時間:2022-11-19 12:44:52
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電子生產(chǎn)計劃,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
一、背景
德國在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出了“工業(yè)4.0”的概念,它是繼蒸汽機(jī)的應(yīng)用、規(guī)模化生產(chǎn)和電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后,以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命?!肮I(yè)4.0”的到來給制造業(yè)帶來了重大的發(fā)展機(jī)遇,特別為轉(zhuǎn)型期的船舶制造和航運(yùn)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了重大契機(jī)。
船舶設(shè)計具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多的特點(diǎn),對數(shù)據(jù)的后期處理往往耗費(fèi)大量的人力和物力,在一定程度上阻礙了船企盈利能力的提升。傳統(tǒng)的作業(yè)方式在一定程度上已不能滿足船舶設(shè)計在高效和智能方面的要求,做出改變刻不容緩。
工作圖作業(yè)是生產(chǎn)設(shè)計的重要環(huán)節(jié),是設(shè)計指導(dǎo)制造部門裝配船體結(jié)構(gòu)的唯一指示圖,輸出結(jié)果直接面向現(xiàn)場加工和生產(chǎn)。其作業(yè)過程中涉及數(shù)量龐大的圖紙信息處理,由于智能化作業(yè)程度較低,很多時候還要進(jìn)行紙面作業(yè),效率低下。同時,每條船作業(yè)過程中都會產(chǎn)生大量的紙質(zhì)工作圖,也給圖紙管理增加了壓力。本文研究生產(chǎn)信息的快速錄入機(jī)制,基于TRIBON進(jìn)行二次開發(fā),通過構(gòu)建電子作業(yè)平臺,實(shí)現(xiàn)工作圖的電子化作業(yè)。
二、研究現(xiàn)狀
由于造船圖紙所包含的信息量很大,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的遺漏和誤讀。國內(nèi)很多船廠普遍采用圖紙配合清單的形式來避免錯誤的出現(xiàn),這樣雖然有效地降低了出錯的概率,但是直觀性不夠,相應(yīng)降低了現(xiàn)場加工的效率。
目前在船舶行業(yè)內(nèi),幾乎沒有對于圖紙電子化作業(yè)的研究。據(jù)了解國內(nèi)主要船廠和設(shè)計院的方法基本一致,工作圖初稿在電子平臺制作結(jié)束后,打印成紙面,后期改正都是在紙面上。川崎重工(KHI)曾經(jīng)在這方面進(jìn)行了一定的開發(fā),但是效果并不好。而在其他領(lǐng)域,如建筑、飛機(jī)制造等的數(shù)字化設(shè)計已較為普遍,幾乎可以達(dá)到設(shè)計過程的全部電子化。由此可見,對船舶設(shè)計中的圖紙電子化作業(yè)還處于較為落后的狀態(tài),有待進(jìn)一步深入研究和應(yīng)用。
三、工作圖電子化研究
(一)最優(yōu)化方法
伴隨著科學(xué)技術(shù)的需要、計算機(jī)的高速發(fā)展和優(yōu)化計算方法的進(jìn)步,最優(yōu)化的應(yīng)用范圍越來越廣。設(shè)計、操作、工業(yè)過程、生產(chǎn)裝置分析乃至生產(chǎn)計劃之類的有關(guān)問題,幾乎最后都?xì)w結(jié)為確定某個目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。
最優(yōu)化算法是研究最優(yōu)解的特征和算法的一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,最優(yōu)化問題的一般形式是:
(1)
其中,稱S為可行域,,稱f(x)為目標(biāo)函數(shù)。
如果可行域是整n維歐式空間,那么問題稱為無約束最優(yōu)化問題:(2)
(二)二次開發(fā)
Tribon模型數(shù)據(jù)抽取技術(shù)(Data Extraction)是Tribon二次開發(fā)的基礎(chǔ),通過數(shù)據(jù)抽取能夠取得一個或多個Tribon對象的信息。Tribon目前所支持的數(shù)據(jù)抽取方式大致有四種:交互式工具SX700、幾何宏語言、部件模型對象和VITESSE。
VITESSE程序采用Python語言編寫,其具有語法表達(dá)簡單,易讀易懂的特點(diǎn),同時其還具有面向?qū)ο缶幊痰奶匦裕帉懶瘦^高。TRIBON系統(tǒng)為Python編程提供了專門的接口,可對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)提取操作。另外,TRIBON系統(tǒng)中植入了VITESSE工具(如圖1),用戶可以方便的在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行可視化操作。本文中我們使用VITESSE進(jìn)行相關(guān)開發(fā)。
圖1 VITESSE可視化工具
(三)作業(yè)規(guī)則
生產(chǎn)設(shè)計作業(yè)所涉及的信息量較大,對信息進(jìn)行處理的工作量也比較繁重。相較于其他船廠,NACKS對設(shè)計輸出的要求更高,包含的設(shè)計數(shù)據(jù)更加詳細(xì)和多元。
工作圖作業(yè)所涉及的約束條件多且雜,作業(yè)者要使每一個圖面都滿足上述要求,實(shí)質(zhì)上是在花費(fèi)大量時間完成技術(shù)含量低的重復(fù)勞動。
四、工作圖電子化開發(fā)
經(jīng)過對工作圖電子化作業(yè)進(jìn)行研究,并結(jié)合船體生產(chǎn)設(shè)計的實(shí)際作業(yè)規(guī)則,我們建立了一套相對完善的工作圖電子化作業(yè)流程,如圖2所示。
為了使電子化作業(yè)方式與原有流程對接,需要開發(fā)大量的程序來進(jìn)行設(shè)計支持。程序?qū)﹄娮幼鳂I(yè)的支持主要體現(xiàn)在電子圖圖面數(shù)據(jù)的快速整理與添加及電子圖紙的批量打印與格式轉(zhuǎn)換。
在工作圖的電子化作業(yè)中,需要對點(diǎn)、線、面進(jìn)行坐標(biāo)、角度等較為復(fù)雜的計算,且用到的頻率頗高。對此,我們考慮建立公共函數(shù),將多種類型的科學(xué)計算集成到一個模塊,方便使用和維護(hù)。
慮到在程序運(yùn)行過程中需要獲取模型信息,必然會大量的用到數(shù)據(jù)抽取,我們建立了數(shù)據(jù)抽取公共函數(shù)。將原本針對多種數(shù)據(jù)類型的離散抽取方法進(jìn)行了集成,且僅通過一句命令即可獲取各種類型不同的數(shù)據(jù)結(jié)果,大幅提高了程序編寫的效率并縮減了代碼量。
在相關(guān)程序的支持下,工作圖作業(yè)中的人工作業(yè)相應(yīng)減少,大大提高了電子圖的作成和改正效率。圖3中對比了應(yīng)用程序進(jìn)行小組立圖作業(yè)的前后對比。
圖3 小組立圖作業(yè)前后對比
在出圖環(huán)節(jié),我們開發(fā)了圖紙的批量打印和批量轉(zhuǎn)換程序,不僅實(shí)現(xiàn)圖紙對現(xiàn)場的快速配布,還和電子圖庫進(jìn)行對接,生成的電子圖紙可直接上傳E圖庫。
五、工作圖電子化應(yīng)用
通過推進(jìn)工作圖的作業(yè)電子化,建構(gòu)了電子作業(yè)平臺,使得生產(chǎn)信息可以快速錄入,迅速應(yīng)付現(xiàn)場的對應(yīng)。經(jīng)過一年的研究和開發(fā),相關(guān)流程已經(jīng)在船體生產(chǎn)設(shè)計的實(shí)船作業(yè)中應(yīng)用,并且有較好的反饋結(jié)果,成果顯著:
工作圖電子化使得改正作業(yè)效率大幅提升,改正量越大,節(jié)省工時越明顯,以NE166船實(shí)施情況和NE089比較(見圖4)工作圖占比下降6.1%。而在流用船作業(yè)時,基本都是改正作業(yè),對流用船作業(yè)影響較大,可以判斷對生產(chǎn)設(shè)計部門的設(shè)計效率提升發(fā)揮重要作用。
表5 NE089和NE166工作圖數(shù)據(jù)
圖4 NE089和NE166工作圖工時對比
工作圖設(shè)計過程中,引入了圖面信息的智能化處理方法,減少了設(shè)計者思考與判斷的過程,降低該作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)計難度。讓設(shè)計者有更多的時間與精力關(guān)注結(jié)果,并且在設(shè)計基準(zhǔn)范圍內(nèi)的給定一個相對統(tǒng)一的作圖方案,讓設(shè)計出圖更專業(yè)化,標(biāo)準(zhǔn)化。另外,錄入計算機(jī)的信息較手寫字體、符號、線條等信息清晰,可讀,專業(yè),得到制造部門的充分認(rèn)可,電子查閱便捷,設(shè)計對應(yīng)效率大幅提升,在一定程度上提高了數(shù)字化應(yīng)用程度。
1.1.1先進(jìn)控制的特點(diǎn)在化工的生產(chǎn)當(dāng)中,往往生產(chǎn)過程較為復(fù)雜多樣,這樣就很難的建立起數(shù)學(xué)模型。一旦沒有完善的數(shù)學(xué)模型,就會導(dǎo)致預(yù)測和推斷的失誤。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比,先進(jìn)的控制技術(shù)能夠更加的抓準(zhǔn)將要預(yù)測和推斷的難點(diǎn)。
1.1.2先進(jìn)控制的應(yīng)用
先進(jìn)控制的應(yīng)用在當(dāng)今的自動化技術(shù)當(dāng)中得到過廣泛的應(yīng)用,與傳統(tǒng)的技術(shù)水平相比,現(xiàn)如今的技術(shù)手段不僅僅應(yīng)用到了信息化技術(shù)手段,還應(yīng)用到了很多數(shù)學(xué)模型之類的知識。因?yàn)橹挥薪⒘送晟频臄?shù)學(xué)模型,才能夠?qū)Σ杉降淖兞窟M(jìn)行精確的統(tǒng)計和計算。再加上信息化的先進(jìn)技術(shù),這些是保障先進(jìn)控制應(yīng)用的有效技術(shù)手段之一。
1.2現(xiàn)場總線
1.2.1現(xiàn)場總線的特點(diǎn)
現(xiàn)場總線具有將所有的線路連接起來的功能,現(xiàn)場總線將所有的自動化系統(tǒng)和只能現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行了連接,使得這些智能化設(shè)備能夠聽從統(tǒng)一的號令,這種管理方式既能夠節(jié)省大量的人力和物力,還能夠在很大程度上使得系統(tǒng)的管理變得更具有自動化和智能化。線路總線基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù),使得系統(tǒng)的單回路調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場變送器、現(xiàn)場執(zhí)行器、可編程序控制器等設(shè)備能夠與總線進(jìn)行連接,進(jìn)而對化工生產(chǎn)當(dāng)中的一些設(shè)備進(jìn)行更好的控制和調(diào)整。
1.2.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
現(xiàn)場總線系統(tǒng)能夠在化工生產(chǎn)和電氣自動化的生產(chǎn)當(dāng)中保證成本的最低化和投資以及安裝費(fèi)用的最低化,這些費(fèi)用對于任何一個商家來說都是應(yīng)當(dāng)精打細(xì)算的,只有注重每一個細(xì)節(jié),才能夠使得企業(yè)不斷的變得強(qiáng)大起來?,F(xiàn)場總線的控制還能夠減少工人的工作量,在保證質(zhì)量的情況下增加了工作的效率。
2化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢已經(jīng)越來越趨向于國際化,因?yàn)槲覈壳暗碾姎饣l(fā)展已經(jīng)采用了很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和技巧,現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)的技術(shù)是完全分不開的,其中以電子信息技術(shù)為最主要的技術(shù)手段?,F(xiàn)如今在這個二十一世紀(jì)當(dāng)中,更多的事業(yè)都趨向于信息化和國際化。自從研發(fā)出了電氣自動化技術(shù)在化工廠當(dāng)中的應(yīng)用,對于提高信息系統(tǒng)的處理能力就有著很高的要求,然而信息系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用又完全離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過電氣自動化的運(yùn)行和應(yīng)用可以加快我國現(xiàn)有工業(yè)的發(fā)展,從節(jié)約資源入手,盡最大的可能去降低生產(chǎn)的成本和費(fèi)用,保證少成本就可以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。能夠合理并且高效的應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)是縮短我國與其他國家之間差距的一個保障之一,只有促進(jìn)全國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展才能夠讓更多的百姓擁有現(xiàn)代化的生活。
“2015年,唐山開元希望能夠深化與包括家電企業(yè)在內(nèi)的制造行業(yè)合作,助力中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級?!碧粕介_元副總經(jīng)理高貴明的話道出公司下一個30年的發(fā)展方向。
從焊接自動化說起
1984年是唐山開元躋身焊接領(lǐng)域的開端。這一年,唐山開元的前身唐山市電子設(shè)備廠是一家被列入“關(guān)停并轉(zhuǎn)”名單的國有企業(yè);也正是這一年的10月,這家工廠研發(fā)出替代手工焊的專業(yè)設(shè)備——可控硅CO2氣體保護(hù)焊機(jī),并啟動了公司的全面改革。1994年,唐山市電子設(shè)備廠與日本松下公司合資成立了中國電焊機(jī)行業(yè)第一家中外合資企業(yè)——唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司。1995年,唐山市電子設(shè)備廠正式改制為開元集團(tuán)。
“隨著實(shí)力不斷增強(qiáng),到1997年,唐山開元已經(jīng)能夠?yàn)榧译婎I(lǐng)域提供半自動焊接線?!备哔F明回憶說,“十年后的2007年,我們攻下了自動焊接線?!?/p>
據(jù)《電器》記者了解,截至2015年1月,開元集團(tuán)已經(jīng)成長為以唐山開元電器為核心的企業(yè),旗下?lián)碛刑粕介_元自動焊接裝備有限公司、唐山開元機(jī)器人系統(tǒng)有限公司、唐山開元焊接自動化技術(shù)研究所、唐山開元機(jī)械制造有限公司、唐山開元特種焊接設(shè)備有限公司、唐山開元阻焊設(shè)備有限公司、株洲開元自動焊接裝備有限公司、唐山開元松下焊接機(jī)銷售有限公司8家子公司,專注焊接的企業(yè)集團(tuán)。在企業(yè)展廳內(nèi),開元集團(tuán)宣示著自己的奮斗目標(biāo)——永遠(yuǎn)執(zhí)著于焊接事業(yè),做優(yōu)秀的國際化焊接產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。
“目前,開元集團(tuán)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及弧焊專機(jī)及生產(chǎn)線、切割專機(jī)及生產(chǎn)線、機(jī)器人系統(tǒng),應(yīng)用領(lǐng)域包括船舶制造、海洋工程、能源工程、汽車制造、煤炭機(jī)械、鐵路車輛以及家電制造等?!备哔F明告訴《電器》記者,“唐山開元可以根據(jù)客戶的需求,為其提供生產(chǎn)線自動化設(shè)計方案及相關(guān)設(shè)備和成套生產(chǎn)線?!?/p>
關(guān)注家電產(chǎn)業(yè)自動化
“家電企業(yè)對自動焊接技術(shù)的需求可以追溯到1999年,唐山開元最早的合作對象是海爾。”在高貴明看來,中國家電制造業(yè)無論在過去還是未來,都是唐山開元密切關(guān)注和積極拓展的重要應(yīng)用領(lǐng)域。
“隨著人力成本不斷高企,中國制造業(yè)正在逐漸喪失人口紅利,家電行業(yè)也難逃這個規(guī)律。近年來,家電行業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快,自動化無疑是擺在企業(yè)面前的重要課題之一?!备哔F明坦言,“通過與家電企業(yè)多年來的接觸,我們發(fā)現(xiàn),最初家電企業(yè)對自動化的需求是省人、少人,目前這一需求正在逐漸向柔性化、智能化發(fā)展。在小批量多批次的生產(chǎn)節(jié)奏下,他們希望工件規(guī)格可以快速調(diào)整,盡量減少無故停產(chǎn)的時間。”
據(jù)了解,目前家電行業(yè)對于自動焊接技術(shù)有較高要求的領(lǐng)域主要包括熱水器、洗衣機(jī)、吸油煙機(jī)以及壓縮機(jī)?!敖鼛啄?,家電行業(yè)的自動化水平有了較大提升,企業(yè)經(jīng)營者對于生產(chǎn)自動化的關(guān)注度持續(xù)提升,新建工廠的自動化水平得到普遍提升。”高貴明認(rèn)為,家電制造環(huán)節(jié)仍有很多地方需要改進(jìn),也可以改進(jìn),還有很多課題可以做?!拔覀兿M軌蚺c更多的家電企業(yè)交流,與他們一起解決焊接自動化乃至生產(chǎn)自動化領(lǐng)域的難題。自動化能夠給家電企業(yè)帶來的益處,不僅是節(jié)約人力成本,還有提升質(zhì)量一致性、降低開箱不良率,甚至可以增強(qiáng)企業(yè)面對消費(fèi)者時的自信心。”他說。
“自動化為企業(yè)創(chuàng)造的利潤,或者說為企業(yè)節(jié)省的成本是非常直觀的?!备哔F明表示,由于制造業(yè)需求增大,唐山開元目前處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)?!峨娖鳌酚浾咴谔粕介_元的車間內(nèi)看到不少正在調(diào)試的生產(chǎn)線,車間內(nèi)鮮有閑置空間?!拔覀冊O(shè)計的生產(chǎn)線,會首先在這里進(jìn)行安裝調(diào)試,然后才會交給客戶?!敝旖疸~坦言,需求的激增,讓唐山開元的車間場地和技術(shù)人員都非常緊張,幾乎是完成一個項目就進(jìn)入下一個項目。
專注焊接自動化
[中圖分類號]F127 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1004-6623(2011)06-0073-04
[作者簡介]汪淼(1981―),湖南益陽人,深圳市福田區(qū)審計局,會計師,研究方向:工商管理;周其明(1974―),江西泰和人,福田區(qū)政府投資項目審計中心主任,博士,高級工程師,研究方向:工程管理。
深圳經(jīng)過30多年的改革開放,逐步形成了以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、金融產(chǎn)業(yè)、物流產(chǎn)業(yè)以及文化產(chǎn)業(yè)四大支柱產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)體系。電子信息產(chǎn)業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要成分,2010年的產(chǎn)值占深圳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的88%。推動電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級對帶動深圳市整個經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的升級有著極其顯著的意義。
一、深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
(一)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度持續(xù)增長
深圳作為我國電子信息產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)地區(qū)之一,產(chǎn)業(yè)實(shí)力較為雄厚。2008年深圳市規(guī)模以上電子信息制造業(yè)增加值達(dá)1607.14億元,比上年同期增長18.4個百分點(diǎn),占深圳市工業(yè)增加值的45.6%;2009年,雖然其增長率較2008年低5.8個百分點(diǎn),但仍然保持了12.6%的增長率;到2010年深圳市規(guī)模以上電子信息制造業(yè)增加值達(dá)2151.75億元,從2008年到2010年其增加值占深圳市工業(yè)增加值的比重逐年上升。
(二)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化
1. 軟件產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)發(fā)展迅速。進(jìn)入新世紀(jì)后,深圳市軟件產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)發(fā)展提速,產(chǎn)業(yè)增加值逐年增加,在國民經(jīng)濟(jì)中所占比重逐漸攀升。據(jù)統(tǒng)計,2010年深圳軟件產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)達(dá)到2862家,軟件產(chǎn)品12316件。從2003年起,深圳市軟件總產(chǎn)值一直保持高速增長,到2010年總產(chǎn)值突破3000億元大關(guān),年增長率達(dá)到42%,占電子信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的30%以上。深圳市信息服務(wù)業(yè)服務(wù)范圍廣,涉及內(nèi)容多,2008年信息服務(wù)業(yè)主營業(yè)收入達(dá)563.66億元。除軟件產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)之外,深圳市IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)長。
2. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向高端化發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化,不僅體現(xiàn)在內(nèi)部行業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,還主要體現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)化、高端化、高附加值化。深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)自1979年發(fā)展至今,隨世界市場需求的不同,各個時期主要的電子信息產(chǎn)品也不相同。進(jìn)入21世紀(jì),投資類電子產(chǎn)品和電子元件的需求逐年攀升,逐漸占據(jù)市場主導(dǎo)地位。而消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求相對緩慢,但消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品的需求保持了高速增長。
3. 產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力提升。近年來,深圳科技活動經(jīng)費(fèi)投入逐年增加,2008年,規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)投入275.1億元科技活動經(jīng)費(fèi),204.9億元用于企業(yè)的研究與試驗(yàn),其中電子信息產(chǎn)品制造業(yè)投入178.82億元研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi),占總投入的65%。在科研經(jīng)費(fèi)增加的同時,電子信息專利申請量也逐年攀升,2009年中興通訊國際公開專利達(dá)502件,其增長幅度居全球企業(yè)第一;中興通訊的手機(jī)專利在國內(nèi)通信領(lǐng)域排名第一;華為國際公開專利申請量則排名全球第二。
4. 產(chǎn)業(yè)園區(qū)化建設(shè)程度較高。深圳市擁有國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重要基地――深圳市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū),區(qū)內(nèi)有國家集成電路設(shè)計深圳產(chǎn)業(yè)化基地、深圳軟件園等等專業(yè)化生產(chǎn)基地。深圳市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶共有14個工業(yè)園區(qū),到2015年,園區(qū)內(nèi)將完善各項基礎(chǔ)設(shè)施和配套設(shè)施;同時園區(qū)內(nèi)除了包括主要的工業(yè)園區(qū)之外,還包括有留仙洞、大學(xué)城、深圳灣等人才、技術(shù)、知識密集的園區(qū),產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能在園區(qū)內(nèi)很好的實(shí)現(xiàn)。電子信息產(chǎn)業(yè)以園區(qū)式集聚發(fā)展能有效推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級,推動產(chǎn)業(yè)向價值鏈的高端發(fā)展。
二、深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題
(一)電子信息產(chǎn)業(yè)鏈有待升級優(yōu)化
產(chǎn)業(yè)鏈既反映一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展特征,同時也對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要作用,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)鏈仍然存在著比較多的問題。
1. 電子信息產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)發(fā)展不協(xié)調(diào)。第一,電子信息產(chǎn)業(yè)企業(yè)個數(shù)龐大,但以中小企業(yè)居多,同質(zhì)性高,易造成過度競爭。截至2011年3月,深圳市電子信息企業(yè)中,僅2家產(chǎn)值超1000億元,產(chǎn)值超10億元的企業(yè)總計77家,與歐美等國相比缺少規(guī)模大、實(shí)力強(qiáng)的大型、超大型企業(yè)。此外,大多數(shù)中小企業(yè)仍以來料加工為主,從事簡單的組裝加工,產(chǎn)品附加值低,缺乏技術(shù)含量。第二,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依賴于幾個大企業(yè)。2009年華為技術(shù)有限公司的主營業(yè)務(wù)收入高達(dá)1492.5億元,占深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的19.79%,高居全國電子信息百強(qiáng)企業(yè)榜首。
2. 產(chǎn)業(yè)價值鏈處于電子信息產(chǎn)業(yè)全球價值鏈的低端。深圳市是我國重要的電子信息產(chǎn)品加工制造基地,數(shù)據(jù)顯示深圳進(jìn)出口的貿(mào)易方式以加工貿(mào)易方式為主,2010年占進(jìn)出口總額的63.55%,達(dá)1449.9億美元;進(jìn)口的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,以電子信息產(chǎn)品的零部件為主,進(jìn)口的主要具體品種為電子信息產(chǎn)品的元器件、零部件及加工器具,此類產(chǎn)品主要服務(wù)于整機(jī)的加工與組裝,處于全球價值鏈的低端環(huán)節(jié),產(chǎn)品的附加值低、同質(zhì)性高,缺少國際知名品牌和高附加值產(chǎn)品。此外,屬于電子信息產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)業(yè)的軟件產(chǎn)業(yè)與具備高附加值的信息服務(wù)業(yè),二者盡管發(fā)展迅速,但與電子信息制造業(yè)相比,它們在深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所占的比重仍然很小,產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)展不平衡。
(二)產(chǎn)業(yè)的對外依存度較大
深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)對外依存度主要體現(xiàn)在外商投資在進(jìn)出口中的比例、技術(shù)、國際市場等。第一,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)出口總額中,外企進(jìn)出口額占絕對主導(dǎo)地位。深圳口岸2010年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,電子信息產(chǎn)品進(jìn)出口總額達(dá)2281.5億美元,其中外資企業(yè)進(jìn)出口額為1669.8億美元,占總額的73.2%,處于絕對主導(dǎo)地位。第二,深圳市電子信息產(chǎn)品對國際市場的依存度較大。華為作為深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)中最大的本土龍頭企業(yè),其2010年的銷售收入達(dá)1852億元,其中約65%的銷售收入來自于海外市場。第三,電子信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)和重要部件仍依賴國外進(jìn)口。自主研發(fā)能力不足,具備自主創(chuàng)新能力的企業(yè)集中于少數(shù)幾個企業(yè),其研發(fā)能力相對國際超大型跨國公司仍然較弱,且缺少擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)專利,關(guān)鍵設(shè)備、零部件與核心技術(shù)仍主要依賴于進(jìn)口。
(三)電子信息產(chǎn)業(yè)高級人才缺乏
隨著深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的逐步升級發(fā)展,產(chǎn)業(yè)對高技術(shù)人員、技術(shù)研發(fā)人員、高水平技工人才和高素質(zhì)人才的需求逐漸增加。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,深圳市對電子、半導(dǎo)體、集成電路的高技術(shù)人才需求旺盛,其次為互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)以及計算機(jī)軟件人才。深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的人才結(jié)構(gòu)大體呈現(xiàn)兩頭小、中間大的特征,高端人才缺乏,中端人才數(shù)量龐大,行業(yè)高端人才需求缺口較大。
三、促進(jìn)深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)
優(yōu)化升級的建議
(一)整合產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級
1. 整合同類型中小型企業(yè)。推動同質(zhì)性零散中小型企業(yè)的整合,集中優(yōu)勢力量,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)在某幾個環(huán)節(jié)上取得突破性發(fā)展。深圳市電子信息制造業(yè)的企業(yè)數(shù)量多,且大部分企業(yè)屬于加工貿(mào)易型,多數(shù)處于產(chǎn)業(yè)價值鏈的最低端,產(chǎn)品附加值低。一個環(huán)節(jié)由如此多的企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn),一定程度上使得分工過細(xì)、競爭過度、產(chǎn)能分散。通過培育重點(diǎn)企業(yè),合并同類型的零散中小企業(yè),建立企業(yè)集團(tuán),有利于集中產(chǎn)能,整合各類資源,減少資源的浪費(fèi),降低市場的無序競爭。企業(yè)可以根據(jù)自身整合后的實(shí)力,集中優(yōu)勢力量,專注于部分生產(chǎn)環(huán)節(jié),重點(diǎn)突破,在全球價值鏈中占據(jù)一席之地。
2. 加快低端生產(chǎn)環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移。首先,向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移附加值低的生產(chǎn)環(huán)節(jié),為深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級騰出空間。向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移低端加工貿(mào)易產(chǎn)業(yè),是近年來國家區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求和趨勢,轉(zhuǎn)移深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)中附加值低的生產(chǎn)環(huán)節(jié)符合了這一要求和趨勢。日本作為世界電子信息產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)基地,受2011年大地震的影響,東北部零部件主要生產(chǎn)基地受到重創(chuàng),許多企業(yè)面臨生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移。深圳市作為我國主要的電子信息產(chǎn)品制造基地,應(yīng)當(dāng)把握住這次機(jī)會,為承接電子信息產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件,這在某種意義上對加快轉(zhuǎn)移低附加值生產(chǎn)環(huán)節(jié),為轉(zhuǎn)型升級騰出空間有著現(xiàn)實(shí)要求。
其次,加快大型企業(yè)的去初級化。所謂去初級化就是將企業(yè)中的低端制造環(huán)節(jié)遷出,引入更為高端的研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié)。深圳市大型企業(yè)中像TCL、康佳等知名企業(yè),約有半數(shù)的生產(chǎn)性人員,且企業(yè)涵蓋了生產(chǎn)、制造、營銷等所有環(huán)節(jié),這就必然使得企業(yè)無法有效的提升其自主研發(fā)能力。應(yīng)加快將生產(chǎn)、制造等低端環(huán)節(jié)遷出,將經(jīng)營重心轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品的研究與開發(fā)、品牌經(jīng)營、營銷服務(wù)等環(huán)節(jié),促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)鏈條的升級。
3. 加快發(fā)展生產(chǎn)業(yè),推動電子信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的融合與良性互動。深圳市要加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),健全配套服務(wù)體系,加快構(gòu)建現(xiàn)代物流體系、信息服務(wù)業(yè)體系以及生產(chǎn)要素服務(wù)體系;同時應(yīng)加強(qiáng)本地服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與港、澳、臺以及內(nèi)地之間的聯(lián)系,瞄準(zhǔn)國際市場,使本地服務(wù)體系與國際服務(wù)網(wǎng)絡(luò)接軌,從而與港、澳、臺、內(nèi)地以及國際市場之間形成一個龐大的銷售、流通、服務(wù)網(wǎng)絡(luò),為深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)升級營造了一個良好的環(huán)境。
(二)加快高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè),以園區(qū)帶動電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級
1. 完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),創(chuàng)建便捷的服務(wù)體系。深圳市高新區(qū)內(nèi)已建成較為完備的道路、供電、供水、供氣體系,但其整體水平不高。園區(qū)內(nèi)商業(yè)、娛樂等第三產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá),商場、醫(yī)院、活動廣場缺少,生活性配套設(shè)施滯后;此外,區(qū)內(nèi)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)特別是生產(chǎn)業(yè)發(fā)展落后。這些問題使得園區(qū)的投資環(huán)境不佳,在一定程度上制約園區(qū)的健康快速發(fā)展。政府應(yīng)加大對高新區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,完善區(qū)內(nèi)交通、水電、燃?xì)獾裙┙o系統(tǒng),新建醫(yī)院、市場、活動中心、住房等民生設(shè)施,幫助區(qū)內(nèi)職工解決生活上的后顧之憂。大力發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè),建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的物流服務(wù)體系、倉庫存儲體系、行業(yè)市場分析平臺、技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺等等有利于提升園區(qū)綜合實(shí)力的服務(wù)體系。此外,依托園區(qū)內(nèi)已建立的虛擬大學(xué)城以及深圳灣、留仙洞、大學(xué)城等園區(qū),設(shè)立科技教育、人才培訓(xùn)等機(jī)構(gòu),建立電子信息產(chǎn)業(yè)孵化園,加大對電子信息產(chǎn)業(yè)高技術(shù)人才的培訓(xùn),以及核心技術(shù)的研發(fā),在園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合。
2. 提高企業(yè)入園準(zhǔn)則,增強(qiáng)園區(qū)創(chuàng)新能力。深圳市高新區(qū)中,電子信息產(chǎn)業(yè)的低端環(huán)節(jié)比重大,創(chuàng)新基礎(chǔ)能力不強(qiáng),嚴(yán)重影響園區(qū)質(zhì)量。借鑒臺灣新竹科技園的成功經(jīng)驗(yàn),深圳市高新區(qū)在引入電子信息產(chǎn)業(yè)企業(yè)時,應(yīng)選擇技術(shù)水平高、附加值高,市場潛力大,環(huán)境污染小,產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性大,且具備一定的投資強(qiáng)度的企業(yè);同時,積極將園區(qū)內(nèi)的低附加值企業(yè)向外遷移,改變區(qū)內(nèi)低端環(huán)節(jié)比重大的現(xiàn)狀。此外,引導(dǎo)企業(yè)增加研發(fā)費(fèi)用的投入,同時政府也加大對研發(fā)領(lǐng)域的投資,提高研發(fā)投入的使用效率。還可引導(dǎo)國內(nèi)知名企業(yè)與園區(qū)內(nèi)中小企業(yè)加強(qiáng)交流與合作,促進(jìn)區(qū)內(nèi)大中小企業(yè)之間信息資源的交流、產(chǎn)品和技術(shù)的聯(lián)動創(chuàng)新,營造良好的創(chuàng)新氛圍,提高園區(qū)內(nèi)中小企業(yè)的創(chuàng)新能力。
(三)加快發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
深圳市軟件產(chǎn)業(yè)和信息服務(wù)業(yè)已經(jīng)得到了很大程度的發(fā)展,但相對于電子產(chǎn)品制造業(yè)仍然有較大的差距。所以,深圳市應(yīng)擴(kuò)大對軟件產(chǎn)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)的投入,壯大二者的規(guī)模和實(shí)力,縮小二者與制造業(yè)之間的差距。此外,在電子信息制造業(yè)中,深圳市應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)和優(yōu)勢,重點(diǎn)發(fā)展半導(dǎo)體、集成電路、數(shù)字視聽、通信、新型平板顯示器、第三代移動通信、計算機(jī)及外設(shè)等產(chǎn)業(yè),提高電子信息制造業(yè)的附加值和技術(shù)含量,擴(kuò)大電子信息制造業(yè)在高附加值環(huán)節(jié)的規(guī)模。
(四)加強(qiáng)電子信息產(chǎn)業(yè)人才資源的培養(yǎng)
推動深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的升級首要的就是培養(yǎng)、吸引及留住電子信息產(chǎn)業(yè)高端人才。首先,加大對本土信息人才培養(yǎng)的資金投入,依托區(qū)內(nèi)高等院校及科研單位,培養(yǎng)高技術(shù)信息人才。其次,優(yōu)化國內(nèi)科研環(huán)境,制定有關(guān)人才引進(jìn)的優(yōu)惠政策。此外,開展與世界發(fā)達(dá)科技園區(qū)的人才合作計劃,利用國際資源培養(yǎng)國內(nèi)所需的高層次人才。企業(yè)層面:加大企業(yè)人力資本的投入,注重企業(yè)員工的培訓(xùn)與發(fā)展,提高企業(yè)R&D人員的比重;第二,注重企業(yè)員工的多樣化、國際化,充分利用國際人才市場;第三,重視對高技術(shù)人才的吸引與保留,建立基于公司整體利潤貢獻(xiàn)率的員工績效獎勵機(jī)制,為員工創(chuàng)造一個自由、輕松的工作環(huán)境。
(五)充分利用國際國內(nèi)兩個市場,在保有國際市場份額的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大內(nèi)需
深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)整體對外依存度較大,在國際市場上所占份額較大,但國內(nèi)市場沒有得到充分開發(fā)。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,對電子信息產(chǎn)品的需求也逐漸增大,電子信息產(chǎn)品的潛在市場也在逐步擴(kuò)大,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)把握這一優(yōu)勢,壯大自身的發(fā)展,減小世界市場變動所帶來的不利影響。因此,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)在擴(kuò)大國際市場份額的同時,應(yīng)該重視國內(nèi)市場的開發(fā)。
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On Optimal Upgrading of Shenzhen’s IT industries
Wang Miao Zhou Qiming
隨著電力行業(yè)的發(fā)展,各電力企業(yè)不斷地開展電力生產(chǎn)項目規(guī)劃與生產(chǎn)建設(shè)。電力企業(yè)將眼光投放在清潔能源項目上,重點(diǎn)技改現(xiàn)有的生產(chǎn)項目。電力生產(chǎn)項目規(guī)劃建設(shè)需要投入大量的資金,而且資金回籠的周期較長,對此加強(qiáng)投資計劃管理的研究,有著現(xiàn)實(shí)的意義?;陔娏ιa(chǎn)項目,建設(shè)投資計劃管理體系,以加強(qiáng)對項目生產(chǎn)成本的管控,提升項目效益。
1問題提出的依據(jù)
生產(chǎn)管理項目的構(gòu)成,主要包括項目規(guī)劃、立項、實(shí)施、驗(yàn)收四部分。項目管理的主要階段是項目規(guī)劃與立項。項目規(guī)劃是為生產(chǎn)項目的整體發(fā)展與走向,提供基本方向,并且明確生產(chǎn)項目具體落實(shí)的各項內(nèi)容。可以說項目規(guī)劃是前提基礎(chǔ),直接影響著后期生產(chǎn)管理項目的整體運(yùn)營。就電力生產(chǎn)項目規(guī)劃的實(shí)際情況來看,電力生產(chǎn)項目規(guī)劃階段,還存在著諸多歷史問題,包括技改研究深度問題與立項申報相關(guān)問題等,基于此提出電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理綜合分析。
2電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系基本思路
2.1體系研究思路
電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系構(gòu)建:①需要基于生產(chǎn)項目,做好項目分析工作,搭建主體框架,明確體系主要構(gòu)成部門,比如主網(wǎng)技改以及配網(wǎng)技改等。②按照項目命名規(guī)范原則以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),做好具體內(nèi)容規(guī)劃工作。同時需要明確預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)分類原則。③按照分類原則與消息面工作內(nèi)容,編制預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)。若為大修項目,則需要做好項目可行性分析工作,同時需要制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),并且優(yōu)選研究思路。
2.2體系研究方法
電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理綜合分析,可以采取工程造價法與統(tǒng)計Fenix等方法,具體內(nèi)容如下:①工程造價法。確定電力生產(chǎn)項目基價時,要基于電網(wǎng)改造以及檢修工程的相關(guān)規(guī)定,來作為預(yù)算定額研究的理論支撐,同時還需要結(jié)合本區(qū)域的綜合調(diào)整系統(tǒng),來明確取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。②蒙特卡洛模擬法。此方法主要應(yīng)用于日常修理項目,此方法和工程造價法較為相似,不過在造價方面,存在著差異。蒙特卡洛模擬法分析樣本,進(jìn)行項目預(yù)算確定,主要是通過模擬與置信區(qū)間實(shí)現(xiàn)。③統(tǒng)計Fenix法。此方法主要是研究項目物資價差對生產(chǎn)項目預(yù)算的影響,通過分析近年來電網(wǎng)企業(yè)人力物資等價格變化幅度,做擬合分析。并利用基價調(diào)整系數(shù)以及綜合價等,來分析編制年差價,進(jìn)而明確影響情況。④層次分析法。此方法主要是用來選擇項目,通過總結(jié)分析安全生產(chǎn)以及技術(shù)發(fā)展等各類因素的影響,進(jìn)而明確電力生產(chǎn)項目準(zhǔn)入的必要指標(biāo)因素[1]。
3電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系的構(gòu)建
3.1做好前期規(guī)劃
電力企業(yè)開展生產(chǎn)項目規(guī)劃時,需要做好前期規(guī)劃工作,合理的命名生產(chǎn)項目,規(guī)劃工作內(nèi)容等,譬如:某特高壓智能電網(wǎng)交直流避雷器研發(fā)制造技改項目,其屬于新建項目,基于項目特征,將其定義為此名稱?;陔娏π枨?,項目建設(shè)內(nèi)容包括:避雷器工程建設(shè),共計8208m2;高壓試驗(yàn)站,共計900m2;研發(fā)中心5050m2;裝配廠房,共計6095m2。項目總投資為12500萬元。在進(jìn)行命名的過程中,要根據(jù)建設(shè)的主要內(nèi)容,綜合考慮項目規(guī)劃相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),來確定項目名稱。電力生產(chǎn)的過程中,若發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備故障或者運(yùn)行風(fēng)險等,將不能進(jìn)行生產(chǎn)[2]。
3.2項目成本規(guī)劃
3.2.1分析項目規(guī)劃結(jié)構(gòu)在對電力生產(chǎn)項目進(jìn)行成本規(guī)劃的過程中,要結(jié)合電力生產(chǎn)項目的實(shí)際內(nèi)容以及項目優(yōu)勢來確定。同時需要對電力生產(chǎn)規(guī)劃中,所涉及的人力資源以及資金資源等,做好詳細(xì)的描述。電力生產(chǎn)項目規(guī)劃,要充分的考慮項目費(fèi)用成本問題?;陔娏ιa(chǎn)項目的具體內(nèi)容,做好生產(chǎn)項目架構(gòu)分析,融入成本控制理念,并且將人力設(shè)備等內(nèi)容,也全面列入到項目規(guī)劃中,構(gòu)建管理體系,明確人員的項目運(yùn)營責(zé)任。3.2.2評估項目預(yù)算就現(xiàn)階段我國電力行業(yè)發(fā)展的實(shí)際來看,部分電力企業(yè)對于電力生產(chǎn)項目的資金管理,缺乏著科學(xué)的認(rèn)識,難以做好資金管理工作,使得電力生產(chǎn)項目在實(shí)際運(yùn)營的過程中,受到資金投入的制約,難以有效的落實(shí)。未來對電力生產(chǎn)項目,進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管?;诖?,則需要做好生產(chǎn)項目價值與預(yù)算評估工作,明確電力生產(chǎn)項目的成本以及資源信息,深入的剖析電力生產(chǎn)項目。在進(jìn)行電力生產(chǎn)項目估算的過程中,要采取適當(dāng)?shù)墓浪惴?,同時需要考慮項目工期與環(huán)境等因素的影響,以確保估算的準(zhǔn)確性,避免后期運(yùn)營的過程中發(fā)生成本變動問題。3.2.3項目投資計劃通常情況下電力生產(chǎn)項目運(yùn)營,多分為各個階段,每各階段項目規(guī)劃的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)等均不同,因此項目投資計劃管理的要求也不同,為了確保各階段資金支持,確保項目能夠順利進(jìn)行,則需要做好項目成本計劃。電力生產(chǎn)項目投資計劃中,需要將技改費(fèi)用以及電氣設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等,全面列入到成本計劃中,充分的考慮電力生產(chǎn)項目管理成本以及收益等問題,結(jié)合工程實(shí)際與工期情況,進(jìn)而構(gòu)建完整的電力生產(chǎn)項目投資計劃體系。除此之外,還需要結(jié)合電力生產(chǎn)項目的特征,對項目運(yùn)營過程中需要的設(shè)備與材料等,進(jìn)行成本計算,以確保生產(chǎn)項目投資計劃管理的完善性以及可行性[3]。3.2.4控制成本預(yù)算誤差電力生產(chǎn)項目投資計劃管理的全面落實(shí),需要加強(qiáng)對項目成本預(yù)算誤差的管控,除了要完善成本預(yù)算體系,做好成本預(yù)算外,還需要做好預(yù)算管理工作。在電力生產(chǎn)項目運(yùn)營的過程中,則需要采取有效的管理手段,來控制生產(chǎn)成本,減少成本預(yù)算誤差,進(jìn)而確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性,將各階段項目成本,控制在項目預(yù)算范圍內(nèi)。通過不斷地減少成本數(shù)據(jù)誤差,來完成成本管理體系。除此之外,在進(jìn)行電力生產(chǎn)項目運(yùn)營的過程中,要不斷地創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù),及時做好生產(chǎn)設(shè)備更新與維護(hù)工作,以提高項目生產(chǎn)水平,加強(qiáng)對成本的管控,不斷完善電力生產(chǎn)項目投資計劃管理體系,合理的利用清潔能源,提高電力生產(chǎn)效率。
3.3完善電力生產(chǎn)項目體系
為了能夠全面的管控電力生產(chǎn)項目投資成本,則需要在生產(chǎn)的過程中,不斷地完善生產(chǎn)項目體系,采用評分制,對項目各階段進(jìn)行評估。采取層次分析法,對生產(chǎn)項目進(jìn)行評分。評估內(nèi)容,主要包括項目運(yùn)營情況,以及電氣設(shè)備檢修情況等。評分指標(biāo)如表1所示,基于電力項目評估情況,做好項目體系完善工作[4]。
4電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系運(yùn)行建議
構(gòu)建電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系,主要是為了能夠促進(jìn)電力生產(chǎn)項目的有效落實(shí),對此需要做好項目執(zhí)行工作,基于項目實(shí)際運(yùn)行情況,及時做好成本管控。明確電力生產(chǎn)項目人員的管理職責(zé),做好項目成本管理內(nèi)容與職責(zé)的劃分,將責(zé)任落實(shí)到個人頭上。電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系的運(yùn)行,要做好項目信息公開工作,實(shí)行規(guī)范化管理,及時做好項目成本信息數(shù)據(jù)收集工作,加強(qiáng)對電力生產(chǎn)項目規(guī)劃以及投資計劃的管理。按照相關(guān)規(guī)定,做好項目立項以及申報等工作,以確保項目管理效率。除此之外,在生產(chǎn)項目運(yùn)營的過程中,要及時做好體系完善工作,以充分發(fā)揮項目管理體系的成本管控作用,確保生產(chǎn)項目能夠全面的落實(shí),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)項目建設(shè)效益最大化[5]。
5結(jié)束語
電力生產(chǎn)項目規(guī)劃以及投資計劃管理工作的有效落實(shí),構(gòu)建電力生產(chǎn)項目規(guī)劃和投資計劃管理體系,有著積極的作用。在進(jìn)行體系構(gòu)建的過程中,需要做好項目分析工作,加強(qiáng)對項目成本的預(yù)算,確保項目預(yù)算的準(zhǔn)確性,在項目運(yùn)營的過程中,則需要做好成本管控工作,以確保項目的高效落實(shí)。
參考文獻(xiàn)
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電氣自動化技術(shù)正以蓬勃的發(fā)展趨勢影響著人們的生產(chǎn)和生活,其涉及范圍之寬,應(yīng)用領(lǐng)域之廣,在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。依靠電氣自動化技術(shù)不僅能夠取代大量的勞動力投入,而且還可以有效提高設(shè)備的效率和信息的傳輸能力。為了更加科學(xué)、高效地利用電氣技術(shù),需要在生產(chǎn)過程中開展計算機(jī)集成制造生產(chǎn)模式、分布式控制生產(chǎn)模式以及進(jìn)行現(xiàn)場總線生產(chǎn)技術(shù)的嘗試。
1 化工生產(chǎn)中電氣自動化的技術(shù)現(xiàn)狀和存在的問題
我國在化工領(lǐng)域電氣自動化技術(shù)起步較晚,過去的生產(chǎn)過程中,大部分的工作都是由人工操作完成,電氣自動化技術(shù)在經(jīng)歷了一段時間的發(fā)展后,逐漸向自動化的生產(chǎn)模式過渡,而且自動化水平得到了提高?;ぎa(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,隨著本世紀(jì)以來電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,帶動了我國化工行業(yè)的自動化發(fā)展,全程信息采集和監(jiān)控的模式已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的化工生產(chǎn)中,電氣自動化技術(shù)在化工領(lǐng)域起著重要的支撐作用,在此領(lǐng)域,我國有著大量具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng),而且在實(shí)際的化工生產(chǎn)中得到了實(shí)踐,但是由于我國東西部發(fā)展不平衡,因此在化工生產(chǎn)過程中,我們不能忽略地區(qū)生產(chǎn)的差異性。例如,在我國的廣州地區(qū),全自動化的生產(chǎn)線已經(jīng)運(yùn)用到了巴斯夫跨國企業(yè)的化工原料生產(chǎn)中,自動化程度較高;遠(yuǎn)負(fù)盛名的青島啤酒生產(chǎn)過程中也引入了自動化的裝罐系統(tǒng)。但是在我國西部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后的山區(qū),許多生產(chǎn)還是集中在作坊式的車間里面,生產(chǎn)過程以人工操作為主,需要較大的勞動力投入,而且生產(chǎn)效率低下,形成了化工企業(yè)自動化技術(shù)使用情況不一的現(xiàn)象。
其次,在我國發(fā)達(dá)地區(qū)所使用的自動化技術(shù),并不都適用于西北部落后地區(qū)的化工生產(chǎn),而且適用于全國化工生產(chǎn)的電氣自動化技術(shù)的開發(fā)是十分困難的,由于技術(shù)不匹配所導(dǎo)致的問題是多樣化的,對于這方面的技術(shù),我國還有很長的路要走。
再者,我國的電氣自動化技術(shù)的發(fā)展在硬件和軟件中表現(xiàn)出不均衡的現(xiàn)象,通常硬件設(shè)施的自動化是大部分化工企業(yè)更為重視的方面,而忽略了軟件的重要性。這也是目前我國化工生產(chǎn)中自動化軟件技術(shù)發(fā)展較為落后的主要原因,實(shí)際生產(chǎn)中使得生產(chǎn)體系投入和運(yùn)行效率較低,化工生產(chǎn)水平低下,進(jìn)而影響了我國化工生產(chǎn)的自動化進(jìn)程。部分企業(yè)引入了國外價格昂貴的自動化控制技術(shù),但是使用過程中沒有對根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要對軟件做出及時的更新,使其不能充分發(fā)揮出最大效率,造成了資源的浪費(fèi)。
2 電氣自動化生產(chǎn)在化工生產(chǎn)中的功能
2.1 設(shè)備控制
電氣自動化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的全面自動化控制,通過自動化裝置來實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備的全面電腦控制,包括自動停機(jī)裝置、電子油門控制裝置、電子調(diào)整器等,而且它們都裝備有安全保護(hù)和必要的輔助機(jī)構(gòu),來確保生產(chǎn)過程的安全性。自動化設(shè)備系統(tǒng)是由多臺自動化設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、計算機(jī)以及其他輔助設(shè)備等組成的,計算機(jī)起著監(jiān)控和控制作用,設(shè)備根據(jù)設(shè)定的路徑工作,完成生產(chǎn)過程。
2.2 生產(chǎn)監(jiān)控
監(jiān)控設(shè)備承擔(dān)著監(jiān)控生產(chǎn)過程的重要任務(wù),一旦出現(xiàn)問題,能夠馬上發(fā)現(xiàn)并及時解決。監(jiān)控是保證生產(chǎn)運(yùn)營和穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵,有利于提升化工生產(chǎn)效率,避免出現(xiàn)故障時導(dǎo)致大范圍的停工以及影響生產(chǎn)正常運(yùn)用的事件。自動化監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控系統(tǒng)、通信平臺、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、計量測量以及攝像設(shè)備組成,生產(chǎn)中一旦設(shè)備出現(xiàn)故障,報警系統(tǒng)將會被啟動,由報警器發(fā)出故障警報,無線接收主機(jī)收到信號后,控制電腦將其轉(zhuǎn)化為信號傳送至管理平臺,管理人員可通過顯示設(shè)備遠(yuǎn)程觀測到系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對發(fā)生的問題作出及時的處理。
2.3 高效節(jié)能
采用電氣自動化生產(chǎn)能夠大大提高系統(tǒng)的效率,節(jié)約能源消耗,同時降低勞動強(qiáng)度、減少勞動力的投入。自動化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)全面化的能源管理,通過過程監(jiān)控,監(jiān)測能源的發(fā)生和使用過程,同時對能源放散系統(tǒng)做直接的操作和控制,統(tǒng)一協(xié)調(diào)能源的使用量,使得事件的判斷和處理更加快捷,因此能源在發(fā)揮利用作用的同時還起到緩沖兼顧性的作用,一定程度上減少能源的放散量。
3 化工企業(yè)電氣系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)
由于化工生產(chǎn)過程具有易燃、易爆的特點(diǎn),所以對電氣系統(tǒng)的設(shè)計具有較高要求,在滿足化工生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上,還要確保生產(chǎn)過程的安全性。
3.1 防火性設(shè)計
化工產(chǎn)品多為易燃易爆品,所以在電氣系統(tǒng)的設(shè)計時要充分考慮到電氣火災(zāi)的防范措施的引用,根據(jù)安全設(shè)計的要求,科學(xué)設(shè)計線路走向和分支變電系統(tǒng),在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全的前提下,最大限度地保障電氣系統(tǒng)的安全。
3.1.1 線路布局?;ぎa(chǎn)品生產(chǎn)過程中油污較大,系統(tǒng)線路容易臟污老化,甚至出現(xiàn)變形,所以設(shè)計時要科學(xué)布置線路的走向,盡量避開油污較多以及具有危險性的地方,保障走向的安全。
3.1.2 線路密度?;どa(chǎn)中會產(chǎn)生大量的熱,如果線路布局密度過大會出現(xiàn)磁力效應(yīng),給生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。
3.1.3 防火空間。電氣系統(tǒng)線路的設(shè)計具有隱蔽性,這使得防火空間具有一定的局限性,一旦出現(xiàn)火災(zāi)就會導(dǎo)致大范圍的災(zāi)害形成,不利于火災(zāi)的控制,給化工企業(yè)的整體安全造成極大危害,因此足夠的防火和救災(zāi)空間是十分必要的。
3.2 操作空間
電氣系統(tǒng)設(shè)計時要留有足夠的電氣操作空間,保證設(shè)備運(yùn)行的安全性,同時有助于延長系統(tǒng)壽命。此外,足夠的操作空間能夠增加電氣系統(tǒng)之間的距離,降低磁力的影響。
4 化工業(yè)電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用
4.1 先進(jìn)的控制
化工生產(chǎn)過程中數(shù)學(xué)模型的建立是一個復(fù)雜的過程,若自動化控制時傳統(tǒng)的控制方法無法滿足生產(chǎn)要求,則要采用先進(jìn)的控制方法,來推斷和預(yù)測模型的形式。此外,它還能夠控制和處理復(fù)雜的多變量,采用數(shù)學(xué)模型來表示化工生產(chǎn)過程,對輸入變量和輸出變量加以控制。進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集時,為了避免現(xiàn)場噪音的干擾,確保數(shù)據(jù)的可靠性,對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾處理。有些變量數(shù)值在數(shù)據(jù)采集時測量不到,這時就需要實(shí)時進(jìn)行監(jiān)控計算。
4.2 現(xiàn)場總線
現(xiàn)場總線是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),使系統(tǒng)的單回路連接器、現(xiàn)場變送器、數(shù)據(jù)記錄儀等實(shí)現(xiàn)雙向串行,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息化。采用現(xiàn)場總線技術(shù)可大大節(jié)約自動化生產(chǎn)的后期經(jīng)費(fèi),并實(shí)時掌握和監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)情況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),使管理人員及時了解自動化生產(chǎn)情況。將連接好的設(shè)備儀器進(jìn)行有機(jī)的整合,采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)連接自動化系統(tǒng)和智能現(xiàn)場設(shè)備?,F(xiàn)場總線是化工生產(chǎn)中自動化系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢,具有節(jié)省成本、降低工作強(qiáng)度、簡化工作流程等優(yōu)點(diǎn),還有利于保證總線控制系數(shù)的安全有效性。
4.3 程序接口的統(tǒng)一化
通過程序終端接口的統(tǒng)一化方式來實(shí)現(xiàn)各個系統(tǒng)間的信息交換,使信息得到高速的傳播和管理。其實(shí)際過程就是將企業(yè)的EPF系統(tǒng)以及MIS系統(tǒng)與信息中心連接起來,進(jìn)行有效的溝通,使得各個環(huán)節(jié)的通訊故障得到有效的解決。
5 結(jié)束語
電氣自動化技術(shù)作為全球最具有生機(jī)的學(xué)科之一,能夠促進(jìn)社會各個行業(yè)的發(fā)展,化工生產(chǎn)中,電氣自動化技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用適應(yīng)了社會發(fā)展的需求,所以要加強(qiáng)自主研發(fā),不斷完善創(chuàng)新,在技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上,使電氣自動化技術(shù)在化工生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】電氣自動化 實(shí)踐 工業(yè)生產(chǎn)
1 電氣自動化控制技術(shù)概述
1.1 電氣自動化的發(fā)展意義
隨著世界范圍內(nèi)的工業(yè)化發(fā)展越來越迅速,自動化技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛,對于當(dāng)前的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)而言,電氣自動化控制技術(shù)是當(dāng)前企業(yè)實(shí)現(xiàn)效率與安全的重要保證。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,電氣自動化控制取代傳統(tǒng)意義上的人工操作已經(jīng)是必然的趨勢,許多企業(yè)使用先進(jìn)的自動化技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)型,一方面大大的節(jié)約了成本的消耗,另一方面它提高了企業(yè)未來發(fā)展的方向,讓企業(yè)能夠以更好的技術(shù)引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展。電氣自動化已經(jīng)是工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo),通過電氣自動化控制技術(shù)可以減少人員犯錯的可能性,提高企業(yè)施工的精確性,最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的效益提升,安全性能也得到較好的保證。
1.2 電氣自動化的基本特征
和傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比,電氣自動化控制技術(shù)具有自己的特色,這些特征將它與其它技術(shù)方法區(qū)別開來,具體而言,它具有四個比較顯著的特點(diǎn):第一,電氣自動化控制技術(shù)具有最好的準(zhǔn)確性和快速性,全自動化的操作模式使得主觀錯誤較少,主要靠機(jī)器的自動操作,信息量比較少,所以大大的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率水平和安全性能;第二,電氣自動化控制技術(shù)在信息傳遞和反應(yīng)速度上具有非常大的優(yōu)勢,它與其它系統(tǒng)也可以兼容,通過遠(yuǎn)程操作可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)功能的操作;第三,電氣自動化控制技術(shù)操作上更加簡單快捷,在最短的時間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)控制,從而以更大的效率實(shí)現(xiàn)操作;第四,電氣自動化控制技術(shù)通過遠(yuǎn)程控制可以實(shí)現(xiàn)許多的操作,提高了工作的安全性。
1.3 電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著計算機(jī)水平的不斷進(jìn)步,集成電路發(fā)展迅速,直接促使電氣自動化控制技術(shù)得到了長足的發(fā)展,在許多領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛,當(dāng)前電氣自動化控制技術(shù)在發(fā)展過程中表現(xiàn)為三個方面:首先,電氣自動化控制技術(shù)是當(dāng)前大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)際的核心技術(shù),滿足了大多數(shù)生產(chǎn)的需求;其次,電氣自動化控制技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用廣泛,在工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)用不斷深化;最后,電氣自動化控制技術(shù)大大的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率水平,也推動了工業(yè)生產(chǎn)的深化發(fā)展。因此,電氣自動化控制技術(shù)的大發(fā)展促進(jìn)了整個工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,給世界范圍帶來了巨大的發(fā)展。
2 電氣工程的設(shè)計原則
2.1 供電設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計
為了不斷提高電能的使用效率,電力工程在設(shè)計過程中需要不斷進(jìn)行優(yōu)化,不但要保證用電的需求,還要充分發(fā)揮電力工程的積極性,提高電力通訊的可靠性和穩(wěn)定性。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時,供電設(shè)備的優(yōu)化選擇需要從設(shè)備的安全性出發(fā),線路必須滿足國家和行業(yè)的相關(guān)規(guī)定,負(fù)荷水平和絕緣距離要符合相關(guān)規(guī)定,防雷裝置也要必備,防浪涌、防靜電裝置都需要完善,這樣才能保證供電設(shè)備的良好安全運(yùn)行。
2.2 降低成本消耗
電氣工程的設(shè)計不但要滿足功能性的需求,還要在安全性能上有良好的保障。當(dāng)前的電氣工程設(shè)計往往是從降低成本消耗方面進(jìn)行,不斷降低電力資源因直接或者是間接原因而造成的損失,保證負(fù)荷的均衡,讓設(shè)備的維修費(fèi)用減少,加強(qiáng)節(jié)能,不斷提高設(shè)備的使用效率,這樣才能提高企業(yè)的最大效益。
2.3 提高設(shè)備利用率
電氣工程不斷提高設(shè)計水平,目的就是為了滿足當(dāng)前日益增加的各類需求,還要滿足電氣工程的功能使用和安全性能,只有這樣才能不斷提高設(shè)備的使用效率。當(dāng)前在電氣工程設(shè)計階段,一般是對于選擇系數(shù)進(jìn)行,比如說選擇合理性好的應(yīng)對負(fù)荷。在具體的實(shí)施過程中,也要根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的措施,目的就是不斷提高設(shè)備的利用率。
3 電氣自動化的應(yīng)用分析
當(dāng)前電氣自動化在許多領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用,特別是許多企業(yè)內(nèi)部使用電氣自動化對工業(yè)控制平臺進(jìn)行掌握,在計算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域也應(yīng)用廣泛,大大的提高了我國工業(yè)領(lǐng)域的效率與水平。
3.1 先進(jìn)控制的應(yīng)用
在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,建模是比較復(fù)雜的問題,而通過控制技術(shù)的使用,可以大大的削減建模的難度,因此,先進(jìn)的控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中起著極為重要的作用,通過控制技術(shù)的實(shí)施,可以對模型進(jìn)行預(yù)測分析,對于控制的水平進(jìn)行推斷,具有明顯的預(yù)測和控制雙重功能。另外,對于數(shù)學(xué)模型中的許多復(fù)雜變量,先進(jìn)的控制技術(shù)也可以進(jìn)行妥善處理,這都大大加強(qiáng)了企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)效率水平。先進(jìn)的控制技術(shù)是通過計算機(jī)的相關(guān)技術(shù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工、分析、傳輸?shù)鹊炔僮鳎瑢?shí)現(xiàn)設(shè)備的良好操作。先進(jìn)控制當(dāng)前正在向智能化發(fā)展方向融合,通過智能化的軟件實(shí)現(xiàn)對操作的規(guī)范和監(jiān)督。
3.2 現(xiàn)場總線的應(yīng)用
為了解決在系統(tǒng)信息傳遞過程中出現(xiàn)的一系列問題,現(xiàn)場總線是必不可少的通信系統(tǒng),它將自動化系統(tǒng)和智能設(shè)備進(jìn)行連接,促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的效率極大化進(jìn)步,創(chuàng)新性的變革了工業(yè)生產(chǎn)的模式,在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的使用和推廣,是促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的決定性力量?,F(xiàn)場總線作為通信系統(tǒng),它的系統(tǒng)化和控制水平比較強(qiáng),具有其他系統(tǒng)沒有的完善性和全面性,具體而言,現(xiàn)場總線具有如下優(yōu)勢:它更加智能化和數(shù)字化,功能更強(qiáng),開放性更大,是工業(yè)發(fā)展的未來趨勢。另外,現(xiàn)場總線使用簡單便捷,涉及到的設(shè)備不多,所以也大大的節(jié)約了成本支出,從另一方面提高了企業(yè)的效益水平?,F(xiàn)場總線的使用使得電纜的使用次數(shù)降低,施工費(fèi)用大大削減,對于企業(yè)最大化利潤的目標(biāo)也是很有利的。當(dāng)然,從我國實(shí)際情況來看,現(xiàn)場總線的系統(tǒng)控制還是不完善的,體現(xiàn)出分散、不成熟的特征。
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整個控制系統(tǒng)由八個移動平臺模塊和一個主控平臺組成。工藝流程包括(1)備料機(jī)械手單元;(2)下料單元;(3)加蓋單元;(4)穿銷釘單元;(5)模擬單元;(6)檢測單元;(7)分揀單元與廢料單元;(8)升降電梯及疊層倉庫單元。
控制系統(tǒng)(見圖2)由一個主控平臺組成,主站和從站之間采用PROFIBUS總線通訊連接,主站和上位機(jī)PC機(jī)串行總線連接可以進(jìn)行組態(tài)控制。PC機(jī)和各個從站采用PC/PCI轉(zhuǎn)接電纜進(jìn)行編程、調(diào)試和維修。主站主要由西門子研一300;PROFIBUS連接器PROFIBUSDP 20,主控平臺還包含空氣壓縮機(jī)、空氣凈化裝置、壓力調(diào)節(jié)與控制閥電源控制與保護(hù)電器等組成。八個單元的電氣系統(tǒng)控制由八個移動平臺控制,主要包括西門子研一200PLC,PRoFIBUS DP模塊EM277與主站進(jìn)行通訊,移動平臺還包括自動厚動旋鈕開關(guān)、啟動/停止、急停按鈕和電源插座和指示燈,模擬和集中檢測單元還擴(kuò)展了模擬量輸入模塊,模擬量輸出模塊;移動平臺還對輸入和輸出的狀態(tài)進(jìn)行了U、D顯示。
每個單元的PLC輸入設(shè)備可分為兩類:一類是本機(jī)的輸入信號包括移動控制平臺的旋鈕、開關(guān)和急停信號以及該單元機(jī)械本體的各種傳感器信號和起限位和超程、位置檢測的微動開關(guān)信號等,另一類就是通過PROFIBUS總線通訊的上位機(jī)有關(guān)變量信號;每個單元的PLC輸出大多是繼電器輸出形式,對比較輕的負(fù)載如控制氣缸的電磁閥、指示燈和地層傳送帶電機(jī)和多層貨架的傳送帶電機(jī)等可以由PLC的輸出繼電器直接驅(qū)動,但對負(fù)載比較重的各種機(jī)械手的運(yùn)動,有正、反轉(zhuǎn)控制需要的電機(jī)等電路設(shè)計由PLC輸出驅(qū)動中間繼電器再驅(qū)動直流電機(jī)。
3項目設(shè)計及應(yīng)用該教學(xué)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行證明,系統(tǒng)以自動化的物料傳輸和裝配為對象,體現(xiàn)了常用的控制方法、機(jī)械傳動原理的應(yīng)用、驅(qū)動裝置的選擇、各個模塊的調(diào)試及利用PLC軟件進(jìn)行編程、在線監(jiān)控、故障診斷與維修。
系統(tǒng)涵蓋電工電子技術(shù)、機(jī)床電氣與PLC、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、自動檢測技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)、伺服驅(qū)動與控制、機(jī)電一體化技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)、過程控制技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)。
解決了學(xué)生掌握常見機(jī)械零件的設(shè)計、測繪和零、部件及整機(jī)的裝配調(diào)試技能;培養(yǎng)機(jī)電一體化中的機(jī)構(gòu)和整機(jī)的設(shè)計與創(chuàng)新能力;掌握按設(shè)備的工藝流程選用控制方法、PLC編程控制能力;培養(yǎng)學(xué)生自動生產(chǎn)線的故障分析和排除能力;掌握多種技術(shù)的綜合應(yīng)用能力;熟悉先進(jìn)制造技術(shù)的組成和過程;使學(xué)生在較短的時間內(nèi)熟悉現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)過程,快速適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn),對更新現(xiàn)代教學(xué)手段起到了示范性作用。
該教學(xué)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行,使學(xué)生在機(jī)械傳動原理、氣壓傳動與控制、電氣傳動與控制、組態(tài)與計算機(jī)控制、軟件的應(yīng)用方面應(yīng)用能力得到提高。該教學(xué)生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行,通過有關(guān)傳感器、光電編碼器、光柵尺位置檢測裝置,滿足自動檢測課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)需求;實(shí)現(xiàn)了直流電機(jī)速度、三相交流異步電機(jī)的變頻調(diào)速和全數(shù)字交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用;靜音壓縮機(jī)、空氣過濾和減壓控制閥、單向截流閥、雙作用氣缸、無桿氣缸、擺動氣缸和真空發(fā)生器,滿足了氣動傳動系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。
4 PROFIBUS總線應(yīng)用通過對系統(tǒng)中西門子PROFIBUS總線和STEP'/WIN32編程軟件的長期使用,通過在該教學(xué)生產(chǎn)線上的長期教學(xué)實(shí)踐,使我們對PROFIBUs總線應(yīng)用有了比較深刻的認(rèn)識和體會。
(1)PROFIBUS總線實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備和中央控制器之間的雙向、高速和實(shí)時通訊,編程簡潔方便。
從站分配地址后,在主站直接引用從站的vW,不需另外編程。
(2)應(yīng)用PROFIBUS總線控制,硬件連線簡單,只需采用一根通訊線就可以將8個從站和一個變頻器連接起來,硬件組態(tài)簡單,在設(shè)備安裝和調(diào)試過程中,大大減少了接線的工作量,同時使設(shè)備運(yùn)行更加可靠,提高了整個系統(tǒng)的性能,大大降低了設(shè)備因線路引起的故障率。
(3)各模塊之間通過PROFIBUS總線將各自的狀態(tài)和檢測單元的信息告訴到相關(guān)單元,信息傳送速度快,準(zhǔn)確無誤,保證了生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。
一、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺的建立
我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求,選取了具有多年合作經(jīng)驗(yàn)的西安專用機(jī)床廠作為校企合作單位,該企業(yè)是原國家機(jī)械部定點(diǎn)生產(chǎn)汽車、拖拉機(jī)等發(fā)動機(jī)修理機(jī)床、機(jī)具的專業(yè)技術(shù)廠家,是“中國汽車保修設(shè)備協(xié)會”常務(wù)理事,“中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會”理事,是集成為科研開發(fā),生產(chǎn)制造,銷售為一體的科技先導(dǎo)型企業(yè)。產(chǎn)品類型有T81系列缸體軸瓦鏜床,T82系列連桿瓦鏜床,TM82系列連桿鏜磨床,3M97系列缸體平面磨銑床等10個品種21個規(guī)格的產(chǎn)品,暢銷全國二十九個省市和世界四十多個國家和地區(qū)。西安專用機(jī)床廠所有機(jī)床電氣產(chǎn)品的安裝調(diào)試任務(wù)由電氣自動化技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教研室將產(chǎn)品課題化,不同的產(chǎn)品的復(fù)雜程度不同、控制方式不同,結(jié)合的課題也有所不同。然后組織學(xué)生通過生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)來完成。在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)中體現(xiàn)了“學(xué)做合一”,在“做”中“學(xué)”,在“學(xué)”中“做”,實(shí)訓(xùn)教學(xué)與產(chǎn)品加工實(shí)訓(xùn)室過程合一,從而在實(shí)訓(xùn)中能生產(chǎn)出一定的產(chǎn)品,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益,降低了實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本。
二、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的運(yùn)行機(jī)制
(一)課程標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)的產(chǎn)品安裝結(jié)合
生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)首先是為學(xué)生創(chuàng)造一個真實(shí)的生產(chǎn)性工作環(huán)境,在該環(huán)境中使學(xué)生的“工”與“學(xué)”有機(jī)地結(jié)合起來。電氣自動化實(shí)訓(xùn)教研室作為生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)教學(xué)的執(zhí)行部門,首先是代替了一般企業(yè)的電氣安裝車間,其次將校企合作單位的全部電氣產(chǎn)品的安裝任務(wù)在自動化實(shí)訓(xùn)教室完成。同時,利用學(xué)院人才技術(shù)等優(yōu)勢,為企業(yè)排憂解難, 提供各種技術(shù)服務(wù)。
由專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會、電氣自動化技術(shù)專業(yè)負(fù)責(zé)人與自動化實(shí)訓(xùn)教研室對企業(yè)提供的產(chǎn)品電氣原理圖、工藝要求及工藝文件進(jìn)行研究,根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)及生產(chǎn)要求,對產(chǎn)品進(jìn)行課題化。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行明確規(guī)定,課程標(biāo)準(zhǔn)中的雙速電動機(jī)控制線路安裝訓(xùn)練、線槽配線工藝訓(xùn)練、機(jī)床電氣線路的故障檢修、變頻器的安裝與調(diào)試等課題都與相對應(yīng)的電氣產(chǎn)品來完成。所有的電氣生產(chǎn)任務(wù)都與典型生產(chǎn)機(jī)床電氣控制電路課題相結(jié)合,同時與線槽配線工藝、機(jī)床電氣線路的故障檢修相結(jié)合。通過生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),使課本上抽象的理論知識通過實(shí)踐掌握。
(二)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的開展
根據(jù)人才培養(yǎng)方案,電氣自動化技術(shù)專業(yè)學(xué)生在校的實(shí)訓(xùn)由4個學(xué)期共31周組成,內(nèi)容涵蓋職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)要求。學(xué)生第一次實(shí)訓(xùn)時,主要進(jìn)行基本技能訓(xùn)練;第二、三次實(shí)訓(xùn)時,根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù),結(jié)合實(shí)訓(xùn)課題進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn),第四次實(shí)訓(xùn)主要進(jìn)行綜合強(qiáng)化和提高訓(xùn)練,并取得高級維修電工職業(yè)資格證書。具體教學(xué)時通過任務(wù)驅(qū)動,項目載體教學(xué)方案的引導(dǎo),運(yùn)用一體化的教學(xué)和生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)場所,實(shí)現(xiàn)“做中學(xué),學(xué)中做,學(xué)做結(jié)合” 采用“電氣產(chǎn)品—產(chǎn)品任務(wù)課題化—工作任務(wù)—實(shí)施—評估”五步教學(xué)法,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí),積極探索,培養(yǎng)獨(dú)立或團(tuán)隊協(xié)作分析、解決問題,主動建構(gòu)自己的知識、能力體系。
(三)成立領(lǐng)導(dǎo)工作機(jī)構(gòu),確保生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)進(jìn)行
在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過程中,為了協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)與學(xué)生實(shí)訓(xùn)過程中的教學(xué)任務(wù)的關(guān)系,我們成立了常設(shè)機(jī)構(gòu)——工學(xué)結(jié)合領(lǐng)導(dǎo)小組,該機(jī)構(gòu)既有企業(yè)技術(shù)人員,又有企業(yè)的生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)同志,既有學(xué)校教學(xué)管理人員,又有實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教師參與,從而保證生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺的正常運(yùn)行。
在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過程中明確校、企雙方的責(zé)任,學(xué)校結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)要求,制訂并實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),作好企業(yè)產(chǎn)品的電氣生產(chǎn)任務(wù);企業(yè)選取思想、業(yè)務(wù)技能素質(zhì)好的工人師傅來承擔(dān)學(xué)生的指導(dǎo)教師,協(xié)助學(xué)校共同完成對學(xué)生的培訓(xùn)任務(wù),對實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行企業(yè)文化教育,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際組織現(xiàn)場教學(xué)和技能訓(xùn)練, 并組織學(xué)生完成生產(chǎn)任務(wù)。
三、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的優(yōu)越性
(一)有助于學(xué)生了解工作性質(zhì), 接受企業(yè)文化的熏陶
生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺的建設(shè),有助于學(xué)生了解工作性質(zhì), 接受企業(yè)文化的熏陶, 熟悉崗位要求,掌握職業(yè)基本技能,特別是對于學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力的培養(yǎng)具有重要的意義。另外學(xué)生深入業(yè)務(wù)領(lǐng)域, 解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題,并結(jié)合崗位環(huán)境, 培養(yǎng)職業(yè)關(guān)鍵能力,及早形成職業(yè)能力, 這樣在未來就業(yè)時就能夠駕輕就熟、快速上崗, 成為受企業(yè)歡迎的高技能人才。因此,生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺的建設(shè), 對培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力, 促使學(xué)生由“準(zhǔn)職業(yè)人”向“職業(yè)人”轉(zhuǎn)型, 具有重要意義。
(二)有利于提高了學(xué)生的產(chǎn)品質(zhì)量意識和節(jié)約意識
由于生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過程中,引入了企業(yè)的管理模式,學(xué)生實(shí)訓(xùn)的產(chǎn)品將直接作為產(chǎn)品發(fā)到用戶手中,所以要求有嚴(yán)格的產(chǎn)品檢驗(yàn)過程。西安專用機(jī)床廠是通過ISO2000認(rèn)證的企業(yè)單位,因此有一整套產(chǎn)品的檢驗(yàn)制度,如PDCA管理模式、4M作業(yè)管理法提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善作業(yè)方法,提高勞動效率;守時制度、質(zhì)量意識、安全文明生產(chǎn)意識。尤其是電氣作業(yè)人員的團(tuán)隊協(xié)作精神和一絲不茍、樂于奉獻(xiàn)的作風(fēng),同時還有利于提高學(xué)生的分析思辨能力及實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(三)有利于學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的提高
我們電氣自動化技術(shù)專業(yè)多年來采用工學(xué)結(jié)合的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方式,突出學(xué)生的實(shí)踐教學(xué),尤其是使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中能接觸到具體的生產(chǎn)任務(wù),從而 使學(xué)生的專業(yè)知識得到了充分的應(yīng)用,而這正是維修電工職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)中最重要的一項專業(yè)技能。所以,我們的“生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”的最突出的優(yōu)點(diǎn)就是學(xué)生的技能提升很快,與其他職業(yè)技術(shù)學(xué)院相比較,我們學(xué)生的高級維修電工職業(yè)資格證書的獲取率在95%以上。而大多數(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的高級維修電工通過率較低。我們的學(xué)生到單位后適應(yīng)工作崗位很快,受到用人單位的好評。連年來畢業(yè)生就業(yè)率都很高,初次就業(yè)率在80%以上,甚至出現(xiàn)用人單位提前預(yù)訂畢業(yè)生的場面。
四、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的特色
①專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)是全面推進(jìn)素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一種重要手段,是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的一個重要環(huán)節(jié),是大學(xué)生擇業(yè)就業(yè)之前接觸社會、了解社會的一次重要機(jī)會。
②通過專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識電力生產(chǎn)的整個過程,了解電氣工程及其自動化專業(yè)的主要內(nèi)容和發(fā)展方向,掌握專業(yè)的基本常識,為專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定感性認(rèn)識,形成對本專業(yè)的認(rèn)同感、提高學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣,激發(fā)學(xué)生的競爭意識、責(zé)任意識和開拓意識。
③通過有組織的開放性專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動。培養(yǎng)大學(xué)生自主管理、社會交往、互相幫助、獨(dú)立完成任務(wù)等方面的綜合能力。
④學(xué)生參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)時將所學(xué)理論知識和實(shí)際工作緊密聯(lián)系,鞏固已學(xué)的理論知識,積累一定的實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)和管理知識,培養(yǎng)運(yùn)用理論知識解決工程實(shí)際問題的能力,注重知識創(chuàng)新和能力培養(yǎng),為適應(yīng)社會工作和生活打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
(二)實(shí)習(xí)地點(diǎn):
①成都——西南交通大學(xué)。
②成都——交大許繼股份責(zé)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(zé)任有限公司。
(三)實(shí)習(xí)時間安排與主要實(shí)踐過程:
①7月14日下午14點(diǎn)在西南交通大學(xué)參加學(xué)院組織的實(shí)習(xí)安排、工作布置課程。
②7月15日~17日上午9點(diǎn)~11點(diǎn)30分、下午14點(diǎn)~16點(diǎn)30分在西南交通大學(xué)參加學(xué)院組織的專業(yè)知識講座。
③7月15日上午9點(diǎn)~11點(diǎn)30分在交大許繼股份責(zé)任有限公司參觀實(shí)習(xí)。
④7月18日~20日上午乘車前往昆明。
⑤7月20日下午14點(diǎn)~16點(diǎn)30在昆明供電段教育室參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)安全教育。
⑥7月21日上午9點(diǎn)~下午16點(diǎn)30在昆明供電段(昆南)參觀實(shí)習(xí)。
⑦7月22日上午9點(diǎn)~下午16點(diǎn)30在昆明供電段(昆西)參觀實(shí)習(xí)。
⑧7月23日上午9點(diǎn)~11點(diǎn)30分在云南變壓器股份責(zé)任有限公司參觀實(shí)習(xí)。
⑨7月23日下午14點(diǎn)~16點(diǎn)30分在昆明供電段教育室參加實(shí)結(jié)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(diǎn)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(shè)備………………………………………………8
第四節(jié):繼電保護(hù)的作用及常見故障………………………………………………10
第五節(jié):輸配電新技術(shù)發(fā)展………………………………………………………12
第二章:牽引變電所………………………………………………………………16
第一節(jié):二次設(shè)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(wǎng)……………………………………………………………………20
第一節(jié):接觸網(wǎng)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(guān)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(jié)與心得體會…………………………………………………………34
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………36
第一章電力系統(tǒng)
第一節(jié)我國電力工業(yè)的主特點(diǎn)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(jī)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(chǎn)值電耗增加。
表1-1XX-XX年內(nèi)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(jī)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(diǎn)及發(fā)展趨勢
1、電力需求和裝機(jī)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(jī)將達(dá)30gw。
2、電網(wǎng)在資源優(yōu)化配置中將發(fā)揮重要作用,遠(yuǎn)距離輸電規(guī)模宏大。由于資源狀況、電力需求增長和技術(shù)條件的限制,今后相當(dāng)長一段時間內(nèi),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(nèi)蒙三省區(qū);而約占三分之二的用電負(fù)荷分布在沿海和京廣鐵路沿線以東的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),這些地區(qū)發(fā)電能源資源嚴(yán)重不足。為解決發(fā)電資源分布與用電負(fù)荷分布極不均衡的矛盾,需要大容量、遠(yuǎn)距離的輸電。根據(jù)目前的規(guī)劃研究,到2020年,中遠(yuǎn)距離的輸電規(guī)模將可能達(dá)到250gw左右,其中2/3以上的輸電距離可能超過1000km。
3、實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)和跨國聯(lián)網(wǎng)。電網(wǎng)龐大、復(fù)雜。目前,我國大陸電網(wǎng)除西北采用330kv/750kv電壓序列外,其它電網(wǎng)均采用220kv/500kv電壓序列。東北、華北和華中實(shí)現(xiàn)了同步聯(lián)網(wǎng),華中與西北、華東和南方電網(wǎng)通過直流實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),形成了北起東北伊敏、南抵四川二灘的鏈型同步電網(wǎng)。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,我國電網(wǎng)將成為世界上最龐大、復(fù)雜和技術(shù)最先進(jìn)的電網(wǎng),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(jī)將達(dá)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(dá)7000萬千瓦左右);擁有世界上平均海拔最高的750kv電網(wǎng);將建設(shè)百萬伏級交流和±800kv直流輸電工程,擁有當(dāng)今世界上最高運(yùn)行電壓的交直流電網(wǎng);將構(gòu)成以特高壓交直流為骨干網(wǎng)架的國家電網(wǎng),形成世界上最大規(guī)模的遠(yuǎn)距離輸電(通過特高壓交直流電網(wǎng)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(wǎng)(華北-華中-華東同步電網(wǎng));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(diào)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(jìn)的繼電保護(hù)裝置、變電站綜合自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。隨著電網(wǎng)建設(shè)和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)、電網(wǎng)自動化水平的提高,大陸電網(wǎng)安全穩(wěn)定事故大幅下降。從上世紀(jì)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(wǎng)穩(wěn)定事故。電網(wǎng)供電可靠性也有較大提高,平均供電可靠性為99.820%。
5、經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保。隨著大容量機(jī)組的應(yīng)用、電網(wǎng)的發(fā)展以及先進(jìn)技術(shù)的廣泛采用,煤耗與網(wǎng)損逐年下降。上個世紀(jì)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(wǎng)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(jī)組,采用脫硫技術(shù)和控制nox的排放。到2020年,在人口密集地區(qū),將建設(shè)60gw的天然氣發(fā)電機(jī)組和40gw的核電機(jī)組。在電網(wǎng)建設(shè)方面,將采用先進(jìn)技術(shù)提高單位走廊輸電能力、降低網(wǎng)損,加強(qiáng)環(huán)境和景觀保護(hù),城市電網(wǎng)將逐步提高電纜化率、推廣變電站緊湊化設(shè)計。
6、我國電力工業(yè)的產(chǎn)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(fēng)電、太陽能等可再生能源發(fā)電,加快發(fā)展電網(wǎng)。同時,堅持建設(shè)與節(jié)約并重,把節(jié)約用電放在優(yōu)先位置,加強(qiáng)電力需求側(cè)管理,提高資源利用效率;大力推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級,提高關(guān)鍵設(shè)備制造和供應(yīng)能力。
三、2020年我國電源結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)想
根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)的狀況,我國電源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長的時期內(nèi),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(jī)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(jī)的74.4%和電量的81%下降11個百分點(diǎn),平均每年下降0.5個百分點(diǎn);相應(yīng)的發(fā)電量約3億kwh需耗原煤約14億t,占2020年原煤預(yù)計產(chǎn)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(dá)到2億kw,占總裝機(jī)容量的21.1%,電盤7000億kwh,占總電量的16%;抽水蓄能電站裝機(jī)達(dá)到2500萬kw,占到總裝機(jī)容量的2.6%,比XX年裝機(jī)比重的24.9%下降了1個百分點(diǎn),電量比重的17.8%下降1.8個百分點(diǎn)。但水電開發(fā)率已由XX年裝機(jī)開發(fā)率的21%提高到2020的53%,電量開發(fā)率相當(dāng)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(jī)的4.2%,發(fā)電量的6%,比XX年1.2%上升約5個百分點(diǎn),使電源結(jié)構(gòu)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(nèi)建設(shè)的4000萬kw核電站,在技術(shù)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(shù)進(jìn)步和改造的經(jīng)驗(yàn)。具體堆型可在明確安全、經(jīng)濟(jì)及國產(chǎn)化率的條件下,通過國際標(biāo)準(zhǔn)來確定,并用以批量建設(shè)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(shè)、管理方面的經(jīng)驗(yàn),盡快實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備供應(yīng)和建設(shè)、管理上的國產(chǎn)化的重要條件之一,是使我國核電”既安全,又經(jīng)濟(jì)”的可行路線。與此同時,還要在核電技術(shù)上加強(qiáng)開發(fā)研究,跟蹤國際的先進(jìn)技術(shù),努力發(fā)展有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代堆型的核電,爭取在20年內(nèi)建設(shè)示范堆型,為20年后批量過渡到新一代堆型做好技術(shù)供應(yīng)的準(zhǔn)備。
(4)氣電發(fā)展。規(guī)劃到2020年燃?xì)獍l(fā)電的容量達(dá)7000萬kw,占總裝機(jī)容量的7.3%,電量約3000億kwh,占總電量的7%。這將使20年內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)組的比重提高6個百分點(diǎn)多,使電源結(jié)構(gòu)得到一定程度的改善。
(5)新能源發(fā)電。規(guī)劃到2020年達(dá)到1500萬kw,占總裝機(jī)的1.5%,發(fā)電皿400億kwh,占1%。新能源發(fā)電主要包括風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電和太陽能發(fā)電,也包括地?zé)岚l(fā)電和垃圾、生物質(zhì)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(fù)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?xì)獾牡V區(qū)。而大電力負(fù)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(fù)荷中心往往相隔很遠(yuǎn)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?;痣姀S雖然能通過燃料運(yùn)輸在用電地區(qū)建設(shè)電廠,但隨著機(jī)組容量的擴(kuò)大,運(yùn)輸燃料常常不如輸電經(jīng)濟(jì)。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(yuǎn)的用戶地區(qū)。隨著高壓輸電技術(shù)的發(fā)展.在地理上相隔一定距離的發(fā)電廠為了安全、經(jīng)濟(jì)、可靠供電.需將孤立運(yùn)行的發(fā)電廠用電力線路連接起來。首先在一個地區(qū)內(nèi)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(jié)構(gòu)簡圖
通常將發(fā)電廠、變電所、用電設(shè)備之間用電力網(wǎng)和熱力網(wǎng)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(jī)、配電裝置、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)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(wǎng)。在我國習(xí)慣將電力系統(tǒng)稱作電網(wǎng),例如華中電力系統(tǒng)稱為華中電網(wǎng)。電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的任務(wù)。由電源向電力負(fù)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(dān)任分配電能任務(wù)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(wǎng)分為地方電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)。電壓在110kv及以上、供電范圍較廣、輸送功率較大的電力網(wǎng),稱為區(qū)域電力網(wǎng)。電壓在110kv以下、供電距離較短、輸電功率較少的電力網(wǎng),稱為地方電力網(wǎng)。電壓在6~10kv的配電阿.稱為中壓配電網(wǎng)。城市電網(wǎng)中35kv的配電網(wǎng)亦稱為中壓配電網(wǎng)。電壓為380/220v的配電網(wǎng)。稱為低壓配電網(wǎng)。但這種劃分方式,其間井投有嚴(yán)格的界限。
圖1-2電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡要圖例
根據(jù)電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)方式,又分為開式電力網(wǎng)和閉式電力網(wǎng)。凡用戶只能從單方向得到電能的電力網(wǎng),稱為開式電力網(wǎng);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(wǎng),稱為閉式電力網(wǎng)。根據(jù)電壓等級的高低,電力網(wǎng)還可分為低壓、高壓、超高壓幾種。通常把1kv以下的電力網(wǎng)稱為低壓電網(wǎng),1~220kv的電力網(wǎng)稱高壓電網(wǎng),330kv及以上稱超高壓電網(wǎng)。
第三節(jié)供配電系統(tǒng)的常用電氣設(shè)備
一、電氣設(shè)備的定義
供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備是指用于發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電的所有設(shè)備,包括發(fā)電機(jī)、變壓器、控制電器、保護(hù)設(shè)備、測量儀表、線路器材和用電負(fù)荷設(shè)備(如電動機(jī)、照明)等。
二、變配電常用的高低壓電氣設(shè)備介紹
1、電力變壓器主要用于公用電網(wǎng)和工業(yè)電網(wǎng)中,將某一給定電壓值的電能轉(zhuǎn)變?yōu)樗蟮牧硪浑妷褐档碾娔?,以利于電能的合理輸送、分配和使用?/p>
2、互感器的作用是使二次設(shè)備與一次電路隔離和擴(kuò)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(jié)線方式;在使用時要注意:①二次側(cè)不得開路,不允許裝設(shè)開關(guān)或熔斷器;②二次側(cè)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(jié)線方式;電壓互感器在使用時要注意:①一、二側(cè)均不得短路;②二次側(cè)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(nèi)、戶外兩種類型,一般跌開式熔斷器和負(fù)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(shè)備的過載和短路保護(hù),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(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的有填料管式gf、am系列和高分?jǐn)嗄芰Φ膎t型等。按保護(hù)性能也可分為有限流特性和無限流特性兩種。
4、高壓開關(guān)設(shè)備主要有高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)等。高壓斷路器的作用是斷開或接通負(fù)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(guān)主要功能是隔離高壓電源,保證人身和設(shè)備檢修安全,它不能帶負(fù)荷操作,常與斷路器配合使用并裝設(shè)在電源側(cè)。高壓負(fù)荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置,可以通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)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(guān)設(shè)備主要有低壓斷路器、低壓熔斷器、低壓刀開關(guān)等。低壓斷路器是一種能帶負(fù)荷通斷電路,又能在短路、過負(fù)荷、欠壓或失壓時自動跳閘的電氣開關(guān)設(shè)備,低壓斷路器有萬能式(框架結(jié)構(gòu))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(jī)保護(hù)、照明、漏電保護(hù)四種。
6、避雷器是保護(hù)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣免受沿線路傳來的雷電過電壓或內(nèi)部過電壓損害的一種保護(hù)設(shè)備,有保護(hù)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(yīng)的設(shè)備,在制造廠按照一定的線路結(jié)線方案預(yù)先把電器組裝成柜再運(yùn)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(guān)柜)和低壓成套配電裝置(低壓配電屏和配電箱)。高壓開關(guān)柜有固定式和移開式兩大類。固定式高壓開關(guān)柜的柜內(nèi)所有電器部件包括其主要設(shè)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(fù)荷不是很重要的場所。新型固定式高壓開關(guān)柜常用的有hxgn系列(固定式高壓環(huán)網(wǎng)柜)、xgn系列(交流金屬箱型固定式封閉高壓開關(guān)柜)和kgn系列(交流金屬鎧裝固定式高壓開關(guān)柜)等。手車式高壓開關(guān)柜是將成套高壓配電裝置中的某些主要電器設(shè)備固定在可移動的手車上,它檢修方便安全,恢復(fù)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(fù)荷較重要、供電可靠性要求較高的場所,主要新產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)新穎、通用性好、安裝維護(hù)方便、安全可靠,廣泛應(yīng)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(jī)控制及功率補(bǔ)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(jī)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(shè)備的最后一級控制和保護(hù)設(shè)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(fù)荷和短路保護(hù)。
第四節(jié)繼電保護(hù)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(jī)技術(shù),通訊技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)向著計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向進(jìn)一步快速發(fā)展。與此同時越來越多的新技術(shù)、新理論將應(yīng)用于繼電保護(hù)領(lǐng)域,這要求我們繼電保護(hù)工作者不斷求學(xué)、探索和進(jìn)取,達(dá)到提高供電可靠性的目的,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
一、繼電保護(hù)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(hù)裝置作用的前提:繼電系統(tǒng)的可靠性是發(fā)揮繼電保護(hù)裝置作用的前提。一般來說繼電保護(hù)的可靠性主要由配置合理、質(zhì)量和技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來保證。
(二)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中的作用:
繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中的作用主要有以下三點(diǎn):
1.保障電力系統(tǒng)的安全性。當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時,應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)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(jìn)行提示。反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況,并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號,以便值班人員進(jìn)行處理,或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時動作。
3.對電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。繼電保護(hù)不僅僅是一個事故處理與反應(yīng)裝置,同時也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的裝置。
二、繼電保護(hù)常見的障礙
電壓互感器二次電壓回路在運(yùn)行中出現(xiàn)故障是繼電保護(hù)工作中的一個薄弱環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要,pt二次回路設(shè)備不多,接線也不復(fù)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(dǎo)致的嚴(yán)重后果是保護(hù)誤動或拒動。據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),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(diǎn)接地方式異常;表現(xiàn)為二次未接地(虛接)或多點(diǎn)接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網(wǎng)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(wǎng)間產(chǎn)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(hù)裝置各相電壓上,使各相電壓產(chǎn)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(jī)械上的原因,短路則與某些習(xí)慣做法有關(guān)。在電磁型母線、變壓器保護(hù)中,為達(dá)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(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時,零序電壓較大,回路負(fù)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(hù)的經(jīng)典問題,糾其根本就是各類開斷設(shè)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(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)判別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的重要組件。作為繼電保護(hù)對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實(shí)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(yīng)原理通過鐵心耦合實(shí)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(dāng)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(yán)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(yán)重失真,嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)的正確動作。由電工基礎(chǔ)理論可知,電流互感器在嚴(yán)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(cè)。鐵心中有剩磁,且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產(chǎn)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?,二次電流幾乎?。由于電流互感器嚴(yán)重飽和,使其傳變特性變差甚至輸出為0,才導(dǎo)致了斷路器保護(hù)的拒動,引起主變壓器后備保護(hù)越級跳閘。
針對目前微機(jī)繼電保護(hù)裝置自身的特點(diǎn),造成了微機(jī)保護(hù)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(dǎo)致比較電路基準(zhǔn)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(jī)保護(hù)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(jī)保護(hù)出現(xiàn)無法給出后臺信號或是重合閘無法實(shí)現(xiàn)等現(xiàn)象,應(yīng)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(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理,在定期檢驗(yàn)時一定要按規(guī)程進(jìn)行逆變電源檢驗(yàn)。干擾和絕緣問題,微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能較差,對講機(jī)和其他無線通信設(shè)備在保護(hù)屏附近使用,會導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作。微機(jī)保護(hù)裝置的集成度高,布線緊密。長期運(yùn)行后,由于靜電作用使插件的接線焊點(diǎn)周圍聚集大量靜電塵埃,可使兩焊點(diǎn)之間形成了導(dǎo)電通道,從而引起繼電保護(hù)故障的發(fā)生。
第五節(jié)輸配電新技術(shù)發(fā)展
一、輸電技術(shù)的發(fā)展前景
輸配電技術(shù)的應(yīng)用范圍涉及輸配電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、遠(yuǎn)行和維修各個領(lǐng)域。這些技術(shù)有的是現(xiàn)有成熟技術(shù)的延伸;有的是近年研究成功,接近商業(yè)化的新技術(shù);有的則是面向未來長遠(yuǎn)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(yuǎn)距離輸電工程中占主導(dǎo)地位,在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)仍將是輸電和聯(lián)網(wǎng)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(jīng)過了試運(yùn)行,后因多種原因降壓為500kv運(yùn)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(yuǎn)距離輸電技術(shù)。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(shè)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(yuǎn)距離輸電、電網(wǎng)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(shè)中。貴州一廣東、三峽一廣東的直流輸電工程的建設(shè)業(yè)已啟動。預(yù)計端對端直流輸電在未來仍是遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)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(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓、相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)。它可以用來對系統(tǒng)的有功和無功潮流進(jìn)行靈活控制,以達(dá)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(dǎo)線數(shù)、縮短相間距離、合理排列相導(dǎo)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(jié)構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)線路“自然的補(bǔ)償”的一種線路。研究緊湊型輸電線路的主要目標(biāo)是提高線路的輸送能力,節(jié)省線路走廊。近年來國內(nèi)外研究的優(yōu)化導(dǎo)線和桿塔結(jié)構(gòu)以減少線路產(chǎn)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(dǎo)線和桿塔結(jié)構(gòu)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(dǎo)線同軸的接地金屬外殼的輸電線路,與電纜相比,其優(yōu)點(diǎn)是絕緣擊穿后可恢復(fù)、承載電流大。它可沿地面敷設(shè),也可在地下敷設(shè)。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(yīng)用。在沙特阿拉伯建設(shè)了一條總長17km的420kvgilo1997年投運(yùn)。日本中部電力公司安裝了一條275kv3.3公里的gil,1998年投運(yùn),輸電1300mw,應(yīng)用強(qiáng)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(yù)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(dǎo)輸線路。超導(dǎo)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(jié)構(gòu)和三相同管道,使磁場的影響也不大。故超導(dǎo)輸電是一種與環(huán)境協(xié)調(diào)的高效輸配電方式。ybco-123超導(dǎo)體的臨界電流密度己達(dá)l00ka/cm2的數(shù)量級。利用原來的電纜管道,安裝超導(dǎo)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(dǎo)電纜可滿足大城市供電增容的需要。目前,超導(dǎo)電纜的價格很高,冷凍系統(tǒng)的可靠性有待檢驗(yàn),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(shè)備為了實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備緊湊化、模塊化、智能化的目標(biāo),出現(xiàn)了不同電氣設(shè)備集成以及強(qiáng)電設(shè)備和弱電設(shè)備集成的傾向?,F(xiàn)在已研究出包括斷路器、隔離月-關(guān)、接地開關(guān)、電壓及電流互感器、傳感器及計算機(jī)處理器在內(nèi)的緊湊化模塊化的智能開關(guān)設(shè)備,它可以視為簡化的g工s和控制設(shè)備的集成(又稱為pass)。因?yàn)檎嫉匦?、結(jié)構(gòu)簡單,可以減少變電站投資、縮短安裝周期。由于控制、保護(hù)、通信等微電子設(shè)備與高電壓大電流主設(shè)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(shù)關(guān)鍵。目前275kv等級的pass在運(yùn)行,效果如何尚待實(shí)踐檢驗(yàn)。外國公司最近研制成功“電力發(fā)生器”(powerformer),實(shí)質(zhì)上是高壓發(fā)電機(jī)。由于電纜技術(shù)的進(jìn)步,可以用電纜來代替原來發(fā)電機(jī)定子中的矩形截面的導(dǎo)線,使電機(jī)絕緣的耐壓成數(shù)量級的提高。因此,發(fā)電機(jī)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(diǎn)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(diǎn)目前在一個水電站試運(yùn)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(chǎn)生的噪聲。變電站產(chǎn)生的噪聲主要是電氣設(shè)備機(jī)械振動噪聲,如主變壓器、電抗器的振動噪聲;油泵、風(fēng)機(jī)的噪聲、高壓斷路器跳合閘的機(jī)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(shè)備的可能產(chǎn)生的泄漏(如油、氣的泄漏)和廢棄物(廢電纜頭、廢導(dǎo)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(yán)格的管理制度;提高設(shè)備制造質(zhì)量、加強(qiáng)維護(hù),防止泄漏發(fā)生;采用無油設(shè)備;實(shí)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(shè)計時,還應(yīng)當(dāng)考慮線路和變電站可能產(chǎn)生的景觀影響,即從建筑學(xué)的角度有礙觀瞻的問題。通過線路的緊湊化:從律筑學(xué)的角度仲桿塔設(shè)計得比較美觀,與周圍的環(huán)境和諧一致。
二、配電技術(shù)展望
(一)可靠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是保證可靠供電的基礎(chǔ)。放射式配電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)施簡單、投資少,但供電可靠性比較低。多回線平行的配電網(wǎng)可提高可靠性,但保護(hù)配置較復(fù)雜。環(huán)式配電網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)式配電網(wǎng)可以進(jìn)一步提高供電可靠性,但配電設(shè)施多、保護(hù)配置比較復(fù)雜、短路電流水平高,因而造價較高,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要加以選擇。
(二)配電自動化技術(shù)。配電自動化是配電系統(tǒng)中技術(shù)更新最快的一個領(lǐng)域,其內(nèi)容通常包括:scada系統(tǒng)、饋線自動化系統(tǒng)、地理信息和設(shè)備管理系統(tǒng)gis、故障報修應(yīng)答系統(tǒng)、負(fù)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(jī)平臺上的綜合的配電自動化系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視、無功自動調(diào)節(jié)、故障隔離、設(shè)備管理、負(fù)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(zhì)量控制技術(shù)。電能質(zhì)量控制技術(shù)將成為重要的配電技術(shù)。電能質(zhì)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(zhì)量控制新技術(shù)。用戶特定質(zhì)電力技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)為用戶提供用戶特定要求質(zhì)量電能的技術(shù)。主要設(shè)備有:用于配電網(wǎng)的靜止同步補(bǔ)償器,動態(tài)電壓恢復(fù)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(zhì)電力的電能流通系統(tǒng)。它相當(dāng)于用戶附近的一個電力改質(zhì)中心。改質(zhì)中心產(chǎn)生多種品質(zhì)的電能,通過靜止開關(guān)可與高壓側(cè)配電線和低壓側(cè)配電線靈活地連接。另一方面通過連結(jié)的光纜網(wǎng),改質(zhì)中心還進(jìn)行信息處理和交換。
(四)先進(jìn)表計系統(tǒng)。先進(jìn)儀表是未來配電的重要組成部分?,F(xiàn)代電能表計系統(tǒng)除電能計量的功能外,還具有負(fù)荷調(diào)查、實(shí)時電價、電價區(qū)間指示、電能質(zhì)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(bǔ)償功等重要的功能。
(五)配電施工技術(shù)。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(jìn)行,為了盡可能減少對市政交通的影響、加快施工進(jìn)度,已經(jīng)研究出新的城市配電施工技術(shù),如電纜定向連續(xù)敷設(shè)技術(shù),地下設(shè)施探測定位技術(shù),例如“地下物體雷達(dá)定位系統(tǒng)”可在計算機(jī)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(dú)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(diào)峰、為邊遠(yuǎn)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(dāng)今的分布式電源主要是指微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池。由于公眾對輸電線路可能產(chǎn)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(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害(例如地震、暴風(fēng)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(yùn)行狀態(tài),則供電的可靠性會大大提高。對供電網(wǎng)難以達(dá)到的邊遠(yuǎn)分散用戶,分布式的電源在技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(shè)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(shè)備安全運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)對其操作控制而設(shè)置的控制、信號、監(jiān)測與繼電保護(hù)、自動裝置等一系列低壓、弱電電氣設(shè)備,通常稱為二次設(shè)備。用來表明二次設(shè)備相互聯(lián)接的電氣結(jié)線圖,稱為二次電路圖。一般有三種表達(dá)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(diǎn)是:在原理接線圖基礎(chǔ)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(dú)立的各個組成部分。這時,設(shè)備元件的不同線圈與觸點(diǎn)等,將分別繪入相應(yīng)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(diǎn)等應(yīng)用相同的文字標(biāo)注,并在展開接線圖的一側(cè)可以方便地加注文字說明,從而便于清楚地了解相應(yīng)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(diǎn)是圖中標(biāo)有相關(guān)的主電路部分,各設(shè)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(diǎn)則為:一般包括盤面布置圖、盤后接線圖和端子排接線團(tuán)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(dǎo)線等,都需按其實(shí)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(dǎo)線而是采用“相對標(biāo)志”的方法加以表示。所謂“相對標(biāo)志”法也就是在調(diào)子排(或設(shè)備元件)的每一端頭標(biāo)記出與它連接的另一端頭所接設(shè)備元件(或端子排端子號碼)的標(biāo)志。
二、控制方式
二次設(shè)備的控制方式按執(zhí)行地點(diǎn)的不同可以畫分為:
(一)就地控制:在一次電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)進(jìn)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(nèi)對變電所的一次電氣設(shè)備集中進(jìn)行控制,監(jiān)測儀表和開關(guān)位置信號、中央信號及繼電保護(hù)裝置均配置在主控室屏臺上,便于監(jiān)視和管理運(yùn)行。按實(shí)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(yuǎn)動控制(遙控):在遠(yuǎn)離變電所的調(diào)度端對變電所(執(zhí)行端)的電氣設(shè)備進(jìn)行控制。已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動化的系統(tǒng),往往同時具備距離和遠(yuǎn)動兩種控制方式。
三、控制室
牽引變電所對一次電氣設(shè)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(hù)、自動裝置等二次電氣設(shè)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(shè)在相應(yīng)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(hù)盤、中央信號盤、計量盤、自動、運(yùn)動裝置盤以及自用電盤等??刂葡到y(tǒng)在變電所內(nèi)起著神經(jīng)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(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并通過控制電路設(shè)備對一次電路設(shè)備進(jìn)行各種控制操作。其主要原則有:(1)盤面上儀表、控制、信號設(shè)備與模擬主電路的布置應(yīng)簡單明了,便于控制、監(jiān)視和維護(hù)。(2)各電氣設(shè)備之間裝設(shè)距離應(yīng)根據(jù)正面、背面所占最小位置及布線尺寸確定的標(biāo)準(zhǔn)全面考慮。(3)盤面配置應(yīng)考慮盤后兩側(cè)接線端子合理安排。(4)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)盤的布置方式,以滿足經(jīng)濟(jì)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(hù)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(hù)系統(tǒng)還有不小的差距。針對變電所安全運(yùn)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(wǎng)采用雙10/100m以太網(wǎng)配置,采用iec-60870-103以太網(wǎng)協(xié)議。主網(wǎng)的雙網(wǎng)配置完成負(fù)荷平衡及熱備用雙重功能,在雙網(wǎng)正‘常清況下,雙網(wǎng)以負(fù)荷平衡工作,一旦其中一網(wǎng)絡(luò)故障,另一網(wǎng)就完成接替全部通信負(fù)荷,保證實(shí)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(nèi)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件普遍采用c++、tcp/ip,oledb、sql、doom、activex等國際標(biāo)準(zhǔn),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(quán)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(hù)、保護(hù)設(shè)置、報表維護(hù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù);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(diào)度端,調(diào)度端可以監(jiān)視變電所的操作,必須經(jīng)申請一批準(zhǔn)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(shè)置,調(diào)度卞站和變電所都可以操作,調(diào)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(jìn)行操作。
(2)模擬操作。執(zhí)行遙控操作之前,先進(jìn)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(hù)事件或保護(hù)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(shè)置二級告警級別,即事故告警、一般異常告警、嚴(yán)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(jī)制。系統(tǒng)在線運(yùn)行時,能夠定時進(jìn)行自診斷,能夠檢測其工作狀態(tài),判斷故障內(nèi)容,指出故障的設(shè)備及插件,并使其自動退出在線運(yùn)行,以便能迅速更換;雙機(jī)系統(tǒng)中的一臺卞機(jī)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(shù)要求。
三、變電所智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)
變電所級網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)分前端攝像機(jī)、后端數(shù)字視頻顯示控制系統(tǒng)、存儲竹理與服務(wù)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(yuǎn)程監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)前端設(shè)備操作控制,實(shí)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(nèi)外場景、多路攝像頭采集的視頻圖像進(jìn)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(shè)置。
四、變電所環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)
變電所內(nèi)環(huán)境安全監(jiān)控信息通過所內(nèi)安全監(jiān)控通信單元送至安全防護(hù)卞機(jī),再送至遠(yuǎn)方監(jiān)控中心。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所內(nèi)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(guān)畫面,提示值班人員關(guān)注提示信息,并給出初步的安全判斷。
五、變電所設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)
變電所高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),綜合運(yùn)用先進(jìn)傳感器技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等,實(shí)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(shí)時數(shù)據(jù)送入變電所通信竹理系統(tǒng)。通過網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)對變電所內(nèi)電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測和診斷。
第三章接觸網(wǎng)
第一節(jié)接觸網(wǎng)零件、線索及絕緣子
一、接觸網(wǎng)零件
接觸網(wǎng)各導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與支持結(jié)構(gòu)之間、支持結(jié)構(gòu)與支柱之間的所有連接器件,統(tǒng)稱為接觸網(wǎng)零件。
(一)零件分類
接觸網(wǎng)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(fù)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(wǎng)零件在使用前,除了檢查是否符合型號、規(guī)格之外,還應(yīng)對零件進(jìn)行外觀檢查,其應(yīng)符合下列要求:
1.表面應(yīng)光潔、無裂紋、毛刺、砂眼、氣泡等缺陷。
2.零件的活動部位應(yīng)靈活,配套連接無障礙。
3.凡經(jīng)過熱鍍鋅的零件,應(yīng)鋅層均勻,無脫落、銹蝕現(xiàn)象。
4.焊接零件應(yīng)連續(xù)焊實(shí),無虛焊、假焊等現(xiàn)象。
二、線索
接觸網(wǎng)線索主要有接觸線、承力索及附加導(dǎo)線。
(一)接觸線
接觸線的功用是保證質(zhì)量良好地向電力機(jī)車供電。接觸線應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性,具備足夠的機(jī)械強(qiáng)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(dǎo)電性能,有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,耐腐蝕,施工安裝及運(yùn)營維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但耗費(fèi)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(biāo)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(dǎo)電部分,下部為鋼以保證有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性,兩種金屬采用壓接的方法構(gòu)成。鋼鋁接觸線具有機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐磨耗、造價低等優(yōu)點(diǎn)。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(dǎo)電性能相當(dāng)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(yīng)能承受較大的張力,具有較強(qiáng)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(dǎo)電性能好,抗腐蝕能力強(qiáng)。但價格較貴,機(jī)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(biāo)稱截面積,單位為mm2。
2.鋼承力索
鋼承力索的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度高,隨溫度變化小,造價低。但導(dǎo)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(diǎn)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(biāo)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(yīng)具備承受一定機(jī)械負(fù)荷的能力。絕緣子多數(shù)是瓷質(zhì)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(nèi)。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(wǎng)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(luò)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(dá)到閃絡(luò)時的最低電壓。
2.絕緣子的濕閃絡(luò)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(luò)的最低電壓。絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時,只是瓷體表面放電,而瓷體本身未受損害,閃絡(luò)消失后絕緣性能即可恢復(fù)。發(fā)生閃絡(luò)后,其絕緣性能有所下降,容易再次發(fā)生閃絡(luò)。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(luò)電壓則表示了絕緣子滿足一定防雷要求的電氣性能指標(biāo)。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(qiáng)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(yīng)用最為廣泛的支持裝置。其裝配結(jié)構(gòu)形式較多,主要有中間柱、轉(zhuǎn)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(cè)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(shè)在支柱上的腕臂底座相連接;其頂端通過套管鉸環(huán)、調(diào)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(zhuǎn)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(jié)。當(dāng)腕臂裝配受到順線路力的作用時,將沿力的方向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)腕臂底座、旋轉(zhuǎn)腕臂拉桿底座是腕臂裝配結(jié)構(gòu)與支柱之間的聯(lián)結(jié)零件,安裝時應(yīng)選擇與支柱相適應(yīng)的型號。通過調(diào)整調(diào)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(shè)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(fù)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(jié)構(gòu)高度、支柱側(cè)面限界、支柱所在位置(即直線還是曲線)等因素有關(guān)。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(yù)配
(一)材料準(zhǔn)備
根據(jù)腕臂預(yù)配表中所列零件的型號和數(shù)量,并查安裝圖,提出領(lǐng)料計劃,把材料轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)配場地,做好預(yù)配的準(zhǔn)備工作。
(二)預(yù)配
根據(jù)安裝圖裝配形式和預(yù)配表所列數(shù)據(jù),按桿號順序?qū)⒘慵M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(diào)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(biāo)明區(qū)間和支柱號碼,如果是雙腕臂則需標(biāo)明工作支和非工作以及安裝在哪一側(cè)。
(三)技術(shù)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(yīng)在同一斷面內(nèi)。
3.所有聯(lián)結(jié)件應(yīng)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(guān)節(jié)
一、錨段
為滿足供電和機(jī)械受力方面的需要,將接觸網(wǎng)分成若干一定長度且相互獨(dú)立的分段,這種獨(dú)立的分段稱為錨段。其作用是:設(shè)立錨段可以限制事故范圍。當(dāng)發(fā)生斷線或支柱折斷等事故時,由于各錨段間在機(jī)械受力上是獨(dú)立的,則使事故限制在一個錨段內(nèi),縮小了事故范圍。設(shè)立錨段便于在接觸線和承力索兩端設(shè)置補(bǔ)償裝置,以調(diào)整線索的弛度與張力。設(shè)立錨段有利于供電分段,配合開關(guān)設(shè)備,滿足供電方式的需要??蓪?shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的停電檢修作業(yè)。
二、錨段關(guān)節(jié)
兩個相鄰的錨段的斜接部分稱為錨段關(guān)節(jié)。錨段關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其工作狀態(tài)的好壞直接影響接觸網(wǎng)供電質(zhì)量和電力機(jī)車取流。電力機(jī)車通過錨段關(guān)節(jié)時,受電弓應(yīng)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(guān)節(jié)按用途可分為非絕緣錨段關(guān)節(jié)和絕緣錨段關(guān)節(jié)兩種。區(qū)別在于:非絕緣錨段關(guān)節(jié)只起機(jī)械分段作用,不進(jìn)行電分段;絕緣錨段關(guān)節(jié)起機(jī)械分段作用,又進(jìn)行電分段作用。按錨段關(guān)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(guān)節(jié)等幾種不同形式。目前,常用的是三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)、四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)和七跨或八跨電分相錨段關(guān)節(jié)。
(一)三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)
三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)的組成由兩根下錨柱和兩根轉(zhuǎn)換柱及電連接線,通過這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)錨段的銜接和過渡。三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)也是僅用作接觸懸掛在機(jī)械方面的分段,電氣方面仍然相聯(lián)結(jié)。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(guān)節(jié)內(nèi),其承力索和接觸線在兩轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)節(jié)如圖3-1所示。
圖3-1三跨錨段絕緣關(guān)節(jié)
三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)技術(shù)要求:
(1)錨段關(guān)節(jié)內(nèi),兩轉(zhuǎn)換柱間的兩條接觸線在水平面上的投影應(yīng)平行,線間的距離為100mm。在立面圖中,兩接觸線的立體交叉點(diǎn)應(yīng)在該跨距中心處。
(2)轉(zhuǎn)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(yīng)分別裝在兩轉(zhuǎn)換柱的錨柱側(cè)10m處。
(4)下錨支接觸懸掛在轉(zhuǎn)換柱水平面處改變方向時,其偏角一般不應(yīng)大于6度,困難情況下不得超過15度。
(5)兩轉(zhuǎn)換柱與錨柱間,在距轉(zhuǎn)換柱10m處應(yīng)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(shè)置三跨時,可利用兩跨錨段關(guān)節(jié)代替三跨錨段關(guān)節(jié)。但兩跨錨段關(guān)節(jié)機(jī)車運(yùn)行取流條件較差,應(yīng)盡量避免采用。
(二)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)
四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)組成由兩根錨柱、兩根轉(zhuǎn)換柱和一根中心支柱形成四個跨距。電力機(jī)車受電弓在中心支柱處實(shí)現(xiàn)兩錨段的轉(zhuǎn)換和過渡,兩錨段靠安裝在轉(zhuǎn)換支柱上的隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)電氣連接。四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)除了進(jìn)行機(jī)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(guān)節(jié)的特點(diǎn)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(guān)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(zhuǎn)換支柱的裝配形式。如圖3-2所示。
圖3-2四跨錨段絕緣關(guān)節(jié)
四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)技術(shù)要求:
(1)在兩轉(zhuǎn)換柱間,兩接觸線的投影應(yīng)保持平行,線間距離為500mm,允許誤差±50mm。
(2)在轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)節(jié)在兩轉(zhuǎn)換柱跨距中間處兩接觸線距軌面等高(為受電弓轉(zhuǎn)換點(diǎn))。
(4)非工作支接觸線和下錨支承力索在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換柱與錨柱間距轉(zhuǎn)換柱10m處,設(shè)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(guān)控制。
在四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)中,中心支柱需裝設(shè)雙腕臂,在曲線區(qū)段中心支柱和兩根轉(zhuǎn)換支柱均設(shè)置雙腕臂。
(三)八跨加輔助線電分相錨段關(guān)節(jié)
八跨加輔助線電分相錨段關(guān)節(jié)的基本結(jié)構(gòu)由兩個絕緣錨段關(guān)節(jié)其基本結(jié)構(gòu)有兩個絕緣錨段關(guān)節(jié)和一個分相(中性)錨段組成。此絕緣錨段關(guān)節(jié)采用四跨結(jié)構(gòu),兩絕緣錨段關(guān)節(jié)重疊區(qū)域有2跨。在中性區(qū)和列車行進(jìn)方向的錨段間舍友隔離開關(guān),在機(jī)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(guān)可使機(jī)車恢復(fù)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(guān)節(jié)
八跨加輔助線電分相錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn):
1、絕緣距離:在電分相的錨段關(guān)節(jié)內(nèi),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(yīng)≥450mm,施工誤差應(yīng)控制在0~500mm,各個定位點(diǎn)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(jī)車惰行通過中性區(qū),其長度應(yīng)大于單臺機(jī)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(jī)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(guān)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(yīng)符合設(shè)計要求,施工允許偏差為0~500mm。