时间:2023-03-16 15:39:57
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职业教育最重要的是实践课程,但职业教育往往在这方面的教学存在着严重的不足:实践教学过度依附于理论教学,实践教学的独立性、目的性和重要性没有得到充分的体现;仍然采用以“教师为中心”的课程化教学模式,而不是“以学生为中心”的任务化能力培养模式。职业教育课程模式中的教学成果评估体系上还存在一些问题:目前对于教学成果的评估体系难以反映学生运用知识、解决实际问题的能力和水平。评估的内容和方式缺乏灵活性,且维度过于窄小。评估体系偏重于检测学生对老师所“教”知识的掌握程度,而轻学生“学”的思维能动性和应用创新性,这就反映出评估体系未能与职业、社会、个人要求相一致,不利于挖掘学生的潜力和创造力。
二、课程体系的职责
面对社会和个人对于职业教育课程发展的殷切期望,为了完善职业教育课程理论自身发展和实践的不足,本文创造性地将广泛采用的行动导向教学法的指导思想“行动导向的教育理念”引入到课程开发的研究领域和范畴,对行动导向课程模式的确立和实现进行初步的研究和尝试。在实践上,这一课程模式的提出,将对中国职业教育课程模式的研究和科学、先进的课程模式的推广产生积极、重要的影响,并将弥补职业教育理论界对宏观办学规模和微观教学改革的研究较多,而对中观的课程模式研究较少的现实情况,且解决了课程实践、课程教学改革缺乏科学的理论指导这一问题。
三课程体系内容
本课题以重庆工程学院2011级应用电子技术专业为实验班,将以实时培养为基础,从实际培养中得出客观结论,分析重庆职业教育中课程改革发展的地位和作用,探究其深层次原因,通过广泛的学术交流,以网络为手段,在借鉴全国课程改革研究的基础上,结合国内外经典案例,将大量存在的客观实际升华为精练的理论,提出可行的建议。简言之,即实地调研,理论分析——对比借鉴,数据分析——总结归纳,提出建议——现实应用,实践检验。通过班级实践,建立了以“双元”合作的“三阶段”为特征的课程体系。“双元”合作的“三阶段”为特征的开发机制是指学校与企业分工协作的两个部门,历经三个阶段所进行的开发机制。第一个阶段是以企业为主。企业内部的管理人员、技师和熟练的技术工人参与到课程开发当中,以企业的视角提出对新员工、对课程的期望和要求,制定出“企业”性质的课程。第二个阶段是以学校为主。学校内的教师和管理人员结合教育、教学本身的特点和规律对企业所制定的课程进行补充和完善,使企业所制定的课程更符合教育、教学的规律,更容易在学校内部开展和实施。第三个阶段是学校与企业会同学生、家长、政府部门等,对前两个阶段所给出的课程进一步开发和评估。所谓双元,具体体现在两个方面:(1)课程开发要在两个完全不同的教学环境中开展,企业(职业学校中的实习车间)和职业学校,并以企业的开发为起点。(2)将学生既定位为企业的学徒,又要定位为学校的学生。根据学徒和学生不同的身份特征,制定相应的课程。
四实践检验
PPTC器件技术已广泛应用于便携式电器、手机、计算机和远程通信设备的过流和过热电路保护设计中。汽车电子技术委员会推出的有关无源部件的新标准,推动了PPTC电路保护技术在汽车工业中的应用,主要针对电子电路和机动附件,如电动车窗、电动座椅、天窗控制和远程信息处理装置,旨在降低成本及提高可靠性和功能性。
电机驱动和控制装置要经受某些严酷的工作环境,而且要求能够连续和可靠地运行。现场的故障是无法避免的,选择正确的电路保护策略将有助于确保产品的可靠性,并将制造商和客户的维修成本控制在最低。采用泰科电子公司Raychem电路保护部提供的PolySwitchPPTC可复位电路保护器件,开发出更为稳固和可靠的产品,在电机的驱动和控制系统中能对某些常见的故障提供保护。
PPTC器件的小巧外形有助于节省宝贵的电路板空间,由于其具备自复式功能,因此可以允许布置在用户无法接触到的位置,这与传统保险丝需要布置在用户能够方便更换的位置相比具有明显的差异。由于PPTC器件是固态器件,因此还能够耐受机械冲击和振动,可为各种不同的应用场合提供可靠的电路保护。
电源保护
PolySwitch
图2:PPTC器件对输入/输出接口的保护。
PPTC器件一直以来应用于电源直流输出端的过载和短路保护。在开发出LVR系列产品后,目前PolySwitch器件已经可以应用在电源输入端的交流主电路中,将交流线路变压器和其它线路侧设备置于它的保护范围内。这些产品能够在中性线不小心处于断开状态或交流线电压用于24VAC输入端时,能够为电源提供保护。
LVR器件适用于电源系统,在120VAC和240VAC电压下,其最大输入电流可高达400毫安。而电流更大的电源系统可以将PolySwitch器件安置在次级端的输出电路,用于保护由于过电流状态所引发的电源故障(如图1所示)。
输入/输出接口的保护
许多驱动器和控制装置均配备了通讯和数据接口,用于各个系统元件之间的信息传输。而这些接口的接线有时会与交流或直流电源电缆并排敷设。这些线束可能由于正常的磨损、意外事故、安装接线错误或在中央配电箱上进行的误操作,而出现短路现象。如果电源电缆与通讯电线出现短路现象,PolySwitch器件能够保护任何与这条短路线路相连接的系统,以免造成通讯接口的损坏。在某些情况下,这种现象有可能影响到很多系统。而PolySwitch器件在保护接口处所起的作用,可以明显地降低设备常见故障的停运时间和修理成本(如图2所示)。
过热保护
由于PolySwitch器件能够对来自外部的热量和内部电流产生的热量所引发的温度上升作出响应,并可与高压设备建立起热量方面的联系,为高压设备提供过热保护。建立这种热量联系可以通过将这些器件布置成与高压设备发生接触或靠近高压设备的方式来实现。
此接触的方式使该器件能够很容易地与设备形成物理接触,从而提高了保护的效果。在这类设备中,变压器是一个很好的例子,PolySwitch器件可以捆绑在外部线圈上或外壳上(如图3所示),从而建立起热量联系,还可以在设计时结合到电路中,使其具备在变压器过热时向控制器发送警告,系统马上停止运行。
近距离方式适用于电源半导体部件的保护,而且在小型的表面贴装PolySwitch器件与电源器件同处于一个铜底板时效果最好。这是一种成本低廉的热量联系方式,使PolySwitch器件能够在温度超过其动作点时进行动作,同时通知电源器件处于过热状态下时应该停止运行。
在这种应用中,会存在一定程度的热延迟现象,所以这一保护方案无法保护大电流部件以及部件在毫秒级的时间内就发生故障的电源器件。但是,对于绝大多数的过负载状态,这种配置均可以对电源器件提供保护。
运动机械均有可能出现堵塞或断裂故障,并可导致电机失速。在电机失速时继续供给电源会导致电机的损坏和/或驱动装置的损毁。将PolySwitch器件与电机驱动器串联起来(如图4所示),可以保护电机和驱动电子电路,防止在失速或负载过大的状态下系统发生故障。在故障清除后(而且电源断开后),系统可以重新开始正常的运行,无需进行维护或更换部件。多年以来,PolySwitch器件一直是汽车工业中最为常用的保护车座、车窗和其它电机的方案。
在这些应用中,使用PolySwitch器件要求考虑串联电阻的阻值和器件的最大保持电流额定值。室温下的最大工作电流为:16V以下为15A,30V以下为9A。
在这些应用中,当这些系统由于过电流或过热状态而导致外部故障时,PolySwitch器件能够允许电机驱动和控制器系统继续运行。其优点在于提供了一种功能强大和可靠的产品,在其它部件出现故障时可以保护系统。
汽车IEEE1394网络应用
在汽车工业中,家庭生活方式与汽车日益紧密的联系方兴未艾。采用由美国汽车多媒体接口协会(AMI-C)制订的标准化全球接口,就能方便地与各种消费电子设备相连,并为这些设备的快速安装提供便利。在消费电子业界称为IEEE1394串行总线的网络,在设计时以多媒体内容的传输为目标。这一针对汽车工业的附加标准被称为IDB-1394,由“1394联合汽车工作组”制订。
IDB-1394设计用于高速多媒体应用,即在车内快速传输大量的信息。这项开放式的标准允许便携式的电子设备与车载网络之间进行连接和互动操作,为两者建立了沟通渠道。
电源接口需要提供过电流保护,而现有的汽车体系所使用的电源标准是在多年以前颁布的。由于用户便利端口(CCP)用于传输信号和供电,所以必须对它进行保护,以防止由于各种故障,例如接触不良的电缆或接头插入到商品时,发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生,所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠。
应用综述
如图5所示,车载网络的架构可分为内嵌式网络和用户便利端口(CCP)。目前的技术规格将内嵌式塑料光纤(POF)车载网络定义为与现有的MOST(媒体定向系统传输)技术相似的规格。但是,前者的架构更加稳固、能够提供更高的数据传输速率,并且更易于实现。这个网络能够连接各种电子设备,例如DVD播放机、视频显示屏、导航系统、收音机接收设备、通讯设备,如无线电话或应急自动远程通信及信息处理技术术语,以及其它的多媒体应用。
这套视频-音频网络包括一个CCP,可供乘客将自己的CD机、游戏机和其它应用1394总线的设备和外设连接到网络中,所配电缆通用于家中和车上。
电路保护要求
在热插拔汽车环境中,由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设,所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。电源接口要求具备过电流保护的功能,而应用于目前汽车系统中的现有电源标准是多年以前制订的。因为用户便利接口用于传输信号和供电,所以必须对它进行保护,以防止由于各种故障,例如接触不良的电缆或接头插入接口时,发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生,所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠,而且最好是能够复位的。
图5:车载视频-音频网络架构。
电流限制可以通过使用电阻、保险丝、开关或PPTC器件来实现。目前很少采用电阻保护方案,因为它会在正常电流状态下产生过大的电压降。有可能采用一次性保险丝方案,但是这种保护易于损坏,而且必须在发生故障后予以更换。双金属开关的局限性在于它存在反复接通,并有可能导致触点熔连故障。在很多汽车应用中,最好的保护方案为PPTC器件,这种器件在正常工作状态下呈现低阻抗,而在发生故障时呈现高阻抗。
PolySwitchPPTC器件广泛用于IEEE1394应用,经常为计算机、外设和便携式电子设备提供可复位式电路保护。在汽车多媒体应用中,这种器件常用于为连接到汽车网络的GPS定位设备、CD换片机、音响和其它电子外设的输入输出接口提供电路保护(如图6)。
PPTC器件与传统的熔断器相似之处在于:能够在故障产生和持续状态下限制危险的大电流;而不同之处在于:在故障消除后和/或电路电源断开后,PPTC器件能够自行复位。另一项优点是这种器件较为小巧,能够直接安装在电路板上,并且可安装在电子模块、接线盒和配电中心部件内。
采用通用电子工业标准的车载产品能够有助于客户利用新面市的产品来升级汽车。而通用的总线也有助于汽车制造商在技术进步、不断超前汽车设计循环周期的情况中,解决由此引发的技术过时的问题。在热插拔汽车环境中,由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设,所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。而PPTC器件为这一问题提供了有效的过电流保护方案。这种可复位的电路保护器件也有助于制造商生产出安全可靠的产品,以满足管理机构的要求,并且降低产品保修和修理成本。
图6:PolySwitchPPTC器件可帮
助电路设计师满足电路设计的
安全需求,并为连接到车载网络
中的电源接口、远程信息处理设备和
便携式设备提供电路保护。
这其中最重要,也是最关键的挑战,就是面对在汽车上用了好几十年的12V电压,已经没有办法满足高度电子化对于电压的急迫需求。因此,除了必须要因应42V电压取代12V电压的技术问题之外,还有当汽车电源主体架构改变之后,可能要面临到的高成本问题。由此可见,未来车用电子必须要寻求电源管理最佳化解决方案,甚至是以模拟、分离、电源MOSFET晶体管…等元件,解决车内应用与整合性的技术问题。
车用电力系统日渐短缺迫切需要新元件及新设计
越来越多的汽车电子设备,或电子系统导入车内应用之后,车用电力供应逐渐呈现不足的现象,使得汽车制造厂必须开始面对功率的控制,以及功率转换技术提出更高的要求,借以推动车用功率半导体、相关封装技术,能够更进一步的往前发展,这当中所包含的领域,也不再只是功率大小,还是MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransister;MOSFET)晶体管、绝缘闸极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor;IGBT)及控制与保护回路整合模块(IntelligentPowerModule;IPM)等问题。
归纳其主原因,是因为车上所使用的功率半导体元件与一般较常用的功率半导体元件比较起来,不论是对电压或电流、开关频率、功率损失、动态特性,甚至对于元件保护程度,都是相当严苛的;再加上汽车产业对于「用电的规范,已经开始从12V提升到42V,所以对于汽车用电的要求也就更高了。另一方面,必须具备也可进行高频切换动作及电能处理,才能使车上的电子产品,更能够发挥轻薄短小的应用优势,甚至是具有车上所需的高效率、信赖度与可靠性等要求。
汽车对于用电控制管理的概念成熟之后,其应用层面也越来越多;比方说,利用电力来作为汽车的制动及转向等运用,使得汽车电力、电子技术领域开始进行革新动作,而在这场汽车电力变革的过程中,将以电子转向或集成式启动器交流发动机(IntegratedStarterAlternator;ISA)作为主要架构。因为这是一种完全可逆的电机系统,又可称为交流伺服电动机,它是一种具有自动平衡式显示设备,藉由随动系统来确实执行元件,将放大器的输出电压(控制电压)转变为机械能,驱动滑动触点,除了能够让系统持续保持在平衡状态,还可以在高效率的状态下,实现许多需要很大峰值功率的电子功能。
以实际例子来说明:比方说,当驾驶者在红灯要转为绿灯可前进时,在第一时间将发动机关闭,主要是因为当驾驶者踩下油门时,交流发电机促使汽车能够很快地加速前进,如此一来,汽车不但能够降低排放有害气体,同时还能减少油料的用量。在这一方面,还能使用多余的电力来进行的各项控制,包括:电子动力转向(EPS)、主动式悬挂系统、电子透平机辅助设备、电子阀门控制、变速空调等,因此,这对集成式启动器交流发动机是非常重要的。
从技术门槛的角度来看,汽车集成式启动器交流发动机主要的技术困难在于,大功率的电子控制系统是采取部分设计方式,在执行上有它的困难。换句话说,由于汽车集成式启动器交流发动机是一个三相逆变器/整流器,除了负责对42V负载进行供电作用,或者当整流器在进行工作时,也能为36V电池进行充电之外,还必须在发动机起动时,能以逆变器方式为起动电动机进行供电的动作。从这边就能看得出来,为了让汽车电子系统能具有稳定的供电设计,就必须先厘清大功率电子元件,在不同应用阶段应该要有不同的工作诉求。
MOSFET晶体管改造汽车电源供应系统
再来,谈谈功率型金属氧化层场效晶体管(简称为功率MOSFET晶体管),这是一种属于多载式导电的单极型电压控制元件,其特性就是:开关速度快、高频率性能好,输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良、无二次击穿…等优点,可以提供给设计者一种高速度、高功率、高电压,以及高增益的元件,因此在各类型小功率开关电路的应用非常广泛。
图说:PowerMOSFET是一种功率集成元件,它是由成千上万个小型MOSFET并联而成,图中所示为N通道的MOSFET单元结构剖面示意图。(资料来源:交通大学电子电力芯片设计与DPS控制实验室)
这对汽车用电系统来说,由于功率MOSFET晶体管具有很强的电流管理能力,才能够满足集成式启动器交流发动机必须兼具最大负载的效果及要求。换句话说,就是让汽车能在低温度的环境下,使内燃机具有较强的冷起动功能。不过,大部分汽车制造厂普遍认为,车用交流发动机大概只需要10kW就已经足够,过去也许是如此;不过,这对使用42V功率系统的10kW系统,这样肯定是不够的,这是因为逆变器在最后产生适当的输出电压与马达相联之后,一方面要调节马达的频率,另一方面还要调节马达电压,所以每个开关接口至少要超过400A来通过峰值电流的能力,才能因应越来越强大的车用电力系统。
图说:MOSFET晶体管提供了一个非常稳定安全操作区域(SafeOperatingArea;SOA),因为MOSFET再顺向偏压时,不需苦于二次崩溃所产生的效应,此直流与脉波的SOA优于BJT。(资料来源:交通大学电子电力芯片设计与DPS控制实验室)
借以降低电压功耗设计提升汽车发电机工作效率
要如何提高汽车发电机工作效率?若从降低正向电压来思考,这或许不失为一个方法,可以藉由降低寄生电感来减少切换时产生的电压尖脉冲。由于元件对于封装电流感度很灵敏,因此很多人都认为模块设计是最好的方式。不过,因为一般的模块封装设计方式,将影响到通过电流的能力。值得注意的一点是,虽然汽车发动机在「热车阶段,不需要很大的电流支持,但是功率MOSFET晶体管的限定电流会因为温度上升而有所下降,因此交流发动机的功率电路部分温度,必须保持在比较低温的状态,才能维持稳定的电压。另外,为了尽量提高额定电流,必须使用RDS(ON)较低的MOSFET晶体管,才得以满足车用电力需求。
改进的方式则能够以先进的封装技术,借以提高通过电流的能力,或者是使用分离元件等技术来达成,同时还能够尽量降低寄生电感(ParasiticInductance),良好值约为10uH20uH之间。除此之外,在电流切换过程还有更进一步的要求;简单说,就是要针对所使用的开关频率(一般为数千Hertz)进行最佳化动作,使逆变器或整流器能够在很高频率或环境温度高达150℃的情况下,还能提供全部的功率。
如何以特殊设计方式解决车上电流需求
在多种类型的汽车中,包括:汽车、大客车、卡车…等,最主要的动力来源大都是来自于内燃机系统来供应,它的模块设计大都是由半桥电路所组成,让车上的元件能够控制或驱动半桥电路中的高/低阶开关设备。另外,还能控制该桥次级端上的同步整流器MOSFET,使具有两个功率MOSFET晶体管芯片(每个为150mm),其电源母线不会受到任何电源装置发展故障的时候而受到影响,还能在42V的电源母在线,对600A的电流进行切换动作,藉此完成匹配性的设计。
其次,则因为汽车内部的温度或者是电压、电流过大容易造成温差的问题,易使车内电子设备中的材料受到影响,导致设备产生压应力或张应力。因此,为了减少汽车电子设备的热应力问题,通常会将MOSFET晶体管芯片安置在陶瓷基片上,这是因为陶瓷基片的温度系数与矽的温度系数能够完全匹配,若采用较为先进的导线压焊技术,特殊的架构不但能改善热源分布,进而加强整个模块系统的低热组性能,使模块能承受汽车所处的多变环境与电压功率起伏。
再来,就是如何降低杂散电感,使杂散电感低于8nH,这对消除尖峰电压是非常重要的。在一般设计上,为了降低电磁干扰(EMI)带来的影响,包括:栅极驱动电路、感测电路或保护电路,都装在一块很小的印刷电路板(PCB)上,而后将印刷电路板盖在模块上,使驱动电路能够以20kHz频率之下,驱动这些MOSFETT晶体管,其中涉及的参数感测和转换,都是在这块电路板上进行。因此,除了可以降低基板及散热器之间的抗热阻效能之外,在与传统模块相比,还能够使内部杂散电感降低60%以上,使设计及安装过程更为简单。
大功率MOSFET晶体管体现汽车电动转向系统
针对汽车采用大功率逆变器/整流器等元件技术,虽然说这是最理想电路设计和实施。不过,截至目前各界还没能够有个最后的定论,主要的问题还持续存在著。不过,42V的集成式交流发动机将是未来电动转向(EPS)汽车系统的关键所在,相信这点是不容质疑。不过,由于电流能力又会因为受到分离式的MOSFET晶体管塑料封装技术,而有所限制。这些限制对已经在汽车市场逐渐成熟的电动转向系统来说,将促使设计人员,将不同分离元件并联起来一同使用,或者采取模块的方式,才能提高分离封装通过电流的能力,借以降低中档及低档电动转向的系统成本。
大多数汽车系统中所使用的模块,目前大部分都都是采用绝缘金属基片(IMST)的设计方式。而在陶瓷基片方面,则是采用直接覆铜(DBC)的方式,并在厚膜基片及电流较小的情况下,才会改印刷电路板的模块设计方式。最后,在功率逆变器封装方面,对于中等功率和低功率,一个新的构想是将芯片封装在引在线,这时没有单独的基片,MOSFET晶体管可直接安装在同一个模塑引在线,用引线架构形成连接端子,进行外部连接到模块的外壳上,便能达到较佳的电源管理。
图说:因应汽车上的电源朝向低损耗化、小型化和超薄化需求,实现了优于传统系列的超低导通电阻特性和高耐击穿性依靠低导通电阻特性,并可以降低功耗,因而最适合用作电机驱动器、点滴器、DC/DC变换器等的开关元件。(资料来源:东芝半导体)
结论
关键词:直流输电;电力电子;发电机
一、前言
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
二、电力电子技术的应用
自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。
(一)在发电环节中的应用
电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。
1大型发电机的静止励磁控制
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
2水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
3发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
(二)在输电环节中的应用
电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
1直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术
直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。
2柔流输电(FACTS)技术
FACTS技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。
20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。
(三)在配电环节中的应用
配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(customPower)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
(四)在节能环节的运用
1变负荷电动机调速运行
电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。:
变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。
2减少无功损耗,提高功率因数
在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。
论文摘要:电力电子技术正在不断发展,新材料、新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。
1前言
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
2电力电子技术的应用
自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。
2.1在发电环节中的应用
电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。
2.1.1大型发电机的静止励磁控制
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
2.1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速变随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。
2.1.3发电厂风机水泵的变频调速
发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。
2.2在输电环节中的应用
电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。
2.2.1直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDCLight)技术
直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。
2.2.2柔流输电(FACTS)技术
FACTS技术的概念问世于20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。
20世纪90年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FACTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。2.3在配电环节中的应用
配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力(CustomPower)技术或称DFACTS技术,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。
2.4在节能环节的运用
2.4.1变负荷电动机调速运行
电动机本身挖掘节电潜力只是节电的一个方面,通过变负荷电动机的调速技术节电又是另一个方面,只有将二者结合起来,电动机节电方较完善。目前,交流调速在冶金、矿山等部门及社会生活中得到了广泛的应用。首先是风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速,我国正在推广应用中。
变频调速的优点是调速范围广,精度高,效率高,能实现连续无级调速。在调速过程中转差损耗小,定子、转子的铜耗也不大,节电率一般可达30%左右。其缺点主要为:成本高,产生高次谐波污染电网。
2.4.2减少无功损耗,提高功率因数
在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。
1.1EPB系统可以在发动机熄火后自动施加驻车制动。驻车方便、可靠,可防止意外的释放(比如小孩、偷盗等)。
1.2不同驾驶员的力量大小有别,手驻车制动杆的驻车制动可能由此对制动力的实际作用不同。而对于EPB,制动力量是固定的,不会因人而异,出现偏差。
1.3可在紧急状态下组委行车制动用。
2EPB的功能
2.1基本功能:通过按钮实现传统手刹的静态驻车和静态释放功能。
2.2动态功能:行车时,若不踩踏板刹车,通过EPB按钮,一样也可以实现制动功能。
2.3“熄火控制”模式:当汽车拔钥匙熄火时,自动启用驻车制动,发动机不打火驻车不能解除。
2.4开车释放功能:当驾驶员开车时,踩油门,挂挡后自动解除驻车。
2.5启动约束:点火关闭,释放约束模式(保护儿童),不用操作制动踏板,即可释放约束模式。
2.6紧急释放功能:当电子驻车没电需要解除驻车时,可用专门的释放工具释放驻车。
3拉线式EPB的组成及各部件的作用
3.1拉线。拉线和传统的驻车系统中拉线所起的作用完全一样,就是把力从EPB总成传递到驻车制动器上实现驻车功能。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。
单、双拉线有各自的优点和缺点。相比较起来双拉线有较大的拉线效率,拉线行程短,但布置没单拉线灵活,产生相同的拉力,控制器需要加载的力大。工作时,双拉线EPB控制器同时带动两根拉线运动,带动制动器驻车,而单拉线时,EPB控制器是只带动了一根拉线,然后通过拉索平衡器此拉线带动后面的两根拉线驻车。
单拉线式样的EPB,一根拉线带动两根拉线的原理为:第一根拉线的芯线在控制器的带动下产生移动,其带动拉线向右移动,然后因为第一根拉线受力弯曲,第一根拉线通过固定在其拉线护套上面的平衡器带动拉线1向左移动,从而实现了一根拉线带动两根拉线移动的目的。
3.2按钮。通过按或者拉按钮控制EPB驻车和解除驻车,按钮上有背景灯,提醒驾驶者是否已工作。
3.3紧急工具。在EPB因断电不工作时,实现驻车解除功能。
3.4电机。EPB工作时的动力来源,由其来带动齿轮机构工作实现驻车。(有人仅靠电子驻车纸面意思可能会担心驻车后,出现没电的情况怎么办?实际上电子驻车只是靠电触发齿轮机构工作,最终使车长时间驻车的还是机械机构,并且国家法规中也明确要求,驻车要用可靠的机械机构来完成)
3.5齿轮机构。不同厂家EPB的此部分机构的工作原理不一定相同但其作用是一样的。都是力的传递机构,把力由电机齿轮的转动转化成拉线方向上力。其齿轮结构的工作原理如右图电机带动拉线所在的外齿轮机构和内齿轮机构旋转,因为旋转方向相反,带动连接在内外齿轮机构的拉线运动,实现驻车。
3.6ECU和传感器。ECU用来控制EPB对外的信息交流和反馈。传感器用来感应拉力的大小。
4EPB总成的工作原理和其功能的实现原理
4.1EPB总成的工作原理。拉线式EPB工作原理为:通过开关给ECU一个通断信号,EPB的ECU控制电机进行旋转,然后由内部的齿轮机构把此力输出到拉线上,由拉线带动制动器进行驻车。
4.2EPB各功能的实现原理
(1)基本功能。最基本的功能,静态释放和静态驻车功能,通过按钮驻车和解除驻车此工作原理简单,也就是上面的EPB工作原理。
(2)EPB卖点之一的动态功能。当车在行车状态,速度大于12km/h,若按下EPB按钮,ECU指挥马达带动拉线驻车,当车轮要抱死,有滑移的倾向时,ECU通过CAN得到这个信号后,会使拉线力减小,以便不使车轮抱死,如此循环,直至车停下为止。虽然EPB有此功能,但各个EPB厂家,并不推荐客户把EPB当作行车制动器使用,并且还明确要求客户,此功能只能在常规制动器失效或不可使用踏板的紧急情况下才能使用,这是因为在行车中,驻车制动器启动后,那么就把制动力全部加在后轮,对后制动器的损害是很大的。
(3)“熄火控制”模式。发动机熄火后,通过CAN把此信息传递给ECU,ECU指挥EPB驻车
(4)EPB的另一卖点功能:开车释放功能。要实现该功能,则EBP系统需要知道驾驶员是否希望车辆开始行驶。对自动挡车辆来说,EPB可以通过变速器信息及油门信息了解车辆状态。然后ECU指挥EPB释放驻车。而对手动挡车辆来说,原有的配置所能提供的信息无法确认驾驶员的期望。为了实现该功能,需要在车辆上加装档位传感器及离合器传感器。
(5)紧急释放功能。用专门开发的紧急释放工具来实现此功能。工具的工作原理为,用专门开发的EPB工具,先插入紧急工具孔,然后旋转,使齿轮旋转带动涡杆移动,解除驻车。有时为了使解除驻车方便,或者不便于使用刚性的紧急释放工具,也可以使用易曲工具,实现过程为:把紧急释放工具由刚性改成可弯曲的易曲工具,然后根据EPB的布置位置,设计合理的导向管,设计导向管的原则为将来在使用工具时比较方便,不需要拆卸其它零件,或者钻到车下。导向管一端,另一端固定死在电子驻车工具孔上,使用时,取出紧急工具,把工具从导向管端插入,顺着导向管,把工具连接到电子驻车上,然后转动工具摇把,即可释放驻车。在开发易曲工具中需要注意的是:1.工具的易曲长度不能太长否则会因工具弯曲端过长而使传递到电子驻车的力矩解除不了驻车。2.导向管扭曲的幅度不能过于大,否则工具在通过导管时的难度就很大,甚至通不过导管。
5拉线式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下几点:
(1)若EPB布置在车身下,要设计合理的支架,力求把EPB包起来,防止车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。(2)注意保证EPB周围的温度不能过高,要在其工作温度范围内。(3)注意选择合理的缓冲垫来起到防震的效果。(4)EPB位置的选择,要考虑到将来紧急工具使用的方便性。
5.2拉线的布置
拉线的布置需要注意以下几点:
(1)拉线之间的间隙要求,需要满足一定要求。(2)单拉线式。EPB是由一根拉线带动后面两根拉线来实现驻车的,为了实现一根拉线带动二根拉线,所以布置时一定要保证第一根拉线的末端是可移动的,不能在此处做支架给其固定死。
6结论
EPB是近来研究的重要成果之一。它替代了手驻车制动,用电子按钮实现停车制动,且节省了车厢内部的空间。符合现在消费者们希望在车内安装更多的基本配置和功能的这个趋势。因此设计小巧的EPB倍受青睐。目前电子驻车在国外已应用的比较普遍。在不久的将来电子驻车也会频频装配在中国的汽车上。
参考文献:
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[2]董辉.汽车用传感器.北京:理工大学出版社,1998.
[3]陈德宜.新型汽车电子装置结构原理与检修.重庆:重庆大学出版社.
[4]李春明.现在汽车底盘技术.北京理工大学出版社,2008.
竞赛的特点在于努力与课程体系和课程内容改革密切结合,与培养应用型本科人才紧密结合。全国电子设计竞赛要求选手们有扎实的基础知识,较强的实践动手能力,同时还要积极创新。竞赛题目要求既涉及理论设计、实际操作,又着重考核学生综合运用基础知识进行理论计算和实际涉及制作的能力。因此电子设计竞赛对促进教育思想的转变和电子类专业课程体系以及教学改革,特别是对完善与强化实践性教学环节,培养工程能力起到了独特的推动作用。我校近几年在该项赛事成绩非常突出,连续第五年荣获“优秀组织学校”的荣誉。在2013年的大学生电子设计竞赛中我校学生在竞赛中表现出色,获得全国一等奖2项、二等奖3项,北京赛区一等奖5项、二等奖15项、三等奖10项,在参赛的31所北京高校中,我校获奖总数名列第二。取得如此好的成绩,和我们学校重视实践环节,以培养应用型本科人才为目标是分不开的。
2培养应用型本科人才所采取的措施
我校作为一所非“211”高校之所以能取得如此优异的的成绩,和以下几个方面是分不开的。
2.1制定政策,促进竞赛
近年来,我校先后制定了《本科生素质拓展学分实施办法》《本科生学科竞赛管理办法》等政策性文件,对在竞赛活动中取得优秀成绩的学生和指导教师进行表彰和奖励。学生参加竞赛获奖可以获得素质拓展学分,该学分是本科生获得毕业资格的必要条件。同时所得学分可以替代公共选修课程、专业选修课程或集中实践环节部分的学分。教师指导学生获奖后也可以得到表彰和奖励,并且将其作为教师聘任、职称晋升等方面的考核指标。这些政策的实施,充分调动了学生参加各类竞赛活动的积极性,激发了教师指导学生的热情,推动了我校大学生各类竞赛活动的蓬勃发展。因此我们学校在大学生电子设计竞赛中取得优异的成绩是水到渠成的。
2.2积极开放实验室,提高学生实践动手能力
为了提高学生的实践动手能力,学生有更多的时间待在实验室,教务处制定实施了《教学实验室开放管理办法》,该办法的实施为培养学生的实践能力,提高实验室的设备、场地等资源的利用率,规范有序地做好教学实验室开放提供了强有力的支持。学生通过参加实验室开放项目可以获得素质拓展学分,通过学分的激励,促使更多的学生走进实验室。激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台。开放实验室使电子设计竞赛与学生科研训练融为一体,使学生的实践与创新能力得到锻炼的同时,也为参加电子设计竞赛提前做好准备。
2.3积极组织素质拓展活动,造就实践创新沃土
学校制定了《本科生素质拓展学分实施办法》(主要途径:学科竞赛、学术论文、专利或软件著作权、各类认证资格考试、实验室开放项目、科研训练等),并在教学计划中列出每位学生在校期间都要完成4个学分。素质拓展学分是必修学分,学生未能完成,不能毕业。在“办法”中将大学生参加各级各类竞赛列为学生获得素质拓展学分的重要途径。每年学校都要组织学生竞赛,如2013年我们就组织学生参加了80项竞赛,取得了优异的成绩。其中获奖人数。由于学校积极组织课外创新实践活动,营造了大学生创新实践氛围,每届全国大学生电子设计大赛学生都能够积极参加。
2.4修订本科生培养方案,突出实践教学环节
具有工程实践能力、创新设计能力的应用型本科人才的培养模式核心是要培养学生的工程实践能力、创新设计能力和工程素养。要达到这个目标,就必须大力加强实践教学环节,建立与课程体系相配套的实践教学体系。为了增强学生的实践能力,学校不断修改教学大纲,修订本科生培养方案,改进实践教学体系,将课堂教学与实践课程合理搭配,将综合实践课程、实践能力培养和素质拓展相结合,按层次、分阶段实施实践教学改革。目前,在工科专业中,实践教学的比例已占到1/3。我们还建立了以学生为主体,以教师为主导的实践教学理念,确立了以培养能力,提高素质的实践教学观念。
3结语
关键词:csc2000变电所综合自动化应用
1概述
新区110kv变电所座落在资兴市新市区境内,是即将兴建的程江口(装机2×1250kw的并网点),担负着城区生活及主要市办工矿企业负荷供电任务。从诸多因素来看,新区变电所的建设及所起的作用、意义都十分重大,因此,我们按无人值班变电所的要求,作为窗口变电所来建设。在设备无油化、布置清晰化、建筑美观化、场地绿化化等方面都进行了新的尝试,并采用了目前国内较先进的四方公司csc2000变电所综合自动化系统。
2变电所基本情况
主变压器两台总容量40000kva,型号为sfsz7-20000/110有载调压变压器;110kv间隔6个、35kv间隔8个、10kv间隔8个;工程分期实施,近期规模如下:
2.1设有载调压主变压器1台,容量为20000kva,型号为sfsz7-20000/110。三绕组电压等级为110kv/35kv/10kv,其容量比为100/100/110。
2.2主变压器35kv进线间隔一回,连接于主变压器和现有35kv变电所主母线之间,原有35kv出线4回。
2.3110kv间隔4个,其中110kv母线分段兼旁路母联间隔占2个,出线间隔2个,分别对应于联网和程江口电站。
2.4主变压器10kv进线1回连入现有10kv供电母线,10kv出线4回(现有)。
3变电所综合自动化实施的指导思想
通过模拟量,状态量的采集、管理、统计,准确真实地反映现场设备实际运行情况,以比较完善的“四遥”功能,为值班人员创造如临现场的运行条件,并达到各类设计技术规范的要求。
4csc2000变电所综合自动化系统
csc2000变电所综合自动化系统,按分层分布式的设计指导思想,把系统分为变电所层和间隔层,采用模块化结构,间隔层装置一一对应于所内一次设备(如一台主要变压器间隔、一条出间隔),对35kv及以下电压等级,装置分别安置在各开关柜上,且集保护、测量、控制、远动、通信等功能于一体,各装置相互独立,独立完成各自功能,仅仅通过所内通信网互连,以实现各装置相互间的通信以及同变电所层的当地监控装置,远方监控装置及工程师站的通信。
4.1新区变电所csc2000的系统配置
新区变csc2000的系统配置图1。
4.1.1所内通信网用双绞线敷设而成总线形网,考虑变电所二期工程及远期规模,能够很灵活地在网上增加各间隔层装置;
4.1.2当任一部分装置有故障时只影响局部的可靠性;
4.1.3所内二次电缆大大减少,使安装、维护工作量简化并节省投资;
4.2所内通信网
4.2.1ccs2000系统采用总线形网,其主要优点有:
4.2.1.1网内各楼层地位平等,任意两节点之间可以直接通信,可设置多个主站。新区110kv变电所设有当地监控主站1个,远动主站2个(扩频通信和载波通信各一个),工程师站1个。
4.2.1.2组态灵活、扩展性好、网上增加或减少接点非常方便,任一接点的投入或退出都不影响其他接点的正常通信;站增接点可以设在任意地点,原有接点移动集团不经网络初始化文件作任何改变;特别重要的是,对继电保护动作等重要信息设有优先权,在最短的时间内及时响应。
4.2.1.3可靠性高,总线形网不像星形网那样有一个中央控制接点而形成可靠性的瓶颈,也不像环形网那样,每一条信息都通过多个接点的转换,中间任一接点失效应会中断通信同时,总线形网对全网通信中断的两种可能情况也给予了充分考虑:
其一,每个接点都采用耐磨型的脉冲变压器隔离,使网络的总线为无源的电缆,从而大大降低了总线上的故障几率,同时也大大提高了通信网的抗干扰能力。
其二,每一接点网络连接处采用一小型继电器,能在检测到该接点异常时自动脱离网络,从而避免了由于该通信媒介而使全所通信中断的可能。另外,在双绞线敷设时,用pvc管穿管保护,避免了双绞线的侵蚀及小动物的损伤。
4.2.2网络的通信媒介
csc2000系统可用光缆和电缆作为通信媒介,新区110kv变电所采用了对称双绞线电缆,同光纤相比,电缆可任意支接而连成总线,且造价低,施工和维护方便,除110kv装置及公用部分安装在控制室内,35kv装置安装在各自的开关柜上,距离不是很远,完全能满足双绞线在300m范围内正常通信的要求,况且,双绞线在网络中仅仅是无源电缆,较好地解决了抗干扰问题。因此,双绞线用作通信媒介比较适中,从投运至今已近几个月,运行情况基本稳定。
4.2.3媒介占有控制方式
csc2000系统采用csma/cd(载波监听多路访问/冲撞检测)的控制方式,即各接点在发送信息之前先侦听总线是否空闲。如果空闲就发送的“先听后讲”的竞争方式,并采用随着网络的繁忙程度自动调整随机等待时间,使2个及以上等待发信的接点在发现网络空闲时发信,避免引起冲撞,同时,为了提高发现冲撞率,采用了若在某一接点发现网上不仅有自己的信息,还有别的信息时就停止发送。过一个随机时间后再竞争的方式。
csma/cd是网上各接点共同遵守的通信原则,它有效地减少了信息冲撞机会。
4.3装置功能及应用
4.3.1csl-216装置用于35kv及以下电压等级的出线间隔集保护、控制、测量、通信。在实施中,我们在该装置上安装了本出线间隔内断路器,隔离开关小车的位置状态,远方操作闭锁(开头柜上装有远方/就地切换开关)等遥信量6个;一相电流,有功、无功功率,有功、无功电能等遥测量5个;开关及各种保护压板的遥控量等(包括zch和dpjh)7个。
4.3.2csl-164b装置用于110kv线路保护,除具有距离、零序、三相一次重合闸外,还有共用的故障录波插件,并执行和反应保护压板的遥控、遥信及保护定值区切换的遥调命令。
4.3.3csl-231a装置用于110kv主变压器保护,其保护配置与常规保护相同。但它是一个多cpu保护、cpui用于主保护(差动),cpu2~4分别用于高、中、低侧后备保护,且配有专用的故障录波插件,能反映保护压板的投退状态,并执行保护压板的遥控和保护定值区切换的遥调命令。实施中,我们配置了两套cst-231a,一套用于主保护,另一套用于后备保护,这样,既满足了主保护与后备保护完全分开的反措要求,又能互为备用。
4.3.4csi-200a数字式断路器控制装置适用于单路器及其周围隔离开关的控制,具有遥信功能和对遥控对象的可编程控制,以满足断路器和隔离开关的顺序操作。实施中,我们在该装置上安排了15个遥信量,9个遥控量(每个110kv出线间隔)。
4.3.5csi-301a装置:数定式断路器控制装置用于主变压器各侧断路器及其隔离开关的控制,除具备csi-200a装置功能外,还能反应主要分接开关位置并执行主变压器有载调压的遥控命令。实施中,我们在该装置上安排了38个遥信量,19个遥控量。
4.3.6csd12a、csd21a、csd22a装置:数字式综合采集装置,用于各模拟量,开关量的采集,我们分别在装置安排了62个遥侧量,28遥信量。
4.3.7csm100a装置:当地监控网络主站,主要功能为:
a.收集各间隔层装置上送的网络信息;
b.将网络信息转换成与后台机约定协议所要求的格式;
c.与后台机配合完成“四遥”功能;
d.驱动事故音响和预告音响
实施中,在发出事故音响预告音响时,驱动语言报警系统,利用清晰明了的话语,告诉值班员当时发生的事件。
4.3.8csm300a远动网络主站主要功能为:
a.收集间隔层装置上送的网络信息;
b.将网络信息转换成标准远动规约所要求的格式,并传输到远方监控站;
c.接受远方监控站的命令,完成“四遥”功能;
d.驱动事故音响和预告音响。
实施中,我们采用了扩频、载波两个通道,利用cdt规约进行传输。
4.3.9工程师站主要用于保护定值的调整和修改,并对专用录波网送来的事故信息进行图形、波形、数据分析。
4.3.10当地监控站以清晰的画面和准确及时的数据、文字提示,告诉值班员设备的运行情况,同时,值班员通过键盘或鼠标完成各项操作,是整个变电所的枢纽和核心。
软件采用nspro1.2版本
4.3.11yqx-110装置的电压切换箱,用于110、35、10kv母线tv二次电压切换,本期未用。
4.3.12scx-11b装置:三相操作箱。
新区110kv变电所共设置“三遥”量676点,其中遥信387点,遥测160点(其中电能量30点),遥控129点,基本上准确而真实地反映了设备实际运行情况。
5评价
csc2000系统自投运四个多月以来,运行情况良好,各类技术数据基本满足要求。
具体指标为:
5.1模拟量测量精度:≥98.9%。
5.2遥信量正确动作率:≥98%。
5.3遥控正确率:≥99%。
5.4遥测传送延时:<2s。
5.5遥信变化传送时间:<2s。
5.6遥控、遥调命令传送时间:<4s。
5.7画面响应时间:<3s。
6下一步的工作
6.1建立消防报警及自动灭火系统。
6.2完善防误操作功能,csc2000系统的操作软件,利用遥信量和遥测量为判据,在人为地设置闭锁条件下,可对作对象加以控制,从而实现倒闸操作的顺序化。但操作对象仅限于具有遥控功能的操作元件,因而不能解决对所内所有一次设备的防误操作。应利用国内已有成功的运行经验的微机防误装置,有机地与csc2000系统结合起来,从而完善防误操作系统,达到“五防”功能要求。
6.3解决接点抖动问题:大量的遥信量取源于各种类型的开关接点,而这些开关接点基本上长时间处于“通”或“断”的某种状态,而使接触面滋生氧化膜。一旦从一种状态转入另一种状态,则极易出现状态不变的假像而造成严重后果,故应利用220v光耦取代现有24v光耦,以提高氧化的击穿电压,从而正确反映接点的位置状态。
通常情况下,电子商务的用途具有四种类型:信息访问、个人通信、购物服务、虚拟企业。
由于电子商务是一个复杂的系统工程,因此它会用到许多新的技术,但最重要的还是以下几种:电子数据交换(EDI)、条形码、电子邮件、Internet、WorldWideWeb、产品数据交换和电子表格。
中小企业使用电子商务的好处
对于中小企业来讲,电子商务能给它们带来许多新的机遇和挑战,它能够解决中小企业面临的许多困难和问题。Internet的到来可以为中小企业开辟更广泛的市场空间。由于信息的竞争在企业的竞争优势中发挥着越来越重要的作用,有了电子商务,中小企业在信息方面就能够与大企业竞争。总的来讲,电子商务对中小企业带来的影响可以分为以下几个方面:
1.全球市场
中小企业传统市场的竞争力可以得到加强;中小企业有更多的机会将产品销售到全球各个国家和地区。
2.市场供应链
对供应商提供设计和工程服务的要求将增加;厂商将外包更多的非核心业务;客户将需要更多的电子通信以用于下订单、记账等业务,当大的客户有这种要求时,这将对供应链产生大的影响;客户将要求他们的供应商提供更多的存货管理服务,如数据仓库和订单管理;制造商将继续减少供应商的总数量;供应链中各公司之间的联系将更加紧密。
3.内部操作和过程控制
随着更多地使用联网信息技术和系统集成技术,公司内的通信和协作将改进;将更多地使用自动化制造技术,为集成外部数据和内部操作提供更大的机会,如EDI和MRP系统的集成;企业雇员的数量将减少,但每个雇员的工作量将增加;企业的操作和管理成本将减少。
4.客户服务
制造商将试图缩短它们的新产品和服务面世的时间;制造商将试图将价格降到最低;产品质量将受到更大的重视;供应商将会发现有必要更好更快地提供有关订单状态的信息(如产品的生产日期等);商家将会更加重视产品的售后服务;信息和电信服务之间的竞争将加剧;提供给制造商的信息和电信服务的种类将增加;新的电子商务产品和服务将出现;人力资源和工作结构;计算机在企业中的作用将更加重要;小公司在训练员工使用计算机方面,将比大公司更困难些。
5.信息作为商业资产
信息本身将成为重要的可销售商品(如数据库);公司内部数据在决策时将起重要作用;通过联网,制造厂商将具有更多更好的机会来更广泛地访问有用的商业和技术信息。
6.商业前景
中小企业使用网络可以及时地获取最新的商业发展趋势的信息,以指导自己的生产和销售。
确定电子商务技术的可行性
当中小企业决定使用电子商务时,就有必要确定可以满足这些企业需求的各种电子商务计划的技术可行性。一个基本的原则应该是使用那些最能提高企业的业务能力的电子商务技术。下面列出了每种电子商务技术最适合的一些应用领域,可以供中小企业在选择时参考。
1.EDI
将结构化数据集成到其他的应用中(如使用客户订单来安装产品);当交易量大时可以降低成本;可使与许多不同的贸易伙伴(如客户、供应商、厂商等)之间的贸易更加容易。
2.条形码
迅速判定和识别商品;将判定和身份信息集成到其他的应用和数据库中。
3.电子邮件
提供对个人或小组的自由查询和交流;需要将一些简单的共享信息发送给企业的所有成员;通过附加文档(attachment)共享复杂的信息;使远距离的协作更加方便快捷。
4.WorldWideWeb
公布企业的有关信息,以达到宣传企业的目的;从大量的数据源中检索信息;电子商务买/卖商品或服务;(4)多个用户之间的协作或信息共享。
5.产品数据交换
需要将产品的有关数据及时地发送给贸易伙伴;与合作伙伴远距离地共同进行产品设计。
6.电子表格
更好地以一种规范的格式管理有关的数据;在涉及到许多人同时完成不同的任务时可以跟踪整个过程;将人工输入的数据同机器本身就有的数据集成起来;通过集成WWW和内部系统促进电子商务的实施。
应该注意的几个问题
相对于大型企业来说,中小型企业的人力、财力、信息技术实力较弱,因此在实施电子商务的过程中有一些问题需要引起特别的重视,即使是小企业也需要对电子商务进行系统级的查看,这个过程非常重要。
企业在感到有必要时可以从企业系统的任何一个地方开始启动电子商务过程,可以利用企业原有的商业或技术,也可以从头进行系统级的电子商务规划和设计。如有的企业可能会在解决如何处理多余的存货时想到要开始利用电子商务,而另一个企业则可能会选择通过实施电子商务战略来提高客户服务的水平。这是中小企业的一个灵活的优势,而大企业则不同,要想进行电子商务就必须进行系统级的全盘规划。
对于中小企业来讲,系统级的计划也可以在电子商务实现期间的不同阶段开始。公司即便已经实施了部分的电子商务系统,也可以迅速地进行修改。