用户的生产生活。
1 影响配网供电可靠性的因素
1.1 配网供电现状及影响可靠性的主要因素
以下是影响配网供电可靠性常见的一些问题：用户一旦出现临时用电需求，一般需要对相应架空线路进行停电接火，给同一条线路上得其他用户带来很多不便；高层建筑在施工过程中吊车碰线，塔吊运转切断线路的现象较为普遍；电力负荷超载，配电系统供电能力满足不了居民用电需求；部分地区配网设备比较陈旧，埋下安全隐患；配网线路连接错综复杂，迂回供电，给相关技术人员进行的电网维护工作带来安全隐患。上述问题很大程度上影响了配网供电的可靠性。
1.2 配网设备外绝缘因闪络问题影响供电可靠性
配网设备在运行过程中，其所具有的绝缘层要对工作电压予以长时间的承受，在较为潮湿的环境之中，一旦附着在绝缘层表面上的污物所具有的含盐量到达一定的水平时，闪络现象就会发生。除此之外，污物的不断累加会使得绝缘体所具有的抗冲击能力下降，这时，如果有雷电或者内过电压对其冲击的话，闪络现象也极易发生。一般说来，中性点非有效接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压幅值即使出现升高也不会使绝缘受到影响。可是，如果运行环境相对来说比较恶劣的话，那么绝缘体所具有的耐压性就会降低，容易造成闪络点出现。
1.3 配网设备因大气过电压影响影响供电可靠性
雷电对配网系统影响相当广泛，变压器、导线、柱上开关设备、绝缘子等在运行过程中都有可能由于雷击损坏而造成停电。配电变压器雷击损坏主要是由于雷电波侵入，通过正逆变换过电压，使配电变压器绝缘击穿；柱上开关设备特别是处于断开状态的开关设备在避雷器安装不到位或是接地电阻不合格情况下也易造成雷击损坏；导线特别是绝缘导线在雷击时，由于电弧在绝缘导线绝缘层的阻碍下不能移动，聚集在一点，能量不能扩散，造成长时间燃烧断线；普通针式绝缘子长期带电运行，没有轮换检查措施，瓷质绝缘损坏后在正常天气时还能保持绝缘良好，但在雷雨天气，由于绝缘表面已形成裂纹，再出现雷击过电压情况，就会造成内部击穿。
2 对配网供电可靠性进行提升的方法
2.1 通过技术手段对可靠性进行提升
配网自动化系统具有实时监控以及离线管理等多种功能。该系统对存在于电网有关设备之中的数据与电力用户所具有的各种数据实行有效融合，通过不同系统间的标准化信息交互，实现配电自动化系统网络接线图、电气拓扑模型和支持电网运行的静、动态数据共享。
配网自动化系统具备很强的适应能力，能够被运用于多种通讯手段之中。另外，配网自动化系统也具备安全性强、集成度高等优势。因此，该系统对提高配网供电可靠性有着举足轻重的作用。可是，当前我国现有的配网自动化设备还缺少主流厂家，设备质量可靠性还有待提高。还需要通过提高技术标准，加强对设备质量的管控和技术监督等手段，提高设备质量。
通过提升配电网转供与互带能力提高供电可靠性，对由于故障、检修而出现停电状况的区域进行不断缩小是提升配网电可靠性的有效手段。树枝状配电网络被应用于单端电源供电工作之中，这种树枝状的配电网络结构不合理，以至于当某一处出现故障的时候，会导致沿线全部区域都出现停电状况，为了解决这种问题，架空线路可以采用多分段适当联络，电缆线路采用环网结构，使停电范围得以缩小。
由于闪络问题会对配网供电可靠性造成很大影响，因此，相关技术人员应该对多种有效手段进行使用来避免闪络问题的出现[3]，采用新型绝缘材料，增大外绝缘的爬电比距等，提高电气设备抗闪络能力。
除此之外，是否具有较好的抗雷击能力对配网可靠性也有着不容忽视的影响。在配电变压器高低压两侧都安装避雷器，采用“三位一体”的接地引线方式可以有效降低配变雷击损坏事故；在柱上开关两侧均安装避雷器；绝缘导线安装防雷线夹；针对落雷较为频繁的地区，可以将针式瓷瓶用瓷横担进行替代或是采用多裙绝缘子，以上措施都会提高配电网抗雷击能力，从而提高配电网供电可靠性。
2.2 提高配网设备供电能力，提升设备水平
在对配电网进行建设改造过程中，提高供电能力。按照“导线截面一次选定、廊道一次到位、变电站土建一次建成”的原则建设配电网，提高对负荷增长的适应能力。针对不同供电区域，遵循差异化原则，合理配置电网设备资源。提升设备水平，按饱和负荷密度选择导线截面。控制同一地区设备类型，优化设备序列。加强设备入网检测，特别是对于用户接网设备技术标准进行明确，提高设备质量。在环境条件恶劣，自然灾害多发地区可以适当提高设备标准。
2.3 对电压等级进行简化
在对传统降压方式进行使用的时候，必须对电压等级实施逐一降压，这一过程相对繁琐，节点多；电气设备会随着降压次数的增加而变得越来越多，相应的电气设备可能出现的故障几率就会变大，这样对人力、物力、财力均有大量消耗，也会造成电力能源的大量损耗。所以，想要实现对配网供电可靠性的提升，则必须对电压等级进行简化。
3 结束语
综上所述，为了对用户在生产生活过程中产生的用电需求加以很好地满足，使电力企业的供电行为更为安全有效，则必须对配网供电的可靠性进行提升。可是，配电网其自身结构所存在的复杂性、相关设备所处环境的恶劣以及技术人员专业技能的缺乏都使得配电网供电可靠性受到影响。因此应该采用多种手段来提升配网供电可靠性，使配网系统得到健康稳定发展。
参考文献
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