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互感器检测论文

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电力系统自动化是一项综合性质的技术,包含内容广泛,并且随着时代的发展,经济水平的提高,生活质量的提升,对于电力的需求和利用也就越来越大。下文是我为大家搜集整理的关于电力系统自动化毕业论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 电力系统自动化毕业论文范文篇1 试析电力系统调度自动化 【摘 要】阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 【关键词】电力系统;调度自动化;信息 一、传统配电网实现电力系统自动化研究现状分析 电力系统的自动化发展主要是在配电网的上加强其自动化,因此为了提高其供点质量以及供电的可靠性,在进行电力系统自动化分析的时候,主要从配电网上实现其自动化,使得整个电力系统的发展符合当前的科技要求。目前配电网在实现自动化下,通常在10kv辐射线或者是树状的线路进行重合器以及分段器的方式来构成配电网,由于这种方式在现实自动化的过程中,不需要在配置通道上与主站的系统组成上,需要依靠重合器以及分段器本身的功能来实现电力的隔离和恢复功能,从而到电力系统的自动化,此种方法不仅具备相应容易实施的特点,而且还有节省投资的优点。同时还有其他实现电力系统自动化的接线方式,对于这些配电网的接线方式以及整个系统的构成,都具有一定的缺陷性,因此随着科学技术的提高,目前计算机网络技术正在快速的发展,使得在实现电力系统自动化发展的阶段可以对其进行改进,期改进的状态也在不断的发生着变化。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 (一)电力系统调度的任务。 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 (二)调度自动化的必要。 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 (三)电网调度自动化的组成部分及其功能。 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(RTU)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机CPU负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;CDT和Polling远动规约的选用问题,CDT和Polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用Polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 (一)管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 (二)技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化毕业论文范文篇2 浅析电力系统自动化技术 【摘 要】随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 0 引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 电力系统自动化系统一般是指电工二次系统,即电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。 1 电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi()、WIMAX()、ZigBee()、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 4 信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产121机到176机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 5 安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 6 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来30年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 7 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 8 结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 【参考文献】 [1]汪秀丽.中国电力系统自动化综述[J].水利电力科技,2005(02). [2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷,2008(02). [3]夏永平,唐建春.浅议电力系统自动化[J].硅谷,2010(06). 猜你喜欢: 1. 电力系统自动化论文范文 2. 电力工程自动化专业论文范文 3. 电力系统毕业论文范文 4. 电气自动化专业毕业论文范文 5. 电力工程自动化论文优秀范文

LZ你好第一篇是关于《机械工程基础》论文;第二篇是关于电气的,第二篇是有关于电气的;因为电气有很多种 不知道你说的是那种,比如电气有;建筑的;电气自动化的;汽车的;有强电和弱电的等等......第二篇我用的是,水泥科技的;因为这是一个离不开的,简单的说用的就是比较广。《1》《机械工程基础》是一门机械类专业的专业基础课,具有概念、名词和原理多,内容抽象,实践性强等特点。而我们职高学生学习基础差,大多数学校用于教学的教具和设备又很缺乏,极易使学生产生惧学和弃学的情绪。本人通过多年的教学实践,就如何提高《机械工程基础》教学效果做了一些尝试,取得了一定效果,借此机会与同行交流探讨。 —、激发学生学习兴趣,提高快乐课堂教学效果。 学习兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种积极认识或意识倾向。当一个学生对某门学科发生兴趣时,他总是心情愉快地去学习,积极主动地获取知识。在课堂教学中,重视培养学生的学习兴趣,创设轻松愉快、生动活泼的课堂气氛,是激发学生学习动力的关键。在教学中,我重点从以下几方面入手培养学生的学习兴趣。 1、 以“奇”激趣。课堂中的“奇”能激发学生的学习兴趣,“奇”是学习内部动机的源泉。学生对什么都好奇,心理学上称这种特征为“潜兴趣”,教学时充分利用“潜兴趣”就能激发学生的学习兴趣。使之在快乐中学习。在学习变速机构时,向同学们介绍驾驶员在驾驶汽车时,经常用右手拨动右侧的拨杆,根据路况使汽车行驶速度时快时慢,有时还要把车向后倒。告诉学生驾驶员拨动拨杆的操作,是在改变一对齿轮传动比的大小和方向,从而改变车轮的转速和转向。使学生感到很新奇,从而激发了学生的学习兴趣。 2、以“疑”激趣。疑即疑难,解决疑难是学生学习的需要,提出疑难,让学生去思考,更是教学的关键环节。在学习棘轮机构时,可以向学生提问:(1)我们在骑自行车时,脚踩自行车踏板向前行驶,而反转踏板时,自行车却为什么不会实现倒车?(2)卷扬机在提升货物之后,尽管机器已经停止工作,但货物却为什么不会下降,而是稳稳地停在空中﹖一连串的疑问,激发起学生的求知欲望。 3、 以“趣”激趣。“趣”,既可活跃课堂,又可激发学生学习兴趣,教学中注意教学的趣味性,学生一定沉浸于欢乐之中。槽轮机构是一种常用的间歇运动机构。在电影放映机上的卷片机构,为了适应人们的视觉暂留现象,要求影片作间歇运动,它采用四槽槽轮机构,当传动轴带动圆销每转过一周,槽轮相应地转过90°,因此能使影片的画面作短暂的停留。使学生听了以后兴趣盎然。 4.体验成功,获得乐趣苏霍姆林斯基曾说过:“成功的欢乐是一种巨大的情感力量,它能使学生产好好学习的愿望。”所以,教师要做到深入钻研教材,因材施教,使不同层次的学生都有所收获,都能体会到成功的欢乐。当代职业学生的表现欲望强烈,同学、尤其是老师的激励和赞扬是他们实现持续自主学习、提高学习效率和学习兴趣的有效保障。总之,兴趣是强有力的催化剂、稳定剂,是学生学习的动力源泉。因此,教师在教学中应不断变换教学方式,有机结合听、说、读、写,运用教育学、心理学上的规律和理论,保持学生学习的浓厚兴趣,让他们不断提高注意力,时常体会成功的喜悦,从而真正掌握一种低耗、高效的学习方法。二、利用多媒体辅助教学,提高课堂教学效率本学科的很多内容如各种机构的教学,要求有动态的演示,在缺乏教具和设备的情况下,采用多媒体辅助教学,使枯燥的内容变得生动形象,可以充分调动学生的学习积极性,这种教学方法深受学生欢迎。在学习铰链四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构时,采用CAI课件,把曲柄摇杆机构的急回特性、死点位置,凸轮机构的从动件运动规律,以及间歇运动机构的特点生动形象地进行演示,在教学过程中,师生之间的信息交流和反馈得以加强。声、像、文、图并茂的教学信息,增强了教学的艺术效果,增强了学生对学习内容的认识和理解,提高了课堂教学效率。三、 理论联系实际,培养学生的实践能力本课程从生产实践中发展起来,而又直接为生产实践服务的学科,因此,它是一门与生产实践紧密联系的课程,在教学中有意识地引导学生理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力。 1、 结合生活和生产实际,理解书本知识。书本知识往往理论性较强,较为抽象,能有机地与日常生活和实际相结合,能起到事半功倍的教学效果。在学习机构和机器的概念时,学生往往只是死记硬背,结果只能是一知半解。如能结合日常生活中的例子:自行车是一种机构,摩托车、电瓶车都是一种机器,摩托车、电瓶车能实现能量转换,摩托车能将化学能转变成机械能,电瓶车能将电能转变成机械能。在学习导杆机构时,可以结合农村家庭用的手摇抽水机,来讲解移动导杆机构的工作原理,利用自卸翻斗车自卸货物原理,来学习曲柄摇块机构,利用缝纫机的踏板机构,来讲解曲柄摇杆机构的死点位置。 2、 结合课堂教学,培养学生自制教具的能力。在学完铰链四杆机构以后,在学生对铰链四杆机构的运动规律基本了解后,利用课余时间,在学生中开展自制铰链四杆机构的小制作比赛,并且要和上一届同学的作品相比较,看看哪些同学做得好,同学们的参赛积极性非常高。小制作做好以后,请同学们拿自己的作品进行演示,然后进行评比。通过小制作比赛,既增强了学生的动手能力又巩固和加深了理论知识,对曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的存在条件有了更深的了解。 3、 进行现场参观教学。参观教学可以使学生接触实际事物,使教学活动和生产实际紧密地联系起来,增强学生感性认识,加深对教材理论知识的理解。在学完曲柄摇杆机构后,组织学生到实习工厂参观,认真观察牛头刨床、往复式运输机和插床等设备的工作原理。让学生观察牛头刨床的进给动作,使学生发现进刀时慢,退刀时快,更进一步了解曲柄摇杆机构的急回特性。再如在讲授完凸轮机构、间歇运动机构、离合器、联轴器和制动器之后,请工人师傅给予现场操作。任课教师边参观边讲解,这样就会使学生对所学知识有了更深的印象。同时参观教学法还能使学生受到爱岗敬业、吃苦耐劳等良好的职业道德教育,可谓是一举多得。 《2》 水 泥 科 技SCI CE jD 佃C )I JC)GY OF CE 任NT1 概述一起变压器差动保护误动作的案例分析孙 峻(合肥水泥研究设计院 230051)智利拉法基二十万吨水泥粉磨生产线是我院首个在美洲地区开展的EP项目,此项目的成败关系到我院能否开拓美洲市场,是我院实施美洲开发战略的关键。此项目从开始的设计到设备的选型都是国内最先进的,技术含量也是最高的。为此我院的工程技术人员付出了艰辛的汗水,但是现场电气方面还是出现了一些技术问题。我院工程技术人员非常重视出现的问题,没有丝毫懈怠,在智利技术人员的大力配合下和我院的工程技术人员努力下,电气问题终于得到圆满的解决,受到了业主的好评。笔者在此仅将智利拉法基现场出现的变压器微机差动保护误动作问题例举出来,加以技术分析,谨供大家参考。2 电气故障的现象智利拉法基二十万吨水泥粉磨生产线的供电是采取23/6.6kV& 23/0.4kV两路供电方式,两台主变的技术参数见表1、表2。表1 1#主变变压器型号 S11一ⅣB一3150/23有载调压 23±2x2.5变压器接线方式 Dynl1变压器容量 3150t电压比 23/6.6kV表2 2#主变变压器型号 Sl1一MB一2000/23有载调压 23±2x2.5变压器接线方式 Dynl1变压器容量 2000kI电压比 23/0.4kV主变的主保护是微机差动保护(型号:R圈1543),R 43型号的微机综保是ABB公司近期新推向世面的一种新型综保,其功能非常强大,自带运行软件和程序的自主编程,为用户提供了方便。经过半年的安装于2008年1月20日试投入运行,两台主变空载运行一切正常。但是当两台主变在带上负荷生产以后,两台主变高压侧相继出现跳闸现象,ABB微机综保显示微机差动保护动作,显然这样将严重影响全厂的生产,这一问题必须尽快得到解决。3 故障的检查步骤和技术分析(1)首先检查高低压侧电流互感器相序是否一致,在电源的相序是正序的情况下,只要合理的选择变比以及微机相位补偿,流过差动电流是很小的,而负序的情况就不一样了,高压侧电流互感器副边输出的电流和和低压侧电流互感器副边输出的电流相位相差60。,因此就能引起差动保护误动作,但是经过现场认真的检查电源的相序是正确的。(2)检查变压器两端的电流互感器的变比和综保的保护值是否相匹配以及重新校验且核算保护定一35 —2008.N93水 泥 科 技SCIENCEAND )IoGY OFC值,没有发现任何问题。(3)检查电流互感器二次侧是否断线,原因是在变压器有一定负荷时,若电流互感器二次回路断线,将可能造成差动保护起动元件、差动元件动作,从而引起差动保护误动作。检查结果是没有发现上述的问题。(4)接着,所有的技术人员开始怀疑变压器内部是否有故障,经过对两台主变的性能测试和出厂值的校验,检测的数据和变压器出厂时几乎一样。(5)根据ABB(RKI'543)的微机综保技术资料,检查ABB(R踊43)的微机综保的接线端子(变压器两侧电流互感器接到综保的电流接线端子位置是否正确),发现变压器两侧电流互感器与综保接线有误,厂家把变压器高压侧的电流互感器和低压侧的电流互感器的电流信号接到综保的位置接反了,在接线调整正确以后,发现差动保护跳闸的现象依然存在。此时,现场的问题显得扑朔迷离,但是中智双方工程技术人员没有泄气,看图纸、查资料,终于找到了问题的痼疾。原来是互感器的二次侧同极性端子接错导致差动保护误动作,因为这样的接线方式会导致两侧电流互感器的二次电流在差动回路中方向相同,微机综保流过的电流为两相电流之和,在变压器空载运行时故障一般不容易反映不出来,只有当变压器带上一定负荷时,差动保护就会动作。重新接线后两台变压器带负荷运行一切正常。图1这样,在双方技术人员的艰苦努力下,这一起变一36 一压器差动保护误动作终于水落石出,故障得到了圆满的解决,而萦绕在工程技术人员心头久久不能散去的迷雾也渐渐消融,化作工程圆满完成的一场喜雨。图1是差动保护的正确和错误的接线。4 体会与建议4.1 故障的分析与排除通过对差动保护误动作故障的分析和故障排除整个过程,阐述了一些正常运行时(系统无故障及无冲击)差动保护误动作的原因,但是除了上述的原因还有一些因素也可能导致变压器正常运行时差动保护误动作,主要现象为:(1)电流互感器二次回路中接线端子螺丝松动,使二次回路连线接触不良或短时开路。(2)电流互感器二次回路中一相接触不良,在接触不良处产生电弧造成单相接地或两相之间的接地(电流互感器二次回路短路)。(3)电流互感器二次回路电缆芯线外层绝缘损坏或损伤,在运行中由于震动造成接地短路。(4)差动电流互感器二次回路多点接地,而且接地点不在同一处,造成接地点之间电位差太大,使差动元件产生差流导致差动误动作(雷雨季节较多)。4.2 建议为了提高差动保护的动作可靠性应做好以下工作:(1)严格检查电流互感器的极性;如果电流互感器极性在接线时接错了,那么将它用在保护回路中,将会引起保护的误动作,如果用在仪表测量回路中,会影响计量的准确性。(2)严防电流互感器二次回路接触不良和开路的现象;加强对差动回路差流运行监视以及对保护装置的维护。在变压器和保护装置安装调试以后,应仔细的检查电流互感器二次回路,拧紧二次回路接线端子螺丝并且用弹簧垫进行加固。(3)严格执行规范要求;所有电气上有连接的差动电流互感器二次回路只能有一个公共接地点,并且该接地点位置应在保护盘上。(4)确保差动电流互感器二次电缆芯线之间和各芯线对地绝缘;对于变压器初次运行和高压设备检修后的运行,要用1000V绝缘电阻表测量电流互感器二次电缆芯线之间和各芯线对地绝缘,使之符合电气规程的要求;另外选择电流互感器二次电缆的截面应不小于4mm 。

电工就是指电力、电气等工程等专业的简称,评定高级电工技师的职称都要写作技术论文。我整理了电工高级技师技术论文,希望能对大家有所帮助!电工高级技师技术论文篇一:《试谈电工技术实验装置常见故障维修》摘 要文章 总结 了电工技术实验装置常见的故障现象、故障原因及维修 方法 ,包括可调直流稳压电源、三相电源、IGBT元器件等常见故障,总结了诊断故障和处理故障问题的一般步骤和方法。并分析了设备维护的若干原则,对日常电工设备的日常维护有较好的借鉴意义。【关键词】电工技术实验装置 故障分析 维修方法1 常用的故障排除方法 常见故障在进行电工技术实验时,经常会碰到一些故障情况。如果对这些故障形式及原因不熟悉,就无法判定故障原因顺利解决故障,从而影响实验的进行和实验结果的准确性。通过对大量的电工技术实验中出现的故障情况进行分析总结,我们发现了以下一些常见的、典型的故障形式:① 电源故障 。这主要表现为电源给电工技术实验装置提供的电压不稳定,偏高或偏低,同时交流电源电流相位不符合要求。②线路故障。在电工技术实验中线路故障比较常见,主要表现在导线连接错误造成的短路和线路接触点接触不良造成的断路。此外,线路故障还有可能形成局部漏电等不良影响。③元器件故障。元器件本身的故障也是造成电工技术实验失败的一个主要原因。有些比较敏感、对实验条件要求比较严格的元器件,一旦其试验方式不符合要求或实验环境达不到标准,就有可能造成元器件出现故障,影响实验进程。 故障的排除步骤通过长期对实验故障形式的分析和研究,并结合实际故障维修中的 经验 ,我们总结出了以下分析、判断和处理电工技术实验中常见故障的方式和步骤: 调查研究当我们在电工技术实验中遇到故障时,首先就是要仔细观察出现故障的部位、故障的形式及相应的异常现象状况。例如,如实验装置出现发热、散发刺鼻气味、振动异常剧烈、噪音较大等异常现象时,我们就可以通过自身的感觉器官对故障现象、位置及性质做个大致的分析判定,为后续的分析处理提供参考。 故障分析判断在以上对实验故障的情况做了初步判断后,我们就要根据已有的知识和经验对故障原因、位置进行进一步的分析和判断。为此,我们可以运用故障排除法来进行。例如在切断或短接故障电路的某一回路或元器件时,测量该回路或元器件的电流、电压值是否符合理论值,进而一步步分析确定回路故障位置。同时,为了判定某一元器件是否出现故障或异常,可以将其用正常元件代替检测,比较前后回路电压、电流参数是否一致来判断。 故障维修通过上述步骤探明故障原因及位置后,就要对故障进行维修处理。如果是由于实验元器件出现故障,必要时就要更换正常元件代替实验。如果是回路短路或断路故障,就要重新连接电路并测试正常后才能继续实验。为了不影响实验的进程和结果,在对实验故障进行维修时要尽量采取直接有效、方便快捷的方式进行。必要时要重新设计电路结构和使用可靠度高的元器件,并在排除的所有故障后才可以重新开始实验。

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传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.

传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,这是我为大家整理的传感器与检测技术论文,仅供参考!传感器与检测技术论文篇一 传感器与检测技术课程教学探索 摘 要:传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨,以期获得更好的教学质量与效果。 关键词:传感器与检测技术;教学改革;教学方法 中图分类号:G71 文献标识码:A 文章 编号:1009-0118(2012)05-0132-02 传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程,主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统,更是控制系统的前哨,它广泛的应用于各个领域,在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础,也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用,自从2005年课程教学大纲调整以后,在教学中出现了一些新的问题,原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。 一、课程教学现存的问题 自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲,其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课,并将课时由64学时更改为32课时,通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难: (一)教学内容多而散 课程内容多且散,涉及知识面广,有物理学,化学,电子学,力学等等,属于多学科渗透的一门课程,学生学习有难度,特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。 (二)典型应用性 传感器与检测技术属于典型的应用课程,要学习各种传感器的原理,并掌握它的使用,在此基础上掌握搭建检测系统的方法,单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕,实验条件也有限。 (三)学时越来越少 学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”,为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整,本课程课时被缩减至32课时。 (四)学生的学习主动性差 由于本课程被定为考查课,所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视,没有投入必要的精力和时间,学习主动性差,直接影响教学效果。 二、教学内容与教学方法的探索 (一)教学内容的调整 目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面,而对具体应用涉及较少,针对课程的内容多课时少的情况,教学时无法做到面面俱到,教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位,教学内容的调整遵循以下原则: 1、避免繁琐的理论推导过程,以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如:用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端,在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差,无温差时电势差消失,通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因,可以配以大家能够理解的简单的公式推导,而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。 2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。 3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍,使其思考所学课程之间的关联,对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识,建立起系统的概念。 (二)教学方法的改革 为了克服课程教学中客观存在的困难,获得良好的教学效果,在课堂教学使用多种教学方法和手段,力求将教学内容讲解得更加生动、具体。 1、采用多媒体技术,使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量 采用多媒体课件教学,一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间,克服课时减少的问题;另一方面,以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理,展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图,使学生能够直观地认识传感器,更容易理解传感器的工作原理和应用。例如,学习光栅传感器时,使用传统的教学手段,很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程,使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子,还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动,清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时,很多同学很难理解编码器的辨向问题,通过使用幻灯片展示编码器的内部结构,直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后,同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系,佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。 总而言之,利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息,增强学习的趣味性和生动性。 2、重视绪论,提升学生的学习主动性 很多教材的绪论写的比较简略,但我个人认为这不代表它不重要,特别是面对学生主观上不重视课程的情况下,更要下大力气上好绪论这第一次课,吸引学生的注意力,激发学习兴趣,使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用,使同学们了解到小到日常生活,大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用,更根据各种行业背景中需要检测的物理量,自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用,使学生认识该课程的重要性。另一方面,我校长年开展本科生科研实训项目,在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题,一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题,其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容,所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论,更加直接的体会到本课程的关键作用,从而提升学生学习的兴趣,增强主动性,克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。 3、加大案例教学比重、侧重应用 根据培养工程应用型人才的目标,本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器,对传感器技术问题有一定的分析和处理能力,知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系,利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。 例如,教材中在介绍电阻应变式传感器是,主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的,缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图,譬如轮辐式的地中衡的称重传感器,日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应,例如,进行常用传感器热电偶的学习时,展示各种类型热电偶的实物照片,补充热电偶安装的方式,以换热站控制系统为案例,分析热电偶在温度测量上的应用,重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例,通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。 4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力 我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目,指导老师指导,学生负责,本课程在学生三年级第一学期开设,在此之前已有部分同学参加了科研实训项目,在这些项目中,譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用,上课前教师了解这些项目,就可以就实际问题提出问题,让学生带着问题来学习,提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益,与实验中心老师联系,联合二年级同学进行传感器的设计制作,或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验,鼓励同学申报的科研实训项目,提高学生的实践能力。 三、结束语 通过几年的教学与总结,对教学内容、教学方法进行了分析研究,作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出,侧重应用,补充了丰富的案例,激发了学生的学习兴趣,多媒体的教学方法增强了教学的生动性,与科研实训的相结合,对课堂教学进行拓展,加强了学习的主动性,提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看,所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评,取得了较好的教学效果。 参考文献: [1]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力 教育 ,2010,(21):85-86. [2]陈静.感器与检测技术教学改革探索\[J\].现代教育装备,2011,(15):94-95. [3]周祥才,孟飞.检测技术课程教学改革研究\[J\].常州工学院学报,2010,(12):91-92. [4]张齐,华亮,吴晓.“传感器与检测技术”课程教学改革研究\[J\].中国教育技术装备,2009,(27):42-43. 传感器与检测技术论文篇二 传感器与自动检测技术教学改革探讨 摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。 关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维 “传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。 “传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。 一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析 笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。 1.重理论,轻实践 该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。 2.教学模式单一 该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。 3.教学实验安排不合理 传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。 二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革 传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。 1.优化教学内容,注重工程思维 本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。 2.改革教学方法,改变教学模式 传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。 3.与工程实际相结合,与其他课程相结合 教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。 4.实验环节改革 实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。 5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率 高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。 本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。 参考文献: [1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报. [2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备. [3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场. (作者单位 重庆邮电大学移通学院)

室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.

论文前言互感器

电力系统继电保护技术问题及对策论文

1前言

近年来,电力系统继电保护技术在各种高新技术的支撑下实现了长足发展,越来越多新技术被应用于 电力 系统继电保护技术中,对维持整个电力系统实现安全、高效、稳定运行有着重要意义,尤其是计算机网络技术、综合自动化技术等先进技术的普遍应用,有效实现了继电保护技术的智能网络监测、实时在线诊断等功能。然而,由于各种传统和新兴继电保护技术在电力系统应用中存在一定局限性,导致继电保护技术发展中需要面临一系列常见问题,能否解决继电保护技术在具体应用中的常见问题不仅关系到保护效能,同时也决定了能否为用户营造一个安全、稳定、高效的用电环境。

2电力系统继电保护技术在应用中的常见问题

近年来,以微机继电保护技术为代表的各种新兴继电保护技术的应用,对进一步提高我国电力系统的总体保护效能有着重要意义,但是由于各种继电保护技术受到自身局限性等因素影响,所以导致其在具体应用中暴露出了较多常见问题,具体表现在以下几个方面:

电流互感饱和

我国电力系统中配电系统的终端设备负荷受到用户用电习惯改变影响而不断增容,如果在这种情况下整个电力系统在运行中发生短路,短路造成的过大电压会在靠近终端设备区时产生电流互感饱和,即靠近终端设备区的电流甚至会达到电流互感器单次额定电流的百倍以上。为此,就继电保护技术在电力系统中的应用来说,一旦出现电流互感饱和则势必会影响到整体电力系统的正常运行。

谐波

我国经济发展过程中使高耗能用电量开始不断上升,并且在当前依旧保持着一个较高的上升趋势,在这种情况下电力系统的冲击性负荷、非线性负荷开始大幅度提升,导致整个电力系统在运行过程中受谐波问题的影响开始不断增强。相关研究结果显示,在谐波长时间影响下会造成电缆寿命平均降低60%左右,而且谐波的分量还会造成电流过零时的DI/DT的值变大,从而影响到电力系统中继电保护系统运行效能的发挥。我国电力系统中的高耗能用户都安装了并联电容器,并联电容器在特定条件下容易放大整个电力系统中的谐波,电力系统中电压的上升会导致变压器软芯饱和、励磁电流谐波增加,进而造成整个电力系统中的谐波电压水平上升。无论是哪种情况造成的谐波都会对电力系统产生影响,同时也说明了电力系统继电保护技术在应用中必须要克服谐波的影响。

超高压电网

我国电力系统在建设过程中开始通过各种超高压电网建设来满足用电需求,而超高压电网的建设给继电保护技术的应用带来了很大挑战,要求继电保护技术在发展中要将基于电阻性差流分量的差动保护新原理作为基础,运用差电流的电阻性分量来实现对超高压电网中继电保护系统的影响,这样才能确保超高压电网中的继电保护系统在运行中避免受到电容电流的影响,这也是超高压电网中继电保护技术创新与应用的一个必然趋势。

3解决电力系统继电保护技术中常见问题的对策及措施

针对电力系统继电保护技术在具体应用中暴露出的各种问题,不仅要在各种新兴技术的.支撑下来着力解决上述问题,同时也要进一步提高继电保护技术在应用中的总体性能,这样才能确保继电保护技术的应用可以满足电力系统需求。

计算机网络技术措施

电力系统继电保护技术的计算机化、网络化以及智能化已经成为必然发展趋势,并且在上述几个方面上已经取得了较多成绩,将计算机网络技术措施应用到继电保护技术中,可以提高电力系统中继电保护系统的自动化水平和控制性能,各种远程终端单元和监控系统等均可以实现自动化,在此基础上运用串行口与终端装置通信协议等方式来传递信息。如果电力系统在运行过程中采用全分散式的变电站自动化,将计算机网络技术应用到继电保护系统中,对进一步提高继电保护系统在运行过程中的效率、准确度等有着重要意义,对提高整个继电保护系统的总体控制效能有着重要作用。

新型互感器措施

光学电压互感器(OTV)和光学电流互感器(OTA)作为两种新型互感器措施,对电力系统继电保护技术的应用与发展有着重要意义,国外很多经济发达国家开始将OTV、OTA等先进技术应用其中,就上述两种新型互感器与传统技术相比其具有十分明显的优势,例如,光纤疏松信号过程中可以避免受到电磁干扰。同时,新型互感器措施在电力系统继电保护技术的具体应用中,可以实现高压和弱点等方面的完全隔离和绝缘,这样有助于减少整个电力系统的占地面积,同时对降低整个电力系统在建设中的生产成本有着重要意义,所以将新型互感器措施应用到电力系统继电保护技术中,对进一步提高电力系统继电保护技术的应用效率有着重要意义。

继电保护自适应控制措施

自适应继电保护这一概念最早诞生于上世纪80年代,其开始被作为一种新型继电保护措施应用到电力系统中,继电保护自适应控制措施可以根据整个电力系统的故障状态变化,以及整个电力系统运行方式的变化,来对继电保护系统的保护性能和特性进行调整。同时,继电保护自适应控制措施可以更好的处理电力系统中的各种突发情况,对提高用户的用电安全有着重要作用,可以说继电保护自适应控制措施作为一种新兴的继电保护技术,其对提高整个继电保护技术的保护效率有着重要意义,在国内外电力系统中的应用发挥出了应有的效果,为此,可以将继电保护自适应控制措施应用其中来解决继电保护技术的常见问题。

4结语

综上所述,我国电力系统继电保护技术在具体应用中依旧面对较多的常见问题,具体包括电流互感饱和、谐波以及超高压电网等方面的影响而产生的问题,可以将计算机网络技术措施、新型互感器措施以及继电保护自适应控制措施的应用来解决上述问题。

参考文献:

[1]朱伟.电力系统继电保护新技术的发展与分析[J].华东科技,2013(10).

[2]张丽,张伟.关于电力系统继电保护新技术的发展研究[J].科技风,2013(16).

[3]石侃.电力系统继电保护新技术的发展与分析研究[J].科技创新与应用,2013(28).

电力已成为现代化工业国家的基础性产业。尽管中国经济正处在工业化进程之中,中国电力行业的发展自建国以来一直受到政府的高度重视。下文是我为大家搜集整理的关于电力工技师论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 电力工技师论文范文篇1 浅谈电力物资集约化管理的具体措施 随着科学技术水平的不断提升,电力设备功能也趋于完善,因而我国电力企业的综合实力也有显著提升,电力事业正向成熟化发展,在满足人们生产和生活的基础上,对国民经济增长也发挥了一定的作用。在市场经济体制不断改革和完善的背景下,电力企业在电力服务期间,应该加大管理力度,尤其是对电力物资进行科学管理,避免电能源的浪费。然而在传统管理方法的影响下,电力物资管理还存在诸多问题,对电力企业的健康发展产生了不利影响。在电网实际运行期间,发电、输送电和配电等环节都与电力物资管理息息相关,而电力物资管理水平与电网运行时资源的成本有直接关系,并关系到电力企业的经济效益。因此,在全球经济一体化的背景下,电力企业为节约成本,提升电力生产效率,应当加强物质管理力度,从而确保电力物资管理向集约化发展。 一、电力物资集约化管理的内涵 集约化管理是当代企业提高管理效率的重要模式之一,也是实现电力物资最优化调度的基础保障。顾名思义,“集约”就是把所有能调配的人力、物力等进行统一的管理,然后在实施资源配置的过程中,始终坚持以节约为本的价值取向,从而实现电力物资的优化配置。依据近年来市场经济发展的走向,电力物资集约化管理已经逐步成为了我国节约企业集团成本、提升生产效率的重要有效途径。 现阶段我国电力物资集约化管理还存在诸多的漏洞和不足,仍需要进一步的提高和改善,只有这样,才能真正实现电力工程建设的优质化。物力是指企业物力资源的意思,企业在活动经营过程中所需要的一切生产资料,物力资源包含固定资产和流动资产,无论是设备、厂房还是燃料都属于资源,电力企业在发展过程中,应该将物力集约化作为建设目标,通过优化资源配置,对成本加以控制,降低风险,从而提升企业物力应用的高效性。因此,电力企业要加强物力集约化管理,完善招标采购、合同管理,从而增强竞争力。 二、电力物资集约化管理的优点 (一)降低了成本和费用 电力企业在发展过程中,以集约化模式管理电力物资,能够有助于降低成本和费用,使得电力企业获得更多的经济利润。在市场上,采购单个产品的价格要明显高于批量采购的价格,那么,电力企业在物资采购时,可以实行批量采购,取得产品价格的主动权,这样不但能够降低物资价格,而且在一定程度上可以满足供应商的需求。此外,在短时间内能够有效完成物资采购工作,因而电力企业可以缩短物资采购时间,并最大限度的减少交易费用。 (二)与供应商良好合作 在电力物资集约化管理模式下,电力企业在采购物资时,能够与供应商进行良好的合作,确保供求关系更加稳定,使得双方都获得一定的利益。保持稳定的供应关系,电力企业可以对物资进行集约化管理,优化电力物资,充分发挥电力企业集约化物资管理的优势。 三、电力企业物力集约化管理存在的问题 (一)物力供应管理环节不健全 在市场经济体制的下,电力企业一直是我国的支柱产业,但由于市场化发展时间较晚,所以,电力企业物力管理系统不完善,物力供应管理环节不健全,对物力集约化管理产生不利影响。随着经济体制的不断改革,国家电网公司已经将提升电力物资集约化管理作为主要发展目标,通过物力集约化管理,实现对资源的整合和利用,对物力资源予以合理的调配和掌控。但是,从当前物力集约化管理现状来看,未能形成有效的供应机制,而且在与供应商合作时,没有进行科学和全面的考察,物力供应管理环节不健全,尤其是供应环节存在问题,因而对电力物力集约化管理产生不良影响。 (二)物力集约化管理工作不到位 当前,电力企业在物力集约化管理过程中,存在物力管理工作不到位的现象,物资管理人员在制定物资需求计划时,计划不全面,不具有及时性和准确性。电力物力管理部门在编报物资需求计划时,仍然采用传统的管理模式,物力管理存在漏洞,因而制约了电力物力集约化管理的发展。 (三)物力管理方法不完善 在传统观念的影响下,部分电力企业在物资集约化管理期间,仍然采用落后的管理方法,不能推陈出新,物力管理方法不完善,因而造成电力物资集约化管理存在诸多问题。科学技术水平正处于不断提高的状态,但一些电力企业未能将信息技术与电力物力集约化管理有机结合在一起,因而电力集约化管理效率偏低,不利于电力企业的良好发展。 四、有效促进电力企业电力物资集约化管理的具体措施 (一)完善供应环节 电力企业在经营过程中,为了提升市场竞争力,应该对电力物力集约化管理予以充分认识,当前在对电力物力进行集约化管理过程中,电力企业应该明确电力物力集约化管理的目标,并完善供应环节,与供应商保持良好的合作关系。因此,为了有效解决电力物力集约化管理存在的问题,电力企业应该完善供应环节,使得供应环节更加科学化,实现对物力集约化管理。 电力企业需要结合实际电力物资需求,制定物力集约化管理目标,采用三级物资供应运作模式,大力深化和实施集中采购,在选择供应商时,要根据健全的供应商评价标准和定性、定量相结合的原则,全面掌握供应商的产品质量和供应能力,与供应商建立良好沟通和合作关系。同时,在一流的物力集约化管理体系作用下,保证供应质量,对产品质量和业务进行集中控制,促进物力集约化管理的稳定发展。此外,电力企业还要做好电力物资集约化管理工作。 在全新的物资管理模式下,电力企业需要对物资招标采购、财务预算和综合计划等方面进行协同管理,实现与电力物资管理的对接,对电力物资管理的全过程加以控制[2]。此外,电力企业还需要建立统一的电力企业财务集约化成本标准。在采购物资过程中,应该将物资价格控制在合理范围内,并最大限度的减少中间环节,确保供货状态更加合理。同时,电力企业还要在市场上建立库存,减少电力物资库存积压,使得资金能够有效周转,从而确保电力物资集约化管理工作取得良好的进展。 (二)优化资源配置 电力企业在解决物资管理过程中,应该优化资源配置,使得电力物资管理质量有所提升,并促进企业的经济效益有显著的提高。在电力物资集约化管理期间,为了使其向集约化发展时能够更加顺利,电力企业需要将更多的精力用于对资源的优化配置。因此,电力企业需要结合自身发展状况,对电力物资集约化管理的要素进行分析,然后对物资管理要素予以优化配置[3]。此外,电力企业为了使得电力物资集约化发展取得良好的效果,应该结合实际需求,对物资管理进行合理分工,将电力物资管理责任和职能分工到相应的部门,然后各个部门认真落实电力物资管理工作。总之,电力企业通过优化资源配置,能够对电力物资集约化管理工作的有效开展创造有利条件。 (三)建立完善的电力物资信息系统 随着科学技术水平的不断提升,信息技术水平得到了提高,所以信息技术已经被应用在各行各业,为企业管理和各项工作的开展提供有利依据[4]。电力企业为了在竞争激烈的市场上占有一席之地,必须转变观念,不仅加强对电力物资的管理,而且在物资管理过程中加大信息技术的应用力度,将物资的生产日期和数量等信息都编辑在物资管理系统中,通过建立完善的电力物资信息系统,对电力物资信息加以整理,从而促进电力物资管理工作的有效开展,提高电力物资管理效率[5]。对于电力物资而言,其包含了电力企业中很多资源,而且物资有很多种类,所以电力物资管理系统具有复杂性。在传统的管理方式下,已经难以满足实际需求,电力企业必须将信息技术应用在电力物资管理中,建立电力物资信息系统,从而使得企业电力物资管理水平有明显的提高。并且实现物资管理向集约化、网络化和规范化发展。结合当前信息技术,电力企业可以将ECP和ERP作为主体,打造电子商务平台和应用,进而构建电力物资集约化管理信息系统,在电子商务平台的作用下,保证电子物资管理系统运行具有安全性和可靠性[6]。同时,电力企业还需要建立物资管理监督平台和电工采购平台,通过在线预警和在线监测,实现对电力物资供应链的有效管理,而且电力企业的装备能否符合要求,相关人员借助于完善的电力物资信息系统,对企业的物资进行科学和高效管理,从而提升企业竞争力,在竞争激烈的市场上占有一席之地。 结束语 随着我国经济建设的不断发展,电力物资管理其中的问题也更加明显。为了促使我国电力事业的蓬勃、高效发展,就必须建立健全集约化电力物资管理。首先,电力事业是国家经济保障的重要组成部分,其次,它是人们生活中必不可少的能源之一。本文针对电力物资管理中存在的问题,提出了相应的具体措施,通过列举电力物资集约化管理的具体措施,更好地验证了电力物资集约化管理的必要性,同时减少电力发展过程中的成本消耗,提升生产效率。 电力工技师论文范文篇2 试析电力系统继电保护装置的运行与维护策略 0 引言 现如今,随着我国电力系统的快速发展,电力企业为了提高供电的稳定性,从而设置了很多的继电保护装置。在我国电力系统中,继电保护装置发挥着不可替代的作用,但是,从目前我国继电保护发展的现状来看,依然存在很多的问题,比如,电压互感器二次回路故障、电流互感器饱和问题、电源故障等等。这些故障的存在严重制约了电力系统的运行稳定性,因此,电力企业应该重视继电保护的运行与维护,加强运行维护管理,定期对继电保护装置进行检查,从而保证电力系统的可靠性和安全性。 1 继电保护运行要求 灵敏性 在电力系统中,继电保护装置应该具有很强的灵敏性。当电力系统在运行的过程中遇到了运行故障问题,继电保护就可以做出快速的反应,以免发生安全事故。由此可见,电力系统继电保护的重要性。 可靠性 继电保护装置还应具有可靠性,当电力系统发生了故障,继电保护装置就能在一定的范围内保证设备的可靠稳定运行。另外,当电力系统设备不能正常运行时,继电保护应该禁止发生错误信号,以免干扰相关负责人的判断。 选择性 在电力系统实际运行的过程中,一旦发生了运行故障,继电保护装置就应该有选择性的对电力系统故障做出判断,准确切断故障系统或者故障最近的开关设备,把运行故障控制在一定的范围内,不让其继续扩大,以此来减少电力事故的发生,保证其他设备的安全稳定运行。 快速性 为了提高电力系统的供电安全,一旦遇到电力系统的故障问题,继电保护就应该在最短的时间内做出快速的反应,自动地进行重合闸,把故障控制在一定的范围内,从而体现继电保护装置的快速性,最大限度的减少设备故障损失。 2 继电保护运行中的常见故障分析 从目前我国电力系统发展的现状来看,继电保护装置还存在很多的故障问题,如果不对这些故障做进一步的分析,就会继续阻碍电力系统的稳定供应能力,那么下面我们就来具体说下继电保护运行中的常见故障都有哪些: 电压互感器二次回路故障 在继电保护运行中,经常会出现电压互感器二次回路故障,发生这样的故障原因有以下几点: 首先,通常情况下,二次回路中性点存在着未接地和多点接地现象,当二次未接地时,就会导致线路中的电压不稳定,从而严重影响了电能的传输效果。同时,由于目前我国的科技水平还不够发达,很难对这一故障进行排查,因此,这就需要相关工作人员要定期的对设备进行检查。其次,在电力系统的运行中,PT开口三角电压回路断线,使得设备中的零序保护出现拒动情况。最后,还有一种非常常见的故障那就是设备性能和二次回路目前还不完善,有时会使得PT二次失压。 电流互感器饱和问题 目前,在电力系统的电流互感器中,最常见的就是电磁式电流互感器,因此,饱和问题也是其中常见的故障。一旦电流互感器出现了饱和问题,就会误导继电保护装置的准确判断能力。同时,当发生了饱和问题,还会使得电流互感器一次电流转化为励磁电流,励磁电流会严重影响二次电流的线型转变,从而使得系统出现跳闸问题,从而影响电力系统的供电能力。 电源故障 在电力系统的运行过程中,电源非常的重要,它可以控制整个线路的运行。在继电保护中,电源输出功率如果变小,那么就会直接造成输出电压减小,从而影响继电保护的稳定运行,最终使得继电保护无法做出准确的判断。 干扰和绝缘问题 对继电保护装置进行定期检查非常的重要,但是从目前我国继电保护检查的现状来看,依然存在很多的干扰和绝缘问题,比如,有的现代化通讯设备会对检查进行相应的干扰。同时,在使用微机继电系统时,它的线路密度程度非常高,所以会在使用的过程中产生大量的灰尘,严重干扰继电微机系统检测故障,给电力系统的运行埋下了很大的安全隐患。 3 电力系统继电保护运行与维护的有效策略 定期检查和检验 在电力系统中,对继电保护装置进行定期检查是一项非常重要的工作。在具体的检查过程中,主要检查继电保护装置是否存在发热冒烟、烧焦、异常声响等问题,同时还要检查设备的电源、指示灯是否都正常,设备是否存在脱轴、倾斜等问题。此外,还要认真检查继电保护装置的运行状态,一旦发现继电保护不能正常运行,就要及时找出问题的所在,然后进行校验,找出相应的措施进行解决。在对继电保护装置进行安装的时候,如果继电保护装置的一次回路和二次回路是同期改造的,当设备运行一段时间之后,就要对其进行一个全面的检查,从而保证设备的正常运行,如果发现了运行存在缺陷,那么就应该结合实际情况,有重点的对其进行检查,并制定科学合理的检验周期,从而保证继电保护装置的正常稳定运行。 加强运行维护管理 在继电保护装置的运行过程中,一定要加强设备的运行维护管理工作。加强运行维护管理要从以下几点做起: 第一,电力系统的相关工作人员应该密切关注继电保护装置的运行状态,一旦发现有任何的故障问题,就应该及时向上级领导汇报,并了解故障的原因和位置,然后采取相应的措施进行维护,在维护的过程中,首先要切掉故障附近的开关,保证维护人员的生命安全,避免发生触电危险。第二,在对继电保护装置做维护时,如果遇到了跳闸问题,首先就要分析跳闸的原因,然后对掉牌信号进行复归,在这个过程中,维护人员一定要规范自己的操作行为,要按照相关的规定进行操作,并结合继电保护装置的实际情况,从而排除故障。如果有违规或者异常情况发生,就要及时切掉设备开关,并按照《电气安装设计要求》进行分析,确保维护人员的安全,并保证设备的正常稳定性。 提高运行维护水平 加大资金和技术的投入 现如今,我国的科学技术在不断的进步,各行各业的新技术在层次不穷的出现,继电保护装置也不例外。从目前我国的继电保护装置的发展现状来看,技术还比较传统,与国外的发达国家相比还是比较落后,因此,我国的相关部门应该加大对继电保护装置的维护投资力度,重视继电保护装置的维护工作,引进一些先进的技术设备来提高继电保护装置的运行速度和运行安全,比如把继电保护装置和电气设备相互结合在一起,互相弥补,提高继电保护的优势,从而保证电力系统的供电安全性。 加强日常运行维护 在继电保护装置中,发生故障时都比较随机,但是一旦继电保护装置发生故障,就会直接影响电力系统的运行稳定性,因此,为了提高继电保护装置的运行效率,就必须加强对其的日常维护工作。除此之外,还要做好继电保护装置的监测工作,如果遇到了异常情况,可以根据监测系统及时发现问题的所在,从而采取有效的措施进行维护,从而提高继电保护装置的运行维护水平。 做好维护人员的专业技能培训 众所周知,一切工作都离不开人,继电保护的运行与维护也不例外。在进行继电保护的运行与维护时,一定要重视对维护人员的专业技能培训工作,让维护人员积累更多实践的经验,当继电保护装置发生故障时,能清晰的分析出故障原因和故障位置。此外,电力企业还要不断的提高维护人员的安全意识,定期对他们进行专业知识的考核,有条件的企业还可以聘请一些资深专家来进行讲座,让维护人员能够更加深入的了解继电保护的理论知识和操作技能,从而为继电保护装置的安全运行奠定坚实的基础。 4 结束语 总而言之,我国电力系统继电保护的运行与维护工作是一项长期且复杂的工作,因此,电力企业应该加强电力系统继电保护的运行与维护管理,定期对继电保护装置做检查,一旦发现故障就要采取相应的措施进行解决,保证设备的安全稳定运行,从而为我国电力企业的发展奠定坚实的基础。 猜你喜欢: 1. 电力技师论文 2. 电力工程技术论文范文 3. 电力技术论文范文 4. 电力工程师论文范例 5. 电力抄核收技师论文

目 录前言原始材料第 一 章 电气主接线的设计及主变选择第一节 电气主接线设计 ……………………3第二节 所用电的设计 ……………………10第 二 章 短路电流计算第一节 概述 ………………………………12第二节 短路计算说明 ……………………15第 三 章 导体和电器的选择计第一节 总则 ………………………………24第二节 母线的选择设计 ……………………26第三节 断路器选择设计 ……………………31第四节 隔离开关选择设计 …………………33第五节 互感器的选择设计 …………………35第六节 引下线的选择设计 …………………38第七节 支持绝缘子及穿墙套管选择设计 …38第 四 章 防雷保护第一节 直击雷防护 ………………………40第二节 雷电过电压的防护 …………………42第 五 章 继电保护及自动装备配置第一节 概 述 ………………………………46第二节 继电保护的一般规定 ………………47第三节 电力变压器保护 ……………………48第四节 自动重合闸配置 ……………………50附录(Ⅰ) ………………………………………………53参考文献

论文前言怎么写前言是正文“章”之前的一章。前言的写作应该包括研究综述,提出自己论文的研究范围和研究观点。1.研究综述写作毕业论文一定要有研究综述,也叫综述报告。研究综述是梳理本论文研究对象的历史、现状、发展趋势,并且对这些研究作出评价。确定自己研究的逻辑起点,在别人研究的基础上自己将要做的探讨。在审阅的学位论文中,研究综述存在的问题主要表现在过于简略,缺少分析评价。有的只是开列出了别人研究的论著,没有任何分析,以开列篇目代替自己的综述。有的研究综述占了整个论文的一半内容,以综述代替自己观点的论述。2.研究观点前言除了写作研究综述外,还要陈述自己的研究观点,自己在本论文中将要讨论什么问题,提出的观点是什么。对涉及论文观点的关键词作出界定,自己是在什么范围讨论这个问题,怎样使用这个观点。这样做,可以使自己的观点明确,重点突出,别人看得明白。也避免了对讨论范围和关键词的歧义。前言的内容要清楚明白,最好也有章节标题。3.研究内容的总体描述学位论文的分析方法,一般遵循两种程序,一是逻辑分析性程序:“分析—综合”,二是系统综合性程序:“综合——分析——综合”。我认为最好采用系统综合性程序,具有高屋建瓴,提纲挈领的作用。综合性程序的前一个“综合”是前言中,把研究对象看作一个综合体,对自己的观点进行总体描述。“分析”就是在综合的基础上,把各个部分按照章节进行分观点的探讨,每一次分析的结果都反馈到上一层次的综合上。后一个“综合”就是在论文的结语部分,总结全文的研究,概括自己的论文观点。因此,前言提出自己的研究观点,还需要进一步从整体上阐述自己的研究内容,也就是对自己的论述内容做一个系统的总体描述。这种总体描述相当于论文的摘要。便于读者一目了然地把握自己论文的论述观点和论述内容。也为下文进入第一章的论述做准备。也许有同学会说,我已经在论文摘要中谈了自己的研究内容,不必在前言中再谈论述内容。两者是不同的,前言属于学位论文的正文,在正文中应该对自己的研究内容做一个综合描述。读者可以不看你的摘要,但是要看你的正文。如果你不在前言对自己的研究内容做一个总体描述,你就错过了让读者了解你的论文总貌的一个机会,增加了读者了解你的论文观点的困难。你让读者一头雾水,半天找不到你的观点是什么。读者看不明白,也许就不愿意或者不耐烦看了答案补充这次毕业设计的主要内容是对某地区110kV变电所的设计,该变电所位于平原地带,交通方便,无特殊环境污染。该地区最热月平均温度30度,年最高温度为40度,年平均气温15度,土壤温度20度。并且该变电所与甲,乙两变电站相连,以10kV出线分别向附近的工厂和居民点供电,10kV出线共15回。10kV侧的最大负荷为35MW,最小负荷为最大负荷的60%;在15回出线中,最大回的负荷按4MW考虑。并且根据所有的条件进行毕业设计,选择主变压器的台数和容量,并进行短路电流计算,从而进行设备选型和校验,选择合适的电压、电流互感器,同时介绍了一些电气设备选择的原则。对主变压器进行保护设计,进一步整定计算,最后规划该变电所的防雷保护措施,做出完整的110kV变电所电气部分设计。

检测设备传感器论文

关于智能技术在变电站中应用探究论文

在日复一日的学习、工作生活中,大家一定都接触过论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。写起论文来就毫无头绪?以下是我帮大家整理的智能技术在变电站中应用探究论文,仅供参考,大家一起来看看吧。

随着科技的不断创新、改革,当前电力企业当中,智能技术有了突飞猛进的发展,具备智能化、集成化、标准化等特点。智能技术在变电站中的应用非常广泛,能够应用在设备层面、间隔层面以及站控层面,智能技术的合理应用不仅能够降低变电站对人工的依赖性,还能够显著提升变电站数据的收集、数据正常性判断的准确性等。本文主要分析变电站中智能技术的应用。

近些年,智能化技术在不断的创新,越来越多的先进技术在各个行业当中逐渐普及。智能技术在当前已经较为成熟,在工业产业当中,智能技术本质上就是代替人工进行一些分析、操作。相关研究报道,合理应用新型设备、自动化设备、电子计算机、新技术以及新工艺等智能技术能够显著改善电力行业的经济价值,能够达成高效、高产、低能耗以及低成本的企业目标。

1、智能技术在变电站的使用现状

我国当前主要的枢纽性变电站数量大约有1000座左右,其中大部分已经基本实现自动化管理、运作。智能技术在其中有着较多的使用,并且取得的经济效益十分是显著。采用先进的智能数据整理、收集与对比系统,能够给予变电站非常多的自动化、智能化功能。在新型变电站中,主要有全部分散、局部分散以及集中配屏等多种模式,智能系统在多个模式当中具备的功能大致相同,具备基本的监控功能、保护、防误操作、事故紧急修复、经济运维处理、设备实施管理等等。传统变电站与智能技术变电站而言其体系结构全然不同,其信息的交替效率也有所不同。想要将传统变电站全面改造成为智能化变电站,在技术上、安全性上以及造价成本等方面都有相当的难度。对此,智能技术应用在变电站中的优化工作重点应当是新变电站的建设方面。

我国终端站以及受控站的数量大约有1万左右,其因为人力资源以及资金等方面的限制,当前还无法真正、全面的实现智能化。在当前,新建变电站已经能够全面完成智能化管理。而对于常规变电站而言,变电站的无人化、自动化问题仍是问题解决重点。在未来的工作中,应当尽量将变电站向无人值班转变。对此,就需要电气设备具备更加强大的自动控制功能和更高的安全性。

2、智能技术在变电站当中的应用

引入控制端

引入计算机终端,促使变电站具备自动化控制功能。计算机终端系统能够按照实际的要求检测变电站的电能转变、运输等情况,判断运输电力时的电压、时间等情况,从而判断故障的发生。此外,计算机终端还能够通过数据的实时监控,实现自动化控制的功能,从而降低突发事件所引发的变电站故障,从而提升供电的可靠性。

分级控制技术

基于电力安全运输、管理的要求所创造的分级式控制技术,在站控层、间隔层以及设备层等方面实现了基本相对应的分级控制模式,这不仅能够显著的降低中央处理设备的负荷,还能够促使设备体现较高的使用效率,从而实现集中式控制,并且消除潜在的安全风险。

光纤技术的应用以及电力装置的集成性

智能变电站能够借助光纤技术完成变电站与变电站之间的各个控制层局域网管理目的,在控制中心可以分别对站控层、间隔层以及设备层的实时信息,实现自动传播信息。与此同时,局域网当中的控制层能够借助光纤技术更加稳定、可靠的传输各类数据。电力装置的集成性配合光纤技术能够将电力装置的所有运行参数进行集成化传输、管理,从而节约数据收集的时间,节约设备的维护繁琐性。

实现全局或局部智能控制

智能设备在变电站当中的合理使用能够基本满足智能化控制的需求。通过对变电站各级设备的优化控制,能够完成电流闭锁装置、电流互感器以及控制柜等设备的智能化管控,从而实现设备半自动、全自动化管理。

智能技术在变电站中的突出应用

智能技术在变电站当中的应用能够促使变电站实现高压配电设备具备智能化,完成小范围内的智能化电网建设工作。基于智能传感器的实时监控能力,监控电力设备的运行状况,并根据监控结果进行实时的调整、控制。智能技术在变电站中能够使一次变电设备实现一体化控制、检测。对于高压设备的断路器实现一体化设计,从而实现一体化管理的目的。

智能技术在变电站中基于计算机终端,通过站控系统便可以实现全面的设备检测,并可以按照实际需求不断的完成电力设备运行数据的实时监测以及各类型智能变电装置的工作信号的监控,检测变电站的输出、输入状态。智能技术在变电站当中大量应用,能够极大程度的控制无效数据的采集量,并提升变电站的整体监控效率。

采用先进的数据采集智能系统,能够促使智能变电站具备相当庞大的信息收集能力。基于先进的数据处理技术,智能变电站便具有非常显著的信息处理效果。借鉴在线处理技术以及数据库模型技术,智能变电站能够具备基本的故障诊断能力以及状态监测能力,工作人员需要将变电站内部的设备正常工作状态时的特性、参数输入到数据库当中,系统便可以根据输入的参数、特性与当前检测到的数据是否一致来判定变电站是否处于正常工作状态,并在协议允许范围之内进行自主整改、调整,能够在一定周期之内完成变电站基本设备的实时工作状态监测、评估以及上报等工作。

3、总结

综上所述,智能技术在变电站当中的巧妙应用,不仅能够降低工作的复杂性、繁琐性,还能够极大程度的提升变电站的自动化程度,对于变电站而言有着极其重要的意义。电力企业的创新必然需要依靠智能技术,通过改善智能技术优化电力企业变电站的运维质量,从而实现智能化发展。

摘要

随着科技的发展,社会的进步,国家电网快速发展,智能变电站的建设也越来越多,智能变电站由智能设备和智能高级应用两个特征,具有多信息融合,智能化监控设备状态、智能化变电站防误闭锁等高级功能。智能变电站的普及为实现我国变电站的自动化运行和管理会带来深远的影响,具有重大的技术和经济意义。

【关键词】智能变电站防误

智能化变电站由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)以及网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建,它建立在IEC61850标准和通信规范基础上,能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。智能变电站为采用先进、可靠、集成、低碳、环保智能设备,并以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,采用自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,能够实现变电站运行操作自动化、变电站信息共享化、变电站分区统一管理、利用计算机仿真技术实现智能化电网调度和控制的基础单元。智能变电站体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。

1、智能变电站的智能特征

智能变电站是与传统电网相对而言的一种新型电网,其智能主要包含智能设备和智能高级应用在两个方面。

智能变电站的智能设备

智能变电站的智能设备由一次设备和智能组件有机结合而成,智能变电站系统由过程层、间隔层和站控层3层组成,

智能变电站的过程层由一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元和智能终端组成,能够完成变电站电能的分配、变换、传输、测量、控制、保护、计量以及状态监测等相关的功能。

智能变电站的间隔层设备一般由继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备构成,能够实现使用一个间隔的数据并作用于该一次设备的功能,即与各种远方输入/输出、智能传感器和控制器通信。

智能变电站的站控层功能高度集中,能够在一台计算机或嵌入式装置中实现,同时也可在多台计算机或者嵌入式装置中实现。它主要由自动化系统、站域控制系统、通信系统、对时系统等子系统构成,能够实现面向全站或者一个以上一次设备的测量和控制功能,能够完成数据采集和监视控制、操作闭锁以及同步相量采集、电能量采集、保护信息管理等相关功能。

智能变电站的智能高级应用

智能变电站的智能是与传统的变电站相对而言,传统的变电站大都也实现了自动化控制,但是这种自动化是被动式的,与现在意义上的智能变电站是有区别与差异的。智能变电站具有良好的互动功能,可以与调度机构友好互动,其采集数据信息量非常大,全景采集,经站内信息一体化平台和电站自动化系统高级应用模块,来对数据进行初步的挖掘、分析,以便实现智能告警、顺序控制、设备状态可视化、事故综合分析决策等智能功能

2、 多信息融合,智能化监控设备状态功能

智能变电站采用信息融合(数据融合)技术对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化。多信息融合技术能够从多视角进行处理及综合,可以得到各种信息的内在联系和规律。智能变电站现在已经实现了广泛的在线监测,可有效获取电网运行状态数据,掌握各种智能电子装置的故障动作信息及信号同路状态。而状态监测与诊断系统的有机结合,可以对变电站设备进行综合故障诊断:根据获得的被监测设备状态数据,利用多信息融合技术、结合被监测设备的结构特性和参数对设备进行综合故障诊断,结合其运行历史状态记录以及环境因素,对被监测设备工作状态和剩余寿命做出科学、合理的正确评估,以减少故障,确保设备安全、稳定运行。

3、智能化变电站防误闭锁功能

智能化变电站防误闭锁系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,分为站控层防误主机、间隔层智能防误装置、过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具、闭锁附件,及电脑钥匙等部分。其中防误主机、智能防误装置层以及智能闭锁单元之间所采用的均为IEC61850规范完成变电站内各种操作的防误闭锁,能够有效实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求,同时实现与监控系统站内模型信息共享,监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置等功能。其主要功能特点如下:

标准统一、信息共享

智能化变电站各设备及系统之间数据采用统一的IEC61850标准进行交互,为防误闭锁装置和自动化装置互联与互操作性提供了技术上的支持,所以两者之间的数据能够好的进行交互访问,能够在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。

全面防控、强制闭锁

智能化变电站系统根据IEC61850标准三层架构体系构建,能对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能,实现了间隔层防误。同时,为了防止过程层网络GOOSE报文错误或者监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作,在过程层上设置智能闭锁单元,能够实现防误闭锁的强制性要求,智能闭锁单元同时支持就地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作功能。

顺控操作

顺控操作由间隔层智能防误闭锁装置和监控系统配合完成,顺序控制操作方式是指通过监控中心的计算机监控系统下达操作任务,再由计算机系统独立地按顺序分步骤地实现操作任务。按防误操作方式可分为:远、近控均采用逻辑防误加本间隔电气节点防误。智能防误闭锁装置具有良好的开放性以及互操作性,融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面,能够完整的实现对设备操作的防误功能,最大限度地实现防误功能。

智能变电站是智能电网的重要基础和支撑,同时是变电站建设和发展的方向,我们要结合我国智能电网发展的情况,充分发挥智能变电站的功能,做好我国智能变电站的建设工作,为促进我国电网向自动化、信息化发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]苏鹏声,王欢.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[]J.电力系统自动化,2003,27(l):61-65.

[2]王璐,王鹏.电气设备在线监测与状态检修技术[]J.现代电力,2002,19(5):40-45.

[3]严璋.电力设备绝缘的状态维修[A].电力设备状态检修和在线监测论文集[C].2001.

作者简介

董德永(1981-),男,现为国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司工程师。研究方向为高电压电气设备绝缘。

作者单位

国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司辽宁省辽阳市111000

摘要:介绍智能变电站的涵义、结构、应用,分析其关键技术并提出智能变电站的一些应用。智能化变电站是在数字化变电站的基础上,根据标准的通信协议体系,考虑到智能电网中分布式电源的大量接入和与用户的互动性要求,应用数字化测量等智能技术构建的智能电网枢纽;智能变电站建设是智能电网发展的基础。

关键词:智能变电站技术功能

中图分类号:TM76文献标识码:A文章编号:1007—3973(2012)009—042—02

1、引言

目前,国家电网公司正在大力推广智能电网的建设,作为智能电网的一个重要组成部分智能变电站正在越来越称为今后电网建设的主流,虽然关于智能变电站的相关技术、规范还处于不断的改进、修订过程中,智能变电站在实际工程中的应用已经在不断的扩大,技术、经验也已经不断的成熟。下面我们对智能变电站的一些技术、功能等方面作一简单介绍。

2、智能变电站的涵义

目前,广为认可的对智能变电站的定义是“采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站”。

3、智能变电站的结构

智能变电站内的设备

智能变电站内的设备按照功能的不同可分为三大类(有时常被称为三层):

过程层:主要指一次设备,变压器、断路器、互感器、刀闸等;

间隔层:主要指二次设备,保护装置、测控装置、在线监测装置、自动装置等;

站控层:基于计算机主机的后台系统、监控系统、远动、视频安防。

智能变电站与传统变电站的区别

智能变电站与传统变电站相比一个很大的区别在于:二次设备和一次设备的功能重新定位,并且一次设备的智能化改变了传统变电站中继电保护设备的结构。

其中,一次设备的变化主要体现在一次设备的智能化:

(1)互感器方面的变化。由电子式互感器取代以前的常规互感器,这里包括电流、电压互感器。AD变换装置移入电子式互感器,并配备高速数据接口。(2)开关方面的变化。由智能化开关取代以前的常规开关,开关量输出DO、输入DI移入智能化开关,保护装置发布命令,由一次设备的执行器来执行操作。表1为常规互感器与电子式互感器优缺点的比较。

电子式互感器就其结构原理分为有源式和无源式两种类型,目前广为采用的是有源式结构。

从电压等级上区分,大体上也分为两种:

(1)110kV及以上采用数字输出的电子式互感器,需要合并单元;

(2)10kV、35kV采用模拟输出电子式互感器直接接入就地四合一智能单元。与电子式互感器配合使用的设备被称为“合并单元”,它是实现电子式互感器与二次设备接口的关键装置。它的作用主要有以下几个方面:

1)数据合并:合并单元同时接收并处理三相电流和电压信号,并按照IEC60044—8或IEC61850—9—2格式输出;单间隔内IEC61850—9传输,跨间隔60044—8/FT3传输;

2)数据同步:合并单元实现独立采样的三相电路和电压的信号同步;

3)信号分配:智能二次设备从合并单元获取一次电流电压信息;

4)激光供能(户外支柱式电流互感器);

5)完善的自检功能,如CT断线等。目前,真正意义上的智能开关还未得到广泛的生产及应用,在实际中应用较多的是在传统开关上,安装智能装置,提供开关量输出DO、输入DI,接收保护装置发出的命令,由一次设备的执行器来执行操作。实现此功能的设备被称为“智能终端”,通过它实现输出DO、输入DI信号的光电转化。

它的作用主要有以下几个方面:

a)给传统断路器或变压器提供数字化变电站接口,接入GOOSE网络和MMS网络;

b)在开关端子箱安装智能终端:对刀闸等进行状态采集和控制,就地操作箱功能;

c)在变压器端子箱安装智能终端,实现变压器测控功能:采集温度、档位、非电量、中性点地刀等状态,控制风扇和档位。

可见,目前被广泛使用的“智能开关”是由一个“传统开关”,一个“合并单元”以及一个“智能终端”组成的集合体。它所实现的功能已经基本具备了真正意义上的“智能开关”的一些常用的功能了。

在电子式互感器进行采样时,涉及到同步的问题,即需要使相关的几种设备之间传输、交换的数据达到相对的同步。这有点类似于传统变电站保护测控装置中的所使用的GPS对时功能。

在这里我们采用的是在过程层构建独立的采样同步网,这里我们采用了IEEE1588精密对时协议,它的优点主要体现在以下几个方面:

(1)硬件对时精度在ns级别,满足计量需要;

(2)与数据网络合一,减少了故障点,增加了系统的可靠性;

(3)支持绝对时间;

(4)光纤纵差保护可以借助硬件1588实现与合并单元的同步;

(5)软件1588可以实现事件“打时标”的要求。

说到信息通信,我们不得不提到GOOSE网络,它与传统变电站中的通信网络系统相比有以下几个特点:

(1)GOOSE(面向通用对象的变电站事件)以快速的'以太网组播报文传输为基础,代替了传统的智能电子设备(IED)硬接线的通信方式,为逻辑节点间的通信提供了快速且高效可靠的方法;

(2)GOOSE服务支持由数据集组成的公共数据的交换,主要用于保护跳闸、断路器位置、联锁信息等实时性要求高的数据传输;

(3)GOOSE服务的信息交换基于发布/订阅机制基础上,同一GOOSE网中的任一智能电子设备,既可以作为订阅端接收数据,也可以作为发布端为其他设备提供数据。这样可以使得设备之间通信数据的增加和更改变得更加容易实现。

可以说,引入了GOOSE通信技术后,变电站内的信息通信系统变得更加强大了。

目前,对一次设备进行智能化改进,主要包括:断路器智能化、变压器智能化。

其中,断路器智能化方案包括:

(1)研制功能合一化的智能组件装置;

(2)合并单元+开关控制器合一的智能组件;

(3)保护+测控+开关控制器+合并单元,四方面功能合一的智能组件;

(4)监测功能组主IED;

(5)优化检测设备传感器的配置;

(6)一体化设计智能组件与机构,简化回路;

(7)使用软件联锁替代硬件联锁;

(8)研制机构控制器;

(9)简化断路器和刀闸机构;

(10)从机构到智能组件柜实现光纤替代电缆;

(11)用自动控制替代手动控制。

同时,当以GIS设备为代表的等设备的智能化方案中,GIS智能组建柜内包括:主IED、断路器机械特性在线控制IED、局部放电IED、SF6密度及微水监测IED、避雷器在线监测IED、智能终端、合并单元。

现在普遍使用的变压器智能化方案,主要是采用“传统的变压器+智能终端”的方法,实现以下几个方面:

(1)现阶段智能终端已实现的功能;

(2)档位上传与控制;

(3)中性点地刀控制;

(4)非电量及其他信号测量;

(5)主变温度等测量;

(6)冷却控制。

变压器智能组件柜内包括:主IED、控制测量IED、冷却控制IED、局放监测IED、油中气体在线监测IED、分接开关监测IED、套管在线监测IED、非电量保护、合并单元、本体保护。

保护与控制系统和传统保护控制设备的主要区别:

(1)接口。传统保护只需支持传统的5A/100V的模拟量接口,数字化保护需支持GOOSE和SV点对点模式、组网模式等多种接口,接口方式多样。(2)通讯规约。传统保护为103规约,数字化保护需支持IEC61850规约。

4智能变电站的智能高级应用

智能变电站系统除具备以上最基本的应用功能外,还包括以下方面的高级应用功能。

一体化信息平台

在实现传统综自变电站当地监控功能的基础上,利用一体化信息平台,对变电站的全景数据进行综合分析和应用,以实现支持电网的安全优化运行。一体化信息平台的主要功能包括:

(1)实时自动控制;

(2)智能调节;

(3)在线分析决策;

(4)协同互动;

(5)其他高级功能。

从而提高运行管理的自动化程度,减少系统的维护工作量,减轻变电站和调控运行人员的劳动强度。

图形化的配置工具与源端维护

其中,“源端维护”是指利用SCD文件直接生成一体化信息平台的数据库,图形可导出为SVG格式供远端系统使用,从SCD文件导出变电站一次设备连接的拓扑关系,并且从SCD文件导出符合IEC61970标准的CIM模型。

智能告警及分析决策

在目前的变电站监控系统中,告警的方式比较单一,功能也比较有限,基本上信息按照时间顺序全部显示,未作筛选和推理判断处理。一旦发生事故后,信息多,值班人员很难从大量的信息中获取到重要告警信息,影响对事故的正确判断。因此,智能告警与分析决策能够实现:分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。

智能视频

可以实现视频系统与监控系统联动。

(1)正常遥控时。操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时,视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面,并且在监控机上显示现场的视频。

(2)事故异常时。当发生事故导致站内设备动作时,视频系统能够通过事故总和SOE告警信息主动推出动作设备的现场视频。

此功能需遥视设备厂商与监控系统厂商合作进行。

设备在线监测

采集主要一次设备(变压器、断路器等)的状态信息,进行状态可视化展示并发送到上级系统,为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。

采集的数据主要包括:

一体化在线五防

(1)五防规则在监控系统统一制定,在监控系统实现防误闭锁功能;

(2)五防规则由监控系统传递到间隔层测控装置,取消传统电脑钥匙,遥控回路采用硬接点闭锁;对于手动操作设备采用在线式锁具闭锁。

此功能需五防设备厂商与监控系统厂商合作进行。

程序化顺控

(1)可接收和执行调度/集控中心和本地后台系统发出的控制命令,经安全校核正确后,自动完成相关运行方式变化要求的设备控制,具备投退保护软压板功能,具备急停功能,可在站内和远端实现可视化操作。

(2)在顺控控制过程中,变电站可以及时向调度/集控中心反馈执行过程的信息,如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等,以便远端系统能更全面的掌控。

5、结语

智能化变电站是数字化变电站的升级和发展,在数字化变电站的基础上,结合智能电网的需求,对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站的相关技术及应用正在不断的成熟与积累经验的过程中,相信在不久的将来,智能化变电站的相关技术将越来越成熟、完善,能够为我国电网的建设、运行提供越来越多的帮助。

参考文献:

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[5]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京:中国电力出版社出版,2009.

1.专业定位 准确, 人才培养目标和模式明确 专业定位准确, 办学思路明确 广州市政府已将汽车制造作为本市经济发展的支柱产业,总的年产量确定为 150万辆,并正在建设以珠三角地区为主体的汽车零部件配套基地,每年将给广州市带来3000亿的国内生产总值。在汽车消费中,买车的钱约占汽车消费的1/3,而汽车服务要占到汽车消费的2/3,维修汽车将是今后市民的主要消费对象,汽车服务已经不再是厂家售后服务的概念,它集合了汽车金融、汽车保险、汽车零配件、汽车“4位一体”的售后服务、汽车维修、汽车中介、汽车美容和防护、汽车专业人才的教育和培训、城市规划、交通管理的社会大系统。 广州市每年总共向社会提供约 2000个大专层次专门技术人才,而在广州市,与汽车相关的从业人员将超过100万。我校就是在这样的大环境下建立的汽车检测与维修技术专业,专业定位在培养现代汽车检测与维修的专门技术人才上,使毕业的学生具有一定专业理论知识,具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力,同时能够从事汽车销售、汽车营运及汽车企业管理工作。 本专业始终把服务于广东省汽车工业及其经济发展放在第一位,以市场需求及就业为导向,以产学研结合为人才培养的基本途径,在坚持以人为本和全面推进素质教育的基础上,形成并实践了以职业能力培养为核心,职业技能与素质训练相结合,理论与实践并重,紧密与校外企业的合作,培养具有一定理论知识又有较强实践技能的技术应用型专门人才的办学思路。本专业建设的最终目标是办成全国示范性专业。 专业建设规划目标明确, 实施方案具体,措施得力,效果显著 本专业根据《广州大学科技贸易技术学院“十五”规划》 ,结合汽车服务和汽车产品市场的发展与竞争的趋势,制定了本专业的“十五发展规划” 。到了 2005年将新增汽车技术服务与营销专业、汽车电子技术专业,并计划于2007年成立车辆工程系,届时汽车专业发展到6 ~ 8个 。到2006年,上述的三个汽车专业将 招生200~240人、在校生将达360人,其中 本专业 的在校生将达195人。 建设与完善现有的校内外实践教学基地,形成本专业系列实验室、系列实训室和系列校内外实习基地。 学校现在主要有人才引入机制、青年骨干教师培养制度、年度考核制度、严谨的教学管理制度、教学竞赛制度等,以保证目标规划的顺利进行。 人才培养模式符合培养目标的要求 本专业培养德、智、体、美全面发展的,即掌握一定专业理论知识,具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力,又熟悉汽车销售、汽车营运及其企业管理的高级复合应用型人才。毕业生在工科大专文化、专业基础知识和现代汽车技术专业知识的基础上,将具有一定的通用机械设计与维修能力、现代汽车检测与维修能力、汽车销售能力和汽运企业管理能力,并将获得中级汽车修理工证书。 根据培养目标,毕业生应有的 知识结构是: 1 )掌握工科大专文化基础知识; 2 )掌握本专业知识所需要的基本理论、基本知识和基本技能; 3 )掌握与现代汽车技术相关的专业知识和实践操作。 汽车ABS技术的发展趋势研究 在汽车防抱死制动系统出现之前,汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号,无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况,汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时,不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时,地面的侧向附着性能很差,所能提供的侧向附着力很小,汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题,极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时,这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System简称ABS)的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态,并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象,因而是一个闭环制动系统。 它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一,汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离,有效提高行车的安全性。 一、ABS的工作原理 汽车制动时由于车轮速度与汽车速度之间存在着差异,因而会导致车轮与路面之间产生滑移,当车轮以纯滚动方式与路面接触时,其滑移率为零;当车轮抱死时其滑移率为100%。当滑移率在8%~35%之间时,能传递最大的制动力。制动防抱死的基本原理就是依据上述的研究成果,通过控制调节制动力,使制动过程中车轮滑移率控制在合适的范围内,以取得最佳的制动效果。ABS系统硬件构成主要由传感器(包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器)、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成,形成一个以滑移率为目标的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将这一数据传送至电子控制装置上,控制装置是一个微处理器,它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中,车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时,它就发出信号给液压调节器,液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制(作用、保持、释放、重新作用)。这一动作,每秒钟能出现10次以上。 二、ABS技术的发展及应用现状 基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年,德国博世公司(BOSCH)申请一项电液控制的ABS装置专利,促进了ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS始于1950年代中期福特汽车公司,1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置,这种ABS装置控制部分采用机械式,结构复杂,功能相对单一,只有在特定车辆和工况下防抱死才有效,因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期,由于电子技术迅猛发展,为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。ABS控制部分采用了电子控制,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,制动效果也明显改善,同时其体积逐步变小,质量逐步减轻,控制与诊断功能不断增强,价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。 进入90年代后,ABS技术不断发展成熟,控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术,ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90%以上,轿车ABS的装备率在60%左右,运送危险品的货车ABS的装备率为100%。ABS装置制造商主要有:德国博世公司(BOSCH),欧、美、日、韩国车采用最多;美国德科公司(DELCO),美国通用及韩国大宇汽车采用;美国本迪克斯公司(BENDIX),美国克莱斯勒汽车采用;还有德国戴维斯公司(TEVES)、德国瓦布科(WABCO)、美国凯尔西海斯公(KELSEYHAYES)等,这些公司的ABS产品都在广泛地应用,而且还在不断发展、更新和换代。 近年来,ABS技术在我国也正在推广和应用,1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术,但这些ABS装置我国均没有自主的知识产权。 国内研究ABS主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业大学等单位,虽然起步较晚,也取得了一些成果。在气压ABS方面,国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定的生产规模。液压ABS由于技术难度大,国外技术封锁严密,国内企业暂时不能独立生产,但在液压ABS方面也在做自主研发,力图突破国外跨国公司的技术壁垒,已经取得了一些新的进展和突破。如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱死制动系统(ABS)“九五”国家科技攻关课题,在ABS控制理论与方法、电子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理论,避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性,取得了理论上的突破,研发ABS成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京IVECO轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准GB12676-1999和欧洲法规EECR13的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义,标志着我国汽车液压ABS国产化已迈出坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统,率先在HF6700轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距,但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下,相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平

生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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1、氧传感器:当氧传感器故障时,ECU无法获取这些信息,就不知道喷射的汽油量是否正确,而不合适的油气空燃比会导致发动机功率降低,增加排放污染;2、轮速传感器:它主要是收集汽车的转速来判断汽车有没有打滑的征兆,所以,就有一一个专门收集汽车轮速的传感器来完成这项工作,一般安装在每个车轮的轮毂上,而一旦传感器损坏,ABS会失效;3、水温传感器:当水温传感器故障后,往往冷车启动时显示的还是热车时的温度信号,ECU得不到正确的信号,只能供给发动机较稀薄的混合气,所以发动机冷车不易启动,且还会伴随怠速运转不稳定,加速动力不足的问题;4、电子油门踏板位置传感器:当传感器失效后,ECU无法测得油门位置信号,无法获得油门门踏板的正确位置,所以会出现发动机加速无力的现象,甚至出现发动机不能加速的情况;5、进气压力传感器:进气压力传感器顾名思义就是随着发动机不同的转速负荷,感应一系列的电阻和压力变化,转换成电压信号,供ECU修正喷油量和点火正时角度。一般安装在节气门边上,假如故障了会引起点火困难、怠速不稳、加速无力等问题。

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首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。 它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。 智能传感器(Smart Sensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力,自诊断、自维护等。显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。 在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口 (SPI)等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成 CMOS 电路工艺流程之前,亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的外围接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快(现在约为几美元一只)。 顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。 相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。 微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。 MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显,MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。 微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS 的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。 通过控制芯片上的微反射镜阵列,实现光输入/输出的交叉互联。这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。市场上可买到的MEMS光开关已达1296路,开关转换时间约为20ms。 微机械(也称为纳米机械)则尚处于开发试验阶段,但已有许多很重要的实验室产品涌现,如著名的纳米电机、微昆虫、微直升机和潜水艇等。技术产业界普遍认为,它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。

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