時間:2023-09-21 18:00:06
導語:在機電工程及其自動化專業(yè)的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領您探索更多的創(chuàng)作可能。

1.實習的性質和目的
1.1實習性質
認識實習是我們在完成兩年公共課程學習之后,進入專業(yè)課學習之前進行的一次認識性、實踐性的活動,是實現(xiàn)建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)培養(yǎng)目標的重要手段和內容,是我們學習的重要環(huán)節(jié)。
1.2實習目的
1)了解本專業(yè)的主要內容,加深對本專業(yè)的了解,提高我們的專業(yè)興趣和專業(yè)學習的主觀能動性。
2)建立有關工藝過程、系統(tǒng)原理和設備的感性認識,初步了解有關系統(tǒng)和設備的操作步驟和方法,提高我們的實踐能力,為后續(xù)專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程的學習打下良好的基礎。
3)初步了解研究和解決工程實際問題的基本方法,培養(yǎng)我們樹立正確的工程意識和工程觀點。
4)培養(yǎng)我們團結協(xié)作、吃苦耐勞的精神,增強我們?yōu)樯鐣M步和經濟發(fā)展服務的使命感和責任感。
5) 初步了解本專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,培養(yǎng)我們樹立正確的專業(yè)思想和學習態(tài)度,明確學習的方向。
2.實習的基本內容
通過去熱電廠參觀,以及老師和工人師傅的講解,了解水處理車間的工作流程和工作原理,了解各個處理過程的作用和目的;了解鍋爐的基本構造和工作原理,鍋爐制氣的流程、裝置設備以及對煙氣處理的方法和灰渣,灰粉的灰回收利用;換熱站的組成設備及各自的作用,工作原理和流程,遙控室中自動控制壓力、溫度的控制器等;
2.1專題實習
1)通過參觀熱電廠和校供暖系統(tǒng)了解供熱系統(tǒng)的組成及相關設備。供熱系統(tǒng)有熱源、熱網和熱用戶三部分構成。了解熱源的種類,工作流程,主要設備及其工作原理,控制原理和控制方式;熱網形式,各種形式的優(yōu)缺點;熱用戶的種類,用熱設備及其工作原理,熱計量方式和計量設備及原理等。
2)通過對泰能集團人工制氣廠的參觀及工人師傅的講解了解燃氣制造及輸配的有關知識。了解燃氣的種類、主要成分及其特點;天然氣成氣機理及輸配的有關知識;人工制氣的工藝流程及設備組成及制氣、輸氣和用氣的相關的安全的知識。
3)通過參觀校園教師公寓和貢供水系統(tǒng)以及徐老師的講解了解城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)。城市給水系統(tǒng)的組成,水處理方式及相關設備;城市排水系統(tǒng)的組成,常用污水處理設備;建筑給排水系統(tǒng)的組成及相應設備和附件。
4)通過參觀陽光大廈的地下室空調制冷系統(tǒng)了解空調系統(tǒng)的有關知識。空調系統(tǒng)的組成,系統(tǒng)形式,主要空氣處理設備及其工作原理;冷凍站、熱力站的系統(tǒng)組成、工作原理及控制措施等。了解系統(tǒng)的運行情況。了解工業(yè)通風系統(tǒng)的有關知識。
5)通過參觀陽光大廈地下室通風系統(tǒng)了解工業(yè)通風系統(tǒng)的常見形式,系統(tǒng)特點,主要設備形式,空間氣流組織形式及控制方式等。
2.2一般了解
通過聽專題報告、工人講解、參觀等方式,了解企業(yè)的基本概況,生產產品,管理模式,生產規(guī)模和經濟效益等情況;了解專業(yè)與企業(yè)生產的關系。
2.3參觀校內的建筑工地
了解建筑物的分類;各種建筑物的功能、布局、建筑造型;建筑的構件組成及其功能。
3.實習的時間地點
9月4號上午,參加實習動員會議。
9月5號下午,校內參觀實習。
9月6號下午2:30到達青島市管道燃氣公司、泰能集團熱電公司。
9月7號上午8:40 參觀熱電廠的鍋爐制氣裝置。
9月7號下午3:00 青島泰能集團熱電公司電氣一次系統(tǒng)。
9月8號上午9:30 參觀陽光大廈地下通風、中央空調、給排水。
9月11號校內參觀供水、供暖系統(tǒng)。
9月12號下午聽取報告
9月13號上午參觀教師公寓分戶計量的裝置。
第一章 供熱系統(tǒng)相關知識
通過對泰能集團熱電廠、學校供熱站及教師公寓分戶熱計量方式的參觀實習,工人師傅的精彩解說以及徐老師的解答疑問,我初步了解了供熱系統(tǒng)的組成和相關設備。
集中供熱是指一個或幾個熱源通過熱網向一個區(qū)域(居住小區(qū)或廠區(qū))或城市的各熱用戶供熱的方式,集中供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網和熱用戶三部分組成的。
1.1.熱源
在熱能工程中,熱源是泛指能從中吸取熱量的任何物質、裝置或天然能源。供熱系統(tǒng)的熱源是指供熱熱媒的來源。
集中供熱系統(tǒng)的熱源主要有以下幾種:熱電廠,區(qū)域鍋爐房,工業(yè)與城市余熱,核能、地熱等。建筑物獨立熱源主要有燃氣爐、熱泵、太陽能等。
1.1.1熱電廠集中供熱系統(tǒng)
以熱電廠作為熱源的供熱系統(tǒng)稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。由熱電廠同時供應電能和熱能的能源綜合供應方式稱為熱電聯(lián)產。熱電廠是聯(lián)合生產電能和熱能的發(fā)電廠。熱電廠供熱系統(tǒng)是以利用汽輪機同時生產電能和熱能的熱電合供系統(tǒng)作為熱源。以熱電廠作為熱源實現(xiàn)熱點聯(lián)產,不僅熱能利用效率高,同時利于環(huán)保。
1.1.1.1熱電廠水處理系統(tǒng)
通過參觀熱電廠水處理車間,工人師傅的講解和我們問題的解答,我了解了水處理車間的組成和設備,工作流程和工作原理,了解了各個處理過程的作用和目的
自來水中或多或少都含有各種雜質。 固態(tài)雜質,它包括有懸浮固體、膠溶固體、溶解于水的鹽類及有機物等。氣體雜質,對鍋爐影響較大的有二氧化碳和氧氣。液態(tài)雜質,主要有油類、酸等。水處理系統(tǒng)就是為了產出電導率<0.6 us/cm的鍋爐用水。
除鹽水箱
混床
反滲透
中間水池
原水箱(工業(yè)自來水)
多介質過濾器
活性炭過濾器
(圖一)熱電公司水處理流程圖
多介質過濾器設有大流量,低壓力的反洗系統(tǒng),并配有壓縮空氣對濾料進行擦洗,使出水sdi<4,還設有混凝劑加藥系統(tǒng),用于除去水中的細小雜質及鐵等。活性炭是用含有碳的原料制成的,其材料包括煤、果殼、木屑等。經過高溫炭化和活化后,形成了含有豐富孔隙結構的活性炭產品。吸附水中的一些細小雜質。反滲透主要設備為保安過濾器、高壓泵、反滲透設備。進一步除去殘存的細小雜質,還有除去鐵和硅雜質的功能。混床中含有混合離子交換器,處理酸堿鹽離子,把電導率降低到0.5us/cm。
1.1.1.2熱電廠鍋爐制氣系統(tǒng)
鍋爐在生活中經常見到,但要說出它的種類、組成設備、工作原理及工作流程并不容易,通過去熱電廠參觀鍋爐制氣車間和工人的講解以及查閱各種資料,我了解了鍋爐制氣系統(tǒng)。
鍋爐是一種把煤炭、石油或天然氣等能源所儲藏的化學能轉變?yōu)樗蛘羝麩崮艿臒崃υO備。鍋爐設備由鍋爐本體和輔助設備兩大部分組成。其中,鍋爐本體是鍋爐設備的主體,包括汽鍋、爐子、蒸汽過熱器和爐墻構架等。輔助設備是為了維持鍋爐的正常運行而設置的,包括給水設備,如給水泵和水處理等設備;通風設備,主要是鼓風機、引風機及風煙道等;燃料供應與除灰設備,如上煤、磨粉、除塵器;儀表和控制設備等。它們分別由相應的管路或機械電子裝置與鍋爐連接,構成各自的工作系統(tǒng)。
設備的工作主要包括燃料的燃燒,熱量的傳遞,水的汽化和蒸汽的過熱這樣幾個同時進行的過程。
處理后的水
處理后的煤
高壓蒸汽
鍋爐
發(fā)電
低壓蒸汽
換熱站
高溫煙氣
灰渣
灰渣斗
煙筒
除塵器
排到大氣
(圖二)熱電廠鍋爐制氣工藝流程圖:
1.1.1.3熱電廠換熱站
進入熱電廠換熱站就感覺特別新鮮,許多疑問在腦海中產生:電腦上的圖是什么?各種管子流的是什么?大的罐子是干什么的等等。帶著這些疑問詢問老師、工人。通過他們的解答,我解決了這些疑問,了解了換熱站的組成設備、工作原理和工作流程。
集中熱水供應系統(tǒng)主要由熱媒系統(tǒng),熱水供應系統(tǒng)和附件三部分組成。
熱媒系統(tǒng)(第一循環(huán)系統(tǒng))由熱源,換熱器和熱媒管網組成。由鍋爐生產的蒸汽通過熱媒管網送到換熱器加熱冷水,變成高溫水通過熱媒管網供暖。經過熱交換蒸汽變成冷凝水,大部分和新補充的軟化水經冷凝循環(huán)泵再送回鍋爐加熱為蒸汽,如此循環(huán)完成熱的傳遞過程。
熱水供水系統(tǒng)(第二循環(huán)系統(tǒng))由熱水配水管網和回水管網組成。被加熱到一定溫度的冷水,從換熱器出來,經配水管網送至各個熱水配水點,而換熱器的冷水由高位水箱或給水管網補給。供熱后的熱水經回水管使一定量的熱水經過循環(huán)水泵流回換熱器。
熱電廠中的換熱站有專門的遙控室和控制臺,通過遙控站可以清楚的掌握各處蒸汽、熱水的壓力和溫度等,并且可以通過控制器來進行調節(jié)
高壓蒸汽
高壓換熱器
低壓換熱器
低壓蒸汽
冷凝水
補水箱
鍋爐
高溫水
循環(huán)泵
(氣輪機帶動)
冷水
凝結水箱
用戶供暖
過濾器
回水管
氣輪機做功
(圖三)熱電廠換熱站工作流程示意圖
1.1.2區(qū)域鍋爐房供熱系統(tǒng)
以區(qū)域鍋爐房(內裝置熱水鍋爐或蒸汽鍋爐)為熱源的供熱系統(tǒng)稱為區(qū)域鍋爐房的供熱系統(tǒng),包括區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)、區(qū)域蒸汽鍋爐房供熱系統(tǒng)和區(qū)域蒸汽—熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)。在區(qū)域蒸汽——熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)中,鍋爐房內分別裝設蒸汽鍋爐和熱水鍋爐或換熱器,使之各自組成獨立的供熱系統(tǒng)。
1.2.供熱管網
通過參觀實習、觀察和實習后查閱資料,我了解了供熱管網的相關知識。
由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統(tǒng)稱為熱網。區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)的熱網是有一條供水管和一條回水管組成;在蒸汽供熱系統(tǒng)中,蒸汽可采用單管式(同一蒸汽壓力參數(shù))或多根蒸汽管(不同蒸汽壓力參數(shù))供熱,凝結水可采用回收或不回收的方式進行。蒸汽供熱管網采用單管式(一根蒸汽管)供熱時,在一般情況下多采用凝結水返回熱源的雙管制,及一根蒸汽管、一根凝結水管。根據(jù)需要,有時還采用三管制,如在有供暖、通風空調、生活熱水和生產工藝系統(tǒng)的熱用戶中,生產工藝與供暖所要求的蒸汽參數(shù)相差很大,或供暖熱負荷所占比例較大,經技術經濟比較認為合理的,可采用雙管供汽,其中一根管道供生產工藝和加熱生活熱水用汽,一根管道供應供暖通風用汽,而它們的回水則共同通過一根凝結水管道返回熱源。這種按全年負荷變化分別設置供汽管的形式,實際上在非供暖季節(jié)仍為雙管制運行。在一些工業(yè)企業(yè)內當生產工藝用熱有特殊要求時。可單獨設置蒸汽管和凝結水管,與其他用熱分開。
供熱管網的布置形式有以下幾種:
1.2.1枝狀布置
枝狀布置是一種常用的形式。管網形式簡單,投資少,運行管理方便。其管徑隨著其與熱源距離的增加和熱用戶的減少而逐步減少。但枝狀管網不具有后備供熱的性能。當供熱管網某處發(fā)生故障時,在故障點以后的熱用戶都將停止供熱。但由于建筑物具有一定的蓄熱能力,通常可采用迅速消除熱網故障的辦法,以使建筑物室溫不致大幅度的降低。因此,枝狀管網是熱網最普遍采用的方式。
1.2.2環(huán)狀布置
將其主干線連成環(huán)狀管網。特別是在城市中多熱源聯(lián)合供熱時,各熱源連在環(huán)狀主管網上。這種方式投資高,但運行可靠、安全。
1.2.3放射壯布置,
實際上跟枝狀管網接近,當主熱源在供熱區(qū)域中心地帶時,可采用這種方式,從主熱源往各方向敷設好幾條主干線,以輻射狀形式供給各用戶。這種方式雖然減少了主干線的管徑,但又增加了主干線的長度。總體而言,投資增加不多,但對運行管理帶來較大方便。
1.2.4網格狀布置
這種方式由很多小型環(huán)狀管網組成,并將各小環(huán)狀網之間相互連接在一起。這種方式投資大,但運行管理方便、靈活、安全可靠。
1.3.熱用戶
利用集中供熱系統(tǒng)熱能能的用戶稱為熱用戶。區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)熱用戶包括供暖系統(tǒng)、生活用熱水供應系統(tǒng)等。
1.3.1集中供熱的熱用戶熱計量的方式。
熱計量設備和控制裝置有熱量表、熱量分配表、散熱器溫控閥、動態(tài)平衡閥、氣候補償器。由熱源供應的熱水以較高溫度流入熱交換系統(tǒng)(散熱器、換熱器或由它們組成的復雜系統(tǒng)),以較低的溫度流出,在此過程中,通過熱量交換向用戶提供熱量。熱量表是由熱水流量計(用以測量流經換熱系統(tǒng)的熱水流量),一對溫度傳感器(分別測量供水溫度和回水溫度,并進而得到供回水溫差),積算儀(根據(jù)與其相連的流量計和溫度傳感器提供的流量及溫度數(shù)據(jù),通過對公式cm(t1-t2)積分計算出用戶從熱交換系統(tǒng)中獲得的熱量。
散熱器按其材料分有灰鑄鐵散熱器、鋼制散熱器、鋁制及鋼(銅)鋁復合散熱器等多種。現(xiàn)在廣泛使用的是鋼鋁復合散熱器。散熱器恒溫閥是實現(xiàn)采暖房間溫度控制和采暖系統(tǒng)節(jié)能的主要部件。散熱器上還安有排氣閥,當散熱器內熱水沒有充滿時,打開排氣閥就會是熱水充滿散熱器,充分散熱。
第二章 燃氣制造及輸配的有關知識。
通過對泰能集團人工制氣廠的參觀及工人師傅的講解了解了燃氣制造的過程,粗煤氣的凈化處理裝置、原理和工藝流程及煤氣輸配的有關知識。
燃氣的種類按其來源及生產方式大致可分為四大類:天然氣,人工燃氣,液化石油氣和沼氣。
2.1.天然氣
天然氣是古代動植物遺體在不同的地質條件下,通過生物化學作用以及地質變質作用生成的可燃氣體。天然氣生成之后,是呈分散狀態(tài)存在于地下巖石的空隙、裂縫中或以溶解狀態(tài)存在于地下水中。其主要成分是甲烷,含量約為80%-90%,還有少量的二氧化碳、硫化氫、氮及微量的氦、氖、氬等氣體。
天然氣開采系統(tǒng)基建投資少、建設工期短、見效快,新建的氣井一般當年可投產。天然氣從地下開采出來時壓力很高,有利于遠距離輸送,并且熱值高,容易燃燒且燃燒效率高,是優(yōu)質的氣體燃料。
天然氣集輸系統(tǒng)的主要設施有、集氣站、礦場壓氣站、天然氣處理廠和輸氣等。主要工藝流程包括油氣分離、處理、計量、儲存、輸送、輕質油回收、污水處理等。
井場裝置
井場裝置
集氣站
天然氣處理廠
礦場壓氣站
干線首站
進入輸氣干線
(圖四)天然氣集輸系統(tǒng)流程示意圖
一般在城市都有天然氣門站,經過調壓進入城市管網。
2.2.人工燃氣
人工燃氣是指以固體或液體可燃物為原料加工生產的氣體燃料。一般以煤為原料加工制成的燃氣稱為煤氣,主要成分一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳,還有少量的甲烷和硫化氫。
2.2.1煤的煉焦過程
煤的煉焦過程既是將煤置于焦爐中進行高溫干餾的過程,一般在1300度左右,最終產物是:焦炭和焦爐煤氣。
煤
配煤
煉焦爐
焦炭
粗煤氣
(圖五)煉焦制氣廠生產流程圖
2.2.2粗煤氣的凈化
從焦爐炭化室逸出的煤氣稱為粗煤氣,其中含有大量的雜質。煤氣的凈化就是將粗煤氣中的焦油、氨、萘、硫化氫等雜質脫除,使其含量降低到城鎮(zhèn)燃氣質量標準允許的含量以下,以防止堵塞、腐蝕管道和設備,保證煤氣的正常輸送和使用。同時粗煤氣中的焦油、粗苯等又是化學工業(yè)的重要原料。所以,煤氣的凈化副產品的回收是緊密結合在一起的。
粗苯
脫萘
脫氨
冷煤氣
粗煤氣
硫磺
液氨
硫銨
(圖六)粗煤氣的凈化流程示意圖
煤氣的凈化主要是由鼓風冷凝、焦油霧的脫除,氨的脫除、萘的脫除以及硫化氫的脫除等部分組成。
2.2.3煤氣的輸送和使用的安全知識
煤氣的輸送主要靠管道,為了克服管道阻力,輸送煤氣時要加壓,壓力越高,危險性就越大,煤氣管與各種構筑物及建筑物的距離就要越遠。
居民生活、公共建筑、庭院和室內煤氣管為低壓煤氣管道;輸送焦爐煤氣時,壓力不應大于200kpa;輸送天然氣時,壓力不應大于350kpa;輸送氣態(tài)液化石油氣時,壓力不應大于500kpa。
室內煤氣管道與人的安全息息相關,因此,室內煤氣管道的設計及施工有嚴格的安全要求:
1)室內煤氣管道應為明裝。當有特殊原因必須暗裝時,應便于安裝、維修并保證通風良好。
2)室內煤氣管道不應敷設在潮濕或有腐蝕性的房間內。當必須通過,應采取防腐措施。
3)不應穿過臥室、浴室或地下室。
4)力求設在廚房內。
5)水平安裝高度一般大于2米。
2.3.液化石油氣
液化石油氣是石油開采加工過程中的副產品,通常來自煉油廠。主要成分是丙炔、丙烯、丁烷和丁烯。
液化石油氣作為一種炔類混合物,具有常溫加壓或常壓降溫即可變?yōu)橐簯B(tài),以進行儲存和運輸,升溫或減壓即可氣化使用的顯著特征。
第三章 城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)的有關知識
通過參觀陽光大廈給水系統(tǒng)、校園教師公寓給排水管道和學校的供水系統(tǒng)以及徐老師的講解了解了城市給排水系統(tǒng)和建筑給排水系統(tǒng)的分類、給排水方式和管道鋪設的相關知識。
3.1.城市給排水工程系統(tǒng)
3.1.1 城市給水工程系統(tǒng)
通常可分為三部分:取水工程,凈水工程,輸配水工程。
給水處理的目的是除去原水中的懸浮物、膠體、病菌以及水中其他有害人體身體健康和影響工業(yè)生產的有害雜質,使處理后水質滿足現(xiàn)行生活飲用水水質標準和工業(yè)生產用水水質的要求。其基本方法:水混凝、沉淀、過濾和消毒(有液氯消毒和漂白粉消毒)。主要用到反應室、沉淀池、過濾池和離子交換器等設備。
格柵
沉淀池
沉砂池
消化池
沉渣
污泥脫水設備
農肥
灌溉或養(yǎng)殖
原水
(圖七)城市給水處理工藝流程圖
3.1.2城市排水系統(tǒng)
污水排除系統(tǒng)通常是指以收集和排除生活污水為主的排水系統(tǒng)。它包括:
1.室內(房屋內)污水管道系統(tǒng)及衛(wèi)生設備。
2.室外(房屋外)污水管道系統(tǒng),包括庭院(或街坊內)管道和街道下污水管道系統(tǒng)。
3.污水管泵站及壓力管道。
4.污水處理廠
5.污水出口設施,包括出水口(渠)事故出水口及灌溉渠等。
3.2.建筑給排水系統(tǒng)
3.2.1建筑給水系統(tǒng)
建筑給水系統(tǒng)根據(jù)用戶對水質、水壓、水量、水溫的要求,并結合外部給水系統(tǒng)情況進行劃分有三種基本給水系統(tǒng),即生活給水系統(tǒng),生產給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)。
3.2.1.1建筑內部給水系統(tǒng)的組成
建筑內部給水系統(tǒng)一般由引入管,給水管道,給水附件,給水設備,配水設施和計量儀表組成。
1)引入管就是從室外給水管網的接管點引至建筑物內的管段。引入管段上一般設有水表、閥門等附件。
2)給水管道包括干管,立管和分支管,用于輸送和分配用水。目前我國給水管道可采用鋼管、鑄鐵管、塑料管和復合管等。近年來給水塑料管的開發(fā)在我國取得很大進展,用的也很多。塑料管具有耐化學腐蝕性能強,水流阻力小,重量輕,運輸安裝方便等優(yōu)點。埋地給水管道可用、有襯里的鑄鐵給水管和經。室內給水管道可采用塑料給水管、塑料和金屬復合管、鋼管、不銹鋼管及可靠防腐處理的鋼管。生產和消火栓給水管一般采用非鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管。
3)給水附件是管道系統(tǒng)中調節(jié)水量、水壓、控制水流方向、改善水質,以及關斷水流,便于管道、儀表和設備檢修的各類閥門和設備。給水附件包括各種閥門、水錘消除器、過濾器、減壓孔板等管路附件。
3.2.1.2給水方式
給水方式就是指建筑內給水系統(tǒng)的供水方案。基本形式有以下幾種
1)依靠外網壓力的給水方式,有直接給水方式,設水箱的給水方式。
2)依靠水泵升壓給水方式,有設水泵的給水方式,設水泵、水箱聯(lián)合的給水方式,氣壓給水方式,分區(qū)給水方式。
如何選擇給水方式呢?盡量利用外部給水管網的水壓直接供水。除高層建筑和消防要求較高的大型公共建筑和工業(yè)建筑外,一般情況消防給水系統(tǒng)易與生活或生產給水系統(tǒng)共用一個系統(tǒng)。生活給水系統(tǒng)中,衛(wèi)生器具處靜水壓力不能大于。各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點靜水壓力不宜大于0.45mpa,水壓大于的入戶管,宜設減壓或調壓設施。
生產給水系統(tǒng)的最大靜水壓力,應根據(jù)工藝要求、用水設備、管道材料、管道配件、附件、儀表的工作壓力確定。消火栓給水系統(tǒng)最低處消火栓,最大靜水壓力不能大于0.80mpa,且超過0.50mpa時應采取減壓措施。
3.2.1.3給水管道布置
給水管道的布置受建筑結構、用水要求、配水點和室外給水管道的位置,以及供暖、通風、空調和供電等其他建筑設備工程管線布置等的影響。管道布置應確保供水安全和良好的水力條件,經濟合理。不受損壞,不影響安全生產和建筑物的使用,便于安裝維修,管道敷設要采取一些防腐,防凍,防漏措施。
3.2.1.4高層建筑給水系統(tǒng)
整幢高層建筑若采用同一給水系統(tǒng)供水,則垂直方向管線過長,下層管道中的靜水壓力很大,需要采用耐高壓的管材、附件和配水器材,費用高,開啟龍頭水流噴濺,既浪費水量,又影響使用,同時由于配水龍頭前壓力過大,水流速度加快,出流量增大,水頭損失增加。使設計工況與實際的不符,不但會產生水流噪音,還將直接影響供水的安全可靠性。所以高層建筑給水系統(tǒng)采取豎向分區(qū)供水,即在建筑物的垂直方向按層分段,各段為一區(qū),分別組成各自的給水系統(tǒng)。基本形式有串聯(lián)供水方式,減壓供水方式(減壓水箱供水方式、減壓閥供水方式),并列式(水泵、水箱并列式,變頻調速泵并列式和氣壓給水設備并列式)。
我們參觀的陽光大廈,給水方式就是采用分區(qū)并聯(lián)給水方式,每一分區(qū)分別設置一套獨立的水泵和高位水箱,向各區(qū)供水。其水泵集中設置在大廈的地下室水泵房內。這種方式的優(yōu)點是:各區(qū)自成一體,互不影響;水泵集中,管理維護方便;運行費用較低。缺點是:水泵型號較多,設備費用偏高。
3.2.2建筑內部排水系統(tǒng)
功能是將人們在日常生活和工業(yè)生產過程中使用過的、受到污染的水以及降落到屋面的雨水和雪水收集起來,及時排到室外。可分為以下三種:生活排水系統(tǒng),工業(yè)廢水排水系統(tǒng),屋面雨水排水系統(tǒng)。
建筑內部污廢水排水系統(tǒng)應滿足:
1)系統(tǒng)能迅速暢通的將污廢水排到室外。
2)排水管道系統(tǒng)內的氣壓穩(wěn)定,有毒有害氣體不能進入室內,保持室內良好的環(huán)境衛(wèi)生。
3)管道布置合理,簡短順直,工程造價低。基本組成部分有:衛(wèi)生器具和生產設備的受水器、排水管道、清通設備和通氣管道,在有些建筑物的污廢水排水系統(tǒng)中,根據(jù)需要還設有污廢水的提升設備和局部處理構筑物。
建筑內部排水系統(tǒng)絕大部分都屬于重力非滿流排水,利用重力作用,水由高處向低處流動,不消耗動力,節(jié)能且管理簡單。在建筑物中,排水立管頂端設有伸頂通氣管,其頂端應裝設風帽或網罩,避免雜物落入排水管中。
在有些建筑物附近建有化糞池,它是一種利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理,去除生活污水中懸浮性有機物的處理設施,需要定期清理。
建筑屋面雨水排水系統(tǒng)按照建筑物內部是否有雨水管道分為內排水系統(tǒng)和外排水系統(tǒng)。我們學校一號教學樓的雨水管道就安裝在內部。教師公寓的雨水排水管道安裝在外部。
第四章 空調系統(tǒng)的有關知識
通過參觀陽光大廈的地下室空調制冷系統(tǒng)及閱讀相關書籍我了解了空調系統(tǒng)的有關知識。
4.1空調系統(tǒng)的組成
中央空調系統(tǒng)通常由以下5部分組成:空氣處理設備、冷源和熱源、空調風系統(tǒng)、空調水系統(tǒng)及控制檢測系統(tǒng)。
空調系統(tǒng)按負擔室內熱溫負荷所用介質可分為全空氣系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)和制冷劑直接蒸發(fā)系統(tǒng)。按空氣處理設備的設置情況可分為集中式、半集中式和全分散式空調系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)將所有空氣處理設備(包括風機、表冷器、加熱器、加濕器和過濾器等)都集中在空調機房內。被處理空氣的溫度、濕度,在空氣處理機內進行集中調節(jié)后,經風管(道)輸送到空調房間。根據(jù)季節(jié)的和室內熱濕負荷的變化,可在空氣處理機內及時進行切換和調整。
4.2空調系統(tǒng)的空氣處理設備
空氣處理設備有空氣凈化處理設備和空氣熱濕處理設備。
4.2.1空氣凈化處理設備
空氣凈化處理設備:對于進入空調房間的空氣,除了滿足溫度、濕度和氣流速度外,還要滿足空氣凈化的要求,即除去空氣中的塵埃、煙霧、微生物等懸浮污染物,消除各種異味,最好有足夠的負離子含量等。
空調系統(tǒng)所處理的空氣,通常是由室外新風和回風組成。空氣中的懸浮污染物來自新風和回風兩個方面。空氣凈化的目的就是要除去上述兩個方面的污染。
空氣凈化設備可按室內污染物存在的狀態(tài)分為處理懸浮顆粒物的除塵式和處理氣態(tài)污染物的除氣式兩類。在除塵式空氣凈化處理設備當中以纖維過濾器為核心,另外還有駐極體靜電過濾器等。其特點是主要利用纖維過濾技術或靜電過濾技術等來處理懸浮顆粒物。在除氣式空氣處理設備中,主要有活性炭過濾器、光催化過濾器和空氣凈化器等。其特點主要是利用吸附技術,光催化技術和離子化技術等來處理氣態(tài)污染物。
常用的空氣過濾器
1)粗效過濾器:過濾對象是10~100um的大顆粒塵埃,用于空調系統(tǒng)的初級過濾,保護中效過濾器。
2)中效過濾器:過濾對象是1~10um的大顆粒塵埃,用于空調系統(tǒng)的中級過濾,保護末級過濾器。
3)高效空氣過濾器:過濾對象是1~5um的塵埃,用于大于10萬級的潔凈室送風的末級過濾或高潔凈度要求場合的中間級過濾器。
4)高效空氣過濾器:過濾對象是小于1um的塵埃,用于普通100級以上潔凈室送風的末級過濾。
空氣凈化器是將纖維過濾技術、靜電過濾技術、活性炭過濾技術、負離子技術、臭氧技術集成為一體的空氣凈化設備。其工作原理是:由高速旋轉的離心風機在機器體內產生負壓,受到污染的空氣被吸入機內,依次通過具有殺菌功能的粗過濾網,裝填有高效空氣過濾材料的過濾層和具有高效催化作用的活性炭過濾層,這樣三重過濾凈化后由送風口送出潔凈的空氣。
4.2.2空氣熱濕處理設備
空氣熱濕處理設備,可分為直接接觸式和間接接觸式。
直接接觸式熱濕交換包括噴水室、蒸汽加濕器、局部補充加濕裝置以及使用液體吸濕劑的裝置等。其特點是與空氣進行熱濕交換的介質直接與空氣接觸。
間接式熱濕交換包括光管式、翅片管式和肋管式空加濕器及空氣冷卻器等。其特點是與空氣進行熱濕交換的介質不與空氣直接接觸,換熱介質(熱水、水蒸氣、冷水、制冷劑)在間壁式換熱管內流動,被處理空氣在管外流過,兩者通過固體臂面進行熱交換或熱濕交換。
4.3空調冷卻水系統(tǒng)
空調冷卻水系統(tǒng),是指利用冷卻塔向冷水機組的冷凝器供給循環(huán)冷卻水的系統(tǒng)。由冷卻塔、冷卻水箱、冷卻水泵和冷水機組冷凝器等設備及其連接管路組成。
4.4冷凝水系統(tǒng)
冷凝水系統(tǒng)。不論空調末端設備的冷凝水盤是位于機組的正壓段還是負壓段,冷凝水盤出水口處均需設置水封,水封高度應不大于冷凝水盤處正壓或負壓值。正壓段是為了防止漏風,負壓段是為了順利排出冷凝水。
4.5冷凍站系統(tǒng)
4.5.1冷水機組
冷水機組: 將壓縮機、冷凝器、冷水用蒸發(fā)器、泵以及自動控制元件等組合成一個整體的系統(tǒng)。
冷卻塔
冷凝器
蒸發(fā)器
壓縮機
節(jié)流閥
循環(huán)水泵
空調機組
冷空氣
(圖八)空調系統(tǒng)的流程圖
4.5.2蒸氣壓縮式制冷
液體汽化過程中要吸收汽化潛熱,而且液體的壓力不同,其飽和溫度不同,壓力越低,飽和溫度越低,只要創(chuàng)造一定的低壓,就可以利用液體的汽化獲取低溫。蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)就是利用制冷劑的這一原理,創(chuàng)造一定的低壓,獲取液態(tài)制冷劑較低的蒸發(fā)溫度吸收周圍空氣或物體的熱量使之汽化而達到制冷的目的。
制冷壓縮機是蒸氣壓縮機制冷裝置的一個重要設備,在制冷系統(tǒng)中壓縮機的主要作用是:從蒸發(fā)器中吸出蒸氣以保證蒸發(fā)器內一定的蒸發(fā)壓力;提高蒸氣壓力(壓縮),以創(chuàng)造在較高溫度下冷凝的條件;輸送制冷劑,使制冷劑完成冷循環(huán)。
冷凝器,是制冷系統(tǒng)的主要組成部分。過熱的制冷劑蒸氣經過冷凝器壁面時將熱量傳遞給環(huán)境介質,本身變成了液體。根據(jù)冷卻介質的不同,可以分為水冷式、風冷式、蒸發(fā)式冷凝器。
蒸發(fā)器是使液體制冷劑在其中沸騰成為氣體而使被冷卻介質(空氣或水)降溫制冷的設備。
4.6熱力站
主要由換熱器、過濾器、水泵以及自動控制元件組合而成。
熱泵機組一般均自帶一套完善的控制系統(tǒng),其基本的功能為溫度控制和風量調節(jié)。水環(huán)熱泵機組的出風溫度和冷、熱轉換根據(jù)室內溫控器設定自動調節(jié),風量由三速調節(jié)器手動調節(jié)。機組自身還配置一些安全保護裝置,如高溫停機、過載限制、缺水停機等。熱泵機組的控制可由廠家選配直接數(shù)字式(ddc)控制系統(tǒng),通過通訊線路,把信息送至中央控制室,可以檢測每臺機組的運行狀態(tài)如壓縮機狀態(tài)、送風機狀態(tài)、換向閥位置、區(qū)域溫度、送風溫度、出水溫度、高壓限制等,還可以控制每臺機組的運行方式如啟停控制、溫度設定、夜間設定控制、早晨預熱(冷)控制等。
第五章 工業(yè)通風系統(tǒng)的有關知識
通風的任務是以通風換氣的方法改善車間的空氣環(huán)境。概括地說,是把局部地點或整個房間內的污濁空氣排到室外(必要時經過凈化處理),把新鮮(或經過處理)空氣送入室內。前者稱為排風,后者稱為送風。由實現(xiàn)通風任務所需要的設備、管道及其部件組成的整體,稱之為通風系統(tǒng)。
工業(yè)通風常見的形式有全面通風、置換通風、自然通風、局部通風、隧道通風等
5.1全面通風
全面通風是對整個房間進行通風換氣,其基本原理是:用清潔空氣稀釋(沖淡)室內空氣中的有害物濃度,同時不斷地把污染空氣排至室外,保持室內空氣環(huán)境達到衛(wèi)生標準。全面通風又叫稀釋通風。
5.1.1全面通風的氣流組織形式
全面通風量不僅取決于通風量,還與通風氣流的組織有關。在不少情況下,盡管通風量相當大,但因氣流組織不合理,仍不能全面而有效地把有害物稀釋;在局部地點的有害物質因積聚,濃度反而增加。因此,合理設計氣流組織是通風設計的重要內容。
全面通風氣流組織設計的最基本原則是:將新鮮空氣送到作業(yè)地帶或操作人員經常停留的工作地點,應避免將有害物吹向工作區(qū);同時有效地從有害物源附近或者有害物濃度最大的部位排走污染空氣。
通風房間氣流組織的主要方式有:上送下排、下送上排和中間送上下排等。具體工程采用哪種方式,則根據(jù)操作人員位置、有害源分布情況、有害物性質及其濃度分布、有害物運動趨向等因素綜合考慮。
在工程設計中,一般采用以下的氣流組織方式:
1)有害物源散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣溫度高,或者車間存在上升熱氣流,不論有害氣體密度大小,均應當采用下送上排的方式。
2)如果沒有熱氣流的影響,當散發(fā)的有害氣體密度比空氣小時,則應采用下送上排的方式;比空氣密度大時,應當采用上下兩個部位同時排出的方式,并在中間部位將清潔空氣直接送到工作地帶。
5.2置換通風
有別于傳統(tǒng)的混合通風的混合稀釋原理,置換通風是通過把較低風速(紊流度)的新鮮空氣送入人員工作區(qū),利用擠壓的原理把污染的空氣擠到上部空間排走的通風方法,它能在改善室內空氣品質的基礎上與輻射吊頂(地板)技術結合實現(xiàn)節(jié)能的目的。
5.3局部通風
局部通風是利用局部氣流,使局部工作地點不受有害物的污染,造成良好的空氣環(huán)境。這種通風方法所需要的風量小、效果好,是防止工業(yè)有害物污染室內空氣和改善作業(yè)環(huán)境最有效的通風方法,設計時應優(yōu)先考慮。局部通風又分為局部排風和局部送風。局部排風就是在有害物產生地點直接把他們捕集起來,經過凈化處理,排至室外。它由局部排風罩、風管、除塵或凈化設備、風機、排氣筒或煙筒組成。局部送風某些高溫車間,沒有必要對整個車間進行降溫,只需向個別的局部工作地點送風,在局部地點造成良好的空氣環(huán)境,這種通風方法稱為局部送風。有系統(tǒng)式和分散式兩種。
第六章 校供排水及供暖系統(tǒng)的有關知識
通過對我們校園的參觀和聽校水電暖管理辦公室孫主任的報告以及老師的講解,我了解了我們學校的供水系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。
6.1供水系統(tǒng)
我們學校共有兩個供水水源,分別是南邊的小珠山水廠、北邊的管家樓水廠。供水壓力穩(wěn)定,水量充足。采用直接供水方式(無副壓供水設備),自來水通過供水機組直接進入學校的管網,完全實現(xiàn)零接觸無污染。
供水系統(tǒng)設計規(guī)劃合理,供水設備安全先進,購買進口水泵,分東西兩個區(qū)供水。東區(qū)地勢低,采用大流量低壓式;西區(qū)(家屬區(qū)和行政樓)地勢高,用水量少,供水揚程較高。無副壓供水設備可以實現(xiàn)變量、變壓供水,遇到用水高峰時自動增壓。泵房設在用水量大的學生公寓區(qū)。并且學校里采取了許多節(jié)水措施,如廁所里安裝了許多自動感應節(jié)水器,b區(qū)浴室安裝了淋浴卡式節(jié)水器,有效的減少了水資源的浪費。
6.2供暖系統(tǒng)
學校的供暖系統(tǒng)分區(qū)越來越合理,配置越來越先進,共分四個區(qū)供暖,分別設在中心浴室附近、體育館附近、教師公寓b區(qū)和d區(qū)。設有四個換熱站,有四套供暖機組。中心浴室的主區(qū)換熱站有兩組殼管式換熱器,三臺水泵,兩臺補水泵,采用自動補水方式。
第七章 總結
緊張而又充滿樂趣的認識實習在不知不覺中過去了。
認識實習是我們學習專業(yè)課的基礎,我們能夠學到很多在書本中學不到的東西。我們常見的各種建筑物內外的給水、排水、供熱、消防等管道,只是略知其一,對于他們?yōu)槭裁催@樣安裝而不那樣安裝,工作原理是什么,靠什么提供動力等等并不是很清楚。
>> 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學的改革與實踐 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系的構建 民辦高校電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系的探索 淺談如何提高電氣工程及其自動化專業(yè)的實踐教學 高校電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系的構建研究 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系的研究 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學改革與實踐 新增本科電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系建設與實踐 應用型電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學建設與實踐 《電氣工程及其自動化》專業(yè)實踐教學體系改革探討 淺談電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學改革 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學改革與探索 試析電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學改革 電氣工程及其自動化專業(yè)水電特色實踐教學體系探索 電氣工程及其自動化專業(yè)開放實踐教學體系研究 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系探討 淺談電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學 建設電氣工程及其自動化優(yōu)勢專業(yè)的探索與實踐 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐改革的探討 獨立學院電氣工程及其自動化特色專業(yè)建設的探索及思考 常見問題解答 當前所在位置:l.
[2]《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》. 中華人民共和國教育部[EB/OL].
[3] 2015全電氣工程及其自動化專業(yè)大學排名.
[EB/OL].
關鍵詞:電氣工程;自動化;人才培養(yǎng)
0 引言
電氣工程及其自動化專業(yè)自1998年教育部進行專業(yè)調整,第一次出現(xiàn)在普通高等學校本科專業(yè)目錄中。它是建立在電機電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術、電氣技術、工業(yè)自動化五個專業(yè)基礎之上的新增專業(yè),2001年開始招生。從它的構成上看,今天的電氣工程及其自動化更偏向于人們常說的“強電”專業(yè)。然而,隨著物聯(lián)網技術和無人操作智能化電氣控制設備的發(fā)展,現(xiàn)在的電氣又離不開所謂的電子信息類專業(yè),偏“弱電”的支持。現(xiàn)今的電氣專業(yè)該走向何方,它的專業(yè)課程設置又該做哪些調整,值得我們深思。
1 電氣工程專業(yè)的內涵
電氣工程及其自動化的理論基礎是電氣科學,電氣科學的理論基礎又來自普通物理學中的電學和磁學。因而電氣工程的發(fā)展始終離不開電磁學這一根基。電學是世界現(xiàn)有能源中應用最為廣泛的,而人類在任何的歷史時期都離不開能源。作為電氣工程主要研究對象的電能,還是信息的一種載體。磁學作為基礎物理學的分支,在電氣工程中僅僅扮演發(fā)電原理、電磁干擾的角色,漸漸淡出電氣工程的研究領域。
早在1878年,英國的帝國理工學院率先設立電氣工程專業(yè),主要側重于發(fā)電、輸電、用電的研究。隨著工業(yè)的發(fā)展,國外的電氣工程專業(yè)幾近成熟后,發(fā)展速度漸漸放緩。結合信息、電子、通訊時代的到來,逐漸從“強電”轉向了“弱電”的領域。國內傳統(tǒng)上把電氣工程歸為“強電”,而把信息、電子和通訊歸為“弱電”。在整個國際環(huán)境的影響下,立足國內電氣行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,目前,電氣工程還主要側重于電能的開發(fā)、傳輸和應用上。但是一些院校已經開始著手以“弱電”控制“強電”,電氣專業(yè)中加大自動化、智能化比重。
2 電氣工程專業(yè)的相關性
電氣工程專業(yè)由其內涵可以看到它的學科淵源,主要以能源和信息科學為支撐,再配以電力系統(tǒng)和電氣設備。能源中主要是電能,電氣工程不僅生產電還要控制電能的運輸和使用。隨著國家電力和國家電網的分家,電氣工程專業(yè)在不同的學校又有了發(fā)電和輸變電不同的方向。這里的信息指的是廣義上的信息技術,包含了通信、電子、計算機控制等一系列技術,主要用于對發(fā)電、輸變電設備的設計、控制和檢修。
此外,由于現(xiàn)代化的機械設備幾乎都離不開電氣控制或者電力驅動,電氣工程又和機械、自動控制等專業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系。非電類專業(yè)的學生要學習電工電子課程,而電氣工程專業(yè)的學生也要參加金工實習,實現(xiàn)專業(yè)之間的了解。
3 人才培養(yǎng)模式的探討
應用型本科人才培養(yǎng)目標要求學生不僅有扎實的專業(yè)理論和基礎知識,寬闊的知識視野,更要有過硬的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力。畢業(yè)之后,能夠較快地適應并勝任工作,可以靈活地運用基礎理論和創(chuàng)新思維,解決工作中的實際問題。這就要求電氣工程專業(yè)的學生在夯實基礎知識之上,還要掌握時下電氣領域的新技術和新知識。人才培養(yǎng)應處于動態(tài)變化中,保留經典基礎理論課程,每年根據(jù)社會電氣崗位技能需求調查,調整專業(yè)課程,特別是高年級的專業(yè)選修課程。增大實驗實習課程比例,將理論課堂搬到實驗室。人才培養(yǎng)重心轉移才能帶動實踐類課程升級,從而鍛煉和影響學生的實際動手能力。
面對現(xiàn)在就業(yè)市場競爭激烈的實際情況,僅僅具有單一的專業(yè)知識已經不能滿足社會對應用型人才的要求。因而在本科培養(yǎng)當中,還要有通識課、語言類課程、應用寫作類課程的設置,努力培養(yǎng)出“靜則能文,動則能武”,德智體全面發(fā)展的完整的人。
4 課程體系的建設
課程體系的建立基礎是人才培養(yǎng)目標和方案,它應當符合國家高教司對本科人才培養(yǎng)的要求,并結合各自專業(yè)發(fā)展的方向和特色,結合不同學校對電氣專業(yè)的定位而設立。電氣工程專業(yè)在經過整合與調整之后,可以有高電壓、發(fā)電、輸變電、配電等眾多方向。在今天進行應用型本科人才培養(yǎng)的大環(huán)境下,課程體系的建設被賦予了新的意義。也就是要立足專業(yè),走向應用。這就要求加大實驗、實踐課程的比例,著重實操課程的教學。以“電力電子技術”這門課為例,大多數(shù)院校采用48~56課時的教學量,其中實驗部分應至少安排16~32學時。把課程三分之一的時間放在實驗室,通過實驗驗證理論,通過實驗提升學生的理解能力和思考能力,更著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
在專業(yè)課設置方面,要加大選修課的選擇范圍,以供不同方向和就業(yè)需求的學生選擇。隨著電力行業(yè)改革的不斷推進,發(fā)電廠與電力運行單位的分離,使得學生在就業(yè)選擇時要面臨不同方向知識的考核。這也對課程體系提出新的挑戰(zhàn)。要求學生全盤掌握顯然不切實際,那么如何進行課程分類,在夯實基礎的前提下,給學生提出備選預案,不失為一種教育導向。
參考文獻
[1] 唐志平,過軍,田鴻發(fā),史建平. 電氣工程及其自動化專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)的探索與實踐. [J] 常州工學院學報.第18卷第3期. 2005.6
[2] 張紅霞,王雷.高校創(chuàng)品牌特色專業(yè)探悉[J].吉林省教育學院學報,2006(10).
(一)實習目的與意義:專業(yè)生產實習是電氣工程及其自動化專業(yè)的必修課程,安排在第三學年暑期短學期開設。該項實習是為了充分利用社會資源,增強電氣工程及其自動化專業(yè)大學本科生的實踐能力,實踐的主要目的如下:
①專業(yè)生產實習是全面推進素質教育、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的一種重要手段,是學生理論聯(lián)系實際的一個重要環(huán)節(jié),是大學生擇業(yè)就業(yè)之前接觸社會、了解社會的一次重要機會。
②通過專業(yè)生產實習,使學生認識電力生產的整個過程,了解電氣工程及其自動化專業(yè)的主要內容和發(fā)展方向,掌握專業(yè)的基本常識,為專業(yè)課程學習奠定感性認識,形成對本專業(yè)的認同感、提高學生學習本專業(yè)的興趣,激發(fā)學生的競爭意識、責任意識和開拓意識。
③通過有組織的開放性專業(yè)生產實習活動。培養(yǎng)大學生自主管理、社會交往、互相幫助、獨立完成任務等方面的綜合能力。
④學生參加生產實習時將所學理論知識和實際工作緊密聯(lián)系,鞏固已學的理論知識,積累一定的實際生產技術和管理知識,培養(yǎng)運用理論知識解決工程實際問題的能力,注重知識創(chuàng)新和能力培養(yǎng),為適應社會工作和生活打下堅實的基礎。
(二)實習地點:
①成都——西南交通大學。
②成都——交大許繼股份責任有限公司。
③昆明——鐵路局供電段。
④昆明——云南變壓器股份責任有限公司。
(三)實習時間安排與主要實踐過程:
①7月14日下午14點在西南交通大學參加學院組織的實習安排、工作布置課程。
②7月15日~17日上午9點~11點30分、下午14點~16點30分在西南交通大學參加學院組織的專業(yè)知識講座。
③7月15日上午9點~11點30分在交大許繼股份責任有限公司參觀實習。
④7月18日~20日上午乘車前往昆明。
⑤7月20日下午14點~16點30在昆明供電段教育室參加生產實習安全教育。
⑥7月21日上午9點~下午16點30在昆明供電段(昆南)參觀實習。
⑦7月22日上午9點~下午16點30在昆明供電段(昆西)參觀實習。
⑧7月23日上午9點~11點30分在云南變壓器股份責任有限公司參觀實習。
⑨7月23日下午14點~16點30分在昆明供電段教育室參加實結大會。
mm2011年9月
目錄
前言…………………………………………………………………………………1
目錄…………………………………………………………………………………3
第一章:電力系統(tǒng)…………………………………………………………………4
第一節(jié):我國電力工業(yè)的主要特點及其發(fā)展………………………………………4
第二節(jié):電力系統(tǒng)的基本組成………………………………………………………6
第三節(jié):供配電系統(tǒng)常用的電氣設備………………………………………………8
第四節(jié):繼電保護的作用及常見故障………………………………………………10
第五節(jié):輸配電新技術發(fā)展………………………………………………………12
第二章:牽引變電所………………………………………………………………16
第一節(jié):二次設備電路概述………………………………………………………16
第二節(jié):安全監(jiān)控系統(tǒng)……………………………………………………………17
第三章:接觸網……………………………………………………………………20
第一節(jié):接觸網零件、線索及絕緣子………………………………………………20
第二節(jié):碗臂及其裝配……………………………………………………………22
第三節(jié):錨段及錨段關節(jié)…………………………………………………………23
第四章:變壓器……………………………………………………………………28
第一節(jié):變壓器的種類及其制造工藝………………………………………………28
第二節(jié):幾種牽引變壓器的原理分析與比較選擇…………………………………30
第五章:總結與心得體會…………………………………………………………34
參考文獻……………………………………………………………………………36
第一章電力系統(tǒng)
第一節(jié)我國電力工業(yè)的主特點及其發(fā)展
一、我國電力工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
“十五”期間我國發(fā)電量由13685億千瓦時增至24975億千瓦時,年均增長12.8%;發(fā)電裝機容量由31932萬千瓦增至51718萬千瓦,年均增長10.1%。發(fā)電量的增速高于gdp的增速,電力彈性系數(shù)1.35,高于前20年的平均值(0.8)。單位產值電耗增加。
表1-1XX-XX年內我國gdp及用電量增長情況
XX年XX年XX年XX年XX年XX年
全國gdp增長率(%)7.389.110.19.910.9
全國用電量(萬億千瓦時)1.471.641.892.182.482.82
用電量增長率(%)9.011.615.415.1813.5914.0
全國裝機容量(億千瓦)3.383.573.804.425.176.22
資料來源:《中國電力統(tǒng)計年鑒》,中國電力出版社
二、我國電力工業(yè)的特點及發(fā)展趨勢
1、電力需求和裝機容量持續(xù)、快速增長。近年來,我國電力需求增長迅猛。盡管電力工業(yè)保持了2位數(shù)的增長率,但仍然出現(xiàn)了大面積的電力短缺。今后10~20年,大陸每年平均新增裝機將達30gw。
2、電網在資源優(yōu)化配置中將發(fā)揮重要作用,遠距離輸電規(guī)模宏大。由于資源狀況、電力需求增長和技術條件的限制,今后相當長一段時間內,我國發(fā)電一次能源仍將主要依賴煤炭和水能。可開發(fā)水電資源近三分之二分布在西部的四川、云南、三省區(qū),煤炭保有儲量的三分之二分布在山西、陜西、內蒙三省區(qū);而約占三分之二的用電負荷分布在沿海和京廣鐵路沿線以東的經濟發(fā)達地區(qū),這些地區(qū)發(fā)電能源資源嚴重不足。為解決發(fā)電資源分布與用電負荷分布極不均衡的矛盾,需要大容量、遠距離的輸電。根據(jù)目前的規(guī)劃研究,到2020年,中遠距離的輸電規(guī)模將可能達到250gw左右,其中2/3以上的輸電距離可能超過1000km。
3、實現(xiàn)全國聯(lián)網和跨國聯(lián)網。電網龐大、復雜。目前,我國大陸電網除西北采用330kv/750kv電壓序列外,其它電網均采用220kv/500kv電壓序列。東北、華北和華中實現(xiàn)了同步聯(lián)網,華中與西北、華東和南方電網通過直流實現(xiàn)聯(lián)網,形成了北起東北伊敏、南抵四川二灘的鏈型同步電網。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,我國電網將成為世界上最龐大、復雜和技術最先進的電網,其特征是:擁有世界上最大規(guī)模的電站-三峽電站(最終裝機將達2240萬千瓦);世界上最大的電源基地-西南水電基地(外送規(guī)模將達7000萬千瓦左右);擁有世界上平均海拔最高的750kv電網;將建設百萬伏級交流和±800kv直流輸電工程,擁有當今世界上最高運行電壓的交直流電網;將構成以特高壓交直流為骨干網架的國家電網,形成世界上最大規(guī)模的遠距離輸電(通過特高壓交直流電網傳送的容量可能超過200gw);可能形成世界上規(guī)模最大的同步電網(華北-華中-華東同步電網);是世界上直流輸電規(guī)模最大的國家(容量在1gw以上的直流輸電工程有20多個,比世界上此類規(guī)模的直流輸電工程總和還多);形成國家、大區(qū)和省三級電力市場;按國家、大區(qū)、省、地(市)、縣五級調度。
4、自動化水平逐步提高、安全性和可靠性受到充分重視。先進的繼電保護裝置、變電站綜合自動化系統(tǒng)、電網調度自動化系統(tǒng)以及電網安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)得到廣泛應用。隨著電網建設和網架結構的加強、電網自動化水平的提高,大陸電網安全穩(wěn)定事故大幅下降。從上世紀70年代的19次/年,到80年代下降為5.2次/年,90年代為2.7次/年。1997年以后,未發(fā)生主網穩(wěn)定事故。電網供電可靠性也有較大提高,平均供電可靠性為99.820%。
5、經濟、高效和環(huán)保。隨著大容量機組的應用、電網的發(fā)展以及先進技術的廣泛采用,煤耗與網損逐年下降。上個世紀九十年代以后,供電煤耗平均每年以3.6g/kwh的速度下降。到XX年,供電煤耗為379g/kwh,電網線損率為7.6%。新建火電廠將廣泛采用大容量、高效、節(jié)水機組,采用脫硫技術和控制nox的排放。到2020年,在人口密集地區(qū),將建設60gw的天然氣發(fā)電機組和40gw的核電機組。在電網建設方面,將采用先進技術提高單位走廊輸電能力、降低網損,加強環(huán)境和景觀保護,城市電網將逐步提高電纜化率、推廣變電站緊湊化設計。
6、我國電力工業(yè)的產業(yè)政策是:大力發(fā)展水電,優(yōu)化發(fā)展火電,加快發(fā)展核電,因地制宜地積極發(fā)展風電、太陽能等可再生能源發(fā)電,加快發(fā)展電網。同時,堅持建設與節(jié)約并重,把節(jié)約用電放在優(yōu)先位置,加強電力需求側管理,提高資源利用效率;大力推進技術進步和產業(yè)升級,提高關鍵設備制造和供應能力。
三、2020年我國電源結構規(guī)劃設想
根據(jù)我國能源結構的狀況,我國電源結構在相當長的時期內,直到2020年都將以煤電為主,這是難以改變的。
(1)、煤電發(fā)展。到2020年約為6億kw,占總裝機9.5億kw的63.1%,發(fā)電址3億kwh,占總電量的70%,比XX年火電裝機的74.4%和電量的81%下降11個百分點,平均每年下降0.5個百分點;相應的發(fā)電量約3億kwh需耗原煤約14億t,占2020年原煤預計產旦20億一22億t的64%-70%左右。
(2)水電發(fā)展。到2020年水電要達到2億kw,占總裝機容量的21.1%,電盤7000億kwh,占總電量的16%;抽水蓄能電站裝機達到2500萬kw,占到總裝機容量的2.6%,比XX年裝機比重的24.9%下降了1個百分點,電量比重的17.8%下降1.8個百分點。但水電開發(fā)率已由XX年裝機開發(fā)率的21%提高到2020的53%,電量開發(fā)率相當由12.6%提高到36%,都超過目前世界平均水平。
(3)核電發(fā)展。到2020年,規(guī)劃核電容量約為4000萬kw,占總裝機的4.2%,發(fā)電量的6%,比XX年1.2%上升約5個百分點,使電源結構有所改善。我國核電起步不晚,發(fā)展緩慢。XX年只有210萬kw,到XX年末為370萬kw。在2020年以內建設的4000萬kw核電站,在技術路線上建議原則上仍堅持以原定的100萬級壓水堆的路線,并充分吸取國際上的技術進步和改造的經驗。具體堆型可在明確安全、經濟及國產化率的條件下,通過國際標準來確定,并用以批量建設100萬級核電站。這是充分發(fā)揮現(xiàn)有核電制造能力和建設、管理方面的經驗,盡快實現(xiàn)核電設備供應和建設、管理上的國產化的重要條件之一,是使我國核電”既安全,又經濟”的可行路線。與此同時,還要在核電技術上加強開發(fā)研究,跟蹤國際的先進技術,努力發(fā)展有自主知識產權的新一代堆型的核電,爭取在20年內建設示范堆型,為20年后批量過渡到新一代堆型做好技術供應的準備。
(4)氣電發(fā)展。規(guī)劃到2020年燃氣發(fā)電的容量達7000萬kw,占總裝機容量的7.3%,電量約3000億kwh,占總電量的7%。這將使20年內燃氣輪機組的比重提高6個百分點多,使電源結構得到一定程度的改善。
(5)新能源發(fā)電。規(guī)劃到2020年達到1500萬kw,占總裝機的1.5%,發(fā)電皿400億kwh,占1%。新能源發(fā)電主要包括風力發(fā)電、潮汐發(fā)電和太陽能發(fā)電,也包括地熱發(fā)電和垃圾、生物質能發(fā)電等。
第二節(jié)電力系統(tǒng)的基本組成
世界上大部分國家的動力資源和電力負荷中心分布是不一致的。如水力資源都是集中在江河流域水位落差較大的地方,燃料資源集中在煤、石油、天燃氣的礦區(qū)。而大電力負荷中心則多集中在工業(yè)區(qū)和大城市,因而發(fā)電廠和負荷中心往往相隔很遠的距離,從而發(fā)生了電能輸送的問題.水電只能通過高壓輸電線路把電能送到用戶地區(qū)才能得到充分利用。火電廠雖然能通過燃料運輸在用電地區(qū)建設電廠,但隨著機組容量的擴大,運輸燃料常常不如輸電經濟。于是就出現(xiàn)了所謂坑口電廠,即把火電廠建在礦區(qū),通過升壓變電站、高壓輸電線、降壓變電所(站)把電能送到離電廠較遠的用戶地區(qū)。隨著高壓輸電技術的發(fā)展.在地理上相隔一定距離的發(fā)電廠為了安全、經濟、可靠供電.需將孤立運行的發(fā)電廠用電力線路連接起來。首先在一個地區(qū)內互相連接,再發(fā)展到地區(qū)和地區(qū)之間互相連接,這就組成統(tǒng)一的電力系統(tǒng)。
圖1-1電力系統(tǒng)結構簡圖
通常將發(fā)電廠、變電所、用電設備之間用電力網和熱力網連接起來的整體,叫做動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)中的電氣部分,即發(fā)電機、配電裝置、變壓器、電力線路及各種用電設備連接在一起組成的統(tǒng)一整體。稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中由各級電壓等級的輸配電線路及升降壓變電所組成的部分,稱為電力網。在我國習慣將電力系統(tǒng)稱作電網,例如華中電力系統(tǒng)稱為華中電網。電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它擔負著輸送和分配電能的任務。由電源向電力負荷中心輸送電能的線路,稱為輸電線路或送電線路。送電線路的電壓較高,一般在110kv及以上。主要擔任分配電能任務的線路,稱為配電線路,配電電壓較低,一般在35kv及以下。為了研究和計算方便,通常將電力網分為地方電網和區(qū)域電網。電壓在110kv及以上、供電范圍較廣、輸送功率較大的電力網,稱為區(qū)域電力網。電壓在110kv以下、供電距離較短、輸電功率較少的電力網,稱為地方電力網。電壓在6~10kv的配電阿.稱為中壓配電網。城市電網中35kv的配電網亦稱為中壓配電網。電壓為380/220v的配電網。稱為低壓配電網。但這種劃分方式,其間井投有嚴格的界限。
圖1-2電力系統(tǒng)結構簡要圖例
根據(jù)電力網的結構方式,又分為開式電力網和閉式電力網。凡用戶只能從單方向得到電能的電力網,稱為開式電力網;凡用戶至少可以從兩個或更多方向同時能得到電能的電力網,稱為閉式電力網。根據(jù)電壓等級的高低,電力網還可分為低壓、高壓、超高壓幾種。通常把1kv以下的電力網稱為低壓電網,1~220kv的電力網稱高壓電網,330kv及以上稱超高壓電網。
第三節(jié)供配電系統(tǒng)的常用電氣設備
一、電氣設備的定義
供配電系統(tǒng)的電氣設備是指用于發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電的所有設備,包括發(fā)電機、變壓器、控制電器、保護設備、測量儀表、線路器材和用電負荷設備(如電動機、照明)等。
二、變配電常用的高低壓電氣設備介紹
1、電力變壓器主要用于公用電網和工業(yè)電網中,將某一給定電壓值的電能轉變?yōu)樗蟮牧硪浑妷褐档碾娔埽岳陔娔艿暮侠磔斔汀⒎峙浜褪褂谩?/p>
2、互感器的作用是使二次設備與一次電路隔離和擴大儀表、繼電器的使用范圍。電流互感器二次額定電流一般為5a,電流互感器串聯(lián)于線路中,有四種結線方式;在使用時要注意:①二次側不得開路,不允許裝設開關或熔斷器;②二次側有一端必須接地;③注意端子的極性。電壓互感器二次額定電壓一般為100v,常用的電壓互感器有單相和三相(五芯柱式)兩類。電壓互感器并聯(lián)在線路中,通常接在母線上,有四種結線方式;電壓互感器在使用時要注意:①一、二側均不得短路;②二次側有一端必須接地;③注意端子的極性。
3、熔斷器分為高壓熔斷器和低壓熔斷器兩種。高壓熔斷器有戶內、戶外兩種類型,一般跌開式熔斷器和負荷型跌開式熔斷器為“非限流”式。低壓熔斷器主要用于低壓線路及設備的過載和短路保護,有插入式(rc型)、螺旋式(rl型)、無填料密閉管式(rm型)、有填料封閉管式(rt型)及引進技術生產的有填料管式gf、am系列和高分斷能力的nt型等。按保護性能也可分為有限流特性和無限流特性兩種。
4、高壓開關設備主要有高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關等。高壓斷路器的作用是斷開或接通負荷,故障時斷開短路電流,有油斷路器,真空斷路器,sf6斷路器三種類型。高壓隔離開關主要功能是隔離高壓電源,保證人身和設備檢修安全,它不能帶負荷操作,常與斷路器配合使用并裝設在電源側。高壓負荷開關具有簡單的滅弧裝置,可以通斷一定的負荷電流和過負荷電流,由于斷流能力有限,常與高壓熔斷器配合使用。
5、低壓開關設備主要有低壓斷路器、低壓熔斷器、低壓刀開關等。低壓斷路器是一種能帶負荷通斷電路,又能在短路、過負荷、欠壓或失壓時自動跳閘的電氣開關設備,低壓斷路器有萬能式(框架結構)和塑殼式(裝置式)兩大類型,按安裝方式分有抽屜式和固定式兩種;按用途分有配電用、電動機保護、照明、漏電保護四種。
6、避雷器是保護電力系統(tǒng)中電氣設備的絕緣免受沿線路傳來的雷電過電壓或內部過電壓損害的一種保護設備,有保護間隙、管型、閥型、金屬氧化物等幾種類型,在成套裝置中氧化鋅避雷器使用較為廣泛。
7、成套配電裝置是制造廠成套供應的設備,在制造廠按照一定的線路結線方案預先把電器組裝成柜再運到現(xiàn)場安裝。按電壓高低可分為高壓成套配電裝置(也稱高壓開關柜)和低壓成套配電裝置(低壓配電屏和配電箱)。高壓開關柜有固定式和移開式兩大類。固定式高壓開關柜的柜內所有電器部件包括其主要設備如斷路器、互感器和避雷器等都固定安裝在不能移動的臺架上,一般用在企業(yè)的中小型變配電所和負荷不是很重要的場所。新型固定式高壓開關柜常用的有hxgn系列(固定式高壓環(huán)網柜)、xgn系列(交流金屬箱型固定式封閉高壓開關柜)和kgn系列(交流金屬鎧裝固定式高壓開關柜)等。手車式高壓開關柜是將成套高壓配電裝置中的某些主要電器設備固定在可移動的手車上,它檢修方便安全,恢復供電快,供電可靠性高,但價格較高,主要用于大中型變配電所和負荷較重要、供電可靠性要求較高的場所,主要新產品有jyn系列、kyn等系列等。低壓配電屏(柜)有固定式、抽屜式和混合式三種。固定式低壓配電屏結構簡單,價格低廉,目前使用較廣的有pgl、ggl、ggd等系列,適用于發(fā)電廠、變電所和工礦企業(yè)等電力用戶作動力和照明配電用。抽屜式低壓配電屏(柜)體積小、結構新穎、通用性好、安裝維護方便、安全可靠,廣泛應用于工礦企業(yè)和高層建筑的低壓配電系統(tǒng)中作受電、饋電、照明、電動機控制及功率補償之用,常用的抽屜式配電屏有bfc、gcl、gck等系列,它們一般用作三相交流系統(tǒng)中的動力中心(pc)和電動機控制中心(mcc)的配電和控制裝置。動力配電箱和照明配電箱是車間和民用建筑的供配電系統(tǒng)中對用電設備的最后一級控制和保護設備,分別用于動力配電、控制和照明、小型動力線路的控制、過負荷和短路保護。
第四節(jié)繼電保護的作用及常見故障
隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術,通訊技術的進步,繼電保護向著計算機化、網絡化,保護、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向進一步快速發(fā)展。與此同時越來越多的新技術、新理論將應用于繼電保護領域,這要求我們繼電保護工作者不斷求學、探索和進取,達到提高供電可靠性的目的,保障電網安全穩(wěn)定運行。
一、繼電保護在供電系統(tǒng)障礙中的作用
(一)保證繼電系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮繼電保護裝置作用的前提:繼電系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮繼電保護裝置作用的前提。一般來說繼電保護的可靠性主要由配置合理、質量和技術性能優(yōu)良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證。
(二)繼電保護在電力系統(tǒng)安全運行中的作用:
繼電保護在電力系統(tǒng)安全運行中的作用主要有以下三點:
1.保障電力系統(tǒng)的安全性。當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等)。
2.對電力系統(tǒng)的不正常工作進行提示。反應電氣設備的不正常工作情況,并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無經常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進行處理,或由裝置自動地進行調整,或將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
3.對電力系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控。繼電保護不僅僅是一個事故處理與反應裝置,同時也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運行的裝置。
二、繼電保護常見的障礙
電壓互感器二次電壓回路在運行中出現(xiàn)故障是繼電保護工作中的一個薄弱環(huán)節(jié)。作為繼電保護測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運行非常重要,pt二次回路設備不多,接線也不復雜,但pt二次回路上的故障卻不少見。由于pt二次電壓回路上的故障而導致的嚴重后果是保護誤動或拒動。據(jù)運行經驗,pt二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:pt二次中性點接地方式異常;表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網的原因,更多是由接線工藝引起的。這樣pt二次接地相與地網間產生電壓,該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上,使各相電壓產生幅值和相位變化,引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。pt開口三角電壓回路異常;pt開口三角電壓回路斷線,有機械上的原因,短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中,為達到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻短接,有的使用小刻度的電流繼電器,大大減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時,零序電壓較大,回路負荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后絕緣破壞發(fā)生短路。短路持續(xù)時間過長就會燒斷線圈,使pt開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區(qū)發(fā)生過。pt二次失壓;pt二次失壓是困擾使用電壓保護的經典問題,糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善引起的。
電流互感器是供給繼電保護和監(jiān)控系統(tǒng)判別系統(tǒng)運行狀態(tài)的重要組件。作為繼電保護對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實地反映一次電流的波形,特別是在故障時,不但要求反映故障電流的大小,還要求反映電流的相位和波形,甚至是反映電流的變化率。而傳統(tǒng)的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現(xiàn)一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性,是非線性組件,當一次電流很大,特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴重飽和,勵磁電流成幾十倍、幾百倍增加,而且含有大量非周期分量和高次諧波分量,造成二次電流嚴重失真,嚴重影響了繼電保護的正確動作。由電工基礎理論可知,電流互感器在嚴重飽和時,其一次電流中的直流分量很大,使其波形偏于時間軸的一側。鐵心中有剩磁,且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產生的磁通方向相同,在短路電流直流分量剩磁的共同作用下,鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是,一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏鳎坞娏鲙缀鯙?。由于電流互感器嚴重飽和,使其傳變特性變差甚至輸出為0,才導致了斷路器保護的拒動,引起主變壓器后備保護越級跳閘。
針對目前微機繼電保護裝置自身的特點,造成了微機保護裝置故障一般有以下這些原因:電源問題,比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降,若電壓下降過大,會導致比較電路基準值的變化,充電電路時間變短等一系列問題,從而影響到微機保護的邏輯配合,甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發(fā)生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作,要求電源輸出有足夠的功率。如果現(xiàn)場發(fā)生事故時,微機保護出現(xiàn)無法給出后臺信號或是重合閘無法實現(xiàn)等現(xiàn)象,應考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。對逆變電源應加強現(xiàn)場管理,在定期檢驗時一定要按規(guī)程進行逆變電源檢驗。干擾和絕緣問題,微機保護的抗干擾性能較差,對講機和其他無線通信設備在保護屏附近使用,會導致一些邏輯元件誤動作。微機保護裝置的集成度高,布線緊密。長期運行后,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,可使兩焊點之間形成了導電通道,從而引起繼電保護故障的發(fā)生。
第五節(jié)輸配電新技術發(fā)展
一、輸電技術的發(fā)展前景
輸配電技術的應用范圍涉及輸配電系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、施工、遠行和維修各個領域。這些技術有的是現(xiàn)有成熟技術的延伸;有的是近年研究成功,接近商業(yè)化的新技術;有的則是面向未來長遠需求正在研究。
(一)三相高壓交流輸電仍是主流。
目前,常規(guī)的三相高壓交流輸電在遠距離輸電工程中占主導地位,在未來相當長的時間內仍將是輸電和聯(lián)網的主要方式。商業(yè)化的交流輸電工程最高電壓為765kv(800kv等級)。前蘇聯(lián)建成了900km的1150kv特高壓輸電線路并經過了試運行,后因多種原因降壓為500kv運行。
(二)高壓直流輸電日顯重要。
端對端直流輸電這是一種成熟的遠距離輸電技術。從1954年到1998年,全球己建成57個直流輸電工程,10項正在建設中。巴西伊泰普輸電工程直流部分是世界上最大的直流輸電工程,電壓為士600kv。這些工_程在遠距離輸電、電網互聯(lián)、跨海送電等方面發(fā)揮了重要作用。中國建成了士500kv葛洲壩一上海輸電工程、天一廣直流輸電工程。三峽一華東的直流輸電工程正在建設中。貴州一廣東、三峽一廣東的直流輸電工程的建設業(yè)已啟動。預計端對端直流輸電在未來仍是遠距離輸電和聯(lián)網的重要方式。
(三)靈活交流輸電方興未艾。
靈活交流輸電(facts)是基于電力電子技術與現(xiàn)代控制技術對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓、相位實施靈活快速調節(jié)的輸電技術。它可以用來對系統(tǒng)的有功和無功潮流進行靈活控制,以達到大幅度提高線路輸送能力、阻尼系統(tǒng)振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定水一平的目的。
(四)輸電線路發(fā)展趨勢。
1.緊湊型線路。緊湊型線路是指用增加分裂導線數(shù)、縮短相間距離、合理排列相導線等措施以降低線路波阻抗,從而提高線路輸送能力的輸電線路。緊湊型輸電線路可視為用改變線路的幾何結構的方法實現(xiàn)線路“自然的補償”的一種線路。研究緊湊型輸電線路的主要目標是提高線路的輸送能力,節(jié)省線路走廊。近年來國內外研究的優(yōu)化導線和桿塔結構以減少線路產生的電磁場的環(huán)境影響的線路、在城市中為改善景觀而緊湊化的線路也常歸入緊湊型線路的范疇。導線和桿塔結構不作重大改動的一般的緊湊型輸電線路,輸送能力比常規(guī)線路可以提高20-30%。
2.氣體絕緣線路。氣體絕緣輸電線路(gil)是以六氟化硫氣體絕緣的、帶有與導線同軸的接地金屬外殼的輸電線路,與電纜相比,其優(yōu)點是絕緣擊穿后可恢復、承載電流大。它可沿地面敷設,也可在地下敷設。氣體絕緣的輸電線已在水力發(fā)電廠的出線等場合得到應用。在沙特阿拉伯建設了一條總長17km的420kvgilo1997年投運。日本中部電力公司安裝了一條275kv3.3公里的gil,1998年投運,輸電1300mw,應用強迫冷卻后可送2850mw。未來,由于架空輸電線路的造價日增,輸電線路走廊的獲得越來越困難,氣體絕緣的輸電線的研究和開發(fā)受到重視。據(jù)預測,對大容量(1000mw以上)輸電,g工l在線路走廊昂貴的地方可以與架空輸電線路競爭。
3.超導輸線路。超導輸電是一種低損耗的輸電方式。由于輸電電壓低,電場影響很小。電纜的同軸結構和三相同管道,使磁場的影響也不大。故超導輸電是一種與環(huán)境協(xié)調的高效輸配電方式。ybco-123超導體的臨界電流密度己達l00ka/cm2的數(shù)量級。利用原來的電纜管道,安裝超導電纜可滿足大城市供電增容的需要。利用原來的電纜管道,安裝超導電纜可滿足大城市供電增容的需要。目前,超導電纜的價格很高,冷凍系統(tǒng)的可靠性有待檢驗,用于長距離輸電工程的前景尚不明朗。
(五)變電站發(fā)展趨勢
1.集成化電力設備為了實現(xiàn)電氣設備緊湊化、模塊化、智能化的目標,出現(xiàn)了不同電氣設備集成以及強電設備和弱電設備集成的傾向。現(xiàn)在已研究出包括斷路器、隔離月-關、接地開關、電壓及電流互感器、傳感器及計算機處理器在內的緊湊化模塊化的智能開關設備,它可以視為簡化的g工s和控制設備的集成(又稱為pass)。因為占地小、結構簡單,可以減少變電站投資、縮短安裝周期。由于控制、保護、通信等微電子設備與高電壓大電流主設備安裝于一體,因此滿足電磁兼容性要求將成為重要的技術關鍵。目前275kv等級的pass在運行,效果如何尚待實踐檢驗。外國公司最近研制成功“電力發(fā)生器”(powerformer),實質上是高壓發(fā)電機。由于電纜技術的進步,可以用電纜來代替原來發(fā)電機定子中的矩形截面的導線,使電機絕緣的耐壓成數(shù)量級的提高。因此,發(fā)電機出口的電壓可以提高到400kv,不需要升壓變壓器就自接聯(lián)接到架空線路。“電力發(fā)生器”的優(yōu)點除了使升壓變電站大大簡化以外,還有散熱性能好,短路電流小,便于檢修等優(yōu)點目前在一個水電站試運行。
2.與環(huán)境友好的變電站變電站對環(huán)境的影響之一是它產生的噪聲。變電站產生的噪聲主要是電氣設備機械振動噪聲,如主變壓器、電抗器的振動噪聲;油泵、風機的噪聲、高壓斷路器跳合閘的機械撞擊噪聲等。其次是變電站泄漏和廢棄物影響。變電站中電氣設備的可能產生的泄漏(如油、氣的泄漏)和廢棄物(廢電纜頭、廢導線、廢絕緣子等)對周圍環(huán)境的影響,日益受到重視。許多國家制定了對廢棄物管理的規(guī)定。解決辦法主要有:建立嚴格的管理制度;提高設備制造質量、加強維護,防止泄漏發(fā)生;采用無油設備;實施廢棄物回收和再生等另外,減少變電站對景觀的影響也提到議事日程。在輸配電系統(tǒng)設計時,還應當考慮線路和變電站可能產生的景觀影響,即從建筑學的角度有礙觀瞻的問題。通過線路的緊湊化:從律筑學的角度仲桿塔設計得比較美觀,與周圍的環(huán)境和諧一致。
二、配電技術展望
(一)可靠的網絡結構。合理的網絡結構是保證可靠供電的基礎。放射式配電網的優(yōu)點是設施簡單、投資少,但供電可靠性比較低。多回線平行的配電網可提高可靠性,但保護配置較復雜。環(huán)式配電網和網絡式配電網可以進一步提高供電可靠性,但配電設施多、保護配置比較復雜、短路電流水平高,因而造價較高,應根據(jù)實際需要加以選擇。
(二)配電自動化技術。配電自動化是配電系統(tǒng)中技術更新最快的一個領域,其內容通常包括:scada系統(tǒng)、饋線自動化系統(tǒng)、地理信息和設備管理系統(tǒng)gis、故障報修應答系統(tǒng)、負荷管理系統(tǒng)、自動抄表系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)通常有不同的組合,并可與離線的管理信息系統(tǒng)集成。未來的配電自動化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是:發(fā)展建立在開放式計算機平臺上的綜合的配電自動化系統(tǒng),以實現(xiàn)配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視、無功自動調節(jié)、故障隔離、設備管理、負荷控制、用電管理等功能同時,還可以與其他離線的管理系統(tǒng)和信息系統(tǒng)交換共享信息資源。
(三)電能質量控制技術。電能質量控制技術將成為重要的配電技術。電能質量不只局限于對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求,還需要對各種瞬態(tài)的波動和干擾,如電壓閃變、電壓暫降、脈沖、振蕩加以抑制,因而需要發(fā)展電能質量控制新技術。用戶特定質電力技術是應用現(xiàn)代電力電子技術和控制技術為用戶提供用戶特定要求質量電能的技術。主要設備有:用于配電網的靜止同步補償器,動態(tài)電壓恢復器等靈活、可靠、智能配電系統(tǒng)是一種靈活、可靠性高、可提供多品質電力的電能流通系統(tǒng)。它相當于用戶附近的一個電力改質中心。改質中心產生多種品質的電能,通過靜止開關可與高壓側配電線和低壓側配電線靈活地連接。另一方面通過連結的光纜網,改質中心還進行信息處理和交換。
(四)先進表計系統(tǒng)。先進儀表是未來配電的重要組成部分。現(xiàn)代電能表計系統(tǒng)除電能計量的功能外,還具有負荷調查、實時電價、電價區(qū)間指示、電能質量監(jiān)控的功能,如記錄分析電壓暫降、諧波、電壓閃變等。此外還具有雙向通信、用戶訪問、自診斷及警報、誤差軟件補償功等重要的功能。
(五)配電施工技術。城市配電工程的施工一般要在地下管路縱橫交錯、交通繁忙的市區(qū)進行,為了盡可能減少對市政交通的影響、加快施工進度,已經研究出新的城市配電施工技術,如電纜定向連續(xù)敷設技術,地下設施探測定位技術,例如“地下物體雷達定位系統(tǒng)”可在計算機屏幕上顯示地面4米以下的物體。
(六)分布式電源。分布式發(fā)電裝置是指功率為數(shù)kw至mw的小型模塊式的,與環(huán)境兼容的獨立電源。這些電源由電力部門、電力用戶或第三方所有,用以滿足電力系統(tǒng)和用戶的特定的要求,如調峰、為邊遠用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電,節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。當今的分布式電源主要是指微型燃氣輪機和燃料電池。由于公眾對輸電線路可能產生的電磁影響的憂慮,開辟新的線路走廊越來越困難。此外,由于電力市場自由化減低電價的需要,直接安置在用戶近旁的分布式發(fā)電裝置便成為一種有競爭力的替代方案。分布式的電源可大大地提高供電可靠性,可在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰(zhàn)爭)情況下維持重要用戶的供電。如何確保一些重要的集會和慶典供電安全常是困擾電力部門的一個重要問題。如果有分布式的電源處于運行狀態(tài),則供電的可靠性會大大提高。對供電網難以達到的邊遠分散用戶,分布式的電源在技術經濟上具有競爭力。此外,發(fā)展電動車的電源是研究發(fā)展分布式的電源的重要推動力
第二章牽引變電所
第一節(jié)二次設備電路概述
一、二次接線電路圖
供電系統(tǒng)中,為保障一次高壓電氣設備安全運行和實現(xiàn)對其操作控制而設置的控制、信號、監(jiān)測與繼電保護、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設備,通常稱為二次設備。用來表明二次設備相互聯(lián)接的電氣結線圖,稱為二次電路圖。一般有三種表達形式:①是原理接線圖(即歸總式原理圖),②是展開接線圖(即是展開式原理圖)以及③是安裝接線圖。如圖2-1所示的展開接線圖,其主要特點是:在原理接線圖基礎上,將其總體形式的電路分解為交流電流、電壓回路及直流回路等相對獨立的各個組成部分。這時,設備元件的不同線圈與觸點等,將分別繪入相應部分的回路圖。其讀圖規(guī)則:直流回路部分,力求按照各部件流通電流的順序,即按其工作時各部件的動作次序,自上而下、由左至右地排列成行。對同一元件的不同線困、接點等應用相同的文字標注,并在展開接線圖的一側可以方便地加注文字說明,從而便于清楚地了解相應部分電路的作用。
圖2-1二次接線展開接線圖
對于歸總式原理圖的特點是圖中標有相關的主電路部分,各設備元件都以整體的形式表示,并對所包括的交流電壓回路、交流電流回路和直流控制、信號電路等各組成部分都一并畫出。而安裝接線圖的特點則為:一般包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線團等組成部分。在盤后接線圖和端子排接線圖中,對繼電器、表計等元件及其輔助端子、連接導線等,都需按其實際形狀、位置尺寸成比例地由盤后視繪制出來。圖中不畫出連接導線而是采用“相對標志”的方法加以表示。所謂“相對標志”法也就是在調子排(或設備元件)的每一端頭標記出與它連接的另一端頭所接設備元件(或端子排端子號碼)的標志。
二、控制方式
二次設備的控制方式按執(zhí)行地點的不同可以畫分為:
(一)就地控制:在一次電氣設備安裝地點進行直接控制,斷路器等位置信號也在配電間隔上顯示。一般用于交流10kv以下系統(tǒng)。
(二)距離控制(集中控制):在主控室內對變電所的一次電氣設備集中進行控制,監(jiān)測儀表和開關位置信號、中央信號及繼電保護裝置均配置在主控室屏臺上,便于監(jiān)視和管理運行。按實現(xiàn)方法不同,可分為一對一的分別控制方式和一對多的集中選控方式。
(三)遠動控制(遙控):在遠離變電所的調度端對變電所(執(zhí)行端)的電氣設備進行控制。已實現(xiàn)遠動化的系統(tǒng),往往同時具備距離和遠動兩種控制方式。
三、控制室
牽引變電所對一次電氣設備的控制操作通常采取集中控制的方式。其控制、信號、監(jiān)測、保護、自動裝置等二次電氣設備多集中裝在控制室中。在控制室里配備有各種控制盤(分類),二次電路的各種裝置都分別裝設在相應的控制盤上。其中控制盤的分類可以分為主控制盤、繼電保護盤、中央信號盤、計量盤、自動、運動裝置盤以及自用電盤等。控制系統(tǒng)在變電所內起著神經中樞的重要作用,值班人員根據(jù)控制盤上的各種儀器、表計、信號等的指示來監(jiān)視、判斷變電所電器設備的運行狀態(tài),并通過控制電路設備對一次電路設備進行各種控制操作。其主要原則有:(1)盤面上儀表、控制、信號設備與模擬主電路的布置應簡單明了,便于控制、監(jiān)視和維護。(2)各電氣設備之間裝設距離應根據(jù)正面、背面所占最小位置及布線尺寸確定的標準全面考慮。(3)盤面配置應考慮盤后兩側接線端子合理安排。(4)盡量采用標準盤的布置方式,以滿足經濟性與可靠性等要求。
第二節(jié)安全監(jiān)控系統(tǒng)
一、系統(tǒng)概述
牽引變電所的安全防護有消防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合自動化系統(tǒng)等,但均為分立系統(tǒng),各司其職,相互之間沒有太多的聯(lián)系,距離智能安全防護系統(tǒng)還有不小的差距。針對變電所安全運行的問題,本文提出了一種解決方案,系統(tǒng)配置如圖2-2所示。系統(tǒng)卞網采用雙10/100m以太網配置,采用iec-60870-103以太網協(xié)議。主網的雙網配置完成負荷平衡及熱備用雙重功能,在雙網正‘常清況下,雙網以負荷平衡工作,一旦其中一網絡故障,另一網就完成接替全部通信負荷,保證實時系統(tǒng)的loo}o可靠性。
圖2-1安全監(jiān)控系統(tǒng)配置
二、變電所自動化系統(tǒng)
日前國內的計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件普遍采用c++、tcp/ip,oledb、sql、doom、activex等國際標準,具有很好的開放性。針對變電所綜合自動化系統(tǒng),根據(jù)安全需要,系統(tǒng)本身要具有如下安全竹理系統(tǒng)功能。
(1)權限竹理子系統(tǒng)。包括對變電所監(jiān)控系統(tǒng)的操作、監(jiān)護、保護設置、報表維護、數(shù)據(jù)庫維護;對于較高的安全要求,在變電所操作時也要把操作信息送往調度端,調度端可以監(jiān)視變電所的操作,必須經申請一批準的環(huán)節(jié),操作才能被執(zhí)行。通過數(shù)據(jù)庫的參數(shù)設置,調度卞站和變電所都可以操作,調度卞站的優(yōu)先級更高。同時,一方操作會在另一方生成告警提示,提醒有人正在進行操作。
(2)模擬操作。執(zhí)行遙控操作之前,先進行一次模擬操作,以保證操作的正確性,系統(tǒng)要提供模擬操作的功能。
(3)報警功能。在系統(tǒng)接收到保護事件或保護故障等信息后,綜合自動化系統(tǒng)的告警模塊依據(jù)事先定義的信息確定告警級別。設置二級告警級別,即事故告警、一般異常告警、嚴重異常告警,并采用不同顏色、不同音響自動告警。
(4)系統(tǒng)安全機制。系統(tǒng)在線運行時,能夠定時進行自診斷,能夠檢測其工作狀態(tài),判斷故障內容,指出故障的設備及插件,并使其自動退出在線運行,以便能迅速更換;雙機系統(tǒng)中的一臺卞機發(fā)生故障時,自動切換至另一臺的時間不大于30s。該系統(tǒng)滿足安全監(jiān)控的技術要求。
三、變電所智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)
變電所級網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)分前端攝像機、后端數(shù)字視頻顯示控制系統(tǒng)、存儲竹理與服務系統(tǒng)及網絡傳輸平臺。主要由3部分組成:圖像采集子系統(tǒng)、信號傳輸子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)全部視頻信號匯集、控制、監(jiān)視、錄像存檔、檢索查詢、遠程監(jiān)控,實現(xiàn)對系統(tǒng)前端設備操作控制,實現(xiàn)對前端信號采集系統(tǒng)和信號傳輸系統(tǒng)故障判斷報警等功能。該系統(tǒng)可對大范圍、多種室內外場景、多路攝像頭采集的視頻圖像進行智能分析。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與綜合自動化系統(tǒng)、環(huán)境安全系統(tǒng)形成聯(lián)動,通過安防系統(tǒng)統(tǒng)一設置。
四、變電所環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)
變電所內環(huán)境安全監(jiān)控信息通過所內安全監(jiān)控通信單元送至安全防護卞機,再送至遠方監(jiān)控中心。該系統(tǒng)實現(xiàn)所內各安全環(huán)節(jié)中的不同警戒乎段的集中和聯(lián)動,監(jiān)控模塊出現(xiàn)異常時,均能及時給出現(xiàn)場報警信號和綜合報警信號,反映在安防工作站上,及時給出報警信息,并推出相關畫面,提示值班人員關注提示信息,并給出初步的安全判斷。
五、變電所設備在線監(jiān)測系統(tǒng)
變電所高壓電氣設備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式結構,綜合運用先進傳感器技術、數(shù)字信號處理技術、計算機技術等,實現(xiàn)了信號采集的就地數(shù)字化和智能化,并由現(xiàn)場總線將實時數(shù)據(jù)送入變電所通信竹理系統(tǒng)。通過網絡通信還可以把監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集送至安全監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)對變電所內電氣設備絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測和診斷。
第三章接觸網
第一節(jié)接觸網零件、線索及絕緣子
一、接觸網零件
接觸網各導線之間、導線與支持結構之間、支持結構與支柱之間的所有連接器件,統(tǒng)稱為接觸網零件。
(一)零件分類
接觸網零件按用途可以分為:懸吊零件、定位零件、連接零件、錨固零件以及支撐零件。按零件的制造材料分為:鑄黃銅件:用于銅線中的線夾連接;可鍛鑄鐵件:用于承力和外形復雜且用量較多的零件;灰口鑄鐵件:用于承受壓力的墊塊及非承力零件;普通碳素鋼件:用于圓鋼、角鋼、槽鋼等型材鍛制或焊接零件。
(二)零件的使用要求
接觸網零件在使用前,除了檢查是否符合型號、規(guī)格之外,還應對零件進行外觀檢查,其應符合下列要求:
1.表面應光潔、無裂紋、毛刺、砂眼、氣泡等缺陷。
2.零件的活動部位應靈活,配套連接無障礙。
3.凡經過熱鍍鋅的零件,應鋅層均勻,無脫落、銹蝕現(xiàn)象。
4.焊接零件應連續(xù)焊實,無虛焊、假焊等現(xiàn)象。
二、線索
接觸網線索主要有接觸線、承力索及附加導線。
(一)接觸線
接觸線的功用是保證質量良好地向電力機車供電。接觸線應具有良好的導電性,具備足夠的機械強度和耐磨性。我國目前采用的接觸線有銅接觸線和鋼鋁接觸線兩種。
1.銅接觸線:銅接觸線一般由電解銅硬拉制成。它具有良好的導電性能,有足夠的機械強度,耐腐蝕,施工安裝及運營維修方便等優(yōu)點。但耗費大量銅材,價格較高。銅接觸線可分為tcg-110、tcg-100、tcg85等型號。tcg表示銅接觸線,后面的數(shù)字為標稱截面積,單位為mm2。
2.鋼鋁接觸線:鋼鋁接觸線的上部為鋁,作為導電部分,下部為鋼以保證有足夠的機械強度和耐磨性,兩種金屬采用壓接的方法構成。鋼鋁接觸線具有機械強度高、穩(wěn)定性好、耐磨耗、造價低等優(yōu)點。但施工、維修困難,鋼鋁處易開裂,抗腐蝕能力差等。鋼鋁接觸線分為215glca100和173glca80兩種型號,glca和glcb分別表示鋼鋁接觸線的兩種規(guī)格,后面分式的分母表示該型接觸線截面的總面積,分子表示導電性能相當于銅接觸線的截面積,單位為mm2。
(二)承力索
承力索的主要功用是通過吊弦將接觸線懸吊起來,提高懸掛的穩(wěn)定性,與接觸線并聯(lián)供電。承力索應能承受較大的張力,具有較強的抗腐蝕能力,隨溫度變化較小。承力索一般采用單芯多層鉸線。目前我國采用的有銅承力索和鋼承力索兩種。
1.銅承力索:銅承力索導電性能好,抗腐蝕能力強。但價格較貴,機械性能比鋼承力索低,隨溫度變化較大。銅承力索的常用型號有:tj-95,tj-120等。tj表示銅絞線(也稱銅承力索),后面的數(shù)字表示標稱截面積,單位為mm2。
2.鋼承力索
鋼承力索的優(yōu)點是機械強度高,隨溫度變化小,造價低。但導電性能差,抗腐蝕能力差。目前采用鍍鋁鋅鋼絞線(表示符號:lxgj)其缺點得到了一定改善。鋼承力索常用型號有:gj-50,gj-70等。gj表示鋼承力索(也稱鋼絞線),后面的數(shù)字為標稱截面積,單位為mm2。
三、絕緣子
絕緣子的作用是保持接觸懸掛對地的電氣絕緣。由于絕緣子是串接在支持裝置或接觸懸掛中,所以絕緣子應具備承受一定機械負荷的能力。絕緣子多數(shù)是瓷質的,由瓷土加入石英砂和長石燒制而成,表面涂有一層光滑的釉,以防止水份滲入瓷內。鋼件與瓷件用不低于42.5mpa的硅酸鹽水泥膠合劑澆注在一起。接觸網常用的絕緣子有:懸式、棒式、針式和柱式四種類型。其絕緣子的電氣性能:
1.絕緣子干閃絡電壓:指絕緣子在干燥、清潔的狀態(tài)時,施加電壓使其表面達到閃絡時的最低電壓。
2.絕緣子的濕閃絡電壓:指雨水在降落方向與絕緣子表面呈45度角淋在絕緣子表面時,使其閃絡的最低電壓。絕緣子發(fā)生閃絡時,只是瓷體表面放電,而瓷體本身未受損害,閃絡消失后絕緣性能即可恢復。發(fā)生閃絡后,其絕緣性能有所下降,容易再次發(fā)生閃絡。擊穿電壓。指絕緣子瓷體被擊穿而失去絕緣作用的最低電壓。絕緣子擊穿后不能繼續(xù)使用,必須更換。絕緣子的沖擊閃絡電壓則表示了絕緣子滿足一定防雷要求的電氣性能指標。絕緣子的電氣性能不是一成不變的,隨著時間的增長,其絕緣強度會逐漸下降,這種現(xiàn)象稱為老化。泄漏距離(又稱爬電距離)是指沿絕緣子表面的曲線展開長度。輕污區(qū)泄漏距離規(guī)定為920mm,重污區(qū)規(guī)定為1200mm。
第二節(jié)碗臂及其裝配
一、碗臂的組成
腕臂裝配是應用最為廣泛的支持裝置。其裝配結構形式較多,主要有中間柱、轉換柱、中心柱、道岔柱、定位柱裝配等類型。根據(jù)支柱所在的線路位置(直線、曲線)、側面限界的大小等分為不同的裝配形式。腕臂根部通過棒式絕緣子,與安設在支柱上的腕臂底座相連接;其頂端通過套管鉸環(huán)、調節(jié)板及杵環(huán)桿(或壓管)、懸式絕緣子串(或棒式絕緣子)與旋轉腕臂拉桿底座固定在支柱頂部。杵環(huán)桿和拉桿底座、腕臂與腕臂底座之間均為鉸結。當腕臂裝配受到順線路力的作用時,將沿力的方向旋轉。旋轉腕臂底座、旋轉腕臂拉桿底座是腕臂裝配結構與支柱之間的聯(lián)結零件,安裝時應選擇與支柱相適應的型號。通過調整調節(jié)板、套管鉸環(huán)的位置,可以使被懸掛的承力索位置符合設計要求。下面主要介紹腕臂、杵環(huán)桿及壓管。腕臂安裝在支柱上,用以支持接觸懸掛,并起傳遞負荷的作用。腕臂一般用圓鋼管制成,個別地方也有用槽鋼、角鋼制成的。腕臂的長度與腕臂所跨越的線路數(shù)目、接觸懸掛結構高度、支柱側面限界、支柱所在位置(即直線還是曲線)等因素有關。腕臂的類型按跨越股道的數(shù)目可分為單線路腕臂、雙線路腕臂和三線路腕臂。按電氣性能可分為絕緣腕臂和非絕緣腕臂。
二、碗臂的預配
(一)材料準備
根據(jù)腕臂預配表中所列零件的型號和數(shù)量,并查安裝圖,提出領料計劃,把材料轉運到預配場地,做好預配的準備工作。
(二)預配
根據(jù)安裝圖裝配形式和預配表所列數(shù)據(jù),按桿號順序將零件組裝在一起。如拉桿腕臂的組裝方法為:
1.將棒式絕緣子、腕臂、定位環(huán)、套管鉸環(huán)、鉤頭鞍子、管帽、調節(jié)板、杵環(huán)桿依次組裝在一起。
2.組裝懸式絕緣子串并裝雙耳連接器。
3.在腕臂上用漆標明區(qū)間和支柱號碼,如果是雙腕臂則需標明工作支和非工作以及安裝在哪一側。
(三)技術要求及注意事項
1.套管鉸環(huán)和定位環(huán)上的缺口(扁口)須朝受力的反方向安裝。
2.套管鉸環(huán)的雙耳和棒式絕緣子的耳環(huán)應在同一斷面內。
3.所有聯(lián)結件應緊牢固,螺母、墊片齊全。
4.開口銷掰開角度不小于60°,開口處不得有裂紋、折斷現(xiàn)象。
第三節(jié)錨段及錨段關節(jié)
一、錨段
為滿足供電和機械受力方面的需要,將接觸網分成若干一定長度且相互獨立的分段,這種獨立的分段稱為錨段。其作用是:設立錨段可以限制事故范圍。當發(fā)生斷線或支柱折斷等事故時,由于各錨段間在機械受力上是獨立的,則使事故限制在一個錨段內,縮小了事故范圍。設立錨段便于在接觸線和承力索兩端設置補償裝置,以調整線索的弛度與張力。設立錨段有利于供電分段,配合開關設備,滿足供電方式的需要。可實現(xiàn)一定范圍內的停電檢修作業(yè)。
二、錨段關節(jié)
兩個相鄰的錨段的斜接部分稱為錨段關節(jié)。錨段關節(jié)結構復雜,其工作狀態(tài)的好壞直接影響接觸網供電質量和電力機車取流。電力機車通過錨段關節(jié)時,受電弓應能平滑、安全地由一個錨段過渡到另一個錨段,且弓線接觸良好,取流正常。錨段關節(jié)按用途可分為非絕緣錨段關節(jié)和絕緣錨段關節(jié)兩種。區(qū)別在于:非絕緣錨段關節(jié)只起機械分段作用,不進行電分段;絕緣錨段關節(jié)起機械分段作用,又進行電分段作用。按錨段關節(jié)的銜接長度可分為二跨、三跨、四跨、五跨、七跨、八跨、九跨錨段關節(jié)等幾種不同形式。目前,常用的是三跨非絕緣錨段關節(jié)、四跨絕緣錨段關節(jié)和七跨或八跨電分相錨段關節(jié)。
(一)三跨非絕緣錨段關節(jié)
三跨非絕緣錨段關節(jié)的組成由兩根下錨柱和兩根轉換柱及電連接線,通過這些設備實現(xiàn)錨段的銜接和過渡。三跨非絕緣錨段關節(jié)也是僅用作接觸懸掛在機械方面的分段,電氣方面仍然相聯(lián)結。此時用電連接線將工作支和非工作支連接起來,保證電流通過。在這種錨段關節(jié)內,其承力索和接觸線在兩轉換支柱之間的跨距中心處過渡。過渡處,兩接觸線等高,且相距100mm,非工作支在轉換支柱處抬升200mm,然后拉向錨支柱(抬升500)去下錨。三跨非絕緣錨段關節(jié)如圖3-1所示。
圖3-1三跨錨段絕緣關節(jié)
三跨非絕緣錨段關節(jié)技術要求:
(1)錨段關節(jié)內,兩轉換柱間的兩條接觸線在水平面上的投影應平行,線間的距離為100mm。在立面圖中,兩接觸線的立體交叉點應在該跨距中心處。
(2)轉換支往處,非工作支接觸線比工作支接觸線抬高200mm。下錨處非工作支比工作支抬高500mm。
(3)連接兩錨段電路的兩組電連接線,應分別裝在兩轉換柱的錨柱側10m處。
(4)下錨支接觸懸掛在轉換柱水平面處改變方向時,其偏角一般不應大于6度,困難情況下不得超過15度。
(5)兩轉換柱與錨柱間,在距轉換柱10m處應安裝電連接線。在特殊的隧道群地帶,隧道間距離較短,無法設置三跨時,可利用兩跨錨段關節(jié)代替三跨錨段關節(jié)。但兩跨錨段關節(jié)機車運行取流條件較差,應盡量避免采用。
(二)四跨絕緣錨段關節(jié)
四跨絕緣錨段關節(jié)組成由兩根錨柱、兩根轉換柱和一根中心支柱形成四個跨距。電力機車受電弓在中心支柱處實現(xiàn)兩錨段的轉換和過渡,兩錨段靠安裝在轉換支柱上的隔離開關實現(xiàn)電氣連接。四跨絕緣錨段關節(jié)除了進行機械分段外,主要用于電分段,多用于站場和區(qū)間的銜接處。這種錨段關節(jié)的特點是相鄰兩錨段的兩組懸掛,其承力索之間、接觸線之間在垂直方向和水平都彼此相距500mm,以保證其電氣方面的絕緣。在中心支柱處,兩接觸線等高,并保證受電弓在由一個錨段過渡到另一個錨段時,過渡較平穩(wěn),其平面布置如圖2—6所示。在圖中,j表示絕緣錨段關節(jié);zj2、qj2為中心支柱裝配形式,zj1、zj3及qj1qj3表示直線區(qū)段和曲線區(qū)段轉換支柱的裝配形式。如圖3-2所示。
圖3-2四跨錨段絕緣關節(jié)
四跨絕緣錨段關節(jié)技術要求:
(1)在兩轉換柱間,兩接觸線的投影應保持平行,線間距離為500mm,允許誤差±50mm。
(2)在轉換柱處,非工作支接觸線比工作支接觸線抬高500mm,允許誤差±50mm。
(3)四跨絕緣錨段關節(jié)在中心柱處兩接觸線距軌面等高,允許誤差±10mm;三跨絕緣錨段關節(jié)在兩轉換柱跨距中間處兩接觸線距軌面等高(為受電弓轉換點)。
(4)非工作支接觸線和下錨支承力索在轉換柱靠中心柱處加裝一串(4片)絕緣子(為分段絕緣子)。
(5)在兩轉換柱與錨柱間距轉換柱10m處,設電連接線各一組。
(6)兩個錨段的電路連通或斷開由隔離開關控制。
在四跨絕緣錨段關節(jié)中,中心支柱需裝設雙腕臂,在曲線區(qū)段中心支柱和兩根轉換支柱均設置雙腕臂。
(三)八跨加輔助線電分相錨段關節(jié)
八跨加輔助線電分相錨段關節(jié)的基本結構由兩個絕緣錨段關節(jié)其基本結構有兩個絕緣錨段關節(jié)和一個分相(中性)錨段組成。此絕緣錨段關節(jié)采用四跨結構,兩絕緣錨段關節(jié)重疊區(qū)域有2跨。在中性區(qū)和列車行進方向的錨段間舍友隔離開關,在機車停于無電區(qū)且和來車方向錨段間滿足絕緣條件時,通過閉合隔離開關可使機車恢復供電開出無電區(qū)。中性錨段不帶電,也不接地,列車通過時起到過渡作用。如圖3-3所示。
圖3-3八跨加輔助線電分相錨段關節(jié)
八跨加輔助線電分相錨段關節(jié)的結構有如下特點:
1、絕緣距離:在電分相的錨段關節(jié)內,兩支接觸懸掛的水平間距均為500mm,兩支接觸懸掛間空氣絕緣間隙應≥450mm,施工誤差應控制在0~500mm,各個定位點抬高允許誤差土20mm。
2、中性區(qū):如圖所示的中性區(qū)長度為35m,機車惰行通過中性區(qū),其長度應大于單臺機車升雙弓取流時的受電弓間距(一般不大于26m)。為了滿足重聯(lián)機車通過要求,35m中性區(qū)長度不足時,可以采用九跨式電分相(兩個絕緣錨段關節(jié)間只重疊1跨),中性段(包括中性區(qū)加兩個過渡區(qū))的長度應符合設計要求,施工允許偏差為0~500mm。
3、接觸線坡度采用五跨絕緣錨段關節(jié)的八跨電分相接觸線抬高有個更大的過渡距離(和采用四跨絕緣錨段關節(jié)的七跨電分相比較),可以滿足接觸線坡度≤4‰的要求。
關鍵詞:電氣;自動化 ;實踐體系
實踐教學體系,是培養(yǎng)電氣工程人員的關鍵環(huán)節(jié),本文對這方面的內容做了粗淺的探討。
1 實踐教學體系建立的目標及基本要求
1.1 目標實踐教學體系建立的目標是培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的,能適應社會主義現(xiàn)代化建設需要,具有電力系統(tǒng)及其自動化、繼電保護及自動化、電氣技術、計算機應用等方面的基本理論素質、專業(yè)基本知識和較高綜合素質的復合型高級工程技術人才。畢業(yè)生能在電力部門、科研院所、國民經濟管理部門、工礦企業(yè)等單位從事與電氣工程有關的系統(tǒng)運行與維護、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析以及電子與計算機應用等工作一線的應用型高級技術人才。
1.2 要求根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)的目標,本專業(yè)學生必須具有以下能力:
1.2.1 具有較扎實的數(shù)學、物理等基礎知識,具有良好的人文社會和管理科學基礎及外語綜合能力。
1.2.2 系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領域必需的較寬的技術基礎理論知識,主要包括電工理論、電子技術、信息處理、控制理論、計算機軟硬件基本原理與應用等。
1.2.3 獲得較好的工程實踐訓練,具有較熟練的計算機應用能力。
1.2.4 了解本專業(yè)學科前沿的發(fā)展趨勢。
1.2.5 具有較強的工作適應能力,具備一定的科學研究、科技開發(fā)和組織管理的實際工作能力。
2 實驗、實踐教學的安排
通過對電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)要求的分析,并考慮學院所在地區(qū)大量水電站的修建及工業(yè)園區(qū)的興建對電氣專業(yè)人才的需求情況,對西昌學院電氣工程及其自動化專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)幾經修改,最后的專業(yè)實驗、實踐教學的課程安排如下:大學一年級除了公共實驗課以外,專業(yè)實踐課有大學物理實驗、電路原理實驗;大學二年級的實驗、實踐課程有:電路原理實驗、計算機輔助設計上機練習、數(shù)字電子技術實驗、電機實驗;大學三年級的實驗、實踐課程有:PLC實驗、PLC設計、微機原理實驗、運動技術設計系統(tǒng)、繼電保護課程設計、發(fā)電廠實習、單片機控制實驗、專業(yè)英語讀寫訓練、數(shù)值計算方法上機實驗、項目管理案列分析、自動檢測技術設計;大學四年級的實驗、實踐課程有:變電站(所)實習、生產實習、計算機仿真技術上機練習、電力市場調查畢業(yè)實習、畢業(yè)(論文)設計。 3 科學合理性的分析
3.1 形成模塊化、系統(tǒng)化的教學體系整個教學體系分為三個模塊,為公共實踐必修課、專業(yè)實踐必修課、專業(yè)實踐選修課。這三個模塊之間相互聯(lián)系,應用于某個學科方向或學科方向的分支形成體系和系統(tǒng),使實踐教學的內容從相對獨立到學科融合,使學生從單門課程、系列課程到專業(yè)方向的實驗,由點到線、由線成面、由面建體,逐步的、分層次的、全方位培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新意識[1]。如學生將專業(yè)實踐必修課中的數(shù)電模電與專業(yè)實踐必修課中的單片機和自動檢測技術這幾門課程相互聯(lián)系起來就能向計算機控制技術發(fā)展。
3.2 分層次提高學生的實踐能力一年級為公共基礎實驗訓練階段,如外語視聽、計算機上機、體育、社會實踐等,還有專業(yè)實踐如普通物理學實驗,大學物理實驗是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端,是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎。二年級為專業(yè)基礎或專業(yè)技術基礎實驗訓練階段,如模擬電子技術實驗,數(shù)字電子技術實驗,這些實驗使學生掌握了基本電路參數(shù)測量方法,常用電子儀器使用方法以及中、小規(guī)模數(shù)字集成電路使用方法。三年級為學科專業(yè)主修及專題設計性實踐訓練階段,如PLC實驗和設計,繼電保護課程設計,同時還安排學生到發(fā)電廠實習,使學生進一步了解、熟悉專業(yè)知識及其在發(fā)電廠的應用,培養(yǎng)學生學習專業(yè)知識的興趣,使學生樹立專業(yè)思想。四年級為專業(yè)綜合能力,安排學生畢業(yè)實習,將前三年學的理論知識和實踐相結合,將各門課程相結合最后進行畢業(yè)設計。培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,提高學生的工程設計和綜合應用素質。各教學層次均有課程實驗教學,實踐教學環(huán)節(jié)從基礎到專業(yè)、自底向上可形成體系,從單一實驗到綜合實踐環(huán)節(jié),分模塊、成系統(tǒng)的培養(yǎng)學生的實踐能力,使學生從進校開始就接受由易到難、由簡到繁、由淺入深的實踐訓練。
3.3 增加實踐教學的比例在教學計劃的編制中,落實《西昌學院本科學分制實施辦法》中實踐教學模塊學分不低于三分之一的總體要求,充分體現(xiàn)了應用型人才培養(yǎng)目標,達到培養(yǎng)服務于地方經濟和社會發(fā)展需要的應用型高級技術人才。
3.4 其他強弱電結合能,強電包括了電機、繼電器等,弱電包括了單片機、自動檢測技術等,他們的結合能向控制方向發(fā)展;電工技術與電子技術結合向電力電子方面發(fā)展;軟件與硬件結合;元件與系統(tǒng)相結合。專業(yè)寬,既具有電氣工程方面的專業(yè)知識和技能,又有自動化和信息技術方面的基礎知識和基本技能,可以使學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練。
3.5 加強實驗教學管理電氣工程及其自動化專業(yè)“遞進式”實驗教學模式的實施必須有完善的管理體制和管理措施作保證。在具體的實踐中,通過和其他高校實驗教學管理制度的交流和學習,再根據(jù)學院的實際情況,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映學生實驗能力和創(chuàng)新能力的實驗教學評價體系,對具備條件的實驗室實行開放,實現(xiàn)了“遞進式”實驗教學的有序進行。是電氣工程及其自動化專業(yè)實驗教學模式運行體系。
關鍵詞:實驗教學 考核 電氣工程 自動化
中圖分類號:G718 文獻標識碼:C 文章編號:1672-1578(2017)05-0294-01
隨著教學條件的不斷改善和職校改革的不斷深入,電氣工程及其自動化專業(yè)實驗教學在全部教學過程中所占比例逐步增加。如何通過實驗考核全面反映學生掌握知識及各種技能的程度,提高該專業(yè)畢業(yè)生的動手能力,培養(yǎng)出“合格+特長”的“應用型、技能型”人才,充分發(fā)揮實驗考核的作用,促進實驗教學質量的提高,值得電氣工程及其自動化專業(yè)每一個教師深入探究。
1 明確考核目的
考核是一種手段,它可直接檢查和反映出教師的“教”和學生“學”的情況。
1.1 考核的檢查作用
考核可直接檢查學生“學”的情況,間接檢查教師“教”的質量,可暴露出在實驗教學過程中“教”c“學”存在的問題。例如在講授金屬電阻率這個內容時,教師教的效果和學生學的效果到底怎么樣,可以通過金屬電阻率的測定這個實驗來進行檢查。
1.2 考核的反饋作用
考核是一面鏡子,既照到了教師,也照到了學生,教師可利用考核提供的信息,調整和改進教學工作。中職電氣工程及其自動化專業(yè)對學生要求的重點不在于懂了什么,記了多少,而是能夠做什么,掌握了什么技能。加強實驗教學的考核便能有效地達成教學目標。
1.3 考核的督促作用
考核可督促學生復習和鞏固已學知識,找出不足,明確努力方向,它是實驗教學過程中不可缺少環(huán)節(jié),其目的就是督促學生更好地鞏固理論知識和掌握實驗技能。
2 精選考核內容
考核是學生最關心的問題,科學的考核內容應保證學生考核成績呈正態(tài)分布,應是學生掌握知識全面性和綜合性能力的總體反映。
2.1 實驗考核要體現(xiàn)科學性
電氣工程及其自動化專業(yè)的實驗考核與理論課考試有著本質的區(qū)別,應注重學生技能與技巧的培養(yǎng),應以挖掘和提高學生創(chuàng)造力為宗旨,通過考核檢驗來提高實驗教學的質量。
(1)考核的可靠性指標:考核的可靠性要反映出學生學習的真實水平。提高考核的可靠性的主要途徑是根據(jù)中專生的認知能力適當增加考核次數(shù),尋找最佳考核方式,減少偶然因素的影響。
(2)考核的準確性指標:考核的準確性要反映出學生對實驗理解及接受的程度。提高考核準確性的主要途徑是測試內容和范圍要涉及實驗教學的主要部分,覆蓋面廣以減少出錯成份。
(3)考核的難易性指標:考核的難易性要反應教師對實驗教學體系的掌握程度。提高考核難易性的主要途徑是教師吃透教材、掌握電氣工程及自動化專業(yè)知識和學生學習情況。考核內容偏難或偏易,不但影響考核的可靠性和準確性,也會影響考核的鑒別性。例如,電子示波器的調整、單片機原理實驗、電機拖動實驗、過程控制實驗目的不同、側重點不同、復雜程度不同,在考核時就不能運用相同或相近的難易性指標。
(4)考核的鑒別性指標:考核的鑒別性要反映出考核對學生水平的區(qū)分能力,應使學生之間的成績拉開檔次,能準確鑒別不同學生的實驗技能。提高鑒別性的主要途徑是整個考核內容難易區(qū)間適宜,且考核內容要有難易梯度。
2.2 考核內容要求
電氣工程及自動化專業(yè)應列入實驗單獨考試課,但如何考、采取什么方式考、如何確定考核內容等,無具體模式可循。從總體上講考核內容應符合以下要求:
(1)要符合電氣工程及其自動化專業(yè)教學計劃中目標要求。(2)要符合實驗教學大綱的要求。(3)要緊扣實驗教材,能在其中找到依據(jù),但又找不到現(xiàn)成答案。(4)要難易適度,但難而不偏。(5)要多少適量,有一定的綜合性。(6)要形式多樣,有一定的靈活性,但活而不怪。(7)要寬窄適當,有較大的覆蓋面,但廣而不雜。(8)要突出技能培養(yǎng),但必須保持理論知識“夠用”。
總之,要堅持“促實驗、考能力”的原則,側重檢查學生應掌握的實際技能和技巧,對知識的理解和運用,以及實操能力。
3 確定考核方法
實驗教學考核方法可分為考查和考試。考查的主要方式是學生在實驗過程中的表現(xiàn)和對實驗報告的評定。考試可分為單項考核和綜合考核,單項考核是為了檢查學生某一項技能的掌握程度和熟練狀況,如電子技術實驗考核。單項考核可定期進行。綜合考核可在學期末或畢業(yè)前進行,主要是為了全面了解學生運用知識參與實踐的能力及動手能力。
考核方式有很強的科學性和藝術性,要結合電氣工程及自動化專業(yè)的實際情況,精選考核內容,精心設計考核方式,每次考試后應注意對實驗的各環(huán)節(jié)進行分析,積累經驗,不斷提高實驗考核的權威性。
實驗考核的有效方法是建立符合實驗考核的試題庫,學校應組織電氣工程及自動化專業(yè)的業(yè)務骨干進行各門專業(yè)課的題庫建設,命題的原則要符合實驗考核內容的要求,每一題應規(guī)定其難度系數(shù)和分值,試題庫建成之后要定期修改補充。
4 加強考核管理
考核是一項十分復雜而細致的工作,專業(yè)教師必須高度重視。首先合理安排考核時間、統(tǒng)一布置考核場地。其次精心設計考核范圍、形式及難度、分量等。再次要讓學生了解考核目的,取得學生的配合,教師應公正合理地評定學生的考核成績。考核結束后,教師要對考核成績進行分析研究,總結經驗。此外,還要重視平時的實驗考核,使學生形成勤動手的習慣,在實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。比如,金屬電阻率的測定和電容、電感的測定這類實驗內容相近、方法相似,教會其一便知其二,考核時教師除了看實驗結果,更要關注實驗方法的遷移和運用,促進學生舉一反三,不斷求新。
參考文獻:
關鍵詞:電氣工程;工程教育模式(CDIO);教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)01-0096-03
一、引言
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起,麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助,經過四年的探索研究,創(chuàng)立了CDIO工程教育理念,并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念,更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。
CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標。CDIO工程教育模式是一種基于項目驅動的教學法,是一個打破課程界限進行教學的方法。教師把教學內容設計成一個或多個具體任務,讓學生通過完成一個個具體的任務,掌握教學內容,達到教學目標。信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價,都由學生自己負責。為了使學生在解決問題的過程中能學以致用,所設置的“項目”需要綜合應用多門課程的知識。在老師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理,信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價,都由學生自己負責。
二、項目式教學目標
“項目式教學”,顧名思義,就是通過完成項目來進行教學。項目式教學最顯著的特點是“以項目為主線,教師為主導,學生為主體”,改變了以往“教師講,學生聽”被動的教學模式,創(chuàng)造了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學模式。項目式教學對學生而言,通過轉變學習方式,在主動積極的學習環(huán)境中,激發(fā)好奇心和創(chuàng)造力,培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力;對教師而言,通過對學生的指導,轉變教育觀念和教學方式,從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W生學習的促進者、組織者和指導者;對學校而言,建立全新的課程理念,提升學校的辦學思想和辦學目標,通過項目式教學法的實施,探索組織形式、活動內容、管理特點、考核評價、支撐條件等的革新,逐步完善和重新整合學校課程體系。
電氣工程及其自動化專業(yè)是一個綜合性較強的工科專業(yè),學生在校期間要能獲得工程師的基礎訓練,能做到理論聯(lián)系實際,具備電工技術、電子技術、自動檢測與儀表、信號處理、計算機技術與應用等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業(yè)知識,專業(yè)主要課程包括《電路理論》、《模擬電子技術》、《數(shù)字電子技術》、《自動控制原理》、《微機原理與應用》、《電力電子技術》、《電氣控制與PLC》、《單片機原理與應用》、《傳感器與檢測技術》等。普通的課堂教學中,教師利用課堂講授和實驗演示等方式對學生進行了專業(yè)知識的講解和訓練,雖然根據(jù)課程的不同要求配置了一定學時的實驗,但是對于反應不同課程之間聯(lián)系的綜合實驗卻很少,學生在進入高年級后一度疑惑:“這么多專業(yè)課知識都是零零散散的,它們之間有什么聯(lián)系?”電氣工程專業(yè)的大三學生帶著這樣的疑惑參與了本校的項目式教學。
“項目式教學”是跨專業(yè)課程的教學方法,在教學過程中,指導老師會將一個相對獨立的項目交由學生自己處理,這個“項目”的設置應包含多門課程的知識,學生在拿到“項目”后要收集項目信息、設計方案以及項目實施并最終對項目進行總結。
“項目教學法”通過任務驅動讓學生去發(fā)現(xiàn)問題、學習知識、解決問題,充分發(fā)掘了學生的創(chuàng)造潛能。全面培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的思想和方法,提高學生的各種能力,包括實踐能力、動手能力、分析能力、應變能力、交流能力、合作能力和解決實際問題的綜合能力。最關鍵的是“項目教學法”的實踐過程中整個計劃要同學們自主選題自主設計。
三、項目式教學實施方法
項目式教學的實施過程主要按照選題、查閱資料、電路原理圖設計、結合硬件電路編程、仿真調試、電路焊接及硬件調試等幾個階段流程圖來進行。整個實施過程中,教師不再是教學過程的“主角”,強調的是學生的自主學習,學生根據(jù)自己的興趣選擇相應的項目,從嘗試入手,從練習開始,主動參與到教學中。實施過程中的不同環(huán)節(jié)將電氣工程專業(yè)中不同的專業(yè)課程綜合起來運用,其中電路設計部分,綜合考察了《電路理論》、《電子技術基礎》、《單片機原理與接口技術》、《PLC原理及其應用》、《自動控制原理》等各課程,電路繪制則考察的是學生對于ORCAD、AltiumDesigner、ProtelDXP的使用;系統(tǒng)編程考察的是學生C語言或者匯編語言的使用,其中涉及到了控制理論中的各種算法;仿真調試部分考察了學生對仿真軟件Proteus的使用和PCB設計等內容;電路焊接考察了學生的電工技術,包括電子元件的識別、測試、焊接及組裝技術,電子儀器的使用,電路板的調試等。
在我校的項目式教學中,教師根據(jù)專業(yè)的特性設置了數(shù)十個不同的項目,項目名稱和簡介參考表1,不同項目側重不同的專業(yè)課,學生在選好自己感興趣的項目后開始查閱資料,大多數(shù)學生能夠很好的運用網絡來檢索相關資料,不論是學校電子圖書館還是大師云集的論壇,學生總是能找到自己需要的項目資料從而設計自己所選項目的電路圖并進行電路圖的繪制、電路編程、仿真調試、電路焊機及硬件調試。教師針對學生在項目實施過程中遇到的問題進行解答和幫助,從問題入手,深刻的講解書本提到過的重難點知識,讓學生受益匪淺。
四、項目式教學成果
項目式教學的實施,學生通過做項目發(fā)現(xiàn)問題再回頭查閱課本或者通過網絡搜索來解決問題,達到了很好的學習效果。我校的項目式教學前后共進行了十二周,在最后一周的成果展示活動中,85%以上的同學都做出了功能齊全的實物成品。項目式教學在學生中反響熱烈,不少學生表示這次教學改革給他們帶來了很大的啟發(fā),讓他們真正的將書本上的理論和動手實踐相結合,同時也大大的提升了學生的自學能力,對書本知識的理解也更加深入。課堂學習雖然知識量豐富,但不夠直觀,難免的晦澀難懂,伴隨著項目的實施,學生發(fā)現(xiàn)問題再回頭查閱課本或者通過網絡搜索來解決問題,達到了很好的學習效果。在成果展示期間,很多學生表達了他們的震撼,講解員通過為參觀的學生講解原理和使用說明,讓不少其他專業(yè)的學生對機電與信息工程學院的項目式教學也產生了濃厚的興趣,更是有不少同學向作品的作者咨詢討教,互留聯(lián)系方式,也有部分同學大呼要“轉專業(yè)”,雖然“轉專業(yè)”是一個玩笑,但也能反應出學生對提高動手能力的迫切希望。
五、結束語
“項目式教學”在我院是一次教學改革的創(chuàng)新實踐,取得了初步成果。希望通過實踐教學,讓學生更加明白:“實踐出真知,動手添能力”,使更多的學生從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,掀起愛學習、愛鉆研、愛動手、愛實踐的熱潮。項目式教學在電氣工程專業(yè)的實施,在一定程度上解決了應用型人才的培養(yǎng)與社會需求之間的矛盾,增強了學生學習的積極主動性,提到了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,并培養(yǎng)了學生分析問題解決問題的實際能力以及團隊協(xié)作能力,從側面提升了電氣工程專業(yè)學生的就業(yè)能力。
參考文獻:
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[2]王京.項目教學法在應用型技能人才培養(yǎng)模式中的應用[J].資治文摘(管理版),2009,2(1).
關鍵詞:電氣工程及其自動化;人才培養(yǎng)模式;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)33-0038-02
為解決山東省高等學校面臨的辦學模式單一、同質化傾向明顯、學科專業(yè)結構不能夠適應經濟社會發(fā)展等問題,山東省在地方高校中遴選了一批基礎型、應用型和高素質技能型人才培養(yǎng)特色名校進行重點建設。山東理工大學(以下簡稱“我校”)入選了首批應用型特色名校立項建設單位,電氣工程及其自動化專業(yè)是我校重點建設的專業(yè)之一。
根據(jù)我校的辦學特色,以及電氣工程及其自動化專業(yè)特點,設立的建設目標是立足山東半島制造業(yè)和藍黃經濟區(qū)建設,面向全國城鄉(xiāng)電網改造升級與智能電網發(fā)展,培養(yǎng)具有“基礎厚、能力強、扎根基層、踏實肯干”的應用型人才。學校和學院從深化人才培養(yǎng)模式與課程體系改革,加強師資隊伍建設,完善產學研合作體制機制,改善實驗實訓條件建設,增強社會服務能力,輻射帶動專業(yè)群等6個方面對專業(yè)進行了建設。
一、專業(yè)基礎及特色
我校電氣工程及其自動化專業(yè)本專業(yè)前身為農業(yè)電氣化專業(yè),1977年開始招收本科生,1998年改為電氣工程及其自動化。在30多年的發(fā)展歷程中,始終以培養(yǎng)具有“基礎厚、能力強、扎根基層、踏實肯干”的應用型人才為目標,積極服務于電力及其相關企業(yè)。本專業(yè)2007年被評為山東省特色專業(yè),2009年被確定為國家級特色專業(yè)建設點;緊密圍繞智能電網建設以及節(jié)能降耗等生產實際,形成了智能配電網自動化、輸電線路暫態(tài)分析與保護、現(xiàn)代電氣傳動與節(jié)能技術、新能源發(fā)電及并網控制技術等特色優(yōu)勢方向。電氣工程及其自動化專業(yè)所在的電氣與電子工程學院現(xiàn)有4個本科專業(yè),另外3個分別是自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術。由于4個專業(yè)中既有“強電”專業(yè),也有“弱電”專業(yè),因此在發(fā)展和建設過程中,可以強弱結合,協(xié)調發(fā)展。
我國智能電網的迅速發(fā)展,加大了電力及其相關企業(yè)對電氣工程及其自動化專業(yè)人才的需求。隨著山東半島制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和山東“一藍一黃”經濟區(qū)建設的推進,城鄉(xiāng)電力需求越來越大,城網、農網智能化改造升級陸續(xù)展開,對電力系統(tǒng)運行維護、設計開發(fā)、分析研究等人才需求越來越大。同時,相關企業(yè)對電氣傳動與節(jié)能、新能源開發(fā)利用等技術人才的需求日趨旺盛。因此需要緊密結合電力及其相關企業(yè)的人才需求,根據(jù)行業(yè)的動態(tài)發(fā)展,不斷改革培養(yǎng)模式和課程體系,以實現(xiàn)學生知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展。
二、人才培養(yǎng)模式建設思路及內涵
根據(jù)山東省特色名校的建設要求,以及我校的辦學基礎和特色,我校電氣工程及其自動化專業(yè)的辦學定位是應用型人才培養(yǎng)。在學校制訂的“知識、能力、素質”三位一體的人才培養(yǎng)體系的大框架下,針對電氣工程及其自動化領域的新發(fā)展、新要求,制訂了“一強二弱,三融四化”的人才培養(yǎng)模式。
“一強”指電力系統(tǒng)強電知識和技能。主要學習電機、發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護、電力電子等方面的知識和技能。
“二弱”指電力系統(tǒng)控制與通信兩方面弱電知識和技能。其中在電力系統(tǒng)控制方面,主要學習計算機控制、電力系統(tǒng)微機保護、嵌入式系統(tǒng)、電氣控制與PLC等方面的知識和技能;在電力系統(tǒng)通信方面,主要學習信號與系統(tǒng)、通信網絡、無線通信、光纖通信等方面的知識和技能。
“三融”指企業(yè)技術人員融入師資隊伍、學科前沿融入課堂教學、研究成果融入教學全程。其中企業(yè)專家融入師資隊伍,指從企業(yè)聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員和管理人員擔任兼職教師,舉辦講座、指導畢業(yè)設計和實習,參與專業(yè)建設、課程開發(fā)和教研教改活動;學科前沿融入課堂教學,指將行業(yè)與產業(yè)發(fā)展形成的新知識、新成果、新技術引入課堂教學;研究成果融入教學全程,指將本專業(yè)在電力系統(tǒng)故障監(jiān)測與定位、智能配電與用電、電氣傳動與節(jié)能、特種電機及其控制、分布式電源及其并網控制等方面的研究成果融入課堂教學和實踐教學全程。
“四化”指課堂教學同步化、實踐項目層次化、課程設計綜合化、畢業(yè)設計實戰(zhàn)化。其中,課堂教學同步化,指將數(shù)字電子技術、嵌入式系統(tǒng)基礎等基礎課實施“同步互動式”課堂教學改革,課堂教學與實踐教學同步,教師與學生、學生與學生進行教學互動;實踐項目層次化,指實踐主要包括實驗課程、電工電子實訓和生產實習,實驗課程由驗證性加深過渡到綜合性,由實驗室過渡到實訓中心,再由綜合性發(fā)展到創(chuàng)新性,由實訓中心過渡到創(chuàng)新實驗室,分階段分層次進行;課程設計綜合化,指專業(yè)課程設計內容綜合2門以上課程,3~4名學生設計一個題目,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊合作精神,為做好畢業(yè)設計打下良好的基礎;畢業(yè)設計實戰(zhàn)化,指畢業(yè)設計題目緊密聯(lián)系科研課題或生產實際,實行一人一題,真題真做。
三、課程體系建設
課程體系建設是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標,實踐培養(yǎng)模式的基礎,在對電力行業(yè)及相關企業(yè)充分調研的基礎上,結合我校自身特點和專業(yè)特色,緊密圍繞智能電網建設、新能源開發(fā)與利用、廠礦企業(yè)節(jié)能降耗的發(fā)展需求,在專業(yè)課的設置上,構建“一強二弱,三融四化”課程體系,提出以精品課程體系建設為龍頭,構建模塊化培養(yǎng)框架,[1]在公共必修課、學科基礎課和素質教育課的基礎上,專業(yè)課由專業(yè)公共課、電力系統(tǒng)運行與控制、電力系統(tǒng)繼電保護與自動化、電力電子及其應用4個方向模塊構成,如表1所示。
表1 電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系
序
號 課程類別 課程名稱 備注
1 專
業(yè)
課 強電課程 弱電課程 專
業(yè)
公
共
課
控制類 通信類
電機學
電力電子技術
電力系統(tǒng)分析
電氣控制與PLC
高電壓技術
電力系統(tǒng)電氣部分設計
電力系統(tǒng)繼電保護 自動控制原理
嵌入式系統(tǒng)基礎
計算機控制技術
電氣檢測技術 信號與系統(tǒng)
現(xiàn)代通信原理
電力系統(tǒng)通信
電力系統(tǒng)安全分析
電力系統(tǒng)控制
學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力系統(tǒng)運行與控制方向
電力系統(tǒng)微機保護原理與算法
電力系統(tǒng)自動化
學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力系統(tǒng)繼電保護與自動化方向
電力傳動與控制系統(tǒng)
電力系統(tǒng)柔性輸配電技術
學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力電子及其應用方向
2 公共必修課 大學英語、計算機應用基礎、C語言、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎、中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、軍事理論、體育、文獻檢索
3 學科基礎課 高等數(shù)學、復變函數(shù)與積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、線性代數(shù)、大學物理、工程制圖、大學物理實驗、電路、電磁場、模擬電子技術、數(shù)字電子技術
4 素質教育課 中國傳統(tǒng)文化、大學生發(fā)展與職業(yè)規(guī)劃、大學生就業(yè)指導、學科導論、經濟學概論等
5 實踐環(huán)節(jié) 入學教育及軍訓、社會實踐、公益勞動、金工實習
電子工藝實訓、電氣工程實訓、生產實習
模擬電子技術課程設計、數(shù)字電子技術課程設計、綜合課程設計
畢業(yè)實踐與畢業(yè)設計、畢業(yè)鑒定
提出對“嵌入式系統(tǒng)基礎”“電機學”“電氣控制與PLC”“發(fā)電廠電氣部分”“電力系統(tǒng)自動化”“高電壓技術”“電力系統(tǒng)繼電保護”等專業(yè)核心課程按照省級精品課程標準進行建設;對實踐性比較強的課程,如“電力系統(tǒng)安全分析與控制”“電力系統(tǒng)柔性輸配電技術”“電力系統(tǒng)繼電保護”“電力信息技術”等,開展校企共建,即按照企業(yè)工作流程、崗位技能和綜合素質要求,確定課程結構、選擇課程內容、開發(fā)專業(yè)教材、共同組織教學;先由學校的專業(yè)教師進行課程基礎知識講授,再由企業(yè)一線工程師進行實際項目的實戰(zhàn)技巧講解,并形成教學案例。
在培養(yǎng)計劃的制訂過程中,對專業(yè)課程教學內容進行了重新審視和更新,不求全和細,重視精和新,并且要求每門課程至少有3名教師可以講授,制訂了所有課程的教學大綱。在制訂過程中充分注意了課程之間的銜接,剔除了后續(xù)課程中學生在其他課程中已經學習的內容,減少課程門數(shù)和課程內容的重復,實現(xiàn)了課程的重組和整合,提高了課程綜合化程度。[1]
在教師教學過程中,鼓勵教師進行先進教學方式改革。在山東省特色名校工程建設的資助下,學院通過硬件條件的建設,實現(xiàn)了“嵌入式系統(tǒng)基礎”課程的“同步互動式”教學,即講、學、練、考一體化的教學方式,取得了很好的教學效果,下一步將對“電氣控制與PLC”等實踐性強的課程進行“同步互動式”教學改革;另外,學院積極鼓勵教師將科研成果向教學轉化,改革教學內容,組織教學案例,對專業(yè)性很強的課程,如“電路系統(tǒng)自動化”“電力系統(tǒng)分析”等進行了“案例式教學”改革,[2,3]拓寬學生的視野;為了加強學生自主學習和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);鼓勵教師進行“框架式”教學改革,打破傳統(tǒng)的“教與學”課堂教學模式,在教學大綱和教師的引導下,讓學生參與到課堂教學中來,并能自主創(chuàng)新的完成教學內容。
四、主要改革成果
第一,在“一強二弱,三融四化”人才培養(yǎng)模式的引領下,制訂了電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)方案,對未來人才培養(yǎng)的培養(yǎng)目標、主干學科、課程體系、專業(yè)主干課程、主要實踐環(huán)節(jié)及教學安排進行了規(guī)定,并進行了實施。培養(yǎng)方案中增加了實踐性課程的比重,通過增加實驗、實習、實訓等環(huán)節(jié)的課時和科目,在保證質量的前提下,增強學生實踐動手能力的培養(yǎng),滿足應用型人才的培養(yǎng)要求。
第二,通過“培養(yǎng)、引進、共享”的師資隊伍建設措施,對人才隊伍進行了建設,每年選派至少2名骨干教師到國內外知名高校訪學,啟動了青年教師素質提升工作,通過到知名高校助課、下企業(yè)鍛煉、學歷提升等渠道,對青年教師的教學和科研素質進行提升,同時每年至少聘任兩名行業(yè)企業(yè)技術骨干擔任兼職教師。
第三,對實驗實訓條件進行了建設,新建高電壓技術實驗室,110KV變電站仿真實驗室,擴建了電力自動化綜合實驗室,使電氣工程及其自動化專業(yè)的實驗實訓內容更加貼近行業(yè)及相關企業(yè)的生產實際。
第四,積極發(fā)揮已有精品課程的示范和引領作用,按照精品課程的標準建設了多門核心課程、校企共建課程和雙語課程,形成高質量課程教學資源。
第五,通過電氣工程及其自動化專業(yè)建設的帶動作用,促進自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術等專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程體系改革,并且對3個專業(yè)的師資隊伍建設、核心課程、實驗實訓條件等方面起到了很好輻射帶動作用,帶動了3個專業(yè)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]趙舵,馮曉云.電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)及課程改革的研究[J].電氣電子教學學報,2008,(S1):88-89.
關鍵詞 電氣工程;自動化業(yè);MATLAB;仿真應用
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)05-0189-02
MATLAB是大型的科技應用軟件中的一類,同時它還是一個多工作多學科的平臺。它具有很多的工具箱而且工具各不相同,同時,它也涉及了眾多的領域,具體包括:虛擬現(xiàn)實技術、系統(tǒng)仿真、數(shù)值統(tǒng)計等。
1 在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用
在電氣工程及自動化專業(yè)中,其主要有電力系統(tǒng)分析、自動控制原和現(xiàn)代控制理論等,這些內容都具有非常強的理論性,所以對其比較難以掌握,同時,又具有很差的探索的積極性,因而無法得到理想的效果。所以,為了可以對這些情況進行改進,我們可以充分的對MATLAB中的Simulink工具進行利用,來仿真模擬一些相應的內容,這樣可以使枯燥的內容更加的生動形象,從而探索的興趣進行提高。
1)控制系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在電氣工程及自動化專業(yè)中,《現(xiàn)代控制理論》和《自動控制原理》是主要的和控制系統(tǒng)有關的內容。對于《自動控制原理》來說,我們在對系統(tǒng)進行自動控制的方式等進行設計和分析時可以運用MATLAB的仿真促使對設計和分析系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的各類方法、自動控制系統(tǒng)的工作原理以及控制器參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響等有一個充分的了解。
在控制系統(tǒng)中,我們可以用Simulink系統(tǒng)定性的對仿真進行分析,對各參數(shù)、各環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)性能的影響以及改進性能的方法做出闡述。下面就用一個實例來進行分析,圖1所示的是彈簧-質量-阻尼器機械位移的系統(tǒng)。圖2是此動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型,對在外力F(t)的影響下系統(tǒng)的反應進行分析,即質量塊發(fā)生的位移。(在這里,質量塊的質量m為5 kg,阻尼系數(shù)f為0.5,彈性系數(shù)k為5,而且質量塊的初始速度和初始位移都是0。)在進行仿真模擬時,用戶可以自己對外力進行定義,這樣在不同作用下用戶可以對系統(tǒng)的性能進行更深入的了解。
圖1 彈簧-質量-阻尼器械系統(tǒng)位移的示意圖
圖2 彈簧-質量-阻尼器械位移的動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型
2)電力拖動系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在生產的過程中,電力拖動系統(tǒng)是一種電氣設備,它是通過電動機來對生產機械進行帶動的,同時它還要根據(jù)所給定的規(guī)律進行運動。自動控制裝置和電動機是電力拖動裝置的構成部分。若想要自動控制裝置可以對自動化的對機械設備進行控制,我們可以通過按一定的規(guī)律變化對某些物理參量進行控制、控制電動機轉速的調整、控制電動機的轉矩等方式來實現(xiàn)。所以,對于電氣工程及自動化專業(yè)來說,《電力拖動自動控制系統(tǒng):運動控制系統(tǒng)》是一個很重要的內容。其主要包括交流調速、閉環(huán)控制直流的調速以及脈寬調制等,這些內容都能夠利用MATLAB仿真來進行驗證,從而對探索的興趣進行提高。
3)電力系統(tǒng)分析中對MATLAB的仿真與建模。電力系統(tǒng)是一種消費、分配、傳輸以及生產電能的系統(tǒng),它是由用電、配電、輸電、變電和發(fā)電等環(huán)節(jié)構成的。電力系統(tǒng)分析包含對暫態(tài)過程、故障和穩(wěn)態(tài)運行所進行的分析。我們需要對穩(wěn)定進行計算、對短路故障進行計算和對電力系統(tǒng)潮流進行計算,這些也都是分析電力系統(tǒng)的基礎。對這些主要內容進行分析時,我們都可以利用MATLAB的語言來進行輔助計算或者利用MATLAB中的simulink系統(tǒng)進行仿真建模。
電力系統(tǒng)的故障分析主要對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障(包括非正常操作、斷線和短路)時故障的電流電壓以及他們在電網中的分布情況進行研究。
4)其他典型系統(tǒng)中MATLAB的應用。上述幾點簡單的對在電氣工程及自動化專業(yè)的內容中MATLAB仿真的應用進行了闡述,在實際的工作中,通常情況下,工作人員在對一些準備建立的典型系統(tǒng)利用MATLAB仿真進行建模后來獲取最佳的參數(shù)。運動控制聯(lián)合系統(tǒng)以及電力電子技術得到了特別廣泛的應用,它們包括了微機原理、自動控制、電機拖動等多種學科領域,同時也是一種應用性、綜合性和實踐性非常強的研究對象。對于電子電力器件來說,由于其自身具備開關非線性,因此它給分析系統(tǒng)和電路時造成了一定的阻礙,因此,一般我們經常使用分段線性處理以及波形分析的方法去對電力電子電路開展研究。在對運動控制聯(lián)合的系統(tǒng)和電力電子的系統(tǒng)進行仿真分析的過程中,和MATLAB的仿真有關的軟件給其提供了全新的平臺與方法,而且還可以對很多典型的系統(tǒng)實行仿真分析。
2 結束語
本文對在電氣工程和自動化專業(yè)中應用MATLAB的仿真重點的進行了討論,也闡述了在該專業(yè)主要內容中關于Simulink以及MATLAB的應用情況。MATLAB不僅可以有助于有關范疇的工作人員仿真計算以及計算機模擬自己的設計,從而達到優(yōu)化參數(shù)和配置的目的,同時也能夠讓該專業(yè)的人員在探索有關的內容時,既可以利用模擬仿真來對自己的興趣和積極性進行提高,也可以更深入的對知識進行了解,從而掌握其精髓,以便在實際工作中可以順利的進行利用。
參考文獻