电压不稳

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电压不稳范文第1篇

关键字：低压配电线路故障电压偏低

低压配电线路，肩负着配电变压器功力分配任务。但是，随着我国城市工业的发展和人民生活水平的日益提高：如在城区宾馆、家庭小工厂的开启，居民家用电器的添加等，为电力系统保证供电质量带来了很大的困难。特别是在酷暑夏日及严寒冬日时段的用电高峰期，往往容易造成居民用户电压偏低，无法正常用电，给居民用户生活带来了不便，甚至可能造成经济损失。

一、对低压配电线路故障及电压不稳定的原因分析

线路故障的主要原因是部分线路设备老化严重，设备固有的隐患不易消除，在季节发生变化时线路跳闸尤为严重。表现在配网线路各类交跨距离不够，部分线路线路档距过大，大风时易混线造成相间短路故障。另外，树障也是造成线路故障的一个重要因素，再加上配电线路防雷措施不足。线路所处区域空旷易招雷击，而配电线路一般没有避雷线，线路直击雷或感应雷过电压就会在线路设施薄弱之处寻找出路，造成损害，而配电绝缘子打压困难，低值、零值绝缘子长期运行，绝缘子质量不过关或存在隐患运行，在雷击时易引起线路接地或相间短路等。

（一）因线路设备自身缺陷故障（内因）

1．线路设备老化严重，因种种原因发生故障，季节变化时尤为严重。

2．导线断线故障：施工工艺不标准，导线与绝缘子的绑扎处、引流绑扎处扎线脱落，造成引流断或烧断导线。

3．配变台变故障跌落烧毁、配变烧毁、引流断等造成线路故障。

4．变压器避雷器损坏造成线路接地。

5．相间短路故障：线路档距过大，导线弧垂过大，大风时易混线，造成相间短路故障。

6．低值、零值绝缘子造成故障：因配电绝缘子打压困难，低值、零值绝缘子得不到及时更换，运行造成接地。春秋两检时都能发现绝缘子击穿现象。

（二）外力破坏造成线路故障

1．树障：电力线路走廊树障一直是影响海南电网安全运行的主要隐患之一，开展电力线路走廊树障清理，保证电网系统安全稳定运行是提供连续、安全、稳定的电能的一项非常重要的工作。

2．房障、交叉跨越公路危害电网安全，清除步履艰难。一些单位和个人违反电力法律、法规，擅自在电力线路保护区内违章建房、种树、修路、挖堰，严重威胁着供电安全。

3．违章施工作业。表现在一些单位和个人置电力设施安全不顾，在电力设施保护区内盲目施工，有的挖断电缆，有的撞断杆塔，有的高空抛物，有的围塘挖堰，在线下钓鱼等，导致线路蹈间。

4．盗窃、破坏电力设施，危及电网安全。

5．输电线路下焚烧农作物、山林失火及漂浮物（如放风筝、气球、白色垃圾），导致线路跳闸。盗割导线的破坏。

（三）设计、运行管理等环节上存在的问题

1．已改造或未改造的线路未装分段开关或装设的分段开关数量远远不够，线路一发生故障，直接跳变电所开关，跳闸率高，故障点也不容易查找。

2．外线维护单位责任心事业心不强，线路瞬时故障重合成功的外线一般不主动查线，致使故障隐患一直存在，得不到消除。因此配电网运行多少存在拼设备的情况。

二、改善低压配电线路电压不稳定的对策

1、合理的布置配电变压器位置

由于在城市中心大多数是百年老城，给我们架设低压配电线路和安装配电变压器带来了很大的困难，为了满足居民用户电压要求，确保电压稳定，在满足城市规划的前提下，我们尽量将配电变压器布置在负荷中心。当负荷密度高、供电范围大时通过经济技术比较采用两点或多点布置，以满足居民用户用电电压的要求。

2、增加配电变压器的容量

由于受到城市规划的限制，在城市道路的两旁没有增架配电变压器的位置，原来的配电变压器大多数是城网改造安装的（一般是s11-m-315/10及以下），甚至有的更早，然而居民用户用电量日益增加，以前的容量已经不能满足当前用电形式。往往造成居民用户电压低，家用电器不能正常使用。当遇到这种情况时：

1、我们可以将配电变压器由原来的小容量更换成大容量（如s11-m-315/10增加到s11-m-500/10或s11-m-630/10等），来保证居民用户电压质量。

2、增加配电变压器台区，如果在电压低的地区有安装配电变压器的位置，我们可以通过加配电变压器的方法来改善用户电压低困难。

3、合理的分配负载，确保三相负载平衡：

低压配电线路是负责分配电能任务的，如果我们在安装过程中没有注意负载合理分配，会造成负载严重偏相，引起有的用户电压低，有的用户电压高，电压低的负载不能正常工作，电压高的负载而损坏。所以我们在三相四线制中，在分配负载时要合理，尽量保持三相平衡。

4、改善线路末端电压

配电变压器的低压配电线路供电半径一般是100-150米，但是有的居民用户在供电范围之外甚至更远，在低压配电线路的末端，这种情况如果遇到用电高峰期时，往往会使居民用户电压低，给用户带来了生活不便。当遇到这种情况时，我们可以将末端的这些用户甩给相邻附近的配电变压器供电，也可以根据实际情况新增加相当容量的配电变压器，以保证用户的供电质量。

电压不稳范文第2篇

关键词：LDO线性稳压器；LDR；频率补偿；频率稳定

中图分类号：TN432 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1515703

Pole Tracking Frequency Compensation for LDO Regulator

WANG Xihu,WU Longsheng,LIU Youbao

(Xi′an Microelectronic Technology Institute,Xi′an,710054,China)

Abstract：A novel frequency compensation technique for low-dropout linear regulator is presented.The proposed technique,called pole tracking compensation,provides fast transient response and does not need on-chip frequency compensation capacitor which helps enable higher integration.Theoretical analysis and simulation results show that the stability of LDO regulator is guarded under full load condition.

Keywords：LDO linear regulator;LDR;frequency compensation;frequency stability

1 引 言

便携电子设备无论是由蓄电池组，还是交流市电经过整流后(或交流适配器)供电，工作过程中，电源电压都存在变化。例如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2 V，放电后的电压为2.3 V，变化范围很大。而各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。因而近年来，低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regulator)以其低成本，高电池利用率，洁净的输出电压等特点，被广泛应用于移动电话、掌上电脑等消费类电子产品，以及便携式医疗设备和测试仪器中。

LDO稳压器的频率补偿设计，不仅直接决定了频率稳定性，而且对LDO稳压器的性能参数，尤其是瞬态响应速度，有很大的影响。此外，随着当前半导体集成电路工艺的发展，越来越多的功能电路能够被集成于单一芯片中，而现有的LDO稳压器频率补偿技术，对芯片上频率补偿电容的需要，大大阻碍了LDO稳压器芯片集成度的提高和与其他功能电路的系统集成。

本文对LDO稳压器的频率稳定问题，和现有的频率补偿设计技术进行了理论分析。在此基础上，提出了一种新型的频率补偿方法，并给出了电路实现途径。通过一个采用TSMC0.18 μm混合信号半导体工艺，最大输出电流为100 mA的LDO稳压器设计，对该方法做出了进一步的说明。最后，结合LDO稳压器的HSpice仿真结果，对本文提出的频率补偿方法的效果进行了讨论。

2 LDO稳压器频率补偿

LDO稳压器的典型结构，如图1所示。图1中，Vref为具有良好温度特性的电压参考信号，Vin为不稳定的输入电压信号，Vo为输出电压信号。LDO稳压器利用由压差放大器、电压缓冲器、电压调整管Mpass和反馈网络构成的负反馈环路，维持Vo稳定。

图1 LDO稳压器典型结构当环路对一定频率的信号的相移达到-180°时，负反馈成为了正反馈，如果环路增益T仍大于单位增益，环路将产生自激振荡，失去稳定Vo的作用，故需要频率补偿设计，来保证在相移达到-180°之前，T已衰减到单位增益以下。在单位环路增益频率fu处，环路相移与180°的和，被称为相位裕度θ。在θ与闭环增益Acl间存在以下关系：

|Acl(fu)|=1β*11+expj(θ-180°)(1)

其中β为反馈系数，1/β为低频闭环增益。

由式(1)可以看到，若相位裕度小于60°，则|Acl|大于1/β，即发生过冲。过冲会导致LDO稳压器的阶跃响应呈现欠阻尼振荡(振铃)。因而相位裕度不仅是考察频率稳定性的重要参数，而且对瞬态响应也有很大影响。

图1中存在两个低频极点，分别为位于电压缓冲器输出端的极点P1，和LDO稳压器输出端的极点P2。P1与P2的值由电压缓冲器的输出等效电阻Ro1，Mpass的栅、源极电容Cgs，LDO稳压器输出端的等效电阻Ro2和外接电容Co决定:P1=-12π*Ro1*Cgs(2)

P2=-12π*Ro2*Co=-12π*(Vo/Io)*Co

=-Io2π*Vo*Co(3) 为保证LDO稳压器的频率稳定性和足够的相位裕度，P1与P2的间距(P1/P2)应足够大。但由式(3)，P2随着LDO稳压器的输出电流的增大，逐渐向高频移动，使P1和P2的间距缩小，造成频率稳定性变差。

传统LDO稳压器的频率补偿方法，如图1所示，利用了输出端电容Co及其等效串联电阻Resr，产生一个左半平面(LHP)零点Z1：Z1=-12π*Resr*Co(4) 若Resr的取值使Z1与P1足够接近，并相互抵消，则在LDO稳压器的通带内只有一个极点P2，环路相移不会超过-180°。但是，Resr会增加Vo在瞬态过程中的变化幅度，降低对Vin中噪声的抑制，且对Resr取值的要求，限制了Co可选择的类型，增大了使用难度和系统成本。此外，Resr的值还受到环境温度、电压和频率的影响，所以频率稳定性不能得到可靠的保障。

由于以上原因，当前的LDO稳压器，多采用内部频率补偿。一类内部频率补偿技术借鉴了传统LDO稳压器的零、极点抵消方法，并利用前馈技术［1］,或芯片内部的RC网络［2］和电压控制电流源［3］，产生所需的零点。但是，要做到芯片内产生的零点与相应极点的完全匹配，是非常困难的。而未能相互抵消的零点和极点，会成为LDO稳压器通带内的零、极点对(doublet)，造成Vo建立时间的增加。另一类广泛使用的内部频率补偿为米勒频率补偿。米勒补偿具有极点分离的特性，即通过跨接在Mpass栅极和漏极的米勒电容Cm，将P1推向低频， P2推向高频。米勒补偿后，P1与P2由式(2)、式(3)变为：P1-12π*gm*Ro1*Ro2*Cm(5)

P2-gm2π*Co(6) 其中，gm为Mpass的跨导。

由式(5)，欲使P1远小于P2，则Cm会很大，电路内部对其充放电的过程造成Vo的压摆时间tsr变长。因Co很大，由式(6)，P2处于低频，限制了增益带宽GBW。米勒补偿对tsr和GBW的影响，直接增大了LDO稳压器的环路延时td(参看式(7))。虽然通过嵌套的米勒频率补偿方法［4］或电容倍增电路［5］，能够减小Cm，但未能根除Cm对LDO稳压器芯片的集成度的影响。tdtsr+1/GBW(7) 针对以上问题，下节将给出一种能够保证LDO稳压器的高速，且无需芯片上频率补偿电容的新型频率补偿方法。

3 极点跟随频率补偿

LDO稳压器空载时，由式(3)，P2为0 Hz(实际上，此时P2=-λ*IDMpass2π*Co，λ和IDMpass为Mpass的沟道调制系数和漏极电流)，P1只需大于0 Hz，P1与P2的间距(P1/ P2)就足以保证频率稳定性。随着输出电流的增大，P2向高频移动，如果P1能够跟随P2的变化，则P1与P2的间距得到维持。极点跟随的频率补偿，即是当输出电流变化时，通过使P1跟随P2的变化，获得频率稳定性的方法。

一种使P1跟随P2变化的电路实现，可利用共集电极和共漏极电压缓冲器的输出电阻，分别与偏置电流和偏置电流的开方成反比的规律，根据输出电流来动态地调整电压缓冲器的偏置电流，使P1也受输出电流控制。

一个采用了极点跟随频率补偿的LDO稳压器，如图2所示。其中，完成频率补偿的动态偏置电压缓冲器，包括了由MOS晶体管MP3，MN4和运算放大器OPA组成的输出电流监测电路，由MN1~MN3和MP1~MP2组成的电流镜电路，以及由电流源IB2，IB3和双极晶体管Q3~Q6组成的电压缓冲器。图2 一个采用极点跟随频率补偿的LDO稳压器 输出电流监测电路中的MP3与LDO稳压器的电压调整管Mpass的源、栅极驱动电压相等，且由于运放OPA输入端“虚短”特性，MP3的漏极(OPA正向输入端)电压等于Mpass的漏极(OPA负向输入端)电压，故有：IDMP3IoIDMP3IDMpass=(W/L)MP3(W/L)Mpass=K1(8) 电流镜电路的输入电流IDMP3与输出电流IDMP1，IDMN1，有以下关系：

IDMP1IDMP3=IDMN1IDMP3=(W/L)MN2(W/L)MN3=(W/L)MN1(W/L)MN3=K2(9)

电压缓冲电路中，Q3~Q4和IB2~IB3为Q5~Q6提供了甲乙类输出控制，Q3~Q6构成了一个跨导线性环(trans-conductance linear loop)，因而有：ICQ3ICQ6=ICQ4ICQ5=AEQ3AEQ6=AEQ4AEQ5=K3(10)其中，AEQ3~AEQ6为Q3~Q6的发射极面积。

又因ICQ3，ICQ4分别为IB2与IDMP1，IB3与IDMN1之和，若IB2=IB3，IDMP1IB2，IDMN1IB3，则由式(8)、式(9)和式(10)，有：ICQ5=ICQ6=K1K2*K3*Io=K*Io(11) 故动态偏置电压缓冲器输出电阻Ro1为：

Ro1=REQ5REQ6=12*VTICQ5=VT2*K*Io(12)

其中VT为热电压。

将式(12)代入式(2)，有：

P1=-12π*Ro1*Cgs=-Io*Kπ*Cgs*VT(13)

对照式(3)与式(13)，可以看到，P1/P2独立于Io，故图2中的LDO稳压器获得了在整个负载变化范围内的频率稳定性。

4 仿真结果与讨论

采用TSMC 0.18 μm混合信号Spice模型，和高精度仿真工具HSpice，对图2中的LDO稳压器进行了设计与仿真验证。在Co=1 μF，Io=100 mA的条件下，环路增益T的幅频与相频响应的仿真结果如图3所示，在单位环增益频率内，幅频特性与单极点系统相同，以-20 dB/dec的速度衰减，相位裕度大于80°。

图3 LDO稳压器环路增益的幅频与相频特性图4为输出电流Io在20 ns内由0跳变为100 mA时，LDO稳压器输出电压Vo的瞬态响应。由图4可以看到，Vo从空载到满载的转换时间约为0.5 μs。如此良好的瞬态响应是由于极点跟随频率补偿具有以下优点：极点P1对P2的跟随，减小了P1的附加相移，增加了相位裕度，则由式(1)，有利于减小过冲导致的输出电压振铃现象；无需引入零点，因而避免了零、极点对造成的输出电压稳定时间的增加；对带宽没有限制，且无需米勒频率补偿电容，则由式(7)，有利于减小环路延时。此外，电压缓冲器中的甲乙类推拉结构和动态电流，对提高响应速度也有很大帮助。

图4 LDO稳压器瞬态响应最后需要说明的是，对输出电压Vo进行的直流扫描结果表明，Vo在整个输出电流范围内的变化较大，约为4%。经分析，主要由以下因素造成：图2中的宽带压差放大器的非对称结构引入了较大的输入失调电压；双极器件的基极电流，以及NPN型器件与PNP型器件参数(放大倍数等)的差异引入的误差。通过改用对称结构的低失调压差放大器，并将双极器件替换为MOS器件，可提高LDO稳压器的精度。但是由于低失调压差放大器引入的低频极点，以及MOS器件的低跨导造成的P1的频率降低，会减小相位裕度，所以应避免在压差放大器中采用电流镜(引入镜极点)或共源共栅(增加节点电阻)等结构，并适当提高电压缓冲器中器件的尺寸和偏置电流。

5 结 语

本文提出的极点跟随的频率补偿方法，提供了LDO稳压器良好的频率稳定性和瞬态响应，且无需芯片上频率补偿电路，因而不仅适用于高负载变化响应速度的单芯片LDO稳压器，在集成电源管理和片上系统(SOC)方面，也有较好的应用前景。

参 考 文 献

［1］Leung K N,Mok P K T,Ki W H.A Novel Frequency Compensation Technique for Low-Voltage Low-Dropout Regulator\.IEEE International Symposium on Circuits and Systems,1999(5):102-105.［2］Ka Chun Kwok,Mok P K T.Pole-Zero Tracking Frequency Compensation for Low Dropout Regulator\.IEEE International Symposium on Circuits and Systems,2002(4):735-738.

［3］Chava C K,Silva-Martinez J.A Robust Frequency Compensation Scheme for LDO Voltage Regulators\.IEEE Transactions on Circuits and Systems Part-I,2004,51:1 041-1 050.

［4］Lau S K,Leung K N,Mok P K T.Analysis of Low-Dropout Regulator Topologies for Low-Voltage Regulator\.IEEE Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits\.Hong Kong,2003(3):379-382.

［5］Kok Soon Yeo,Ai min Xu,Joel pensating Capacitive Multiplier,U.S.6,812,778 B1\.2004.

电压不稳范文第3篇

关键词：无功补偿 电压控制 电力系统

1　前言

电网无功平衡是保证电压稳定的基本条件，但电力系统无功功率的发、供、用呈现明显的分散性，因而无功功率只有在分层、分区、分散合理平衡的基础上，才能实现电网电能的合理分布和维持电网稳定运行。

2　电力系统无功电压优化的问题

电力系统无功优化问题是一个多目标、多变量、多约束的混合非线性规划问题，其优化变量既有连续变量，又有离散变量，整个优化过程十分复杂，也使优化过程中离散变量的处理更困难。理论上，无功分布可以达到最优，但实际上，一个复杂庞大的电力系统几乎不可能在线实现最优控制。最主要的瓶颈在于优化计算的数据基础——状态估计（SE）结果的正确性、可靠性还无法满足实时控制的要求。这也是至今国内外还没有成功将全局潮流优化（OPE）结果直接用于实时控制的重要原因[1]。从工程应用角度看，现实中的电力系统无功只能实现次优分布。一般认为，比较接近无功次优分布的做法是，无功功率尽量做到分层分区平衡，减少因大量传送无功功率而产生的电压降和电网线损，在预留事故紧急备用的前提下，尽可能使系统各点电压运行在允许的高水平，这样不但有利于系统运行的稳定性，也可获得接近优化即无功次优分布的经济效益。

3　研究现状及发展方向

目前，国内电力系统的无功补偿和电压控制多采用传统的方式，有载调压变压器、静电电容器等职能手动调节和投切，不能实现实时电压控制或无功补偿。因此，实现实时无功补偿以保证电力系统电压的连续稳定性，是研究的主要方向[1，2，3]。

多数电网中电压控制技术仍停留于人工方式，效果并不令人满意，原因有三：

（1）电压曲线和无功设备运行计划是离线确定的，不能反映电网的实际情况，存在安全隐患；

（2）电网运行人员需要时刻监视系统电压无功情况，并进行人工调整，工作强度大，而且会因容易出现过调量往往造成电网电压波动大；

（3）各厂、站无功电压控制未予以协调，造成电网运行不经济。

近年来几次重大电网事故都是由偶遇无功电压问题致使电网瘫痪。无功电压自动控制技术逐渐引起重视。过去几年中，基于分层分区控制的二、三级电压控制技术已逐渐得到推广应用，并取得明显的控制效果。

二、三级电压控制技术的要点与问题如下：

（1）由于电压太复杂实时自动控制电网中各节点是不现实、不经济、不必要的；

（2）发电机无功是电网中电压支撑和调节的主要资源，最容易控制而且廉价，应充分利用；

（3）简单可行的电压控制系统应当只考虑控制少数主导母线，使电网电压达到次优；

（4）靠近主导母线的厂站母线，宜与其组成一个控制区；

（5）通过控制主导母线电压使控制区域内所有母线电压满足要求，而各个控制区域是独立控制；

（6）区域内控制资源主要是依靠大机组无功功率，即通过控制发电机组无功功率来调节区域内母线电压在允许范围。

3.1　部分省网几种无功电压njiu现状

（1）为提高电网电压稳定水平，对电网的多种运行方式进行全面的静态和暂态电压稳定大规模离线分析研究，分析近年电网电压稳定的薄弱区域和薄弱点，评估电网的静态电压稳定水平，同时也评估采取增强网络结构、电源优化布局、SVC应用等措施的效果。应用稳定控制技术，研究提高供电可靠性和安全稳定运行水平，增强供电能力。

（2）进行全局无功最优控制的仿真研究，针对发电机、并联电容器、变压器有载分接头等无功可控设备的特点及调节性能进行分析，确定将发电机作为唯一控制手段的仿真研究方法。

（3）开发电网无功电压优化集中控制系统，通过采集调度自动化SCADA系统的实时数据，进行综合优化处理后，形成集中控制指令，运用调度自动化“四遥”功能，实现电网无功电压优化运行。

（4）对典型电网结构和负荷分布进行计算和理论分析，优化无功补偿配置容量。具体内容包括典型结构220kV变电站补偿容量研究、典型结构100kV变电站补偿容量研究、变电站主变额定电压选择和抽头比较与配合选择研究、无功分层和分区平衡情况分析和支路无功经济分点的数学验证。并开发了分布式无功电压全局实时优化控制系统，控制电网内各节点电压在允许范围内，实现全网有功损耗最小。

总体来看，从全局的角度进行无功电压自动控制的工作，目前处于初步研究阶段。电压的调控仍未能从技术上实现类似于SGC的闭环控制，电压质量也难尽人意。

目前总结的无功补偿经验：

整个系统的安全，以用户就地补偿为最大原则。一般电网补偿为过补偿。无功储备留在发电机中以便迅速调出。系统电压是主动、经济、高校的，有较强抗事故冲击能力。

3.2无功电压控制的发展方向

电力系统是一个复杂的动态关联系统，其潮流是动态变化并相互关联的。变电站内变压器分接开关在某个范围内的调整将影响无功功率的交换，进而影响电网无功潮流的分布和节点电压的变化。单个变电站独立实行无功电压控制，存在局部优化但影响全局的弊端。

要解决上述弊端，必须考虑全局的优化，将各个变电站点采集的无功电压数据和控制结果送至调度中心或集控站的主机，依据实时的潮流进行状态估计，确定各个变电站节点电压和无功要求，对全网的无功电压进行分层分区综合调整。

基于调度系统或集控站的区域集中控制模式是维护系统电压正常，实现无功优化综合控制，提高系统运行可靠性和经济性的最佳方案。但大量信息输入调度中心计算机，必然会造成无功电压控制软件复杂化和控制的实时性变差，因此分层分区和分散就地的关联控制已成为全网无功电压控制的发展方向。

分层分区和分散就地的关联控制优点在于：系统正常运行时，各变电站的电压无功控制装置或软件自动执行电压无功调控，实现功能分散、责任分散、危险分散；紧急情况下调度中心执行应急程序，闭锁下级调度或集控站以及各变电站的自动调控功能，由调度中心直接控制或下达电压无功系统参数至枢纽变电站，保证全网系统运行的安全性和经济性。为达到分层分区和分散就地控制人物的装置或软件（VQC装置或软件），并且应具有对受控变电站状态的分析、判别和控制功能，以及较强的通信能力和手段。由于此类分散就地控制装置或软件能够根据变电站不同的运行方式和计算机投切电容器，以及调节分接头可能发生变化的配合问题。因此，分层分区和分散就地的关联控制兼顾了全局优化和局部优化的问题。

4　AVC研究现状

基于最优潮流OPF的实时电压自动控制（AVC）集安全性和经济性于一体，可实现安全约束下的经济闭环控制。正常运行情况下，AVC通过实时监视电网无功电压情况，进行在线优化计算，分层调节控制电网无功电源及变压器分接头，调度自动化主站对接入同一电压等级、电网各节点的无功补偿可控设备实行实时最优闭环控制，满足全网安全电压约束条件下的优化无功潮流运行，达到电压优质和网损最小。省级电网研究的AVC是集中控制型的，也即在电网调度自动化系统SCADA、EMS与现场调度装置之间通过闭环控制实现AVC[2，3]。

电力系统电压自动控制主要有以下两个方面：

（1）无功补偿可控设备的自动化。包括发电机、有载调压器、电容（电抗器）、SVC、STATCOM及其他无功补偿设备的自动控制；

（2）全网无功电压的最优化。

5　结论

无功补偿及电压调节的优化首先要搞好无功就地平衡，无功补偿的理想状态是各级电压线路上没有无功电流流动，各级电压母线的功率因数均为1。为此，应本着自下而上，由末端向电源端的顺序逐级平衡补偿。在补偿方式上宜采用集中补偿和分散补偿相结合，以分散为主；高压补偿和低压补偿相结合，以低压为主的原则。并安装自动补偿投切装置。在电网中采用有载调压变压器，安装无功/电压优化自动控制装置，可以实现经济调压[2，4]。

电网的无功及电压调节的必要措施如下：

（1）采取电网分层分区运行；

（2）加强电网无功及电压的调节和管理；

（3）电力系统分区并确定各个区的电压中枢点以便对电压进行分级分布式控制；

（4）合理配置无功补偿设备，做到无功就地补偿、分层分区平衡；

（5）加强送、受端电网建设，提高运行可靠性、调度灵活性和通道的输送能力，并提供足够短路容量和足够大惯性的系统；

（6）在长距离、大容量送电线路中大量采用串联补偿，以提高电网输送能力、改善运行电压水平；

（7）在落点集中的负荷中心、受端电源少、受端大规模接受西电东送的落点采用动态无功设备；

（8）研究省网受端系统电压稳定和动态无功补偿问题，根据研究成果合理配置无功电源，使之满足电网动态无功备用；

（9）对省网进行无功优化调节控制，实施分级分布式的控制策略，实现整个省网的闭环实时控制，实现全网无功优化配置；

（10）运用“无功电压优化集中控制系统”，完善电压自动监测网络，实现数据自动采集、自动传输和自动统计分析，实现全网无功优化实时控制。

参考文献：

[1]周双喜，刘明波，李端超等.电力系统电压稳定及电压无功优化控制研讨会会议资料[C].广东省电机工程学会电力系统专委员会，2005.

[2]许文超，郭伟，李海峰，胡伟.AVC应用于江苏电网的初步研究[J].继电器，2003，31（5）：23-26.

电压不稳范文第4篇

幸运的是，当8位单片机开始不断涉足更多的混合信号应用时，越来越多具有模拟背景的设计人员开始使用单片机。这些采用混合信号单片机的设计人员非常熟悉电压比较器的灵活性和功能，便着手发掘其潜能。使用片上电压比较器的应用不断涌现，包括传感器输出的模拟信号到数字信号的转换、逻辑门、放大器以及电源转换。

遗憾的是，混合信号单片机设计人员的人数尚不足以有效推广电压比较器。因此，本文旨在使设计人员认识到不起眼的片上电压比较器可能给混合信号应用带来的价值。全面探讨这个主题需要数百页的篇幅，我们将尽量多地选取一些可能的应用进行阐述。

我们首先将讨论传感器数字转换。大多数模拟传感器会产生与其测量的环境因素成比例的阻值、电感或电容值的变化。热敏电阻阻值的变化与温度成比例，湿度传感器改变其电容值，而某些接近传感器甚至会改变自身的电感值。传统的转换方法先将电阻、电容或电感转换为电压，然后使用一个ADC将电压转换为数字值。但是，假使我们可以将传感器的输出直接转换为数字值，又会怎样?

利用不起眼的片内电压比较器构建简单的张弛振荡器，可以将电阻、电容或电感转换为可变的频率，然后使用定时器外设来测量该频率。图l显示了两个简单的振荡器电路。除了简单这一显而易见的优点外，两个电路由于自身会对输入信号求平均，因而具有一定的噪声抑制能力。不过，其分辨率还由采样时间决定。

在两个电路中，电阻Rl、R2和HR3提供滞回电压，根据比较器的输出状态来调节比较器跳变电平的大小。左边电路中的R4和L1与右边电路中的R4和C1作用相同，用于设置工作频率。通过用适当的阻性、容性或感性传感器替换R4、C1或L1，就能构建一个频率可随传感器输出值变化的变频振荡器。然后使用TimerO和Timerl将频率转换为数字值。Timerl的计数频率与振荡器频率相同，TimerO设置采样周期。当TimerO溢出时，Timerl停止计数，它的当前值就是转换的结果。

这一对内部定时器与少量的外部元件和一些软件相结合，向设计人员提供了一种使用比较器测量电阻、电感或电容的简便方法。设计人员只需延长Timerl的计数周期，就可以提高转换器的分辨率。

此外，大多数带有片上比较器的新型单片机在比较器的反相输入端上有一个2选1或4选1的模拟多路开关。只需给每个传感器添加一个电阻R4，然后将传感器／电阻的接点连接到多路开关的各个输入端，设计人员就能在多达4个传感器中选择转换器的输入。

构建逻辑门只不过是将二极管逻辑与一些电阻组合起来，以实现必需的逻辑功能。图2给出了实现了逻辑“与(AND)”和逻辑“或(OR)”功能的简单电路，以及略为复杂的逻辑“异或(XOR)”功能的电路。

图2中，左边的电路实现逻辑“与”和逻辑“或”功能。要实现逻辑“与”功能，选择R3和R4的值，使得反相输入端的电压高于Vnn／2。要实现逻辑“或”功能，选择可使反相输入端的电压略低于Vnn／2的值。(R1和R2的值应相等)。在逻辑“与”配置中，A和B两个输入端必须同为高电平以将同相输入端的电压拉高到VDD／2之上，才能使输出变为高电平。在逻辑“或”配置中，A或B中必须至少有一个为高电平以将同相输入端的电压拉至VDD／2，才能拉高输出电平。要构建逻辑“非与(NAND)”或“非或(NOR)”电路，只需将反相和同相输入端交换即可。

图2中，右边的电路用于实现逻辑“异或”功能。如果A或B中有一个为低电平，那么反相输入端将被钳位在0.7V，若另一个输入为高电平，就会产生高电平输出。如果A和B均为高电平，那么同相输入端的电压将保持为略低于VDD，而反相输入端被拉至VDD--导致输出低电平。(注：对于任何逻辑电路，选定的电阻值应足够大以使所有电流处于1～10mA范围内，这样比较器的输出驱动电路才能容易地驱动逻辑)。

接下来，让我们研究如何将比较器用做低频运放。只需使用一个足够低频的低通滤波器来对脉冲链进行滤波，任何占空比可变的数字信号均可被转换为直流电压。要使用比较器来构建运放，我们将使用同样的滤波器求平均功能来生成反馈和输出电压(见图3)。

在同相电路中，R1和R2如同在常规运放电路中一样，用于确定增益。C1和R3／C2充当滤波器对比较器输出端的PWM数字信号求均值，并将求得的结果作为反馈的直流电平和电路的线性输出。在反相电路中，R4和R5确定增益，C3和R6／C4充当平均滤波器将数字PwM信号转换为线性电压。注：在反相拓扑结构中，需要R7和R8来产生电路的虚拟地。

最后要讲述的是开关电源电路。产生交变电源电压的一种方法是产生由输出反馈电压门控的PwM开关信号。在该电路中，一个比较器产生斜坡波形，而另一个提供输出电压的反馈信号。图4中的原理图给出了使用两个比较器的实现方案。

在该电路中，比较器U1a是一个脉冲发生器，与前面所述的将传感器输出转换为数字信号的振荡器类似，其工作频率由R4、R5和C1决定。电路中R5的作用是确保C1上的充电电压绝不会低于约1.5V。这一点非常重要，因为U1b通过将U1a的同相输入端拉至约0. 7V来控制振荡器的工作，使其停振。(注：振荡器被设计为在关断时将输出拉为低电平，因此此时Q1也将处于截止状态)。

当振荡器运行时，Q1会定期导通，使得电流流过L1。当Q1截止时，流过L1的电流会使D3正偏，从而给C2充电，继而抬高输出电压。c2上采样得到的输出电压经过分压后与D2上的正向电压作比较。如果输出电压过高，U1会关断振荡器，C2会向负载放电，从而使输出电压降低。当输出电压跌落到所需电压以下时，U1b的输出就会变成高电平，振荡器重新起振，将重新有电流流向C2。

电压不稳范文第5篇

直流稳压电源包括变压器部分、整流滤波部分、稳压部分，主要技术指标为电压参数（如果可调节，则为电压范围）、纹波系数（纹波电压）、输出电压调整率、额定输出电流。

直流稳压电源是能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。 直流稳压电源随着电子设备向高精度、高稳定性和高可靠性的方向发展，对电子设备的供电电源提出了高的要求。

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