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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大型风力发电机组并网运行的探讨 1 风力发电机的并网 风力发电机组是将风能转换成电能的装置，系统包括发电机、增速箱、刹车、偏航、控制等几大系统。直接与电网相连接的是异步发电机。下面以甘肃玉门风力发电场的金风S43/600风机为例说明并网问题。 异步发电机结构简单，其发电的首要条件是要吸收无功来建立磁场，如果没有无功来源，也就是说没有电网，异步发电机是没有能力发电的。 风机从系统吸收无功，必然会造成系统的电压降低和线损的增加，所以每台风力发电机都设有无功补偿装置，最大无功补偿容量是根据异步发电机在额定功率时的功率因数设计的，一般为>0. 98。 但由于风力发电机的无功功率需求随有功变化，如图1所示，因此，风机每个瞬时的无功需求量也都不同，该风机补偿分为4组固定的容量(600kW风机：87.5 kV.A、50 kV.A、25 kV.A、12.5kV - A)，在每个补偿段内，不足部分无功从电网吸收。 单台风力发电机组自身有较全的保护系统，风机主电路出口处装有速断和过流保护，其定值分别为2倍的额定电流、Os动作和1.5倍额定电流、12 s动作。风机还有灵敏的微机保护功能，设有三相电流不平衡，缺相，高压、低压，高周、低周，功率限制等项保护。因此当风电场内或电力系统发生故障时，风机的保护动作非常迅速，保证电网和风电场的安全。 由于异步电机在启动时冲击电流较大，最大可以达到额定电流的5～7倍，对电网会造成冲击。为解决以上问题，现在设计的风力发电机有性能优越的软并网控制电路。目前软并网的控制方式有两种：电压斜坡方式和限流方式。软并网过程可以做得很平稳，整个软启动的过程可以在十几个周波到几十个周波内完成，最高峰值电流可以限定在额定电流之内。图2是记录的S43/600风机并网时的电流实际波形，采样电流幅值衰减20倍。风机的软启动电流限制在500 A内（小于额定电流），启动过程约40个周波。 另外，目前风电场占系统的容量很小，而且风电场的容量利用系数较低，因此风电负荷的变化不会对系统的周波造成较大的影响。2风电场并网中应注意的几个技术问题2.1 继电保护 在设置保护和确定保护定值时应考虑以下因素。 目前一般风机出口电压是低压系统，从35 kV侧的等值电路来看，风机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗，短路电流无法送出。 风力发电机为异步发电机，当系统短路时，风机出口电压大幅度下降，没有了励磁磁场，则风机无法发电。风机自身具有全面的微机保护。 由于以上特点，在考虑电网继电保护和风电场的继电保护方案时，只需设置速断和过流保护，定值考虑躲过风电场最大负荷电流即可。2.2 电网电压的调整 有些风电场处于电网末端，电压较低，在进行风电场设计时有一项很重要的工作就是变压器电压分接头设计。既要保证风机的出口电压，又要确保线路上其他用户的要求。 在设计时要认真调查不同季节、不同时间（白天与晚上的负荷）距离风电场最近的线路末端节点电压的变化值，并根据该电压值来设计电压分接头，风力发电机作为电源，其电压允许的偏差值为额定电压的+10%至-5%，如果电压低于额定值，则输送同样功率时电流值就会增加，从而引起线路损耗的增加。另一方面，低电压还会引起软启动电流值的增加。在风电场接入电网调试期间，应反复测量变电站低压侧电压，合理选择分接开关位置，以确保风机出口电压在规定的范围之内。2.3 风电场的无功补偿 风电的无功需求特点如下：在停风状态下也保持与电网的联接并从系统吸收无功。 风机的无功需求量随着有功变化而变化，一部分通过自身的无功补偿装置补偿。但在无功补偿的4组固定的容量之间，仍需从电网吸收部分无功。 风电场的无功造成的影响如下：①风电场的无功变化在满发时会抬高风机出口电压，在并网时会在瞬间较大幅度降低出口电压。②对线路及变压器损耗的影响。由于风电场设备长期并网，无论是否发电，变压器都要向系统吸收一定的无功，其数量大约是变压器容量的1%—1.4%。此外，随着风机有功出力的变化，无功需求也在变化，当风机本身的无功补偿不足以补偿这些无功变化时，就需从电网吸收无功，这些无功在流经线路时也会引起线路损耗。风电场中的风机是分散排布的，其间隔距离较大，因此从系统吸收无功所经的线路较长，又会增加一定的线路或变压器损耗。 综上所述，风电场的无功补偿是一项有经济效益的工作，除了风机内的补偿外，在每台箱式变压器低压侧根据变压器的空载电流大小增加一组补偿电容器并长期投入，容量按照变压器空载无功功率选取： 以红松风力发电场用的1 600/10. 5/0. 69箱式变压器为例，空载电流为0. 6%，空载损耗2.11 kW，视在额定功率1 600 kV．A，变压器空载无功约为9. 37 kV -A。 另在35 kV升压站内增加无功补偿装置，以弥补由于出力变化引起的无功变化，从而起到降低线路损耗的作用。3结论 大型风力发电机组在并网时选择合适的继电保护装置、合理地调整电网电压、配备足够的无功补偿装置，就能顺利并网。理论和实践都已证明风力发电的并网过程比较简单，不会对电网产生影响。 本文选自591论文网591LW：专业 代写毕业论文 -致力于代写毕业论文,代写硕士论文,代写论文,代写mba论文,论文代写
电气化铁道电能质量综合控制研究
摘 要:作为典型的非平衡负载,电气化铁道的牵引负载给公共电网带来的谐波、负序和无功等电能质量问题不
容忽视。静止无功补偿装置(SVC)是一种减小甚至消除无功、谐波以及其他电能质量问题的有效方法。以静止
无功补偿器(SVC)为基础,对电气化铁道的电能质量问题的综合控制进行研究。
关键词:电气化铁道;电网;电能质量;综合控制
1 前言
中国的电气化铁道总里程已经突破2·4万公里,
跃居世界第二。电气化铁道具有运载能力强、行车速
度快、节约能源、对环境污染小等优点,在现代国民经
济发展中起着举足轻重的作用。
但是,由于电气化铁道牵引负载所具有的随即波
动性和不对称性,其给公共电网带来的诸如负序电流、
谐波以及无功功率等电能质量问题也引起了极大的关
注。研究如何利用有效手段治理电气化铁道牵引负载
所带来的一系列电能质量问题,确保电网中其他电力
设备的安全经济运行具有重大意义。
2 电气化铁道牵引供电系统
2·1 概述
我国的动力供电电网电压一般为110kV或者
220kV,通过牵引变压器转换为27·5kV作为牵引动力
机车的供电。现在普遍流行的牵引变压器种类主要有
单相牵引变压器、Y-D11牵引变压器、阻抗匹配牵引
变压器、Scott变压器等。我国电气化铁道采用工频交
流50Hz三相供电单相用电,其负荷牵引电力机车的
功率大,速度、负载状况变化频繁,且具有不对称的特
性,导致牵引电网具有功率因数低、谐波含量高、负序
电流大等特点,不但自身损耗大,而且对公共电网及铁
路沿线的其他电力设备也带来严重危害,必须采取有
效措施加以治理[1]。
2·2 单相变压器牵引供电网
采用单相牵引变压器的牵引供电系统拓扑结构如
图1所示[2]。
单相接线牵引网采用单相变压器供电,供电方式
又分为单相接线方式和V-V接线方式。单相接线牵
引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相;副边
一端与牵引侧母线连接,另一端与轨道及接地网连接。
牵引变压器的容量利用率高,但其在电力系统中单相
牵引负荷产生的负序电流较大,对接触网的供电不能
实现双边供电。所以,这种结线只适用于电力系统容
量较大,电力网比较发达,三相负荷用电能够可靠地由
地方电网得到供应的场合。另外,单相牵引变压器要
按全绝缘设计制造。而单相V-V接线将两台单相变
压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电
所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压
器次边绕组,各取一端联至牵引变电所两相母线上。
而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回
的回流线。这时,两臂电压相位差60°接线,电流的不
对称度有所减少。这种接线即通常所说的60°接线。
2·3 三相Y-D11变压器牵引供电网
采用三相Y-D11牵引变压器的牵引供电系统拓
扑结构如图2所示[2]。
三相Y-D11结线牵引变压器的高压侧通过引入
线按规定次序接到110kV或220kV,三相电力系统的高
压输电线上;变压器低压侧的一角c与轨道,接地网连
接,变压器另两个角a和b分别接到27·5kV的a相和b
相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂
供电,两臂电压的相位差为60°,也是60°接线。因此,在
这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。
3 SVC静止型动态无功补偿装置
3·1 SVC的发展
静止型动态无功补偿装置SVC是一种先进的高
压电网动态功率因数补偿装置。它通过提高功率因数
来节约大量的电能,同时又起到减少电网谐波、稳定电
压、改善电网质量(环境)的作用。20世纪70年代以
来,以晶闸管控制的电抗器(TCR)、晶闸管投切的电容
器(TSC)以及二者的混合装置(TCR+TSC)等主要形
式组成的静止无功补偿器(SVC)得到快速发展。SVC
可以看成是电纳值能调节的无功元件,它依靠电力电
子器件开关来实现无功调节。SVC作为系统补偿时可
以连续调节并与系统进行无功功率交换,同时还具有
较快的响应速度,它能够维持端电压恒定
3·2 SVC的工作原理及在电网中应用
TCR+TSC型SVC的基本拓扑结构见图3。它由
1台TCR、2台TSC以及2个无源滤波器组成,在实际
系统中,TSC及无源滤波的组数可根据需要设置。
TCR的工作原理是通过控制与相控电抗器连接
的反并联晶闸管对的移相触发脉冲来改变电抗器等效
电纳的大小,从而输出连续可变的无功功率。图3中
两个晶闸管分别按照单相半波交流开关运行,通过改
变控制角α可以改变电感中通过的电流。α的计量以
电压过零点为基准,α在90°~180°之间可部分导通,
导通角增大则电流基波分量减小,等价于用增大电抗
器的电抗来减小基波无功功率。导通角在90°~180°
之间连续调节时电流也从额定到0连续变化,TCR提
供的补偿电流中含有谐波分量[3]。
TSC的工作原理是根据负载感性无功功率的变化
通过反并联晶闸管对来切除或者投入电容器。这里,
晶闸管只是作为投切开关,而不像TCR中的晶闸管起
相控作用。在实际系统中,每个电容器组都要串联一
个阻尼电抗器,以降低非正常运行状态下产生的对晶
闸管的冲击电流值,同时避免与系统产生谐振。用晶
闸管投切电容器组时,通常选取系统电压峰值时或者
过零点时作为投切动作的必要条件。由于TSC中的
电容器只是在两个极端的电流值之间切换,因此它不
会产生谐波,但它对无功功率的补偿是阶跃的。
TCR和TSC组合后的运行原理为:当系统电压低
于设定的运行电压时,根据需要补偿的无功量投入适
当组数的电容器组,并略有一点正偏差(过补偿),此
时再利用TCR调节输出的感性无功功率来抵消这部
分过补偿容性无功;当系统电压高于设定电压时,则切
除所有电容器组,只留有TCR运行。
4 电网电能质量综合控制与治理
4·1 谐波抑止与无功补偿
利用SVC动态无功补偿装置对牵引供电系统的
谐波和无功进行综合治理的关键是SVC最大无功补
偿量的确定和滤波器支路的设计[3]。
SVC最大无功补偿量Qsvc应该和设计线路牵引负
荷的大小相适应,应该按电气化铁道牵引负荷的最大
有功需求以及补偿后对装设地点功率因数或在最大无
功冲击时的最大电压损耗的要求来确定,具体可以按
照式(1)、(2)来计算。
QSVC=(tanφ1-tanφ2)Pmax(1)
式中,φ1、φ2分别为补偿前后110kV电源测功率
因数角;Pmax为电铁负荷最大有功需求。
QSVC=Qfmax-ΔU%Xs(2)
式中,Qfmax为装设地点最大无功冲击;ΔU%为装
设地点最大电压损耗要求;Xs为系统阻抗。
要想达到理想的谐波抑止效果,必须综合考虑FC
滤波支路的设计,既要保证装置的安全运行,又要达到
预计的理想效果。在实际设计中,首先需要根据供电
臂中所含的谐波分量来确定FC滤波支路的组成。由
于在电力牵引负荷的谐波中, 3、5、7次谐波占了很大
的比重,所以FC滤波支路一般由3、5、7次单调谐滤
波器构成。
当最大无功补偿容量和滤波支路的组成确定后,
如何将需补无功容量合理分配到各滤波支路中,这是
非常重要的问题。如果各滤波支路的容量分配不合
理,一方面会使设备安装总容量偏大,另一方面有可能
因为某此滤波回路补偿功率偏小而发生过负荷,对设
备安全运行造成影响。
一些著名的电气公司采用的一些算法如下[6]:
如西门子公司的无功功率补偿按式(3)分配
Qc(h)=QSVCIh/h∑Ih/h(3)
式中,Qc(h)是第h次滤波支路分配的补偿容量;Ih
为供电臂第h次谐波电流。
BBC电气公司按照式(4)分配无功功率
Qc(h)=QSVC∑Ih(4)
AEG电气公司则按照式(5)分配无功
Qc(3)∶Qc(5)∶Qc(11)∶Qc(13)=2∶2∶1∶1 (5)
式中,Qc(3)、Qc(5)、Qc(11)、Qc(13)分别为第3、5、11、
13次滤波支路分配的补偿容量。
4·2 负序电流补偿
牵引电力机车产生的大量负序电流给电网中其他
的电力设备的安全、经济运行带来极大影响。SVC静
止动态无功补偿装置在补偿负序和末端电压上有着相
当高的效率。工程应用上可以选择在电网系统和负荷
上都安装SVC[5]。
在电网系统端安装应用SVC来补偿负序电流的
原则是参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws)。不管采
用哪一种牵引变压器,负序补偿的实现分为如下两步:
(1)电力因数修正。通过安装电容器件,使得每
相负荷都为电阻性。
(2)参照斯坦梅茨法则(Steinmetz′s laws),AB相
的电阻性负荷G,与BC相的电容性负荷G/ 3以及CA
相的电感性负荷G/ 3互相对称。
电流环路图和相位图分别如图4、5所示:
从图5可以明显看到线电流I·A,I·B,I·C是对称
且正序的,BC相和CA相之间的阻抗负载也可以做到
类似的对称,因此系统中的所有负序电流都可以被补
偿而消除。
现在问题的关键是如何随着牵引负荷的起伏动态
地控制补偿需要的电容和电感器组。急于数字信号处
理器(DSP)的固定电容(FC)和晶闸管控制的电抗器
(TCR)的组合得以广泛应用,如图6所示。得益于
DSP对数据信息的快速处理,补偿所需的电容和电感
参数可以被快速、精确计算得到。
5 结论与展望
本文提出的基于静止动态无功补偿装置(SVC)的
电气化铁道牵引电网电能质量综合控制与治理原理与
方案具有重要的工程意义。电气化铁道的电能质量是
一个突出且严峻的课题与难题,要求我们不断探求新
的综合补偿方法,来综合控制与治理影响电能质量的
无功、谐波、负序等因素,以提高电网电能质量,确保电
网安全、经济运行。
参考文献
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引供电系统[M].北京:中国铁道出版社, 1988.
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策[J].山东电力技术, 2005, (4): 16-19.
[6] 马千里.动态无功补偿装置在牵引变电所的应用[J].电气化铁
道, 2008(4).
电气自动化实习报告一.实习目的生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。在生产实习过程中，可以培养我们观察问题、解决问题和向生产实际学习的能力和方法为目标。培养我们的团结合作精神，牢固树立我们的群体意识，即个人智慧只有在融入集体之中才能最大限度地发挥作用。通过这次生产实习，使我在生产实际中学习到了电气设备运行的技术管理知识、电气设备的制造过程知识及在学校无法学到的实践知识。在生产实践中体会到了严格地遵守纪律、统一组织及协调一致是现代化大生产的需要，也是我们当代大学生所必须的，从而近一步的提高了我们的组织观念。我们在实习中了解到了工厂供配电系统，尤其是了解到了工厂变电所的组成及运行过程，使我开阔了眼界、拓宽了知识面，为学好专业课积累必要的感性知识，为我们以后在质的变化上奠定了有力的基础。通过生产实习，对我们巩固和加深所学理论知识，培养我们的独立工作能力和加强劳动观点起了重要作用。 入厂主要安全注意事项1.防火防爆2、防尘防毒3、防止灼烫伤4.防止触电5.防止机械伤害6.防止高处坠落7.防止车辆伤害8.防止起重机械伤害9.防止物体打击 。.设备内作业须知：1.在各种储罐，槽车，塔等设备以及地下室，或是其他密闭场所内部进行工作均属于设备内作业2.设备上与外界连通的管道，孔等均应与外界有效的隔离3.进入设备内作业前，必须对设备内进行清洗和置换4.应采取措施，保持设备内空气良好5.作业前30分钟内，必须对设备内气体采取采样分析，采样应 有代表性6.进入不能达到清洗和置换要求的设备内作业时，必须采取相应的防护措施 7.在容器内工作时因照明良好，照明用电应小于等于36V的防 爆型灯具8.多工种，多层次交叉作业应采取互相之间避免伤害的措施，并且搭设安全梯或是安全平台，比要时由监护人用安全绳栓作业人员进行施工9.设备内作业必须有专人监护，并应有入抢救的措施及有效保 护手段化工生产特点的简要介绍：此次工厂生产以精对苯二甲酸（PTA）为原料，相对分子量为166.13，结构式HOOC[C6H4]COOH，在常温下是白色粉状晶体，无毒易燃，若与空气混合在一定限度内遇火即燃烧;故我的车间处于一级防爆区内(聚合电仪)。高纯度对苯二甲酸PTA与乙二醇(EG)缩聚得到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),还可以与1,4-乙二醇或1,4-环己烷二甲酸反应生成相应的酯，主要用于生产聚酯。而聚酯纤维是合成纤维最主要的品种，在世界合成纤维总产量中占将近80％的比例，。乙二醇 对二甲苯作原料，用直接催化法方式合成聚酯。最终产品:涤纶长丝、涤纶短丝、低弹丝、高弹丝、差别化和功能化纤维及涤纶短纤维产品，化工生产的特点是1、原料，半成品，成品多分为易燃易爆或是有毒物 2、生产工艺多为高温，高压或是底温高压 3、生产的连续性强，自动化程度高 4、工业三废多，影响环境 .实习过程 2、组织参观 在实习开始时，我们对实习单位的参观，以便了解其概况。在实习期间，我们还到其它有关车间去进行专业性的参观，获得了更加广泛的生产实践知识，和更加准确理解了工厂的运作模式。参观中我们着重了解了先进的设计思想和方法、先进工艺方法、先进工装、先进设备的特点以及先进的组织管理形式等。 3、车间实习 我们在车间实习是生产实习的主要方式。我们按照实习计划在指定的车间进行实习，通过观察、分析计算以及向车间工人和技术人员请教，圆满完成了规定的实习内容。 4、理论与实际的结合 为了能够更加深入的进行车间实习，在实习过程中，我们结合了所学的书本知识与实习的要求，将理论与实际进行了完美的结合，也更加的促使我们不断地进行学习与研究。 5、实习日记 在实习中，我们们每天的工作、观察研究的结果、收集的资料和图表、所听报告内容等均记入到了实习日记中以备以后翻阅。 实习内容 （一）学习和了解变电所的主要结构种类和常规型变电所设备选型。 （二）学习和了解变电所的主要部件的生产技术资料，包 括：各种技术标准，图纸，专用设备说明书等。 （三）了解变各类变频器主要技术要求以及使用。 常规型变电所设备选型（a）、设备的选择配置应力求小型化，要保证技术先进、工作性能稳定可靠，质量有保证且售后服务跟得上。（b）、所内应采用两台主变，要求节能且有载调压型，一般采用S10或SZ10型变压器，变压器容量要根据电力负荷情况而定，但两台主变容量比不应超过1∶3，阻抗电压、变比、接线组别应相同，误差不超过 5％，为以后变压器并列运行提供条件。（c）、所用变采用1～2台S10－50kVA/35/0.4kV直配变，装在35kV进线外侧或35kV母线上，所用变采用跌落熔断器控制。（d）、高压断路器应采用SF6断路器，35kV断路器采用LW8－35型，10kV断路器采用LW3－10型。（e）、35kV进线采用双回，为环网工程做好准备。(6)35kV母线使用LGJX－120铝绞线，采用单母线不分段接线，10kV母线采用分段接线，出线4～6回为好。（f）、无功补偿容量按主变容量的10％～15％而定，采用BWF－200－1W型电容器，电压为星形接线。（g）、避雷措施：35kV线路采用避雷线，所内采用避雷针和避雷器两种。避雷针使用镀锌圆钢焊接，装设在所区的4个角；避雷器采用金属氧化物避雷器，35kV侧装在母线上，10kV侧装在出线处。（h）、所内隔离开关操作机构上应设"五防"闭锁，由人工或由计算机综合自动化系统实现"五防"。（i）控制、保护、测量部分采用计算机综合自动化管理系统。部分设备简介 均速管流量传感器（以下简称均速管）是基于皮托管测速原理发展而来的一种差压流量传感器。均速管与差压变送器、显示仪表配套使用，可实现对圆管、矩形管道中的液体、气体或蒸汽流量进行测量。均速管可广泛应用与电力、石油、化工、轻纺等行业由于其压力损失小，安装维修简便，特别适合大口径管道流量的测量。起动器（又称软起动器，电机软起动器） 软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，
国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 电磁阀 电磁阀是用来控制流体的方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。 变频器实习期间主要接触到西门子、 富士、 安川 、丹拂斯等。我们知道交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1)式中 n———异步电动机的转速； f———异步电动机的频率；
s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由公式可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
变频器原理：利用二极管的单通性整流将交流变为直流；再用逆变块产生所需要频率的交流。而逆变块主要也是利用二极管的通断实现将直流变为交流，其频率大小由通断变化快慢决定，从而实现频率改变。变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式
电压空间矢量（SVPWM）控制方式
矢量控制（VC）方式
直接转矩控制（DTC）方式
矩阵式交—交控制方式
.实习感悟生产实习是培养高素质工程技术人才的一个重要实践性教学环节，是将学校教学与生产实际相结合，理论与实践相联系的重要途径。其目的是使我们通过实习在专业知识和人才素质两方面得到锻炼和培养，从而为毕业后走向工作岗位尽快成为业务骨干打下良好基础。通过生产习，使我们了解和掌握了变电所的主要结构、生产技术和工艺过程；使用的主要工装设备；产品生产用技术资料；生产组织管理等内容，加深对变电所的工作原理、设计、试验等基本理论的理解。使我们了解和掌握了变电所的工作原理和结构等方面的知识。为进一步学好专业课，从事这方面的研制、设计等打下良好的基础。 在这次生产实习过程中，不但对所学习的知识加深了了解，更加重要的是更正了我们的劳动观点和提高了我们的独立工作能力等。
