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电器自动化论文8篇

时间:2023-03-14 15:03:57

电器自动化论文

电器自动化论文篇1

理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

2.1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质,直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2.2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

2.3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学,可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂

随着数字化电站、智能电网的建设,大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

3结语

电器自动化论文篇2

教师自身的专业水平理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质

直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求

扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学

可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设

大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

三结语

电器自动化论文篇3

关键词:电工技师论文工艺性标准化

一、专业项目论文的工作观

技师技能考核或鉴定首先应注重的是工作者专业素质——岗位工作能力水平的评价。写作和提交论文是申报鉴定者应对技能考核鉴定的准备过程,同时是个人技能水平的展示过程。

技术工人的专业工作目的一般要求是:保证生产质量、提高生产率、降低物质消耗——有效益价值核算或向好性预期。凭借论文关于专业工作项目立论确定、技术路线解析、工艺方法选择、调试过程记录等的描述,充分显示工作者的能力水平——专业规范把握、主流技术运用、工艺方法适当、工序工步明晰。

技师论文应该强调较高级工艺性内容,应该是工作技艺和业绩展示、以专业文献范式表述的文章,并不一定要用某效益指标来显示工作价值。如工艺改进型课题论文,突出的是专业技巧水平;又如新技术应用型课题论文,突出的是对工程新技术或复杂工艺的理解和驾驭能力。

1.强调论文项目的工艺性价值。技能,应理解为专业工作的技能工艺能力。也许是简称,总易误认为技能偏指技术能力,而忽视工艺能力。技术一般是指工业过程的方法论,即一般是可行性确定后在标准化设计前提下选材、加工手段、加工流程以尽可能的高效率获得目标产品的方法。而工艺,可以理解为加工的“艺术”,强调工作过程中获得目标产品的技巧性、保障性和完美性。技术工艺能力,可以理解为技术与工艺互渗而形成的知识型、技巧型、成熟型的生产力。

较高级的专业技能型人员的工作,应能体现技术工艺引人入胜的技巧性,工作项目论文也理所当然要求显示出工艺性价值——论文应显示出写作者关于工作项目的基本技术理解能力和工艺质量层次。基本技术能力包括专业理论的引用或引证,工艺质量则涵括改进能力、工作技巧、专业理论与实际的连接和补足能力、安全防护构思能力、提高工作对象商品化的能力。工艺质量直接决定了目标产品的实用性、适用性和市场性。

2.注重专业性表述的标准化概念。技师的基本技术理论理解力是其工作的重要基础之一,但其工作的方式、目标往往约束了专业理论的扩充速度和应用空间。许多长期在特殊电气工程岗位工作、工艺经验丰富的技艺型人员理论水平并不高,但他们的本职工作很出色,工作质量的工艺价值突现。一般认为长期的专职工作经验中积累着较高的专业工艺悟性。应该看到,高专业工艺性主要表现为相对行业标准、生产规范有很强的理解力,对生产流程有很强的连接、补足、改进的能力。正是高的专业悟性使得技艺型人员与技术设计人员的工作配合相得益彰。

3.把握过程分析的理论深度。一些技师工作项目论文中,用大量篇幅阐述理论的依据——数理公式推导过程或教科书式论说,然后绘出基本原理图,最后给出相当肯定的可行性结论。必须注意,这种论文往往是有缺陷的——项目的实施有效性没有表达—作者的操作工艺技能水平得不到显示。缺少相关工程经验公式或者经验系数(理论公式受客观实际过程条件的约束),易使得项目实施性这一关键工艺环节受到鉴定评价者质疑。这类论文的缺陷在论文大辩的有限时间里难以弥补。

4.妥当运用“技术进步手段”、“技术创新理念”、“精湛工艺过程”。机电工程岗位特征——专业智能成分较多,技巧思维保持,非连续性非周期性的操作。视下述工作能力为工艺能力;把握专业标准和规范的运用方法、流畅的专业语言(术语,编程,工程图,解析图表等)表述、撰适用的工程文档、规划工作技巧和效率。

技术进步:在产业规范约束下,采用现代的、主流的专业技术成果。

技术工艺创新:在产业规范约束下的工作能够在去除隐患、操作便捷、安全可靠、形式优化、节能提效、减污去噪、降低维护成本、智能化诊断运行等某些方面有显明的特色成果。

基本完备和适配的资料:是指可以作为施工提纲或设备的档案基本资料。

二、电学原理在工程运用中的本征性理解

机电技术中的电工技术是关于电能量分配和智能控制的技术,应用电工技术的基础原理是欧姆定律和麦克斯韦电磁方程组。

1.本征性理解。客观导电材料上的电量分析应划分为以电压(电动势能信息)为主量的“信息变换及传递系统”和以电流为主量的“能量传输电路”。控制信息传递系统的第一要素是“保证信息的准确”,控制系统传递信息不一定依赖固形材料(例如可通过空间电磁场感应传递)。

使用电动机为电能耗用终端的设备继电器线路形式控制电路主要形成运动控制“逻辑、时间、顺序”机制,自保、互锁、延时、中继等都是形成控制信息的电路。

采用集成运放器为核心的信号电压调节器主要解决比例(信号放大)、微分(信号即时变化率)、积分(信号的时间积累效应),而整流、检波、限幅、隔离、跟随、调零、保护等都是附加电路。

电能量传输的第一要素是电路成为回路,依赖有形的导电材料,再者就是能量规模(大小)和传输时间可控。因此,控制电路的关键功能是信息“变换(如电压放大器)”和“调节”。

主电路的关键功能是能量的“被控”和“驱动”,而反馈电路则是对于完成基本运转功能的、由基本控制器和驱动器(主电路)组成的开环系统输出量检测并形成修正信号的“智能化”部件。

现时的机电“主流技术”指由集成PID运算器件、逻辑运算器件(CPU)及大容量数据存储器件为核心的控制器运用技术、由可高频全控大功率无触点开关元件为核心的驱动器运用技术及由新型传感器为核心的传感信号接收变换电路技术。

2.机电能量转换技术离不开磁材料技术,也离不开磁路分析技术;传统的磁路材料由于磁传导敏感于温度和介质成分,其电气特性检定比较困难。但是近些年来,新型合成磁性材料技术迅猛发展,其运用空间(特别是在机电技术领域)急速扩展。

再者,材料科学技术和信息技术是工业技术发展的双引擎,感知设备运动状态和形成系统信息的传感器技术是智能系统的前端。

从对于控制方式本质的理解判断机电控制技术的发展方向:以一个四端电路(网络)为例,若以改变激励能够实现相应响应,则控制方式可分为:a.电流控制电流(控制机制参数体现为电流放大系数),b.电压控制电流(控制机制参数体现为转移电导(跨导)),c.电压控制电压(控制机制参数体现为电压放大倍数),d.电流控制电压(控制机制参数体现为转移电阻(跨阻)),实现电能利用的机电设备的电路多以电流为被控量,所以上述a,b两种控制方式是驱动器电路,c是信息处理电路,d不是机电设备电路优选形式(能量控制信号)。

上述a、b方式分别代表着两个时代的电能传输电路(主电路、驱动器)形式。

a方式中,电流控制电流的中心技术是:实现小电流控制大电流、一路电流控制多路电流。代表性功能器件有三极管和继电器。

三极管,响应速度高,无动作触点,但控制电路与被控电路有公共支路,控制量与被控量的高次谐波相互影响或制约,而且可承受功率在瓦特级,一般不符合机电设备功率规模要求。

继电器(接触器),以电-磁-力形式驱动开关触点动作,实现电流的小控大和一控多。但触点动作时间不准、电弧现象、线圈断电反电动势高并形成高频干扰源、体积大等固有弱点,长期以来被视为“非理想器件”。

b方式是经典控制技术体系中理想的控制方式——信息控制能量。

上世纪后半期,业界使用大功率半控型电子器件晶闸管加之PWM技术的移相触发器实现有缺陷的“信息控制能量”方式于机电设备能量控制——主要是直流电动机的荷载调速。

上世纪末期大功率全控型电子器件IGBT(一种增强型绝缘栅场效应管器件)的商品化普及,机电设备用全控型的信息控制能量方式成为现实,例如在结构简单价格低廉的交流电动机实现宽范围荷载的变频调速。

3.电气主流技术发展的瞻望。机电设备机械构件的技术进步程度受制于材料技术发展及其成果的商品化程度。通用机电电工技术范畴的技术开发重点有:

电力电子技术:利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科成果。器件以半导体为基本材料,根据器件的特点和电能转换的要求,开发电能转换电路,包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。

电动机技术:强磁材料与低温环境技术。

虚拟现实技术:软件型传感系统分析与仪表。

机电液智能控制技术:机械、液压、电子融合控制技术使得机器的效率、性能、品质、可靠性等大大提升,如大型工程机械设备、深海或隧道的巨力液压控制系统。

微机电系统技术:常规电气系统元器件微型化组件化甚至实现“叠层组件—集成化”,即把微型化的敏感元器件、微处理器、执行器、各种机械构件、电动机、能源、光学系统等都集成于一个极小的几何空间内,并且能像集成电路一样大批量、廉价地生产。

电致流体相变技术:电场作用下电流变液(ERF,electrorheologicalfluid)可在“固”—“液”两相之间转换,转换过程可控而且可逆,转换时间为ms级,利用其电控力学行为,可以预期得到较之传统力学元件更为理想的(机—电能量转换控制的)响应指标。

磁致流体相变技术:磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低黏度的牛顿流体特性;而在强磁场作用下,则呈现出高黏度、低流动性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的,而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。

硅胶导电与绝缘的智能化控制技术;作为可以在电磁场发挥“柔性”功能的新型器件必将影响机电设备电路构造技术。导电硅胶是具备导电性能的硅胶制品,用于一些电子硅胶产品上发挥开关接通的作用,现时应用于一些电子设备、家用设备、办公设备中,比如导电硅胶按键、电线连接管、影印机滚轴、电缆插头、连接器衬垫等。

三、要强调通用电学知识与电工新技术运用衔接的工艺能力

机电设备技术标准(国家标准、国际电工委员会文件、超级公司企业标准)的意志和执行能力。标准化是机电设备可靠性的保障。国家标准中对机床的控制方式、接地方式、抗干扰、容错、机械连锁、危险部件防护等,作了较完善规定,有效保障了机床的安全可靠运转。经验证明,符合标准的机床,故障率较低,反之故障率则高,可靠的保护措施是防止器件和装置损坏的重要方面。

当前的国家职业技能鉴定技师和高级技师考评体系强调了标准化水平是素质和技术能力的体现。如技术资料规范化编整能力、微机控制应用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在确定材料条件下设计制造的路径对产品拆解—解析技术工艺特征,提交改进或改性方案,以期获得结构或功能更优化的产品)、工程数学与物理运动现实的映射解释能力。

四、提高论文的精致程度和新技术含量的着眼点

维修电工岗位工作的技术工艺核心领域(空间范围,对象)。

维修电工岗位工作的主流技术、前端发展技术(如机器人,城市电动载人设备(电梯,搜索救生设备,无人驾驶运行设备,物流基地自动化设备等),注意:在机电前端技术领域;与电路系统运行规律模式相似的流体智能控制系统正在迅速地发生着微型化、精准化、多种指标信息传递同道化的技术水平提升。

机器的电气系统运用主流技术改造的工艺路线和工步流程。

一些控制系统设计方案的实用性(技术改造方案的功能指标的得失)和适用性。

专业技术文献资料的引用和“创新价值”的保障。

五、论文正文的编辑策略

通过这里的工作全过程的描述而展示个人的工作实力状况,明喻达到专业技师水平。正文应涵括以下内容:

1.详尽细致的立论表述:现实性、可行性、绩效预期等。立论的过程是运用专业范畴的概念、判断和推理等逻辑思维形式,简述预期的项目工作的流程、效益目标、专业技术层次特征和工艺精华综合;证明自己的主张。立论应具备论点、论据和论证三要素。

现实性:有重点而且简单的描述工作环境,仪器工具,基础性技术资料等工作先期条件,适配一些示意性插图、流程框图、曲线图、简表等。

可行性:有重点而且简单的描述工作团队情况,已经具备的知识基础和经验,主流技术采用的决定,需要增加的仪器工具,实施方案或技术工艺路线。

绩效预期:有重点而且简单的、与现实性情况可比较的谈说,重点是预期的技术或形式先进性、工程安全性、设备的控制或运行可靠性、节能减排等的定性谈说。

2.主流技术采用、工艺方案、实施过程等的详述。例如:可编程序控制器(PLC)技术基于用计算机软件实现继电器电路中的中继、延时、顺序、串并逻辑、传感信息处理等的硬件功能而提升了机电设备控制的可靠性。又如:基于用计算机软件对全控型大功率电力电子器件编程控制而实现交流电源变频控制,使得电动机“宽范围、恒功率或恒转矩的调速”成为普适技术。

工艺方案:展示工作者专业软实力的平台,以分类的技术工艺设计资料及对其简单注解说明文字为主项。资料文件要符合专业规范,要基本完备,要适配。例如:机床设备电气系统档案基本资料文件一般有电路原理图、电器件位置示意图、接线图、元件明细表、电气原理说明或控制流程注解、维修或改造记录等。

三项资料:工作对象技术改造之前的电路原理图及工况表述、改进工程技术路线设计(流程图与功能框图)和主要零部件明细,是工艺方案论证的骨干依据。

对于要遵循物理规律,以推演、论证、解析为主要技术路线的项目论文,建议采用机电工程手册为理论蓝本,引用工程计算方法处理数据。

调试过程:调试工作的工序、工步罗列,调试过程状况和数据的记录。

3.结果与讨论。这是全文的重心,应精心筛选技术工艺成果,把那些必要而充分的数据、现象、样品、认识等选出来,写进去,作为分析的依据。在对结果做定性和定量分析时,应说明数据的处理方法及误差分析,说明现象出现的条件及其可证性。

概括项目工作的总结:所得结果与已有结果的比较;联系实际结果,解说它的工程意义、应用价值和在实际中推广应用的可能性;在本项目实施过程中尚存在的问题,对相关进程记录资料进一步标准化编整的见解、意愿与建议。

参考文献: 

[1]王建,张文凡.电类技师论文的撰写、答辩及点评.(ISBN9787111318422).机械工业出版社,2012. 

电器自动化论文篇4

关键词:人工智能 电气 自动化控制

人类智能主要要包括三个力面,即感知能力,思维能力,行为能力,而人工智能是指由人类制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力。

1.人工智能应用理论分析

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是门边沿学科,属于自然科学和社会科学的交叉。涉及哲学和认知科学、数学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论,其研究范畴为自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法等,应用于智能控制,机器人学,语言和图像理解,遗传编程。

当今社会,计算机技术已经渗透到生产和生活的方方面面,计算机编程技术的日新月异催生自动化生产、运输、传播的快速发展。人脑是最精密的机器,编程也不过是简单的模仿人脑的收集、分析、交换、处理、回馈,所以模仿模拟人脑的机能将是实现自动化的主要途径。电气自动化控制是增强生产、流通、交换、分配等关键一环,实现自动化,就等于减少了人力资本投入,并提高了运作的效率。

2.人工智能控制器的优势

不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去讨论。但AI控制器例如:神经、模糊、模糊神经以及遗传算法都可看成一类非线性函数近似器。这样的分类就能得到较好的总体理解,也有利于控制策略的统一开发。这些AI函数近似器比常规的函数估计器具有更多的优势,这些优势如下

(1)它们的设计不需要控制对象的模型(在许多场合,很难得到实际控制对象的精确动态方程,实际控制对象的模型在控制器设计时往往有很多不确实性因素。例如:参数变化,非线性时,往往不知道。)

(2)通过适当调整(根据响应时间、下降时间、鲁棒性能等)它们能提高性能。例如:模糊逻辑控制器的上升时间比最优PID控制器快1.5倍,下降时间快3.5倍。

(3)它们比古典控制器的调节容易。

(4)在没有必须专家知识时,通过响应数据也能设计它们。

(5)运用语言和响应信息可能设计它们。论文格式,自动化控制。

(6)它们有相当好的一致性(当使用一些新的未知输入数据就能得到好的估计),与驱动器的特性无关。论文格式,自动化控制。。现在没有使用人工智能的控制算法对特定对象控制效果非常好,但对其他控制对象效果就不会一致性地好,因此对具体对象必须具体设计。

3.人工智能的应用现状

(1)优化设计电气设备的设计是一项复杂的工作,它不仅要应用电路、电磁场、电机电器等学科的知识,还要大量运用设计中的经验性知识。传统的产品设计是采用简单的实验手段和根据经验用手工的方式进行的。因此,很难获得最优方案。随着计算机技术的发展,电气产品的设计从手工逐渐转向计算机辅助设计(CAD),大大缩短了产品开发周期。人工智能的引进,使传统的CAD技术如虎添翼,产品设计的效率及质量得到全面提高。

用于优化设计的人工智能技术主要有遗传算法和专家系统。遗传算法是一种比较先进的优化算法,非常适合于产品优化设计,因此电气产品人工智能优化设计大部分采用此种方法或其改进方法。

(2)智能控制的功能实现

①数据采集与处理:对所有开关量、模拟量的实时采集,并能按要求处理或存贮。

②画面显示:模拟画面真实显示一次设备和系统的运行状态,可实时显示电流、电压等所有模拟量、计算量、隔离开关、断路器等实际开关状态及挂牌检修功能,能生成历史趋势图。

③运行监视:具有对各主要设备的模拟量数值、开关量状态的实时智能监视,有事故报警越限和状态变化事件报警,事件顺序记录、声光、语音、电话图象报警。

④操作控制:通过键盘或鼠标实现对断路器及电动隔离开关的控制,励磁电流的调整。按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作。系统对运行人员的操作权限加以限制,以适应各级运行值班管理。

⑤故障录波:模拟量故障录波,波形捕捉,开关量变位,顺序记录等(包括主要辅机)。论文格式,自动化控制。。

⑥在线分析:不对称运行分析、负序量计算等。

⑦在线参数设定及修改:保护定值包括软压板的投退。

⑧运行管理:操作票专家系统,运行日志,报表的生成及存储或打印,运行曲线等。

人工智能控制技术在自动控制领域的研究与应用已广泛展开,但在电气设备控制领域所见报道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3种:模糊控制、神经网络控制、专家系统控制。

4.恒压供水案例简析

恒压供水在工业和民用供水系统中已普遍使用,由于系统的负荷变化的不确定性,采用传统的PID算法实现压力控制的动态特性指标很难收到理想的效果。在恒压供水自动化控制系统的设计初期曾采用多种进口的调节器,系统的动态特性指标总是不稳定,通过实际应用中的对比发现,应用模糊控制理论形成的控制方案在恒压系统中有较好的效果。在实施过程中选用了AI 一808人工智能调节器作为主控制器,结合FXIN PLC逻辑控制功能很好地实现了水厂的全自动化恒压供水。对于单独采用PLC实现压力和逻辑控制方案,由于PLC的运算能力不足编写一个完善的模糊控制算法比较困难,而且参数的调整也比较麻烦,所以所提出的方案具有较高的性价比。

本案例中只是一个人工智能在电气自动化中的一个小小的应用,也是电气元

件生产供给的一个方向,实现机械智能化是我们努力的追求,将人工智能的先进的最新成果应用于电气自动化控制的实践是一个诱人的课题。

人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能完成的复杂的工作,电气自动化是研究与电气工程有关的系统运行。人工智能主要包括感知能力、思维能力和行为能力,人工智能的应用体现在问题求解,逻辑推理与定理证明,自然语言理解,自动程序设计,专家系统,机器人学等方面。而这诸多方面都体现了一个自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械的人类意识能力,强化控制自动化。因此人工智能在电气自动化领域将会大有作为,电气自动化控制也需要人工智能的参与。

参考文献:

电器自动化论文篇5

关键词:DC-DC变换器,自抗扰控制,Buck变换器

 

0. 引言

DC-DC变换器有两种类型,为开关变换器和线性变换器。多年来,PWM型DC-DC开关变换器因具有灵活的负极性和多种拓扑结构升降压方式的特点以及工作效率高,操作简单,所以在工业控制上受到了人们的青睐和广泛的应用。但是开关变换器是一个强非线性动态系统,无论是基于线性反馈控制或是现有的PID等常规控制方法都无法对DC-DC开关变换器取得满意的效果。随着非线性控制理论和数字控制技术的不断发展和日趋完善,将非线性控制理论引入到DC-DC开关变换器的控制策略中,对提高变换器的鲁棒性,更快的动态响应以及对输入和输出电源和负载扰动的良好抑制能力有着理论和实际的意义。多年来电力电子学界的国内外专家学者一直在研究控制开关变换器的非线性控制策略,并取得了一定的成果[1],其中由北京前沿科学研究所韩京清研究员首次提出的一种非线性鲁棒控制技术[2],也就是自抗扰技术,具有算法简单、系统响应快、适应范围广等特点,已引起国内外控制工程界专家学者的广泛关注和高度好评。国内很多高校和研究所正在大力研究它在军工和民用等诸多领域的应用。

本文介绍了自抗扰控制技术在PWM型DC-DC开关变换器中的应用。这种控制方法可以消除由于大信号或是小信号的输入电压和负载扰动而引起的输出电压的变化。最后以其中的Buck变换器的电路为例,并对电路进行了建模、仿真和实验。结果表明,该自抗扰策略具有很强的鲁棒性、动态响应快等优点。

1.自抗扰控制器

经典PID控制器是用参考输入和被控量的误差及其微分﹑积分的线性组合来产生控制信号的,然而在实际运用中,参考输入经常不可微,甚至不连续,而输出信号的测量又经常被噪声污染,因此误差信号按经典意义经常在不可微或其微分信号被噪音的导数淹没。在实际电路中,一般采用差分或是超前网络近似实现微分信号,该方法对噪音有很强大的放大作用,使微分信号失真而不能用,而“线性组合”常引起快速性和超调量之间的矛盾。自抗扰控制通过引入积分串联型跟踪微分器来提取合理的微分信号,并使用合适的非线性组合,以改进经典PID控制,提高自身的适应性和鲁棒性。自抗扰控制主要针对如下一类对象: y(n) = f (y , ,?, y (n- 1) , t) ,其中f为未知模型摄动及扰动的作用量。自抗扰控制器由跟踪—微分器(TD),扩张状态观测器(ESO),非线性状态误差的反馈控制率(NLSEF)构成,整个控制器仅需要系统的输入量和输出量作为信息来源。自抗扰控制器的实质是由扩张状态观测器产生不确定模型f对输出作用的补偿量,以使对象的不确定性在反馈中加以抵消,从而达到重新构造对象的目的,所以说扩张状态观测器是整个自抗扰控制的关键。以二阶受控对象为例 ,自抗扰控制器的结构如图1所示。非线性跟踪-微分器的参考输入产生2个输出和,其中为参考输入的跟踪信号,是根据对象能力与控制需要安排的光滑过渡过程 ,而跟踪的微分。科技论文。实际上是的“广义微分”,是一种“品质”很好的微分。TD除了跟踪参考输入信号,安排预期过程外,其主要作用还在于柔化的变化以减少控制过程中的超调量。扩张状态观测器由系统输出产生3个信号:、、,其中为的跟踪信号,为的微分信号,为对系统模型和外扰动的估计。科技论文。非线性组合器由偏差和微分偏差产生基本非线性控制量, 然后用补偿总扰动而产生最终控制量。

2. Buck开关变换器的建模

PWM型DC-DC开关变换器是一非线性和不连续的系统,这使得对它建模成为一个十分困难的问题。从目前的研究情况来看,借助现代控制论的系统建模方法,对电力电子拓扑网络建模是一条有效途径。从微分几何的角度来考虑这个问题,本文以Buck开关变换器为研究对象,其电路拓扑如图2所示。

图 2 Buck电路拓扑结构

为简单起见,假定开关是理想的和同时认为状态转换是瞬间完成,本文仅研究电感电流连续工作的状态(CCM)下运行的buck变换器,即输出电感T的电流在整个开关管S关断周期中都存在。从以上的图中的拓扑电路中,可以分别写出Buck变换器导通和关断2个阶段的状态方程。在1个开关周期内利用状态空间平均法对Buck电路建模可以得到1个关于输出电压和开关频率的非线性状态方程。PWM控制中的占空比与自抗扰控制中的控制量是等价的。描述DC-DC开关变换器的微分方程一般可设为:

S导通时的状态方程为:

+ (1)

S关断时的状态方程为:

+ (2)

对式(1)和式(2)用时间平均得到Buck变换器的状态平均方程如下:

+ (3)

在式(3)中,代表输出电压,D代表占空比;代表电感电流;代表输入电压。科技论文。当然在实际的系统中,对Buck变换器建模时,还应该考虑器件的寄生元件,包括电感电阻和电容电阻等。在式(3)中并没有这些寄生参数,如电容寄生电阻和电感寄生电阻等,可以把他们看成是系统的内扰,同时将电源和电压的波动看成是系统的外扰。自抗扰控制的优势就是不用考虑内外扰的影响,利用由扩张状态观测器产生不确定模型f对输出作用的补偿量,以使对象的不确定性在反馈中加以抵消,从而达到重新构造对象的目的。

3.自抗扰控制器数字仿真

为了验证自抗扰控制器的可行性,采用MATLAB中的Simulink对上述的控制方法进行仿真。电路仿真的参数设定为:L=270mH;C=10uF;额定负载R=5;额定输入电压为8V;参考输出电压为4V,其仿真结果表明,自抗扰控制策略对电源输入和负载电流干扰具有很强的抑制能力,动态响应快;虽然输入电压和负载变化时的输出电压有波动,但是很微小,并且能在极短的时间内恢复。

4. 结论

本文应用自抗扰控制器,实现了PWM型DC-DC开关变换器对输入电压和负载变化具有良好的抑制能力,即输出电压只同给定参考输出有关。具有较强的鲁棒性,而且可以克服高频抖振现象,总谐波失真小,是一种可行的适应性好的非线性控制方案。

参考文献

[1] 林维明,黄是鹏.PWMDC-DC开关变换器非线性闭环控制策略的研究[J].中国电机工程学报,2001,(3):19-22.

[2] 韩京清.自抗扰控制器及其应用[J].控制与决策,1998;13(1):19-23.

电器自动化论文篇6

【关键词】汽车电器 教学问题 措施 探究式教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)26-0095-01

开展汽车电器的探究教学主要是加强学生的主观能动性,提高其自主学习能力,使学生能通过探究式教学进行独立思考,同时对汽车电器这门课程掌握得更透彻,提高解决问题的能力。在实践过程中老师主要起辅助作用,为学会解答难点问题,笔者认为这种方式的教学一定会提高同学们的学习兴趣,从而提高汽车电器的专业技能,进而为社会培养更多的专业性人才。

一 汽车电器探究式教学的必要性

汽车电器在职业学校是一门技能性课程,它在教学过程中主要是通过对理论的分析后进行实践操作,由于教学过程中过于重视理论教学,使学生的实践能力较差。另外,在教学过程中还出现了其他问题,主要表现在以下几个方面:(1)理论和实践课程的教学过程不成体系,理论和实践不协调,教学内容得不到合理的统筹,使学生学习理论和实践时不能进行融合,从而使学生的专业技能下降。(2)老师在教学过程中,对学生实行的是灌输式教学方法,以老师为中心,缺少与学生的互动,学生只是被动地听课,对老师讲解的理论知识理解不透彻,会极大降低学生的学习兴趣,对课程的自主学习能力下降,难以深入学习。

二 汽车电器探究式教学的目的

汽车电器探究式教学的目的主要是达到一定的教学效果,使学生能把理论和实践更好地结合起来,以提高汽车专业学生的实践能力。另外,学生通过探究式教学,不论在专业课还是非专业课,都能培养探究问题的好习惯和好方法,研究事物的发展规律,对事物内部的联系进行分析,形成自己的概念,因此,这种探究式教学方法不仅能提高汽车电器课程的教学效果,同时也能提高学生自主学习的能力。

三 汽车电器探究式教学的具体措施

1.营造良好的教学氛围

营造良好的教学氛围,是探究式教学的首要措施,需要老师发挥主动性,保持良好的师生关系,为营造良好的教学氛围奠定坚实的基础,多听取学生对于教学方式的意见,满足学生的需求,提高学生在课堂上的活跃性,让更多的学生参与到课堂中来,加强学生学习的主动性。

2.多样化的探究教学方法

多样化探究教学方法的应用,能使教学理论和实践很好地融合在一起,对实现教学效果有重要作用。另外,采用多样化的探究教学方法,使学生能够主动参与到教学中,鼓励学生进行探索,从而找到探究问题的途径和方法,提高学生的创新能力,多样化探究方法一般分为以下几种:

第一,现场教学法。由于汽车电器课程中汽车电子构件的原理和结构比较抽象,难以理解,因此采用现场教学的方法,根据汽车实验台上的电器设备和电路元件进行讲解,也可以让学生自己进行观察,并让学生进行实践操作,提高学生的实践能力。

第二,一体化教学法。一体化教学主要是将实践与理论结合起来,在实践课上穿插理论知识的讲解,在理论课上依据实例为模板进行理论知识的讲解,重点帮助学生在观察中自主进行学习,并通过分组实验的方式,让小组成员进行讨论和交流学习,加强学生的实践操作能力,充分调动学生的自主学习能力,培养学生的职业素质。

第三,情景教学法。情景教学方法主要是针对问题进行虚拟情景模拟训练,对经常遇到的故障问题进行分析,引导学生对故障进行诊断和排除,加强学生对实践问题的处理能力,同时也提高了学生学习的兴趣。

第四,任务驱动教学法和案例教学法。任务驱动教学法和案例教学法主要是通过老师为学生布置一些任务,这些任务由老师人为地设置一些故障,增强任务的难度,并将学生进行小组分配,每个小组共同完成任务,增强学生的实践和合作能力,老师也可以在旁边协助学生进行故障排查,为学生提供有利的指导。

第五,开放式教学方法。开放式教学方法能够充分锻炼学生的实践能力,主要是在课余时间对汽车电器设备进行开放教学,学生免费地进行实践操作和观察汽车电器的设备构件,另外也可以由老师带领到汽车电器企业的生产车间,学生能近距离地观察汽车电器设备的生产过程,激发学生的学习兴趣,提高自主学习能力,发散思维,培养学生的创新能力。

四 结束语

汽车电器的探究式教学方法,能增强学生对课程学习的兴趣,提高学生自主学习的能力,培养学生解决问题的能力,同时能养成良好的思维习惯,也能为职业院校培养更多汽车电器的专业性人才,推动汽车行业的发展。

参考文献

电器自动化论文篇7

关键词:计算机技术,电压无功,自动化,应用

 

随着社会经济的飞速发展,居民和各类企业对供电质量和可靠性的要求日益提高,从改善电能质量和节约人力方面比较电压无功优化自动控制装置具有不可比拟的优势,已逐步取代原来通过值班员手动调节档位和投切电容器来调整电压的方式,在维系电力系统稳定中的作用已充分展示出来。论文参考,自动化。电压无功优化自动控制装置由大量的数据采集、数据计算、数据传输、数据控制、程序执行元件组成,通过一系列自动化技术将其功能整合在一起,因此,了解电压无功优化自动控制中的自动化原理对于研究电压无功优化自动控制有着十分重要的作用。为此本文着重分析了电压无功优化控制中的自动化技术。

一、自动控制系统的结构

(一)调压方式

无功优化控制系统设计在设置母线电压限定范围后,自动对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压值进行适当调整,以保证在合格范围内的电压满足逆调压方式。论文参考,自动化。当电压超出额定范围时,则与同级和上级变电所的电压进行比较,然后判断出应该调节同级还是上级变电所的主变档位。

(二)调整策略

电压无功优化自动控制包含两个方面,分别是电压优化和无功优化:

1、电压优化

当母线电压超上限时,首先下调主变的档位,当不能满足要求时才切除电容器;当母线电压超下限时,首先投入电容器,当不能满足要求时再上调主变档位,总之要确保电容器最合理的投入。

2、无功优化

当系统电压保持在限定范围内后,通过系统的自动控制,决定各级变电所电容器的先后投入,使得无功功率的流向最平衡,最能提高功率因数。

二、自动化数据采集、计算和传输

作为一个自动控制系统,全面的数据采集是整个控制过程最关键的一部,其采集数据的精度和安全直接影响整个系统的精度和安全。论文参考,自动化。一个完善的无功优化自动控制系统应该能实时自动的从调度中心、各监控站采集电网电压、功率、主变档位、电容器运行状态等数据并能确保当遥测遥信值不变时不与SCADA系统进行数据传输,减少系统资源占用。

在采集到实时数据后,过往的自动控制系统都是通过“专家系统”对数学模型进行简化和分解,然后利用潮流计算和专家系统等方法进行求解。随着自动化技术的高速发展,自动控制系统能够突破优化计算难于寻找工程解的难题,采用模糊控制的算法,充分考虑谐波,功率因数摆动,电压波动和事故闭锁等因素,通过一系列精密芯片的配合计算出使电网电能损耗最小的变压器档位、电容器投入量和电网最优运行电压以供控制部件执行。

系统在数据传输上使用只与内存交互数据而不存取硬盘的内存数据库技术,既提高了数据的存取速度,又节省了硬盘使用。为了提高传输效率,系统还会根据传输数据的类型和要求的不同,自动采用不同的传输协议:使用TCP/IP协议传输大量的重要数据,使用UDP协议传输少量的广播数据。在数据传输准确度方面,子站在接受到数据后会自动向主站发送反校信号,以验证所受数据的准确性。

三、系统的自动控制

电压无功优化控制的基本过程如下:首先是主站控制系统进行电压无功计算,然后把计算得到的各级变电所的功率因数、电压的区域无功定值结果通过光纤通道传达至各级变电所的电压无功控制系统。各级变电所的控制系统周期性的把本站的功率因数、电压和接收到的定值结果比较,以判断是否越限。

为了保证电网损耗最低,主站的控制系统要不断跟紧电网运行方式的变化,随时计算出最新的区域无功定值结果并传达至各级变电所的电压无功控制系统。由于主站的控制系统计算最初的区域无功定值时需要一定的时间,这就会造成各级变电所从启动控制系统至接收到第一个信号间有一个时间段,系统定义这段时间内的定值是按照本地系统运行的。论文参考,自动化。

当主站系统遇到特殊情况(如有影响电网拓扑结构的遥信变位发生)时,能够即时撤销子站控制系统当前正在执行的区域无功定值。子站控制系统即以本地无功定值运行,待再次受到主站重新计算的定值时才转以新定值运行。论文参考,自动化。子站控制系统实时监视主站的定值下传通道是否正常,通信异常时,立即改为执行本地定值,直至通道恢复正常。论文参考,自动化。

四、系统自动化的安全保证

目前国内的一些系统仅仅只做到了一层闭环控制,安全可靠性根本无法保证。而随着自动化技术的发展,最新的系统则是采用主站和子站同时的双层实时闭环反馈控制结构。实验证明由于采用了双层实时闭环反馈控制结构,当运行中发生用户定义的需要闭锁的异常事件时,控制系统能够立即执行闭锁,符合电网结构和调度运行特点,适合各种大小电网的安全可靠运行,能更有利地保证提高电网的电能质量,其具体的安全策略如下:

自动估算电网电压,使电容器平稳投切,避免出现振荡;自动估算电压调节后的无功变化量,使主变档位平稳调整,避免出现振荡。

当需要调节的变电所的主变并联运行时,为了避免出现其中一台主变频繁调节的情况,首先调节据动率较高的那台主变的档位。应对于主变和电容器出现的异常情况,系统能够自动减少主变档位调整次数,使设备寿命增加,电网安全得到保证。当遭遇设备异常时,系统自动闭锁,而且必须人工手动来解除封锁。具体的异常情况有:电容器或主变档位异常变位;系统需要采集的数据异常;系统数据不刷新。特别的当发生10kV单相接地时,系统自动闭锁电容器的投切。为避免采集到的数据不准确,系统采用同时判断遥测数据和遥信数据的方式,提高了采集数据的准度。

五、结论

本文通过对电压无功优化控制系统的浅要介绍,分析了其包含的自动化技术,从一个侧面反映了我国电力系统自动化科技的发展,也展现了电力行业专业人才的卓越才能。本文对电压无功优化控制系统从设计思想,系统构成方面进行的论述,可作电力专业的教辅材料,也可供电压无功优化控制装置设计和运行参考。

参考文献

[1]郑爱霞,张建华,李铭,李来福,吴强.地区电网电压无功优化控制系统设计及

电器自动化论文篇8

本文主要分析论述配网自动化系统的典型模式,即:配电网故障定位系统、分布式智能馈线自动化和基于主站的配网自动化系统,以期望对配网自动化建设提供依据。

关键词 配电自动化 ;主站;终端;故障;馈线自动化;

中图分类号: TM6文献标识码: A

1引言

目前国内中压配电网主要指10 kV电压等级,10 kV线路由于数量多、分布面广、运行环境复杂,尤其是架空裸导线受气候等因素影响较大,经常发生单相接地故障或短路以及断线故障,中断对电力用户的供电,直接影响用户的生产和生活。

随着经济发展以及人民生活水平的提高,电力用户对供电可靠性的要求越来越高,10kV中压电网的可靠运行是电网可靠性考核的重要指标。据统计,因电网故障而导致的停电占整个停电时间的80%以上,其中由于线路故障而导致的停电达到60%以上,由于配电网分布面广,情况复杂,配电网故障占有较大比重。在配电网故障处理中,查找故障的时间占整个故障处理时间的70%~90%,由于线路的互联以及电源布点较多,配电线路呈现网状结构,而不是原来的单辐射拓扑结构。在发生故障后采用人工巡线方式,存在故障区段定位困难、抢修流程不科学等问题,不仅耗费大量的人力物力,而且还延长了停电时间,影响供电可靠性。

因此,选择一种切实可行的配电网自动化系统对配电网运行管理非常重要。

2配电网故障定位系统

配电网故障定位系统是通过安装故障指示器或故障短信报警装置,在配电线路发生故障时,相关人员通过人工巡视或根据上报的故障短信息,确定故障区域,该系统仅仅在故障时起作用。

配电网故障定位系统的基本模式的组成如图1所示(图中圆圈表示故障指示器,它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能,它本身不具备远方数据通信功能,但可与 数据转发装置配合使用)

线路发生故障时,故障路径上的故障指示器翻牌动作变色,而其余故障指示器不变色,从而可以判断出故障发生区域。

如果是配置了带通信故障指示器,可以将故障信息通过数据转发装置上报到主站,根据这些信息可以判断出故障发生的区域。并以短信的方式发送给运检人员。

与不带通信模式相比,扩展模式不必到现场巡示就可确定故障区域,大大提高了抢修速率。

3分布式智能馈线自动化

分布式智能馈线自动化不需要主站,通过自动化开关设备相互配合或采用“面保护”等措施,在配电线路发生故障时,实现故障区域自动判断和隔离,并自动恢复受故障影响的健全区域供电的系统。

分布式智能馈线自动化一般分为两种典型模式,即基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式。有4种典型的基于配网自动化开关设备相互配合馈线自动化模式:即重合器和重合器配合模式、重合器和电压-时间型分段器配合模式、重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式和“合闸速断”模式。

“面保护”模式是一种发生在故障时通过相邻开关的智能控制器间的相互通信实现开关配合,跳开故障区域周围的开关,实现故障隔离并确保健全区域正常供电的技术。

图2

以图2所示的配电网为例论述故障的处理过程(图中的矩形框表示开关、其中红色代表合闸、绿色代表分闸,每台开关分别和相应的面保护终端设备(FTU)相连,下面的数字为其编号)

分段开关处的FTU具有速断保护功能,当速断保护启动后,FTU 立刻向其上游相邻FTU 发送分闸闭锁报文、向其下游相邻FTU发送分闸报文;若速断保护启动且延时时间已到,或收到分闸报文,并且没有收到分闸闭锁报文,则FTU控制相应的开关分闸;若收到分闸闭锁报文,则FTU无论什么情况也不使开关分闸。联络开关处的FTU在开关一侧失压并且未收到分闸报文的情况下,经过一段时间延时后合闸,若收到分闸报文,则即使一侧失压后延时时间到也不合闸。

假设故障发生在开关B和H之间,则B检测到故障电流而启动速断保护。同时,B向与其上游相邻的A发出分闸闭锁报文、向与其下游相邻的H发出分闸报文;A向与其下游相邻的B发出分闸报文。B和H随即立刻驱动相应的开关分闸,A因收到分闸闭锁报文而维持相应的开关处于合闸状态这样最终隔离了故障区段,恢复了受故障影响的健全区段供电。

基于自动化开关设备相互配合馈线自动化模式和“面保护”模式都可以进一步扩展,建设主站和通信网络,实现主站与终端设备(包括重合器、电压时间型分段器、过流脉冲记数型分段器、“合闸速断”控制单元和“面保护”终端设备)间的通信,并具有遥信、遥测和遥控等功能。

4基于主站的配网自动化系统

本系统是由终端设备和主站计算机系统,并借助通信手段组成。在配电网正常运行时,实时监视配电网的运行情况并进行远方控制(遥控);在配电网发生故障时,自动判断故障区域并通过遥控隔离故障区域和恢复受故障影响的健全区域供电的系统。

主站配电自动化系统的监控对象主要包括:中压馈线开关、中压开闭所、配电网进线和重要配电变压器等。

第一层为现场设备层,主要为馈线终端单元(FTU)、配变终端单元(TTU)和远动终端单元(RTU)等构成,这些设备统称为配电自动化终端设备。在柱上开关处安装馈线终端单元(FTU),完成对柱上开关的监控。

第二层为配电自动化主站,应采用统一平台、统一数据处理模块和数据服务模块,建立并维护数据库;人机界面模块包括:SCADA 模块、地理信息模块和高级应用模块,用来将数据处理模块和数据服务模块加工后的数据以较好的方式展现给用户,并处理用户的输入操作命令;通过数据软总线建立数据处理模块和数据服务模块与人机界面模块间的联系。具有较高的性能价格比。

5结束语

本文对配网自动化的几种模式做了介绍与分析。配电网自动化系统的建设,应根据负荷密集程度、负荷重要性、经济发达程度、发展趋势、售电收入等,科学地选择恰当的模式。

参考文献:

1、林功平;配电网馈线自动化解决方案的技术策略[J];电力系统自动化;2001年07期

2、苏胜新,熊伍泉,吴福保,李延满,李天阳;农村配电自动化建设模式[J];电力系统自动化;2002年21期

3、林功平,奚国富,徐石民;农电系统县级城市配电自动化模式[J];电力系统自动化;2004年24期

4、魏永胜;;配电自动化系统构造模型分析——集SCADA、馈线自动化、配电管理自动化功能于一体[J];山西煤炭管理干部学院学报;2008年01期

5、何泽泉;国内配电自动化系统应用[J];广东输电与变电技术;2003年03期

6、关长余;配电网馈线自动化方案的比较分析与应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年

7、杨如康;夏肇元;;配网自动化系统的应用分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年

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