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引言(或序言)。内容应包括本研究领域的国内外现状,本论文所要解决的问题及这项研究工作在经济建设、科技进步和社会发展等方面的理论意义与实用价值。
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结论。论文结论要求明确、精炼、完整,应阐明自己的创造性成果或新见解,以及在本领域的意义。
参考文献和注释。按论文中所引用文献或注释编号的顺序列在论文正文之后,参考文献之前。图表或数据必须注明来源和出处。
摘要:为了响应《中国制造2025》纲领的号召,及时了解并适应市场和区域经济的发展,合理调整专业人才培养模式,对扬州地区电气类相关企业进行了人才需求情况调研。通过调研,找准了高等职业院校电气自动化技术专业人才的定位,总结了企业对于专业人才培养的意见建议,为后续人才培养方案的指定提供了可靠的依据和保障。
关键词:中国制造2025高职教育 电气自动化技术专业
电气自动化技术专业结合了多个学科和技术,专业口径较宽,适用范围广泛,就业方向灵活。为了明确企业对于电气自动化专业的人才培养需求情况,找准定位,确定目标,真正体现就业导向、能力本位的办学方针,因地制宜与时俱进地进行人才培养模式改革,需要有针对性的对江苏扬州及周边地区企业进行调研,了解企业对本专业人才培养的意见和建议。
1专业人才培养的社会背景
《中国制造2025》为我国制定了走向制造强国的行动纲领,而人才培养是实现建设制造强国的根本前提,《中国制造2025》中明确提出了“人才为本”的基本方针,要求要加快培育制造业发展急需的专业技术技能人才,这就给高等职业教育电气自动化技术专业带来了巨大的机遇和挑战。与此同时,《中国制造2025》也提出要坚持市场的主导地位,因此本专业的人才培养模式的制定也应当坚持以企业、市场、社会乃至国家的需求为标杆。只有以《中国制造2025》为纲领,以岗位、企业和社会的需求为准绳,进一步推动改革,深化落实,全方位进行人才培养模式的调整,才能培养出企业需要、社会认可、国家满意的具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才。
2专业人才培养的区域与行业背景
随着扬州市经济和社会的飞速发展,目前已建成了半导体照明、绿色新能源、智能电网、数控金属板材加工设备、汽车及零部件共5个国家特色产业基地。总投资80亿元产能为30万辆的上海大众汽车第三大生产基地落户扬州仪征,潍柴集团亚星客车有限公司、扬州江淮汽车公司、大洋造船等大型国企民企也纷纷抢滩扬州沿江区域。与此同时,扩大至整个江浙地区,电气机械和器材制造业,通用设备制造业,计算机、电子通信和交通设备制造业等均为该两省的支柱产业。《中国制造2025》提出的电力装备,高档数控机床和机器人,新一代信息技术产业等共十大领域,其中大部分领域均涉及到了各种电气类装备制造。由此可知,扬州地区乃至整个江浙地区的支柱产业与《中国制造2025》提出的重点发展领域是高度统一的。因此,未来几十年内,在扬州乃至整个江浙地区,企业、市场和社会对电气类人才需求量将与日俱增且有增无减。
电气自动化技术专业毕业生可就业于各类工矿企业,如制造、石油、化工、电力、纺织、制药、食品、轻工等行业,从事电气自动化系统及设备的操作监控、安装调试、运行维护、技术升级改造、故障抢修等工作,或从事工厂供配电设备管理、维护、操作等工作,或在技术服务型公司,从事技术合作项目的安装、调试和后期技术服务工作,也可在中央控制室、自动化产品营销等部门工作。
由此可见,具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才具有广阔的就业空间和良好的发展前景。
3企业对专业人才培养改革的意见建议
我们对江苏扬农化工集团、江苏牧羊集团、扬州新大通科技有限公司、江苏纵横苏天网络发展公司、南京擎天科技有限公司等扬州及周边城市的30家企业进行走访调研,调研结果表明,企业对具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才的需求巨大,但同时,企业还对本专业的人才培养提出了几点意见和建议。
3.1人才培养模式有待调整人才培养目标定位必须与行业的实际保持紧密联系,以及时满足市场、企业和社会的需求。培养模式必须形成有机的、统一的整体,让学生抱着浓厚的兴趣,实现学中做、做中学,最大程度提高教学效果与教学质量,让学生可以将所学到的基础理论知识转化为熟练的实践动手技能。人才培养过程中,还应当大力开展各类校企合作项目,推进联合办学,进一步与企业维持一种持久深入且具有系统性的共赢合作,让学生能够灵活运用课堂上所学习到的知识和技能,主动发现,仔细分析,准确解决未来实际工作岗位中遇到的具体问题。只有这样才可以真正做到实现知识技能的融会贯通,将内化的知识应用于实践,造福企业乃至社会。
3.2专业课程设置有待改进电气自动化技术随着科学技术的进一步发展已经进入一个新的阶段,新的概念和体系已经基本形成。自动控制技术、电子信息技术、通信技术、计算机技术与网络技术等多门学科高度融合和交叉,企业对具备以上综合知识技能的复合型的人才需求很大。课程设置要进一步拓宽,要有一定的计算机网络技术、通信技术、设备制造与加工、机械与电力传动及的基础知识,并且尽可能多的介绍各类控制对象和控制方法。与此同时,还应当让学生了解最前沿的电气自动化新技术,以此达到培养学习兴趣,激发创新意识的目的。
3.3非智力因素培养有待加强企业所需要的高素质技术技能型人才除了掌握必备的专业文化知识和技术技能外,还应当具备良好的职业道德修养和敬业精神,拥有服务社会的意识、协作共赢的团队意识和经济安全环保的可持续发展的意识,具备较强创新能力和自学能力,并能够及时快速的适应新环境、接收新知识、掌握新技术,并具有良好的文字表达、沟通协作的能力。因此,在人才培养的过程中,除了传授科学知识和锻炼专业技能,还不能忽略非智力因素的教育。
4人才培养模式改革的策略和实践措施
4.1以行业为标杆,改进人才培养模式人才培养机制应当以企业需求为准绳,以实用为根本,以就业为目标。该专业定期组织教师和专家深入相关企业,进行岗位需求与知识、能力等其他素质方面要求的相关调研,根据企业的具体岗位需求和相关基本素质要求,有针对性地改革人才培养模式,动态地调整人才培养方案,从而保证以此为依据培养出的学生符合行业要求和企业需求。
该专业创新性的提出并实践了“1+1+1专业导师制”人才培养模式,该人才培养模式充分发挥专任教师的导学、导能和导业的作用,积极与企业进行沟通交流与合作,为每一位同学配备一个专业背景的班级导师和企业导师,企业导师定期进课堂、办讲座,既传授了基本的科学理论知识,又锻炼了企业实际需要的动手实践的操作能力,从而为其毕业后的顺利就业提供了强有力的保障和依据。借此人才培养模式,将专业教师的传授和企业导师的指点充分融入到人才培养的全过程,能够及时有效的根据企业的动态需求实时进行调整和改革,充分发挥行业需求在人才培养方面的引领作用。
4.2以实践为宗旨,调整课程体系建设本专业以企业岗位素质要求为标准,以培养专业技能为主要目的,以实际工程项目为中心,以具体教学情境为载体,进一步完善和改进课程体系,加强专业知识与实践技能的相互渗透和彼此融合。因此本专业在课程设置上,重点选择具有较强实践性和实用性的课程。
4.3以项目为导向,大力推进理实一体为了满足国家对于高等职业教育工学结合的要求,有针对性的进行实践教育教学改革,优化教学方法,加大再造力度,该专业教师基于多年的实践教学经验,结合来自相关合作企业的反馈和建议,与企业工程师合作,从高职学生的认知规律和特点出发,以企业实际生产过程案例为载体,以具体实践项目为依托,针对主干课程编写了相应的项目化教材。截至目前为止,该专业教师已主编与参编了《生产过程控制系统的设计与运行维护》、《先进组态控制技术及应用》、《传感器检测与应用》、《PLC应用技术图解项目化教程》等共18部适用于高职高专教学的项目化教材。科学知识的学习与实践操作能力的提高紧密融合贯穿于每个具有实际背景的典型案例之中,逐步突破重点难点,激发学生浓厚的学习兴趣,通过实际动手操作巩固对理论知识的认识理解并锻炼其实践操作的能力。有利于毕业生更快的适应具体岗位的实际工作,锻炼培养了其利用学校所学习到的理论知识去发现、分析并解决实际工作中遇到的具体问题的能力。
4.4以素质为终极,加强非智力因素培养《中国制造2025》提出了以创新为驱动,要提高国家制造业的创新能力,这就为该专业培养学生的非智力因素指明了方向,即要大力培养学生的科技创新能力。本专业成立若干导师工作室,根据学生的兴趣以及专业知识的掌握程度合理搭配并分组,因材施教,充分发挥学生自身的主观能动性与创新积极性,让学生在专任教师的引导和带领下,基于理论知识基础和熟练的实践动手能力,自主设计研发,制作专业创新作品,参加创新创业大赛,申请创新发明专利。通过组建学生科技创新社团和创新创业中心,鼓励学生基于所学习的理论知识和所掌握的专业技能,勇于创新,自主创业,借此加强学生对新技术新产品的敏感度和开发新市场的敏锐度,为其未来的发展开辟科技创新和自主创业的新领域。
5结论
在《中国制造2025》的社会背景下,根据企业与社会的要求,相应对人才培养方案进行改革和完善已成为势不可挡的趋势。总结企业对专业人才的培养建议后,应当采取相应的改革措施,应当以行业为标杆,改进人才培养模式,以实践为宗旨,调整课程体系建设,以项目为导向,大力推进理实一体,以素质为终极,加强非智力因素培养。
电气自动化技术专业只有始终坚持以《中国制造2025》为纲领,以满足企业需求为目标,动态调整人才培养模式,大力推进人才培养改革,积极采取应对的实践措施,才能培养出基本知识功底扎实,实践动手技能高超,同时具有卓越的科技创新思维和突出的职业能力素质,广受企业的好评并深受社会的认可的高素质技术技能型人才。
参考文献
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在电气控制和自动化专业的教学中,传统的教学方式是将理论课教学与实验课教学严格分开,虽然教学相对集中,但是这种以教师作为课堂教学中心的教学方式导致学生无法做好知识的衔接。将课堂直接设立实验室展开教学,可以做到教师的教学和学生的学习交替,建立起师生之间的互动,使得学生主动探索精神被激发起来,提高了学生对于电气控制和自动化专业的学习兴趣。
2建立电气控制和自动化专业与企业之间的合作
电气控制和自动化专业具有较强的理论性,专业知识的抽象性很高。中职学生知识基础较为薄弱,因此要系统地掌握专业知识较为困难。那么,就可以考虑调整教学方法。鉴于中职学校是适应社会的需要培养专业适用性人才,中职学校可以与企业建立起合作关系,也为学生建立良好的实习环境,并为将来的就业打下良好的基础。二年级的学生以专业技术的学习为主,可以进人到企业中一边实际操作一边学习,将理论知识恰当地应用于实际工作中,在加深对理论知识的更深层次理解的同时,实际操作中还可以对于理论知识中的不足予以补充。学校与企业的合作促进了教师教学与学生之间的互动关系,使得学生的专业技术能力有所提高,同时企业也可以对于前来实习的学生的综合能力给予评价,以优先选择更为适合企业发展的人才。
3尊重学生的个性特点,组织电气控制和自动化专业技能竞赛
每一名学生都有自己的个性,在专业技能上亦是如此。比如,在可编程控制器和微处理器技术的教学中,学生需要掌握的基本技能就是能够熟练地操作计算机,掌握微电子控制技术。在课堂教学中,采用互动教学方法,就是要将学生的兴趣爱好融人到技术知识教学中,在引导学生兴趣的同时,使学生能够主动地配合教师,以形成师生之间的有效互动。为了培养学生对知识的探索精神,并挖掘学生的潜在能力,可以组织专业知识竞赛,并以设计发明活动的形式展开。学生以高涨的学习热情,将自己所掌握的专业知识充分地运用于技术小发明中,不断地思考,深人地探索,试图以推陈出新的方式获得胜利。而技能竞赛活动的展开,是建立“在就业为导向”的基础上的,也是为了社会培养高技能的人才。
4互动教学法实施
将互动教学法应用于“PLC控制系统安装及调试”的课程教学中。这个课程所涉及到内容包括PLC控制系统的安装、调试以及维护。考虑到电气控制和自动化专业的学生毕业后要从事的工作性质,在教学中要将教学模式建立在学生的职业生涯中。对于工作任务的调配,首先是接受控制任务,对于被控制的对象予以分析,经过分配系统的输人(输出)处理之后,将系统的二次接线图绘制出来,然后就进人到控制程序的编写、系统的接线安装和调试以及验收环节。在实施互动教学中,每一个教学情境都是建立在具体的工作任务基础上的。通过师生之间采取各种形式的互动,使得学生能够自主地参与到课堂教学中,包括以教师为主导的教学准备工作以及演示工作,都是围绕着学生的兴趣爱好而展开的。学生在课堂情境的感染力下,就会去模仿,并以自己的方式练习。在整个的互动教学中,所强调的不仅是工作任务完成结果,更为强调完成任务的过程。特别是学生模仿教师演示,教师要负责指导工作,以使学生能够按照计划完成操作,并达到预期的效果。
5结论
这种强化实践教学的新的举措,适应了高校人才培养目标的要求,锻炼了学生的动手能力,开阔了学生视野,培养了竞争意识,对综合素质提高起到了极大的推动作用。学生凭借自己在学校学到的一技之长,毕业后能够找到满意的工作,为社会奉献了他们应有的贡献。但还应该看到,实行新的教学改革模式并非一帆风顺,在实施过程中尚存一些问题。
2存在的主要问题
当前教学实践环节存在的问题,可概括为散慢、肤浅和随意。从面上看,实践教学环节安排的比较松散,实践过程衔接不紧,逻辑性也不强;实践过程中说闲话的、从事其它活动的有不少人,这种现象称就是“散”。从实践安排的内容上看,缺乏一定的深度,实践只在表面上打转转,对问题的本质触及不多,这种现象称就是“浅”。从实践参与的主客体来看,有比较大随意性:一是老师比较随意。有的教师治学不严,放松对学生日常教学管理,对各种不良现象不问不管,听之任之,管理、指导均不到位。二是学生随意。有的学生缺乏必要的纪律约束,自由涣散,旷课、迟到经常发生。这种现象就是“随意”。“散”、“浅”“、随意”成了很多高校目前制约实践教学的质量提高的主要问题。对广东海洋大学电气工程专业而言,前面这些问题虽然也有一点,但并不突出,该系专业教师都能认认真真对待每一次实践环节,珍惜每一次给学生提高实践技能的机会,甚至自己出钱找关系为学生联系实习,但是巧妇难为无米之炊,该专业多年来一直缺乏实验条件,建设专业实验室投资较大,去生产单位也只能参观不能动手实践,这成了制约专业实训开展的主要原因。
3解决办法
3.1提高思想认识,重视实践环节教学过程
在认识上重视学校实践教学过程,这是深化实践教学改革的关键。实践教学需要相对的教学投入来保障,投入高,成本大,如果流于形式,不把实践教学环节的内容落到实处,使其发挥应有的作用,既贻误了学生,还造成教学资源的极大浪费,必须予以高度重视。
3.2加强实际培训,提高指导老师技能实践教师的能力直接影响着实践的效果,教师只有对指导的方法、实践的内容了如指掌,才能保证指导到位。目前很少有老师能做到这一点。因此需要组织实践教师进行培训,邀请专家开展讲座,提高指导教师的技能,除此之外,新、老教师之间还要互帮互学、取长补短,老教师传帮带,新教师积极虚心学习,充分利用和发挥各自的优势,建设一支专业技能强,作风过硬的专兼职实践教师队伍。
3.3加大经费投入,提高实践教学工作量的比例
加大实践教学的比例,改变传统的实践教学依附理论教学的观念,创建有利于培养学生实践能力和创新能力的实践教学体系。作为从事教学多年的老师都懂得,一个老师既要指导学生实践,还要保障学生安全,可谓是责任重大,但在实际的工作中,教师并没有得到公平的待遇,导致教师进行实践教学的积极性不高。要保证实践教学教师队伍的稳定,让老师安心工作,必须要有相应的物质制度措施,提高其工作积极性。
3.4加强过程管理,进行必要的考核和监控
积极探索新的教学模式下教学管理的方法和体制,采取合理措施,加强对实践教学的老师管理、现场管理;对实践教学实施情况实行督导和过程监控,并要清楚认识设备的危险性,告知学生,对实施效果进行严格考核,确保各种措施实施到位。我们学校电气工程及其自动化专业实训采取指导教师责任制,这个专业特点是危险性较大,所以必须有安全责任到位的意识,必须树立安全第一的原则。
3.5拓展实践教学形式,强化校校合作办学
校校合作办学方案随着社会进步和新科技革命的到来,普通高校教育的培养目标决定了学校必需和企业或者其它有实力的学校合作,校校合作是广东海洋大学办学改革的重要方向,也是大力发展实践教育的必然要求。在校校合作和产教结合作为学校办学重要性、必要性的趋势下,能为校-校联合办学带来一条新路,使全社会办学互助,节约型办学,共享型办学。这学期该校有3周的专业实训就采取了这个办法。选择华南理工大学电力学院作为该校的合作学校,原因有三个,一是华南理工大学电力学院是华南地区该专业办学条件最好的学校,拥有一名院士和电气工程专业博士后流动站,拥有设备齐全的实验室;二是费用较低,不出省路费节约,住宿在对方学校学生宿舍,住宿费用也低廉,对方学校收的实训费也在该校预算之内;三是地处广州,学生可以利用这个机会利用实训间隙走访一些与专业相关的企业,因为从该校多年的就业数据统计,电气工程及其自动化专业90%以上的学生都在珠三角工作。按照教学计划安排和要求,在对方学校安排了电气工程的三个实训内容,包括电力系统稳态和暂态的过程实训、电能计量和校核、综合自动化动态模拟等内容,这些内容在广东海洋大学均没有实训条件。学生充分利用这个机会,亲自动手体验电力系统主要生产环节的工作,实训结束后都表示这次实训真正是实训,不虚此行。
4结语
论文关键词:变电站,综合自动化,控制,设计
0 前言
完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段之外,其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备,监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。
变电站综合自动化系统的基本配置,如图所示:
标准化和模块化是保证变电站自动化系统独立性与扩展性相统一的基本要求。但是,国内在这方面由于缺乏统一的设计方案和产品标准,这种百花齐放的局面也在一定程度上给电力研究与生产行业造成了重复劳动,不同厂家的产品很多都是自成一体,相互之间缺乏很好的兼容性与可扩充性,给用户带来很大麻烦。因此,应确立保护软、硬件设计的模块化、标准化来保证该系统自身的独立性和与其他系统的兼容性。
1 综合自动化系统的硬件结构形式
硬件的模块化从基本模块做起,在将系统分解为模块时,模块的内聚度应最大,而把分解点选在接口最少、最弱的部位,这样可简化接口结构,使系统易于分解,又易于组合基本模块设计为插件式设计,不同保护间可通用硬件,这样,缩短了开发周期,保证了生产、调试、维护的方便。主要插件有:电源插件、交流插件、CPU 插件、开入开出插件等。硬件的不同基本模块组合可构成插箱级模块,不同插箱级模块组合可构成产品级模块。
根据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同,综合自动化系统硬件结构形式可以分成很多种类。从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看,其结构形式有集中式、分布式、分散(层)分布式;从安装物理位置上来划分有集中组屏、分层组屏和分散在一次设备间隔设备上安装等形式。
1.1结构形式
一、集中式综合自动化系统
采用不同档次的计算机,扩展其外围接口电路,集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能。
这种机构形式是按变电站的规模配置相应容量、功能的微机保护装置和监控主机及数据采集系统,它们安装在变电站主控室内。主变压器各种进出线路及站内所有电气设备的运行状态通过电流互感器、电压互感器经电缆传送到主控制的保护装置或监控计算机上,并与调度控制端的主计算机进行数据通信。当地监控计算机完成当地显示控制和制表打印等功能。
变电站综合自动化系统的目标是实现变电站的小型化、无人化和高可靠性,我国20世纪80年代开始研制分布式综合自动化系统。
二、分层分布式结构集中式组屏的综合自动化
(一)分层分布式结构的概念
所谓分布式结构,是在结构上采用主从CPU协同工作方式,各功能模块(通常是各个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题,方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。且变电站信息的采集和控制分为管理层、站控层和间隔层三级分布布置。[1]
对于中、小型变电站的分层分布式集中组屏结构,把整套综合自动化系统按其功能组装成多个屏,集中安装在主控室中,软件相对简单,调试维护方便,组态灵活,系统可靠性高。
对于大型变电站分层分布式集中组屏结构,较之中小型变电站的综合自动化系统,大型变电站则在管理层可能设有通信控制机,专业负责与调度中心通信,并没有工程师机,负责软件开发与管理功能。
(二)分层分布式集中组屏综合自动化系统结构特点
1.可靠性高,有故障时,只影响局部;可扩展性和灵活性高;电缆大大简化设计,节约投资。
2.分布式系统为多CPU工作方式,减轻了主控室机的负担。
3.继电保护相对独立。
4.可靠的自动化监控系统。
5.具有与系统控制中心通信功能。
1.2分散分布式与集中相结合的综合自动化系统结构
这是目前国内外最为流行、受到广大用户欢迎的一种综合自动化系统。它采用“面向对象”即面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的,间隔层中各数据采集、控制单元和保护单元做在一起,设计在同一机箱中,并将这种机箱就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近,这样各间隔单元的设备相互独立,仅通过光纤或电缆网络由站控机对它们进行管理和交换信息,这是将功能分布和物理分散两者有机结合的结果。
(一)分散与集中相结合的变电站综合自动化系统结构框图。如图所示:
将配电线路的保护和测控单元安装在开关柜内,而高压线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构称为分散和集中相结合的结构,适合应用在各种电压等级的变电站中。
(二)结构特点
1.10~35KV馈线保护采用分散式结构,就地安装,节约控制电缆,通过现场总线与保护管理机交换信息。
2.高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构,安装在控制室或保护室中,可靠性高。
3.备用电源自投控制装置和电压无功综合控制装置采用集中组屏结构安装于控制室或保护室中。
4.采用脉冲电能表或带串行通信接口的智能型电能计量表,保证电能计量的准确性。
(三)优越性
1.简化了变电所二次部分的配置,缩小了主控室的面积,利于实现无人值班。
2.减少了施工和设备安装工作量。
3.简化了变电站二次设备之间的互连线,节省了电缆。
4.分层分散式结构可靠性高,组态灵活,检修方便。
目前,变电站综合自动化系统的功能和结构都在不断地向前发展,全分散式的结构一定成为今后发展的方向,为变电站实现高水平、高可靠性和低造价的无人值班创造更有利的技术条件。[2]
2变电站综合自动化系统的硬件原理
随着微计算机技术的发展,变电站综合自动化系统均按模块化设计,也就是说对于成套的综合自动化系统中,微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是若干模块组成的。不同的功能用不同的软件来实现,不同的使用场合按不同的模块组合方式构成。一个变电站综合自动化系统中各个子系统(如微机保护)的典型硬件结构主要包括:模拟量输入/输出回路、微型机系统、开关量输入/输出回路、人机对话接口回路、通信回路、电源。
变电站综合自动化硬件结构。如图所示:
变电站综合自动化硬件结构
2.1 模拟量输入/输出回路
变电站综合自动化系统采集的变电站的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量。模拟量输入电路的主要作用是隔离规范输入电压及完成模/数变换,以便与CPU接口,完成数据采集任务。模拟量的作用是把微型机系统输出的数字量转换成模拟量输出,由数/模(D/A)变换器来完成。
根据模/数变换原理的不同,综合自动化装置中的模拟量输入电路有两种方式:一是基于逐次逼近型A/D转换方式(ADC),是直接将模拟量转变为数字量的变换方式;二是利用电压/频率变换(VFC)原理进行模/数变换方式设计,它是将模拟量电压转换为频率脉冲量,通过脉冲计数变换为数字量的一种变换形式。
电压形成电路起电量作用外,还将一次设备的电流互感器TA、电压互感器TV的二次回路与微机A/D转换系统完整隔离,提高抗干扰能力;低通滤波电路的作用是限制输入信号的最高频率;采样主要表现为真实的反映出原始的连续时间信号中所包含的重要信息;模拟量多路转换开关的作用是将多路待转换的模拟量每次只选通一路,输出只有一个公共端接至A/D转换器,达到分时转换;A/D转换器的作用将连续变换的模拟信号转换为数字信号。
输出电路的结构由锁存器、D/A转换器、低通滤波器、功率放大器组成。
3 以传输线路的远程保护为例
对于传输线路的远程保护,利用远程继电器,一个重要观察结果是从接通继电器的时刻开始,继电器就连续采样输入信号,因此,在信号变化的整个过程中均可获得输入数据。但由于实际原因,存贮器缓冲器中只保存了有限的采样值。在某种意义上。通常这种存贮器的存取是循环的,每当缓冲器贮满时,就存储下一批采祥值以取代旧采样值。这种特性能做到连续监视传输线路负载,此外还能捕捉电力信号在正常—故障过渡时的预兆故障值和故障值。
以微处理机为基础的远程继电器的另一个共同特性是继电器正常状况和工作状态的自诊断。这一特性对测试和维护是极其有用的,与以前的技术相比是设计上的一个重要的进步。此外,在操作接口方面也得到了一定的改进。用于继电器的设定、工作状态和各种电力系统信号测量情况的各种操作均可进行显示,通过使用带有更改设定值的复杂的处理协议的终端,继电器设定过程可以得到大大的强化和简化。[5]
由于对信号采样值进行了各种逻辑和算术运算,因而实现了基于微机的继电器内部处理。通过使用存贮在继电器固件内的软件流程实现了继电器算法。图4-1给出了典型的功能软件流程图。该图示出了一个基于微机的设计所具有的绝妙的灵活性,它所提供的继电器算
远程继电器的软件流程图
法的每个处理步骤均为独立的软件模块,使设计师能方便地改变某些模块,以便适应不同继电器的要求。在采用远程继电器的情况下,继电器工作特性的各种不同状态,以及电压、电流和阻抗测量的各种算法,均可以使用同样的基本硬件和图所介绍的同样软件编排来实现。
总之,基于微机的继电器,可将继电器设计成具有一些传统的远程保护功能,例如带有适于传送跳闸/闭合功能的各种通讯选择的分段限时保护。另一方面,可以用一个远程继电器微计算机实现很复杂的设计。在这种情况下除基本远程继电器保护功能外,还可以包括其他功能,例如:局部断路器失效保护、高速重闭、自动同步校验,不同步保护设计,瞬时记录、故障定位、SOE(事件顺序)记录。
请注意,利用设计中的这种灵活性对于获得性能价格比高的远程继电器保护是十分重
要的。如果只需要基本的继电器保护功能,可以使用廉价的8位单板微计算机。另一方面,如果需要复杂的远程保护设计,可能需要高性能16位多微计算机系统。这种设计与等效的常规设计相比可能不是高性能价格比的。但在这种情况下,可通过增加不花钱就可得到的额外功能,使整个复杂远程继电器保护设计比具有等效功能的各种常规设备便宜。
4结束语
变电站自动化研究的现状与发展,要求构成自动化的微机综合保护即能可靠独立运行,又能扩展为更大的系统、更强的功能,因此必须加强微机保护的标准化设计。由于科学技术的高速发展,新产品的研制、开发周期越来越短。所以,在新产品的开发构成中应综合考虑产品的可靠性、先进性及经济性,采用新思想、新原理、新技术开发出可靠性高、功能强大的新型微机保护。目前变电站微机自动化系统虽然运用得还不够广泛,但在先进技术不断发展的今天,变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。可以预测,随着我国电力工业的发展及电子技术、工业自动化信息工程等相关产业的技术进步,人机界面更好,运行更加安全可靠的新一代微机综合自动化系统将获得迅猛发展。
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关键词:电气工程 自动化 技术
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
随着人们生活水平的提高,电气工程及自动化的要求也越来越高,它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需求,更注重其美观、实用、方便的使用效果。
1 供配电系统
现代工农业及整个社会生活中电力应用非常广泛,一般建筑采用低压供电,高层建筑通常10kV电压供电。
1.1 电力系统及电力负荷
(1)电力系统概念。在电力系统中,如果每个发电厂孤立地向用户供电,其可靠性不高。如当某个电厂发生故障或停机检修时,该地区将被迫停电,因此为了提高供电的安全性、可靠性、连续性、运行的经济性,并提高设备的利用率,减少整个地区的总备用容量,常将许多发电厂、电力网和电力用户连成一个整体。这里由发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统。
(2)我国电网电压等级。电力网的电压等级比较多,从输电的角度来讲,电压越高则输送的距离就越近,传输的容量越大,但电压越高,要求绝缘水平也相应提高,因而造价也越高。目前,我国根据国民经济发展的需要,技术经济上的合理性及电机电器制造工业的水平等因素,由国家颁布制定了我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压,1kV以下的电压称为低压。
1.2 10KV 变(配)电所及高压设备
(1)变(配)电所位置的选择原则。①接近负荷中心,这样可降低电能损耗,节约输电线用量;②进出线方便;③接近电源侧;④设备吊装、运输方便;⑤不应设在有剧烈振动的场所;⑥不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所,如无法远离时,不应设在污染源的下风侧;⑦不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻;⑧变(配)电所为独立建筑物时,不宜设在地势低洼和可能积水的场所;⑨高层建筑地下层变(配)电所的位置,宜选择在通风、散热条件较好的场所。
(2)主结线的方式及特点。变(配)电所的主结线(一次接线)是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据,也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。
主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。
(3)变电所的形式和布置。①变电所的形式有独立式、附设式、杆上式或高台式、成套式变电所。附设式又分为内附式和外附式。②10kV变电所一般由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。
(4)常用高压设备。常用的高压一次电气设备有:高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜、高压避雷器和互感器等。
1.3 低电压配电系统及低压设备
(1)低电压配电方式。低电压配电系统是由配电装置和配电线路组成。低电压配电方式是指低电压干线的配电方式。低电压配电方式有放射性、树干式、链式三种形式。
(2)常用低压设备特点及用途。低压电气设备通常是指电压在1000V以下的电气设备,在建筑工程常见的低压电气设备有刀开关、熔断器、自动空气开关、接触器、低压配电柜等。
2 楼宇自动化
楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制,所谓计算机集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接数字控制器(DDC),利用上位计算机进行画面的监控和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括:空调与通风监控系统、给排水监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、电梯运行监控系统、综合保安系统、消防监控系统和结构化综合布线系统。
设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行,在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。
3 电气安全
随着人类对电力能源的重视与不断应用,电力设施与设备已与现代人类的工作与生活密不可分,电力甚至成为现代各行各业发展的基础前提。但不可否认的是由于种种原因,电力能源在带给人们工作与生活的便利的同时,由电气设备产生的问题也带给人类的生产与生活不少烦恼与损失,有时甚至表现为灾难。因此,电气安全不仅已成为各国电气操作与维护人员消除安全生产隐患、防止伤亡事故、保障职工健康及顺利完成各项任务的重要工作内容,同时也是电气专业工作者首要面临并着力解决的课题。
3.1 电气绝缘
保持配电线路和电气设备的绝缘良好,是保证人身安全和电气设备正常运行的最基本要素。电气绝缘的性能是否良好,可通过测量其绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流和介质损耗等参数来衡量。
3.2 安全距离
电气安全距离,是指人体、物体等接近带电体而不发生危险的安全可靠距离。如带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与人体之间、带电体与其他设施和设备之间,均应保持一定距离。通常,在配电线路和变、配电装置附近工作时,应考虑线路安全距离,变、配电装置安全距离,检修安全距离和操作安全距离等。
3.3 安全载流量
导体的安全载流量,是指允许持续通过导体内部的电流量。持续通过导体的电流如果超过安全载流量,导体的发热将超过允许值,导致绝缘损坏,甚至引起漏电和发生火灾。因此,根据导体的安全载流量确定导体截面和选择设备是十分重要的。
4 建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物(或建筑群)内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控,达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下,使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。
参考文献
[1] 武金山.基于CAN总线的楼宇自动化系统设计[D].合肥工业大学硕士论文,2008(11).
[2] 郭英杰.楼宇自动化系统(BAS)简介与问题浅析[J].企业导报,2010(5).
关键词:自动液位控制;溜槽防堵;堆煤保护;物料探测
章村矿洗煤厂洗选工艺为高变质无烟煤重介洗选,具有煤质硬度高、密度大的特点,设备检修维护量递增,而人员逐年缩减,对洗煤厂的自动化技术要求越来越高,在该厂中自动化控制系统中保护装置的可靠性直接影响工艺生产系统运行的安全性[1]。
1 煤泥搅拌桶自动液位控制
煤泥搅拌桶是压滤机入料缓冲容器,随着压滤机工作循环的进行,煤泥桶内液位也在时刻发生变化,此岗位需要岗位工时刻关注搅拌桶的液位变化。结合现场实际,我们利用液位自动化控制可同时实现监测液位及自动控制底流泵开停的功能。电气原理图如下所示:
图中 KA1 KA2中间继电器
SB1 底流泵启动按钮 SB2底流泵停止按钮
工作原理:在煤泥搅拌桶直桶段上安装上压力变送器,变送器将液位转化为电流信号传送至数显仪表,不同电流对应的液位的上下限值设为显示仪表的上下限为触发动作值,从而控制底流泵的开停,使液位始终保持最佳的液位。
2 溜槽防堵装置
洗煤厂设备脱介筛、胶带输送机溜槽因杂物影响极易发生堵塞,灵活利用限位开关自行改造溜槽防堵装置,溜槽堵塞检测器安装在溜槽不受物料冲击的侧壁上,当溜槽内形成堵塞时,检测器将发出报警、停机信号,防止由物料堵塞溜槽而造成的恶性事故。
信号电源AC220V;LS――磁性开关;KZ――中间断电器。
原理:本装置采用门式结构,限位开关弹簧复位,安装在溜槽侧壁。当物料在溜槽中造成堵塞时堆积的物料必定给溜槽侧壁一个压力,从而将本装置的活动门向外推移[2]。当活动门偏转角度大于受控角度时,其限位开关LS动作,中间继电器动作常闭点断开,PLC控制回路断开,通过PLC内部梯形程序来控制生产工艺系统中相关联的设备停机,并同时在控制室计算机模拟屏上显示故障信息,提醒操作人员及时处理故障,堵塞故障排除后,活动门自动复位,方可重新开机。
3 物料探测装置
洗煤厂设有原煤缓冲仓、精煤及矸石仓,原始监测方法垂绳丈量,精确度低,劳动强度大。由于某种原因因仓满造成设备停机事故,为了避免以上现象发生,安装超声波料位计对原煤、产品仓及矸石仓的煤位信号进行实时监测,我厂先用的是超声波 VEGASON 仪表,测量范围可达 70米。适用于测量黏度大、腐蚀性或磨蚀性强的介质,安装方式为法兰式安装,传感器价格低,由于采用两线制技术,安装和布线的耗费大大减少,参数设定和仪表使用非常简便。
工作原理:压电陶瓷制成的高功率的测量探头发射聚焦的超声波脉冲,脉冲波束被介质表面反射回来,电子部件分析反射回来的波束的运行时间和信号形态可以给出精确的物位值。
超声波料位计输出的是4-20ma电流信号,转化为相应的煤位信号,并将采集信号进入PLC,上位机界面可实时监测煤仓显示数值,密控员可根据此值增减给煤量,优化调控洗选流程。
4 结语
通过几种自动化保护装置在章村矿洗煤厂的使用,大大提高了自动化水平,为解决人员短缺提供可靠保障,优化生产流程协调控制,同时在安全生产中降低了事故率,提高运行效率,保证洗煤厂安全高效生产,对提高经济效益显著。
参考文献:
[1]杨小权.几种自动化保护装置在大柳塔洗煤厂的应用[J].煤炭工程,2004(5).
[2]党清.溜槽防堵保护装置的改造与利用[J].煤炭工程,2009(B11).
关键词:汽车电子;电力电子;教学改革
作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02
随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]
在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。
在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。
一、“汽车电子技术”课程结构
“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。
在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。
第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。
第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。
第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。
第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。
以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。
在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。
课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。
二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革
对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。
在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。
三、“汽车电子技术”课程考核方式
为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。
目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。
专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。
四、结论
根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。
参考文献:
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[5]仇成群.LabVIEW在汽车电子虚拟实验教学中的应用[J].仪器仪表用户,2011,18(6):97-98.
[6]张新丰,陈慧,孟宗良,等.控制器V型开发模式实验教学探索[J].实验室研究与探索,2012,31(2):131-134.
【Abstract】With the development of time, the PLC automatic control system based on the advanced computer control technology and electrical automation control technology, has been actively applied in many areas, and rapid developed. This paper explores the integrated design of PLC technology automation control system.
【关键词】自动化控制系统;PLC技术;集成设计
【Keywords】automatic control system; PLC technology; integrated design
【中图分类号】F407.67 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)03-0100-02
1 引言
在衡量一个国家生产力发展水平以及生产发展中,工业自动化水平是一个重要的指标,并且在工业自动化中,电气自动化是其重要的组成部分。在基于可编程控制器基础之上PLC技术的发展和生产,不仅仅克服了之前控制的许多缺点,还提升了电气自动化控制的水平,解决了甚多技术上的难题,有着较好的应用和推广前景。该研究中所提到的单片机选择变频器与PLC,方便用户管理,维修相对比较方便。为了较好地发挥PLC自动化控制系统所产生的积极作用,论文就从PLC自动化控制系统以及PLC技术优化设计的基本论述出发,对基于PLC技术的自动化控制系统的集成设计展开讨论。
2 PLC自动化控制系统以及PLC技术优化设计
2.1 PLC自动化控制系统
每一种控制系统所进行的优化设计都是为了更好地提升自动化生产的效率和质量,更好地满足被控制对象的基本工艺要求,然而在PLC自动化控制系统中,不仅要遵循优化设计的原则,还需要依据一定的生产工艺要求[1]。
2.1.1系统安全性的保证
在控制系统进行优化的设计过程中,应该保证可靠、安全这一条主线,在保证不断提升PLC自动化控制系统质量以及效率的过程中,保证系统的使用可靠性和安全性。
2.1.2 被控制对象基本工艺要求的满足
优化设计最基本的原则,就是要最大限度地满足被控制对象的基本工艺要求。在PLC自动化控制系统进行优化设计之前,就需要先进行必要的调查研究,关于控制系统的重要应用环境和基本用途,将相关的数据资料进行整理和搜集。详细地优化设计方案的形成就需要有专业的设计人员并做好准备工作。协同各方面的关系积极解决设计过程中出现的问题。
2.1.3 生产效率的提升
在PLC自动化控制系统的优化设计中,生产效率的提升就是其目的,这样的过程还需要在许多工艺的改进和生产路线伴随之下进行。所以在选择PLC容量的过程中,紧密地联系实际,为日后优化改造留有一定余地,并确定合理的容量。
2.1.4 优化设计方案的优化
对于PLC自动化控制系统而言,为了使基本的使用功能不受影响,就需要在最大的可能之下优化PLC自动化控制系统的优化设计方案。为了实现合理而且经济简便的优化设计方案,就需要达到更佳的控制效果并进行更为简单的设计。
2.2 PLC技术
所谓的PLC技术,就是一个关于可编程控制器的简称,自身的计算机技术的一种表现,也是在计算机基础之上发展而来的一种全新的技术,而且这样的技术日趋成熟,也为电子自动化生产创造出了一种具有较强专业性的自动化控制器,不断地被应用在电气自动化控制中。实现电气自动化的控制实现,就需要按照不同用户的需求,依据既定的顺序和命令进行处理,通过相关的软件进行控制。与传统的电气自动化控制系统进行比较,PLC控制系统进行连接只需要通过相关的软件,以及较少的接线量,通常情况下其他的线路是不需要实际线路连接的。另外,还可以依据既定的程序,将这种系统所涉及的信息存储、处理以及获取进行。
3 PLC自动化控制系统的集成设计
相较于传统的电气自动化控制系统而言,其需要通过多种连接线才可以将处理和连接实现,从而消耗较多的财力、物力以及人力,还不能够积极地促进高效维护和统一管理,各式各样的障碍对系统的正常运行产生着严重的阻碍。然而,随着时间的发展,在先进的计算机控制技术以及电气自动化控制技术的基础之上所发展开来的PLC自动化控制系统,已经在许多的领域被积极地运用,并且自身迅速地发展[2]。
3.1 集成设计之软件设计
在PLC 控制系统的设计上,首先要设计出电源回路(见图1)。选用80 至240VAC 的电源作为PLC 的供电装置。由于适用于PLC 的电源较多,其对电源的适应范围较广,因此在安装电源时要加装电源净化元件,以此来达到抗干扰的目的。抗干扰元件选择1:1 的隔离变压器、电源滤波器等装置。按照控制要求将工艺流程图转化成梯形图,这就是软件设计的主要任务,也是PLC应用最关键的问题,并且软件设计的具体表现就是程序的编写。在控制工程的应用中,优秀的软件设计方便工程技术人员对系统进行日常的维护以及系统调试。生产过程控制复杂程度不同,模块化程序以及基本程序的结构分类也不同。
3.2 集成设计之硬件设计
3.2.1 硬件设计之PLC自动化控制系统的输出电路设计
在对于输出电路进行设计的时候,做好相关的电路设计准备工作,就需要按照基本的生产工艺要求进行,通过晶体管将输出电路所需要的各式频器的调速和控制以及指示灯输出,需要晶体管作为支撑的,最主要的就是频率过高的PLC控制系统。通过继电器输出,说明其有着过低的频率,不仅设计简单还可以提升系统的负载能力。
3.2.2 硬件设计之PLC自动化控制系统的输出电路设计分析
对于PLC自动化控制系统的输入电源而言,AC85-240V就是通常情况下供电电源的电压,有着比较多的应用和比较广的适用范围。在电源上面安装必要的电源净化原件,更好地减少外界环境对电源的干扰,隔离变压器和电源滤波器就是最主要的。我们所引入的双层隔离技术,就是在隔离变压器的使用过程中引入的,可以通过屏蔽层减少高低频脉冲的干扰。
4 结语
PLC作为一种电子操作系统,专门在工业环境下进行,使用时可以在没有任何保护措施的情况之下。当有着电磁干扰以及过分恶劣的工作环境的时候,就会有整个系统或者设备失灵的现象发生。所以将PLC自动化控制系统进行进一步的优化设计就成为了必要选择。PLC自动化控制系统的优化设计以及集成设计,是一个非常系统化的工程,为了实现最优化的设计,就需要在反复的设计和实践过程中对其进行不断地优化和总结,优化其集成设计。
【参考文献】
关键词:电气工程及其自动化;工厂供电;教学方法
作者简介:王筱珍(1963-),女,江西吉安人,广东海洋大学信息学院,副教授;李一峰(1966-),男,山西孝义人,广东海洋大学信息学院,副教授。(广东 湛江 524088)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0045-02
电气工程及其自动化专业是融电气技术、自动化技术和计算机技术于一体的宽口径应用型专业,在广东海洋大学(以下简称“我校”)的人才培养方案中,“工厂供电”课程是该专业的一门重要课程,良好的教学效果对于培养电气工程及其自动化领域的高级应用型技术人才是十分重要的。笔者从事“工厂供电”课程教学多年,一直坚持探索该课程的教学方法,至今已取得了较好的教学效果。借本文把多年来的教学方法总结出来,仅供同行参考。
一、上好首次课
要使学生对课程产生兴趣,首先要让学生明白学习课程的目的、意义以及实用性。课程的首次课是课程的开篇课,是激发学生对课程产生兴趣的最佳时机。我们在首次课中不急于讲授课程的具体内容,而是向学生介绍课程的内容构架及其相互之间的关联关系、学习课程的目的和意义。紧接着布置课程设计任务——某机械厂供配电系统的初步设计。课程设计任务书中的设计内容应按设计顺序列写详细,它们与教材目录中的顺序大致一致,例如:工厂的负荷计算;变配电所主接线方案的确定;短路计算;一次设备的选择;继电保护方案的确定及其整定计算;防雷保护及接地装置设计。学生通过课程设计内容的解读,可进一步体会课程内容构架及其相互间的关联关系,并初步了解课程内容在工厂供配电系统设计中的应用。
二、课程设计与理论教学同步进行
传统的课程设计是在课程的理论教学完成之后进行的,其缺点是:学生在理论学习时对课程内容缺乏实用性的认识。“工厂供电”课程是门实践性很强的课程,需要学生一边学习一边练习。以前我们只要求学生做每章后的习题,但习题都是小题,且各章习题的练习内容之间没有关联,学生只是做些离散的习题。课程设计与理论教学同步进行,学生学到相关的知识内容就可进行课程设计中的相应内容的设计,学生就能及时地把理论知识与工程设计结合起来。这样,一方面提高了学生学习的兴趣性和积极性,另一方面以课程设计为纲,把课程内容有机地结合起来了。同时,课程学完之时,课程设计也基本完成,不需专门一周时间做课程设计,节约了学生的时间。有些好学或自学能力强的学生甚至提前通过自学来完成课程设计任务,达到创造性学习之目的。
三、采用多种教学模式
“工厂供电”课程内容多、涉及面广,而且工程实践性强,单一的教学模式和方法很难保证教学效果,应根据具体的教学内容采用相应的教学模式和方法。
(1)对负荷计算、短路电流计算、电气设备选择与校验、导线截面选择、继电保护原理、无功补偿等内容,仍采用传统的教学方法,在课堂上讲授基本原理和基本方法,让学生课后通过课程设计去消化和扩展。
(2)对工厂变配电所及其一次系统、高低压供电线路与敷设、防雷接地、变电所结构与布置等内容,则先在课堂上讲授基本理论、重点、难点,然后把学生带到学校的主变电房、图书馆变电房及工程训练中心(金工实习厂)变电房参观见习。
(3)对变压器、高低压电气设备的结构、原理等内容,则主要在湛江变压器厂和湛江高压电器公司以实物教学为主,教师根据现场的电气设备,介绍其结构、工作原理;通过参观变压器的制造生产线,学生对变压器的制造工艺、材料、内部结构、出厂试验等有较深刻的了解。
(4)通过广东华德力电气有限公司的现场教学,学生对工厂高低压开关柜的种类、柜内设备配置及其接线方式、继电保护的配置及自动装置等有比较好的认识,同时,学生可见习工厂供配电系统中的多种一次设备。
采用课堂讲授、实物教学、现场教学相结合的教学方法的优点是:将抽象的知识具体化、感性化,可使一些枯燥乏味的内容变得生动有趣,有利于学生较完整地建立起供电系统的概念;有利于充实“工厂供电”课程内容,提高教学效率和教学质量。
四、布置文献查阅性的作业
由于学时的限制,不可能在课堂上把课程所涵盖的内容都一一讲清,特别是新设备、新技术发展很快,涉及面也很广,很难在课堂上讲得全面,只能是简单介绍,而要求学生课后有一定的相关文献资料阅读量。为了监督学生查阅文献资料,一般要求学生撰写相关的小论文,比如:论电力系统中性点运行方式;论低压配电系统接地型式;工厂高低压开关的现状及发展趋势综述;浅谈环网供电技术的发展;论非金合金变压器的发展。
学生通过查阅文献,或对某一专题理解得较深,或对供配电系统的新设备、最新技术及发展前沿有较全面的了解。例如,通过做“论电力系统中性点运行方式”小论文,学生对电力系统中性点各种运行方式的特点及其使用范围、目前10kV城市环网的中性点运行方式等就有较深的理解,其掌握的知识大大超过教材的内容;通过做“工厂高低压开关的现状及发展趋势综述”小论文,学生对工厂高低压开关目前技术及未来的技术发展就有较全面的了解。
五、抓住实验教学环节
我校根据实际情况提出了培养“能安心、能吃苦、能创业”的“三能”型人才。“能安心”是指扎根基层一线、热爱本职工作的敬业奉献精神;“能吃苦”是指能经受艰苦环境、艰苦岗位和各种困难的磨练,具有百折不挠的坚强意志;“能创业”是指具有扎实的科学基础知识和实践技能,并善于灵活运用于工作实践的开拓创新能力。
“工厂供电”课程是一门实践性和工程性很强的课程,有很多实践技能和理论知识必须在实验中得到学习和提高。因此“工厂供电”的教学,不仅要进行理论教学的改革,而且必须高度重视实验教学。通过实验教学和理论教学的有机结合,加深学生对相对抽象的理论知识的理解,同时也培养了学生的动手能力,更重要的是通过实验教学能引导学生积极思维,主动寻求知识。
目前,我校开设的工厂供电实验有:继电器特性实验;10kV线路过电流保护综合实验;电力变压器差动保护实验。此外,还有两个拆装实验:继电器拆装,让学生拆装电流继电器、电压继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器等常见继电器,使学生掌握常见继电器的实际结构、工作原理;高压断路器、变压器、PT、CT、低压空开的拆装,这些电气设备中有的是从学校变电房退役下来的。
为了培养学生的创新能力,对于10kV线路过电流保护综合实验和电力变压器差动保护实验,我们只给出实验内容和实验目的,提供实验设备,要求学生自己拟定实验接线及步骤,经实验指导教师审阅后,学生完成接线。对于实验中出现的各种问题,让学生提出见解、发表自己的意见,提出解决方案,并对这些学生给予表扬。这样的实验有利于拓宽学生的思路,在很大程度上提高实验课的效果,提高了学生发现问题解决问题的能力。针对有兴趣的学生,实验室在正常上班时间之内都是开放的,学生可以根据课本上或者自己查阅的资料作实验,进一步提高了学生的动手能力。
尽管拆装实验既累又脏,但在了解设备结构和工作原理方面,其他教学方法难以替代,同时也是符合我校“三能”型人才培养目标的。
六、抓好课程设计,强化学生能力培养
正如前述,在本课程的首次课中就下达课程设计任务,设计工作与理论教学同步进行,边学边练。课程设计不但能加深学生对课程内容及知识的全面理解和掌握,而且是对学生进行工程训练非常重要的教学环节,是围绕“工厂供电”课程内容所做的综合训练。在课程设计中,着重让学生掌握工业企业供配电系统的设计步骤和基本工程设计方法,锻炼学生的工程计算和设计能力;使学生初步掌握供配电系统设计方案的技术经济比较方法;培养学生遵守电气设计相应规范的意识。总之,通过课程设计使学生得到电气设计工程师的初步训练。
课程设计环节中,教师只下达设计任务书,给出题目、原始资料、设计内容及要求。设计工作以学生为主体,充分放手让学生独立思考,独立设计。教师的指导重点是抓总体方案制定,抓进度,抓设计说明书的撰写和图纸的绘制,对学生设计中错误或不规范处加以引导,由学生自己纠正或改进。并且鼓励学生多查阅文献资料、设计规范,鼓励提出多种设计方案,引导学生对不同方案进行技术经济比较。
为保障课程设计的顺利实施,在课程设计中安排学生到我校的主变电房、图书馆变电房及工程训练中心(金工实习厂)变电房现场参观见习,并看其设计图纸。
七、结语
“工厂供电”课程内容多、涉及面广,而且工程实践性强,传统的教学模式和方法很难保证教学效果。笔者在多年的教学实践中,坚持“理论+实践”的指导思想,在“工厂供电”课程教学方法上作了一些探索和实践,并取得了较好的教学效果。通过努力,学生的“工厂供电”课程学得扎实,基础牢靠,通过课程设计使学生得到了电气设计工程师的初步训练。这些都为学生毕业后从事工业企业供配电系统设计及维护管理工作打下了良好的基础。
参考文献:
关键词:压路机,机电液一体化,技术,应用
我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场,给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文,机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂,3-5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30%以上,外资企业不仅引人硬件技术,还引进了软件技术和管理技术。众所周知,高科技带来高利润,机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文,机电液一体化。。
1国外压路机机电液一体化技术的发展
1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统
新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮,双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化,通过液压系统修正两轴之间的角度,用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化,而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文,机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里,并可存人软、硬盘中,计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据(大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据)相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令,通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅,对压实力进行优化,既简化司机操作又改善压实均匀度。
1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统
根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青,在减少环境污染的同时增强路面承载力,工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况,还可自动调校振频、振幅和行驶速度,在最短时间内达到最理想的压实效果。
1.3用电子技术实现关键参数的实时监控
在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控;借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警;利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码,维修人员利用监控器读取故障码,便于快速排除故障。
1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发
国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统;德国宝马公司推出自动滑转控制系统,压路机可爬68%的陡坡;通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作;通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2国内压路机机电液一体化技术现状
国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展,如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统,许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控,而且控制方式独特、自成体系,安装维护简单直观,抗干扰能力强,但由于线束多,各功能单元之间的复合控制难以实现,传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大,警报灯、仪表布置困难,其它自动控制的功能扩充困难。
3主要技术问题和解决方法
国产压路机存在着可靠性、耐用度差,监测手段落后的问题,作业质量受人为因素影响大,压实控制技术智能化程度低,操作舒适性差,当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。
我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术,从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路,使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担;把能量转换、功率流切换和主系统过载保护(安全阀)由液压、气动装置承担;通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统;同时依靠电子元件反馈相应的参数值,建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文,机电液一体化。。
4目前应抓的工作
机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题,过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高,但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障,同时也正是由于电子元件质优价廉,才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文,机电液一体化。。
其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统,用于连续压实控制(CCC)的压实数据系统(CDS)以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进,在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发,利益共享。
成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机,其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制,而广泛采用的液压泵(如美国萨奥90系列泵)本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文,机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统,其爬坡能力高达68%。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器,它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海,作为协作配套厂家可直接利用该项技术。
5结束语
随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化,产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本,实施制造本地化及采购全球化战略,使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术,提高机械产品的智能化水平,占领市场,让用户满意。
参考文献:
[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01
[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月
[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01
关键词:电力系统,继电保护,安全管理
0 引言
电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。论文参考,电力系统。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。论文参考,电力系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,由于电子技术及计算机通信技术的飞速发展,继电保护技术已然进入了微机保护的时代。如何确保微机继电保护装置的安全运行,正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
1 继电保护装置的任务及可靠性分析
1.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地、完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地借助断路器跳闸将故障设备切除,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
1.2 继电保护可靠性分析
继电保护装置的可靠性主要是指解决装置的拒动作和误动作两大问题。继电保护是电力系统的重要组成部分。是保证电网安全稳定运行的重要技术手段,电力系统的事故速度快,涉及面广,会给国民经济和人民生活造成很大影响。影响继电保护可靠性的因素主要有以下四个方面:
(1)继电保护系统软件因素。软件出错将导致保护装置误动或拒动。目前影响微机保护软件可靠性的因素有:需求分析定义不够准确、软件结构设计失误;编码有误;测试不规范;定值输入出错等。
(2)继电保护系统硬件装置因素。论文参考,电力系统。继电保护装置、二次回路、继电保护辅助装置、装置的通信、通道及接口、断路器。这些电力网络的重要元件,其可靠性不仅关系到继电保护的可靠性,还关系到电力系统主接线的可靠性。继电保护系统硬件的质量和可靠性直接影响了系统保护的可靠性。
(3)人为因素。安装人员不按设计要求接线或者误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。
2 配电系统继电保护存在的问题
2.1 电流互感器饱和
随着供电系统规模的不断扩大,很多低压配电系统短路电流会随着变大,当变、配电所出口处发生短路时,短路电流往往很大,甚至可以达到电流互感器一次侧额定电流的几百倍。在稳态短路情况下,一次短路电流倍数越大,电流互感器变比的误差也越大,使灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。在线路短路时,由于电流互感器饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,造成定时限过流保护装置拒动。若是在变电所出线故障则要靠母联断路器或主变压器后备保护来切除,延长了故障时间,使故障范围扩大;而若是在配电所的出线过流保护拒动,则将使整个配电所全停。
2.2 二次设备及二次回路老化
现在我国很多配电系统的继电器是20世纪七八十年代的老式继电器,节点氧化尘太多,压力不够,也会造成保护误动,出口不可靠。我们知道,二次回路分直流和交流两个部分,如果交流回路实验端子老化,锈蚀,接触电阻过大,严重时会引起开路,引起保护误动或拒动。论文参考,电力系统。直流部分在系统失电和系统严重低电压时可靠性难以保证,事故情况下更难以保证可靠动作,会导致越级跳闸,扩大事故范围。
2.3 环网供电无保护
目前我国环状配电网基本采用负荷开关为主,目前不设断路器,也没有保护。若装设断路器,由于运行方式变化,负荷转移等因素,继电保护选择性无法协调。目前环网运行方式是开口运行,故障时,故障环网全部停电,绝大部分网络是用人工操作对网络重构来恢复供电。
3 电力系统继电保护的安全管理要点
3.1 强化人员理念,建立岗位责任制
做到每个设备均有值班人员负责,做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,并严格遵守电业安全工作规定。同时要对维护人员进行继电保护专业知识的培训,以提高运行其继电保护专业水平。
3.2 完善环网结构的配套建设
目前环网结构是电缆网络采用的主要形式,目前还没有性能颇为理想的继电保护装置,为快速隔离故障、恢复供电,可以考虑结合配电自动化系统的建设,继电保护与自动化系统相互配合使用。论文参考,电力系统。
3.3 增加投入,更新设备
及时更新保护校验设备,完善供电网络建设,在不影响正常安全生产的情况下,确保各回路均有足够保护整定时间,使保护装置校验做到应校必校,不漏项,不简化。论文参考,电力系统。
3.4 超前预防,安全生产
通过故障管理,对掌握的故障数据,在其未酿成事故之前,就要及时分析,制定对策。
对能立刻消除的故障,立刻组织安排人员消缺;对不能立刻消除的故障,进行再次分析,制定补救措施,并认真做好事故预想。
3.5 实现责任追溯
对未按照规定日期安排或完成消除故障者,对同一故障出现多次消缺者,对出现的故障不按规定汇报而引起严重后果者等,通过故障信息管理,可以实现责任追溯,追究有关管理人员、工作人员的责任。明确了各方应承担的责任后,要从中吸取教训,能激励大家共同努力、相互协作的精神,把所管辖的设备及电网的安全稳定运行工作做得更好。
4 结语
继电保护是电力系统的安全卫士,是保证电力系统安全、稳定运行的有利手段,只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,才能保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献:
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[2]张国锋,梁文丽,李玉龙.电力系统继电保护技术的未来发展[J].中国科技信息,2005(2).
[3]傅志锋,陈豪,杨晓华.浅议电力系统继电保护技术及其前景[J].中小企业管理与科技,2009(4).
关键词:教学改革;创新;实践应用
中图分类号:G451 文献标识码:A
随着经济社会的发展,在社会生产活动中对于专业人才的需求呈现细分化的趋势。工业电气工程自动化应用技术专业是电气信息领域的一门新兴学科,是理、工、文相结合,融机械工程、艺术学和计算机设计于一体的新型交叉学科专业之一。但是由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。因此对于电气自动化应用技术专业高级人才的培养极为重要,在不断的专业教学发展中要注意创新改革,以符合工业生产的多种需求,促进工业的创新发展,速进经济的蓬勃发展。
工业电气自动化应用技术专业发展现状
工业电气自动化应用技术专业是电气自动化应用技术专业的一个分支学科,隶属于电气自动化应用技术专业。工业电气自动化应用技术专业是培养从事电气自动控制系统和电力能动控制系统的安装、调试、运行、维护和技术管理的实用性技术型人才的专业。主干学科包括电子工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。主要专业课程有:电子技术、工厂供电、电工基础、变流技术、电机与拖动、AutoCAD、PLC技术、交直流调速、微机原理应用、电气控制设备、检测技术、计算机网络等。工业电气自动化应用技术专业培养的是专业复合型人才,可从事工业产品造型设计,应用计算机造型、设计、实现工业产品的结构、性能、加工、外形等的设计和优化;也可从事工业电气自动化设备的管理工作。专业发展前景广阔。
工业电气自动化应用技术专业岗位要求
工业电气自动化应用技术专业岗位要求,包括基本能力、核心能力和关键能力三个方面的具体要求。
基本能力包括,电气识图、电器工艺以及电器维修能力。核心能力包括计算机技术综合应用能力、自动生产线的运行维护保障能力以及典型设备自控系统应用维护能力三项内容。计算机技术综合应用能力具体有计算机操作及网络技术应用能力、工业控制计算机及板卡应用能力、单片机技术应用及开发能力等;自动生产线的运行维护保障能力具体有工业机器人应用能力、传感及信息处理系统、仪表应用能力、先进生产工艺及流程应用能力等;典型设备自控系统应用维护能力具体有电气设备运行、安装调试、维护管理及运用新技术进行技术改造能力、常用自控系统安装、调试、维护及技术管理能力等。关键能力包括可编程控制器技术应用,可编程控制器((PLC)选型、程序编制及系统应用维护的能力和微机监控系统上位机组态能力等。
工业电气自动化应用技术专业教学改革措施
1、与市场需求结合,明确改革目标
工业电气自动化技术专业的教学改革工作,进行市场调研,分析现代工业生产电气自动化技术需求的专业人才,以能力培养为主线明确改革目标确保教学改革的顺利进行。市场的需求是教学的改革标准。市场要求电气自动化专业学生理论知识扎实、动手能力强以及有很强的适应能力。要分析电气自动化技术专业的培养目标以及课程体系的设置,围绕市场培养计划来设置电气自动化技术专业的课程体系,设立相互平行、融介交叉的理论教学和实践教学两大体系,形成课程培养特色,从而与社会的需求相适应。
工业电气自动化应用技术专业教学改革还要注重明确人才培养目标,培养具有理论知识和实践能力的专门人才,根据需要制定教学改革的教学内容。课程内容满足经济发展的需要,要结合企业的生产。工业电气自动化技术专业的教学改革要注重实际能力的培养以及多方面的创新能力的培养,要培养面向生产、建设、服务以及管理一线高级复合型人才。课程的结构要侧重理论的应用型,适应就业。
2、创新教学方法与手段
工业电气自动化应用技术专业教学改革要打破传统的教学观念,改革重知识、轻能力,重理论、轻实践,忽视全面素质培养的教学模式。用新的教育思想指导教学方法的改革。根据工业操作实际特点灵活采用手段,
例如通过专题讲座、企业参观、分组讨论、多媒体教学、短期实习等方式对工业电气自动化应用技术专业进行培养为学生的就业和工作打下良好的基础。改革以教师为中心的教学方式,提高教师的学术水平和综合职业的能力,研究并且应用先进的教学理念。引导学生自主学习,调动学生的学习兴趣,提高教学的效率。提高教学资源的利用率,将参考文献目录、授课课件等上网并免费开放,为自主学习创造条件,培养具有创新精神的人才,提高学生独立分析问题和解决问题的能力。
整体优化教育培养计划,工业电气自动化应用技术专业教学改革要重视教职业技能培养。注重实践教学环节,学校教育与社会实践活动有机结合到一起,教学在实训室里开展,实现高技能应用型人才培养的目标。制定配套的管理制度,优化办学条件,加强师资队伍的建设,提高教师的专业教学水平,按照工学结合的培养模式的要求,带动工业机电一体化技术、生产自动化技术、电力系统自动化技术的培养。实践性教学主要有短期实习、模拟训练和参观访问三大块,要积极开创工业电气自动化应用技术专业学生实践环境,与相关工业产业建立联系,进行定期实践课程计划的制定和实施,提高学生适应岗位的能力。保障学生将理论课程培养和实践动手环节结合应用。在实验教学方而,尽量减少验证性实验,增加综合设计性实验,变实验过程为基本电气仪表操作的实训过程。改革旧的考试制度,建立新的多元化质量评价体系,传统专业重文化课考试,轻能力考核,不利于人才培养。对每次实践活动进行考核评价,采用实习单位评价、教师打分、学生自评、小组互评、多种形式相结合的考核手段。将课程成绩与能力证书相结合,建立一套符和应用型高级技术人才多元化综合质量评价体系,使各种考核方式实现优势互补。
3、产学合作,实现校企双赢
工业电气自动化技术专业的教学改革是为经济建设服务的,要利用工业电气自动化技术专业的优势,实施产学合作办学手段,促进工业企业的发展,促进生产的顺利进行以及经济效益的实现。组织专业教师和学生进行企参观访学。让学生更多地了解工业电气自动化应用技术的实际问题,加强理论知识与实践活动的结合,培养学生的创新能力。可以通过企业的人才优势,参与学校的教学改革;利用企业的设备以及技术优势进行工业电气自动化应用技术实训的教学,学校通过与企业的合作,可以弥补学校资源不足的缺陷。注重双师型教师的培养及教师知识结构的不断更新。利用企业的实践环境,通过教师参与技术改造的工作来了解专业技术的发展,加强教师水平,把企业技术带进学校。明确办学指导思想,加强素质教育,强化教学管理,在执行过程当中要有计划、有步骤,优化资源配置,要把改革的制度融入到校园文化当中培养专门人才。满足市场需求加强教学的基本建设,提高教学质量。达到工业企业与学校教育的同步发展、通不协调,使得学校和企业实现双赢的局面,共同为国民经济的发展建设做出贡献。
参考文献:
【关键词】电气工程 自动化 智能化技术
一、概述电气工程及其自动化
电气工程及其自动化是指电工程及其自动化(Electrical Engineering简称EE),这是一门综合性较强的科目,涉及机电一体化技术、电力电子技术、计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术等多个学科的交融学习。传统的概念认为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和就是电气工程,实际上它的现实意义早已超出原来定义的范畴了。它现在指的是几乎涵盖了所有的与电子、光子有关的所有工程行为。另外,如今的电气工程自动化极容易受到信息技术的发展、物理科学知识的应用还有技术的发展和变化的影响,所以中国自身的电气工程及其自动化在向国外借鉴和学习的基础上还要结合自身经济发展和国情的需要适时调整,适时改进。
二、论述智能化技术的特点和优势
智能化技术是一种高科技的控制技术,这种先进的科学技术在实现电气工程自动化持续、稳定发展有着重要的作用。智能化技术是指在工作时更高效化、自主化和无人操作化。智能化技术最显著的特点是可以自动化生产、可以灵活地操控,并且符合环保的特色,具备优质的产量,而且信息的合成率比较高。资源的优化性能也很高。电气智能化设备的系统具备非常明显的特点,可以通过自我检查和调控来操控整个生产过程,无需人过多的操心。这样的智能化设备有自检系统,可以通过系统网络来进行自我检测和评估,检测到哪条线路和电网出现问题,可以及时解决。(引用自参考文献[4])另外,它具有灵活性,可以通过自动化电力系统了解到更多的产业信息,也可以通过信息进行大规模的接入,智能系统和现在的电力范围市场交易进行了连接,减轻管理中的超负荷工作,实行最为简单的资源优化,强化系统管理。
电气工程自动化运用智能化技术来提高电气自动化的工作效率的,作为智能化技术在电气工程及其自动化中应用的主要目的,也是其优势所在。它不仅可以促进电气工程发展,还能降低成本,节省人力物力。还有效地解决了传统控制的弊端和系统稳定性的问题,并不断地提升了电气设备运行的智能化程度,也提高了电气工程自动化的效率。经过分析研究后,可了解到智能化技术在电气工程自动化中更主要的优势是它能使电气工程自动化拥有更完善的控制系统,还也简化了电气工程的控制流程,使其在结构上更合理,效率也得到极大的提升。
三、当前智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来发展趋势
经过综合分析和研究表明,当前智能化技术在电气工程及其自动化技术中的表现分别是智能控制、故障诊断、优化设计和无功补偿这四方面。(引用自参考文献[3])智能控制是首要也是关键,因为它实现了电气工程自主化控制,应用在电气系统的信息处理,记录系统故障和计算机系统对电气系统的实时监控等方面。智能化的故障诊断能全面而又精确的诊断电气系统在运行过程中发生的故障。电气工程的优化设计,其设计的环节和过程是非常繁琐和复杂的,需要专业的设计人员利用智能化技术针对电气系统进行设计。虽然设计过程非常地复杂,但它使智能化技术变得更加实用和方便,也更能节省材料和费用。无功补偿,功指的就是电功率,无功补偿的智能技术的运用,可以通过记录电力相关的参数后,再根据这些参数选择无功补偿的设备,通过安装设备实现补偿,以减少电力消耗来实现平衡。其实,智能化技术在电气工程及其自动化中的具体应用还有很多,例如神经网络控制技术、计算机技术、精密传感技术,GPS定位技术等相关的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈,智能化产品的优势更加突出,在实际操作和应用中得到广泛的使用。
另外,智能化技术在电气工程自动化中的发展主要是系统功能和体系结构。从系统功能看,运用了高性能的PLC技术,直接通过窗口和菜单操作,插补和补偿方式更加多样化。体系结构发展更加集成化、模块化和网络化。(引用自参考文献[2])在未来,智能电网是电力的发展方向,而发展的重点是电力设备制造商要实现发、输、变、配、用电在整个环节的管控一体化和互动化,满足智能电网的需求以提供发电到用电整个价值链中的自动化,这无疑是未来电力市场的核心所在。为将电力设备的智能化引入纵深,国家电力建设中需要将新型的电子式互感器、先进的传感器技术、预防性维修的智能组件和基于通用网络通信平台的变电站自动化系统提高到国际标准。(引用自参考文献[1])在未来发展中实现对电力的自动化监视与控制,能有效保障供电可靠性和供电品质,并且有利于合理安排生产计划,节约电力成本以及检修成本。为满足社会经济发展要求,未来国家会对智能电网加大建设,电力设备的智能化将是整个建设环节中的关键。
四、总结
本文通过对电气工程及其自动化的概述,并针对现在广泛被应用的智能化技术进行深入的分析研究,就其特性和优势方面来展来开探讨。其次,综合智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来趋势进行论述。电力的应用在当今经济飞速发展的社会中不断地被深化和发展,成为了人们生活更加现代化和国民经济发展象征的一个重要标志。从某种意义上讲,它的发达程度代表了一个国家的科技的进步水平。所以,在这样的环境和要求里,如何提高电气工程及其自动化成为关键问题,而与智能化技术相结合是为适应其发展需要的最好的选择。因此,智能化技术的研究及其在电气工程自动化中的应用具有重要的理论意义和现实意义的。
【参考文献】
[ 1 ]张毅、王德宽、刘晓波、文正国、王聪;水电厂智能化技术发展趋势与应用[A];中国水力发电工程学会信息化专业2012年年会优秀论文专集[C];2012年
[ 2 ]沈君奕;电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J].科技资讯;2011
论文摘 要 特高压变电站通信屏柜的布局应以变电站终期设计为依据,遵照信号流程最简化、统一性和特殊性统筹兼顾的原则,按信号流程布置设备,让环节最简化并使承载主要信号缆线走线最小,同时尽可能避免较差,以及最大限度地减少交叉。
1 关于信号设备的分层分区
对整个特高压变电站通信系统来说,安全自动化四最为关键的部分,也就是要确保线路继电保护信号的有效传输,按照重要程度,1 000kV和500kV是线路保护信号传输的重点。如果依据特高压变电站500kV线路12回、1 000 kV线路8回的设计,在16路1 000kV线路信号传输业务,在远动通信室一般是配置4套1 000kV光传输设备以及16套1 000 kV线路远方接口设备。按照类似的道理,在相应的远动通信室也要与之相适应地配备4套500kV光传输设备以及24套500 kV线路远方接口设备。借鉴光传输网,在骨干层仅执行同层光交叉以及向下光接入功能;在汇聚层仅执行向上光接入以及向下电接入功能;在接入层仅仅执行向上电接入以及其他功能的经验。以此把特高压变电站所承载的主要信号分层分区配置。
2 通信屏柜布置
在完成通信号设备分层分区配置之后,要充分考虑特高压变电站中最关键和最重要的线路保护信号传输业务,可以把线路保护专用光端机以及线路保护接口设备一起设置在1 000 kV或500 kV的保护室。
一是配置线路保护专用的汇聚层155/622M光端机后,在光传输设备屏内还应配置2个8系统数配,2个DC/DC(-220V/-48V)电源变换器以及1个光配;二是A-1-1光端机和B-1-1光端机之间互为冷备用、A-2-1光端机和B-2-1光端机之间同样影视互为冷备用的。如只分配给1个AUG时隙,那么TUG3(1)所以分配的8个时隙可以并下8个2M支路到数配的下端口,4套接口设备的2M线接到数配背面上端口也成为奇数端口。TUG3(2)分配的8个时隙可以并下8个2M支路到另一个数配的下端口作为冷备用。在B-1-1光传输设备屏和A-1-1光传输设备屏用2 M跳线,一旦A-1-1光端机出现故障,可以打开A-1-1光传输设备屏的数配三通,将2 M跳线跳接在上端口,同时打开冷备用设备的数配面板三通,把2 M跳接在数配下端口,只要2个变电站进行同时操作就可以实现。
3 电源以及通信监控设备配置
因为线路保护专用光端机以及线路保护接口设备都完成了前置工作,被前置在1 000kV或500kV的保护室,所以应在每个线路保护专用光端机屏中配置DC/DC电源变换器,并提供光端机的保护接口设备使用。在远动通信室可以配置3套高频开关电源系统。信息网络交换机以及众多网管设备的电源可从远动专业的逆变电源馈电屏提取,在通信屏队列里配置交流配电屏,用来给信息网络交换机以及网管设备提供电源。对通信电源信息可以采用软采集方式,用通过软件完成协议转换。
4 设计中考虑的几个问题
4.1端子排设计
典型的屏柜设计中端子排编号应按照单元分段集中的原则进行,按自上而下的原则对交流电流(电压)回路、操作正电源、信号输出回路以及高频通道进行排序。屏柜中装置间的联系都应通过端子排的转接来实现,避免各装置间的相互干扰,并使端子排设计更加紧凑和简洁。
4.2关于跳闸回路双重化
为了深入贯彻国家电网公司关于防止生产重大事故的要求,屏柜设计可采取带有双跳闸线圈的分相操作箱,同时在其每组跳闸回路中设置一组直流电源开关。针对双重化配置的线路保护,可以将每套保护只引出一付跳闸接点到跳闸线圈,而不是每套保护都引出两付跳闸接点,这种方法不仅可以保护跳闸回路双重化,有能够避免交叉重叠而使回路过于复杂。
4.3光纤保护旁路的切换
在旁路断路器代线路运行的情况下,和高频保护切换方式一直,只是需要把光纤接口装置切换到旁路,就能够构成旁路光纤允许式距离保护。该方式对各种情况有着广泛的适应性。
4.4远方复归收发信机
在过去应用LFP系列保护中,复归收发信机仅能由运行人员通过屏上复归按钮实现。因为每天都需要测试高频通道是否完好,造成现场运行人员手动复归收发信机的工作量相对较大。因此保护需要增加了远方复归收发信机接点。在优化设计中,可将接点和柜上手动复归收发信机按钮并接,复归收发信机能够由运行人员通过工作台经保护装置实现。
4.5旁路时非全相保护
过去在旁路代主变压器运行时,通常不能切换至旁路。优化设计中可在旁路设计时,考虑使用旁路保护柜失灵起动装置的非全相保护,从而实现旁路代主变压器运行过程中具有非全相保护条件。
4.6和综合自动化站配合
屏柜应按综合自动化站方式加以考虑。远方、就地切换开关并不能装设在线路保护柜上,而是应当装设在线路测控柜上。此外,因为综合自动化站采取的测控柜只能提供手跳和手合接点所以在操作箱中要增加了双位置中间继电器。
4.7应便于维护和诊断
运行控制工具对前置系统各个节点、各环节的运行状态进行监视,同时应能够对其进行停止、删除、恢复等各种运行方式的实际控制。报文监视工具也可以同时对多个运行的通道的收发信息进行实时监视,应能截获存储在文件中,以进行报文的具体分析。系统运行管理子系统负责要维护这些进程的启动运行和状态监视,在这些进程一旦出现异常时,系统要立即启动故障恢复机制,保证系统的正常运行。
此外,超高压变电站中还有诸如远动、通信、信息3个专业的有调度的自动化问题。当前,有很多调度机构以及枢纽变电站监控室已实现了调度席位的非计算机主机化,也就是把传统的调度计算机都移到服务器屏之中,在调度席位桌面上仅仅放置显示器、键盘等外设,外设通过延长器和主机相联。如计算机的数量较多,可以在服务器屏内安装软切换KVM。调度席位去主机化,能够从根本上解决长期存在的主机散热问题,调度席线缆众多、电源保障等等相应的问题也迎刃而解。
5结论
超高压变电站还有其他容易忽略的细节问题,包括信息系统和综合布线系统的设计等等。对于这些问题,应依据国家电网公司关于指挥体系建设的有关要求,组建好相应的应急指挥室,把生产调度会议电视系统也有机的结合起来,对设备、环境、电源等进行统筹的考虑,不断总结经验,不断完善改进,努力把布局设计精确到每一个末端环节,最大限度地给确保便捷性和简单性,保证运行维护的可靠性。
参考文献
论文摘 要 特高压变电站通信屏柜的布局应以变电站终期设计为依据,遵照信号流程最简化、统一性和特殊性统筹兼顾的原则,按信号流程布置设备,让环节最简化并使承载主要信号缆线走线最小,同时尽可能避免较差,以及最大限度地减少交叉。
1 关于信号设备的分层分区
对整个特高压变电站通信系统来说,安全自动化四最为关键的部分,也就是要确保线路继电保护信号的有效传输,按照重要程度,1 000kv和500kv是线路保护信号传输的重点。如果依据特高压变电站500kv线路12回、1 000 kv线路8回的设计,在16路1 000kv线路信号传输业务,在远动通信室一般是配置4套1 000kv光传输设备以及16套1 000 kv线路远方接口设备。按照类似的道理,在相应的远动通信室也要与之相适应地配备4套500kv光传输设备以及24套500 kv线路远方接口设备。借鉴光传输网,在骨干层仅执行同层光交叉以及向下光接入功能;在汇聚层仅执行向上光接入以及向下电接入功能;在接入层仅仅执行向上电接入以及其他功能的经验。以此把特高压变电站所承载的主要信号分层分区配置。
2 通信屏柜布置
在完成通信号设备分层分区配置之后,要充分考虑特高压变电站中最关键和最重要的线路保护信号传输业务,可以把线路保护专用光端机以及线路保护接口设备一起设置在1 000 kv或500 kv的保护室。
一是配置线路保护专用的汇聚层155/622m光端机后,在光传输设备屏内还应配置2个8系统数配,2个dc/dc(-220v/-48v)电源变换器以及1个光配;二是a-1-1光端机和b-1-1光端机之间互为冷备用、a-2-1光端机和b-2-1光端机之间同样影视互为冷备用的。如只分配给1个aug时隙,那么tug3(1)所以分配的8个时隙可以并下8个2m支路到数配的下端口,4套接口设备的2m线接到数配背面上端口也成为奇数端口。tug3(2)分配的8个时隙可以并下8个2m支路到另一个数配的下端口作为冷备用。在b-1-1光传输设备屏和a-1-1光传输设备屏用2 m跳线,一旦a-1-1光端机出现故障,可以打开a-1-1光传输设备屏的数配三通,将2 m跳线跳接在上端口,同时打开冷备用设备的数配面板三通,把2 m跳接在数配下端口,只要2个变电站进行同时操作就可以实现。
3 电源以及通信监控设备配置
因为线路保护专用光端机以及线路保护接口设备都完成了前置工作,被前置在1 000kv或500kv的保护室,所以应在每个线路保护专用光端机屏中配置dc/dc电源变换器,并提供光端机的保护接口设备使用。在远动通信室可以配置3套高频开关电源系统。信息网络交换机以及众多网管设备的电源可从远动专业的逆变电源馈电屏提取,在通信屏队列里配置交流配电屏,用来给信息网络交换机以及网管设备提供电源。对通信电源信息可以采用软采集方式,用通过软件完成协议转换。
4 设计中考虑的几个问题
4.1端子排设计
典型的屏柜设计中端子排编号应按照单元分段集中的原则进行,按自上而下的原则对交流电流(电压)回路、操作正电源、信号输出回路以及高频通道进行排序。屏柜中装置间的联系都应通过端子排的转接来实现,避免各装置间的相互干扰,并使端子排设计更加紧凑和简洁。
4.2关于跳闸回路双重化
为了深入贯彻国家电网公司关于防止生产重大事故的要求,屏柜设计可采取带有双跳闸线圈的分相操作箱,同时在其每组跳闸回路中设置一组直流电源开关。针对双重化配置的线路保护,可以将每套保护只引出一付跳闸接点到跳闸线圈,而不是每套保护都引出两付跳闸接点,这种方法不仅可以保护跳闸回路双重化,有能够避免交叉重叠而使回路过于复杂。
4.3光纤保护旁路的切换
在旁路断路器代线路运行的情况下,和高频保护切换方式一直,只是需要把光纤接口装置切换到旁路,就能够构成旁路光纤允许式距离保护。该方式对各种情况有着广泛的适应性。
4.4远方复归收发信机
在过去应用lfp系列保护中,复归收发信机仅能由运行人员通过屏上复归按钮实现。因为每天都需要测试高频通道是否完好,造成现场运行人员手动复归收发信机的工作量相对较大。因此保护需要增加了远方复归收发信机接点。在优化设计中,可将接点和柜上手动复归收发信机按钮并接,复归收发信机能够由运行人员通过工作台经保护装置实现。
4.5旁路时非全相保护
过去在旁路代主变压器运行时,通常不能切换至旁路。优化设计中可在旁路设计时,考虑使用旁路保护柜失灵起动装置的非全相保护,从而实现旁路代主变压器运行过程中具有非全相保护条件。
4.6和综合自动化站配合
屏柜应按综合自动化站方式加以考虑。远方、就地切换开关并不能装设在线路保护柜上,而是应当装设在线路测控柜上。此外,因为综合自动化站采取的测控柜只能提供手跳和手合接点所以在操作箱中要增加了双位置中间继电器。
4.7应便于维护和诊断
运行控制工具对前置系统各个节点、各环节的运行状态进行监视,同时应能够对其进行停止、删除、恢复等各种运行方式的实际控制。报文监视工具也可以同时对多个运行的通道的收发信息进行实时监视,应能截获存储在文件中,以进行报文的具体分析。系统运行管理子系统负责要维护这些进程的启动运行和状态监视,在这些进程一旦出现异常时,系统要立即启动故障恢复机制,保证系统的正常运行。
此外,超高压变电站中还有诸如远动、通信、信息3个专业的有调度的自动化问题。当前,有很多调度机构以及枢纽变电站监控室已实现了调度席位的非计算机主机化,也就是把传统的调度计算机都移到服务器屏之中,在调度席位桌面上仅仅放置显示器、键盘等外设,外设通过延长器和主机相联。如计算机的数量较多,可以在服务器屏内安装软切换kvm。调度席位去主机化,能够从根本上解决长期存在的主机散热问题,调度席线缆众多、电源保障等等相应的问题也迎刃而解。
5结论
超高压变电站还有其他容易忽略的细节问题,包括信息系统和综合布线系统的设计等等。对于这些问题,应依据国家电网公司关于指挥体系建设的有关要求,组建好相应的应急指挥室,把生产调度会议电视系统也有机的结合起来,对设备、环境、电源等进行统筹的考虑,不断总结经验,不断完善改进,努力把布局设计精确到每一个末端环节,最大限度地给确保便捷性和简单性,保证运行维护的可靠性。
参考文献