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发布:2022-12-30 15:04,更新:2023-10-26 04:00

 1.一次设备的维护。普通的综合自动化变电站一次设备的运行状态和健康状况主要靠运行人员通过现场巡视和后台监控人工判断。而智能变电站的一次设备配置了相对较多的在线监测设备和设备运行环境监控设备,在线监测和运行环境监控设备共同组成了变电站设备的运行状态和健康状况,并能在一次设备运行异常或健康状况恶化时发出预警信号,提醒运行人员及时处理。即智能变电站的一次设备能够实现自动监测和预警,大大减轻了变电站运行人员的工作量。
  2.二次设备的维护。普通的综合自动化变电站二次设备是通过测量一次系统经过电流互感器和电压互感器转化后的低电压和小电流模拟量来感知一次设备的运行状态,判断一次设备的健康状况。当一次设备故障或异常时,发出报警信息或断开一次系统的电气回路隔离故障设备。为实现这一目的,二次设备须用控制电缆直接接入电流互感器和电压互感器二次绕组,与电流互感器和电压互感器的二次绕组构成闭路回路。其测量精度不仅受电流互感器和电压互感器传变精度的影响,而且要受到控制电缆传输损耗、变电站电磁干扰等多种因素影响。在综合自动化变电站中,继电保护和自动装置普遍采用微机型继电保护装置,要实现对一次设备的控制、保护、调节,必须利用变电站直流电源系统提供的能量,通过控制电缆连接一次设备的控制操作元件或变电站的信号发生设备构成闭路回路,其效果不免要受到控制电缆传输损耗、变电站电磁干扰等多种因数影响。在智能变电站中,二次设备主要采用数字化装置,一次设备的运行参数信息通过就地安装的智能设备转换成数字信息,经光缆传送给远方的监察、测量、控制、保护、调节设备,不仅减小电流电压的采样损耗,且解决了传统控制和测量模式引起的电磁干扰。



太阳能电池,太阳能飞机,太阳能汽车,这些都是通过阳光转换为电的,但具体是一个怎样的过程呢?如果你不是一目十行,那就很容易理解。

  跟半导体有关

  硅真是一个好东西,计算机、IT离不开它,太阳能发电也离不开它。

  硅原子的外层有4个电子,这是不完美的结构,要想发不离8,硅原子的外层迫切需要达到8个电子,为此,它们不得不抱团取暖,互相借力,当很多硅原子在一起时,每个硅原子共享相邻的4个硅原子的4个电子,同时也把自身外层的4个电子共享出去,如此,它们组成了稳定的硅晶体。

  硅晶体化学性质非常稳定。在常温下,除氟化氢以外,很难与其他物质发生反应。

  硅晶体是不良导体,因为它没有无所事事的自由电子,现在,我们就来改造它。磷原子(P)的外层有5个电子,把磷原子掺杂进硅晶体,那么硅晶体显然就多出了一个自由电子。

  磷原子拿出4个电子与相邻4个硅原子共享后,还剩余一个电子,它是自由的。

  硅晶体中无数的硅原子被磷原子取而代之,就多出了很多的自由电子,于是,它就导电了。此时,我们已经做成了一个半导体,它的名字叫“N型半导体”,为了让你一辈子都能记住N型半导体的由来,你可以把“N”想象成一个百无聊奈的自由电子在走“N”字型闲逛。

  以上,是掺杂有5个外层电子的磷原子,那么,假如掺杂的是外层只有3个电子的铝(AI)呢?

  掺杂铝原子后,显然,就缺少了一个电子了,这就像一个没有被填满的洞,我们叫它“空穴”。

  硅晶体掺杂诸如铝、硼这样的三价原子后,就制成了另一种半导体,叫做“P型半导体”,为了记住它,我们可以把“P”想象成一个需要电子去填充的空穴。

  P型半导体也是导电的,这是因为,施加外电场后,P型半导体中的电子会逆电场方向依次填补空穴,同时呢,空穴也就沿电场方向移动,于是,电流产生了。

  PN结

  说了半天的N型半导体和P型半导体,它俩有啥用?非常有用,如果你把它俩对接在一起的话。

  如果一块半导体晶体的一侧是N型半导体,另一侧是P型半导体,那么中间相连的接触面就叫PN结。

  PN结是许多电子元件,例如二极管、各种晶体管的物质基础。而晶体管被认为是现代历史上伟大的发明之一,在重要性方面可以与印刷术,汽车和电话等发明相提并论。

  现在我们已经知道,在N型半导体中,自由电子的浓度很高,而在P型半导体中,空穴的浓度很高。根据扩散的原理,物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。

  所以,在PN结中,会有很多自由电子从N型半导体中扩散到P型半导体中,带来的结果是,本来N型半导体是电中性的,不带电,但因为失去一部分电子后,就带正电了。

  而在P型半导体中,因为很多自由电子跑过来,填满了不少空穴,导致空穴浓度降低了,本来P型半导体也是电中性的,现在多出了很多电子,所以带上了负电。

  PN结中,一侧带上正电,一侧带上负电,于是就在接触面形成了一个内部的电场。

  阳光是怎么发电的?

  说完了PN结,和PN结里面的内电场,现在,我们终于可以进入正题--阳光是怎么变成电流的?

  在光电效应中,我们知道,一定频率以上的光可以从金属中打出电子。这告诉我们,光的能量是可以作用在电子上。

  当太阳光照射到一般的半导体上时,会产生电子与空穴对,即,阳光在半导体中产生一个自由电子时,就会同时产生一个空穴,因为电子在阳光能量的作用下离开本该待的位置,成为自由电子时,那个位置必然缺乏一个电子,空穴就产生了。

  不过,在一般的半导体中,阳光产生的自由电子和空穴很快就结合在一起了,自由电子和空穴的生命周期很短。

  但是在PN结半导体中,就不同了。

  因为PN结中有内电场,当太阳光在PN结中产生电子和空穴对时,电子会在内电场的作用下,向N型半导体中移动,同理,空穴向P型半导体中移动。

  此时,如果PN结两端接通导线,就可以产生电流了。

  以上,就是太阳能发电的原理。下图为示意图:


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