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电力工程设计论文相关参考文献

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电力工程设计论文相关参考文献

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电力不仅是其它行业经济发展的基础,而且促进了我国经济的增长与国民生产总值的提高。下文是我为大家蒐集整理的关于的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析电力线路改造工程中的成本及进度管理

一、引言

电力是保障社会正常运转的重要能源,电力工程建设事关国计民生,尤其是基层电网的建设与管理更是与千家万户的生活需求息息相关,半点也容不得马虎。对于基层电力改造工程中的成本和进度管理进行研究具有很重要的现实意义。笔者作为基层电力服务有限公司的一名工作人员时刻把敦促基层电力线路优化改造工作当成己任,对这一课题也有很大的研究热情,下面就结合相关研究资料对这一课题展开论述。

二、基层电力线路改造工程现状

乡镇电力服务公司主要负责的是乡村电网建设和管理工作,乡镇地区供电情况也是笔者熟知的内容,所以下文写作主要围绕乡村的电网建设展开,乡镇的电网建设和管理工作与城市电网有所区别,暂时不涉及相关研究。根据笔者多年居于乡镇的工作经验和生活体验,将乡镇电力线路改造工程现状进行浅析。

***一***点多面广。

乡镇地区的行政规划多是以一个小镇为中心向四面八方辐射各个自然村,因而后期的电网建设也和这种布局类似,因而会形成很多的节点,而且各个自然村都有一定距离,总体来看,电网辐射的面积还是很大的[1]。

***二***线路设施陈旧布局不合理。

乡镇供电距离比较远,一般都是采用水泥电线杆来起到中继的作用,但是电线杆的质量不一,也有的使用时间长了产生破损,遇到大风、结冰等恶劣天气,电线杆发生故障甚至折断的事故也时有发生。而且有些早期设定的水泥电线杆本来就比新型的电线杆细很多而且时间长了耐久度下降,再加之当时布局不科学,中继距离过远遇到恶劣天气更是难以经受住考验。因为电线杆发生事故或者线路发生故障导致的触电伤害事件每年都有发生。

***三***执行环境差。

基础电网还有一个很显见的现实困扰,就是执行环境差的问题。因为乡镇住房规划没有城市那么整齐划一,农民在建房子的时候自由度较高,所以房子的高度,宽度,朝向很难统一。电力公司在供电时往往就是根据城镇居民或者乡村农民的实际需求,派遣电力工人进行线路连线,在这种复杂的环境里,线路发生故障是时常发生的事情,更别提充分发挥作用了。还有不得不提的是,乡镇地区的树木较多,而且没有城市树木那样有着精细管理,有时候遇到大风、雨雪天气,树枝结束通话电线、砸断电线杆或者因为雨水串联发生短路断电的特殊故障经常遇到。

***四***临时性用电较多。

农村地区农民的劳作很多都会用到电力,比如春天灌溉小麦,秋天谷物脱粒等等。这些用电行为往往带有很大的季节性属于临时用电,劳作的时候把点连线,劳作完成再把电力断开,属于临时用电。临时用电是难以监督的,全靠农民自己操控,安全性难以实地进行保障。

***五***资金投入不足。

随着农村产业结构的调整,承包大户、农庄等规模农业的推进,村庄向中心村集聚。近年来农用线路偷盗严重,失修和闲置线路较多,需要使用的大部分农用电力线路因投入不足,已不能满足当地农业生产发展和安全用电的需求,成为制约农村经济社会发展的主要瓶颈[2]。

三、基层电力线路改造成本及进度管理需要考虑的关键问题

***一***利益重新分配。农用电力线路是村级集体资产,无偿移交供电企业后,将面临大量的线路改造和重建。原有的农用线路通道需要大量调整,将涉及到个别农户的利益。接在原线路上使用者的计量方式和电价执行发生变化,由于点多面广涉及的使用者多,需要当地 *** 的大力支援和农户的配合。

***二***布局不合理。现有的农用电力线路是农电体制改革前遗留下来的资产,缺乏统一规划,建设标准低,装置形式不统一。普遍存在整体布局不合理,线路迂回供电,“卡脖子”、低电压和电能损耗严重等问题。

***三***计量点不合理。因产权归属等历史原因,长期以来农业用电计量点设定原则难于统一。目前大多数采用在农用线路汇流排或分支线的首端安装关口计量表形式,缴费主体以村委为主,表后线路上接有大量其他性质的用电户。因此,普遍存在电费回收困难、电价执行不规范等现象,而且农用线路上私拉乱接和挂钩用电现象严重,供用电环境较差。

***四***后续管理工作量大。农用电力线路由供电企业改造接收后,必将实现与公用线路一体化管理,基层供电所将面临资产增加翻倍,计量表计突增,因此造成抄表收费和执行维护人员短缺等实际困难。

四、基础电力线路改造工程中如何进行成本及进度管理

上文中我们提到,乡镇和农村地区地区的电网建设存在诸多问题,解决这些问题的法宝就是电力公司对基础电网进行优化进行改造,也就是把上文中哪些问题一一破解的过程。电力公司要想最大限度地节约资本和加快进度对上文中基础电力建设的现状以及暴露出的问题进行细致了解也是必要的前期准备工作。言归正传,基础电力服务公司应该如何在电力线路改造工程中进行成本及进度管理呢?

***一***政企联动营造良好建设氛围。

电力企业要想在农村顺利进行电力工程建设,并且最大限度节约成本的话必须要把同农民的沟通工作做好,只有真正让农民认识到改造线路是为了他们着想,才有利于得到广大用电客户的理解和支援,从而寻求他们的配合,加快进度,节约成本。电力企业可以先于 *** 达成共识,进行政企联动,营造良好建设氛围。因为乡 *** 或者村委会在基层管理中的威望是比较高的,电力服务公司在进行工程改建前期争取到乡 *** 或者村委会的支援,在借助它们进行与农民朋友的沟通工作,肯定会事半功倍。

***二***统一规划和装置标准。

前文中提到了,乡镇地区的行政规划多是以一个小镇为中心向四面八方辐射各个自然村,因而后期的电网建设也和这种布局类似,因而会形成很多的节点,而且各个自然村都有一定距离,总体来看,有着点多面广的特征。如果电力公司在新一轮的电网优化建设中依然沿用旧的规划旧的线路依然解决不了什么实际问题。要想最大限度地节约成本和加快进度,电力公司应该对旧的电力规划和电力器材进行仔细调查,对旧的规划旧的电力器材进行科学评估,可以利用的进行最优利用,发挥余热,不能利用的甚至对新规划有害的环节必须极力革除。另外,在新的电力规划中,电力公司的前期准备工作务必精益求精,一定要统一电力器材的标准。其意义在于统一的电力器材标准无论是在电力线路改造过程之中还是装置执行之后的管理中都能节约成本,提高效率。

***三***加强对电力改造工程的监督工作。

腐败问题是工程建设中最让人痛恨的问题,一项并不复杂的工程往往由于蛀虫的出现无端加大了资本支出,虽然成本支出多了却面临偷工减料,材料质量参差不齐,工程进度缓慢的尴尬局面。如果贪腐太严重影响了工人的工资发放,别说进度了,工程能否进行都是问题。所以,加强对电力改造工程的监督工作是十分必要的。

五、结语

电力工程是民生工程,基层电力改造工程更是百姓关注的现实话题。能否进行好基础电力改造工程是对基础电力公司工作人员的重要考量标准。希望本文的写作能够对基础电力改造工作有所帮助。

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电力工程设计毕业论文

随着科学技术的快速发展,作为一门新兴的技术,电气工程及其自动化已被广泛应用到各个行业。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化设计 毕业 论文,供大家参考。

摘要:当今世界的科学技术突飞猛进,信息技术也得到了跨越式发展;电力系统为了不落伍于时代,满足社会发展变革的需要,从未停止过发展的步伐,不仅逐渐提高了自动化程度,还将以节能设计为发展的方向。本章就电气自动化的节能设计技术进行深入的探讨,来促进节能技术在电气系统中的运用。

关键词:电气节能;自动化工程;设计应用

中图分类号:TE08文献标识码: A

引言

随着我国经济建设的飞速发展,全球能源危机的爆发,使能源节约成为现代社会、经济以及文明发展的重要课题。无论是供配电系统或用电设备,不同配件的选择,不一样的设计线路方式等,在能源的节约或浪费上都存在一定的差异,在这里,本文主要就电气节能设计的应用谈谈自己粗浅的认识。

一、电气自动化节能设计的重要性

在世界经济高速发展的今天,各领域的生产能力都发生了很大的变化,同时能源的问题也在不断的出现。我国在工业和农业的生产过程中对能源的利用情况并好,对环境缺乏保护的意识。而在总的能源损耗中,工业以及建筑业的占比相对较大,而且还不断成上升的趋势。

目前节能减排已经成为了可持续发展战略中至关重要的环节,今天人们对电气能源的需求在明显增加,电能在很多领域都出现了超出供应,限电以及节电的情况。可见,电气节能已经成为重中之重,国家也在不断出台政策来控制电气能源的浪费和损耗。

二、电气自动化节能设计的 方法

1、将电能在线路中传输的消耗降到最低

电能使用电缆作为传输工具,电缆作为一种电阻,在传输的过程中会有电能消耗掉,而电线中的电流却没有变化。要使得电线中电能在传输的过程中尽量的少损耗,就应该将改变电线的电阻,尽量使电线的电阻降到最低。导线的电阻与与导线的长度有关,线路越长线路的电阻就越大。那么如何来有效降低线路的电阻,将电能的消耗降到最低?可以采用以下几种 措施 :在电缆的选择上应该选择那些电阻率较小的材质的电缆;优化线路的布局,线路尽量采用最短线路,如能够直线布局最好;在有条件的情况下,供电源与用电源尽量缩到最短;尽量选用横截面较大的导线,导线的横截面与导线电阻成反比,采用较大横截面的导线,将能够有效的降低线路电阻,降低电能在传输中的损耗。

2、合理配置变压器

在电气节能技术的工程设计中,合理配置变压器可有效达到节能目的。对于变压器来说,负载损耗和空载损耗是其主要的有功损耗。在选择变压器时,须从多个方面综合考虑,如产品型号、产品负荷、变压器容量等。从型号上来看,主要以选择空载损耗或者是负载损耗较低的新型产品为主;从容量上来看,变压器的容量不能过大,条件允许的话,尽量选用单台容量低于1000kVA的变压器;从负荷率方面来看,合理的负荷率一般在75%-85%之间。若负荷率低于50%,空载的消耗比重载会增加,使整个系统的电能增加,若负荷率高于85%,会降低变压器使用寿命,也不利于电器的节能设计。

3、无功补偿

在配电设备中,无功功率所占有的容量相当大。这就导致了线路在传输电能过程中损耗变大,也将使电网中电压变低,影响用户的使用。无功率补偿所占容量过大,加大了电网的运行负担,使电力公司蒙受一定的经济损失。功率因数偏低,是无功功率对对用户的直观体现。如果功率因数小于0.9,则用户需要缴纳罚金,这将损害用户经济利益,与此同时,也不利于电力公司长远的经济利益。因此解决此问题需要科学合理选用无功补偿设备,至少是功率因素在1以上,才能维持电压网电压的稳定,保证用户稳定使用电能,实现企业的社会效益与经济效益双佳。

4、有源滤波器的应用

电气设备在正常运行的过程中,出现谐波是没有办法避免的,该谐波不但会降低电气设备的使用性,还会给电气设备的整体质量造成很大程度的损坏,从而导致非常严重的电气能源损耗和浪费。另外,由于谐波会经常的作用于电网上,还会引起电网电压不稳,这样就容易会出现失误操作,从而影响电气设备的健康运行。同时,谐波还会缩短电动机的使用寿命,还会打扰 其它 设备的工作等等。然而,有源滤波器的运行速度很快,可以彻底的滤波,当然价格也要比无源滤波器要高,可是它在工作的过程中不会产生任何副作用,因此,应用有源滤波器可以更加有效的对谐波进行过滤,减少谐波的出现,降低失误率,进一步提高供电的可靠性,还可以保证电气设备的正常运行,对电气设备起到了更好的保护。

5、照明节能灯的选择

在电气节能设计中,“照明”是必不可少的环节,因此照明节能灯的选择,就显得尤为重要。在选择照明灯的时候,我们要根据照明场所的特点、照明空间的大小、照明灯的控制方式等多方面综合考虑,在保证照明充足的前提下,多选用新型的节能灯、太阳能灯、高效荧光灯以及气体放电灯等这一类高效的光源。如普通室内的照明,应避免使用白炽灯,可采用小功率的LED光源灯;阳光充足的南方地区,可以选用太阳能灯作为街道或工业企业厂区的路灯等。从照明灯的控制方法上说,室内的照明灯应注意尽量做到一灯一开关、多灯多开关,避免多灯、多路共用一个开关,使用过程中造成能源的浪费;多层建筑楼梯间、除电梯间的公共区域等尽量采用声控自熄灯,以有效节约能源。

6、电动机的选择

工业用电过程中的节能措施,除上面提到的三种外,另一个关键措施就是电动机的选择。工业用电负荷中,电动机负荷占很大比例,因此当电动机的功率因数和效率提高时,就可以将工业用电的功率损耗降低。在选择电动机时,应该选择高效率的电动机,以提高电动机的功率和效率,减少电动机的电能的损耗,如采用Y、YZ、YZR等高效率的电动机。但需要考虑的是,新型的高效率的电动机,其价格也相对昂贵,高于普通电机很多,因此,在选择电动机前,除考虑电动机的功率与效率,也要同时考虑经济效益。电动机的经济效益可以通过最大使用年限来衡量。即任何电动机都是有使用寿命的,在到达使用寿命时就需要回收,而高效率的新型电动机由于其较普通电机效率高,电能损耗少,使用寿命就长,回收年限就较高,而这部分“回收年限”可以用“新型电动机价格高于普通电机的价格”除以“使用新型电机降低损耗所减少的费用”来计算,当“回收年限”在可接受的范围之内时,即可采用新型电机。经过很多专业人士多年的实验数据得知,一般当负载率高于0.6、电动机年持续运行时间超过3000小时以及电机单机容量较大时,选用新型电动机可以满足经济要求。

三、电气自动化的节能的设计应用

1、优化配电设计

电力系统服务的目标是为电气系统的工程设备提供充足的动力。因此,必须充分考虑电力系统的适用性,以符合配电设计的标准。关于电力系统的适用性,首先应当达到用电设备负荷容量与可靠性的要求,严格控制电气设备的质量,在进行配电时,不但要保障用电设备的基本要求,还应当确保电力系统的灵活性、可靠性,保证其稳定、高效地运作。其次是要保障电力系统的安全性,要选择绝缘性能较好的导线,在布线的过程中要注意导线之间的绝缘应保持适度距离。再次是要保障导线的热稳定、动态稳定以及负荷能力,在电力系统运作时,要保证配电与用电设备的安全性。最后是选择良好的接地和防雷设施。

2、提高电气系统的运作效率

电力系统首先要做的就是对节能设备进行选择,选择一个好的节能设备可以为其本身的节能提供条件,并且还能够采用无功补偿、降低电路损耗,以及均衡负荷的方式来保障电力系统的在运作时的节能效果,比如,在进行配电设计的过程中,可以采用合理选择设计系数与合理调整负荷来实现。通过采用上述办法,在电力系统的安装与运作过程中,能够有效地提高设备的运作效率和电源的利用率,如此一来就能够最大限度地降低电能的损耗。

结束语

进入新世纪以来,节能经济己在我国广泛普及,我国的节能经济战略已全面推广,并为企业节能经济的开展制定了更优惠的政策,我国政府对节能经济的研发提供了积极的扶持。我国正不断地提高企业在节能领域的自主创新能力,使得各种先进的节能技术不断被研发出来。因此,我国电力自动化企业应当抓住机遇,迎接挑战,强化节能意识,积极研发电气自动化技术与产品,推动我国节能经济的快速发展。

参考文献

[1]伍廷熙.谈电气节能在工程设计中的应用[J].城市建设,2010年.

[2]张欣.建筑电气设计中的节能措施[J].工程建设与设计,2011年.

摘要:随着我国社会经济发展脚步的不断加快,社会各领域对建筑电气工程自动化设计的要求也必然会越来越高,对建筑电气工程自动化设计质量进行严格控制,最大限度发挥其优势也成为了相关部门所面临的一项重大课题。鉴于此,文中笔者根据多年工作 经验 对建筑电气工程自动化设计存在的问题及自动化技术的完善策略进行简要阐述。

关键词:建筑电气;电气工程;自动化;设计;

中图分类号:F407文献标识码: A

在科学技术不断进步的时代,社会各领域逐渐实现了自动化和智能化,建筑电气工程也不例外。随着人们生活水平的不断提高,对电气工程自动化设计质量也有了较高的要求,为了充分满足人们的诸多要求,在分析目前建筑电气工程自动化设计中存在问题的基础上,对电气工程自动化设计进行不断完善具有重要意义。

一、电气工程及其自动化的发展史

按照使用的电子电力器件不同,电气工程及其自动化的发展主要经历了四个阶段,第一阶段所使用的电子电力器件为晶闸管,由于其自身具有硅整流器件的特征,能够在高电压、大电流的条件下工作,因此,对其应用一直延续至今。第二阶段所使用的电子电力器件为全控制式器件,这种器件不仅能够通过信号控制其导通,而且还能够控制其关断,又被称之为自关断器件。第三阶段所使用的电子电力器件为复合型电力电子器件IGBI和MGT,最后,第四代电力电子器件是功率集成电路PIC。经历这四个阶段的电气工程自动化已经逐步趋于完善,被广泛应用到社会各个领域的发展中。

二、目前建筑电气工程自动化设计中存在的问题

随着社会发展对建筑电气工程自动化要求的不断提高,传统建筑电气工程设计中存在的问题也越来越多,不仅不能有效满足人们的根本需求,而且还在很大程度上制约了建筑电气工程的可持续发展,这些问题主要体现在以下几个方面:

1.设计的深度不够

就我国目前建筑电气工程使用的情况来看,经常会出现各种各样的问题,对整个项目的使用功能造成了很多不必要的影响。究其原因,主要是因为设计人员在对工程进行具体设计的时候,忽略了设计内容的可实施性,从而导致整体设计缺乏一定的深度,造成在某些施工安装的环节中存在很大不必要的麻烦,甚至还会出现一些设计上的缺陷问题,导致安装的可操作性大大降低。由此可见,如果设计人员在对工程进行设计的时候,没有按照必要的深度去对工程的各个环节进行计算和标注,那么势必会导致设计内容缺乏科学性和合理性,从而影响到工程的整体质量。

2.设计的标准不够规范

设计的标准不够规范也是目前建筑电气工程自动化设计中存在的一个重要问题,而由于此项问题引起的后果也是不容忽视的。比如说,在对一栋大楼进行设计的时候,设计人员如果没有严格按照设计的标准来进行规范和设计,那么就很有可能将一些重要的设计环节遗漏,在工程投入使用之后,必然也就无法满足人们的日常需求。由此可见,设计标准对于一项工程的整体设计具有不可或缺的作用,如果不能达到设计标准,那么势必会造成较多的安全隐患。

3.设计配合不科学

在目前建筑电气工程设计中,涉及了多个专业的工程设计和安装环节,如果想要从根本上确保工程的顺利施工,那么就必须对各个专业和安装环节进行合理协调,确保彼此之间达到有效配合。但就我国目前建筑电气工程自动化设计的现状来看,很多环节的施工图都没有完善,或多或少都会忽略到一些东西,正是由于这些问题的存在,不仅会给施工人员的施工作业带来麻烦,而且还会给监理人员的工作带来阻碍,甚至还会引起意外事故。

三、建筑电气工程自动化设计的策略分析

就我国目前社会发展对建筑电气工程自动化设计的要求来看,不仅要满足家电用电、照明、安全用电等需求,而且还要保证工程设计的实用性、美观性和便捷性,结合以上几种需求,工作人员在对建筑电气工程进行自动化设计的时候,可以从以下几个方面进行考虑:

1.强电系统网络设计

强电系统主要指的是交流电电压在24V以上的电力系统,比如说电灯、插座等。在建筑电力工程自动化设计中,强电系统的网络设计内容主要包括照明线路、用电弦线路以及消防系统中的控制线路等。由于强电系中涉及到的电压最高,对线路的设计要求也有所增加,相关的制约机制和合计更加复杂,对于难度和精度的要求也越来越严格。因此,为了能够确保强电系统的网络设计达到工程的需求,设计人员在对其进行设计的时候,要将所有的设计内容一次性纳入到设计当中,反复检查,必须确保没有遗漏的项目之后,才能够将工程设计交予施工人员。

2.弱电系统网络设计

一般来说,建筑中的弱点主要可以分为两种类型,一种是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能,有交流和直流之分,交流36V以下,直流24V以下,另一类是载有语音、图像以及数据等信息的信息源,比如说电话、电视以及计算机的信息等。而建筑电气工程自动化设计中所涉及到的弱电系统,通常指的是后者。然而,随着计算机技术的飞速发展,在原有弱电系统的基础上,又加入了计算机终端系统线路、网络终端系统线路以及电化 教育 系统线路的设计等。由于这类系统的网络设计涉及到要对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路,因此,设计人员在对其进行设计的时候,必须要首先将防雷接地装置线路和屏蔽保护接地线路进行事先考虑和安排。

3.电气工程设计中的对策分析

为了确保建筑电气工程自动化设计的顺利实施,在对工程进行设计的时候,设计人员首先要严格按照工程的设计标准来进行工程设计,对于工程中涉及到的设备型号和参数,都要有明确的标准。其次,在对设计图进行审查的时候,一定要认真对待,仔细的核对图纸中的任何一个环节和数据,一旦发现问题,应及时予以改正,只有这样,才能够有效避免由于设计不科学而引起的质量问题,确保设计达到相关标准,使施工顺利展开。

4.建筑中电气工程及其自动化技术的完善

建筑中必须有一套自动化系统框架。这是为了保证建筑的正常运行的同时能够适应多种 外接设备 和用电系统,在建立自动化系统的同时要使其具备能够处理功能,发现问题的能力,这就需要在设计中加入适当的管理模块。并且根据需要,将设备的使用功能加载到管理模块中。

每个建筑都要有一套的自动化框架系统,它要作为后续建设的基本依据,并且在发生功能改变的同事能够发挥系统的指导性作用,在数据管理、监控、设备养护等方面发挥自身的作用。在自动化设备的选择上要符合建筑的使用功能,因为电气自动化技术的基础就是通过自动化设备来提高和完善整个建筑功能的,并且通过合理的自动化技术使设备的运行环境更加的高效。在很多情况下。电气自动化被分为三种,首先是开关的自动化转变,这是对设备实现自动化的基础,自由在设备的开关问题上进行升级,才能体现自动化的有效性。

其次是对设备中信号、监控、网络传输的自动化转变,这通常是使用信号转换器和收集器进行完成的,一般情况下通过对信息的传送和收集能够体现出建筑用电环境的状态,对危险源能够进行及时的消除和预防。第三种是针对设备的运行环境进行控制,这种控制主要来自于环境监控的主要形式,可以通过监测过程对设备的温度、电压、功率等进行控制,并且建立最低容纳性,使外部的环境性能能够被正确的判断出来,当外部链接性较大时,控制中心就会通过数据变化所发出相关的动作指令。

结束语

总之,在未来的时间里,设计人员必须根据工程的实际需求,采取科学合理的设计方法,确保工程质量,从而促进我国建筑行业的可持续发展。

参考文献:

[1]赵光根.刘玉兰.建筑中电气工程及其自动化技术的完善策略分析[J].商场现代化,2013(11).

[2]王喜玲,邱训和.浅谈建筑电气工程施工质量控制及安全管理[A].土木建筑学术文库(第11卷)[C].2009年

[3]赵文选.建筑电气工程主要节能技术分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C].2010年

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人类社会文明的进步,急迫需要社会工业化程度的加速。社会工业化发展的动力和加速度只能依赖电气工程自动化技术的迅速发展和进步。下面是我为大家整理的电气工程及其自动化论文,供大家参考。

摘 要:电气工程及其自动化专业是多学科相互交融的专业。电气工程(Electrical Engineering简称 EE) 是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。

关键词:电气工程及其自动化 专业 简介 发展

正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。

一、专业内容介绍

电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。

培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。

主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。

主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。

电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。

二、专业发展前景

电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地解除未来发展的挑战。

三、专业应用与就业方向

电气工程及其自动化的几个方向:

电力系统、电气技术、应用电子技术、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制

1.电力系统方向

电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。

就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。

2.电气技术方向

电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。

就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

3.电机与电气方向

电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。

就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

4.应用电子技术方向

应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。

就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。

四、结束语

总之,随着我国经济的飞速发展,计算机科学与技术也在不断进步,通过计算机软硬件控制,实现电气化已成为现实。计算机模拟操作,更为现实电力系统运行状况提供了方便快捷的监视和判断功能。PC和 网络技术 已经在工商管理中得到普及。在电气自动化领域,基于PC的人机界面普遍被采用,并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户青睐。选择了电气工程及其自动化专业,就应该立志成为一位优秀的电气工程人才,让我国的电力工业不落后于国际先进水平,推动社会主义现代工业化进程。

摘 要:自动化技术在电气工程实践工作中的科学应用意义重大,能够为电力系统的安全、稳定运行提供坚实的保障基础,能够提高电网系统供电的稳定性,保证电网系统的供电质量,减少停电、断电等对社会生产、居民生活的影响。因此,作为新时期背景下的电气施工人员,在电气工程的过程中,应致力于自身专业技术水平的提升,且始终坚持实事求是的原则,结合工程实际,合理应用现代化的自动化技术,从而有效控制、监督、调节和管理整个电力系统的实际运行状态,确保电网运行的安全性,同时推动自动化技术在电力工程的广泛和深度应用,更好地发挥其积极作用,减少设备故障问题的发生,降低安全施工的发生概率,保证电网设备及电力工作人员的生命财产安全。

关键词:电气工程;自动化技术;应用;分析

自动化技术的科学应用,大大促进了电气工程的发展,因此加强电气工程中自动化技术的应用分析具有重要的现实意义。因而作为新时期背景下的电气施工人员,必须在电气工程中加强自动化技术的应用,着力提高电气工程的自动化水平,以此确保电气工程质量的有效提升。基于此,笔者结合自身工作实践,作出以下几点探究性的分析。

1 自动化技术在现代电气工程中的主要应用形式分析

1.1 电力调度自动化技术在电气工程中的应用分析

从应用角度上讲,在电力系统工程中,保证整个电网系统供、发电的安全性、经济性、优质性的基础前提实现整个电网调度的自动化。此外,电网调度自动化对电气工程的生产自动化、现代化管理也起着重要的支持作用。而目前,电力调度自动化技术在电气工程中的实践应用主要有调度主站系统、运动装置系统。根据该配置结构,电力调度自动化技术的在电气工程中的应用能够实现以下功能。

1.1.1 稳定、持续地监控电网系统的正常运行状态与相关动作

电力调度员在对电网的实际运行状态(比如周波指标、潮流指标、负荷指标、电压指标等)进行监控管理的同时,也可以让各电力设备在电力系统运行状态下的具体运行情况和相关工作指标(包括用电指标、用水指标等)全部得到完善、可靠的反映。而电力调度自动化技术的应用,不但可以保证上述的各项监控指标的取值满足规范要求,还可以保证电气工程的终端用户在电能、汽能及水等方面资源的需求得到满足。

1.1.2 保证电网系统开展调度工作的经济性、可靠性

电力调度自动化技术在电气工程的应用,可以在实现对电网运行系统的安全监督控制前提下,有效控制并合理降低电网运行过程中各种各样的能源损耗问题,同时满足现代化电气工程运行过程中的多发电、多供电等要求,确保电网调度运行的经济性和可靠性。

1.1.3 科学分析并有效处理电网运行状态下所发生的安全事故

实践表明,在电网运行过程中发生的运行事故或异常性运行问题,其发生的原因都十分复杂,而且大多数的运行安全事故的表现状态都是顺发行,因此,如果在实践过程中,不能科学判断并恰当处理这类电网运行事故,则会严重威胁到电力运行系统覆盖范围内的运行操作人员的生命安全与用电设备的安全。那么,从这个角度上讲,实现电力工程工作与电力调度自动化化技术的有效结合,为科学分析电网系统在不同运行状态下的运行安全性提供有利的保障,同时,还能提供对应的有效事故处理方式和电网监控策略,从而最大化地避免发生电网运行安全事故,对实现整个电网的安全运行具有重要的作用。

1.2 电气工程中发电厂自动化技术的运用分析

从目前的技术条件支持来讲,发电自动化技术的主要构成包括有动力机械自动控制、自动电压控制系统、自动发电量控制系统三方面。尤其在我国,根据发电厂的不同运行方式,一般都把国内现阶段的发电厂划分为以下两种类型:火电厂自动系统以及水电厂自动系统。但应重点注意的是,不管该发电方式是以水电为主,还是以火电为主,或者属于其他类型的发电方式,其在发电厂的自动化系统和技术运用时,都表现出不少的相似之处。具体可以分为两个方面:

1.2.1 电气工程中关于水电厂自动化技术的应用分析

在目前的技术条件下,为确保整个电气工程应用质量的稳定、可靠、充分发挥,往往要求水电厂自动化技术在实际应用时必须具备含有水轮发电机组系统、水轮机装置、调速器装置等在内的模块。鉴于自动化系统不同运行模式之间的差异性,水电厂自动化系统主要分为梯级综合自动化模式、单机模式、全长自动化模式、公用设备模式等类型。从实际应用方向讲,在电气工程中结合应用水电厂自动化系统及其对应技术的方式,能够显著提升水电厂在正常应用状态下的合法经济性,增加水电厂的经济效益,并为供电质量提供了坚实的保障作用。

1.2.2 电气工程中关于火电厂自动化技术的应用分析

火电厂自动化技术在电气工程的应用同样具有明显的综合性特征。火电厂自动化技术的主要构成包括有机炉主控系统、发电机自动控制系统、汽轮机控制系统、锅炉控制系统等方面,通过计算机的实时监视和有效数据的全面共享方式,科学保障了电气工程应用的可靠性。而从实际应用角度看,火电厂自动化技术不仅具有信息与数据综合处理功能,而且还具有自动保护运行设备功能、自动检测运行状态功能、综合管理功能、运行控制功能等。

2 电气工程中自动化技术的发展方向分析

2.1 管控一体化技术的应用

从理论角度上讲,电气工程中的管控一体化技术是指重点针对电气工程的不同通讯环节,通过自动化技术的科学应用,充分发挥相关信息数据的整合性、集成性优势。而集成控制系统在和信息管理系统进行彼此融合的过程中,能够用一种集成的综合方式把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络完整表现出来。

2.2 状态检修技术的应用

从应用视角上讲,电力工程中的状态检修技术可以定位为:通过设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,重点发挥其在故障诊断、状态监视方向的综合功能,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。

3 结束语

综上所述,随着科学技术的进步发展,我国在自动化技术方面也取得了较好的成绩,尤其在电气工程中,自动化技术的应用日益广泛。基于此,本文的主要研究对象为电气工程,主要分析了电气工程中的电力调度自动化技术、发电厂自动化技术的应用,并提出了自动化技术在电气工程中应用发展方向,旨在加强与同行的沟通交流,提高电气工程中自动化技术的应用水平,促进我国电气事业的快速发展。

参考文献

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参考文献:

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电力机车新型智能真空主断路器的研制

[摘要]针对现有电力机车主断路器的不足,研制一种新型电力机车真空主断路器,以“1+1”方式安装,在某主断路器发生故障时,司机可通过开关切换到另一台主断路器,保证机车不因为主断路器故障而发生机破。

[关键词]“1+1” 电力机车 智能 真空主断路器

主断路器是用来接通和分断电力机车的高压电路,是机车的电源总开关,同时,当机车发生故障时它又可迅速切断机车总电源以保护其他设备,是机车最主要的保护装置,所以主断路器具有控制和保护的双重功能,其可靠性直接影响机车的安全运行。

目前,电力机车安装的主断路器分空气断路器和真空断路器。由于空气断路器结构复杂、故障率高而不被新型机车采用,但普通真空断路器也存在绝缘强度薄弱等不足,

因此我们于2008年9月立项研制一种电力机车新型真空主断路器,以“1+1”安装方式,即两台主断路器安装在同一底座上,控制装置也相互独立。实现一台机车上有两台主断路器交替工作,避免因单台主断路器发生故障而引起的机破,保证机车安全运行。

1设计思路

1.1 两台主断路器、两套装置

目前,电力机车上主断路器只有一台,无论是空气断路器还是真空断路器,在运行中一旦主断路器发生故障,则机车只能停止运行等待救援。因此我们设计增加一台主断路器,当一台主断路器发生故障时可以有另一台替代使用,确保机车正常运行。同时为了不过多地改变机车原有的构造和尺寸,我们设计将两台主断路器放置在同一台底座固定板上,以便于安装。

1.2 采用真空灭弧

为提高主断路器的使用寿命和减小主断路器的体积,我们取消原空气断路器的隔离开关,并把灭弧室改用真空灭弧室。真空灭弧的电性能和机械性能高,绝缘强度比大气的绝缘强度要高得多,同时由于采用真空灭弧,所需的间隙很小,可以实现提高使用寿命和减小体积的设想。

1.3 采用永磁机构

为保证主断路器分合闸动作的可靠性,我们将传统的

电空机械装置改成永磁机构,使整个操动机构结构简单可靠、工作寿命长、操作功率小、作用特性与断路器的反力特性很好匹配,且能做到合闸速度较小而分闸速度较高的理想结构。

2结构和原理

“1+1”电力机车智能真空断路器以底座为界,分为高压和低压两部分。高压部分位于机车顶部,由引出线和断路器主体组成。低压部分由永磁机构和智能控制装置组成。永磁机构的运动部件只有一个,具有合闸、分闸两种状态。永磁机构的拉杆带动真空灭弧室作直线运动。

图3新型智能真空主断路器结构示意图

灭弧室单元由长寿命真空灭弧室和复合绝缘材料组成,通过固体绝缘密封技术和连接件组成一体,永磁机构通过连接螺杆直接安装在开关体上,通过控制得电动作,控制连接螺杆上推和下拉。合闸时,连接螺杆上推,压动开关体内绝缘拉杆,带动触头弹簧和传动件,使真空灭弧室动触头闭合,并以恒定压力压紧,使动静触头紧密接触;分闸时,连接螺杆下拉,同样通过开关体内绝缘拉杆和传动件拉开灭弧室动触头,使开关打开。在开关动作的同时,安装在永磁机构上的联锁拨杆同时上下移动,带动直线凸轮,使联锁开关打开或闭合。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ―磁力线分布图;

①―静铁芯;②―动铁芯;③―合闸线圈;④―永久磁铁;⑤―分闸线圈;⑥―导向轴。

永磁机构处于合闸位置,永久磁铁产生的磁力线如图中Ⅰ。这时,下部磁路磁阻远大于上部磁路,动铁芯②保持在合闸位置。分闸时,分闸线圈⑤通电,分闸线圈中的电流产生磁场,其磁力线方向如图中磁力线Ⅱ。分闸线圈在上部工作气隙产生的磁场方向与永久磁铁所产生的磁场方向相反。当分闸线圈中的电流达到某一值时,机构上端的磁力线被抵消殆尽,动铁芯开始在触头簧(或分闸簧)及少量电磁力的作用下向下运动。随着底部气隙的减小,气隙磁阻也逐渐减小,当下部气隙的磁感应强度远远大于上部气隙的磁感应强度时,动铁芯向下将呈加速运动。当动铁芯运动至行程一半后,线圈电流和永久磁铁产生的合成磁场,其方向是向下的,于是,又进一步加速了动铁芯的运动,直到断路器分闸到位。断路器分闸到位后,连锁装置将信号返回控制器,自动切断分闸线圈⑤中的电流,动铁芯保持在分闸位置上。

3各部件的设计

3.1 灭弧室的设计

普通真空灭弧室还不能直接应用到电力机车上。因为普通灭弧室的寿命为1万次,而电力机车上断路器分合动作频繁,1万次的寿命使用期限也就一年左右,所以我们采用双断口串联,可提高分断高电压的能力;触头间距为小开距,可极大地提高灭弧室的寿命。为了保证断口同步断开,设计采用特殊的传动机构,使不同步度小于1ms,小于2ms的安全值。另外,我们还采用特殊结构的波纹管,以配合小开距,使灭弧室的寿命>30万次。大量的动态分析试验证明,本文所述的真空断路器的机械寿命达到20万次以上。

我们设计分断最大短路电流为10kA,但灭弧能力为20kA,实际裕度为l倍之多。灭弧室中,动静触头材料选择铬铜合金,截断电流为5A以下,可有效防止操作过电压的发生。

3.2 操作机构及传动的设计

在各种条件下都应可靠地分、合闸,是主断路器对操动机构的基本要求之一。目前广泛使用的操动机构有电磁、弹簧、气动、液压电动,但其机械故障率占主断路器总故障的70%左右。为此,我们采用无磨耗件精密型永磁机构,不但保证了主断路器长期动作的可靠性,而且满足主断路器分、合闸及灭弧特性要求。灭弧室需要的闭合力为1000~1200kN,永磁机构闭合力设计为3300kN,足以确保机构的正常动作,传动中的触头弹簧寿命>500万次,机构动作安全可靠。

我们采用钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁体,因为它有高的剩余磁感应强度,Br可以达到1.4T(退磁曲线上磁场强度H为零时,相应的磁感应强度,也成为剩磁)以及高的矫顽力,使永磁体很不容易退磁。永磁机构的压力和触头压力相比,留了100%的裕量,以保证足够的安全性。

永磁机构通过电磁机构和永磁铁的特殊结合实现传统机构的功能,电磁线圈和磁路为静止机构,只要设计合理,没有外力破坏,一般它不会损坏。大量试验证明,只要选材合理,精心设计,永磁机构本身机械寿命可以达到100万次以上。

永久磁铁与分、合闸线圈相配合,较好地解决了合闸时需要大功率能量的问题,因为永久磁铁可以提供磁场能量,作为合闸之用。永磁机构工作时,只需瞬时供电,一般小于60ms,在分、合闸状态时,线圈没有电流通过,保持力由永磁铁提供,不再消耗能量。这就使我们可以减小合闸线圈的尺寸和工作电流。因此,永磁操动机构可以做到真正意义上的免维修、少维护、长寿命。

3.3 绝缘设计

高压开关的绝缘设计至关重要。由于车顶空间的限制,绝缘距离不能很大。电瓷绝缘材料绝缘优良、价格便宜,但联接须采用金属连接件,体大物重,不耐碰撞,内外温差大时容易开裂。根据电力机车上的使用环境条件,我们选用粘接力强,机械强度高,有较高的耐寒、耐热、耐化学稳定性的APG工艺复合绝缘材料,双断口上进上出,在空气湿度100%饱和情况下,空气间绝缘距离>400mm,电压等级27.5kV,外爬距1.2m、内爬距0.9m,对地耐压80kV/lmin,断口间耐压85kV/lmin。APG工艺复合绝缘材料与水不亲和,可防止因雨水绝缘放电,从而有效地防止瓷瓶放电事故的发生。

3.4 智能控制器及联锁设计

永磁操动机构必须在控制器的驱动下才能实现开关的分合操作,因此,控制器的性能优劣对断路器的性能有很大的影响,要保证断路器的可靠工作,就必须要有一个可靠的控制器。

3.4.1 系统组成的原理

智能控制器主要由5部分组成:电源模块、输入模块、输出模块、CPLD智能控制模块、驱动模块。我们采用复杂可编程逻辑器件CPLD作为智能控制部件,借助于计算机,在EDA工具软件quartus II平台上,以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述手段,自动完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合、以及逻辑优化和仿真测试,直至实现规定的电子线路系统功能。这种纯硬件的实现方式在工作可靠性方面有很大的优势,这是因为硬件电路不管受到什么干扰,其电路结构不会发生变化。采用EDA技术的全硬件实现方式,由于非法状态的可预测性以及进入非法状态的可判断性,从而确保了从非法状态恢复到正常状态的各种措施的可行性。

3.4.2可靠性设计

3.4.2.1电磁兼容性设计

永磁操动机构在运行中由于开关大电流而产生很大的电磁干扰,永久磁铁和线圈均会产生很大的磁场干扰,另外,开通和关断过程中,电容充放电亦会产生幅值很大的脉冲电压和脉冲电流,会通过电源通道耦合到控制器自身,所以抗干扰问题对于控制器来说非常重要。我们在设计中采取的措施主要有:①电源输入加有性能优良的电源滤波器,可以防止通过电源线的传导干扰;②专用芯片通过光电电路完全与外部I/O部分隔离,以保证专用芯片安全运行;③模拟电路滤波和专用芯片数字滤波同时使用,确保不会发生误动的情况;④电路板精心设计,精心布线,避免线路之间的串扰。

3.4.2.2电力电子电路的可靠性设计

电力电子电路是控制器的另一个关键部件,它的负载是一个大的电感,在开通和关断过程中会产生很大的动态dv/dt,加之工作电流很大,使器件有可能同时受到大电流、高电压和寄生电容中的位移电流的作用,所以确保这部分电路稳定可靠的工作亦很关键。

①在设计中使用抗冲击能力强、dv/dt性能好的IR公司生产的IGBT和IGBT控制芯片;

②精心设计电路参数,反复测试,保证输出波形好;

③精心设计和调试吸收电路,保证驱动电路稳定工作;

④过流保护电路,确保电力电子电路的安全运行;

⑤为防止长时间通电,采用的控制算法是:正常时采用最短时间与开关位置信号控制,在位置信号失效时采用最长时间控制。

3.4.2.3智能自诊断、自检测设计

控制器采用全硬件状态机作为整个系统的工作调度,这就使其可以充分发挥全硬件电路容错技术的优势,在运行中可以对各种状态进行跟踪,可以监视各种非法状态,由非法状态转入正常状态只需要几个微秒,因而不会因进入非法状态而对系统造成影响,确保在运行中不会出现死机现象,即确保控制器永远保持在运行状态。

3.4.2.4零位断合

利用电子操控计算机的多余功能和精密性永磁结构优势,设计零电流打开和零电压闭合的智能控制技术,即适时采样,计算发令,自适应修正等,使断合点在零位正负2ms以内。经模拟试验表明,该项技术达到了预期效果,较好地抑制了过电压的产生。

3.4.2.5传动关节点的固体润滑技术

为了使断路器实现其真正意义上的少维护、不检修,甚至不维护,断路器的几个转动关节,采用了二硫化铝加石墨的固体润滑技术,寿命试验的结果基本达到了预期的目标。

4主要技术指标

工作电压:AC25kV;最大工作电压:AC30kV;

工作电流:ACl000A;最大工作电流:AC1250A;

工作频率:50Hz;

额定短路开断电流:ACl0kA;

额定峰恒耐受电流:AC31.5kA;

最大开断电流:AC20kA;

控制器工作电压:DC110V;

开关动作反应时间:≤20ms;

开关动作时间:≤50ms;

开关动作控制器永磁机构通电时间:≤25ms。

5执行标准

TB/T1333.4-2005/IEC6007-4-2003(机车车辆电气设备、第四部分,电工器件交流断路器规则)

TB/T2055-1999(机车真空断路器技术条件)

TB/T3021-2001(铁道机车车辆电子装置)

GB/T17626.5-2008(电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验)

6主要技术特点

①采用先进的复合绝缘材料,具有抗老化、防紫外线、高强度及优良的电气绝缘性能;

②断路器主体采用先进的APGP注射成型工艺加工技术;

③专门研制的长寿命的真空灭弧室;

④国家专利技术的永磁操动机构;

⑤开关内部结构简洁、稳定性好;

⑥可靠性高;

⑦与机车原有主断路器有互换性。

7结束语

“1+1”电力机车智能真空主断路器于2009年5月19日在福州机务段的SS3B4045机车上安装试用,运用至今仅出现过一次真空断路器控制预备中间继电器联锁线断,导致继电器不得电,机车无压无流。但正因为这种断路器有两台断路器,运行中司机通过切换,启用另一台断路器,照常运行,回段处理,不造成机破。这也正体现了这种断路器的优越性。

浅析电力机车空转原因及处理

[摘 要]本文通过对电力机车空转故障分类、故障原因、故障判断检测以及故障处理方法进行分析,为保证机车运行安全,确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行提供一定的理论依据。

[关键词]电力机车 空转故障 处理方法

中图分类号:U269 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0330-01

铁路在我国的国民经济和社会发展中起着大动脉的作用,同时对国家经济持续增长和社会安全所起的作用也是其他运输方式所无法替代的。随着机车运行速度的提高和牵引定数的增加,机车出现空转故障的几率越来越大,对机车安全运行的影响也越来越明显,因此,完善机车控制系统和提高乘务员操作水平,防止机车空转故障的发生,是保证机车运行安全,确保铁路提速和重载牵引能够顺利进行的关键所在。

1.电力机车空转现象及防空转系统

1.1 空转故障分类

轮对产生的轮周牵引力大于轮轨间的黏着力时车轮就会发生空转。根据机车实际运用中空转故障发生的情况,机车空转故障分两类:一是非正常空转,即大空转或真空转,恶化后会导致轮轨擦伤:二是正常空转,即假空转,及时采取人工补砂的措施会有明显的效果。

1.2 防空转系统

电力机车电子柜或微机柜均设置了微机防空转系统,该系统是以提高黏着利用率及防止大空转为主,允许一定程度的微小空转。当轮对空转趋势达到一定程度,就将相应的电机电流高速大幅度削减,可使空转很快得到抑制,然后再以一定规律恢复牵引电流。

2.电力机车空转故障的原因分析

2.1 正常空转的原因

(1)机车转向架到司机室端子排的光电传感器接线断路或绝缘破损,引起速度信号异常,导致假空转。

(2)光电传感器故障引起假空转。电力机车上目前使用的光电传感器大部分是TQG15B型传感器,当传感器芯片烧损或绝缘破损、传感器引出线绝缘破损,线路断路、短路或接触不良等,瞬间无速度信号输出或速度信号受干扰,都会引起假空转。

(3)光电传感器接线盒进水,引起线路接地或短路将导致假空转。

(4)电子插件故障。防空转系统电子元件超出使用寿命期限,造成插件程序故障。

2.2 非正常空转的原因

(1)电力机车轮缘喷油装置喷油量太大、线路道岔油润过多等也会引起机车真空转,伴随空转灯亮、撒砂、减载等。这种情况下,机车检修部门应适当调节轮缘喷脂装置的喷油量或改为干式轮缘润滑装置,防止真空转。

(2)司机操作不当。电力机车在运行中,司机操作不当,手柄指令过高,容易发生真空转。因此,机车在雨天或坡道上起车或行驶时,指令不应一次给得太高,当速度起来后再继续追加电流。当发生真空转或滑行时,司机应适当降低手柄级位,待速度起来后再追加电流,抑制真空转发生。

3.电力机车空转故障判断及检测方法

3.1 一般故障的显示

机车在运行中遇到启车加速、持续大坡道大电流运行、过岔区、曲线运行、轨面有油、冰、雨、雪天气经常会发生空转、滑行或电流电压波动等现象,机车乘务员可采取人工补砂的措施。发生大空转时,空转灯亮、自动撒砂、电流电压波动频繁,而且电流电压波动弧度大。发生小空转时有时空转灯不亮、不下砂,只是电流电压在小范围内波动。这种情况下,机车乘务员只需切除电子柜上方或微机防空转上的“空转保护”开关即可或将电子柜倒B组维持运行即可让防空转系统正常保护动作。

3.2 机车进行库内检测

机车在运行中发生空转故障回段报修时,可利用光电传感器动态检测仪。光电传感器动态检测仪简单来说是一个在机车静止的状态下,能给光电传感器提供均匀的速度信号,并且能实时观察速度及频率大小、变化情况,速度信号输出波形的检测设备。利用该设备,可以在库内对机车光电传感器及相关线路进行检测,可以较准确地判断出造成空转故障的故障点,并在库内做相应的处理,大大提高了处理空转故障的效率,同时减少了机车试运行,减少了检修或技术人员跟车处理的次数,节约了人力资源,提高了机车的运用效率。在库内进行检测无结果的就要跟车用便携式示波器进行动态检测。

3.3 跟车进行动态检测

由于机车在运行中产生剧烈振动,使空转保护系统某些线路瞬间接触不良,引起速度信号丢失,从而造成空转,这种情况是极少数的。这类故障在库内机车静止的情况下是很难检测到故障点,因此,必须派人跟车使用携式示波器进行动态检测,另外也可用示波器检测。

4. 空转故障的处理方法

4.1 运行中对空转故障的处理

(1)如果是正常空转,乘务员只需及时采取人工补砂的措施就会有明显的效果。

(2)机车电流、速度大于某值,空转、撒砂不止,电流卸载不能恢复,可能是某一速度传感器发生故障,乘务员可根据防空转系统自动查找出故障传感器,自动切除该位置速度传感器,并在插件面板上显示,然后可正常操作机车运行,回段后向检修人员报修。

(3)微机防空转插件板故障可能使电机电流达到某一值而卸载,机车并没有发生空转就发出减载指令,牵引时无恒速控制。此类故障乘务员可通过将防空转故障开关转到故障位运行来判断,如果正常,就可判断为防空转系统故障,回段后报修。

4.2 回段对空转故障的处理

(1)机车回段后,检修人员对报空转故障的机车要详细了解运行中的情况,例如空转发生区段的自然状况,乘务员是否采取自诊断功能,是否切除防空转功能等。

(2) 光电传感器信号线故障的检测及处理

若在司机室端子上检测到某轴位传感器信号不良,而光电传感器下车检测又正常的情况下,可以判定为该位传感器的信号线故障。表现在线路断路、短路、接地。可以通过数字万用表进行检测线路的通断,用250V兆欧表检测其线路绝缘状态。确定线路不良时,必须进行换线才能彻底处理。换线时应注意不要损伤插头及线,接线时应按照接线表对应接线,防止接错线。

(3)光电传感器故障的检测及处理

电力机车光电传感器可以通过车下检测设备进行检测,确定传感器故障后,则可更换光电传感器。光电传感器在安装上车时,传感器与轴箱之间要加防水胶垫,同时传感器引出线应斜向下,防止进水,同时要避免引出线过度弯曲。光电传感器接线插头与接线盒插接应牢固,用绝缘粘胶带包扎好,防止进水。

总而言之,能够根据电力机车空转的具体情况,对机车产生空转故障的原因进行正确综合的分析,并提出故障处理方法,可减少因空转引起的机车故障及行车事故发生率,提高机车的运用效率,确保机车运行的安全性。

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