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電壓表設(shè)計(jì)論文范文第1篇

數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn),它們適合在現(xiàn)場(chǎng)做手工測(cè)量,要完成遠(yuǎn)程測(cè)量并要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理,傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無(wú)法完成的。然而基于PC通信的數(shù)字電壓表,既可以完成測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞,又可借助PC,做測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的數(shù)字電壓表無(wú)論在功能和實(shí)際應(yīng)用上,都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無(wú)法比擬的特點(diǎn),這使得它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

新型數(shù)字電壓表的整機(jī)設(shè)計(jì)

該新型數(shù)字電壓表測(cè)量電壓類型是直流,測(cè)量范圍是-5～+5V。整機(jī)電路包括:數(shù)據(jù)采集電路的單片機(jī)最小化設(shè)計(jì)、單片機(jī)與PC接口電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等。下位機(jī)采用AT89S51芯片,A/D轉(zhuǎn)換采用AD678芯片。通過(guò)RS232串行口與PC進(jìn)行通信,傳送所測(cè)量的直流電壓數(shù)據(jù)。整機(jī)系統(tǒng)電路如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集電路的原理

在單片機(jī)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)中,做到了電路設(shè)計(jì)的最小化,即沒(méi)用任何附加邏輯器件做接口電路,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)AD678轉(zhuǎn)換芯片的操作。

AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內(nèi)部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內(nèi)部時(shí)鐘和三態(tài)緩沖數(shù)據(jù)輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),而且一次A/D轉(zhuǎn)換僅需要5ms。

在電路應(yīng)用中,AD678采用同步工作方式,12位數(shù)字量輸出采用8位操作模式,即12位轉(zhuǎn)換數(shù)字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據(jù)時(shí)序關(guān)系,在芯片選擇/CS=0時(shí),轉(zhuǎn)換端/SC由高到低變化一次,即可啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換一次。再查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束端/EOC,看轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)結(jié)束,若結(jié)束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數(shù)字量的讀取則要控制高字節(jié)有效端/HBE,先讀取高字節(jié),再讀取低字節(jié)。整個(gè)A/D操作大致如此,在實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用中調(diào)整。

由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據(jù)公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計(jì)算出所測(cè)電壓Vx值的大小。式中Dx為被測(cè)直流電壓轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量值。

RS232接口電路的設(shè)計(jì)

AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)接收器和1個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉(zhuǎn)換的功能,使單片機(jī)的TTL電平與PC的RS232電平達(dá)到匹配。

串口通信的RS232接口采用9針串口DB9,串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn):同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線相連,兩個(gè)串口相連或一個(gè)串口和多個(gè)串口相連。在實(shí)驗(yàn)中,用定時(shí)器T1作波特率發(fā)生器,其計(jì)數(shù)初值X按以下公式計(jì)算:

串行通信波特率設(shè)置為1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,計(jì)算得到計(jì)數(shù)初值X=0f3H。在編程中將其裝入TL1和THl中即可。

為了便于觀察,當(dāng)每次測(cè)量電壓采集數(shù)據(jù)時(shí),單片機(jī)有端口輸出時(shí),用發(fā)光二極管LED指示。

軟件編程

軟件程序主要包括:下位機(jī)數(shù)據(jù)采集程序、上位機(jī)可視化界面程序、單片機(jī)與PC串口通信程序。單片機(jī)采用C51語(yǔ)言編程,上位機(jī)的操作顯示界面采用VC++6.0進(jìn)行可視化編程。在串口通信調(diào)試過(guò)程中,借助“串口調(diào)試助手”工具,有效利用這個(gè)工具為整個(gè)系統(tǒng)提高效率。單片機(jī)編程

下位機(jī)單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機(jī)的編程仿真調(diào)試借助WAVE2000仿真器,本系統(tǒng)有集成的ISP仿真調(diào)試環(huán)境。

在采集程序中,單片機(jī)的編程操作要完全符合AD678的時(shí)序規(guī)范要求,在實(shí)際開(kāi)發(fā)中,要不斷加以調(diào)試。最后將下位機(jī)調(diào)試成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash單元中。

人機(jī)界面編程

打開(kāi)VC++6.0,建立一個(gè)基于對(duì)話框的MFC應(yīng)用程序,串口通信采用MSComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)。其他操作此處不贅述,編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的人機(jī)界面。數(shù)字直流電壓表的操作界面如圖5所示。運(yùn)行VC++6.0編程實(shí)現(xiàn)的Windows程序,整個(gè)樣機(jī)功能得以實(shí)現(xiàn)。

功能結(jié)果

電壓表設(shè)計(jì)論文范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；物理概念；物理規(guī)律

論文摘要：本文通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生感受科學(xué)探究，形成概念、認(rèn)識(shí)規(guī)律，建構(gòu)物理知識(shí)體系，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究；最后，要通過(guò)運(yùn)用、鞏固、深化物理知識(shí)，讓學(xué)生再次經(jīng)歷科學(xué)探究。

科學(xué)探究是科學(xué)家運(yùn)用一系列科學(xué)方法通過(guò)一定程序解決自然領(lǐng)域或科學(xué)問(wèn)題的研究過(guò)程，其本質(zhì)是以科學(xué)態(tài)度揭示大自然奧妙并發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理的思維方式。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究作為課程目標(biāo)與重要內(nèi)容，旨在使學(xué)生通過(guò)與科學(xué)家相似的研究過(guò)程，經(jīng)歷提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等一系列感受和體驗(yàn)，在獲取知識(shí)與技能的同時(shí)，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激勵(lì)積極主動(dòng)的探索精神，提升標(biāo)新立異的創(chuàng)新能力。

一、感受科學(xué)探究，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境

1.感受科學(xué)探究，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)概念環(huán)境。物理概念是從自然現(xiàn)象、物理事實(shí)或過(guò)程中抽象出來(lái)的，在教學(xué)過(guò)程中必須把相關(guān)的現(xiàn)象或過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)習(xí)概念的環(huán)境。創(chuàng)設(shè)環(huán)境有運(yùn)用實(shí)驗(yàn)、聯(lián)系實(shí)際等許多方法，但不管采用什么方法，都必須從被動(dòng)地接受知識(shí)向主動(dòng)地獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)“提出問(wèn)題”和“猜想與假設(shè)”等“科學(xué)探究”要素。例如，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)引入摩擦力的概念，將放在桌面上的木塊與跨過(guò)滑輪的繩子相連接，繩子的另一端懸掛掉盤(pán)，盤(pán)上放重物，木塊在繩子的拉力作用下會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。這時(shí)讓學(xué)生猜想，如果逐步減少盤(pán)中重物質(zhì)量，木塊將如何？實(shí)驗(yàn)之后，再讓學(xué)生相互交流，分析論證這是為什么。如此，通過(guò)科學(xué)探究，加深學(xué)生對(duì)看不見(jiàn)、摸不著的摩擦力的理解。

2.感受科學(xué)探究，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)規(guī)律環(huán)境。物理規(guī)律揭示的是物理量之間的必然聯(lián)系，是客觀存在的，人們只能去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而不能憑主觀意志去發(fā)明創(chuàng)造規(guī)律。因此，物理規(guī)律教學(xué)必須首先提供一個(gè)便于探索規(guī)律、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生通過(guò)觀察和感受，有所發(fā)現(xiàn)、有所聯(lián)想，萌發(fā)或提煉出科學(xué)問(wèn)題。例如，在導(dǎo)入《閉合電路歐姆定律》時(shí)，首先將完全相同的8個(gè)“6V、0.3A”小燈泡分成兩組分別并聯(lián)在6V的蓄電池和6V的干電池兩端，并在電源兩端并聯(lián)電壓表監(jiān)視電路電壓，讓學(xué)生猜想，接通電源后，兩電路電壓是否相同？?jī)山M小燈泡是否一樣亮？根據(jù)部分電路歐姆定律，兩電壓表示數(shù)必然相同，兩組小燈泡也一定一樣亮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，與蓄電池連接的電壓表示數(shù)基本沒(méi)有變化，而與干電池連接的電壓表示數(shù)降低了2V左右，且與干電池連接的小燈泡比與蓄電池連接的小燈泡暗。進(jìn)一步啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生尋找兩電路的不同，猜想現(xiàn)象原因，發(fā)現(xiàn)對(duì)電路的研究必須考慮電源內(nèi)阻，引出考慮電源內(nèi)阻的全電路定律。

二、體驗(yàn)科學(xué)探究，建構(gòu)物理知識(shí)體系

1.體驗(yàn)科學(xué)探究，形成物理概念。有些概念是在觀察、交流、探究等感受和體驗(yàn)過(guò)程中，獲得感性認(rèn)識(shí)并對(duì)感性材料思維加工而形成的。例如，利用人推車，牛拉犁，手提水桶，運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴，磁鐵吸引鐵釘?shù)瘸Ｒ?jiàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生分析論證、抽象概括出力是“物體與物體之間的相互作用”。有些概念則需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)建立，涉及到科學(xué)探究的更多要素。例如，電阻的概念首先引導(dǎo)學(xué)生回憶“什么叫導(dǎo)體？有哪些常見(jiàn)的導(dǎo)體？”之后，猜想“導(dǎo)體除了能夠?qū)щ姡瑢?duì)電流是否還有其他作用？”“要研究導(dǎo)體對(duì)電流是否還有其他作用，可以用什么方法？”“如果需要實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使用哪些儀器與材料？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？”通過(guò)師生、生生互動(dòng)制定實(shí)驗(yàn)方案。在電源、開(kāi)關(guān)、電流表、小燈泡串聯(lián)的電路中分別串入鉛筆芯與鎳鉻導(dǎo)線之后，引導(dǎo)學(xué)生觀察燈泡的亮度和電流表的示數(shù)，通過(guò)討論、比較、分析、判斷，發(fā)現(xiàn)鎳鉻導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙作用比鉛筆芯大，得出在物理學(xué)中用電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的概念。

2.體驗(yàn)科學(xué)探究，認(rèn)識(shí)物理規(guī)律探索。物理規(guī)律需要學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度和對(duì)科學(xué)探索的濃厚興趣經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，去發(fā)現(xiàn)、思考、探討。首先是通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)等一系列活動(dòng)，探索事物的內(nèi)在聯(lián)系，提供實(shí)事求是的科學(xué)依據(jù)；之后再通過(guò)分析與論證、評(píng)價(jià)、交流與合作，得出結(jié)論。整個(gè)過(guò)程要使學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究，在獲取知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。

3.再次經(jīng)歷科學(xué)探究，運(yùn)用鞏固物理知識(shí)。要真正理解概念掌握規(guī)律，還需要在運(yùn)用物理知識(shí)的過(guò)程中再次經(jīng)歷科學(xué)探究，進(jìn)行鞏固、深化和強(qiáng)化。一是在運(yùn)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題的過(guò)程中強(qiáng)化科學(xué)探究。二是在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和儀器教具制作的過(guò)程中深化科學(xué)探究。三是在探索解決問(wèn)題的思路、方法過(guò)程中活化科學(xué)探究。

參考文獻(xiàn)：

電壓表設(shè)計(jì)論文范文第3篇

[論文摘要]新課標(biāo)指出高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過(guò)多樣的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，高中物理探究性實(shí)驗(yàn)由于其重視過(guò)程和方法，有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

目前在應(yīng)試教育的影響下，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以發(fā)揮它應(yīng)有的作用。許多教師很少做實(shí)驗(yàn)，不愿花時(shí)間從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)只被作為收集數(shù)據(jù)，驗(yàn)證理論，應(yīng)付考試的工具。學(xué)生實(shí)驗(yàn)形成了教師講，學(xué)生做，教師示范，學(xué)生模仿的教學(xué)，學(xué)生成為被動(dòng)的接受者，以至于學(xué)生很少提出問(wèn)題。沒(méi)有養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，沒(méi)有學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的科學(xué)方法，學(xué)生的主體地位遠(yuǎn)沒(méi)有得到重視，學(xué)生缺乏主動(dòng)探究的欲望和熱情，忽視了實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。新課標(biāo)指出高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與，樂(lè)于探究，勇于實(shí)驗(yàn)，勤于思考。通過(guò)多樣的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，因此，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要改革。探究性實(shí)驗(yàn)由于其重視過(guò)程和方法，有利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)與他人合作的精神，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提高和主體性的發(fā)揮。強(qiáng)調(diào)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，已成為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要方向。

二、強(qiáng)化新課程理念，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

物理實(shí)驗(yàn)為培養(yǎng)創(chuàng)新精神提供了最佳環(huán)境，尤其是開(kāi)發(fā)一些聯(lián)系生活實(shí)際的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生親身感受到物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值，能強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)機(jī)。教師應(yīng)成為勇于進(jìn)取、善于創(chuàng)新的模范，無(wú)論實(shí)驗(yàn)方法的革新、教具的創(chuàng)造、實(shí)驗(yàn)的新穎設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生都有很強(qiáng)的感染力，會(huì)不知不覺(jué)在學(xué)生心里播下創(chuàng)造的種子。具體做法：進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣的培養(yǎng)。物理學(xué)家愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師。”而興趣的培養(yǎng)，一要靠老師的正確引導(dǎo)，二要靠學(xué)生親身到實(shí)驗(yàn)中去激發(fā)。教師要善于把握實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，挖掘?qū)嶒?yàn)的趣味性，制定切實(shí)可行的督促、檢查方案，或展示、或競(jìng)賽、或討論，使學(xué)生饒有興趣地完成課本或課外小實(shí)驗(yàn)、小制作，對(duì)活動(dòng)中表現(xiàn)突出的，及時(shí)給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，這對(duì)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣很有幫助；物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，既要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要突出學(xué)生的主體地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生積極主動(dòng)的參與實(shí)驗(yàn)。課本讓學(xué)生看，實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生做，思路讓學(xué)生想，疑難讓學(xué)生議，錯(cuò)誤讓學(xué)生析，并且多給學(xué)生提供獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的探索潛能，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力。

三、探索實(shí)驗(yàn)原理，發(fā)展科學(xué)思維素質(zhì)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)的“靈魂”是實(shí)驗(yàn)原理，只有把實(shí)驗(yàn)原理放在處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要位置，才會(huì)使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)“活”起來(lái)。若能在教師有目的的引導(dǎo)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行挖掘和探索，將能有效地培養(yǎng)學(xué)生按科學(xué)方法思考解決問(wèn)題的習(xí)慣，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素質(zhì)。在基本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，必須抓好以下兩點(diǎn)：（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的正確理解。要知道這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么這樣做，它的理論根據(jù)是什么，不這樣做還能怎樣做，那一種做法更好，更可行。這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的一個(gè)關(guān)鍵。（2）對(duì)常用的物理儀器要熟練使用，這是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，是實(shí)驗(yàn)的工具。常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)儀器有以下十三種：刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、天平、秒表、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧稱、溫度計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等。對(duì)這些常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)工具不僅要能正確熟練地使用，甚至要知道實(shí)驗(yàn)儀器的原理。例如，在《把電流表改裝為電壓表》實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)定電流表的內(nèi)阻，書(shū)中直接給出了半偏法，對(duì)這一方法的出現(xiàn)學(xué)生普遍感到很突然。我們可以這樣做，先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一種測(cè)電流表內(nèi)阻的方法，然后對(duì)學(xué)生中使用最普遍的兩種方法進(jìn)行分析。轉(zhuǎn)貼于 第一種是常見(jiàn)的伏安法，該方法在測(cè)一般電阻時(shí)可用，但在測(cè)電流表內(nèi)阻時(shí)卻是不可取的，因?yàn)槲覀儨y(cè)定電流表內(nèi)阻的目的是用它來(lái)改裝為電壓表，若電流表內(nèi)阻測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)直接影響改裝后的伏特表的精確程度。第二種方法的原理是由伏特表測(cè)出電流表和變阻箱兩端的總電壓U，從電流表讀出電流值I，則電流表內(nèi)阻Rg=U/I-R，這一方法可以消除伏特表分流作用所帶來(lái)的誤差，但卻暴露出學(xué)生對(duì)靈敏電流計(jì)的作用不甚清楚，其實(shí)靈敏電流計(jì)不能準(zhǔn)確的測(cè)量電流強(qiáng)度，只能作為檢流計(jì)，既然電流強(qiáng)度的準(zhǔn)確值不知道，自然也就無(wú)法求出電流計(jì)內(nèi)阻Rg的準(zhǔn)確值。在分析了以上兩種方法的不足之后，利用并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生得出半偏法已是水到渠成。

四、營(yíng)造主動(dòng)探究的氛圍，強(qiáng)化學(xué)生參與意識(shí)

新課程的實(shí)驗(yàn)課是要學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)到知識(shí)，訓(xùn)練技能，并經(jīng)歷一個(gè)科學(xué)探究的過(guò)程。教師在課堂教學(xué)中起著主導(dǎo)作用，而一堂課中教師的情感投入往往影響著每個(gè)學(xué)生的情感投入。教師能否營(yíng)造一個(gè)和諧民主的教學(xué)氛圍是能否讓學(xué)生主動(dòng)探究的前提。在一節(jié)課中，有師與生、生與生之間的人際交流，在這個(gè)交流環(huán)境中，若要使學(xué)生有好的課堂氛圍，有熱烈的討論，有激烈的爭(zhēng)論，有獨(dú)特的發(fā)言，甚至有創(chuàng)造性的思維，都必須讓學(xué)生從心理上有一種安全感，有一種無(wú)拘無(wú)束的自然情感的流露。因此，要求教師從尊重學(xué)生出發(fā)，有和善的語(yǔ)言，溫文爾雅的教態(tài)去創(chuàng)設(shè)這個(gè)環(huán)境。民主、有序的學(xué)習(xí)環(huán)境有利于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的欲望，教師要有與人為善的教態(tài)，尊重學(xué)生、鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表獨(dú)立的見(jiàn)解。實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生的“哇”、“喔”等聲音，是學(xué)生最真切的情感體現(xiàn)。

當(dāng)然，在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革實(shí)施中，我們還將面臨著許多新的問(wèn)題，還需要在今后的工作中進(jìn)一步的研究與探索，我們將在不斷的反思中，不斷地改進(jìn)、不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革工作不斷地深入，不斷地完善。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 閻金鐸.物理教學(xué)論[M].南寧:廣西教育出版社，1997.

電壓表設(shè)計(jì)論文范文第4篇

[論文摘要]在教學(xué)中,要精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生興趣。克服思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、逆向思維等多種思維方式。在生活和實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和問(wèn)題意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。加強(qiáng)科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

深化教育改革，全面推進(jìn)素質(zhì)教育，培養(yǎng)二十一世紀(jì)具有高素質(zhì)的創(chuàng)新精神和能力的建設(shè)者和接班人，是學(xué)校教育的最高目標(biāo)，作為教育工作者應(yīng)實(shí)現(xiàn)由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生全面發(fā)展。

一、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力

精心創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。興趣是激發(fā)學(xué)生思維能力的重要因素，它能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，主動(dòng)性，探究性，使學(xué)生以一個(gè)被動(dòng)的知識(shí)接受者，變成一個(gè)主動(dòng)的參與教學(xué)活動(dòng)的合作者。教師必須精心備課，對(duì)所設(shè)置的教學(xué)問(wèn)題必須具有趣味性、新奇性、生活性、開(kāi)放性和適宜性。只有這樣才能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，例如，在學(xué)習(xí)光的折射時(shí)，提出一些問(wèn)題，透過(guò)圓形金魚(yú)缸看魚(yú)，魚(yú)會(huì)變大，筷子斜插入水中，側(cè)面會(huì)看到筷子在分界處彎折，學(xué)生帶著這些問(wèn)題去學(xué)習(xí)，會(huì)產(chǎn)生興趣，達(dá)到一定的效果。

基礎(chǔ)知識(shí)，基本技能是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的前提條件，首先在教學(xué)中要狠抓“雙基”的落實(shí)，讓學(xué)生學(xué)透知識(shí)，練實(shí)知識(shí)，用活知識(shí)。用基本的科學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，其次要克服定向思維，培養(yǎng)發(fā)散性思維和思維的變通能力，對(duì)于一個(gè)問(wèn)題，能從不同角度.不同方向去探索解決問(wèn)題的方法。傳統(tǒng)的教學(xué)注重解決問(wèn)題的唯一性。這樣不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)際中的許多問(wèn)題，往往是開(kāi)放的，多變的，答案不是唯一的。在習(xí)題教學(xué)中要加強(qiáng)一題多問(wèn)，一題多解，一題多變，多題同解等形式的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式。例如，有這樣一道開(kāi)放題：現(xiàn)有一杯純凈水和一杯食鹽水，儀器不限，用那些方法可以鑒別它們，通過(guò)各小組的熱烈討論和交流，利用密度、浮力、蒸發(fā)結(jié)晶、凝固點(diǎn)、導(dǎo)電性等知識(shí),同學(xué)們得出了10多種方法,并用實(shí)驗(yàn)加以證明，開(kāi)闊了學(xué)生的思路，在教學(xué)中還要培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維。例如有一重為10斤的一個(gè)瓶子，用手拿著不動(dòng)。手與瓶子的摩擦力為多少？當(dāng)手握瓶子的力增大，此時(shí)，瓶子與手之間的摩擦力是否增大。一般的學(xué)生會(huì)認(rèn)為摩擦力會(huì)隨著壓力的增大而增大，這是一種定向思維。如果用逆向思維去分析瓶子的狀態(tài)未變。即靜止(受平衡力的作用)f=G，就不難理解。通過(guò)這些思維方式的訓(xùn)練和解題的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力和思維能力。

二、從實(shí)驗(yàn)和生活中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和問(wèn)題意識(shí)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)觀察，觀察是科學(xué)研究的最基本方法，是創(chuàng)新思維的基礎(chǔ)，每個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都有其明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)教師首先要讓學(xué)生明確為什么觀察和觀察什么?使學(xué)生掌握觀察的具體內(nèi)容。例如在觀察水沸騰實(shí)驗(yàn)中，教師提出讓學(xué)生觀察水在沸騰前后實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)后有的學(xué)生就觀察到沸騰前氣泡上升中變小，消失，沸騰后氣泡會(huì)變大，破裂，并提出了相應(yīng)的問(wèn)題。又如，在研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生觀察：當(dāng)金屬盒中的橡皮膜在不同深度，不同液體，不同方向時(shí)，分別觀察U型管兩管液面的高度差是否發(fā)生變化，來(lái)得出液體內(nèi)部壓強(qiáng)的規(guī)律。使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)觀察的具體方法。如順序觀察法，對(duì)比觀察法，重點(diǎn)觀察法，全面與重點(diǎn)觀察法，歸納觀察法等。

在平時(shí)教學(xué)中，學(xué)生往往不提問(wèn)題，也提不出問(wèn)題，不管是實(shí)驗(yàn)還是作業(yè)都是按照教師的要求去完成。鑒于這種情況，教師應(yīng)幫助學(xué)生學(xué)會(huì)觀察，鼓勵(lì)學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)。在平時(shí)的教學(xué)中，教師要把課本知識(shí)同生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，提出一些問(wèn)題。三、注重科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

初中階段的實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。用人為控制的實(shí)驗(yàn)條件去驗(yàn)證這些結(jié)論，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解、掌握，這樣不利于充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，在教學(xué)中把演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)，把一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改成探索性實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力，例如，探索電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，讓學(xué)生按照探究的過(guò)程進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)化用控制變量法探究，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，最難的是電路的設(shè)計(jì)，教師可采用讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)——小組討論合作——各組討論交流——師生共同補(bǔ)充。整合完成設(shè)計(jì)的方法，讓學(xué)生在原有能力的基礎(chǔ)上相互學(xué)習(xí)取長(zhǎng)補(bǔ)短。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑖?yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和與他人合作的精神。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，通過(guò)評(píng)估與交流，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析原因，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，開(kāi)始時(shí)，可先讓學(xué)生設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。如，用2只開(kāi)關(guān)控制一個(gè)燈泡，并且閉合任一只開(kāi)關(guān)都能使燈泡發(fā)光等，在這樣的基礎(chǔ)上教師可采取少給器材，設(shè)置故障電路，把儀器調(diào)亂，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，解釋實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析實(shí)驗(yàn)誤差，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等。又如在“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，除按教材上的方法外，教師可提出問(wèn)題，用一只已知阻值的電阻代替電壓表，其他器材不變，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后教師再深入引導(dǎo)學(xué)生。如果在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電壓表的量程小于燈泡的額定電壓時(shí)，怎樣測(cè)出小燈泡的額定功率，通過(guò)這樣的引導(dǎo)和啟發(fā)，激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。

四、開(kāi)展第二課堂活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智與創(chuàng)造能力

電壓表設(shè)計(jì)論文范文第5篇

論文關(guān)鍵詞：配電網(wǎng),三相電壓不平衡,消弧線圈,供電可靠性

供電可靠性是指城市供電系統(tǒng)對(duì)用戶持續(xù)供電的能力。統(tǒng)計(jì)表明，用戶停電故障中80％以上由配網(wǎng)系統(tǒng)的故障引起，對(duì)用戶供電可靠性有很大影響。配電網(wǎng)中三相電壓不平衡現(xiàn)象是電網(wǎng)異常和故障的反映。調(diào)度員若能根據(jù)三相電壓不平衡現(xiàn)象準(zhǔn)確判斷故障，迅速調(diào)度指令，隔離故障，恢復(fù)運(yùn)方，可以大大提高對(duì)用戶的供電可靠性。反之，則可能導(dǎo)致配變燒毀、避雷器爆炸、線路短路，甚至大面積停電事故。

1 三相電壓不平衡定義及現(xiàn)狀

三相電壓不平衡是指在電力系統(tǒng)中各相之間電壓不相等或相角不相等，且幅值差超過(guò)規(guī)定范圍，是由各相負(fù)載不平衡所造成。配電網(wǎng)的三相平衡一直就是困擾供電單位的主要問(wèn)題之一，配電網(wǎng)大多是經(jīng)10／0.4kV變壓器降壓后，以三相四線制向用戶供電，是三相生產(chǎn)用電與單相負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)。在裝接單相用戶時(shí)，供電部門(mén)遵循的原則是將單相負(fù)載均衡地分接在A、B、C三相上。但在實(shí)際工作及運(yùn)行中，由于單相用戶的不可控增容、大功率單相負(fù)載的接入以及單相負(fù)載用電的不同時(shí)性等，都造成了三相負(fù)載的不平衡。

但隨著配電網(wǎng)的擴(kuò)大，中低壓架空導(dǎo)線及電纜出線回路數(shù)增多、線路增長(zhǎng)，中低壓電網(wǎng)對(duì)地電容電流亦大幅度增加，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，其他兩相的對(duì)地電壓要升高√3倍，接地電弧不能自動(dòng)熄滅而產(chǎn)生電弧過(guò)電壓，一般為3~5倍相電壓甚至更高，致使電網(wǎng)中絕緣薄弱的地方放電擊穿，因此配電網(wǎng)若在三相負(fù)荷不平衡度較大情況下運(yùn)行，最終發(fā)展為相間短路將會(huì)給配電網(wǎng)與電氣設(shè)備造成不良影響。

2常見(jiàn)三相電壓不平衡現(xiàn)象

通過(guò)配電網(wǎng)運(yùn)行情況我們可以看出，常見(jiàn)的三相電壓不平衡有系統(tǒng)完全接地、不完全接地、間歇性接地、弧光接地、由接地誘發(fā)的諧振、線路發(fā)生斷線等現(xiàn)象，舉例如下：

2.1 完全接地

如果發(fā)生完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相電壓上升為線電壓，零序電壓3U0上升至100V，并發(fā)出母線接地信號(hào)。此類接地原因主要有：電纜擊穿、線路上搭有異物、針瓶擊穿、電纜故障等。例如下表所示：

變電站

線路

電壓

（Ua/Ub/Uc kV/3U0 V）

接地原因

韓橋變

515

馬家湖線

0.2/10.8/10.7/117.5

變壓器上面A相避雷器擊穿

園臺(tái)變

514

沿山線

10.3/10.7/0.4/104.4

9#桿真空開(kāi)關(guān)刀閘C相支撐絕緣子擊穿

2.2 不完全接地

如果發(fā)生不完全接地，故障相電壓下降但不為零，非故障相電壓上升至相電壓與線電壓之間，零序電壓3U0上升至整定值，發(fā)出母線接地信號(hào)。此類接地原因主要有：線路間接接地、配電變壓器燒毀、電纜故障等。為盡快選出接地線路，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大化，各地區(qū)部分變電站根據(jù)情況安裝了小電流接地選線裝置，接地時(shí)可供調(diào)度員們參考。例如下表所示：

變電站

線路

電壓

（Ua/Ub/Uc kV/3U0 V）

接地原因

田老莊變

514田梁線

8.3/8.6/2.8/59

2#桿真空開(kāi)關(guān)C相接點(diǎn)打火放電

田老莊變

514田梁線

8.2/2.7/8.0/57.5

黑山墩變支線變壓器側(cè)B相線圈燒壞，變壓器外殼接地。

2.3 間歇性接地

如果發(fā)生間歇性接地，接地現(xiàn)象時(shí)有時(shí)無(wú)，間歇性出現(xiàn)。非故障故障相電壓時(shí)增時(shí)減或有時(shí)正常，零序電壓3U0也時(shí)增時(shí)減或有時(shí)正常不穩(wěn)定，接地信號(hào)也是發(fā)信、復(fù)歸伴隨出現(xiàn)。此類接地原因主要有：扎線松動(dòng)、風(fēng)天異物搭接在線路上等。例如下表所示：

變電站

線路

電壓

（Ua/Ub/Uc kV/3U0 V）

接地原因

太陽(yáng)山變

522車站線

間歇性接地

210#桿針瓶綁線松開(kāi)隨風(fēng)搭在橫擔(dān)上

園臺(tái)變

514沿山線

間歇性接地

呂光弟石料廠支線6#桿扎線斷了

2.4 弧光接地

如果發(fā)生弧光接地，電壓表指示不穩(wěn)定，非故障相電壓上升至額定電壓的2.5-3倍，零序電壓3U0可能大于100V。會(huì)引起此類接地的原因很多：當(dāng)金屬或者其他導(dǎo)體靠近高壓線,距離達(dá)到放電距離,就會(huì)產(chǎn)生電弧放電,當(dāng)距離足夠小,電弧不能自動(dòng)熄滅,就是弧光接地了，通常發(fā)生風(fēng)吹著樹(shù)靠近高壓線或者其他事故導(dǎo)致的，也有汽車天線靠近等等。

2.5 由接地誘發(fā)的諧振

鐵磁諧振有分頻、基波、高頻諧振三種形式，其共同特征是系統(tǒng)電壓升高，母線電壓互感器的開(kāi)口三角繞組出現(xiàn)較高電壓，不同點(diǎn)是：

分頻諧振三相電壓依次輪流升高，超過(guò)線電壓，一般不超過(guò)2倍相電壓，三相電壓表指針在相同范圍出現(xiàn)低頻擺動(dòng)；

基波諧振兩相電壓升高，超過(guò)線電壓，但一般不超過(guò)3倍相電壓，一相電壓降低但不等于零；

高頻諧振三相電壓同時(shí)升高或其中一相明顯升高，超過(guò)線電壓，但不超過(guò)3至3.5倍相電壓。

諧振過(guò)電壓經(jīng)常造成設(shè)備閃絡(luò)或擊穿、電壓互感器噴油、冒煙、高壓熔絲熔斷等。

2.6 線路發(fā)生斷線

線路發(fā)生斷相時(shí)，相電壓特征是三相電壓不平衡，斷線相電壓和中性點(diǎn)電壓升高，非斷線相電壓降低，供電功率減少，零序電壓3U0上升至整定值，發(fā)出母線接地信號(hào)。此類故障主要有：電纜線路被外力挖斷、線路某相跌落保險(xiǎn)熔斷等。例如下表所示：

變電站

線路

電壓

（Ua/Ub/Uc kV/3U0 V）

接地原因

田老莊變

514田梁線

7.7/4.6/6.1/32

線路20#桿處A相跌落保險(xiǎn)熔斷

南川變

524南源線

2.42/8.56/8.29/63.26

150#桿B、C相跌落保險(xiǎn)掉相

2.7 電壓互感器高壓保險(xiǎn)熔斷

高壓保險(xiǎn)一相熔斷時(shí)，熔斷相電壓顯著降低，其他兩相電壓不變，發(fā)出母線接地、電壓回路斷線信號(hào)。但是，如果高壓保險(xiǎn)未完全熔斷，則可能不會(huì)發(fā)出母線接地信號(hào)。若判斷為高壓保險(xiǎn)熔斷，可投入冷備的電壓互感器，將故障的電壓互感器轉(zhuǎn)檢修更換熔斷相高壓保險(xiǎn)。例如下表所示：當(dāng)時(shí)35kV I、II段并列運(yùn)行，發(fā)出“35kVI、II母接地”、“35kV I、II母PT斷線”信號(hào)，當(dāng)班調(diào)度員判斷為C相高壓保險(xiǎn)熔斷。

變電站

線路

電壓

（Ua/Ub/Uc kV/3U0 V）

接地原因

關(guān)馬湖變

32-9PT

20.7/21.6/1.2/36.1

32-9PT C相高壓保險(xiǎn)熔斷

2.8 電壓互感器低壓保險(xiǎn)熔斷或二次空開(kāi)跳閘

低壓保險(xiǎn)一相熔斷時(shí)，熔斷相電壓降低很多，未熔斷的兩相電壓正常，發(fā)出電壓回路斷線信號(hào)，開(kāi)口三角無(wú)電壓，不會(huì)發(fā)出母線接地信號(hào)。會(huì)不會(huì)發(fā)出母線接地信號(hào)是判別高壓保險(xiǎn)還是低壓保險(xiǎn)熔斷的一個(gè)主要依據(jù)。例如：五里坡變

6kV母線電壓Ua=0.5kV、Ub=0.5kV、Uc=0.5kV、3U0=3.7V，現(xiàn)場(chǎng)檢查二次電壓均正常，后將母線測(cè)控裝置二次空開(kāi)重新合上后電壓正常。

2.9 二次電壓回路異常及其他

發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，電壓情況無(wú)法預(yù)測(cè)。其形成原因復(fù)雜，通常有二次小線燒斷、碰線、回路接錯(cuò)、表計(jì)異常等。處理辦法一般為調(diào)度員根據(jù)監(jiān)控所發(fā)信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)檢查情況將母線電壓互感器轉(zhuǎn)檢修后交檢修單位檢查處理。例如：立新變10kV母線電壓Ua=6.2kV、Ub=6.2kV、Uc=5.9kV、3U0=8.9V，而且零序電壓不斷的變化，經(jīng)保護(hù)人員檢查為保護(hù)插件問(wèn)題。線路參數(shù)不平衡、三相負(fù)荷的不對(duì)稱也會(huì)影響母線電壓的平衡。

3 三相負(fù)荷不平衡的危害

3.1 對(duì)配電變壓器的影響

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗。變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)荷損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電壓基本不變，即空載損耗是一個(gè)恒量。而負(fù)荷損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，且與負(fù)荷電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí)，變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。

從數(shù)學(xué)定理中我們知道：變壓器的在負(fù)荷不變的情況下，當(dāng)Ia=Ib=Ic時(shí)，即三相負(fù)荷達(dá)到平衡時(shí)，變壓器的損耗最小。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴(yán)重后果。三相負(fù)荷不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多，可能造成繞組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱，絕緣老化加快；變壓器油過(guò)熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的絕緣性能，減少變壓器壽命（溫度每升高8℃，使用年限將減少一半），甚至燒毀繞組。

（3）三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行會(huì)造成變壓器零序電流過(guò)大。局部金屬件溫升增高，在三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行下的變壓器，必然會(huì)產(chǎn)生零序電流，而變壓器內(nèi)部零序電流的存在，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，這些零序磁通就會(huì)在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。但配電變壓器設(shè)計(jì)時(shí)不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件，則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度異常升高，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致變壓器運(yùn)行事故。

2.2對(duì)線路和配電屏的影響

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加線路損耗。三相四線制供電線路，把負(fù)荷平均分配到三相上，設(shè)每相的電流為I，中性線電流為零，其功率損耗為：

ΔP1 = 3I2R

在最大不平衡時(shí)，即某相為3I，另外兩相為零，中性線電流也為3I，功率損耗為：

ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R)

即最大不平衡時(shí)的電能損耗是平衡時(shí)的6倍，換句話說(shuō)，若最大不平衡時(shí)每月?lián)p失1200 kWh，則平衡時(shí)只損失200 kWh，由此可知調(diào)整三相負(fù)荷的降損潛力巨大。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒斷線路、燒毀開(kāi)關(guān)設(shè)備的嚴(yán)重后果。三相負(fù)荷不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多。由于發(fā)熱量Q＝I2Rt，電流增為3倍，則發(fā)熱量增為9倍，可能造成該相導(dǎo)線溫度直線上升，以致燒斷。且由于中性線導(dǎo)線截面一般應(yīng)是相線截面的50％，但在選擇時(shí)，有的往往偏小，加上接頭質(zhì)量不好，使導(dǎo)線電阻增大。中性線燒斷的幾率更高。

同理在配電屏上，造成開(kāi)關(guān)重負(fù)荷相燒壞、接觸器重負(fù)荷相燒壞，因而整機(jī)損壞等嚴(yán)重后果。

2.3對(duì)供電企業(yè)的影響

變壓器燒毀、線路燒斷、開(kāi)關(guān)設(shè)備燒壞，一方面增大供電企業(yè)的供電成本，另一方面停電檢修、購(gòu)貨更換造成長(zhǎng)時(shí)間停電，少供電量，既降低供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又影響供電企業(yè)的聲譽(yù)。

2.4對(duì)用戶的影響

三相負(fù)荷不平衡，一相或兩相電壓波形畸變嚴(yán)重，必將增大線路中的電壓降，降低電能質(zhì)量，影響用戶的電器使用。

變壓器燒毀、線路燒斷、開(kāi)關(guān)設(shè)備燒壞，影響用戶供電，輕則帶來(lái)不便，重則造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如停電造成養(yǎng)殖的動(dòng)、植物死亡，或不能按合同供貨被懲罰等。中性線燒斷還可能造成用戶大量低壓電器被燒毀的事故。

4 三相電壓不平衡原因與治理

4.1線路單相接地

線路正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)線對(duì)地電容大致相等，線路對(duì)地為相電壓，2條線路間的電壓差為線電壓，在對(duì)地電容中流過(guò)三相平衡的充電電流，沒(méi)有零序電流流過(guò)，相量圖如圖1所示。小電流接地系統(tǒng)單條線路發(fā)生金屬性接地時(shí)，接地相與大地同相位，中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，其他兩相對(duì)地電壓升高，相量圖如圖2所示（A相金屬接地）。

圖1正常狀態(tài)相量圖 圖2單相接地相量圖

此時(shí)三相電壓表現(xiàn)為故障相對(duì)地電壓降低，金屬性接地時(shí)降低為0；非故障相對(duì)地電壓升高，金屬性接地時(shí)升高為線電壓。電壓互感器（TV）開(kāi)口三角有電壓輸出，發(fā)出接地信號(hào)。

對(duì)于這種情況，線路接地不僅僅是指架空線路、電纜，也包括隔離開(kāi)關(guān)、斷路器等變電站站內(nèi)設(shè)備。處理時(shí)首先應(yīng)對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行巡視。檢查站內(nèi)設(shè)備正常后將接地母線出線斷路器逐一拉合，當(dāng)拉開(kāi)某條線路時(shí)接地消失則可判定故障點(diǎn)在該線路上。先試?yán)芸站€路多、負(fù)荷較輕且無(wú)重要用戶的線路，后拉負(fù)荷較重且有重要用戶的線路。

4.2 2條或2條以上線路接地

（1）同一母線的供電線路有時(shí)會(huì)發(fā)生2條或2條以上線路同時(shí)接地。若2條線路異名相同時(shí)接地，電流速動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，將其中一條線路切除。另一條線路接地，TV開(kāi)口三角有電壓輸出，發(fā)出接地信號(hào)。處理方法可采取單條線路單相接地的辦法。

（2）若2條線路同相接地，由于構(gòu)不成過(guò)流保護(hù)回路，電流速動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。此時(shí)絕緣監(jiān)視顯示對(duì)地電壓指示不平衡，出現(xiàn)接地信號(hào)。現(xiàn)象和原理同單條線路單相接地。但是，按照單條線路單相接地處理流程，將所有線路試?yán)院蠼拥匾恢贝嬖凇＿@種情況雖然比較少見(jiàn)，但是現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)很容易造成調(diào)度員的誤判，處理起來(lái)也十分復(fù)雜。

處理這種三相電壓不平衡的一般流程：首先將接地母線上的斷路器逐一拉開(kāi)直到接地現(xiàn)象消失；然后將拉開(kāi)的線路逐一試送，當(dāng)試送某一條線路發(fā)生接地時(shí)立即將該線路拉開(kāi)直至將全部接地線路找到。這種方法雖然能找到接地線路但是會(huì)造成大范圍停電，而且對(duì)某些線路會(huì)造成二次停電，影響供電可靠性。當(dāng)接地母線所供負(fù)荷為中心負(fù)荷或所供區(qū)域內(nèi)有重要、敏感用戶時(shí)該方法的弊端很大。

（3）以2條線路同相接地為例，線路接地時(shí)并不是理論上的完全金屬接地，總是存在一定的接地阻抗。當(dāng)2條線路同相接地時(shí)零序阻抗圖如圖3所示。由于接地點(diǎn)位置、絕緣情況等因素不同，線路L1、L2的零序阻抗X01和X02也不會(huì)相同。因此拉開(kāi)線路L1時(shí)故障相和非故障相的電壓與拉開(kāi)線路L2時(shí)會(huì)有一定的差異。利用遙測(cè)、遙信工具或運(yùn)行值班人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視儀表，及時(shí)捕捉拉合斷路器時(shí)電壓的差異，往往能判斷出接地線路。

圖 3 兩線同相接地零序阻抗圖

4.3線路斷線

線路在雷雨、大風(fēng)、高寒和降雪天氣或受到外力破壞時(shí)，往往會(huì)發(fā)生線路斷線引發(fā)三相電壓不平衡，TV開(kāi)口三角有電壓輸出，發(fā)出接地信號(hào)。但與線路單相接地的區(qū)別是，此時(shí)三相電壓表現(xiàn)為一相升高（斷線相）另兩相（正常相）降低。

電壓升高的幅度與斷線點(diǎn)和母線的距離有關(guān)，斷線處離母線越近電壓越高，離母線越遠(yuǎn)電壓越低，斷線發(fā)生在線路末端時(shí)，電壓變化很小甚至沒(méi)有變化。另外發(fā)生線路斷線時(shí)常常會(huì)接到配電變壓器缺相的報(bào)告。

線路斷線發(fā)生后，由于導(dǎo)線懸掛在空中，在風(fēng)力作用下會(huì)和電線桿、大地或周圍的樹(shù)木接觸，造成間歇性接地，甚至發(fā)展成為線路單相接地。此時(shí)，靠近接地處 8m以內(nèi)即有可能因?yàn)榭绮诫妷涸斐捎|電，因此線路斷線對(duì)人員生命安全危險(xiǎn)很大，應(yīng)立即將故障線路切除。

4.4 TV自身故障

TV保險(xiǎn)絲熔斷也會(huì)造成三相電壓不平衡現(xiàn)象。TV高壓熔絲熔斷時(shí)三相電壓表現(xiàn)為非故障相電壓不升高，故障相電壓降低但不為0，開(kāi)口三角有電壓輸出，發(fā)出接地信號(hào)。TV低壓熔絲熔斷時(shí)三相電壓表現(xiàn)為非故障相電壓不升高，故障相電壓為0，不發(fā)出接地信號(hào)。其原因在于 TV 高壓熔絲熔斷時(shí)，在低壓側(cè)存在感應(yīng)電壓，熔斷相電壓不為0。高壓側(cè)三相電壓不平衡會(huì)在開(kāi)口三角處產(chǎn)生零序電壓，啟動(dòng)接地裝置發(fā)出接地信號(hào)，相量圖如圖4所示（A相熔斷）。低壓熔絲熔斷時(shí)，由于沒(méi)有感應(yīng)電壓的存在，故障相電壓為0。一次三相電壓仍平衡，故開(kāi)口三角沒(méi)有電壓，不會(huì)發(fā)出接地信號(hào)。

圖4 A相熔斷相量圖

對(duì)TV熔絲熔斷造成的三相電壓不平衡狀況，應(yīng)首先將母聯(lián)備自投裝置停用，退出與該TV有關(guān)的保護(hù)。將TV改為冷備用后更換熔斷的熔絲，再將TV投入運(yùn)行，三相電壓不平衡即會(huì)消失。但是，如果對(duì)TV自身故障造成的三相電壓平衡現(xiàn)象理解不準(zhǔn)確，誤判為線路接地或線路斷線，則往往會(huì)因?yàn)樵嚴(yán)€路造成不必要的對(duì)外停電，影響供電可靠性。同時(shí)，由于處理時(shí)間上的延誤，TV長(zhǎng)時(shí)間在不平衡電壓下運(yùn)行容易引發(fā)TV損壞。

4.5 消弧線圈補(bǔ)償不當(dāng)

通常消弧線圈運(yùn)行在過(guò)補(bǔ)償狀態(tài)，補(bǔ)償后單相接地故障的電流應(yīng)小于10A。并應(yīng)優(yōu)先采用自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈，對(duì)于非連續(xù)調(diào)節(jié)的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈，其脫諧度應(yīng)小于5％，對(duì)于連續(xù)調(diào)節(jié)的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧線圈，其脫諧度應(yīng)小于2％。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于發(fā)生故障或消弧線圈容量不夠等原因，有時(shí)會(huì)引起諧振。此時(shí)三相電壓表現(xiàn)為一相升高、兩相降低或一相降低、兩相升高，且三相電壓往往不斷變化，有時(shí)侯還會(huì)出現(xiàn)很高的諧振過(guò)電壓。對(duì)這種情況一般將某條線路拉合一次破壞諧振條件后三相電壓即恢復(fù)正常，并做好記錄，以便技術(shù)人員參考并重新整定消弧線圈脫諧度。

5 總結(jié)

由以上分析可以看出，引起配電網(wǎng)三相電壓不平衡的原因很多，彼此之間又有很多相似之處。電網(wǎng)調(diào)度人員對(duì)此首先要綜合各種信號(hào)、匯報(bào)情況，準(zhǔn)確區(qū)別各種原因產(chǎn)生的三相電壓不平衡現(xiàn)象上的差異，做出準(zhǔn)確分析和判斷。其次，要了解各種三相電壓不平衡現(xiàn)象的機(jī)理和產(chǎn)生過(guò)程，針對(duì)不同的事故情況采用合理的解決辦法。最后，處理三相電壓不平衡情況時(shí)一定要沉著、冷靜、思路清晰，對(duì)處理步驟做到心中有數(shù)。這樣才能正確、及時(shí)的處理好事故，使電壓在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電可靠性。

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