船舶电力系统设计毕业论文

浅析船舶建造的安全现状及改善措施1. 引言目前，浙江船舶已出口至全球24个国家和地区，尤其是出口欧盟市场的浙江船舶附加值较高。 浙江海关统计分析认为，尽管出口势头强劲，但是浙江造船业仍然存在较多问题。在机遇面前由于浙江民营资本在造船业的过热投资，目前，浙江的温州、台州、宁波、舟山等主要造船基地相继出现低水平扩大投资、小规模生产发展、造船民企散乱等“低、小、散”一哄而上的局面。相关数据显示，浙江虽然有造船企业500多家，但是规模以上的企业却只有76家。浙江民营造船厂“低、小、散”的格局，导致船厂投入资金低，创新能力有限，设备更新缓慢，安全事故频发。小型企业或作坊式、家族式管理生产企业。造船企业安全事故时有发生，人员伤亡事故呈高发趋势。制约了企业发展，损失生命财产。2. 船舶建造过程中存在的主要风险 高空作业的危险船舶建造过程高处作业量很大，出现事故较多。施工人员必须使用安全带、安全帽，安全带应高挂低用，并注意防止摆动碰撞。作业过程中传递工具时没有使用工具袋。高处作业位移时，工作人员安全意识淡薄，自我保护意识不强，以为是瞬间完成的事，存在侥幸心理。如电焊的工作人员在杆塔上作业，虽然是一项经常性工作，但对杆架作业危险性重视不够，对工作条件、工作环境认识不足，存在着麻痹思想，上落杆塔过程均没保护措施。上杆架前不检查登杆工具、防坠工具是否牢固、可靠、完整。梯子的使用生产现场使用梯子的场合较多，也较频繁较普遍，因而，也常常被作业人员忽视一些基本安全要求：需用梯子登高作业时，见到梯子随手搬用，用前没有认真检查梯子是否符合基本安全要求。下梯子时，背向梯子而下。上下梯子时，手中持带工具或设备。梯子不够高时，临时找垫物垫高使用。梯脚底部不坚实，梯脚没有采用防滑橡胶套、橡胶垫或加以包扎。使用立梯时，梯子太陡，在梯子上作业时，将工具放置不妥。脚手架的使用脚手架使用前未经严格验收，脚手架上铺设的踏板没有绑扎固定，可以活动。导致施工人员从没有绑扎固定的脚手架上失足坠落，脚手架的安全应引起高度重视。高处作业搭设的脚手架，有空隙和探头板，跳板中部没有支持物，两头绑扎松动。脚手架相互间连接不牢固，脚手架踏板厚度不符合要求。使用锈蚀的材料。不能够承受站在上面的人员和材料等的重量，不具备足够的牢固性和稳定性，在施工期间发生变形、摇晃、倾斜，作业人员的人身安全得不到保障。在高处上下层同时作业时，中间应搭设严密牢固的防护隔离设施，以防落物伤人。传递工具应使用工具袋。高处作业下方应设置围栏或遮栏，并悬挂警告牌，不准人员通行和逗留。火灾的控制与触电火灾是企业生产中面临的主要危险。由于船舶建造环境特殊，尤其修船、拆船环境更为复杂，有些焊工的安全意识比较差，对所焊割的设备、装置或管道的性质了解不清，盲目动火，结果在焊割过程中酿成重大火灾或爆炸事故。下面一些情况常常会引起火灾：1、场地混乱，焊割炬随处乱扔。有些焊工工作途中因其他原因离开舱室或工作结束，焊割炬没有带出，阀门又不严密，造成漏气，可燃气体泄出和空气混合达到爆炸极限，工人点火发生爆炸。2、维修油轮时，作业前不使用专业设备进行测爆。单凭操作人员的经验处理问题，造成在操作时发生爆炸。 此种现象的发生在一些小船厂，尤其是一些私人修船厂、拆船厂比较常见。3、作业现场有与明火相抵触的工种同时作业。焊接是明火作业，周围不应有禁火工种，如船体喷涂，以避免同时进行操作时发生爆炸。4、由于舱室内空气状况差，为了改善内部条件直接向舱室内通入氧气，而富氧状态是诱发火灾事故的直接原因。触电伤害主要表现为人体接触或接近带电物体时对人造成的电击或电弧灼伤，一般发生在电气设备的使用、维修时，或者相关电源供应、断开等操作。造成触电的原因常常是由于绝缘的老化，修理不及时；使用不合格的电动工具，电路或电气未安装或安装不合格的过载或漏电保护装置，作业人员与带电设备安全距离不够、缺乏必要的电气安全常识。压力容器的爆炸气瓶使用不当或维护不良可以直接或间接造成爆炸、着火或中毒伤亡事故。开启或关闭瓶阀时，未用手或专用扳手，使用锤子、管钳、长柄螺纹扳手，损坏阀件。开启或关闭瓶阀的速度过快，产生摩擦热或静电火花，从而带来危险。使用可燃气体检查气瓶时存在的疏忽： 气瓶上没有粘贴气体充装后检验合格证的；气瓶的颜色标记与所需的气体不符，或者颜色标记模糊不清，或者表面漆色夜盖在另一种漆色之上的；瓶体上有不能保证气瓶安全使用的缺陷，如严重的机械损伤、变形、腐蚀等；瓶阀漏气、阀杆受损、侧接嘴螺纹旋向与所需要的气体性质不符或螺纹受损的；在氧气或氧化性气体气瓶上或瓶阀上有油脂物的；气瓶不能直立、底座松动、倾斜的；气瓶上未装瓶帽和防震圈，或瓶帽和防震圈尺寸不符合要求或损坏的。在进行上述检查时，对发现有缺陷的气瓶，未随时在气瓶上用粉笔简要注明，并向充气单位或储存单位交代清楚，给他人使用带来危害。气瓶受热爆炸：不慎将气瓶靠近热源。安放气瓶的地点周围lM范围内，有明火或可能产生火花的工作。气瓶在夏季使用时，未进行避光处理。瓶阀冻结时，处置方法不当：解冻温度超过401℃的热源对气瓶加热。盛装易于自行聚合反应或分解的气体的气瓶，应避开放射性射线源。气瓶未使用时，一般没有立放，气瓶滚、滑、翻的过程瓶壁受热引发危险。氧气瓶和氧化性气体气瓶，瓶内气体混人其他气体或杂质，液化石油气瓶向其他气瓶倒装，瓶体进行挖补、焊接修理。使用氧气瓶和氧化性气体气瓶时，操作者未检查自己的双手、手套、工具、减压器、瓶阀等有沽染油脂，凡有油脂的，必须脱脂干净后，方能操作。装运罐车的停放靠近火、电区域，罐体受到利器撞击后泄漏，自身管道内发生大量泄漏时未进行紧急止漏。装运罐车未必须设置可靠的导静电接地装置，在停车和装卸作业时，没有进行充分接地。罐车的定期检查不彻底，罐车发生重大事故重新使用前未全面检验。罐车的罐体外表面颜色应满足规定的要求，一般汽车罐车罐体外表面颜色应为银灰色，低温型汽车罐车罐体外表面颜色应为铝白色。起重设备的危险船厂大量使用特种设备，例如起重机、高空作业车、厂内运输车辆（叉车、运输车）起重设备在使用上较为广泛，同时发生事故的可能性越大。1．安全站位在起重作业中，有些位置十分危险，如吊杆下、吊物下、被吊物起吊前区、导向滑轮钢绳三角区、快绳周围、站在斜拉的吊钩或导向滑轮受力方向等等，如果处在这些位置上，一且发生危险极不易躲开。所以，起重作业人员的站位非常重要，不但自己要时刻注意，还需要互相提醒、检查落实，以防不测。2．吊索具安全系数小起重作业中，对吊索具安全系数理解错误，选用往往以不断为使用的依据，致使超重作业总是处在危险状态。3．拆除作业中留下隐患由于种种原因，切割不彻底，拽拉物多，拆除件受挤压增加荷重，连接部位未被发现强行起吊等等，造成吊车、吊索具骤加荷重冲击而导致意外。4．误操作起重作业涉及面大，经常使用不同的吊车、龙门吊。人员操作习惯不同，再加上指挥信号的差异影响，容易发生误操作等事故。5．绑扎不牢高空吊装拆除时对被吊物未采取“锁”的措施，而用“搭”的方法；对被吊物的尖锐棱角挂擦其他物体。成束材料垂直吊送捆缚不牢，致使吊物空中一旦颤动、受刮碰即失稳坠落或“抽签”。6．临时吊鼻焊接不牢，载荷增加或受到冲击，在空中运送的过程中被起吊物体进行旋转、下滑形成惯性，从而对发生断裂。7．吊装工具或吊点选择不当贪图方便，非专职人员操作。吊装工具的性能和操作技术盲目靠经验操作，一处失稳，导致危险。机器工具伤害机器工具伤害事故是指机械性外力所造成的事故，一般表现为人身伤害或设备的损坏。船舶修理作业中所使用的机器设备，包括冷加工所需的金属加工设备（如 车床、铣床、钻床、刨床、磨床、冲床、砂轮机等）及机械热加工所需的焊接设备以及搬运过程中所需的超重机械设备。机械伤害事故的主要原因有如下各种情况：安全操作规程不健全或管理不善，对操作者缺乏基本功训练，操作者不按规程进行操作，没有穿戴合适的防护服和符合国家标准的防护工具。由于机器在运转时敞露的部分较大，切屑和金属丝、刀具、工件及零件，若不加防护或防护不当，工作地点布局不合理，使用管理不当就会发生工伤事故。机械设备在非最佳状态下运转，机械设备在设计、结构和制造工艺上存在缺陷，机械设备组成部件、附件和安全防护装置的功能退化等均可能导致伤害事故。工作场所环境不好，场所环境混乱。如工作场所照明不良，温度及湿度不适宜，噪声过高，地面或脚踏板被乳化液弄脏，设备布置不合理。工艺规程和工装不符合安全要求，新工艺、新技术采用时无安全措施。根据事故统计分析，机械伤害主要由人和设备两方面因素引起的，如操作者不按操作规程操作、安全设施缺少或有缺陷、没有穿戴或穿戴不正确的防护用品、机床非正常状态下运转。中毒与职业病船舶在涂装和漆装中容易发生中毒事件。在舱室内作业时，对空间狭小的环境，要保证内部通风良好。不仅要驱除内部的有毒有害气体，而且要向内部送入新鲜空气。做好个体防护，减少烟尘对人体的侵害。在条件恶劣，通风不良的环境下，还必须采用更多的防护措施，如使用通风头盔、送风口罩、空气呼吸器等。施工过程中常见有毒物质及其防止方法如下：1.苯 无色、透明具有芳香的液体，油漆中用来作溶剂，沸点80℃，极易挥发。苯中毒后头痛、头昏、记忆力减退、无力，失眠等。另外还能引起皮肤干燥骚痒，发红。热苯还可以引起皮肤水泡，出现脱脂性皮炎。预防的方法，应加强自然通风和局部的机械通风，严禁用苯洗手。2.铅 包括铅白、铅铬绿、红丹、黄丹等含铅化合物。它是一种慢性中毒的化合物，日久方能发觉体弱易倦、食欲不振、体重减轻、脸色苍白、肚痛、头痛、关节痛等。预防的方法是以刷涂施工方法为宜，加强通风等防护措施，饭前洗手，下班淋浴，最好能用其他防锈漆来代替红丹防锈漆。3.刺激性气体 如氯气，对呼吸道、皮肤和眼睛有损害。应加强个人防护，加强通风和局部机械通风，使作业场所有害气体浓度降低到容许浓度的下限。4.汽油 无色透明液体，具有很强的挥发性，若在超过汽油蒸汽容许浓度时的环境中长期工作，能使神经系统和造血系统损害，皮肤接触后可能产生皮炎、湿疹和皮肤干燥。因此，在高浓度环境工作时，要戴防毒面具或加强机械通风；手上可涂保护性糊剂进行保护；工作结束后，用肥皂水洗净，并用水冲洗干净。船舶建造过程中除锈、校正敲打等作业产生的震耳噪声，可能对人员造成潜在的噪声聋；从事除锈（包括喷丸、喷砂）、油漆、油舱洗舱、气割、热处理等作业人员经常吸入铁锈烟易引起尘肺或肺病，并刺激皮肤和眼睛引起过敏。电焊作业中产生的氧化锰烟雾，过多吸入会产生个“金属烟尘热”中毒。焊件、焊条挥发出大量有毒烟尘、气体，尤其船舶焊接主要是用碱性（低氢型）条，而碱性焊条比酸性焊条更容易挥发烟尘、有毒气体（氟化物）。这些有害物质若不能及时排出，被焊工长期吸入引发眼、鼻、咽喉等疾病。灼伤易发于焊割作业，立体交叉作业，上面焊接的焊渣或熔渣随风飘落，极易落在下面操作者身上，发生灼伤事故。切割是工件未散热，从而烫伤皮肤。3. 船舶建造企业安全防护现状分析政策和法律上的原因在国家政策和法律对船舶修造行业的市场准入和源头管理的规定不够明确，准入门槛太低，造成船舶修造行业良莠不齐，竞争无序，缺乏行之有效、相互配合的监管措施和行政手段，致使日常管理针对性不强，管理不到位。一是行业的快速发展与管理不相适应。首先，船舶修造业作为多工种、多设备交叉作业的高危机械行业，在行业准入口国家尚未设置相应的门槛。其次是在安全生产管理上缺乏相对统一的、可操作的规范化标准。再次是相关的管理部门职责尚需进一步明确，力量也有待于加强。二是违规现象严重。部分企业员工有章不循，冒险蛮干，违章指挥、违反操作规程、违反劳动纪律和工作时间的现象不同程度地存在。体制和机制上的原因长期以来，船舶修造业大多数是由所属地挂靠管理，而县级以下政府无专门主管机构，综合监督和专项监管安全生产长效管理机制尚未完善，监管职责不清，责权不一致。加之，缺乏统一的船舶修造业安全生产行业标准和操作规程，恶性竞争有愈演愈烈，也是造成事故多发的一个重要原因。一是作业人员复杂。船舶的焊接、组装、合拢、下水等工种绝大部分都是外来施工队承包完成，外包队伍中的特殊工种绝大多数都是由农民工组成，由于利益和效益驱动，对于人员的管理十分涣散。二是现场管理乱。企业安全管理体系不健全，作业现场无专职安全员监管；员工劳动防护用品配戴不齐，特种作业人员无证上岗或证书过期现象屡见不鲜，责任落实和管理上的原因企业负责人安全生产法律意识淡薄，责任主体不明确，职责不落实，尤其是租用场地生产的企业通过层层发包或挂靠，安全生产存在短期行为，一些外包工程队对安全设施、安全生产管理以及安全管理人员在配备上互相推诿，导致管理环节脱节。资金投入不到位。一些企业以及外包工程队由于资金匮乏，大部分资金都投入到生产经营中，致使安全生产资金不落实，绝大多数企业没有设立安全生产资金专户，更没有按照规定提取足额的安全生产保证金，企业用于安全生产的技改投入、隐患排查与整改、员工安全教育与培训、应急救援等只是流于形式，导致抗风险和抗御事故发生能力差，为事故高发埋下了祸根。放火设备防护不到位。焊机及配电箱直接裸露在场地上，防护措施不到位，长期的日晒，焊机的防护罩、桩头、龙头线老化、破损，漏电、短路时有发生，还有部分设备“带病”运行，不少特种设备和压力容器等没有实行严格的检测、保养，安全阀、压力表、消防栓设备配备不齐全、不配套，设备安全性能和能力均不能及时有效地预防和抵御事故发生。工作人员大意麻痹，无规章可遵。安全控制不到位。电器设备直接裸露在场地上，电线乱拉乱接，线路老化和破损、无漏电保护装置、有的甚至无配电箱和开关箱，船舱油污不清洗，明火动用不测爆的现象还有存在。绝大多数作业现场既没有明显的标识，也没有严格执行规定，触电事故居发生事故之首。环境保护不到位。船体拼装后，船体除锈打磨、职工不带口罩和防毒面具，到处可见。后续动火都是闷舱作业，由于各段空间狭小，通风不够，作业环境差，救护措施不落实，进舱作业没有严格执行的制度和动火制度，特别是油漆工和焊工作业，极易发生重大恶性事故。安全教育不到位。安全投入少。不少企业法人重效益、轻安全现象普遍存在，在安全投入上往往是能减则减，能少则少，能不投入就不投入，安全设施，整改措施落实不及时、不到位，职工的三级安全教育和正常培训工作得不到保证，不同程度地存在着设备陈旧，超期“服役”、“带病”运行，为事故的高发埋下了隐患。安全生产责任制不落实。不少单位安全生产责任制、安全生产管理制度和各工种安全操作规程流于形式，主体责任没有得到真正落实。部分企业特别是一些外来承包队伍中的电焊工、冷作工、吊车工、铲车工、电工等人员无证上岗，缺乏应有的安全知识，不了解操作规程，给企业埋下了安全生产事故隐患。4. 针对现状，对策措施船舶安全的意义在于预防和杜绝事故的发生。生产计划处于安全平稳的状态下进行。切实把牢船舶安全文化的基本要求，抓好各项工作。船舶安全文化就是要实实在在地做到提高安全意识，树立“安全建造”的理念，使安全工作成为每一个人的自觉行动；就是要纠正不良的工作作风，树立全局观念，消除只顾自己不顾别人，只顾现在不顾将来的片面行为发挥工作行为、工艺技能、生产环境等外在因素的最大优势，排除一切不利于安全的因素，确保船舶建造的安全。“坚持安全发展，强化安全生产管理和监管，有效遏制重特大安全事故”。针对船舶修造业存在的问题，为预防和遏制安全生产事故发生，作者认为应采取以下应对措施：加大政策引导力度充分利用国家对造船行业政策调整的契机，研究制定出一套有针对性的地方产业政策。调整目前的产业结构，适当提高门槛，依照市场经济的法则，规范市场准入，实行优胜劣汰，通过政策引导和法律的支撑，大力推行标准化建设，避免不良竞争，使造船企业逐步走上良性发展的轨道，逐步提高企业的安全生产管理水平，提高企业的本质安全度。加大行业领导力度一是政府要强化领导，目前，船舶修造业地（市）级以上由同防科工委主管，而县级以下政府没有专门的船舶管理部门，大部分在经发委内设或带管，并且没有专门行政主管机构。特别是实施沿江开发战略后，不少企业由内河向沿江迁移，企业管理权仍由原乡镇管理，出现了安全生产管理的一个“空白地”。对此。县级以下政府应设立专门主管部门。二是实行行业管理，通过政府牵头组建行业管理协会实施有效的安全生产监督。三是实行注册安全主任代理制度，帮助企业完善安全生产管理制度，建立安全台帐，开展安全生产检查工作，及时发现消除安全隐患。加大资质审查力度目前我国船舶修造企业的准入门槛还很低，很多船舶修造项目采用挂靠或使用外包队伍，按照《安全生产法》有关规定，行业主管部门要严格对使用的外包企业及外包工程队的法定代表人、安全员和特种作业持证，安全生产规章制度、安全教育、安全管理台帐以及过去安全生产等情况进行安全资格和资质审查，抓好源头管理和监控。 设立安全生产资金各造船企业要确保安全生产资金的投入及使用。按照国家有关安全生产政策精神由地方相关部门建立相应的制度，单独列帐，企业足额提取安全费用，保障安全生产重大设施、设备、人员培训、隐患整改的资金。针对船舶修造业曾出现的高处坠落、物体打击、触电、机械伤害、爆燃等安全隐患，要从发展的眼光，投入一定的资金，按照高标准、高起点的要求，加强对安全生产科学规划、分类管理。对重大安全隐患整改的投入。对日常检查、集中检查、重点检查、全面检查中排查出的重大隐患，督促企业及时纠正安全问题，使“零违章”的关口前移，把“事后惩戒”转变为“事前疏导”，将被动防范转变为主动预防，把“要我安全”真正变成“我要安全”。建立安全监管的机制联合整治。各级安监、经贸、质监、消防等部门要各司其职，强化对船舶修造企业的管理和监督。尤其是各级安监部门应加强对船舶修造企业安全生产的监督检查，加大行政执法力度，对严重违反《安全生产法》的单位或个人要依法作出处理，同时，要严格按原则处理事故，查明事故原因，分清事故责任，严格经济处罚、行政处罚和刑事责任追究工作。企业应制定出具体的安全生产检查工作制度建立好检查台帐，同时要建立安全生产组织网络，把安全生产各项目标落实到车间、班组。船舶修造发包工程都必须有施工作业安全方案，同时要建立安全监管信息联席制度，采取部门检查、企业自查、事故调查分析，会同相关职能部门共研究确定安全监督检查重点，有针对性地开展安全生产监督管理工作，促进企业安全生产、企业管理水平的提升。5. 结束语船舶安全文化的作用，一言以蔽之，通过教育、管理来营造一种企业安全文化。安全文化建设的关键作用是致力于人的主体工作潜能，树立良好风气，倡导职业道德规范，塑造价值观念；这样，船舶安全文化建设就为船舶安全生产提供精神动力和智力支持，用严谨的科学态度、规范的管理对应一切内、外部环境。我们扎扎实实地实现上述各项要求，船舶安全建造就会结出丰硕的果实。.走出船舶建造的误区这些误区主要有：认为不出事故就是安全，满足于现状，把安全隐患、事故苗头、潜在危险抛之脑后，丧失了防范意识；认为昨天安全今天也安全，没有认识到安全只有起点，没有终点；制度归制度，工作行为依然我行我素，使规章制度得不到有效落实。“头痛医头，脚痛医脚”；以前别人怎么做我现在仍然这么做，别人解决不了的问题我也解决不了，致使安全生产“老大难”问题得不到解决。安全工作只抓表面不抓本质，导致安全生产时好时坏，重复事故常有发生；这种种误区都是船舶安全文化建设的绊脚石和致命伤，给企业、人员、海洋作业造成极大的危害，给企业的经济效益、社会效益甚至企业的生死存亡造成极大的影响，更严重的还影响到国家政治声誉。要建设好船舶安全文化就必须从这些误区中走出来。 走进安全管理的范畴船舶安全建造离不开先进的管理机制和方法。管理出安全，各项管理工作没有做好，安全工作就是一句空话。没有规范的管理程序，也就没有可靠的安全保证。只有规范的管理程序，才有可靠的安全保证。公司各部门要通力合作，从管好设备、提高人员素质人手，在加大船舶生产建造调整力度基础上，对现有的管理制度进行完善，添加一些市场运作比较成熟的企业管理理念，建立一套科学的、全面的、符合现代化管理理念的管理制度，逐步形成一种长效和良性的竞争机制，实现人机的完美统一。安全生产管理作为船舶修造企业行业管理的重要内容，坚持安全管理与生产经营管理同布置、同检查、同落实，规范该行业生产秩序，提升整体竞争力。参考文献[1] 朱清明.船舶修理作业的安全风险分析与控制2006 [2] 张永兴.探讨修船火灾原因及对策[J].航海技术.2006．[3] 吕洪胜.修船企业安全教育应实现系统化和规范化2006 [4] 王勤章.《船舶建造安全》哈尔滨大学出版社[5] 中国船舶商情网. 浙江船舶出口额大幅增加.2007-8-2[6] 浙江省地方标准DB33/ 630—2007．浙江省质量技术监督局2007-3-13发布建造质量涉及到船舶的使用寿命 其中包括很多元素比如最初的设计科学和合理性.以及船厂的建造能力和管理水平.以及在建造的过程中不可抗拒的非人为因素.对于质量这个关键词论题涉及比较难以把握.答辩过程中会出现很多漏洞.对于一个船厂实习的毕业生来说.论述的科学依据性也不高.个人建议可从船厂的建造安全来着手.具有典型的重工业代表性.论文如下：（本人做毕业设计时候所用的材料）希望提供帮助

电力系统及其自动化不难的。之前也不怎么会弄，还是寝室同学给的文方网，写的《基于单片机的智能电力系统故障录波仪浅析》，帮忙做了分析和实验，靠谱啊DMS-2002型轮机模拟器船舶电力系统故障模拟的研制与实现宁夏电力通信行政交换综合业务系统的组成及安全性分析ZigBee通信技术在电力安全领域上的应用——变电站刀闸、地线锁态控制系统舰船综合电力系统负载稳定性分析电力系统仿真软件DIgSILENT简介轨道交通电力运行安全支持系统集成方案电力系统短期负荷预测精度研究基于MSP430单片机的高压电力设备温度在线监测系统CAN总线在船舶电力推进仿真系统中的应用基于FCS的电力推进船舶的综合监测系统电力电子系统CAD算法研究与软件设计电力系统党建与精神文明建设问题探析嵌入式电力监控系统的研究与实现舰船电力系统的发展趋势动态数据复制在分布式异构电力信息系统中的应用高速铁路与普速铁路电力系统分析与比较电力系统安全稳定综合防御体系框架浅议电力系统规划基于电力集中监控管理平台的线损综合分析管理系统开放型电力系统企业应用中电力系统与继电保护基本概念的分析与探讨电力系统几个基本概念的分析与探讨我国电力电子技术应用系统发展现状探究电力系统分层快速分解法状态估计程序设计基于NIOS-Ⅱ+μC/OS-Ⅱ的电力谐波数据采集系统的研究电力电子技术在电力系统中的应用研究B/S架构下GIS电力信息管理系统的研发与实现电力系统GPRS数据传输安全性研究电力系统智能控制电力系统暂态故障模拟再现系统农村电力系统自动化前景展望组态王电力版在电力调度系统的应用电力系统的稳定问题人工电力系统与复杂大电网的运营和管理简述电力系统及自动化研究RSViewSE在电力系统动模实验室SCADA系统中的应用电力系统自动监视和控制(连载之四)如何加强电力系统安全管理用于电力系统通讯的会议电话设备——DH系列电力系统会议电话设备简介电力二次系统数据备份系统的设计与实施简述电力系统及其自动化发展趋势研究轨道交通电力系统运行安全之我见电力系统防雷工程设计浅谈红外测温技术在电力系统消除缺陷中的应用远动控制技术在电力系统自动化中的应用基于低压电力载波远程集中抄表系统的研制与实现对电力营销信息系统升级风险的研究电力系统谐波检测方法的研究地区电力系统供电能力评估

摘 要从当前的发展来看，调压系统已经成为交流同步发电机中最重要，最核心的组成部分之一，对于同步发电机的性能有着至关重要的作用。本文主要论述采用相复励变压器，PID控制器为调节装置的励磁调压系统。先对整个同步发电机系统，包括调压系统，同步发电机，负载建立计算机模型，然后对各个环节的参数选取进行研究，并使用Matlab对系统进行仿真计算，分析所得结果，完成对调压系统的仿真。相复励装置运行可*，保证了发电机的自激起压及强励性能，动态性能好，但相复励装置的调节精度不太高，形成电压偏差。PID控制器进一步对相复励装着的调节进行校正，保证同步发电机稳定地运行在所需电压工况上。这里主要使用PI调节方式。关键词：同步发电机；相复励装置；PID调节器；Matlab/Simulink； ABSTRACTIn view of modern develop, excitation system is one of the best important part of the exchange synchronous generator. It is of most importance to the performance of the synchronous generator. This paper mainly introduces that excitation system utilize reply and encourage voltage transformer and PID control equipment as adjustment device. Have set up the computer models of the whole synchronous system of generator, including excitation system, the synchronous generator, and load, then analyses the method of choosing suitable parameters of each link, and carry on emulation to the system with Matlab, Finally, analyses the result, finish the emulation of excitation system. Reply and encourage excitation runs reliably and has automatic ability of excitation adjustment itself, but have not high precision. It will make decimeter of voltage. The PID controller makes the developed adjustment of the reply and encourage excitation system, guarantees the synchronous generator is operated on the operating mode of the necessary voltage steadily This paper main introduction regulate with words: synchronous generator; reply and encourage; PID controller; Matlab/Simulink 目 录第1章 绪论 同步发电机自动调压器应用的必要性 励磁系统的作用和基本要求 同步发电机电压变化的原因 自动励磁系统的分类 按照直流励磁电源的获得方法分类 按照励磁调节器的作用原理分类 按照励磁装置所使用的元件分类 6第2章 各类自动调压器基本原理 相复励自励恒压励磁系统的基本原理及特点 可控硅自励恒压励磁系统的基本原理及特点 无刷励磁同步发电机励磁系统的原理与特点 谐波励磁系统的原理与特点 本章小结 12第3章 MATLAB/Simulink环境 MATLAB简介 Simulink交互式仿真集成环境 Simulink的使用 Simulink模块库 电力系统仿真模块集介绍 本章小结 18第4章 同步发电机系统的工作原理 同步发电机原理 同步发电机的结构特点 凸极式同步发电机的向量图 凸极同步发电机的运行状态 PID控制器 相复励励磁系统 相复励励磁调节的工作原理 相复励装置实现恒压的条件 相复励装置常用接线方式 本章小结 32第5章 同步发电机系统的数学模型 同步电机的数学模型 相复励变压器励磁系统的数学模型 电压校正器和负载的传递函数 系统的结构 本章小结 42第6章 调压系统的仿真结果及分析 参数设定及仿真结果 本章小结 50结论 51参考文献 52致谢 53 第1章 绪论 同步发电机自动调压器应用的必要性各种电气设备都要求在额定电压下工作，同步发电机的端电压变化很严重的情况下，电机本身，负载和整个电力系统都会受到极大的不利影响，甚至直接影响整个系统的工作和生存。因此，保持一定的电压水平，是供电质量的重要指标之一。在运行中，电压的变化是随机的，迅速的，不可能实现人工调节。因此需要给同步发电机加入自动电压调整器。同步发电机的稳定性主要取决于其电磁参数。电机参数特别是自动励磁调节系统的参数对其有很大影响。同时，为了使多台同步发电机组高效稳定的并联运行，也需要良好的自动励磁调节系统。 励磁系统的作用和基本要求为保证提供高质量的电能，自动励磁装置应具有下列一些主要功能：1. 在发电机组起动后，转速接近额定转速时，自动励磁装置应能保证发电机可*起励，建立额定空载电压。对于有励磁机的他励系统来说，*励磁机励磁建立空载电压，对于无励磁机的自励系统来说，应要求励磁装置能确保发电机自励建立电压。交流同步发电机的剩磁较小，而磁场回路的总电阻又比较大，还存在炭刷—滑环接触电阻和整流元件正向电阻这样的非线性电阻，所以交流同步发电机的自励比较困难。2. 当负载大小或负载功率因数发生变化时，自动励磁装置应保证发电机端电压的波动在允许范围之内。发电机在负载缓慢变化时的端电压波动，用静态电压变化率ΔUs％来表示3. 式中Un--发电机的额定电压(V)，U--发电机在规定的负载变化范围内端电压的极值取Umax和Umin中绝对值较大的。4. 当投入或切除大容量的感应电动机时，自动励磁装置应能保证发电机的瞬时电压波动和端电压恢复至稳定值的时间在允许范围之内。5. 当电力系统出现突然短路时，自动励磁装置应该有足够的强励能力以产生一定数值的短路电流，使选择性保护装置准确动作，并在短路故障电路被切除以后使发电机的端电压迅速回升。为此励磁装置必须要有足够的强行励磁电压和较高的励磁电压上升速度。6. 当两台或两台以上的同步发电机并联运行时，自动励磁装置应保证无功功率按发电机容量成比例分配，以防止个别机组电流过载，并使总的效率得到提高。并联机组之间无功电流不按比例分配的原因在于并联的发电机和励磁系统的标幺值参数不一致，其中尤以励磁系统的标幺值参数不一致为多见。因此励磁装置应有无功电流分配和稳定功能，以克服由于这种参数不一致而引起的发电机电枢电路中的无功环流。 同步发电机电压变化的原因负载时，气隙中的磁场由电枢磁动势和主极磁动势共同作用产生。电枢反应使气隙磁场发生畸变，由此引起发电机电压U发生变化。发电机电压平衡方程： （）激磁电动势： （）得到 （） 主极磁场由励磁电流If产生，由此可知，要使同步电机端电压U保持恒定，须相应调整同步发电机的励磁电流If。因此对同步发电机端电压的控制可以通过两个途径来实现，一是引入I和功率因数cosφ作为控制量使I和功率因数cosφ的变化引起的主磁场变化和If的变化引起的主磁场变化相抵消，减小电枢反应去磁或增磁效应的影响，从而使U保持稳定。这种方法的静态特性从原理上讲是比较差的，但是动态特性比较好（如图）。二是引入端电压U和给定电压的差值，采用负反馈的方法控制励磁电流If。从而使端电压U保持恒定。这种方式的静态特性比较好，能够保持较高的电压调整精度（如图）。 自动励磁系统的分类船用同步发电机的自动励磁装置类型很多，分类方法也不一致。通常可以按照直流励磁电源的获得方法、励磁调节器的作用原理及励磁装置的组成元件等进行分类。 按照直流励磁电源的获得方法分类按照直流励磁电源的获得方法进行分类，可分为直流励磁机他励、静止自励和交流励磁机他励等三种类型。(1)直流励磁机他励方式。这是最早采用的一种励磁方式。陆上大电站多采用这种方式。直流励磁机可以由发电机轴传动，也可以用单独的电动机传动。直流励磁机电磁惯性大，又有换向器这样的薄弱环节，所以不宜在船舶电站中使用。(2)静止自励方式。船舶电站同步发电机的容量较小，采用像直流发电机那样的自励方式是比较适宜的。但只有在大功率半导体整流元件大量应用以后，这种用发电机定子交流电流经整流后供给转子励磁的自励方式才有了实现的可能。静止自励方式简单可*。因为变压器、电流互感器、半导体整流器等静止部件，不怕冲击振动和盐雾潮湿，特别适宜于船舶上使用。这种自励方式的电磁惯性小，励磁系统有优良的动态性能。特别是相复励装置，由于具有电流复励，能够直接起动与发电机容量相近的异步电动机。(3)交流励磁机他励方式。普通的交流同步发电机的转子绕组必须通过滑环和炭刷与外部电路保持电的联系。滑环和炭刷仍然是一个薄弱环节。因为滑动接触可能因油垢、灰尘和机械原因而造成接触不良，炭刷磨损下来的炭粉也可能落入绕组，使发电机的绝缘电阻降低。随着现代船舶自动化程度的提高和无人机舱的采用，希望有一种更可*的交流同步发电机供给船舶电站使用，于是就出现了以交流励磁机他励的无刷励磁方式。通常的交流同步发电机为转场式，与之相配合的交流励磁机则为转枢式。交流励磁机的电枢电流经硅整流元件整流后给交流发电机的磁场提供直流励磁电流。硅整流元件与电机转子部分一起旋转。由于整个机组的旋转部分和静止部分之间没有任何滑动电接触，去掉了电刷和滑环所以称这种励磁方式为无刷励磁方式。交流励磁机不但可*性比直流励磁机好，而且动态性能也比直流励磁机优良。但是由于交流励磁机随电枢旋转，制作工艺要求高，设计比较复杂。 按照励磁调节器的作用原理分类按照励磁调节器的作用原理，可分为按电压偏差调节，按扰动调节和复合调节三类。原理如前所述，同步电机的主要扰动即电枢电流。按偏差调节的励磁调节器也称为负反馈型励磁调节器，是一种比较通用和完善的调节器。它能减小被调量的偏差而与引起偏差的原因无关，不需对扰动进行测量而能克服多个扰动的影响。选择足够大的增益和采取适当的校正环节从理论上说可以使静态和动态电压变化率达到任意规定的数值范围。按扰动调节的励磁调节器结构简单，它不是等输出量出现偏差后再进行反馈调节，而是直接根据扰动量的大小进行前馈调节，工作可*，强励能力强，动态响应性能好。复合式励磁调节器通常以扰动补偿为主，以偏差调节为辅，后者常称为AVR。它既具有调压精度高、无功分配均匀等按偏差调节的主要优点，又具有强励倍数大、动态性能好等按扰动调节的主要优点，是一种比较理想的励磁调节器。现代船舶电站的主发电机绝大多数采用复合式励磁调节器。 按照励磁装置所使用的元件分类按照励磁装置所使用的元件分类通常可分为下列几种：(1)炭阻式励磁装置。这种励磁装置多采用直流励磁机。调节器采用铁心、线圈、衔铁、杠杆等机电元件，通过调节发电机励磁回路的电阻或励磁机励磁回路的串联炭片电阻进行励磁调节。由于机电惯性大，工作可*性差，使用的功率受限制等原因，目前已很少应用。但它是最早的按偏差调节的励磁调节器。(2)相复励装置。这种励磁装置采用变压器、电流互感器、电抗器以及半导体整流器等静止元件，电磁惯性较小，可*性高，因而得到广泛的应用。通常做成可控相复励式。早期采用磁放大器和饱和电抗器做成的AVR，其电磁惯性较大。如今普遍用半导体元件做成的AVR，惯性很小，放大倍数很大，体积和重量也相当小。(3)三谐波励磁装置。这种励磁装置采用发电机中增设的三谐波绕组产生三谐波电势，经半导体整流器整流后给发电机励磁，结构简单，可*性高。通常也加上半导体AVR，做成可控谐波励磁装置。(4)可控硅励磁装置。这种励磁装置采用半导体二极管、三极管、可控硅等元件，具有体积小、重量轻、反应快、放大倍数高等特点是目前使用的按电压偏差调节的励磁装置的主要型式。

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船舶轴带发电机是由主轴驱动发电机的船舶供电装置。在船舶营运过程中，为了节约能源，轴带发电方式在远洋船舶上得到了越来越广泛的应用。但由于传统的轴带发电机系统存在着运行损耗和噪声较大，维护复杂，不能与船舶电网长时间单独并联运行等缺点。针对传统轴带发电机存在着上述缺点本文提出了基于SPWM逆变器的新型轴带发电机系统并与施耐德公司合作开发了新的船舶电力管理系统(PMS)。基于SPWM逆变器的轴带发电机系统能满足船舶电力管理系统对发电机的控制要求，可作为船舶电力管理系统中全船用电负荷的主供电源之一，能够在正常海况下长时间与其他柴油发电机组并联运行或单独运行。本文前两章对船舶轴带发电机系统的发展现状，传统轴带发电机系统的结构、功能、原理等作了概要性的描述，并提出了基于SPWM逆变器的轴带发电机系统，对其结构原理作了简要的概述。第三章和第四章详细的阐述了这种新型轴带发电机系统有源逆变部分的解耦设计。简要论述了非线性解耦理论，建立了这种新型轴带发电机系统中三相电压源逆变器模型，并对其进行解耦设计，使其输出有功功率和无功功率达到解耦的目的。在本文第五章中，运用了Matlab／Simulink工具对所建立的模型进行了仿真验证。文章最后对所开发的这种新型轴带发电机与柴油机联合运行管理的船舶电力管理系统作了简要介绍。分别从船舶电力管理系统的功能、系统结构、主站PLC设计、系统中人机界面—触摸屏设计、系统的远程监控系统的设计等几个方面作了较为详细的阐述。作为新事物，基于SPWM逆变器的轴带发电机系统在实际船舶上还没有得到应用，它的实现还需要更进一步的研究和付出更多的努力。