容器选择论文范文

容器选择论文范文（精选8篇）

容器选择论文 第1篇

为了控制锅炉锅水的水质符合规定的标准,使炉水中杂质保持在一定限度以内,需要从锅炉中不断地排除含盐、碱量较大的炉水和沉积的水渣、污泥、松散状的沉淀物,这个过程就是锅炉排污。

2 排污系统存在的主要问题

通过对国内几家燃煤电厂锅炉排污系统的调研,发现存在与定期排污扩容器连接的管道法兰经常被“吹开”,引起泄漏、定期排污扩容器排汽带水等现象。

造成以上问题的发生,除了有一定的电厂实际运行过程中不恰当操作的原因以外,究其原因还是定期排污扩容器容量及尺寸选择不当造成的。

3 排污扩容器容量计算

以我院设计的淮阴发电厂1×300MW级以大带小热电联产工程为例,按此标准对锅炉定期排污扩容器进行选择计算。

3.1 典型的通到定期排污容器的疏水有以下几种

(1)在投入商业性运行以前的煮炉和烘炉过程中,从锅炉放水联箱来的周期性放水。(2)正常运行时,从连续排污扩容器来的排污水。(3)从连续排污扩容器的旁路管道来的临时排污。(4)汽包锅炉的汽包紧急放水管道。(5)其它设备的疏放水,视系统的设计而定。

3.2 一般设计导则

(1)定期排污容器中释放的扩容蒸汽量释放的扩容蒸汽量可按下式求得:mf=mL(hL-hf)/(Hf-hf)。(2)扩容蒸汽的上升速度V。在定期排污扩容器中,扩容蒸汽离开容器中分离面的最大允许上升速度为2.44m/s。(3)分离表面。在定期连续排污扩容器中,分离表面的最小面积可按下式确定:A=m2υ/(3600V)。(4)扩容器的结构参数。定排扩容器水平布置时,分离面积为:A=D×L。定排扩容器立式布置时,扩容器的内径按下式计算:D=(4A/π)1/2。(5)扩容器的工作压力。应等于大气压力、排除管道中的流体静压头、排汽管道中的阻力损失与出口动压头损失之和。(6)扩容器的工作温度。取锅炉汽包压力下的饱和温度。

3.3 淮阴发电厂1×300MW级以大带小热电联产工程扩容器设计原始数据

该工程安装哈尔滨锅炉厂有限公司生产的1036t/h亚临界参数自然循环汽包炉:

出口蒸汽流量:Q1=1036t/h;

汽包运行压力:Pd=18.7MPa.a;

运行压力下饱和水焓:h''3=428.8kJ/kg;

定排运行压力小饱和汽焓:h''3=2679.6kJ/kg;

定排扩容蒸汽比容:υd=1.5492m3/kg;

定排蒸汽蒸发速度Vd:即2.44m/s。

排污量Q5:考虑连排旁路进定排,连续排污1%加定排排污2%,定排接收的锅炉最大排污量为3%,Q5=31.08t/h。

3.4 定排扩容器最小分离面积

定排排污扩容器放出的扩容蒸汽量Q6:

分离面积Ad:

3.5 淮阴发电厂1×300MW级以大带小热电联产工程定排实际选用尺寸

定排扩容器水平布置,简体内壁直径1.8m,直段长度4.07m,总长5.044m,容积12m3,分离面积为:A=D×L=1.8×4.07=7.33m2(按直段长度较保守计算)。

可见淮阴发电厂1×300MW级以大带小热电联产工程实际选用定排扩容器分离面积A已明显大于计算最小分离面积Ad,满足依巴斯公司标准关于扩容蒸汽离开容器中分离面的最大允许上升速度2.44m/s的要求。但实际淮阴工程在工程调试和启动过程中,同样出现一定程度的定排排汽带水现象,定排排汽区域如降小雨,而在正常运行时并没有出现这种现象。由此看来按依巴斯公司标准选择的定排扩容器偏小了一点。

在此我们不妨换种计算标准来验算一下按依巴斯公司标准选定的扩容器是否偏小,我们按照原苏联推荐的按扩容器容积蒸发强度要求(即单位汽室体积允许发生的蒸汽量为:定排2000-3000m3/(h·m3));连排800-1000m3/(h·m3)计算所需定排容积,计算容积为(考虑30%水容积):

可见淮阴发电厂1×300MW级以大带小热电联产工程选用的时间定排容积12m3明显小于计算容积Vd,并不能满足原苏联推荐的定排扩容器容积蒸发强度的要求。

4 结论

产生定期排污扩容器超压及排汽带水现象的主要原因是定排容积选择偏小。美国依巴斯公司标准考虑扩容器设计的关键参数是扩容蒸汽离开分离面的最大允许速度,该速度能保持或低于1.22m/s,则蒸汽中携带的水滴杂质等是最小的,对连排设计就选择了改推荐值,但对定排设计考虑这种场合下蒸汽污染不是关键,所以取用了改推荐值的两倍2.44m/s,可见推荐得到定排内部断面蒸汽流速应该是上限。而按原苏联标准推荐扩容器容积蒸发强度2000m3/(h·m3)选择定排容积,一般不会造成超压和排汽带水,但原苏联标准偏于保守,选择的扩容器容积偏大,不经济。通过以上两种方法的对比和对几家电厂的时间选用定排容量及运行情况的分析,建议在进行定排选择设计时,可先按依巴斯公司标准确定扩容器尺寸,再按原苏联标准校核扩容器有效汽容积,最终确定扩容器容积。

摘要：本文针对电厂锅炉排污系统经常出现的定排超压及排汽带水现象,通过采用不同的设计标准,结合实例进行扩容器选择设计计算,并根据对本工程的调研情况的分析,找出问题根本所在。

关键词：排污系统,扩容器,存在问题,解决措施

参考文献

[1]工业锅炉实用手册[M].南京:江苏科学技术出版社.

[2]工业锅炉技术大全[M].北京:科学普及出版社,1990.

[3]热水锅炉安全技术监察规程[Z].

容器选择论文 第2篇

【关键词】压力容器；无损检测技术；核心应用；研究与分析

前言

科技的进步，给各领域生产组织提出了更高的工作要求，压力容器作为制造业、工业、化工业最重要的生产设备，它的制造质量、性能参数、使用功能必须要满足更高的生产条件，方能促进生产。

一、压力容器使用现状

据统计，2012年我国共生产各类型的压力容器353.23万台，投入生产的压力容器每年会以2.124万台的速度更新换代，就上述“供给”与“淘汰”关系而言，压力容器的使用效果差异性还是很大的，虽它们拥有统一、规范的使用期限，但在现实生产中，压力容器难免受到其他因素影响而出现故障、破损。从现阶段反馈回来的数据上看，压力容器使用几率增加、使用范围扩大的根本动力是我国生产力的迅速发展，也正是由于源源不断地生产需求，迫使压力容器不断更新、升级、换代，压力容器才发展到今天较为完善的地步。此外，因压力容器造成的安全事故也非常多，据有关部门调查，每台压力容器每年平均会出现3.232次事故，造成经济损失、人员伤害的有0.323次，远高于发达国家。这一数据，给我国有关压力容器的工程技术人员敲响了警钟，如何在不影响、减缓压力容器生产效率、功能的情况下，加强压力容器生产状态的检测效果和故障预防水平，是下一阶段技术人员在压力容器故障检测方面要考虑的重点问题，还需要付出更多的努力去研究、探索，只有这样，方能找到一种适合于生产、管理的无损检测技术，达到提高压力容器的核心应用价值的发展目标和要求。

二、无损检测技术种类与应用原则

上文提到，无损检测是压力容器必须攻克的技术难题，也是检测工作的核心步骤，它的发展意义与价值十分重大。无损检测技术也称非破坏性检测，在不影响待检测设备原始工作状态的情况下，获取设备相关的生产、功能、性能等指标数据和信息，查探设备是否存在故障风险和运行安全风险。压力容器的无损检测技术主要内容如下：

2.1无损检测的技术种类

2.1.1射线检测

射线在透过不同材质的装置和设备时，可观察、检测到设备内部的元件缺损，有利于工程技术人员记录被检测物是否存在器材、工艺、技术特点和问题，同时，因为人不能进入到压力容器当中，因此，通过γ射线，给压力容器内部工作元件“照相”，即能发现压力容器的内部缺陷，及时找到故障源，做到早发现、早处理，所以，它是目前应用非常广泛的无损检测技术之一。

2.1.2超声检测

超声检测利用的是被检测物与超声波的相互作用，探测压力容器的宏观缺陷，并利用几何测量数据、信息，研究被检测物的微观力学性能、结构变化情况，得出的检测结果，不仅细致、准确，还拥有较高的描述价值。超声检测适用于金属、非金属、复合材料等装置、设备、元件，因为超声波的穿透力极强，且缺陷定位准确，所以超声检测技术在无损检测技术中的应用地位逐渐提升。

2.1.3涡流检测

涡流检测是以电磁感应为基础原理的检测技术，利用交流电线圈生成的电磁厂，检测被检测物呈现的不规则“旋涡状”感应交变电流。当被检测物周边生产环境稳定时，涡流给电磁场带来的影响非常微弱，涡流大小、相位的变化不大，如果被检测物自身存在缺陷、故障问题，则涡流大小与相位会发生无规则变化，从而帮助工程技术人员找到问题、故障所在。但是，由于涡流周边的电磁场会影响压力容器其他元件的工作状态，所以在无损检测时应谨慎使用。

2.2无损检测技术的应用原则

2.2.1与破坏性检测相互配合

无损检测工作参与范围有限，无法检测、观察到压力容器每个生产状态指标，所以除无损检测之外，工程技术人员必须根据压力容器现有的工作状态情况，做必要的破坏性检测。为尽可能减少破坏性检测次数，无损检测应与其形成工作配合。如：只要无损检测工作能涉及、探测到的测试项目和性能指标，破坏性检测都可视情况忽略，如有特殊需要双数据验证的，可同时进行无损检测和破坏性检测两项试验。又比如：对可能影响、减缓压力容器生产质量、性能的检测项目，无损检测应承担起责任，或通过技术改革、或利用现代科学技术，总之，在条件允许的情况下，务必将破坏性检测技术的使用次数降到最低。

2.2.2检测时机选择得当

无损检测应注意、重视检测时机，例如：检测高强钢焊接缝是否存在裂纹、裂缝隐患时，应详细观察压力容器的作业流程，并在焊接完成24小时后开始检测，因为一方面，焊接24小时之内，高强钢焊接缝的材料性能不稳定，不属于“完整”工艺，需要等待一段时间，待其稳定之后，再进行无损检测。此外，在检测压力容器工艺处理性能时，应预先考虑、研究检测时间，以热处理之后2-3小时为宜，一来可保证压力容器热处理工作不受影响，二来可检测到真实、可靠、准确的数据信息。上述两个案例证明，无损检测的时机非常重要，如时机选择不当，则检测结果很可能无法说明压力容器的故障问题，不能正确评价被检测设备、装置、元件的产品品质。

2.2.3筛选合理的无损检测方法

众所周知，无损检测技术的应用条件很高，无法排查出压力容器中每个工件的缺陷和问题，因此，为提高无损检测的质量与效果，工程技术人员在引用这项技术时，应根据被检测设备、装置、元件的工作特点选择合适的检测方法，方能提高检测效率和效果。比方说：在检测之前，判断被检测物的结构、材质和功能性质，根据相关指标数据，确定被检测物可能出现的故障点和问题，分析缺陷方向和产生原因，最后确定恰当的检测技术。如此，工程技术人员便可在充分掌握被检测物功能、性质、生产问题的基础上，开展无损检测工作。

结论

通过上文对压力容器无损检测技术应用问题进行系统分析可知，无损检测技术的发展空间很大，应用范围很广，能够有效改善压力容器的生产状态，提高其生产质量和工作水平，是未来检测技术发展的重点。

参考文献

[1]李健伟，张小凡，董旭光.论压力容器无损检测技术的选择与应用[J].中国科技财富，2011，21（03）：125-132.

[2]吴燕.压力容器无损检测技术的选择与应用探究[J].科技资讯，2011，11（22）：110-121.

[3]梁宏宝，王立勋，刘磊.压力容器无损检测技术的现状与发展[J].石油機械，2007，21（02）：54-57.

[4]李强，郭子丹，闻香.刍议压力容器无损检测技术的选择及应用[J].中国新技术新产品，2012，39（16）：12-23.

[5]刘晶，杨力能.刍议压力容器的无损检测技术[J].广州化工，2012，32（21）：128-132.

浅谈现场监测容器的选择和清洗准备 第3篇

注:G (玻璃) , P (聚乙烯塑料) , BG (硼硅玻璃) Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ表示四种洗涤方法, 如下:Ⅰ:洗涤剂洗一次, 自来水洗三次, 蒸馏水一次;Ⅱ:洗涤剂洗一次, 自来水洗三次, 1+3HNO3荡洗一次, 自来水洗三次, 蒸馏水洗一次;Ⅲ:洗涤剂洗一次, 自来水洗三次, 1+3HNO3荡洗一次, 自来水洗三次, 去离子水洗一次;Ⅳ:铬酸洗液洗一次, 自来水洗三次, 蒸馏水洗一次。如果采集污水样品可省去用蒸馏水、去离子水清洗步骤。

我们举例小议, 就采集水样的容器选择及容器的清洗准备来谈。

首先, 容器的选择, 采集和保存样品的容器应充分考虑以下几方面 (特别是被分析组分以微量存在时) :一是最大限度地防止容器及瓶塞对样品的污染。一般的玻璃在贮存水样时可溶出钠、钙、镁、硅、硼等元素, 在测定这些项目时应避免使用玻璃容器, 以防止新的污染。一些有色瓶塞含有大量的重金属。二是应选择容器壁易于清洗、处理, 以减少如重金属或放射性核类的微量元素对容器的表面污染。三是容器或容器塞的化学和生物性质应该是惰性的, 以防止容器与样品组分发生反应。如测定氟化物时, 水样不能贮于玻璃瓶中, 因为玻璃与氟化物发生反应。四是要防止容器吸收或吸附待测组分, 引起待测组分浓度的变化。微量金属易于受这些因素的影响, 其他如清洁剂、杀虫剂、磷酸盐同样也受到影响。深色玻璃能降低光敏作用。一般情况下, 所有的选择都应确保不发生正负干扰。尽可能使用专用容器。如不能使用专用容器, 那么最好准备一套容器进行特定污染物的测定, 以减少交叉污染。同时应注意防止以前采集高浓度分析物的容器因洗涤不彻底污染随后采集的低浓度污染物的样品。

其次, 关于容器的清洗, 对于新容器, 一般应先用洗涤剂清洗, 再用纯水彻底清洗。但是, 用于清洁的清洁剂和溶剂可能引起干扰, 例如当分析富营养物质时, 含磷酸盐的清洁剂的残渣污染。如果使用, 应确保洗涤剂和溶剂的质量。如果测定硅、硼和表面活性剂, 则不能使用洗涤剂。所用的洗涤剂类型和选用的容器材质要随待测组分来确定。测磷酸盐不能使用含磷洗涤剂;测硫酸盐或铬则不能用铬酸硫酸洗液。测重金属的玻璃容器及聚乙烯容器通常用盐酸或硝酸 (c=1mol/L) 洗净并浸泡1~2天后用蒸馏水或去离子水冲洗。我们通常有以下几种洗涤方法。

第一种:用清洁剂清洗塑料或玻璃容器: (1) 用水和清洗剂的混合稀释溶液清洗容器和容器帽; (2) 用实验室用水清洗两次; (3) 控干水并盖好容器帽。第二种:溶剂洗涤玻璃容器: (1) 用水和清洗剂的混合稀释溶液清洗容器和容器帽; (2) 用自来水彻底清洗; (3) 用实验室用水清洗两次; (4) 用丙酮清洗并干燥; (5) 用与分析方法匹配的溶剂清洗并立即盖好容器帽。第三种:酸洗玻璃或塑料容器: (1) 用自来水和清洗剂的混合稀释溶液清洗容器和容器帽; (2) 用自来水彻底清洗; (3) 用10%硝酸溶液清洗; (4) 控干后, 注满10%硝酸溶液; (5) 密封, 贮存至少24小时; (6) 用实验室用水清洗, 并立即盖好容器帽。

另外, 用于测定农药、除草剂等样品的容器的准备因聚四氟乙烯外的塑料容器会对分析产生明显的干扰, 故一般使用棕色玻璃瓶。按一般规则清洗 (即用水及洗涤剂铬酸-硫酸洗液蒸馏水) 后, 在烘箱内180℃下4小时烘干。冷却后再用纯化过的己烷或石油醚冲洗数次。用于微生物分析的容器及塞子、盖子应经高温灭菌, 灭菌温度应确保在此温度下不释放或产生出任何能抑制生物活性、灭活或促进生物生长的化学物质。玻璃容器, 按一般清洗原则洗涤, 用硝酸浸泡再用蒸馏水冲洗以除去重金属或铬酸盐残留物。在灭菌前可在容器里加入硫代硫酸钠 (Na2S2O3) 以除去余氯对细菌的抑制作用。 (以每1 2 5 m L容器加入0.1mL的10mg/L Na2S2O3计量) , 具体项目洗涤方法详见表1[2]。

摘要：本文从讨论当前环境监测中现场监测工作的重要性出发, 阐述了现场监测容器的选择和清洗对于确保监测结果质量的重要性及其实际准备过程中的操作方法和注意事项。

关键词：现场监测,容器,选择,清洗

参考文献

[1]奚旦立, 孙裕生, 刘秀英.环境监测[M].北京:高等教育出版社, 1995 (4) .

容器选择论文 第4篇

关键词：压力容器无损检测技术,选择,应用,分析

当前, 压力容器的应用十分广泛, 几乎涉足于工业生产的所有领域, 且同人们日常生活关系密切。它是一种自身具有爆炸危险的承压特种设备, 承受着低温、高温、腐蚀、剧毒、易燃、易爆介质的高压力, 一旦发生泄漏或爆炸往往引发中毒、火灾、环境污染等重大事故, 威胁社会的安定与人们的安全。由于压力容器存在着上述的特点, 故在其设计、制造、安装及使用等各个环节当中, 都必须进行严格的检测与控制, 从而确保压力容器使用的安全性。压力容器实施控制的各个环节当中, 无损检测技术是在不损伤被检工件的情况下, 利用材料和材料中缺陷所具有的物理特性探查其内部是否存在缺陷, 以及缺陷的位置、大小、性质的一种方法, 因此无损检测技术对压力容器使用的安全性和质量的有效控制均起着重要的作用。那么, 在实际生产中, 压力容器无损检测技术是如何选择, 又是如何应用的呢?这即是本文所要阐述的重点内容。

1 压力容器无损检测技术的选择

1.1 无损检测技术种类

压力容器无损检测技术包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等主要检测技术。

1.2 选择原则

在压力容器无损检测技术的选择中, 存在争议的主要是超声波检测和射线检测两种方法。超声波检测和射线检测具有不同的局限性和特点, 对于焊缝中存在的各类缺陷具有不同的敏感程度。射线检测技术对于夹渣、气孔等体积性的缺陷敏感程度较高, 而对未融合、裂纹等面积性缺陷, 只有在同面状缺陷相平行的射线照射下, 才能将存在的缺陷顺利检测出来, 而在同面状缺陷近似垂直的方向进行检测时, 缺陷则很难被发现。一般情况下, 超声检测技术对于面状缺陷是比较敏感的, 只要声束同主平面垂直, 厚度再小时, 也可得到足够的缺陷回波, 因此, 对于面状缺陷来讲, 超声检测技术的检出率是比较高的。在实践中发现, 对于延迟裂缝这种情况, 射线检测技术的检出率比较低, 而对于横向裂纹超声检测技术亦不太敏感。因此, 对于易产生横向裂纹和延迟裂纹的钢种, 为确保缺陷的检出率, 应进行超声波检测、射线检测相互复查的方法。从客观上来讲, 超声检测技术和射线检测技术对于各种容器缺陷的检出率存在不一致性, 这就使得在同时选用这两种技术对同一容器部位进行检测时, 为了保证压力容器质量, 两种技术所获取的检测结果, 应以各自标准来加以评定, 从而满足无损检测的合格等级。

2 压力容器无损检测技术的应用

2.1 超声波检测技术的应用

超声波在同一均匀介质中传播时速度不变, 传播方向不变, 如果传播过程中遇到另一种介质, 就会发生反射、折射、绕射的现象。制造容器使用的钢材可视为均匀介质, 如果内部存在缺陷, 则缺陷会使超声波产生反射现象, 根据反射波幅的大小、方位, 就能判定和测定缺陷的存在。压力容器的零部件和原材料超声检测的范围包括:压力容器复合型钢板、压力容器锻件、压力容器奥氏体锻件、压力容器钢板、高压无缝钢管及对高压螺栓件。而压力容器焊接的超声波检测范围包括:对不锈钢堆焊层的超声波检测、对钢结构压力容器焊缝的超声波检测及对镍、镍合金压力容器焊缝的超声波检测。由此我们可以看出, 超声波检测技术的应用具有很广的范围, 在实际的压力容器无损检测技术当中, 属于应用较多的一种技术。

2.2 射线透照检测技术的应用

这种检测技术适用于压力容器接管或壳体、封头等对接焊缝缺陷的检测, 射线探伤使用的设备包括:r射线源、X射线探伤机。它主要是利用射线透照在工件上, 透射后的射线强度根据物质的种类、厚度和密度而变化, 利用射线的照相作用、荧光作用等特性, 将这个变化记录在胶片上, 经显影后形成底片黑度的变化, 根据底片黑度的变化可了解工件内部结构状态, 达到检出缺陷的目的。它在实际的应用中, 主要用于低合金钢、碳素钢、奥氏体不锈钢、镍及镍合金、铝及铝合金、铜及铜合金材料压力容器环缝及纵缝的缺陷检测。射线检测的优点是缺陷检出率高, 直观, 易定性、定量, 检查结果可记录、可保存, 鉴于以上的优点, 射线检测也是在压力容器中应用最广泛的一种无损检测技术。

2.3 磁粉检测技术的应用

磁粉检测技术按磁化方法不同可分为磁轭法和轴向通电法。主要应用于对铁磁性材料表面及近表面缺陷的检测, 包括钢管表面、高压紧固件、焊缝表面、焊缝坡口表面及其热影响区等。它的特点是相比其它探伤方法, 对表面缺陷的灵敏度最大, 而且操作简便, 结果可靠。

2.4 渗透检测技术的应用

这种检测技术主要应用于对非铁磁性材料的检测, 也可用于磁性材料, 当采用磁粉检测技术无法达到检测目的时, 可采用此种技术对材料表面的开口缺陷实施检测。渗透检测操作简单, 原理易懂, 显示直观, 并可以显示不同方向的各类开口缺陷, 缺点是只能检查开口暴露于表面的缺陷。渗透检测技术的应用步骤是预先清洗、渗透液施加、将多余的渗透液清楚、显像剂施加、对显示痕迹进行观察和作出评价。

2.5 涡流检测技术的应用

涡流检测就是使工件内发生涡电流, 通过测量涡流的变化量来进行探伤的方法。这种检测技术主要应用于管道表面和近表面缺陷的检测, 优点是检测速度很快, 易于实现自动化检测, 但对缺陷的位置、类型、形状不易估计, 且不能用于绝缘材料的检测。其在实际应用中, 适用范围包括压力容器用焊接钢管及圆形无缝钢管, 铝及铝合金薄壁管, 钛及钛合金管和铜及铜合金管。

3 结语

无损检测技术作为一种综合性的应用技术, 在压力容器实际的生产、使用过程中, 应根据材料的特点、设计的要求和相关法规标准的要求来选择不同的检测方法和合格的级别, 特别要注意对检测部位和检测时机的选择要符合材料的特点和相关标准法规的要求, 这样才能确保缺陷的检出率, 确保压力容器的安全使用。

参考文献

[1]沈功田.压力容器无损检测技术综述[J].无损检测, 2008 (1) .

[2]梁宏宝.压力容器无损检测技术的现状与发展[J].石油机械, 2007 (2) .

并联电容器串抗率的选择方法研究 第5篇

选择并联电容器对电网进行无功补偿,既可以提高系统的功率因数,又可以使电网运行的稳定性和安全性得以保证。但是电容器投入电网之后可能会使系统内的谐波得以放大甚至产生谐振,使系统和设备的安全运行受到严重的威胁[1]。为避免系统内的谐波放大,需要选择一定电抗率的电抗器串联在电容器回路中来抑制谐波。一般情况下,通常选择0.1%~l%电抗率的电抗器串联在电容器回路来抑制电容器装置合闸时产生的涌流问题。因而电抗率的选取应当谨慎,且需要考虑多种因素才可以使谐波放大甚至谐振问题得到很好的抑制和解决。

1并联电容器与谐波的相互影响

如图1所示,电流源是系统内主要的谐波源,Ich、Ih和Ish分别是流入电容器、谐波源流出及注入系统内的h次谐波电流。 其中Xs是系统的基波感抗,hXs是h次谐波感抗;XC是电容器的基波容抗,XC/h是h次谐波容抗;XL是串联电抗器的基波感抗,hXL是h次谐波感抗。

设串联在电容器支路电抗器的电抗率为K=XL/XC,则:

由式(1)可知,当hXL=XC/h时,Ish=0,电容器支路发生第h次谐波串联谐振,谐振次数是。由式(2)可知,当时,谐波电流造成严重放大,此时系统与电容器支路发 生第h次谐波的 并联谐振,谐振次数 是。

发生串联谐振时,谐波电流全部流入电容器,会导致电容器发热甚至损坏,所以在选择电抗率的时候,应选取K=XL/ XC>1/h2。

2串抗率的选择方法

2.1串抗率的选择需要考虑的因素

(1)选择串抗率时应充分考虑电容器安装位置处的背景谐波情况[1],对于新建变电站,可以结合负荷和电网接入情况,分析电容器安装位置处的背景谐波。(2)变压器饱和时会影响系统阻抗大小和谐波水平,然而传统电抗率选择时未充分考虑该因素的影响,致使在某些情况下电容器出现故障[2]。(3)除了变压器饱和程度对电容器串抗率的选择有影响外,不同串抗率的串入及不同组数电容器的投切都会对其产生影响[2]。因为投切电容器的组数不同时,等效阻抗也不一样;电容器组的串抗率选择不同时,电容器支路的串联谐振频率 将得到改 变。 (4)母线短路容量、系统运行电压变化范围、谐波源特性及其分布状况、系统谐波 阻抗特性 都对电抗 率的选择 产生影响[3]。 (5)针对三绕组变压器,若谐波源在中压侧,并联电容器组在低压侧,选择串抗率时需要考虑第三绕组的影响。(6)如果系统中串有限流电抗器,在考虑电容器组的串抗率时应该将其等效考虑在内[4],防止由于选择不合理的串抗率而导致谐波放大甚至谐振现象的出现。

2.2国内现有并联电容器设计规范分析

GB502271995《并联电容器装置设计规范》中规定电抗率选取应按如下考虑:(1)当系统中谐波以3次及以上为主时,电抗率可选择全部采用12%电抗率或采用4.5%~6%与12% 2种电抗率的组合。如果电容器的组数较多,可以进行2种电抗率的组合,这样既可以节省投资,也可以减小电抗器消耗的容性无功。(2)当系统中谐波以5次及以上为主时,串联电抗率可以选择为4.5%~6%。因为3次谐波在6%电抗率下会有明显的放大,因而可以选择4.5%的电抗器,这样既可以保证对3次谐波的放大程度不超过规定值,又可以抑制5次及以上各次谐波。

GB502272008《并联电容器装置设计规范》中规定电抗率可按如下取值:(1)选择电抗率为0.1%~1.0%的电抗器可以用于限制合闸涌流。(2)当系统的谐波需要得到抑制的时候, 应在电容器支路串联一定电抗率的电抗器,而电抗率的选取需要根据系统实测的谐波情况进行选取。当系统以3次及以上谐波为主时,电抗率可取12%或4.5%~5%与12% 2种电抗率的组合;当系统谐波以5次及以上为主时,可以选择4.5%~ 5%电抗率。

通过对上述2个标准的介绍可以看出:(1)上述2个规范对串抗率的选择较简单,实际可操作性较差,可作为一般的指导性原则;(2)在系统谐波较低的情况下,可以选择0.1%~1%串抗率来限制合闸涌流,但是并没有对3次谐波含量多大时需要进行谐波放大的验证分析给出一定的建议;(3)在限制5次及以上各次谐波时,GB502271995《并联电容器装置设计规范》中给出串抗率可以选择4.5%~6%,而GB50227 2008《并联电容器 装置设计 规范》中给出可 以选择4.5% ~ 5%,但并没有给出必 要的解释 说明为什 么不宜选 取6% 串抗率。

对于5%和6%电抗率选择的优劣,有文献专门从3次谐波放大倍数、经济性以及谐振容量3个方面进行了比较,建议选择5%电抗率。在电容器中串联电抗器,既可以滤除谐波,又可以使电容器得到保护。在谐波含量较大的应用场合,从保护电容器角度考虑,并不希望电容器中通过过多的电流,以免电容器因过流而损坏,此时针对5次谐波,可能选择较大的电抗率(6%)更合适。因此,是否选择6%电抗率,还应具体问题具体分析。目前,我国实际系统中很多串联6%电抗率的电容器组运行状况较好。

2.3电抗率的工程选择方法

选择电抗率时应充分考虑2.1节中所提及的各种因素。 结合文献[1]及文献[3~8],本文给出如下电抗率选择方法: (1)选择0.1%~1%电抗率的电抗器可以用于限制合闸涌流。 (2)选择串抗率时,需要对特定次谐波是否放大进行验算。如选择0.1%~1%串抗率时,应对5、7次谐波是否放大进行验算;选择4.5%~5%串抗率时,应对3次谐波是否放大进行验算。(3)当电网谐波中主要含有3次时:当3次谐波含量较小时(如不超过规定值的0.4倍),可选择0.5%~1%串抗率;当3次谐波含量较小时(如超过规定值的0.4倍但小于规定值), 考虑到经济性可选择4.5%~5%串抗率,但保证电容器投入后不致引起3次谐波放大或超标;当3次谐波含量较大(已经超过或接近规定值)时,可选择12%串抗率来抑制谐波。(4)当电网谐波中主要含有3、5次时:当电网谐波中3次较小(如不超过规定值的0.4倍)、5次谐波含量较大且超过规定值时,串抗率可以选择4.5%~5%;当电网谐波中3次较大(如超过规定值的0.4倍但小于规定值)、5次谐波含量较小时,在保证电容器投入后不致引起3次谐波放大或超标的情况下串抗率可以选择0.5%~1%;当电网谐波中3次较大(如超过规定值的0.4倍但小于规定值)、5次谐波含量也较大时,在保证电容器投入后不致引起3次谐波放大或超标的情况下串抗率可以选择4.5%~5%;当3次较大且已超过或接近规定值而5次较小时,串抗率可以选择12%或12%与4.5%~5% 2种串抗率的组合;当电网谐波中3、5次均较大且已超过或接近规定值时, 串抗率可以选 择12% 与4.5% ~5% 2种串抗率 的组合。 (5)当电网谐波中主要含有5次及以上时:当电网谐波中5次较小时,串抗率应选择为4.5%~5%;当电网谐波中5次较大时,可以选择4.5%串抗率来抑制5次谐波,当电容器侧存在谐波源时,串抗率选择为5%,当变压器高压侧(针对于双绕组变压器)有谐波源时,串抗率可选择为4.5%。(6)当系统中无谐波源时,为防止由于补偿无功过多使得电容器两端电压升高以及电容器组投切时产生过电压的情况发生,串抗率可选择为0.5%~1%。(7)当电网的背景谐波未知时,阻尼式限流器可以串联在电容器回路中,且限流器中的串抗器的额定电流需要确定。

3不同串抗率下电容器组数的确定

在上述方案中,存在2种串抗率混装的情况。此种情况下,需考虑不同串抗率电容器组数的确定问题。图2为电流分布示意图,其中共有m组电容器支路,在h次谐波下所串电抗的感抗值分别为hX1LhXmL,其中高串抗率(通常为12%)的电容器组有p组,低串抗率(通常为4.5%~5%)的电容器组有m-p组,每组电容器容量相同为Q0。

假设图2中系统以3、5、7次谐波为主,其中XLg和XLd分别是电容器支路中高、低串抗率电抗,此时m组电容器支路的阻抗和为X∑ :

注入系统h次谐波电流为:

将允许注入系统的3次谐波电流的限值带入式(4),可以得到X∑的值,再将X∑带入式(3),可以推出p值为多少,若p不为整数,则根据电容器分组原则进行修改。

根据上述内容,已可以初步选择合适的串抗率,也已经可以确定高低串抗率各占多少组。但能否达到补偿要求,还需进行验证才能确定,如果不满足补偿要求,仍需要进行修改。

约束条件为:设注入系统各次谐波允许最大值分别为Imh(h≥2),只要电容器组投切后注入系统后各次谐波电流均不超过规定值,即IshImh(h≥2),则该组数分配可以接受;若不满足,则要根据电容器分组的原则进行修改。

将各个参数带入式(3),可以求出X∑,再将X∑带入式 (4),可以得到注入系统的各次谐波电流,然后判断是否满足约束条件。若满足,则该组数分配可以接受;若不满足,则要根据电容器分组的原则进行修改。

4结语

本文总结了国内现有的串抗率的选择方法,首先对电容器对谐波放大的机理进行了分析,然后介绍了串抗率的选择方法、不同串抗率下电容器组数的确定问题:(1)串抗率选择不当,很可能导致谐波放大,因而需要综合考虑多种因素来选择合适的串抗率;(2)现有的规范对串抗率的选取有一定的指导意义,但仍存在不足;(3)若有不同串抗率的电容器混装,可依第3小节中的方法进行合理配置来更好地抑制谐波。希望笔者所总结出的方法能够更好地指导实际工程人员选择串抗率, 减少事故发生。

摘要：装设在供电系统中的电容器组在其补偿对象中含有谐波时,在特殊运行方式下,可能会使谐波放大,因而往往需要在电容器支路中加装一定电抗率的电抗器。但在不同的谐波情况下,对串抗率的选择应有区别。如果电抗率选择不合适,可能会使谐波放大甚至出现谐振。鉴于此,依据当前的研究现状,对选择并联电容器电抗率的方法进行了分析,以期对工程实际人员选择电抗率起到借鉴和参考作用。

容器选择论文 第6篇

某110 kV变电站是一座用户变电站,以两回28kmLGJ-300 mm2线路接入330 kV池阳变电站110 kV侧。该用户变电站本期主变容量为231.5 MV*A,远期扩充主变容量为340 MVA,其中1台备用。变压器变比为1 10±81.25%/10.5,主变10 kV侧分列运行,每台主变配备3 000 kvar的并联电容器一组,每台主变带一条生产线。

该用户的生产过程需要进行整流,整流形式采用六相双反星形平衡电抗器,产生的谐波电流相对较大,本文重点对并联电容器采用不同的电抗率对谐波的抑制效果进行了比较选择。

1 谐波对电力系统的影响

该用户产生的谐波主要为6k±1次(k=1、2、3),每台主变10 kV侧的谐波电流见表1。经计算,本期该用户变电站110 kV母线最小方式下短路容量为1 934 MVA,10 kV母线最小方式下短路容量为292 MVA。根据《电能质量公用电网谐波》(GB/T145491993)[1],可计算出10 kV侧在该短路容量下允许的各次谐波最大电流分别为:

通过对比可以看出,在该短路容量下各次谐波电流均未超过允许值。

由短路容量求得主变10 kV侧的基波阻抗值为:Xs=10.52/292=0.38Ω;由阻抗值求得10 kV侧的最大谐波电压为:10 kV允许谐波电压为:

由以上计算可见,对于主变10 kV侧,系统谐波电压和电流均满足系统本期要求。

对主变110 kV,允许谐波电压总含量为2%,其值为2.2 kV。因此,即使不考虑变压器的电压降,谐波电压变到110 kV侧电压最大值仅为154(1 10/10.5+0.1)=1.63 kV,低于允许值。谐波电流在短路容量为1 934 MVA时,各次谐波允许含量分别为I5=24.8 A、I7=17.5 A、I11=11 A、I13=9.5 A、I17=7.2A、I19=6.4 A。上述允许电流值都较10 kV侧所产生的谐波电流大,而10kV侧谐波经过变压器后流入系统侧的谐波电流将减小,显而易见,110 kV侧谐波电流也满足系统要求。

通过上述比较计算可知,不投入电容器时,本期系统的谐波电压、谐波电流均在允许范围内,满足系统和用户本期的要求。而在远期,当4台主变运行时,可以看出,10 kV侧、110 kV侧谐波电压不满足系统要求,因此有必要进行谐波治理。

2 并联电容器对谐波的抑制

为了减少线路损耗,避免谐波对电力系统造成损害,在每台主变10 kV侧配备一组容量为3 000 kvar的并联电容器,电容器组每相的基波容抗为:XC=10.521 000/3 000=36.75Ω。当电容器投入时,在不同谐波频率下,并联电容器与系统等值阻抗为并联关系[2],如图1所示。

图1巾XC、Xk、xs分别为电容器、串联电抗器和电力系统的基波电抗,在n次谐波下,电容器阻抗变为XC/n,电抗则变为nXs。下面推导在各次谐波下电容器支路和系统支路的电流:设s=Xs/XC,k=Xk/XC,s和k分别为在基波下电力系统阻抗和电容器电抗与电容器阻抗的比值,根据以上假设,可求得流过电容器和电力系统的谐波电流表达式为:

由式(1)和式(2)可知:在某些频率下,电容器支路阻抗将呈容性,从而使系统支路电流Ⅰsn大于谐波电流Ⅰn,这样就会对谐波产生放大作用。

由于在电容器未投入时系统的谐波电流、谐波电压均在允许范围内,以下将对进行滤波和不进行滤波两种情况讨论其对电力系统的影响。

2.1 电抗率为0.1%～1%

该情况主要是为了限制并联电容器投入时的涌流,使其不超过电容器组额定电流的20倍[3]。由于目前常用的电抗率为1%,以下便按照此电抗率进行谐波对系统的影响分析。

在1%电抗率下,流入系统的谐波电流分别为Ⅰs5=24.4 A、Is7=11 A、Is11=7 A、Is13=1.3 A、Is17=2.5 A、Is19=2.6 A。从中不难看出:在此电抗率下5次谐波发生了很严重的放大,7次和1 1次谐波没有发生任何变化,对13次及以上谐波有一定的抑制作用。而5、7、1 1次谐波所占的比重相对较大,因此采用1%电抗率对于抑制谐波效果比较差。

2.2 电抗率为4.5%或6%

该情况是为了抑制5次及以上谐波,通常选用4.5%和6%两种电抗率,这两种电抗率可以确保并联电容器的阻抗在这些谐波下呈现感性,起到限制流入系统谐波电流的作用。电抗率分别为4.5%、6%时通过每台主变流入系统的各次谐波电流值见表2。

由表2不难看出:1)总体来看,4.5%的电抗率比6%电抗率抑制谐波的效果要好;2)两种电抗率抑制5、7次谐波效果较好,其他高次谐波效果不佳,原因是在其他次谐波下系统阻抗较小,而电容器支路呈现的感性阻抗较大,抑制谐波作用不明显。

3 12%电抗率对谐波的抑制作用

用户变电站主变压器为Y,d接线,该型式的变压器三相磁路不完全对称,同时三相电源电压不仅在幅值上有差别,而且在相位上也不是准确的相差120°,这样变压器三相铁心饱和程度不同,各相产生的3次谐波大小及相位也不相同,所以在变压器三角形绕组的线电压、线电流中仍然存在3次谐波分量(为3次正序分量和负序分量)。此外,该用户变电站的其他用电设备也会产生3次谐波。

在电容器补偿装置中串接4.5%或6%电抗后,可对5次及以上谐波有抑制作用,但对5次以下谐波有放大作用。在我国其他省市相继发生因忽略3次谐波引起的3次谐波放大的事故,例如河南汤阴变电所、湖南宝庆变电所、广西玉林变电所、北京吕村变电所、绍兴渡东变电所等。因此,本文就采用4.5%和6%电抗率对3次谐波的影响进行比较计算。假设3次谐波电流为I3,则在采用4.5%电抗率流入系统侧电流为Is3=1.2I3,采用6%电抗率Is3=1.25I3。可见,采用两种方法虽然都对谐波产生一定的放大作用,使得流入系统的谐波大于产生的谐波电流,但是放大倍数很小,并且所产生的谐波主要为6 k±1次谐波,3次谐波电流不大,此时若安装12%电抗率的电抗器则各次谐波电流见表3。

由计算结果可知,在使用12%电抗率时对5次谐波有一定的抑制作用,对于7次及更高次谐波抑制作用极不明显,主要是12%电抗率在高次谐波下呈现较大的电抗使得分流作用非常小。因此,笔者建议不选择12%电抗率。

4 结论

(1)加装仅限制涌流的电抗对系统低次谐波有明显放大作用,对高次谐波有抑制作用,由于低次谐波所占的比重相对较大,总体来说,抑制谐波效果较差。

(2)采用4.5%和6%电抗率可以有效抑制电流值大的低次谐波,对于高次谐波则没有明显的抑制作用。

(3)该用户变电站远期规模为(231 5+340)MVA,虽然不加装串抗都能满足系统对本期的要求,但是不满足远期要求,将会使电压谐波含量超标。因此综合考虑,本期应当加装滤波串抗。

(4) 3次谐波会不会对系统产生较大影响取决于3次谐波电流大小,变电站与系统的电气联系是否紧密,是否采用12%电抗率需要谨慎对待。

摘要：对拟建的某110 kV变电站并联电容器不采用电抗率和采用不同电抗率对谐波的抑制效果进行了计算比较。针对其流入系统的电流大小，最终提出4．5%电抗率的选择方案；针对系统影响较大的3次谐波问题，也提出了相应的对策。对于今后变电站并联电容器的选择具有一定的参考意义。

关键词：并联电容器,谐波,电抗率,抑制

参考文献

[1]国家技术监督局．GB/T 14549—1993，电能质量公用电网谐波[S]．

[2]肖湘宁．电能质量分析与控制[M]．北京：中国电力出版社．2005．

容器选择论文 第7篇

硬质容器因具有先进的医用无菌屏障系统、坚固耐用、维护成本低、操作简便、不产生医疗废弃物等优点,逐步成为医院手术器械包装灭菌的主流,因其特殊的结构致使临床中在消毒灭菌所选用的灭菌程序与普通布类、无纺布等包装材料的灭菌程序不同。中华人民共和国卫生行业标准WS 310.2-2009《医院消毒供应中心清洗消毒及灭菌技术操作规范》要求:硬质容器灭菌应遵循器械和设备厂家提供的灭菌参数,并在首次运行程序时进行灭菌有效性测试和湿包检查[1]。我院消毒供应中心自2014年始逐步实现了硬质容器替代布类敷料,在启用硬质容器初期,科室协同设备科、厂家工程师对脉动预真空压力蒸汽灭菌硬质容器程序进行了一系列验证。

1 材料与方法

1.1 材料

洁定HS6220(容积0.899 L)脉动预真空压力蒸汽灭菌器(以下简称灭菌器)、不同规格美耀第三代灭菌盒、阻菌盘、明尼苏达矿务及制造业公司嗜热脂肪杆菌芽孢生物试剂(1296)、明尼苏达矿务及制造业公司化学指示卡和化学指示胶带。

1.2 方法

1.2.1 分组

于2014年8月在我院,持续三周采用随机抽样的方法,将不同规格的灭菌盒(1/2、3/4、牙科)分别放于2层灭菌装载架,器械摆放方式、包装方式、灭菌盒的装载方式参照厂商要求、消毒供应中心技术规范以及文献报道[2]的临床研究方法进行灭菌试验观察。

1.2.2 测试方法

4台灭菌器,分别编号为1、2、3、4号。验证4台灭菌器P6程序,1和2号灭菌器使用自带蒸汽发生器产蒸汽,3和4号灭菌器使用外来蒸汽,每个菌器装载架底层放3/4灭菌盒,上层放1/2灭菌盒和牙科灭菌盒,并在灭菌器最难灭菌位置放置生物指示剂1个,灭菌结束后对所有灭菌盒抽检,并将生物指示剂进行培养。

1.3 评价方法

1.3.1 灭菌效果监测

灭菌效果监测主要包括物理监测、化学监测和生物监测。其中物理监测为观察运行中的T-DOC监测曲线,各项数值均达标;化学监测主要监测包内化学指示卡变成均匀一致黑色,包外灭菌指示胶带亦为均匀一致黑色;生物监测为生物指示剂快速生物监测呈阴性。

1.3.2 湿包判定标准

按卫生部《消毒技术规范》标准,灭菌处理后的物品,包布干燥,含水量<3%,手感干燥,如潮湿则不作为无菌物品使用。美国消毒锅公司科学家建立以下湿包的评判标准,以评估包裹的合格性:(1)除非包裹是完全防水的(如塑料薄膜)否则在测试胶带或物品的外部有额外的水滴,或看得见的潮湿,为不合格;(2)在包裹(除非是完全防水的)内层或包裹内物品上有水滴,为不合格;(3)当包裹打开使用时是潮湿的,为不合格。

1.4 统计学方法

所得数据采用SPSS 13.0统计软件包进行分析,计数资料比较采用χ2检验,以P<0.01为差异有统计学意义。

2 结果

(1)灭菌器P6程序灭菌效果测试结果,见表1。根据厂家工程师提供的灭菌程序的各项参数进行灭菌测试,从表1可以看出,在物理参数达标的情况下,化学监测和生物监测均达标。

(2)灭菌器P6程序湿包检测结果,见表2。从表2可以看出,初始设置湿包数量较高,经过两次调整后湿包数量大幅降低。

(3)3种灭菌程序湿包率比较,见表3。经过2次调整后湿包率由初始设置54%降至1%(P<0.01),三种灭菌程序湿包率有统计学差异差异。

(4)自带蒸汽发生器和外来蒸汽两种方式蒸汽湿包率比较。不同来源蒸汽灭菌湿包率比较结果,见表4。3种灭菌程序2种来源蒸汽湿包率比较P>0.05,差异无统计学意义。

注:压力单位为相对压力(e)。

注:干燥阶段压力值降至-0.9 bar(腔体)开始计时。

注:χ2=61.67,P<0.01。

3 讨论

(1)我国行业标准明确规定要对硬质容器首次运行程序进行灭菌有效性测试和湿包检查[2]。本次实验在保证器械摆放方式、包装方式、灭菌盒的装载方式均严格遵守厂商要和消毒供应中心技术规范要求的基础上,通过对4台灭菌器P6程序三次试验得出:美耀第三代灭菌盒在灭菌器灭菌适用参数为:脉动阶段3次负脉动、5次正脉动,灭菌温度134℃,灭菌时间6 min,干燥时间5 min+10 min空气脉动。

(2)本次试验初始数据的设置是根据厂家提供的灭菌参数,但在实际使用时发现,使用初始设置参数灭菌时化学监测、生物监测合格率100%,但湿包率高达54%,说明此程序对美耀第三代灭菌盒并不是最佳程序。美耀第三代灭菌盒采用波浪式阻菌盘,且容器底部无冷凝水输送阀门,此种设计可增加灭菌盒的阻菌效果,但同时也增加了灭菌的难度,尤其是灭菌湿包问题。第1次进行程序调整后,湿包率降至17%,分析相关数据发现:湿包多为3/4灭菌盒中器械超过60件和外来骨科器械;第2次调整程序后湿包率降至1%,在器械放入硬质容器前,应采用全棉布先行包装,并在灭菌盒底部垫上吸水纸,湿包改善明显,而杨喜群[3]等经验提示,棉纤维可造成手术器械的污染。因此,本试验在进行第二次程序测试时,仅在灭菌盒底部垫上吸水纸,持续一周检测显示,灭菌物品的合格率达到98.8%。

(3)关于蒸汽质量。Donna Swenson[4]专题谈到蒸汽灭菌关键因素包括湿包,而蒸汽质量可以导致湿包的产生。汪荣花[5]指出在蒸汽灭菌器湿包产生原因中提出蒸汽压力源过低、蒸汽含水量过高、蒸汽输送管道不畅等均可导致湿包。本次研究选择4台灭菌器,2台使用外来蒸汽,2台系自带蒸汽发生器,以此来排除因蒸汽不合格引起的湿包。2台自带蒸汽灭菌器用水为科室自制纯水,在25℃时电导率在5μs/cm2以下,外来蒸汽由医院锅炉房供给,专用输送管道。在启动灭菌器前,先将蒸汽管道内的冷凝水排放干净[6],在整个灭菌过程中密切观察T-DOC监测曲线,以便及时发现灭菌器腔内蒸汽的动态变化[7]。同时,大部分灭菌器对灭菌负载进行干燥处理是在真空条件下,此阶段应关注冷凝水汽化的能量的供给或冷凝水的排放情况[8]。因此,自产蒸汽和外来蒸汽在保证蒸汽质量的前提下,湿包率的差异无统计学意义。

4 小结

硬式容器的使用在提升医疗控制质量的同时,也对CSSD的灭菌风险管理带来了新的挑战,不同的灭菌器、不同的硬式容器在灭菌程序的选择上不尽相同。本文通过参照厂商要求以及消毒供应中心技术规范等对硬质容器在脉动预真空压力蒸汽灭菌中的最佳程序选择进行研究,通过设定相关灭菌参数,经过2次调整程序后湿包率降至1%,灭菌物品的合格率达到98.8%。在接下来的过程中,将进行具体的临床实践,以探索更合理的灭菌程序,从而在保证灭菌效果的前提下提高灭菌效率。

摘要：厂商提供的灭菌参数能够满足灭菌效果监测的各项指标,但无法避免器械湿包的产生。为了探讨硬质容器应用脉动真空压力蒸汽灭菌的最佳程序,本文将不同规格的硬质容器按要求装载,在厂商提供的灭菌参数基础上,本研究结合我院消毒供应中心技术规范以及相关文献报道,通过有无湿包、灭菌效果监测对灭菌器程序设置进行合理调整。经过2次调整后,湿包率降至1%,灭菌物品的合格率达到98.8%。

关键词：硬质容器,脉动预真空压力蒸汽灭菌器,灭菌参数,最佳程序

参考文献

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[2]刘晓英,许缤,李进景.医用灭菌纸袋与传统棉布的临床应用[J].河北医药,2015,37(12):1901-1903.

[3]杨喜群,夏英兰.新型硬质灭菌盒包装无菌物品效果分析[J].中华医院感染学杂志,2010,11(20):1568.

[4]Swenson D.Understanding key factors in steam sterilization[J].Biomed Instr Tec,2014,48(2):106-9.

[5]汪荣花.压力蒸汽灭菌器湿包形成原因[J].中华医院感染学杂志,2011,21(23):4949.

[6]林翠绒,江燕琼,黄闽湘.脉动真空压力蒸汽灭菌湿包的原因分析与对策[J].当代护士旬刊,2016,(2):113-115.

[7]Association PD.Validation of moist heat sterilization processes:cycle design,development,qualification and ongoing control[J].J Pharm Sci Tec,2007,61(1Suppl TR1).

容器选择论文 第8篇

广东电网目前已形成“六交四直”的交直流系统混合运行的大规模受端电网[1,2]。自2005年以来,包括500 k V电压等级在内的多个变电站出现了多起电容器爆炸或电容器组谐波保护动作事件[3];通过监测系统得知,其中几次事件发生时,变电站附近的直流输电系统出现了由双极转为单极大地的运行方式改变。当直流输电系统运行于单极大地方式时,流过接地极附近变电站主变压器中性线的直流电流将大量增加,变压器因直流偏磁而深度饱和[4,5,6,7,8],使得系统内2~5次谐波分量明显上升。而传统的并联补偿电容器组设计时,主要考虑系统背景谐波为3、5次的普遍情况,故通常采用串联电抗率为12%~13%与5%~6%相结合的电容器组配置方式[9,10]。由于传统的电容器组设计配置未考虑到变压器饱和时的阻抗及谐波特性,因此导致了在某些情况下电容器组故障的出现。

文中重点考虑变压器饱和对系统阻抗及谐波水平的影响,对变电站电容器组串联电抗的配置进行仿真研究。首先,就变压器饱和对系统的影响进行原理性分析;其次以某变电站2号主变为例,分析变压器饱和对系统阻抗频率特性的影响,并计算电容器组在不同串联电抗率配置下的谐波电流;最后结合实例验证,提出确保电容器组安全运行的配置建议。

1 理论分析

500 k V变电站在主变低压侧并联电容器组,其目的主要是调控系统电压。一般每台主变装设2~3组电容器,且传统串联电抗率配置通常为12%~13%(第1组)+5%~6%(第2组)+5%~6%(如有第3组)组合形式,并根据系统运行电压水平采取分组投切运行方式(见图1)。

对于交直流混合运行电网,当直流输电出现单极大地方式或双极不对称运行时,直流输电接地极附近的变电站主变因经中性线流过的直流分量过大而饱和,导致一方面变压器阻抗变化,使变电站电容器组侧串、并联谐振点随之变化;另一方面变压器饱和引起系统谐波频谱及谐波幅值发生改变,最终可能诱发系统谐振。因此,进行电容器组串联电抗率设计配置时,应考虑到不同条件下系统阻抗频率特性所对应的并联谐振点,以及系统可能出现的各次谐波分布特性。

1.1 系统并联谐振点

若电容器组容量和电容器装置安装处的母线短路容量分别为QCX(Mvar)和Sd(MVA),电容器组串联电抗率A=XL/XC,其中XL、XC分别表示电容器装置单相感抗、单相容抗,则系统并联谐振点n(谐振频率与电网频率之比)可根据式(1)估算得出[11]:

从式(1)看出,对已配置好的电容器组(QCX、A不变),并联谐振点n将随母线短路容量Sd的增大而增大;随着变压器饱和程度的增加,变压器等值阻抗大幅度减小,相应母线短路容量值Sd随之增大。因此,当变压器受外部影响而逐渐饱和时,系统并联谐振点将随之增大而向电容器组串联谐振点方向逼近。

1.2 谐波特性分析

额定线性负荷时,变压器呈恒阻抗特性,变压器电流包含较小的3、5次等谐波分量[12,13,14],其波形接近于标准正弦波。而一旦处于饱和状态电流波形则发生严重畸变,变压器相当于等值阻抗可变的谐波电流源(见图1);此时,变压器35 k V侧等值系统如图2所示,其中ZHM为主变高、中压侧系统阻抗折算到低压侧的等值阻抗(包括主变等值短路阻抗),ZL_eq为35 k V母线输入阻抗,Uh为由谐波电流源Ih在低压侧产生的谐波电压。

当变压器处于不同饱和程度时,其等值短路阻抗ZHM发生变化,从而影响35 k V母线输入阻抗ZL_eq的阻抗频率特性。低压侧母线电压i次谐波含量Uh,i=Ih,iZL_eq,i(i表示谐波次数),其中Ih,i表示谐波电流源i次谐波分量,ZL_eq,i表示35 k V母线输入阻抗ZL_eq的i次谐波分量;故第j组电容器支路的i次谐波电流Ih,i,j=Uh,i/Zi,j=(ZL_eq,i/Zi,j)Ih,i(j=1,2,3),其中Zi,j表示第j组电容器支路的i次谐波阻抗。若饱和变压器产生k次谐波电流,则一旦ZL_eq,k较大和Zk,j较小,第j组电容器支路的k次谐波电流Ih,k,j将增大很多,很可能造成过电流。从阻抗频率特性看,对于输入阻抗ZL_eq,若并联谐振点位于k次谐波附近,则对应的母线k次谐波电压分量Uh,k较大,Ih,k,j也随之增大;一旦第j组电容器支路的串联谐振点同时位于k次谐波附近,由于Zk,j很小,则Ih,k,j也将大幅增大。此时,电容器组在未采取任何谐波保护措施的情况下会因过电流而发生事故;而若电容器组装设了谐波保护装置,则可能引起谐波保护动作。

通过上述分析可知,对电容器组串联电抗率的选择,应充分考虑变压器可能的饱和状态及对应的特征谐波,使系统并联谐振频率和电容器支路串联谐振频率能有效避开系统可能出现的各次谐波频率,确保电容器组各支路总等值电流在安全范围内。即在变压器可能的饱和状态下,对应系统可能出现的各次谐波,系统不应具有过高的并联谐波阻抗,也不应有过低的支路谐波阻抗。

2 实例仿真

以广东电网某变电站2号主变为例,采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC[15]建模仿真,以求对电容器组的实际配置方式提供建设性思路。某典型运行方式下,该变电站高、中压侧系统短路容量分别为43478 MVA和6 370 MVA;主变型式为自耦变压器,系统参数列于表1(表中,UN为主变额定电压,SN为主变额定容量,Ceq为等值电容),其中326号、327号电容器组采用相同配置。

2.1 影响电容器组串抗设计配置的因素

从系统阻抗频率特性角度,考察变压器饱和程度、电容器组投切方式、不同的电容器组串联电抗率等因素对母线输入阻抗ZL_eq的影响,进而分析电容器组支路电压、电流谐波的可能分布。仿真时对变压器饱和时的等值短路阻抗采用分级递减方式作模拟,设定在不同饱和程度下变压器阻抗值应在仿真条件设定的某一级阻抗水平内。

2.1.1 变压器饱和程度的影响

设2号主变在不同饱和程度下,其等值阻抗为变压器未饱和时短路阻抗的1倍、2/3、1/2、1/3、1/4、1/6,表示为Zuk、Z2uk/3、Zuk/2、Zuk/3、Zuk/4、Zuk/6;结合软件Matlab,对主变35 k V侧输入阻抗ZL_eq进行频率特性扫描,扫描频率间隔设为1 Hz。设定3组电容器325号、326号、327号全部投入,其串联电抗率分别为12%、6%、6%,则分别对应电容器组等值电感为16.812 m H、6.938 m H、6.938 m H,各组电容器的串联谐振频率分别为144 Hz、204 Hz、204 Hz;仿真扫描结果如图3(图中,n为谐波次数,ZA为阻抗幅值,θ为阻抗相角)和表2所示(表中,Zeq为主变等值短路阻抗,f1、f2为频率;ZP1、ZP2为并联谐振阻抗,Z2、Z3、Z4、Z5分别为2、3、4、5次谐波阻抗;下同)。

从图3和表2可以看出,随着变压器饱和程度的逐步增大(主变等值阻抗减小),低压母线输入阻抗的并联谐振频率越来越高而分别向3、4次谐波频率靠近,这与上面理论分析是一致的。并且,低压母线输入阻抗2、3、5次谐波阻抗值随变压器的逐步饱和而呈下降趋势;而4次谐波阻抗则越来越大。

2.1.2 电容器组投切方式的影响

电容器所需投切组数视系统所需补偿无功的大小而定,不同的电容器组投切方式会影响输入阻抗ZL_eq的阻抗频率特性。设定电容器组分别为3组全投、327号电容器组退出、只投325号电容器组3种投运方式,电容器串联电抗率同2.1.1节,仿真得出不同的系统阻抗频率特性,如表3所示(表中S为电容器投切状态)。仿真时考虑电容器组支路阻尼,设各组电容器等值串联电阻R=0.1Ω;同时假设变压器已饱和且等值短路阻抗减小为未达饱和时短路阻抗Zuk的1/3。

从表3可以看出,对应不同的电容器组投切方式,主变低压母线输入阻抗频率特性各不相同。就该变电站2号主变而言,电容器组串联电抗率设计为12%、6%、6%时,退1组电容器组运行时的高并联谐振点最接近4次。

假设主变饱和程度一致的前提下,对应3种电容器组投切方式,其谐波电流源相同。根据表3可知,比较3种电容器组投切状态,当电容器组全投时,2次、3次谐波阻抗最大,因此,母线电压2次、3次谐波分量相应最大;结合各支路电容器组的串联谐振点,可以推知,325号电容器组3次谐波电流在电容器组全投时最大。同样,根据4次、5次谐波电压的变化情况可知,只投325号电容器时,母线电压4次、5次谐波分量相应最大;退1组电容器运行时,326号电容器组支路4次谐波电流最大。

2.1.3 不同串联电抗率的影响

改变电容器组的串联电抗率,将改变其串联谐振频率,2~5次谐波阻抗值随之发生变化。325号电容器组参数不变,假设326号、327号电容器组的串联电抗率分别为5%、6%、7%(见表4,表中,A为电容器组电抗率,Leq为等值电感,f3为串联谐振频率,其他同表3),仿真分析系统阻抗频率特性所受的影响,参数对比如表5所示。仿真时假设变电器达饱和状态且其等值短路阻抗为未饱和时的2/3,电容器组退1组运行。

从表5可以看出,改变326号、327号电容器组的串联电抗率,2次和3次谐波阻抗值以及主变低压侧阻频特性中频率较低的谐振点(简称低并联谐振频率)所受影响较小;而4次谐波阻抗以及主变低压侧阻频特性中频率较高的谐振点(简称高并联谐振频率)则受电抗率的影响很明显。串联电抗率越小,高并联谐振频率越接近4次谐波;特别在主变饱和且等值短路阻抗为Z2uk/3、电容器组退1组运行时,若326号电容器组串联电抗率为5%,则4次谐波处直接发生并联谐振,此时无论是低压侧4次谐波电压还是326号电容器组支路4次谐波电流,都将会有明显的增大,极有可能造成很大的电容器谐振过电流。

2.2 谐波电流计算比较实例

将饱和变压器视作短路阻抗可变的谐波电流源,仿真计算各种电容器组配置方式下的电容器组支路谐波电压和电流比较得出合适的电容器组配置。

对变电站2号主变设定不同的短路阻抗、同时在主变低压侧处施加适当的谐波电流源,仿真计算电容器组谐波电流。谐波电流源的大小是根据2005年8月8日受直流单极大地运行影响,某变电站因变压器饱和而产生的谐波监测数据而反推得出的,在此假定2个变电站主变饱和特性接近。对应不同饱和程度的谐波电流源如表6所示。

2.2.1 326号、327号电容器组串联电抗率为6%

考虑电容器组的不同投切方式,假设2号主变达深度饱和且主变等值短路阻抗分别降为未饱和时的2/3、1/3、1/4,仿真计算出325号、326号(327号与326号基本相同)电容器组支路的2~5次谐波电流和低压侧谐波电压,如表7所示(表中,S为电容器组投切状态,i325h、i326h分别为325、326电容器组谐波电流,uLh为低压侧谐波电压;表8、9同)。由于仿真时假设系统三相对称,因此下面列表均以A相为例。

从表7可看出,若2号主变因直流偏磁引起的饱和可达到等值阻抗减至未饱和时的1/3,同时电容器组有2组投入运行,则有可能会出现326号电容器组4次谐波电流过大而导致过电流,从而引起电容器爆炸或谐波保护动作的情况;若2号主变饱和程度可达等值阻抗减至未饱和时的1/4,同时电容器组投入2组及以上运行时,都有可能发生因谐波放大而引起的电容器爆炸或谐波保护动作的情况。因此,从抑制谐波角度看,2号主变电容器组不应采用12%、6%、6%的配置。

2.2.2 326号、327号电容器组串联电抗率为5%

考虑电容器组投入方式为全投或投入325号、326号2组,假设2号主变达深度饱和时主变等值短路阻抗分别降为未饱和时的2/3、1/3、1/4,仿真计算出325号、326号电容器组支路的2~5次谐波电流和低压侧谐波电压,如表8所示。可知,当电容器组采用12%、5%、5%的串抗配置时,若电容器组全部投入,326号电容器组支路4次谐波电流随变压器饱和程度的增加而越来越大。而若退出1组电容器运行,对应变压器的各饱和状态,当等值阻抗减至未饱和时的2/3时,326号电容器组4次谐波电流最大;对应主变等值阻抗减至未饱和时的1/3时,326号电容器组4次谐波电流反而较小。这是因为主变对应Z2uk/3饱和状态且电容器组退出运行时,变低出口阻抗频率特性的并联谐振频率为200 Hz。2、3、5次谐波电流受主变饱和程度的影响不大。

此外,若326号、327号电容器组串联电抗率设置为5%,在变压器呈一定程度饱和时,易出现明显的谐波放大而导致电容器爆炸或谐波保护动作。因此,从抑制谐波角度看,这种配置更不可行。

2.2.3 326号、327号电容器组串联电抗率为7%

考虑电容器组投入方式为全投或投入325号、326号2组,假设2号主变达深度饱和时主变等值短路阻抗分别降为未饱和时的2/3、1/3、1/4,仿真计算出流过325号、326号电容器组的2~5次谐波电流和低压侧谐波电压,如表9所示。

根据表9可知,对应电容器组任何投切方式,不论变压器处于何种饱和程度,当电容器组采用12%、7%、7%的串抗配置时,包括326号电容器4次谐波电流在内的电容器组各次谐波电流都足够小,电容器组支路等值电流都在允许范围内,不至于出现因谐波过大而导致电容器爆炸或谐波保护动作的状况。因此,从抑制谐波角度看,将3组电容器串联电抗率分别配置为12%、7%、7%是合理的。

通过比较2.2.1~2.2.3节可知,变电站采用12%、5%、5%或12%、6%、6%的电容器组配置方式,在特殊情况下已不能达到抑制谐波的效果,甚至有可能反而引起电容器组的谐波放大与谐振过电流现象;而采用12%、7%、7%的电容器组配置方式,则由于避开了系统并联谐振点和支路串联谐振点,可很好地达到抑制谐波的效果。

3 结论和建议

本文通过理论分析与实例验证,在考虑到变压器的饱和特性及对应的特征谐波条件下,对交直流混合电网中变电站电容器组的串联电抗率选择配置进行了仿真研究,并得出6点结论和建议。

a.对于电容器组串联电抗率的选择,应充分考虑变压器可能的饱和状态及对应的特征谐波,使系统并联谐振频率和电容器支路串联谐振频率能有效避开系统可能出现的各次谐波频率,确保电容器组各支路总等值电流在安全范围内。

b.随着变压器饱和程度的增加,低压母线输入阻抗的并联谐振频率呈增大趋势而分别向3、4次谐波频率靠近;改变电容器组投切状态,低压母线输入阻抗频率特性也各不相同,会影响电容器组谐波分布;而对应不同的电容器组串联电抗率,4次谐波阻抗以及高并联谐振频率所受影响非常明显。所有这些因素都需在设计串联电抗率时加以考虑。

c.目前大多变电站电容器组串抗采用12%、5%、5%或12%、6%、6%的配置方式,在交直流混合电网中由于会出现直流输电单极大地或不对称运行方式,使交流侧部分变电站变压器因经中性线流过的直流分量过大而饱和,导致一方面变压器阻抗变化,使变电站电容器组侧串并联谐振点随之改变;另一方面变压器饱和引起系统谐波特性发生改变,特别是系统会出现较大的2~5次分量。从而可能引发谐波谐振放大,出现因4次等谐波分量过流引起的变压器或电容器事故或故障。

d.建议对目前可能受影响的已运行变电站电容器组作谐振点校核,对可能出现谐波谐振放大的电容器组要采取技改措施,以确保变电站设备安全运行。

e.建议对新建变电站电容器组作谐振点计算,选择12%、7%、7%或其他串抗率配置方式,以避开变压器饱和及其引起的谐波变化的影响,确保电容器组各支路总等值电流在安全范围内。

f.除直流输电影响外,以上结论适用于由于负荷原因及投切空载变压器等可能引起变压器阻抗变化及谐波特性改变的变电站。