阻抗

阻抗（精选十篇）

阻抗 篇1

1 阻抗类別

阻抗分特性阻抗和差动阻抗两大类。

2 阻抗影响之因素

2.1 线宽:当线宽增加时, 特性阻抗减小。

2.2 线厚:当线厚增加时, 特性阻抗减小。

2.3 介质厚度:当介质厚度增加时, 特性阻抗增加。

其中介质常数由原材料决定;线路厚度由原材料或制程能力决定;线宽有制程能力决定;防焊厚度由原材料及厚度决定。Z与时间的关系如图1所示。

在控制阻抗时要注意:介质层厚度的公差一般还要考虑是用什么样的半固化胶片, 大多数情况是正负0.4左右。压合介质层的大小跟特性阻抗影响不是很大, 只要不出现压合是两面的介质层相差太离谱就不会影响很大。主要是跟阻抗线的线宽有关系, 线宽越宽阻抗就会越小。

3 阻抗计算公式

特性阻抗的计算公式为:Z0=87/SQRT (εr+1.14) *1n[ (5.98h) (0.8w+t) ];

其中Z0:印刷导线的特性阻抗;εr:绝缘材料的介电常数;h/A:印刷导线与基准面之间的介质厚度;w:印刷导线的宽度;t:印刷导线的厚度。

4 各影响因素对阻抗影响的比例

各影响因素对阻抗影响的比例如图2所示。

多层板用基板材料的绝缘厚度的精度的高低, 对Z0精度控制是最重要的影响因素。其次是导体的宽度。

5 TDR比较表

6 结束语

阻抗解释: 篇2

阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的，而另一个抗字呢?简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗;通俗一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体，电阻很大的物质称作非导体，而最近在高科技领域中称的超导体，则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。

高频电路的阻抗匹配由于高频功率放大器工作于非线性状态，所以线性电路和阻抗匹配(即：负载阻抗与电源内阻相等)这一概念不能适用于它。因为在非线性(如：丙类)工作的时候，电子器件的内阻变动剧烈：通流的时候，内阻很小;截止的时候，内阻接近无穷大。因此输出电阻不是常数。所以所谓匹配的时候内阻等于外阻，也就失去了意义。因此，高频功率放大的阻抗匹配概念是：在给定的电路条件下，改变负载回路的可调元件，使电子器件送出额定的输出功率至负载。这就叫做达到了匹配状态。

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R]，当R=r时，[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共厄匹配。在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑(可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的)。[1]从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配(相等)时，在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，在这里我们不细说了，有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。

你的阻抗是什么 篇3

男孩的日记

阻止我继续前进的是什么？我时常这样问自己。

似乎也没有什么特别的事，但总会懒洋洋地不想动。

我明知道第二天该交作业，可拿着笔就是写不下去；我明知道要去买饭，可总是拖到食堂关门前的最后一刻才不情不愿地跑去；我明知道该看书，可就是看不懂，书上的每个字好像都在跳舞，让我忍不住想去玩跳舞机；可真的要穿上衣服上街去玩跳舞机，又莫名其妙地打消了念头。

可能现在唯一坚持下来的，就是写日记了吧。每天麻木而粗糙地记着天气，写些自己都觉得狗屁不通的流水账，好像就是日记的意义。

恐怕有一天，我会连日记都不愿意动手去写。那时候我不知道自己还会做什么……

日记到此结束。最后的时间是一周以前。

日记的主人，李帆，此刻就坐在我的面前。像所有的初来者一样，他在椅子上扭来扭去的，手都不知道该摆在什么地方。

这是我所在的咨询中心。不同于外面的商业咨询中心，这里来的基本上都是学生。他们还留有年轻人的羞涩和淳朴，不会像社会人那样直奔主题。他们常常扯一些其他的问题，在最后才说出自己的困惑。或者干脆不承认自己有心理困惑，说自己只是出于好奇或是其他什么目的才来看看。

然而李帆是不同的。

他时刻像一个矛盾的统一体。看到他第一眼我就知道他不愿意来。从他紧张的肌肉和不停扭着的身体上，可以看出他的抗拒。

但是他的言语和举动，却又表现出他还是很需要帮助的。他带来了他的日记，说：在日记里能看到我的困惑。

日记的最后一篇，就是上面所写的那些。看完日记，我有些怀疑李帆有抑郁症。因为长时间毫无理由的消沉，是抑郁症一种很常见的表现。可能看出我的想法，李帆主动对我说：我知道，我没有抑郁症。

前阵子校园内的心理普及讲座，李帆也去了。讲座上进行了一些基本知识的普及，里面就有关于抑郁症的判断。据李帆说，他最开始也怀疑过自己是不是抑郁症。毕竟记日记的习惯他已经维持了很多年，像现在这样突如其来的中断，也让他自己惊恐不已。但是好像除了无精打采之外，他也并没有其他的什么症状。最近一周以来，他该玩就去玩，该睡就去睡。唯一改变的就是记日记的生活习惯。

作家梦

最近有什么大事发生吗？我问李帆。

没有，什么都没有。也没有失恋，也没有考试。所有的一切都和以前一样。他肯定地说。

如果不是生活的改变，那可能就是一些固有的心结在作祟了。我请李帆回忆了他一直在说的“记日记”习惯，结果却发现了一件很有趣的事。

李帆虽然是理科生，但小时候家里人却都希望他将来能成为个作家。家里并不认识什么文化人，父母就给他买各种书，从小让他看作家的故事来激励他。此外，父母还和学校的语文老师达成一致，让老师帮忙培养他的写作天赋。

老师的手段也难说好坏。她的确对李帆很尽心，给他额外布置了很多写作方面的功课。其中最重要的一个，是让李帆每天都要坚持写日记。

很难评价这种做法是好是坏。但是对于一个小孩子来说，每天记日记与其说是培养写作才能，不如说是培养他对文字的喜爱。每天两点一线的生活，平时还要去上各种兴趣小组，让李帆的日记越写越缩水。终于有一天，他反抗了，决定——罢写。

罢写的结果很惨。老师和父母同时给他压力。老师说他不求上进，恨铁不成钢；父母则对他晓之以理动之以情，告诉他男孩子应该迎着困难上，克服自己的懒惰。

李帆最后还是又恢复了写日记。不过这次他问父母：我要是真的没什么可写，怎么办？

父母说：我们也不知道，你自己看看那些大作家的传记里有没有什么说道。

于是李帆就开始翻作家传记。终于，他发现一位外国作家曾经对另一个想学写作的年轻人说：当你写不下去的时候，你就在纸上写“我没有什么可写的”，一直写下去，直到你找到能写的东西为止。

此后李帆就开始每天绞尽脑汁地找各种各样的事情写。从一开始编造什么捡钱和扶老奶奶过马路开始，到后来他的流水账。这十几年下来，日记也攒了厚厚一大摞。

但是最近他觉得越来越索然无味了。大学生活不像他想象的那样多姿多彩，也没有那么多可以写的东西。很多时候就是早上起床，白天上课，晚上打牌。

渐渐地，李帆开始“忘记”写日记了。从最开始的忘了定时写日记，发展到有时候可能几天都想不起来。每当这种时候，他总是很痛苦地责怪自己没有毅力。不过越责怪越没用，最后还是会忘。

说到这里，我渐渐明白李帆的症结所在了。的确，正如他所说的，他面临到的不是什么抑郁症，而是人类都可能会遇到的——阻抗。

阻抗

——无所不在的挫败感

阻抗其实是一种非常常见的现象。它是一种内在的不舒适感。人们在试图做一件自己看来感到“冒险”的事情时，常常会体会到这种感觉。即使这件事情可能非常小，而且人们从理智层面上知道它很急迫，但阻抗仍然会产生作用。就像李帆写日记，尽管他从理智上知道写日记用不了太多时间，而且它是一个很不错的习惯，但是那种无所不在的挫败感却始终会让他抬不起头。

他并非是失去了乐趣，也不是忽然变得懒惰，实际上，是他内在的某种因素在执意阻止着他。

其实这种阻抗的感觉，我也曾经体会过。那时候我还刚刚成为心理师。最开始我会每天晚上钻研卷宗，然后翻看专业书。结果忽然有一阵，人就像骑在一匹瞎马上，完全不在状态。我像马一样活蹦乱跳地做着完全无关紧要的事，但面对那些对自己真正有益的事时，却始终提不起精神。

我把我的这种体会同李帆说了。他大为惊讶，说：我还以为这种感觉就我有呢。

是啊，怎么会只有他才能体会到阻抗呢？阻抗是普遍存在的。每个人都会时不时地与阻抗做斗争。

李帆父母的教导，从长远来看，毫无疑问是有益的。但是它也会对李帆造成压力。人应该有能力去奋斗，去拼搏；遇到困难时决不能犹豫或者退缩，否则就意味着天性上的软弱。李帆当年遇到的其实就是一次阻抗，只是它用一种表面上看起来很正当的理由合理化了：“我没什么可写的”。通过另一种方法来坚定信心，他度过了那次与阻抗的斗争。然而上了大学，环境的改变让他再次发现了阻抗。这次他在与阻抗的孤军奋战中，失败了。

问题的症结正在于此：为什么一定要去与阻抗抗争呢？

如果阻抗是一种特殊人群才会感觉到的东西，那么它需要人们去克服。但它实际上普遍存在，而且并非是一种失常的状态，所以人们不应该把它视为软弱。相反，它是一种非常自然的生理反应，是人达成目标的整个系统中的一部分，使我们自己更愿意停留在熟悉的环境中，而不愿意去冒险。

所以李帆的困扰不是阻抗，而是他不能战胜阻抗所引起的挫败感。

努力去做，

做不到就放弃

为了更好地进行调整，我和李帆进行了一系列应对阻抗的训练。

阻抗是一种很奇怪的东西，它平时沉睡，只在受到巨大情绪驱使的时候才会跳起来。所以我和李帆约好，最近这段时间，先不要提“写日记”这件可能会引发阻抗的事。如果平时真的想写点什么东西，随手写来就是了，也不要去过多地考虑字数问题，更不要把它变成熟悉的日记体。因为那些都会让阻抗暴怒着醒来。

如果这一天真的有非常想写的东西，也一定要克制自己的欲望，不可以任之发展下去。因为某天的超常写作，常常引发的是更大的阻抗，让接下来的几天都充满挫败。

李帆决定从他每天力所能及的一点点小事开始做起：偶尔写个小纸条，记录下自己的心情。

可惜这个方法效果不好。没过多久，李帆又来找我，说他现在哪怕连最小的纸条也不愿意见到。

于是我们又进行了第二步：放弃。

据我事后的估计，李帆那阵子其实还是没有真正放下重拾日记的作家梦。就算有种种约束，可他还是忍不住想激发自己曾经有过的最佳状态。正是这种渴望让阻抗再一次卷土重来。所以这次我告诉他：干脆地放弃，承认自己这段时间什么都不想写的事实。

这一步的重要性在于，通常人们对阻抗所引发的沮丧深恶痛绝，其痛恨的程度已经到了令人同时产生两种矛盾心理的地步。所以为了减轻痛苦，人们会选择放弃自己真正要追求的东西。而承认放弃，其实是从另一个侧面绕过了人们阻抗的监控机制，给自己一个休养生息的时间。

尽管很不舒服，但李帆还是熬过了这个阶段。他告诉我，他终于明白当年那位作家为什么让年轻人持续写下去了。因为写“我没有什么可写的”这句话本身并不是强迫，而是给自己进行梳理和分离的时间。现在的他，似乎恢复了那种对文字和生活的敏感与热情，日记里的热情蓬勃欲出。

听他这样讲，我挺高兴的，也放下了为他准备的第三步：重申喜爱。

我原以为他会无法挺过“放弃”这一步，所以我准备了一些特殊的道具，用来让他焕发出自己对真正喜欢东西的热爱。但他已经成功地克服了自己的阻抗。阻抗对人最大的伤害就在于，它会让人忘记希望，一旦想到希望，就会因为气馁而放弃。所以在面对阻抗时，更应该稳步前进，绕过那些让人不快或懒惰的东西，做好自己力所能及的事。如果连这也做不到，就给自己一个休息的空间，承认放弃。

我们每个人都有阻抗，你的阻抗是什么呢？

图/廖新生 编辑/芦淼

简易复阻抗测量方法 篇4

1 原理

本文提出的复阻抗测量方法,分为两个步骤,分别是复阻抗实部、虚部的数值测量和虚部正负号的判断(测量)。下面分别介绍:

1.1 数值测量

图1是基本的电路,通常复阻抗Zx可以等效为一个电阻Rx(通常称为实部)和一个电抗jXx(通常称为虚部)的串联,Rx和jXx最为一个整体,在外部不能直接用万用表测量。为此,在电路中接入一个已知的电阻R(试验电阻),对于射频系统,R通常取50 Ω,对于音频系统应该根据负载的情况调整R的数值,通常如果负载在0.1～10R范围,都可准确的测量。

图1中标出的电压分别是:

(1)VA:应用信号源电压,通常是已知的。

(2)VI:测试电阻两端的电压,与电流有关。

(3)VZ:未知阻抗两端的电压。

图2是电路中电压间的向量关系,上述三个电压都是交流有效值,在低频范围可以用数字表测量(在射频范围则需要高频电压表测量),角θ可以由几何关系推导获得。负载内阻向量电压(VRx)和电抗的向量电压(jVXx)仅作示意参考,不能直接地测量。

由余弦定理可以计算角度θ:

undefined. (1)

实际测量时,方程(1)有两种情况需要人为的修正。通常cos(θ)的数值应该介于0～1之间,可能出现的误差如下:

(1)因为一个小的测量误差导致cosθ出现负值,此时用0代替它,意味着θ为90度,这是无效的数值,通常要增大R,重新测量。

(2) 如果VI是的很小值,例如接近0时,cos(θ)数据可能激增,如果复阻抗相对R很大,这种情况就会发生。此时应该用1代替该数值,但是随后的计算精度受影响。所以可以增大R数值,使得R两端的电压可以精确地测量。

总阻抗的大小计算如下:

Za=R*VA/VI . (2)

由图1可知,R与Rx的和有如下关系:

R+Rx=Za*cos(θ) . (3)

这样可以解出Rx

Rx=Za*cos(θ)-R . (4)

未知阻抗的幅值(或向量的模)可以如下计算:

Zx=R*VZ/VI . (5)

未知的电抗如下 计算:

undefined. (6)

实际中可能有测量误差,如果根号内出现负值,则用0代替。

以上求出了复阻抗的实部和虚部的数值,但是电抗部分的符号没有确定。

2.2 虚部正负号测量

在图1电路中,当负载是复阻抗时,必然对电压产生相移,如果负载呈感性,则电压超前,反之电压滞后。仿真电路见图5,电路中R1是已知电阻,R2和L1(或C1)组成复阻抗电路,用双踪示波器测量R1两端的电压信号,开关SW1分别接通L1和C1时,可以得到图3、图4的波形。图中标明了输入、输出信号波形,从波形比较看出,当负载呈容性和感性时,输出电压比输入电压有超前和滞后的特性。

由此设计了两个不同相位电压的比较电路,该电路能判断出输出电压是超前还是滞后信号电压,从而知道负载是容性还是感性。电路原理见图5,工作过程如下:

U2A,U2B是两个比较器,输入信号是正弦波,输出信号为正负5 V的方波,D3、D4、R5、R6将正负对称的方波变成0～5 V的方波,以便送到74ls74中判断。74ls74是双d触发器,原理图中标明了各管脚,表1是手册中各输入输出之间的逻辑关系。按照原理图中的连接方法,对于clk和D端输入信号的上升沿的先后可以判断。最后又D1、D2 led指示灯指示。如图中所示D2亮表示负载呈感性。

2 应用实例

图5是由proteus实现的仿真电路,用一个30 Ω的电阻和一个80 mh的电感(或31.6uf的电容)串联,组成一个“未知”阻抗。试验电阻为50 Ω,外加音频信号的电压VA是1 vrms,运行结果如图5所示,VI=0.53 Vrms,VZ=0.62 Vrms。

由(1)式得:cosθ=0.8457。

由(4)式得:Rx=29.8。

由(6)式得:Xx=80.05。

图中显示电感led指示灯亮。所以总的阻抗为Zx=29.8+j80.05。

实例表明,测量误差很小,测试方法有效。

3 结论

本文介绍了用常规工具和简单电路精确地测量复阻抗,并用proteus对实例进行仿真,测量结果与理论值有较好的吻合,说明该方法其实可行。

参考文献

纯音测听和阻抗检查工作规程 篇5

1． 目的明确测听人员操作规范，确保检查结果的准确性。

2． 适用规范

使用临床测听人员。

3．工作规范

3．1．准备工作：先接电源、检查仪器工作是否正常。

3．2．阅读病历。

3．3．向患者交代测试要点。

3．4．测试：按GB/T16403—1996进行检查。

3．5．准确签发报告。

4．流程图

准备——阅读病历——向患者交代——测试——报告

5.记录：

5.1《听力检查报告单》

阻抗 篇6

一、心理咨询中的阻抗

在心理咨询的过程中，一些来访者不愿意涉及某一人物、事件、时间或地点等，因为这些“关节”在导致来访者的痛苦，这时来访者表现出的种种现象就是“阻抗”（resistance）。一般来访者都会有程度不等的阻抗现象。假如阻抗不过于影响咨询的进程，许多咨询师会不予理睬。因为，有些阻抗在咨询的进程中会自行消解，有些阻抗咨询师往往要在咨询的后期再来处理。但是，假如来访者的阻抗比较严重，已经明显影响了心理咨询的进程，那就需要咨询师来及时加以处理了。

来访者的阻抗表现为多种形式，譬如：言语少了，长时间停顿，诉说“想不起来了”，过分地斟酌用词，故意掩饰信息，故意转移话题，或者来访者迟到，遗忘咨询时间，甚至取消预约的咨询。在咨询心理学界，通常大家把来访者对咨询师发生的正移情（positive transferences，来访者把爱慕的感觉移到了咨询师身上）和负移情（negative transferences，来访者把怨恨的感觉移到了咨询师身上）也都视为阻抗表现。

阻抗发生在心理咨询的过程中，它反映了来访者在现实生活中存在着的一些问题。假如咨询师能够化解，并帮助来访者分析阻抗，就有可能使来访者发生改变。

一般心理咨询师会按如下的程序处理阻抗：

1.努力同感来访者，积极建立咨访关系。良好的咨访关系有助于消除来访者对咨询师的戒备和不安，增进来访者对心理咨询师和心理咨询过程的信任，这对尽可能降低来访者的阻抗心理非常重要。

2.评估阻抗。假如阻抗不影响咨询进程，暂时忽略它；假如阻抗明显影响咨询进程，着手处理阻抗。

3.处理阻抗。一种方法是咨询师不提及来访者在“阻抗”，而是具体“面质”阻抗表现，以引导来访者作进一步的自我分析与自我认识。另外一种方法就是直接指出来访者对心理咨询存在“阻抗”态度，帮助来访者调整一下对心理咨询或心理咨询师的认识。通常在心理咨询的过程中，咨询师采取第一种方法比较多。

4.记录阻抗。心理咨询后，咨询师需要做一些记录。一般会把来访者在什么时候、什么问题上特别容易阻抗记录下来，以便在以后的咨询中注意。另外，这样的记录也便于咨询师在整个咨询过程的后期适当地处理一下来访者曾经发生过的阻抗现象，帮助来访者看清自身的一些人格特点，使其明确那些特点导致了曾经有过的“阻抗”，那些特点对来访者的正常生活是不合适的。

下面我们来看两则实例。注意咨询师是怎样面质（confrontation）来访者具体的阻抗表现的。

实例一：来访者在有关的问题上多次故意扯开话题。

来访者表现：来访者在一次咨询中多次简短地提到了一个朋友所干出的伤害他的行为，但每每到此马上又讲一些琐碎的小事把话题扯开。

咨询师：我有些困惑。我注意到你已经几次提到你朋友的行为伤害了你，但只要一提及，你自己又马上用讲个笑话之类的方法，把话题转开了。

注释：咨询师用“我有些困惑”起头，跟着用很具体的描述来表达自己的观察，其间没有任何咨询师的主观解释。这种方法不给当事人施加压力，就像承当起一面“镜子”，让来访者自己看清自己，思考自己。这种方法比较容易进一步启动来访者探究自己的自觉。

实例二：来访者一涉及具体行动就多次退却。

来访者表现：来访者在一次咨询中埋怨自己所身处的环境，并声称自己要干些什么来改变这一切，然后又一次次找些借口来解释自己为什么没有去做。

咨询师：我一直在仔细听着。你目前的处境中是有着一些困难，你也一直有愿望想要克服它，这都很好。我现在想知道，你有没有什么具体的步骤和方法来克服它？

注释：这个面质用“我一直在仔细听着”，表示关注。用“这都很好”，表示一个支持、一个结论、一个段落，暗示下面应该转移聚焦了，即应聚焦在具体怎么行动上了。这个面质很具体，没有责备，这有助于激发来访者去面对自己仅有愿望和决心而没有具体行动背后的消极被动的人生态度。

二、心理咨询中的“解释”

解释，是所有的心理咨询与治疗理论和技术的重要组成部分。解释是要将一个人思想和行为中的潜意识意义加以揭示。具体地说，解释是要引导来访者从一个全新的角度审视自己的想法、行为、情感和意愿的过程。解释的目的是要使来访者从导致其现今问题的原有的不那么健康的思维模式中越离出来。从心理治疗的观点看解释，就是通过解释要来访者去面对治疗所必须的一些新的视角和新的理解，这些往往是来访者原来想要排开的，或者是仅仅意识到了一部分，或者是完全没有意识到的“特殊东西”。

在心理咨询的实践中，常常会遇见一些来访者略带几分痛苦地问咨询师：“老师，我怎么会变成这个样子的？”因此解释要让来访者有一种若有所思或恍然大悟的感觉。解释要让来访者接受，要让来访者几乎是突然之间对自己又有了新的认识。

一个大学男生，一直很勤奋，成绩始终名列前茅。最近他特别焦虑，经常学习到深更半夜，但是效果似乎不是很好，而且睡眠质量越来越差，时不时会胃病发作，人的精神状态也明显下降。他做了好几次心理咨询，没有多少改善。咨询师常常引导他全面接纳自己，不但要接纳自己的优势，还要接纳自己的局限，这样才能做一个健康的人。其实这些道理他全部知道，但他就是无法放下强迫性的人格特征，就是不容许自己失败，就是必须做第一流。

后来这个男生遇到了一位资深心理咨询师。这位咨询师在仔仔细细和男生做了交谈之后，找了一个合适的时机，对该男生做了一次“解释”。原来在初中的时候，这位男生喜欢上了一个女生，忍不住给女生写了封求爱信，而那个女生居然把那封求爱信到处传播。这个男生比较自尊，也比较敏感，这个事件对他是一次非常强烈的刺激。从此，他就压抑自己对女生的注意，发奋读书，转移自己的所有精力。在这个社会，用功读书，成绩优秀就会受到各种各样的赞赏，这又让他获得了满足，强化了他的勤奋。渐渐地他忘掉了自己是怎样变得如此勤奋的，以为自己就是这样的人格状态，就是不容许自己不优秀。

咨询师用缓缓的、平和的语调为男生做了“解释”，分析了男生表面现象底下的潜意识含义。这位男生开始听了还表现出一丝困扰，渐渐地他垂下了眼帘，慢慢地在眼眶里浮起了泪水。他承认了，他接受了，他对自己有了新的认识。这是一个人要真正发生改变的重要基础。

一个咨询师要做好“解释”是比较不容易的，它需要依据两方面的积累：一方面是咨询师对咨询心理学理论以及相关心理学和其他学科理论的掌握与理解；另外一方面则是咨询师自身的生活阅历。所以，做一个心理咨询师，自己能否拥有积极的人生观，能否拥有各种各样丰富的生活经历，尤其是与人交往、助人的经历，都是非常重要的前提条件。

三、心理咨询中的“建议”

建议的英文词是suggestion，这个词含有暗示的意思。心理咨询的“建议”不是咨询师给来访者什么建议，而是咨询师陪伴来访者由来访者自己找到最适合自己的建议的过程。

那么，咨询师如何陪伴来访者找到解决问题的方法呢？主要可以有三个途径：

1.从来访者自身的经历中找

来访者是否有过类似的经历，来访者采用了哪些应对的方法，有没有类似的经验可以借鉴，在来访者的人际关系中有没有可以借鉴的信息等。

2.从咨询师自我袒露中找

在心理咨询的过程中，咨询师会适当地做一些自我袒露。2000年以后，世界心理咨询与治疗界对咨询师的要求越来越高，也就越来越强调心理咨询的过程也是咨询师用自身的人格魅力来带动来访者的过程。在这个过程中，咨询师也会适当地袒露一些自己曾经有过的困扰和解决过程，以帮助来访者寻得一些启发。

3.从他人的经验中找

有的时候，咨询师也会简要地提一下，通常人们遇到此类问题，会采用那些应对方法。咨询师没有要求来访者也要使用其中的哪些方法，其实，咨询师往往也不知道究竟那种方法最合适面前的这位来访者。咨询师是根据一般规律介绍一些方法，供来访者思考，说不定其中某种方法对这位来访者有用，也可能某种方法会使来访者根据自己的情况，想出更加合适自己的具体方法。

在讨论来访者用何种方法解决自己的困扰的时候，不管采取何种途径或方法，咨询师的立场不是居高临下地指导或给予，不是说“我给你一个建议”，或者说“我认为你可以采用这个方法”，而是用一种陪伴的心态，站在来访者的角度，这时咨询师说的往往是：“我们来看看，哪些方法对解决这些困扰比较合适呢？”

曾经有专业人员认为，假如你以“心理咨询”的名义与一个需要帮助的人相对，那么你发挥的作用就没有中性的了。你或者是帮助了对方，或者会危害了对方。咨询心理学界用这样的表述，来强调心理咨询专业性的重要。但是，对心理咨询基本技术的掌握不是读书读出来的。知识的学习只是基础，重要的是在实践中练习、体会，形成自己的感悟，才能培养起属于自己的心理咨询风格。

（作者单位：上海师范大学心理系。电邮：zhangzgj@online.sh.cn）

可控串联补偿阻抗控制策略研究 篇7

可控串联补偿(TCSC)是灵活交流输电系统(FACTS)的重要组成部分,对于提高输送功率和系统稳定性具有重要意义,另外还具有抑制低频振荡和次同步谐振、调节系统潮流等作用[1,2,3,4,5,6]。但所有这些功能都是以TCSC能够稳定运行在命令阻抗下,并能够快速响应阻抗阶跃命令为前提的。阻抗控制是TCSC的中层控制,它接受上层下传的命令阻抗并下传给底层控制,然后根据查表求得命令阻抗对应的触发角去触发晶闸管。根据阻抗调节的误差修正命令阻抗或直接修正触发延迟时间,从而实现闭环控制。阻抗控制是TCSC分层控制中承上启下的环节,是整个TCSC装置成功与否的关键[7,8]。本文提出了触发角修正反馈PID阻抗控制策略,该方法与常规阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式相比,避免了每次修正后都去查表求触发角,从而提高了底层响应速度。由于TCSC的阻抗曲线是一条非线性曲线,从理论上,采用非线性控制方法进行阻抗闭环控制才能取得最佳效果。但由于大部分非线性控制方法计算复杂、所需数据量大等原因,工程实现困难。为此,本文设计了触发角修正 TCSC 变结构 PID 阻抗控制器,数字仿真和动模实验结果表明该控制策略超调小、响应速度快,并能快速消除偏差,具有良好的动态和静态性能,能较好地满足实际要求。

1 系统模型

1.1 仿真参数选择

数字仿真中所用的 TCSC 数学模型如图1所示,其中,TCSC 的参数与动模实验装置的参数一致。由于阻抗控制时 TCSC 内部的电磁暂态过程对系统的影响很小,整个系统可以不考虑机电暂态过程,所以此时可以不考虑发电机的影响而用恒压源或恒流源来代替外系统。采用恒流源时,线路电流恒定,不能反映阻抗调节时的电流变化。而采用恒压源等效时,TCSC两端的电压和流过的电流都在变化,能较好地模拟真实系统,起到考验控制方法的作用。

1.2 同步信号选取

TCSC 同步触发信号通常可采用电容电压或线路电流[9,10]。图2为采用这2种同步方式进行阻抗开环控制时的仿真结果比较,纵坐标 X 为各种阻抗与电容容抗的比值,曲线1为命令阻抗,曲线2、3分别为线路电流同步方式、电容电压同步方式下的测量阻抗。从图中可以看出,电容电压信号尽管包含较丰富的信息, 但是对阻抗阶跃过程很难把握。从低补偿区向高补偿区阶跃时,系统需要10个周期左右的时间才能进入稳态,且基频阻抗特性会产生较大的过冲和超调;而以线路电流同步可以达到很好的控制效果,不论从低补偿区向高补偿区还是高补偿区向低补偿区阶跃跳变时,基频阻抗均不会产生过冲和超调现象,变化过程比较平缓,类似于一阶惯性环节的阶跃现象。故本文采用线路电流作为同步信号。

2 触发角修正PID阻抗控制

2.1 控制原理

实际的TCSC工程中应用的大都是阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式[5]。其阻抗控制的原理框图如图3所示。

TCSC 采用阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式,造成了底层控制的频繁查表(根据命令阻抗和触发角的对照表查表触发),实时性差。图4是一种较为实用的TCSC阻抗闭环控制方法的原理框图,采用触发角修正反馈控制方法来代替常规的阻抗误差反馈修正命令阻抗的方式。图中虚线框内为上层控制部分。每次接到新的命令阻抗时,由底层控制查表求得触发角,然后转换为电压或电流同步的触发延迟时间进行锁存,直到下一次命令才进行更新。阻抗控制中使用PID环节修正每次反馈的误差,得到触发延迟时间的修正量,再送到底层控制与锁存的触发延迟时间相加,然后用这个总的延迟时间去触发晶闸管。这就避免了每次修正后都去查表求触发角,从而提高了底层响应速度。

实际应用的计算机控制系统都是离散系统,数字式PID控制器的控制算式为

$u(k)={\rm K}{}_{\text{c}}\left\{e(k)+\frac{{\rm T}{}_0}{\tau {}_{\text{Ι}}}{\displaystyle \sum _{i=0}^{k}e}(i)+\frac{\tau {}_{\text{D}}}{{\rm T}{}_0}[e(k)-e(k-1)]\right\}(1)$

其中,Kc 为控制器增益;τI 为积分时间常数;τD 为微分时间常数;T0为采样周期。

k 在本算法中就是周期的序数,为了描述方便,把上式改写为

u(k)=KPe(k)+KIs∑+KD (2)

其中,KP、KI、KD 分别为比例系数、积分系数和微分系数,s∑ 为误差累加器的值。在每次阻抗阶跃时,由于前一命令阻抗下的累计误差不能作为后面阻抗调节的参照,所以该累加器自动清零。

2.2 控制仿真结果

触发角修正反馈 PID 阻抗控制的结果如图5和图6中虚线所示,实线为命令阻抗。TCSC 初始运行状态为晶闸管全闭锁模式(即 Block,此时 TCSC 等同于常规串补,其阻抗值为基本容抗值),0.03 s接到第1次阻抗阶跃命令:从 Block 到2倍(图6中为3倍)基本容抗值。0.2 s接到第2次阶跃命令:从2倍到3倍(图6中为从3倍到1.5倍)基本容抗值。纵坐标 X 为各种阻抗值和 TCSC 基本容抗值的比值。

从图5和6可以看出,在4次阻抗阶跃命令下,该控制器均能较好地达到要求,体现了一定的鲁棒性。但也存在一定的差异,图6中从Block阶跃到3倍阻抗时出现了较明显的误差。

3 触发角修正变结构PID阻抗控制

3.1 控制方法的提出

由图6可以看出,如果不改变控制器参数,当阻抗阶跃较大(如从1倍阶跃到3倍)时,出现了较大的静态误差,这在工程中是不允许的。

由查表得到的触发时间和命令阻抗之间是强烈的非线性关系。而常规的PID控制是一种线性控制系统,所以它只能在一定的范围内有效而很难有良好的鲁棒性,因此,必须找出某种非线性控制方法,才能取得良好的控制效果。

触发时间的计算公式如下:

t=t1-Δt1+Δt2+Δt3 (3)

式中 t为计算得出的触发时刻;t1为判断出过零时的时刻;Δt1为经过直线拟合得出的由于判断过零产生的时间延迟;Δt2为查表得到的命令阻抗对应的延迟时间;Δt3为 PID 控制产生的调节时间。

实际上 TCSC 的阻抗只与经过直线拟合修正后的电流过零时刻到实际触发时刻的时间差有关,也就是只与上式中后2项有关,即

XTCSC=f(Δt2+Δt3) (4)

在一定的命令阻抗下,Δt2也为常量。由此推得此时的实际阻抗计算公式:

XTCSC=g(Δt3) (5)

Δt3即为阻抗控制的控制量,由式(3)得:

Δt3=KPe(k)+KIs∑+KD (6)

当阻抗趋于稳定后,e(k)和e(k)-e(k-1)都非常小,所以有

Δt3≈KIs∑ (7)

s∑的值也就是测量阻抗和命令阻抗围成的各个面积的代数和。由图5和图6可以看出,当测量阻抗超越命令阻抗后,各面积远小于超越前的第1块面积,所以这个面积的代数和基本上等于第1个面积的值(有符号)。图中,这个面积分别为S12、S23、S13、S315。

由式(5)和式(7)可以推得命令阻抗从Block阶跃到3倍容抗时的测量阻抗值为

X13=g(Δt3)≈g(KIs∑)=h(s∑)≈h(S13) (8)

同理,命令阻抗从2倍容抗阶跃到3倍容抗时的测量阻抗值为

X23 ≈h(S23 ) (9)

由图5可以看出命令阻抗从2倍容抗阶跃到3倍容抗时,稳定后测量阻抗基本上等于命令阻抗,即

Xorder ≈X23 ≈h(S23 ) (10)

而明显可以看出 S13 ≠S23 ,则 X13 ≠X23 ,所以 X13 ≠Xorder 。

这就是命令阻抗从 Block 阶跃到3倍容抗时出现较大误差的原因。

由式(8)可以看出,KIs∑ 是决定稳态后实际阻抗值的主要因素。要想获得较好的鲁棒性,或者让命令阻抗从不同阻抗值阶跃到同一阻抗时的积分器累加值在较短的时间内相等,在实际中这是很难做到的。或者让积分系数在线自适应,这就是变参数的 PID 控制器。但是如何改变参数,很难确定。为此,提出一种控制器结构变化的新算法,在测量阻抗第1次到达或者接近命令阻抗前,积分环节参数为0,即为 PD 控制器;在这之后,投入积分环节,积分器开始累加,恢复为 PID 控制器。这是一种非线性控制手段,使得当 TCSC 从不同的阻抗值阶跃到同一阻抗值时,误差累加器的值很接近,从而可以得到非常接近的控制效果。

3.2 2种控制方法仿真结果比较

变结构 PID 控制(曲线1)和常规 PID 控制(曲线2)的结果对照如图7和图8所示,纵坐标 X 为各种阻抗值和 TCSC 基本容抗值的比值,曲线3为命令阻抗。

综合图7和图8,变结构PID控制的静态和动态性能都优于常规控制,尤其是很好地解决了命令阻抗从不同阻抗阶跃到相同阻抗时静态性能相差太大这一常规控制的缺陷。算法比变参数PID简单可行,并且避免了在线调整控制参数这一难点。在各种阻抗阶跃命令下,变结构PID控制的上升时间小于0.05 s,整个过渡过程的时间小于0.15 s,具有很强的实用性。总之,变结构的PID控制器可以满足各种阻抗阶跃命令的要求,表现出较强的鲁棒性。

4 动模实验验证

TCSC 动模实验装置可以在一定程度上真实地反映实际装置的物理特性。由于所有的机械和电气量都可以实测,因此实验装置可方便地用于 TCSC 的运行、保护和控制策略的研究[11,12,13]。基于所研制开发的一套TCSC 物理模拟实验装置及其控制保护系统,对本文提出的阻抗控制策略进行动模实验验证。该实验装置的的控制系统采用开放式设计,用户可以根据研究需要植入不同的控制方法和控制规律。TCSC 动模实验装置的阻抗控制原理框图如图9所示。

在线路电流同步下,TCSC 由触发角α=60°跃变到 Block 模式以及从 Block 模式跃变到 α=60°的动模实验波形分别如图10和11所示。iline、uc、iIa和 Za 分别代表线路电流、电容电压、晶闸管导通电流和基频阻抗。

由实验结果可以看出,相比触发角修正 PID 控制,触发角修正变结构 PID 阻抗控制下的 TCSC 基频阻抗曲线响应更加快速而且更平稳。

(b) 触发角修正变结构 PID 阻抗控制

5 结论

TCSC 触发角修正变结构 PID 阻抗控制策略,避免了每次修正后都需查表求触发角,提高了底层响应速度。仿真和实验结果表明该控制策略超调小、响应速度快,能快速消除偏差,动态和静态性能良好,能较好地满足实际要求,且结构简单,易于工程实现。

直线三极法接地阻抗的测量 篇8

测量接地阻抗一般采用伏安法或接地电阻表法, 其原理接线图如图1所示。在接地电极A与辅助电极B之间, 加上交流电压U后, 通过大地构成电流回路。当电流从A向大地扩散时, 在接地体A周围土壤中形成电压降, 其电位分布如图所未。由电位分布图可知, 距离接地极E越近, 土壤中电流密度越大, 单位长度的压降也越大;而距A、B越远的地方, 电流密度小, 沿电流扩散方向单位长度土壤中的压降越小。如果A、B两极间的距离足够大, 则就会在中间出现压降近于零的区域C, 即电位零点。

2 接地极工频接地阻抗值

E-接地体;C-电位探针;B-电流探针;PA-测量通过接地体电流的电流表;PV-测量接地体电位的电压表;

接地极E的工频接地阻抗为undefined

式中UAC—接地极E对大地零电位C处的电压, V。

I—流入接地装置的工频电流, A。

Z—接地极E的接地阻抗, Ω。

在变电所现场测量时为保证数据的真实性必须找准C点位置, 也就是电位零点的位置。找准C点的办法有:①A、B两点之间的距离足够大, 尤其是大型变电所的接地网, A、B之间距离应该是接地网的对角线长的4～5倍;②间接判断, 即将电位探针C在A、B两点某区域移动, 当电压UAC基本不变或变化很小时, 则C点是近似零电位点。有时为了测准, 则采用变电所的出线, 达到A、B两点足够大。

直线三极法在变电站现场布线如图2所示:

电流极C 距离测量点G 的长度DGC 约为地网对角线长度D 的4～5倍, 电压极P 距离测量点G 的长度DGP 为DGC 的0.5～0.6 倍。当直线三极法布置的电流极距离DGC 取 (4～5) D 有困难时, 若接地装置周围的土壤电阻率较均匀, 则电流极距离可以取2D, 电压极距离为D;若不均匀, 则电流极距离可以取3D, 电压极距离为1.7D。采用直线三极法第一次测量新建、扩建或降阻改造后接地装置的接地阻抗时, 应移动电压极找到实际零电位区。把电压极从距接地装置0.6DGC 位置沿测量用电流极与被测接地装置之间连接线方向上前后移动三次, 每次移动的距离约为DGC 的5%, 测量电压极与接地装置之间的电压, 如果三次电压值之间相对差值不超过5%, 则可以把中间位置作为测量用电压极的位置。当在电流极与接地网之间施加工频电压时, 工频电流I通过接地网的接地电阻, 仪器在电压桩P、电流桩C两点间测量电流I在接地电阻上的压降U, 则接地阻抗为Z=R+jX (Ω) 。在现场实际作业时, 可以通过行走的步数来近似地代替长度, 例如, 某变电所走完接地网对角线需要75步 (每步约在0.7m) 左右, 那么测量点G离电流极C的距离约为300～375步, 而测量点G离电压极P的步数约为180～225步左右。

3 影响测量准确性的因素及对策

1) 在现场测量时发现同一接地网向不同的方向放测量线, 其测量结果有很大差别, 在山区和地形、地势复杂的地区这种现象尤为突出。这主要是由于不同的测量方向土壤电阻率的均匀度不同, 特别是由于地质发生断层, 土壤电阻率不均匀影响了“零电位点”的位置。距接地体 0.618d13 处就不再是“零电位点”, 从而产生测量误差。所以, 每次测量应时放线的方向保持一致。

2) 试验引线电流极与电压极位置比例关系对测量结果产生的影响。接地网对角线长度、电压桩P与电流桩C的位置关系。如图3

正常测量时, 电流极C 距离测量点G 的长度DGC 约为地网对角线长度D 的4～5倍, 电压极P 距离测量点G 的长度DGP 为DGC 的0.5～0.6 倍。但是当电压极大于0.6DGC时, 即靠近电流C时, P点将产生一个负电位-Uy, 其实际效果等于试验电流在接地电阻上的压降增加一个电位Uy, U=Uo+Uy, 使测量阻抗值Z偏大;当电压极小于0.5DGC时, 即靠近接地网时, P点将产生一个正电位+Uy, 其实际效果等于试验电流在接地电阻上的压降减小一个电位Uy, U=Uo-Uy, 使测量阻抗值Z偏小。所以在实测中应注意电流极和电压极的位置关系。

3) 由于大、中型接地网的工频接地电阻都比较小, 一般不到 1Ω, 而测量引线较长, 试验电压又是工频交流电压, 其电流线和电压线的互感会造成了较大的测量误差。测量时应使电流线和电压线距离不小于5m可以排除互感的影响。

4) 接地网建立后, 由于用电设备负荷的不平衡, 产生单相短路, 有可能引起三相电源不平衡, 在接地网中形成地网电位, 其电位分布极不均匀, 电源零线接地点及短路点的电位最高, 无穷远处逐渐下降为零, 在这种高电位差的作用下, 在地下产生频率、相位、峰值都在变化的零序电流, 干扰着测量的准确度。所以对有疑问的数据应多次测量。

5) 气候的影响。接地网接地电阻的测量应选择在天气晴朗的枯水季节, 连续无雨水天数在一周以上进行, 否则所测数据不能反映实际情况。温度也可能影响测量准确性, 有关单位跟踪测量证明, 水平接地网的温度影响较大, 在夏季温度升高, 土壤松弛地区的水分蒸发量增加, 抵消了由于温度增加可能发生的电阻降低。而在冬季, 由于地下水位下降及冰冻的发生使得接地电阻增加, 在带有水位的土壤内, 交替的冰冻和融化造成逐渐累积的变化, 在地表面下形成水平冰壳及很大的冰契和冰体构造, 土壤像岩石一样坚硬, 土壤电阻率很高, 不能准确测量出真实的接地电阻, 一般在严重冰冻时不宜进行接地电阻测量。

6) 接地网上与外界有电联系的地理及架空线路也会影响测量的精度, 在实际测量中, 往往无法地解除被测接地网上的所有与外界连接线路, 如架空避雷线、地埋销装电缆的接地点、三相四线制的零线等。适当的延长电流极和电压极的放线可在一定程度上消除这种误差。

7) 接线铺设辅助电极及接线的接触电阻也会影响测量精度, 所以一般要求接线截面大, 电极与土壤接触良好, 在疏松土壤中可在电极四周浇灌一些水, 使土壤湿润, 达到消除接触电阻的影响。

8) 实测表明, 工频干扰电流在不同变电所数值不同;在同一变电所, 不同运行方式的数值也不同, 甚至同一运行方式下, 而测试的时间不同, 数值也有不同。所以很难掌握干扰电流在某个变电所的具体变化规律。为提高测量的准确度, 往往采用增大测试电流的方法。增大测试电流后, 相应地提高电压极上测得的数值, 使其大于零电位约1～2个数量级, 从而可以忽略零电位的影响。

4 直线三极法与其它测量方法的比较

在现场测试时, 由于两相导线即电压线与电流线之间的距离较小, 电压线与电流线之间的互感会引起测量误差, 这时常常会采用四极法来消除这种影响。图4为四极法的原理接线图, 四极是指被测接地装置G、测量用的电流极C、电压极P 和补偿电极S。辅助电极S离被测接地装置边缘的距离DGS=30～100m。

测量点2与点3、点3与点4以及点4与点2之间的电压U23、U34和U42。由于电压U23、U34和U42以及通过接地装置流入地中的电流I, 得到被测接地网的工频接地电阻为:

undefined

电压U23、U34和U42数值各个电极位置有关, 每次测量时要求各电极位置保持不变才能使历次数据具有可比性, 在实际测量工作当中往往难以做到。直线三极法测量时由于没有补偿电极位置的局限, 所测数据只是于电流极和电压极的位置关联, 分散性较少, 有利于和历年数据进行比较。

直线三角法接测量时需要根据实际布置的电极距离和角度对测试结果进行修正, 尤其是变电站外布线, 常受到周围环境制约, 变电站周围环境在不断变化, 每次试验时布线位置往往不能达到一致, 测量值需要不断修正。相比之下, 直线三极法布线方式简单, 受到影响相对较少, 数据连续性较好。

5 结束语

发电厂、变电站的接地阻抗宜采用直线三极法进行测量方法简单, 测量数据相对试验方法更准确和具有连续性。测量时防止 “零电位点”偏移, 造成测量误差。另外, 适当加大测试电流, 使电压极上获得较高的数值来消除 “零电位点”偏移的影响。同时, 应尽可能的沿直线布置并注意各个电极的位置关系。每次测量时应记录各个电极的位置、布线距离、接地装置的型式、土壤状况以及湿度、温度等基本资料。

摘要：接地装置在输变电工程中是个隐蔽工程。对新安装的接地装置, 必须对其检验, 是否符合设计或《规程》的要求;对运行中的接地装置为保证其工作可靠, 也必须对接地装置进行定期检测。直线三极法接地阻抗测量方法简单, 数据可靠性较直线三角法和四极法要好, 而且数据稳定性高。在测量过程中应使用正确的方法, 排除各种干扰和影响才能得到真实的数据。

关键词：接地装置,接地阻抗测量,三极法

参考文献

[1]陈天翔, 王寅仲, 海世杰, 电气试验[M].北京:中国电力出版社2008.11 (2) 242—244.

[2]许颖、徐士珩, 交流电力系统过电压防护及绝缘配合[M].北京:中国电力出版社, 2006.9 (1) 38—39.

[3]陈化钢, 电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国科学技术出版社, 2001, 3 (2) :561—567.

接地网接地阻抗测量的优化 篇9

接地网接地阻抗的测量, 评估接地网的综合运行状况, 对电力系统的安全、稳定运行非常重要。从经济和生产管理角度考虑, 地网的现场测量往往是带电进行, 由于容易受零序电流以及测试引线之间的干扰, 测试结果的准确性存在一定问题, 从而导致对地网的综合评估不准确, 使得地网安全存在一定的隐患。因此, 正确测量接地阻抗在地网的评估中比较重要。

2 测试方法及其误差

2.1 工频法

工频法是接地网测量中的传统测量方法, 由于受到现场零序电流干扰等, 最容易产生测量误差。变电站的高压出线由于负载不平衡, 经接地体会有零序电流流过, 零序电流经过接地网时就会在接地网上产生电压降, 从而给测量结果带来误差。

假设接地阻抗为0.5Ω, 按照早期的接地装置特性参数工频测量导则给地网注入30A的电流, 这时得到的电位升为15V。而根据大量的现场测试数据表明, 变电站内由零序电流产生的干扰电压, 和注入电流产生的电压在同一个数量级, 往往从几V到几十V不等, 一般220kV以上的变电站, 干扰电压超过10V的比比皆是。此时干扰电压和测试电压几乎相等, 对测量结果的影响很大。

2.2 异频法

异频法是采用非50Hz或60Hz (国外) 工频的测试信号注入地网进行测试。而该异频信号是固定的一个或两个频率。例如选择128Hz的单一频率或者选择以50Hz为中心上下两个固定频率如48Hz和52Hz等。选择单一频率的, 接地阻抗即为该频率下的测试值;选择两个固定对称频率的, 接地阻抗为这两个频率下的测量结果的平均值。

根据大量现场实测的经验累积表明, 干扰信号在50Hz的时候最大, 在55到100Hz之间趋近于0, 在100Hz左右又开始增加。因此, 现有单一的128Hz的测量频率, 容易受干扰, 并不合适。同时, 由于接地阻抗的线性非常明显, 128Hz下测量到的结果会远大于实际的工频阻抗值, 产生明显误差。

而固定的两点异频法, 存在局限性, 很难得到接地系统的频率特性, 也就不能准确反映真实的工频接地阻抗。其抗干扰效果、测量精度和数据可重复性有待验证, 并可能受特定频率干扰信号的影响。两点异频测量不是地网抗干扰测量的理想方法。

2.3 变频法

变频法和两点异频法很像, 但测试的频率点要远多于两点异频法。通过给被测地网注入一个非工频信号, 一般是取在工频信号附近的几个赫兹的信号做为测量的输入信号。实验电流一般在3～20A, 相比传统工频法测量, 需要的电流非常小。由于集肤效应等因素的影响, 该变频信号不能太高也不能过低, 一般理想的测量频率范围在40～60Hz。接地阻抗测试值在工频附近较小频率变化范围内的变化可以认为是线性的, 在该范围内, 每隔1Hz或0.1Hz测量其接地阻抗值, 通过线性逼近或曲线拟合等方法得到工频50Hz下的接地阻抗值。变频法要求电压和电流测量设备的通频带不仅可变, 而且很窄, 对测试设备技术要求很高, 但却能有效消除现场工频干扰的影响。

变频法测量接地阻抗时, 往往接线方法和传统的工频法一样, 采用传统的电压-电流直线法。由于接地阻抗一般都比较小, 而试验时测试的电压电流线又比较长, 其电流线和电压线的互感影响会造成较大的测量误差, 特别是采用架空线路的两相做为测试线时更为明显。因此消除测试引线之间的互感, 是确保接地阻抗测量结果正确的基本要求。

3 解决方法

3.1 工频抗干扰

使用工频法测试时, 为了有效排除地网零序电流的干扰, 提高测量的信噪比, 必须采用很大的电流注入地网。DL/T 475-2006导则规定采用工频电流测试大型接地装置的工频特性参数, 应尽可能加大试验电流, 试验电流不宜小于50A。

但大电流的输出需要大容量的升流器或变压器, 使得设备庞大、测试电缆粗且测试线路长, 现场布线困难、需要耗费大量人力, 导致测试成本高, 同时也给现场测量安全带来一定压力。

倒相法是消除零序电流干扰的一个有效手段, 但具有较强的限制性。要求测试时的干扰信号必须为理想的工频正弦波, 且倒相前后的干扰信号不变。现场带电测试的干扰多种多样, 不但工频成分本身是变化的, 而且还存在谐波、高次杂波等干扰, 很难处于理想状态。因此倒相法虽然可以减少一定的影响, 但不能完全消除。

综合来看, 工频法并不是理想的准确测量接地阻抗的方法。

3.2 变频抗干扰

相对于固定单点或对称双点频率的异频法, 多点频率线性对称的变频法更适合于现场的接地阻抗测量。

多点变频法有效避免了地中零序电流的干扰、高频干扰和带电运行线路的干扰, 使测试结果更为精确;而且, 使用小电流进行测试, 设备的容量和体积、测试电缆可以做到很小, 便于现场设备搬运、布线和测试;测试电流小, 安全性好;可以长时间的输出电流而不损坏设备和测试电缆;测试成本低。因此很适合用于当前的接地阻抗测试。

对于测试引线之间的干扰, 过往采用四极补偿法, 理论上虽然能消除电流线和电压线之间互感的影响, 但实际测量时仍存在补偿极的位置问题。补偿电极位置的改变会影响测试结果的变化, 并不能准确消除测量引线间的干扰。

现在消除测试引线之间互感的方法是在测试时加大电压线和电流线之间的距离, 例如布置测试回路时分别沿路的两边分别布置电压和电流线, 如果路够宽, 间隔够远, 确实能有效消除引线互感, 但实际上受变电站周边地形条件限制, 现场布线时也很难保证能让电压线和电流线之间间隔5m以上。

为了更好地消除测试引线之间的互感, 只要条件允许, 大型接地网的接地阻抗测试鼓励采用电流-电压线夹角布置法。该方法如图1所示, 以地网中选定的信号注入引下线做为夹角的顶点, 取距离地网边缘4到5倍地网对角线长度的两点做为电压极和电流极的注入点, 也是夹角的两个端点。采用和传统直线法相同的方式注入信号进行接地阻抗测试。

测试结果代入公式 (1) 中进行修正并得到最终结果。

(1)

式中:

θ - 电流线和电位线的夹角。

Z’ - 接地阻抗的测试值。

反向布置法是一种特殊的夹角法, 其夹角为180°, 电压线和电流线沿相反方向布置, 就不存在测试线之间互感的影响了。

4 比对测试

为了对比不同测量方法测试接地阻抗的效果和准确性, 针对广东省某110kV变电站#2主变扩建工程, 做主地网接地阻抗的比对测试。

该变电站接地阻抗设计要求为≤0.5Ω, 变电站主接地网最大对角线为D≈100米, 根据变电站地形, 为了消除引线互感, 如图2所示采用夹角法布置测试回路。电流线与电压线夹角为178°, 又称为反向法。A点为#2主变测试点, B点为电流极, 放线400m, C点为电压极, 放线400m, 电流线选用6mm2塑料绝缘导线, 电压线选用4mm2塑料绝缘导线。

根据DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》的要求, 测试分别采用工频信号源、美国产128Hz单点异频测试仪和澳大利亚产多点变频测量系统进行。

比对测试先接入工频法测试用大功率信号源测试工频下的接地阻抗值, 记录并计算测试结果;保留测试回路, 将信号源更换为128Hz单点异频测试仪, 注入信号并记录和计算测试结果;最后采用多点变频的接地装置特性参数测量系统选择几个频率测试接地阻抗值并换算最终结果。

对比异频法设备和工频法设备测试数据;最后, 查询该地网的设计值并与三种测试方法的测试数据进行比对来最终验证接地阻抗测试的准确性, 并确认三种方法的优劣性。

参考夹角法的修正公式 (1) 和测试点的距离, 测试结果根据导则要求进行相应修正, 实际测量结果为Z=Z’/0.838。采用多点对称变频法的反向测量结果见表1。

运行中的该110 kV 变电站工频干扰电压值为0.84V, 相对于220kV及以上电压等级变电站动辄几V的干扰值, 算是比较小的。因此采用30A的工频电流测量, 就能取得较好的效果。

1) 采用工频法的反向测量结果可知, 测试电流为30A和50A时所得的工频接地电阻测量结果基本一致。主要还是因为测试电压比干扰电压要大不少, 所获得的信噪比较好。用工频大电流法测试得到的工频接地电阻测量结果为0.315Ω, 满足小于0.5Ω的设计值要求。

2) 采用128Hz单点异频法测量原理的测试设备, 干扰电压3.6mV, 比工频干扰电压要小的多。但由于测试电压也仅为16.9mV, 所以对测试结果有一定的影响。另外128Hz的频率是工频的一倍多, 由于接地阻抗的线性, 测试结果0.405Ω比实际的工频接地阻抗值要偏大, 并不准确。

3) 通过对两组对称变频下的信号进行测试, 得到两组不同的测试结果, 再取平均值来计算接地阻抗。测试的对称点数越多, 对工频接地阻抗的线性就反映的越好。从表3中的测试结果可以很直观地反映出接地阻抗在不同频率下的线性度, 体现出了多点变频测试很好的重复性。测试结果0.305Ω和工频法测试的结果非常接近 (相对误差3.3%) , 也体现了该方法的准确性。

综合以上分析, 根据DL/T 475-2006导则的相关要求, 采用178°夹角反向布置测量的该110kV变电站接地电阻值为0.305Ω。用多点变频法测试得到结果完全正确有效, 远优于128Hz单点异频法, 相比于传统工频的抗干扰能力又更强, 测试更简便, 更安全, 测量的可重复性也更高。

5 结束语

1) 和传统工频法相比, 多点对称变频法更适合应用于接地阻抗的测量。

2) 接地阻抗测量时频率是否选择正确对测量结果的准确性有较大影响。

3) 采用直线法测量接地阻抗需要考虑测试线间的互感, 应保证测试线之间有足够的距离。

4) 夹角法特别是反向布置的夹角法能有效消除接地阻抗测量时引线互感的影响。

5) 零序电流对接地阻抗测量结果影响很大, 现场测试时应根据干扰大小选择测量方法。

参考文献

[1]DL/T475-2006[S].接地装置特性参数测量导则.

[2]GB/T17949.1-2000.接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则[S].

[3]IEEE“Guide for Measuring Earth Resistiv-ity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentialsof a Ground System” (IEEE Std 81-1983)

[4]王东烨、董刚.大型变电所地网评估若干问题的探讨[J].高电压技术, 2001, 27 (2) , 64.

[5]郭华俊等.大型接地装置接地电阻测量及影响因素[J].高电压技术, 2002, 28 (12) , 47.

[6]张培刚等.大型接地网接地电阻测量误差分析和对策[J].浙江电力, 2009, (2) , 81.

传输线阻抗匹配问题浅析 篇10

随着微电子技术和通信技术的不断发展,电子设计系统正在向高速方向发展,时钟和数据速率从以前的几十MHz变成现在的几百MHz甚至1 GHz或更高的频率。在这种高速系统中,信号是以电磁波的速度在信号通道上传输,当高速变化的信号在传输线中传输时,如果终端和始端出现阻抗失配现象,则会出现电磁波的反射,使信号波形严重畸变,并且引起一些有害的干扰脉冲,影响整个系统的正常工作。因此在高速系统中,必须对信号经过的传输环境进行阻抗匹配控制,从而保证信号传输的完整性。

1.传输线阻抗的物理含义

在电路分析中,信号传输的连接线称为传输线。下面介绍两个与传输线特性密切相关的概念。

(1)特征阻抗:它是沿传输线上分布电容和电感的等效,其物理含义是入射波的电压与电流的比值或反射波的电压与电流的比值。

传输线的特征阻抗是:

其中Z为传输线的特征阻抗;L,C分别是传输线的分布电感抗和分布电容。

(2)反射系数:反射波电压与入射波电压之比。

反射系数是:

其中Z1是传输线的特征阻抗;Z2是传输线的负载阻抗。

2.阻抗匹配及其重要性

传输理论指出,通常情况下,传输线传输的电压或电流是由该点的入射波和反射波叠加而成的,或者说是由行波和驻波叠加而成的。当传输线的负载阻抗与传输线特征阻抗相等时,线上只存在入射波而无反射波,我们称之为负载阻抗匹配。图1就是传输线示意图,Zc是传输线的特征阻抗,Zl为终端负载阻抗。之所以强调阻抗匹配问题,是因为阻抗匹配对信号的传输具有以下重要意义。

(1)当Zl≠Zc时,传输线上除了会出现入射波外,还会出现反射波,称之为阻抗控制失配现象。反射波的存在意味着传送到传输线终端的功率不能全部为负载所吸收,从而降低了传输效率。

当Zl>Zc,电压信号发生正向反射,电流信号发生负向反射;

当Zl<Zc,电压信号发生负向反射,电流信号发生正向反射。

(2)当Zl≠Zc时,传输线上同时存在着行波和驻波,若信号电压比较高,则在电压波腹点容易产生介质击穿的现象。如欲避免击穿,势必采用尺寸较大和耐压较高的传输线,从而加大了投资。

(3)在行波和驻波同时存在的情况下,电流波腹点附近的电流振幅也高于正常值,产生的热量也比较大,附近的绝缘易被烧坏。

(4)在存在反射波的情况下,从传输线始端向传输线看入的阻抗都将随着频率而变化。当用来传输含有若干频率的信号时,将使信号产生失真。

由以上可知,传输线上阻抗不匹配会引起信号反射,减小和消除反射的方法是根据传输线的特征阻抗在其发送端或接收端进行终端阻抗匹配,从而使反射系数等于零,这种情况称传输线阻抗达到了完全匹配,无任何信号反射,这是传输线路追求的理想境界。

3.影响传输线阻抗匹配的主要因素

在电路中,传输线一般分为两种:微带线(microstrip);带状线(stripline),如图2所示,本文针对第一种传输线作分析。

微带线阻抗近似计算公式:

Z为微带线的阻抗;Er为电介质的介电常数;T为传输线的厚度;w为传输线的宽度;H

影响传输线阻抗的因素主要有:铜线的宽度(w),铜线的厚度(T),介质的介电常数(Er),介质的厚度(H),焊盘的厚度,地线的路径,周边的走线等,在具体加工时,一般主要因素:w、Er、H。

当然影响阻抗匹配不仅是上述3个因素,上面所提的只是比较而言影响度较大的几个因素。对于高频信号传输,应尽可能的走短线,如果可能要在信号线的周围铺地作保护;对于有高分布电容的负载,也应该用短而粗的走线形式,走线越长,阻抗匹配的形式就越复杂。

4.阻抗匹配方法

通常可以利用匹配网络来实现,使用电容电感实现阻抗匹配,在低频段使用变压器、L形、π形、T形电路实现匹配,这类电路体积小、结构简单、应用广泛。低频段采用传输线变压器可以实现宽带阻抗变换;使用电感和电容性的元件组成L形匹配电路;而π形、T形电路可以实现电路的品质因数的调节,提高频带宽度,灵活性更高。

还可以采用分布式参数元件电路匹配的方法,其中混合型匹配电路(中低频),这类电路设计中尽量的少用电感元件,因为它有较高的电阻损耗且寄生参数也很严重;第二个是单分支匹配电路,并联单分支电路由一段串联的传输线和一段并联的终端开路或短路传输线构成,设计时通常取恒定的传输线的特性阻抗,通过调节传输线的长度,进行阻抗匹配设计;最后是双分支匹配电路,这类匹配电路更易于实现匹配阻抗的调节,只是设计有点复杂。还可以使用噪声匹配电路实现阻抗匹配。

5.结束语

阻抗匹配是一个比较复杂的问题,本文对传输线特征阻抗的物理含义、计算和影响因素进行了比较深入的探讨。阻抗匹配的方法和匹配器的形式也是很多的,应该根据实际情况具体分析采用。

摘要：介绍了传输线阻抗匹配的原理以及匹配方法,介绍了两种传输线阻抗计算的经验公式,在此基础上讨论了影响传输线阻抗控制的主要因素。

关键词：传输线,阻抗匹配,因素

参考文献

[1]赵震初.无线电技术基础[M].北京:北京理工大学出版社,2004.

[2][美]Bogatin.信号完整性分析[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]于波.信号完整性设计(二)[EB/OL].2005.http://www.emchome.net.

[4]王明鉴.电信传输原理.北京:人民邮电出版社,1986.