美媒：科學(xué)家發(fā)明可穿戴發(fā)電機(jī) 利用尿液供電 　　美媒稱，日前，一雙嵌入了微生物燃料電池（MFC）的襪子成功為一臺無線發(fā)射器提供了動力，并向一臺個人電腦發(fā)射了信號。這種MFC以尿液為燃料，靠穿戴者行走帶動循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術(shù)的可穿戴發(fā)電機(jī)提供動力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。 　　據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站12月11日報道，有關(guān)這項研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學(xué)》雙月刊上。 　　論文稱，這項試驗(yàn)是由英國西英格蘭大學(xué)布里斯托爾生物能源中心的揚(yáng)尼斯·耶羅普洛斯教授帶領(lǐng)的。 　　報道稱，襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料，依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講，續(xù)流MFC依靠一臺主電動泵來讓尿液在電池中循環(huán)，不過本項試驗(yàn)完全依靠的是人體運(yùn)動。該試驗(yàn)使用的手動泵類似于簡單的魚循環(huán)系統(tǒng)，行走動作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電，使其每兩分鐘向由個人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。 　　耶羅普洛斯說：“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電，這次想看一下我們是否能用可穿戴技術(shù)復(fù)制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給，僅靠人力供電——尿液作為燃料、腳部運(yùn)動作為泵。”

發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí) 發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù) 　　發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱訖C(jī)運(yùn)行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動作，或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。 　1、概述說明 　　并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門關(guān)閉之后，便作為同步電動機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機(jī)主汽門已關(guān)閉，汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長期運(yùn)行過熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對原動機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。 　　對汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計算，就是要確定該保護(hù)的動作功率Pdz及動作延時t。 　　1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動作功率可按下式計算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后，汽輪機(jī)維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無旁路管道等)有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機(jī)拖動汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機(jī)的額定功率。 實(shí)際中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、動作延時發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動作延時，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時間來整定，該允許時間一般為10~15min。計算及運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時，允許運(yùn)行時間還要長一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時間來整定保護(hù)的動作延時，可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。 　　另外，投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動程序跳閘回路，此時，動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護(hù)，由于動作時間短，在主汽門點(diǎn)閉后很短的時間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，實(shí)際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。 　　2、原理介紹 　　當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機(jī)，也就是發(fā)電機(jī)變成電動機(jī)工況)，逆功率保護(hù)動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。 　　由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī);由于水庫容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風(fēng)能、原子能、地?zé)帷⒊毕?、生物能等能量的各類發(fā)電機(jī)。 此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。 　　何為逆功率? 　　眾所周知，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機(jī)失去原動力，而發(fā)電機(jī)出口開關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)在運(yùn)行。此時發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。 　　逆功率的危害 　　發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動力時，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級葉片可能會引起過熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。 　　所以說逆功率保護(hù)實(shí)則是對汽輪機(jī)無蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。 　　發(fā)電機(jī)的程序逆功率保護(hù) 　　發(fā)電機(jī)程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機(jī)在帶有一定負(fù)荷的情況下，突然跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)而汽輪機(jī)主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組極易發(fā)生超速，甚至飛車。為避免此種情況，對于非短路故障的某些保護(hù)，動作信號發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門，待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動作后，與主汽門關(guān)閉的信號組成與門，經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護(hù)，動作作用于全停。 　　逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別 　　逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)，帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底，是怕原動機(jī)動力不足，反被系統(tǒng)帶著跑! 　程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機(jī)組突然解列后，主汽門未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機(jī)超速，從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底，是怕原動機(jī)動力太足導(dǎo)致機(jī)組超速! 　　所以說嚴(yán)格意義上來說，逆功率保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的一種，但主要是保護(hù)汽輪機(jī)。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實(shí)現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動作過程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機(jī)方式。 　　關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會跳閘，而程序逆功率除了定值達(dá)到，還要求汽機(jī)主汽門關(guān)閉，所以說在機(jī)組啟動過程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動作。

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