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- 浔之漫智控技术（上海）有限公司
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- 2023-07-19 17:06:40
采用下图来说明线性稳压电源调节电压的工作原理，如图所示可变电阻RW跟负载电阻RL组成一个分压电路，输出电压为：
Uo=Ui×RL/(RW+RL)，通过调节RW的大小，即可改变输出电压的大小。注意，在这个公式中，如果只看可调电阻RW的值变化，Uo的输出并不是线性的，但如果把RW和RL一起看，则是线性的。另外还需要注意，这个图并没有将RW的引出端画成连到左边，而画在右边。虽然从公式上看没有什么区别，但画在右边，却正好反映了“采样”和“反馈”的概念—实际中的电源，绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的，使用前馈方法很少，或就是用了，也只是辅助方法。
如果用一个三极管或者场效应管来代替图中的可变阻器，并通过检测输出电压的大小，来控制这个“变阻器”阻值的大小，使输出电压保持恒定，这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压输出大小的，所以叫做调整管。
如图1所示，由于调整管串联在电源跟负载之间，所以称做串联型稳压电源，另外还有并联型稳压电源，就是将调整管跟负载并联来调节输出电压，典型的基准稳压器TL431就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思，就是如图2中的稳压管一样，通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”，或许这个图并不能让你一下就能看出是“并联”的，但细心一看，确实如此。注意：此处的稳压管是利用它的非线性区工作的，如果认为它是一个电源，它也是一个非线性电源。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，从而导致效率不高，这是线性稳压电源的一大缺点。
一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还包括一些例如保护电路，启动电路等部分。
下图是一个简单的线性稳压电源原理图(示意图，已省略滤波电容等元件)，取样电阻通过取样输出电压，与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
常用的线性串联型稳压电源芯片有：78XX系列(正电压型)，79XX系列(负电压型)(实际产品中，XX用数字表示，XX是多少，输出电压就是多少。例如7805，输出电压为5V);LM317(可调正电压型)，LM337(可调负电压型);1117(低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如1117-3.3为3.3V，1117-ADJ为可调型)。
某区变电站发生变压器差动保护故障跳闸，相关技术人员对该故障进行排查分析，分析结果如下： 一、设备概况 故障变压器是机加工厂的专用降压变压器，型号为SF9-6300/35，电压变比(kV)：35±5×1.25%/10.5。该变压器引自上级35kV变电站，经2500m电缆接至机加工厂35kV开关站内，主要负荷为机加工厂内6台10kV高压电动机和2台低压变压器，变压器平均负荷率85%左右，属于较理想的匹配方案。 二、报警信息 差动保护动作跳闸，10kV侧的保护装置未动作。 三、故障分析 根据差动保护原理（当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作），初步判定故障在该变压器本体内部及其低压侧进线断路器(保护装置)前的范围。 四、故障排查经过 由于试验设备缺乏，采用2500V兆欧表和万用表测量相结合的方法来粗略分析和判定。断开变压器高低压侧断路器，只保留了一次侧的连接线和二次侧的连接母线槽。 （一）2500V兆欧表测量结果分析： 高压侧：相对地2500MΩ：合格；相间通路：正常； 低压侧：相对地＜10MΩ（对地的绝缘电阻低于每伏1千欧）：异常；相间通路：正常；变压器高压绕组对对低压绕组，绝缘电阻不小于2500MΩ：合格。 （二）万用表测量结果分析： 高压侧：相对地开路：正常；相间通路：正常； 低压侧：相对地为1500～2500kΩ之间的一定大小的电阻：异常；相间通路：正常。 依据测量结果和现场情况分析，判断可能是变压器低压侧绕组和低压侧母线槽之间的软连接铜带存在问题（变压器与母线槽之间用一组软连接铜带相连），这些连接固定螺栓暴露在空气中，腐蚀严重。 五、设备检查 此母线槽属于箱式封闭式母线槽，检修人员逐一拆开其盖板，检查内部器件完好情况。 六、发现问题 1.在第1块盖板下面，即距变压器软连接铜带近处，发现A、B两相母线铜排有短路电弧痕迹，且2根铜排已烧伤，分别形成了1处熔断缺口。 2.三相母线铜排之间的一块水平安装的固定和绝缘环氧树脂绝缘板有放电烧黑痕迹，且产生细微裂缝，绝缘板上有少许水珠。母线槽内部至10kV进线开关其他各处，均未发现其他异常。 七、原因分析 1.对封闭式母线槽起固定和绝缘作用的绝缘板存在短路放电的条件，导致母线槽的两相母线短路放电，这是引起这起主变压器差动保护动作的重要原因； 2.绝缘板上的水珠引起绝缘板短路放电是此次故障的直接原因。 3.母线槽的终端垂直封闭板与水平布置的矩形母线框的连接处漏水，且该连接位置用于密封材料，长时间经风吹日晒和雨淋老化了，失去了应有的密封作用，在遇到暴雨后，猛烈的雨水由密封破坏后的连接缝渗漏进入了母线槽内。雨水作为导电介质，在水平绝缘板上使母线的相间短路。又由于这块绝缘板的安装存在一定的水平度差异，使处于较低处的2相母线之间积水；而处于相对较高处的2相母线则因为没有积水，故未发生短路。这是发生故障的根本原因。 八、防范措施 针对此次母线槽绝缘板积水引起的母线短路放电，导致变压器差动保护动作跳闸的故障，技术人员对所辖范围内的电气设备进行了一次全面检查，着重检查绝缘板的运行状况，及时彻底地处理了潜在的缺陷，消除了故障隐患，确保了电气设备的正常运行。 |