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時(shí)間:2022-11-19 12:44:52
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇電子生產(chǎn)計(jì)劃,它們將為您的寫(xiě)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(guó)在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)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)?;a(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(lái)給制造業(yè)帶來(lái)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(lái)了重大契機(jī)。
船舶設(shè)計(jì)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型多的特點(diǎn),對(duì)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(jì)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(jì)的重要環(huán)節(jié),是設(shè)計(jì)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(chǎng)加工和生產(chǎn)。其作業(yè)過(guò)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(shí)候還要進(jìn)行紙面作業(yè),效率低下。同時(shí),每條船作業(yè)過(guò)程中都會(huì)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(kāi)發(fā),通過(guò)構(gòu)建電子作業(yè)平臺(tái),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(guó)內(nèi)很多船廠普遍采用圖紙配合清單的形式來(lái)避免錯(cuò)誤的出現(xiàn),這樣雖然有效地降低了出錯(cuò)的概率,但是直觀性不夠,相應(yīng)降低了現(xiàn)場(chǎng)加工的效率。
目前在船舶行業(yè)內(nèi),幾乎沒(méi)有對(duì)于圖紙電子化作業(yè)的研究。據(jù)了解國(guó)內(nèi)主要船廠和設(shè)計(jì)院的方法基本一致,工作圖初稿在電子平臺(tái)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(kāi)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(jì)已較為普遍,幾乎可以達(dá)到設(shè)計(jì)過(guò)程的全部電子化。由此可見(jiàn),對(duì)船舶設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)的高速發(fā)展和優(yōu)化計(jì)算方法的進(jìn)步,最優(yōu)化的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。設(shè)計(jì)、操作、工業(yè)過(guò)程、生產(chǎn)裝置分析乃至生產(chǎn)計(jì)劃之類的有關(guān)問(wèn)題,幾乎最后都?xì)w結(jié)為確定某個(gè)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(wèn)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(wèn)題稱為無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題:(2)
(二)二次開(kāi)發(fā)
Tribon模型數(shù)據(jù)抽取技術(shù)(Data Extraction)是Tribon二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),通過(guò)數(shù)據(jù)抽取能夠取得一個(gè)或多個(gè)Tribon對(duì)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(yǔ)言、部件模型對(duì)象和VITESSE。
VITESSE程序采用Python語(yǔ)言編寫(xiě),其具有語(yǔ)法表達(dá)簡(jiǎn)單,易讀易懂的特點(diǎn),同時(shí)其還具有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?,編?xiě)效率較高。TRIBON系統(tǒng)為Python編程提供了專門的接口,可對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kāi)發(fā)。
圖1 VITESSE可視化工具
(三)作業(yè)規(guī)則
生產(chǎn)設(shè)計(jì)作業(yè)所涉及的信息量較大,對(duì)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(duì)設(shè)計(jì)輸出的要求更高,包含的設(shè)計(jì)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(gè)圖面都滿足上述要求,實(shí)質(zhì)上是在花費(fèi)大量時(shí)間完成技術(shù)含量低的重復(fù)勞動(dòng)。
四、工作圖電子化開(kāi)發(fā)
經(jīng)過(guò)對(duì)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(jì)的實(shí)際作業(yè)規(guī)則,我們建立了一套相對(duì)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(duì)接,需要開(kāi)發(fā)大量的程序來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(duì)點(diǎn)、線、面進(jìn)行坐標(biāo)、角度等較為復(fù)雜的計(jì)算,且用到的頻率頗高。對(duì)此,我們考慮建立公共函數(shù),將多種類型的科學(xué)計(jì)算集成到一個(gè)模塊,方便使用和維護(hù)。
慮到在程序運(yùn)行過(guò)程中需要獲取模型信息,必然會(huì)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(duì)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(guò)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(xiě)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(duì)比了應(yīng)用程序進(jìn)行小組立圖作業(yè)的前后對(duì)比。
圖3 小組立圖作業(yè)前后對(duì)比
在出圖環(huán)節(jié),我們開(kāi)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)的快速配布,還和電子圖庫(kù)進(jìn)行對(duì)接,生成的電子圖紙可直接上傳E圖庫(kù)。
五、工作圖電子化應(yīng)用
通過(guò)推進(jìn)工作圖的作業(yè)電子化,建構(gòu)了電子作業(yè)平臺(tái),使得生產(chǎn)信息可以快速錄入,迅速應(yīng)付現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)應(yīng)。經(jīng)過(guò)一年的研究和開(kāi)發(fā),相關(guān)流程已經(jīng)在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(shí)越明顯,以NE166船實(shí)施情況和NE089比較(見(jiàn)圖4)工作圖占比下降6.1%。而在流用船作業(yè)時(shí),基本都是改正作業(yè),對(duì)流用船作業(yè)影響較大,可以判斷對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)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(shí)對(duì)比
工作圖設(shè)計(jì)過(guò)程中,引入了圖面信息的智能化處理方法,減少了設(shè)計(jì)者思考與判斷的過(guò)程,降低該作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)難度。讓設(shè)計(jì)者有更多的時(shí)間與精力關(guān)注結(jié)果,并且在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)范圍內(nèi)的給定一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的作圖方案,讓設(shè)計(jì)出圖更專業(yè)化,標(biāo)準(zhǔn)化。另外,錄入計(jì)算機(jī)的信息較手寫(xiě)字體、符號(hào)、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(jì)對(duì)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(guò)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(méi)有完善的數(shù)學(xué)模型,就會(huì)導(dǎo)致預(yù)測(cè)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(cè)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(dòng)化技術(shù)當(dāng)中得到過(guò)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(shí)。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(jì)和計(jì)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(chǎng)總線
1.2.1現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線具有將所有的線路連接起來(lái)的功能,現(xiàn)場(chǎng)總線將所有的自動(dòng)化系統(tǒng)和只能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行了連接,使得這些智能化設(shè)備能夠聽(tīng)從統(tǒng)一的號(hào)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(dòng)化和智能化。線路總線基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù),使得系統(tǒng)的單回路調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場(chǎng)變送器、現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(chǎng)總線控制系統(tǒng)
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)能夠在化工生產(chǎn)和電氣自動(dòng)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(duì)于任何一個(gè)商家來(lái)說(shuō)都是應(yīng)當(dāng)精打細(xì)算的,只有注重每一個(gè)細(xì)節(jié),才能夠使得企業(yè)不斷的變得強(qiáng)大起來(lái)?,F(xiàn)場(chǎng)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越趨向于國(guó)際化,因?yàn)槲覈?guó)目前的電氣化發(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(kāi)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(gè)二十一世紀(jì)當(dāng)中,更多的事業(yè)都趨向于信息化和國(guó)際化。自從研發(fā)出了電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工廠當(dāng)中的應(yīng)用,對(duì)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(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過(guò)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行和應(yīng)用可以加快我國(guó)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(guó)與其他國(guó)家之間差距的一個(gè)保障之一,只有促進(jìn)全國(guó)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(kāi)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(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)?!碧粕介_(kāi)元副總經(jīng)理高貴明的話道出公司下一個(gè)30年的發(fā)展方向。
從焊接自動(dòng)化說(shuō)起
1984年是唐山開(kāi)元躋身焊接領(lǐng)域的開(kāi)端。這一年,唐山開(kāi)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(guó)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(dòng)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(guó)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(kāi)元集團(tuán)。
“隨著實(shí)力不斷增強(qiáng),到1997年,唐山開(kāi)元已經(jīng)能夠?yàn)榧译婎I(lǐng)域提供半自動(dòng)焊接線?!备哔F明回憶說(shuō),“十年后的2007年,我們攻下了自動(dòng)焊接線?!?/p>
據(jù)《電器》記者了解,截至2015年1月,開(kāi)元集團(tuán)已經(jīng)成長(zhǎng)為以唐山開(kāi)元電器為核心的企業(yè),旗下?lián)碛刑粕介_(kāi)元自動(dòng)焊接裝備有限公司、唐山開(kāi)元機(jī)器人系統(tǒng)有限公司、唐山開(kāi)元焊接自動(dòng)化技術(shù)研究所、唐山開(kāi)元機(jī)械制造有限公司、唐山開(kāi)元特種焊接設(shè)備有限公司、唐山開(kāi)元阻焊設(shè)備有限公司、株洲開(kāi)元自動(dòng)焊接裝備有限公司、唐山開(kāi)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(kāi)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(guó)際化焊接產(chǎn)業(yè)集團(tuán)。
“目前,開(kāi)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(kāi)元可以根據(jù)客戶的需求,為其提供生產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(dòng)化
“家電企業(yè)對(duì)自動(dòng)焊接技術(shù)的需求可以追溯到1999年,唐山開(kāi)元最早的合作對(duì)象是海爾。”在高貴明看來(lái),中國(guó)家電制造業(yè)無(wú)論在過(guò)去還是未來(lái),都是唐山開(kāi)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(guó)制造業(yè)正在逐漸喪失人口紅利,家電行業(yè)也難逃這個(gè)規(guī)律。近年來(lái),家電行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐加快,自動(dòng)化無(wú)疑是擺在企業(yè)面前的重要課題之一。”高貴明坦言,“通過(guò)與家電企業(yè)多年來(lái)的接觸,我們發(fā)現(xiàn),最初家電企業(yè)對(duì)自動(dòng)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(wú)故停產(chǎn)的時(shí)間?!?/p>
據(jù)了解,目前家電行業(yè)對(duì)于自動(dòng)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)。“近幾年,家電行業(yè)的自動(dòng)化水平有了較大提升,企業(yè)經(jīng)營(yíng)者對(duì)于生產(chǎn)自動(dòng)化的關(guān)注度持續(xù)提升,新建工廠的自動(dòng)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(dòng)化乃至生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域的難題。自動(dòng)化能夠給家電企業(yè)帶來(lái)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(kāi)箱不良率,甚至可以增強(qiáng)企業(yè)面對(duì)消費(fèi)者時(shí)的自信心?!彼f(shuō)。
“自動(dòng)化為企業(yè)創(chuàng)造的利潤(rùn),或者說(shuō)為企業(yè)節(jié)省的成本是非常直觀的。”高貴明表示,由于制造業(yè)需求增大,唐山開(kāi)元目前處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。《電器》記者在唐山開(kāi)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?cè)O(shè)計(jì)的生產(chǎn)線,會(huì)首先在這里進(jìn)行安裝調(diào)試,然后才會(huì)交給客戶?!敝旖疸~坦言,需求的激增,讓唐山開(kāi)元的車間場(chǎng)地和技術(shù)人員都非常緊張,幾乎是完成一個(gè)項(xiàng)目就進(jìn)入下一個(gè)項(xiàng)目。
專注焊接自動(dòng)化
[中圖分類號(hào)]F127 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-6623(2011)06-0073-04
[作者簡(jiǎn)介]汪淼(1981―),湖南益陽(yáng)人,深圳市福田區(qū)審計(jì)局,會(huì)計(jì)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(xiàng)目審計(jì)中心主任,博士,高級(jí)工程師,研究方向:工程管理。
深圳經(jīng)過(guò)30多年的改革開(kāi)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(dòng)電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)對(duì)帶動(dòng)深圳市整個(gè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的升級(jí)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(zhǎng)
深圳作為我國(guó)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(zhǎng)18.4個(gè)百分點(diǎn),占深圳市工業(yè)增加值的45.6%;2009年,雖然其增長(zhǎng)率較2008年低5.8個(gè)百分點(diǎn),但仍然保持了12.6%的增長(zhǎng)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重逐漸攀升。據(jù)統(tǒng)計(jì),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(zhǎng),到2010年總產(chǎn)值突破3000億元大關(guān),年增長(zhǎng)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(yíng)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(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)長(zhǎng)。
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(chǎng)需求的不同,各個(gè)時(shí)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(chǎng)主導(dǎo)地位。而消費(fèi)類電子產(chǎn)品需求相對(duì)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(zhǎng)。
3. 產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力提升。近年來(lái),深圳科技活動(dòng)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(dòng)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(shí),電子信息專利申請(qǐng)量也逐年攀升,2009年中興通訊國(guó)際公開(kāi)專利達(dá)502件,其增長(zhǎng)幅度居全球企業(yè)第一;中興通訊的手機(jī)專利在國(guó)內(nèi)通信領(lǐng)域排名第一;華為國(guó)際公開(kāi)專利申請(qǐng)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(guó)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(guó)家集成電路設(shè)計(jì)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(gè)工業(yè)園區(qū),到2015年,園區(qū)內(nèi)將完善各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施和配套設(shè)施;同時(shí)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(shí)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(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向價(jià)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(wèn)題
(一)電子信息產(chǎn)業(yè)鏈有待升級(jí)優(yōu)化
產(chǎn)業(yè)鏈既反映一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展特征,同時(shí)也對(duì)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(wèn)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(gè)數(shù)龐大,但以中小企業(yè)居多,同質(zhì)性高,易造成過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)。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(jì)77家,與歐美等國(guó)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(lái)料加工為主,從事簡(jiǎn)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(gè)大企業(yè)。2009年華為技術(shù)有限公司的主營(yíng)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(guó)電子信息百?gòu)?qiáng)企業(yè)榜首。
2. 產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈處于電子信息產(chǎn)業(yè)全球價(jià)值鏈的低端。深圳市是我國(guó)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(jià)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(guó)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?cè)谏钲谑须娮有畔a(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(duì)外依存度較大
深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)對(duì)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(guó)際市場(chǎng)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(duì)主導(dǎo)地位。深圳口岸2010年的統(tǒng)計(jì)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(duì)主導(dǎo)地位。第二,深圳市電子信息產(chǎn)品對(duì)國(guó)際市場(chǎng)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(lái)自于海外市場(chǎng)。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(guó)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(gè)企業(yè),其研發(fā)能力相對(duì)國(guó)際超大型跨國(guó)公司仍然較弱,且缺少擁有自主知識(shí)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(jí)人才缺乏
隨著深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的逐步升級(jí)發(fā)展,產(chǎn)業(yè)對(duì)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(jì)數(shù)據(jù)顯示,深圳市對(duì)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(jì)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(jí)的建議
(一)整合產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)
1. 整合同類型中小型企業(yè)。推動(dòng)同質(zhì)性零散中小型企業(yè)的整合,集中優(yōu)勢(shì)力量,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)在某幾個(gè)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(jià)值鏈的最低端,產(chǎn)品附加值低。一個(gè)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(guò)細(xì)、競(jìng)爭(zhēng)過(guò)度、產(chǎn)能分散。通過(guò)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(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)可以根據(jù)自身整合后的實(shí)力,集中優(yōu)勢(shì)力量,專注于部分生產(chǎn)環(huán)節(jié),重點(diǎn)突破,在全球價(jià)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(jí)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(lái)國(guó)家區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求和趨勢(shì),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(shì)。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(guó)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(huì),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(duì)加快轉(zhuǎn)移低附加值生產(chǎn)環(huán)節(jié),為轉(zhuǎn)型升級(jí)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(jí)化。所謂去初級(jí)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(jì)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(yíng)銷等所有環(huán)節(jié),這就必然使得企業(yè)無(wú)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(yíng)重心轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)、品牌經(jīng)營(yíng)、營(yíng)銷服務(wù)等環(huán)節(jié),促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)鏈條的升級(jí)。
3. 加快發(fā)展生產(chǎn)業(yè),推動(dòng)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(dòng)。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(shí)應(yīng)加強(qiáng)本地服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與港、澳、臺(tái)以及內(nèi)地之間的聯(lián)系,瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng),使本地服務(wù)體系與國(guó)際服務(wù)網(wǎng)絡(luò)接軌,從而與港、澳、臺(tái)、內(nèi)地以及國(guó)際市場(chǎng)之間形成一個(gè)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(jí)營(yíng)造了一個(gè)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(dòng)電子信息產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)
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(lè)等第三產(chǎn)業(yè)不發(fā)達(dá),商場(chǎng)、醫(yī)院、活動(dòng)廣場(chǎng)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(wèn)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(duì)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(chǎng)、活動(dòng)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(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)體系、行業(yè)市場(chǎng)分析平臺(tái)、技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)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(duì)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(tái)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(shí),應(yīng)選擇技術(shù)水平高、附加值高,市場(chǎng)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(shí),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(shí)政府也加大對(duì)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(guó)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(dòng)創(chuàng)新,營(yíng)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(duì)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(duì)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(shì),重點(diǎn)發(fā)展半導(dǎo)體、集成電路、數(shù)字視聽(tīng)、通信、新型平板顯示器、第三代移動(dòng)通信、計(jì)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(dòng)深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)的升級(jí)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(duì)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(guó)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(kāi)展與世界發(fā)達(dá)科技園區(qū)的人才合作計(jì)劃,利用國(guó)際資源培養(yǎng)國(guó)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(guó)際化,充分利用國(guó)際人才市場(chǎng);第三,重視對(duì)高技術(shù)人才的吸引與保留,建立基于公司整體利潤(rùn)貢獻(xiàn)率的員工績(jī)效獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,為員工創(chuàng)造一個(gè)自由、輕松的工作環(huán)境。
(五)充分利用國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng),在保有國(guó)際市場(chǎng)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(duì)外依存度較大,在國(guó)際市場(chǎng)上所占份額較大,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)沒(méi)有得到充分開(kāi)發(fā)。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,對(duì)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(chǎng)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(shì),壯大自身的發(fā)展,減小世界市場(chǎng)變動(dòng)所帶來(lái)的不利影響。因此,深圳市電子信息產(chǎn)業(yè)在擴(kuò)大國(guó)際市場(chǎng)份額的同時(shí),應(yīng)該重視國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。
[參考文獻(xiàn)]
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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(kāi)展電力生產(chǎn)項(xiàng)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(xiàng)目上,重點(diǎn)技改現(xiàn)有的生產(chǎn)項(xiàng)目。電力生產(chǎn)項(xiàng)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(zhǎng),對(duì)此加強(qiáng)投資計(jì)劃管理的研究,有著現(xiàn)實(shí)的意義?;陔娏ιa(chǎn)項(xiàng)目,建設(shè)投資計(jì)劃管理體系,以加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)成本的管控,提升項(xiàng)目效益。
1問(wèn)題提出的依據(jù)
生產(chǎn)管理項(xiàng)目的構(gòu)成,主要包括項(xiàng)目規(guī)劃、立項(xiàng)、實(shí)施、驗(yàn)收四部分。項(xiàng)目管理的主要階段是項(xiàng)目規(guī)劃與立項(xiàng)。項(xiàng)目規(guī)劃是為生產(chǎn)項(xiàng)目的整體發(fā)展與走向,提供基本方向,并且明確生產(chǎn)項(xiàng)目具體落實(shí)的各項(xiàng)內(nèi)容??梢哉f(shuō)項(xiàng)目規(guī)劃是前提基礎(chǔ),直接影響著后期生產(chǎn)管理項(xiàng)目的整體運(yùn)營(yíng)。就電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃的實(shí)際情況來(lái)看,電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃階段,還存在著諸多歷史問(wèn)題,包括技改研究深度問(wèn)題與立項(xiàng)申報(bào)相關(guān)問(wèn)題等,基于此提出電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理綜合分析。
2電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系基本思路
2.1體系研究思路
電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系構(gòu)建:①需要基于生產(chǎn)項(xiàng)目,做好項(xiàng)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(xiàng)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(shí)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(xiàng)目,則需要做好項(xiàng)目可行性分析工作,同時(shí)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(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理綜合分析,可以采取工程造價(jià)法與統(tǒng)計(jì)Fenix等方法,具體內(nèi)容如下:①工程造價(jià)法。確定電力生產(chǎn)項(xiàng)目基價(jià)時(shí),要基于電網(wǎng)改造以及檢修工程的相關(guān)規(guī)定,來(lái)作為預(yù)算定額研究的理論支撐,同時(shí)還需要結(jié)合本區(qū)域的綜合調(diào)整系統(tǒng),來(lái)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(xiàng)目,此方法和工程造價(jià)法較為相似,不過(guò)在造價(jià)方面,存在著差異。蒙特卡洛模擬法分析樣本,進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)算確定,主要是通過(guò)模擬與置信區(qū)間實(shí)現(xiàn)。③統(tǒng)計(jì)Fenix法。此方法主要是研究項(xiàng)目物資價(jià)差對(duì)生產(chǎn)項(xiàng)目預(yù)算的影響,通過(guò)分析近年來(lái)電網(wǎng)企業(yè)人力物資等價(jià)格變化幅度,做擬合分析。并利用基價(jià)調(diào)整系數(shù)以及綜合價(jià)等,來(lái)分析編制年差價(jià),進(jìn)而明確影響情況。④層次分析法。此方法主要是用來(lái)選擇項(xiàng)目,通過(guò)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(xiàng)目準(zhǔn)入的必要指標(biāo)因素[1]。
3電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系的構(gòu)建
3.1做好前期規(guī)劃
電力企業(yè)開(kāi)展生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃時(shí),需要做好前期規(guī)劃工作,合理的命名生產(chǎn)項(xiàng)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(xiàng)目,其屬于新建項(xiàng)目,基于項(xiàng)目特征,將其定義為此名稱?;陔娏π枨?,項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括:避雷器工程建設(shè),共計(jì)8208m2;高壓試驗(yàn)站,共計(jì)900m2;研發(fā)中心5050m2;裝配廠房,共計(jì)6095m2。項(xiàng)目總投資為12500萬(wàn)元。在進(jìn)行命名的過(guò)程中,要根據(jù)建設(shè)的主要內(nèi)容,綜合考慮項(xiàng)目規(guī)劃相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),來(lái)確定項(xiàng)目名稱。電力生產(chǎn)的過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備故障或者運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等,將不能進(jìn)行生產(chǎn)[2]。
3.2項(xiàng)目成本規(guī)劃
3.2.1分析項(xiàng)目規(guī)劃結(jié)構(gòu)在對(duì)電力生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行成本規(guī)劃的過(guò)程中,要結(jié)合電力生產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際內(nèi)容以及項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)來(lái)確定。同時(shí)需要對(duì)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(xiàng)目規(guī)劃,要充分的考慮項(xiàng)目費(fèi)用成本問(wèn)題?;陔娏ιa(chǎn)項(xiàng)目的具體內(nèi)容,做好生產(chǎn)項(xiàng)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(xiàng)目規(guī)劃中,構(gòu)建管理體系,明確人員的項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)責(zé)任。3.2.2評(píng)估項(xiàng)目預(yù)算就現(xiàn)階段我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的實(shí)際來(lái)看,部分電力企業(yè)對(duì)于電力生產(chǎn)項(xiàng)目的資金管理,缺乏著科學(xué)的認(rèn)識(shí),難以做好資金管理工作,使得電力生產(chǎn)項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中,受到資金投入的制約,難以有效的落實(shí)。未來(lái)對(duì)電力生產(chǎn)項(xiàng)目,進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管?;诖耍瑒t需要做好生產(chǎn)項(xiàng)目?jī)r(jià)值與預(yù)算評(píng)估工作,明確電力生產(chǎn)項(xiàng)目的成本以及資源信息,深入的剖析電力生產(chǎn)項(xiàng)目。在進(jìn)行電力生產(chǎn)項(xiàng)目估算的過(guò)程中,要采取適當(dāng)?shù)墓浪惴?,同時(shí)需要考慮項(xiàng)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(yíng)的過(guò)程中發(fā)生成本變動(dòng)問(wèn)題。3.2.3項(xiàng)目投資計(jì)劃通常情況下電力生產(chǎn)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng),多分為各個(gè)階段,每各階段項(xiàng)目規(guī)劃的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)等均不同,因此項(xiàng)目投資計(jì)劃管理的要求也不同,為了確保各階段資金支持,確保項(xiàng)目能夠順利進(jìn)行,則需要做好項(xiàng)目成本計(jì)劃。電力生產(chǎn)項(xiàng)目投資計(jì)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(jì)劃中,充分的考慮電力生產(chǎn)項(xiàng)目管理成本以及收益等問(wèn)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(xiàng)目投資計(jì)劃體系。除此之外,還需要結(jié)合電力生產(chǎn)項(xiàng)目的特征,對(duì)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要的設(shè)備與材料等,進(jìn)行成本計(jì)算,以確保生產(chǎn)項(xiàng)目投資計(jì)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(xiàng)目投資計(jì)劃管理的全面落實(shí),需要加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)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(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中,則需要采取有效的管理手段,來(lái)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(xiàng)目成本,控制在項(xiàng)目預(yù)算范圍內(nèi)。通過(guò)不斷地減少成本數(shù)據(jù)誤差,來(lái)完成成本管理體系。除此之外,在進(jìn)行電力生產(chǎn)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中,要不斷地創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù),及時(shí)做好生產(chǎn)設(shè)備更新與維護(hù)工作,以提高項(xiàng)目生產(chǎn)水平,加強(qiáng)對(duì)成本的管控,不斷完善電力生產(chǎn)項(xiàng)目投資計(jì)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(xiàng)目體系
為了能夠全面的管控電力生產(chǎn)項(xiàng)目投資成本,則需要在生產(chǎn)的過(guò)程中,不斷地完善生產(chǎn)項(xiàng)目體系,采用評(píng)分制,對(duì)項(xiàng)目各階段進(jìn)行評(píng)估。采取層次分析法,對(duì)生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分。評(píng)估內(nèi)容,主要包括項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)情況,以及電氣設(shè)備檢修情況等。評(píng)分指標(biāo)如表1所示,基于電力項(xiàng)目評(píng)估情況,做好項(xiàng)目體系完善工作[4]。
4電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系運(yùn)行建議
構(gòu)建電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系,主要是為了能夠促進(jìn)電力生產(chǎn)項(xiàng)目的有效落實(shí),對(duì)此需要做好項(xiàng)目執(zhí)行工作,基于項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況,及時(shí)做好成本管控。明確電力生產(chǎn)項(xiàng)目人員的管理職責(zé),做好項(xiàng)目成本管理內(nèi)容與職責(zé)的劃分,將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人頭上。電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系的運(yùn)行,要做好項(xiàng)目信息公開(kāi)工作,實(shí)行規(guī)范化管理,及時(shí)做好項(xiàng)目成本信息數(shù)據(jù)收集工作,加強(qiáng)對(duì)電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃以及投資計(jì)劃的管理。按照相關(guān)規(guī)定,做好項(xiàng)目立項(xiàng)以及申報(bào)等工作,以確保項(xiàng)目管理效率。除此之外,在生產(chǎn)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中,要及時(shí)做好體系完善工作,以充分發(fā)揮項(xiàng)目管理體系的成本管控作用,確保生產(chǎn)項(xiàng)目能夠全面的落實(shí),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)項(xiàng)目建設(shè)效益最大化[5]。
5結(jié)束語(yǔ)
電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃以及投資計(jì)劃管理工作的有效落實(shí),構(gòu)建電力生產(chǎn)項(xiàng)目規(guī)劃和投資計(jì)劃管理體系,有著積極的作用。在進(jìn)行體系構(gòu)建的過(guò)程中,需要做好項(xiàng)目分析工作,加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目成本的預(yù)算,確保項(xiàng)目預(yù)算的準(zhǔn)確性,在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中,則需要做好成本管控工作,以確保項(xiàng)目的高效落實(shí)。
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電氣自動(dòng)化技術(shù)正以蓬勃的發(fā)展趨勢(shì)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(dòng)化技術(shù)不僅能夠取代大量的勞動(dòng)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(guò)程中開(kāi)展計(jì)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(chǎng)總線生產(chǎn)技術(shù)的嘗試。
1 化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化的技術(shù)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題
我國(guó)在化工領(lǐng)域電氣自動(dòng)化技術(shù)起步較晚,過(guò)去的生產(chǎn)過(guò)程中,大部分的工作都是由人工操作完成,電氣自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)歷了一段時(shí)間的發(fā)展后,逐漸向自動(dòng)化的生產(chǎn)模式過(guò)渡,而且自動(dòng)化水平得到了提高。化工產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,隨著本世紀(jì)以來(lái)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,帶動(dòng)了我國(guó)化工行業(yè)的自動(dòng)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(dòng)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(guó)有著大量具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)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(guó)東西部發(fā)展不平衡,因此在化工生產(chǎn)過(guò)程中,我們不能忽略地區(qū)生產(chǎn)的差異性。例如,在我國(guó)的廣州地區(qū),全自動(dòng)化的生產(chǎn)線已經(jīng)運(yùn)用到了巴斯夫跨國(guó)企業(yè)的化工原料生產(chǎn)中,自動(dòng)化程度較高;遠(yuǎn)負(fù)盛名的青島啤酒生產(chǎn)過(guò)程中也引入了自動(dòng)化的裝罐系統(tǒng)。但是在我國(guó)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(guò)程以人工操作為主,需要較大的勞動(dòng)力投入,而且生產(chǎn)效率低下,形成了化工企業(yè)自動(dòng)化技術(shù)使用情況不一的現(xiàn)象。
其次,在我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū)所使用的自動(dòng)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(guó)化工生產(chǎn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)是十分困難的,由于技術(shù)不匹配所導(dǎo)致的問(wèn)題是多樣化的,對(duì)于這方面的技術(shù),我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。
再者,我國(guó)的電氣自動(dòng)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(dòng)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(guó)化工生產(chǎn)中自動(dòng)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(guó)化工生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。部分企業(yè)引入了國(guó)外價(jià)格昂貴的自動(dòng)化控制技術(shù),但是使用過(guò)程中沒(méi)有對(duì)根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要對(duì)軟件做出及時(shí)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(dòng)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(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的全面自動(dòng)化控制,通過(guò)自動(dòng)化裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的全面電腦控制,包括自動(dòng)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(lái)確保生產(chǎn)過(guò)程的安全性。自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)是由多臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、計(jì)算機(jī)以及其他輔助設(shè)備等組成的,計(jì)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(guò)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(guò)程的重要任務(wù),一旦出現(xiàn)問(wèn)題,能夠馬上發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決。監(jiān)控是保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)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(shí)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(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控系統(tǒng)、通信平臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、計(jì)量測(cè)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(bào)警系統(tǒng)將會(huì)被啟動(dòng),由報(bào)警器發(fā)出故障警報(bào),無(wú)線接收主機(jī)收到信號(hào)后,控制電腦將其轉(zhuǎn)化為信號(hào)傳送至管理平臺(tái),管理人員可通過(guò)顯示設(shè)備遠(yuǎn)程觀測(cè)到系統(tǒng)的運(yùn)行情況,對(duì)發(fā)生的問(wèn)題作出及時(shí)的處理。
2.3 高效節(jié)能
采用電氣自動(dòng)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(shí)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少勞動(dòng)力的投入。自動(dòng)化生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)全面化的能源管理,通過(guò)過(guò)程監(jiān)控,監(jiān)測(cè)能源的發(fā)生和使用過(guò)程,同時(shí)對(duì)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(shí)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(jì)要點(diǎn)
由于化工生產(chǎn)過(guò)程具有易燃、易爆的特點(diǎn),所以對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guò)程的安全性。
3.1 防火性設(shè)計(jì)
化工產(chǎn)品多為易燃易爆品,所以在電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)的要求,科學(xué)設(shè)計(jì)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。化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)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(jì)時(shí)要科學(xué)布置線路的走向,盡量避開(kāi)油污較多以及具有危險(xiǎn)性的地方,保障走向的安全。
3.1.2 線路密度?;どa(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的熱,如果線路布局密度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)磁力效應(yīng),給生產(chǎn)帶來(lái)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(jì)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(huì)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(jì)時(shí)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(shí)有助于延長(zhǎng)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(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
4.1 先進(jìn)的控制
化工生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)學(xué)模型的建立是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,若自動(dòng)化控制時(shí)傳統(tǒng)的控制方法無(wú)法滿足生產(chǎn)要求,則要采用先進(jìn)的控制方法,來(lái)推斷和預(yù)測(cè)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(lái)表示化工生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)輸入變量和輸出變量加以控制。進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集時(shí),為了避免現(xiàn)場(chǎng)噪音的干擾,確保數(shù)據(jù)的可靠性,對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理。有些變量數(shù)值在數(shù)據(jù)采集時(shí)測(cè)量不到,這時(shí)就需要實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控計(jì)算。
4.2 現(xiàn)場(chǎng)總線
現(xiàn)場(chǎng)總線是以計(jì)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(chǎng)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(chǎng)總線技術(shù)可大大節(jié)約自動(dòng)化生產(chǎn)的后期經(jīng)費(fèi),并實(shí)時(shí)掌握和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),使管理人員及時(shí)了解自動(dòng)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)連接自動(dòng)化系統(tǒng)和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)總線是化工生產(chǎn)中自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì),具有節(jié)省成本、降低工作強(qiáng)度、簡(jiǎn)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(guò)程序終端接口的統(tǒng)一化方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)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(guò)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(lái),進(jìn)行有效的溝通,使得各個(gè)環(huán)節(jié)的通訊故障得到有效的解決。
5 結(jié)束語(yǔ)
電氣自動(dòng)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(huì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展,化工生產(chǎn)中,電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用適應(yīng)了社會(huì)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(dòng)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(dòng)化 實(shí)踐 工業(yè)生產(chǎn)
1 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)概述
1.1 電氣自動(dòng)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(lái)越迅速,自動(dòng)化技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛,對(duì)于當(dāng)前的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)而言,電氣自動(dòng)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(dòng)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(shì),許多企業(yè)使用先進(jìn)的自動(dòng)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(lái)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(dòng)化已經(jīng)是工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo),通過(guò)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)可以減少人員犯錯(cuò)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(dòng)化的基本特征
和傳統(tǒng)的技術(shù)方法相比,電氣自動(dòng)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(kāi)來(lái),具體而言,它具有四個(gè)比較顯著的特點(diǎn):第一,電氣自動(dòng)化控制技術(shù)具有最好的準(zhǔn)確性和快速性,全自動(dòng)化的操作模式使得主觀錯(cuò)誤較少,主要靠機(jī)器的自動(dòng)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(dòng)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(shì),它與其它系統(tǒng)也可以兼容,通過(guò)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(dòng)化控制技術(shù)操作上更加簡(jiǎn)單快捷,在最短的時(shí)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(dòng)化控制技術(shù)通過(guò)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(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著計(jì)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(dòng)化控制技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,在許多領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛,當(dāng)前電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中表現(xiàn)為三個(gè)方面:首先,電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是當(dāng)前大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(dòng)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(dòng)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(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的深化發(fā)展。因此,電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的大發(fā)展促進(jìn)了整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,給世界范圍帶來(lái)了巨大的發(fā)展。
2 電氣工程的設(shè)計(jì)原則
2.1 供電設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)
為了不斷提高電能的使用效率,電力工程在設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)時(shí),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(guó)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)階段,一般是對(duì)于選擇系數(shù)進(jìn)行,比如說(shuō)選擇合理性好的應(yīng)對(duì)負(fù)荷。在具體的實(shí)施過(guò)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(dòng)化的應(yīng)用分析
當(dāng)前電氣自動(dòng)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(dòng)化對(duì)工業(yè)控制平臺(tái)進(jìn)行掌握,在計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域也應(yīng)用廣泛,大大的提高了我國(guó)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(wèn)題,而通過(guò)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(guò)控制技術(shù)的實(shí)施,可以對(duì)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,對(duì)于控制的水平進(jìn)行推斷,具有明顯的預(yù)測(cè)和控制雙重功能。另外,對(duì)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(guò)計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、加工、分析、傳輸?shù)鹊炔僮?,?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(guò)智能化的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)操作的規(guī)范和監(jiān)督。
3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用
為了解決在系統(tǒng)信息傳遞過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)總線是必不可少的通信系統(tǒng),它將自動(dòng)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(chǎng)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(méi)有的完善性和全面性,具體而言,現(xiàn)場(chǎng)總線具有如下優(yōu)勢(shì):它更加智能化和數(shù)字化,功能更強(qiáng),開(kāi)放性更大,是工業(yè)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)。另外,現(xiàn)場(chǎng)總線使用簡(jiǎn)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(chǎng)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(duì)于企業(yè)最大化利潤(rùn)的目標(biāo)也是很有利的。當(dāng)然,從我國(guó)實(shí)際情況來(lái)看,現(xiàn)場(chǎng)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。
參考文獻(xiàn)
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整個(gè)控制系統(tǒng)由八個(gè)移動(dòng)平臺(tái)模塊和一個(gè)主控平臺(tái)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(cè)單元;(7)分揀單元與廢料單元;(8)升降電梯及疊層倉(cāng)庫(kù)單元。
控制系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)由一個(gè)主控平臺(tái)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(gè)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(tái)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(gè)單元的電氣系統(tǒng)控制由八個(gè)移動(dòng)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)還包括自動(dòng)厚動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)/停止、急停按鈕和電源插座和指示燈,模擬和集中檢測(cè)單元還擴(kuò)展了模擬量輸入模塊,模擬量輸出模塊;移動(dòng)平臺(tái)還對(duì)輸入和輸出的狀態(tài)進(jìn)行了U、D顯示。
每個(gè)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(hào)包括移動(dòng)控制平臺(tái)的旋鈕、開(kāi)關(guān)和急停信號(hào)以及該單元機(jī)械本體的各種傳感器信號(hào)和起限位和超程、位置檢測(cè)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)等,另一類就是通過(guò)PROFIBUS總線通訊的上位機(jī)有關(guān)變量信號(hào);每個(gè)單元的PLC輸出大多是繼電器輸出形式,對(duì)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(dòng),但對(duì)負(fù)載比較重的各種機(jī)械手的運(yùn)動(dòng),有正、反轉(zhuǎn)控制需要的電機(jī)等電路設(shè)計(jì)由PLC輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器再驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。
3項(xiàng)目設(shè)計(jì)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(dòng)化的物料傳輸和裝配為對(duì)象,體現(xiàn)了常用的控制方法、機(jī)械傳動(dòng)原理的應(yīng)用、驅(qū)動(dòng)裝置的選擇、各個(gè)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(jì)基礎(chǔ)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)與控制、機(jī)電一體化技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)、過(guò)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(jiàn)機(jī)械零件的設(shè)計(jì)、測(cè)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(jì)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(dòng)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(guò)程;使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)熟悉現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程,快速適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn),對(duì)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(dòng)原理、氣壓傳動(dòng)與控制、電氣傳動(dòng)與控制、組態(tài)與計(jì)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(guò)有關(guān)傳感器、光電編碼器、光柵尺位置檢測(cè)裝置,滿足自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用;靜音壓縮機(jī)、空氣過(guò)濾和減壓控制閥、單向截流閥、雙作用氣缸、無(wú)桿氣缸、擺動(dòng)氣缸和真空發(fā)生器,滿足了氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。
4 PROFIBUS總線應(yīng)用通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中西門子PROFIBUS總線和STEP'/WIN32編程軟件的長(zhǎng)期使用,通過(guò)在該教學(xué)生產(chǎn)線上的長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐,使我們對(duì)PROFIBUs總線應(yīng)用有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
(1)PROFIBUS總線實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和中央控制器之間的雙向、高速和實(shí)時(shí)通訊,編程簡(jiǎn)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(jiǎn)單,只需采用一根通訊線就可以將8個(gè)從站和一個(gè)變頻器連接起來(lái),硬件組態(tài)簡(jiǎn)單,在設(shè)備安裝和調(diào)試過(guò)程中,大大減少了接線的工作量,同時(shí)使設(shè)備運(yùn)行更加可靠,提高了整個(gè)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(guò)PROFIBUS總線將各自的狀態(tài)和檢測(cè)單元的信息告訴到相關(guān)單元,信息傳送速度快,準(zhǔn)確無(wú)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(tái)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(guó)家機(jī)械部定點(diǎn)生產(chǎn)汽車、拖拉機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)修理機(jī)床、機(jī)具的專業(yè)技術(shù)廠家,是“中國(guó)汽車保修設(shè)備協(xié)會(huì)”常務(wù)理事,“中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)”理事,是集成為科研開(kāi)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(gè)品種21個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品,暢銷全國(guó)二十九個(gè)省市和世界四十多個(gè)國(guó)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(dòng)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(guò)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)來(lái)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(guò)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(gè)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(lái)。電氣自動(dòng)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(dòng)化實(shí)訓(xùn)教室完成。同時(shí),利用學(xué)院人才技術(shù)等優(yōu)勢(shì),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(huì)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)負(fù)責(zé)人與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)教研室對(duì)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(duì)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(dòng)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(duì)應(yīng)的電氣產(chǎn)品來(lái)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(shí)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(guò)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),使課本上抽象的理論知識(shí)通過(guò)實(shí)踐掌握。
(二)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的開(kāi)展
根據(jù)人才培養(yǎng)方案,電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)學(xué)生在校的實(shí)訓(xùn)由4個(gè)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(shí),主要進(jìn)行基本技能訓(xùn)練;第二、三次實(shí)訓(xùn)時(shí),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(jí)維修電工職業(yè)資格證書(shū)。具體教學(xué)時(shí)通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng),項(xiàng)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(chǎng)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(píng)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(duì)協(xié)作分析、解決問(wèn)題,主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)、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(guò)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(guò)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(tái)的正常運(yùn)行。
在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過(guò)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(lái)承擔(dān)學(xué)生的指導(dǎo)教師,協(xié)助學(xué)校共同完成對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)任務(wù),對(duì)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(chǎng)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(tái)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(duì)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(wèn)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(lái)就業(yè)時(shí)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(tái)的建設(shè), 對(duì)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(shí)和節(jié)約意識(shí)
由于生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過(guò)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(guò)程。西安專用機(jī)床廠是通過(guò)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(dòng)效率;守時(shí)制度、質(zhì)量意識(shí)、安全文明生產(chǎn)意識(shí)。尤其是電氣作業(yè)人員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和一絲不茍、樂(lè)于奉獻(xiàn)的作風(fēng),同時(shí)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(dòng)化技術(shù)專業(yè)多年來(lái)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(guò)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(shí)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(xiàng)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(jí)維修電工職業(yè)資格證書(shū)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(jí)維修電工通過(guò)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(píng)。連年來(lái)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(chǎng)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(gè)重要環(huán)節(jié),是大學(xué)生擇業(yè)就業(yè)之前接觸社會(huì)、了解社會(huì)的一次重要機(jī)會(huì)。
②通過(guò)專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識(shí)電力生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程,了解電氣工程及其自動(dòng)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(shí),為專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定感性認(rèn)識(shí),形成對(duì)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(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)和開(kāi)拓意識(shí)。
③通過(guò)有組織的開(kāi)放性專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)。培養(yǎng)大學(xué)生自主管理、社會(huì)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(shí)將所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)際工作緊密聯(lián)系,鞏固已學(xué)的理論知識(shí),積累一定的實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)和管理知識(shí),培養(yǎng)運(yùn)用理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,注重知識(shí)創(chuàng)新和能力培養(yǎng),為適應(yīng)社會(huì)工作和生活打下堅(jiān)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(shí)間安排與主要實(shí)踐過(guò)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(shí)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(huì)。
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(guó)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(jiàn)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(huì)…………………………………………………………34
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………36
第一章電力系統(tǒng)
第一節(jié)我國(guó)電力工業(yè)的主特點(diǎn)及其發(fā)展
一、我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
“十五”期間我國(guó)發(fā)電量由13685億千瓦時(shí)增至24975億千瓦時(shí),年均增長(zhǎng)12.8%;發(fā)電裝機(jī)容量由31932萬(wàn)千瓦增至51718萬(wàn)千瓦,年均增長(zhǎng)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(guó)gdp及用電量增長(zhǎng)情況
XX年XX年XX年XX年XX年XX年
全國(guó)gdp增長(zhǎng)率(%)7.389.110.19.910.9
全國(guó)用電量(萬(wàn)億千瓦時(shí))1.471.641.892.182.482.82
用電量增長(zhǎng)率(%)9.011.615.415.1813.5914.0
全國(guó)裝機(jī)容量(億千瓦)3.383.573.804.425.176.22
資料來(lái)源:《中國(guó)電力統(tǒng)計(jì)年鑒》,中國(guó)電力出版社
二、我國(guó)電力工業(yè)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
1、電力需求和裝機(jī)容量持續(xù)、快速增長(zhǎng)。近年來(lái),我國(guó)電力需求增長(zhǎng)迅猛。盡管電力工業(yè)保持了2位數(shù)的增長(zhǎng)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(zhǎng)和技術(shù)條件的限制,今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)發(fā)電一次能源仍將主要依賴煤炭和水能??砷_(kāi)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(chǔ)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(guò)1000km。
3、實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)和跨國(guó)聯(lián)網(wǎng)。電網(wǎng)龐大、復(fù)雜。目前,我國(guó)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(guò)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(guó)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(wàn)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(wàn)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(wàn)伏級(jí)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(guó)家電網(wǎng),形成世界上最大規(guī)模的遠(yuǎn)距離輸電(通過(guò)特高壓交直流電網(wǎng)傳送的容量可能超過(guò)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(guó)家(容量在1gw以上的直流輸電工程有20多個(gè),比世界上此類規(guī)模的直流輸電工程總和還多);形成國(guó)家、大區(qū)和省三級(jí)電力市場(chǎng);按國(guó)家、大區(qū)、省、地(市)、縣五級(jí)調(diào)度。
4、自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)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(dòng)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(gè)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(jì)。
6、我國(guó)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(yáng)能等可再生能源發(fā)電,加快發(fā)展電網(wǎng)。同時(shí),堅(jiān)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(jí),提高關(guān)鍵設(shè)備制造和供應(yīng)能力。
三、2020年我國(guó)電源結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)想
根據(jù)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的狀況,我國(guó)電源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)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(gè)百分點(diǎn),平均每年下降0.5個(gè)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(jì)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(wàn)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(gè)百分點(diǎn),電量比重的17.8%下降1.8個(gè)百分點(diǎn)。但水電開(kāi)發(fā)率已由XX年裝機(jī)開(kāi)發(fā)率的21%提高到2020的53%,電量開(kāi)發(fā)率相當(dāng)由12.6%提高到36%,都超過(guò)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(wàn)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(gè)百分點(diǎn),使電源結(jié)構(gòu)有所改善。我國(guó)核電起步不晚,發(fā)展緩慢。XX年只有210萬(wàn)kw,到XX年末為370萬(wàn)kw。在2020年以內(nèi)建設(shè)的4000萬(wàn)kw核電站,在技術(shù)路線上建議原則上仍堅(jiān)持以原定的100萬(wàn)級(jí)壓水堆的路線,并充分吸取國(guó)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(guó)產(chǎn)化率的條件下,通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定,并用以批量建設(shè)100萬(wàn)級(jí)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(guó)產(chǎn)化的重要條件之一,是使我國(guó)核電”既安全,又經(jīng)濟(jì)”的可行路線。與此同時(shí),還要在核電技術(shù)上加強(qiáng)開(kāi)發(fā)研究,跟蹤國(guó)際的先進(jìn)技術(shù),努力發(fā)展有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代堆型的核電,爭(zhēng)取在20年內(nèi)建設(shè)示范堆型,為20年后批量過(guò)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(wàn)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(gè)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(wàn)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(yáng)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(guó)家的動(dòng)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(wèn)題.水電只能通過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)。首先在一個(gè)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(jiǎn)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(lái)的整體,叫做動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)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(jí)電壓等級(jí)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(guó)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(jì)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(jiǎn)要圖例
根據(jù)電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)方式,又分為開(kāi)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(kāi)式電力網(wǎng);凡用戶至少可以從兩個(gè)或更多方向同時(shí)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(jí)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(cè)量?jī)x表、線路器材和用電負(fù)荷設(shè)備(如電動(dòng)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埽岳陔娔艿暮侠磔斔?、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(shí)要注意:①二次側(cè)不得開(kāi)路,不允許裝設(shè)開(kāi)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(shí)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(kāi)式熔斷器和負(fù)荷型跌開(kāi)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(guò)載和短路保護(hù),有插入式(rc型)、螺旋式(rl型)、無(wú)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(wú)限流特性兩種。
4、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備主要有高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。高壓斷路器的作用是斷開(kāi)或接通負(fù)荷,故障時(shí)斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置,可以通斷一定的負(fù)荷電流和過(guò)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(kāi)關(guān)設(shè)備主要有低壓斷路器、低壓熔斷器、低壓刀開(kāi)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(guò)負(fù)荷、欠壓或失壓時(shí)自動(dòng)跳閘的電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備,低壓斷路器有萬(wàn)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(dòng)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(lái)的雷電過(guò)電壓或內(nèi)部過(guò)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(chǎng)安裝。按電壓高低可分為高壓成套配電裝置(也稱高壓開(kāi)關(guān)柜)和低壓成套配電裝置(低壓配電屏和配電箱)。高壓開(kāi)關(guān)柜有固定式和移開(kāi)式兩大類。固定式高壓開(kāi)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(dòng)的臺(tái)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(chǎng)所。新型固定式高壓開(kāi)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(kāi)關(guān)柜)和kgn系列(交流金屬鎧裝固定式高壓開(kāi)關(guān)柜)等。手車式高壓開(kāi)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(dòng)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(jià)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(chǎng)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(jiǎn)單,價(jià)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力中心(pc)和電動(dòng)機(jī)控制中心(mcc)的配電和控制裝置。動(dòng)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(duì)用電設(shè)備的最后一級(jí)控制和保護(hù)設(shè)備,分別用于動(dòng)力配電、控制和照明、小型動(dòng)力線路的控制、過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。
第四節(jié)繼電保護(hù)的作用及常見(jiàn)故障
隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù),通訊技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、測(cè)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(shí)越來(lái)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(lái)說(shuō)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(lái)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(shí),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(shí)從電力系統(tǒng)中斷開(kāi),以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對(duì)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(duì)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(wú)經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號(hào),以便值班人員進(jìn)行處理,或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)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(shí)動(dòng)作。
3.對(duì)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(gè)事故處理與反應(yīng)裝置,同時(shí)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(jiàn)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(gè)薄弱環(huán)節(jié)。作為繼電保護(hù)測(cè)量設(shè)備的起始點(diǎn),電壓互感器對(duì)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(jiàn)。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(dòng)或拒動(dòng)。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(gè)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(dòng)或誤動(dòng)。pt開(kāi)口三角電壓回路異常;pt開(kāi)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(kāi)口三角回路阻抗。當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時(shí),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(guò)熱后絕緣破壞發(fā)生短路。短路持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)燒斷線圈,使pt開(kāi)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(guò)。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(wèn)題,糾其根本就是各類開(kāi)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(duì)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(shí),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(guò)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(lì)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(dòng)作。由電工基礎(chǔ)理論可知,電流互感器在嚴(yán)重飽和時(shí),其一次電流中的直流分量很大,使其波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)。鐵心中有剩磁,且剩磁方向與勵(lì)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(gè)周期就飽和了。于是,一次電流全部變?yōu)閯?lì)磁電流,二次電流幾乎為0。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(dòng),引起主變壓器后備保護(hù)越級(jí)跳閘。
針對(duì)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(wèn)題,比如電源輸出功率的不足會(huì)造成輸出電壓下降,若電壓下降過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致比較電路基準(zhǔn)值的變化,充電電路時(shí)間變短等一系列問(wèn)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(shí)有出口繼電器、信號(hào)繼電器、重動(dòng)繼電器等相繼動(dòng)作,要求電源輸出有足夠的功率。如果現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故時(shí),微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)無(wú)法給出后臺(tái)信號(hào)或是重合閘無(wú)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(duì)逆變電源應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理,在定期檢驗(yàn)時(shí)一定要按規(guī)程進(jìn)行逆變電源檢驗(yàn)。干擾和絕緣問(wèn)題,微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能較差,對(duì)講機(jī)和其他無(wú)線通信設(shè)備在保護(hù)屏附近使用,會(huì)導(dǎo)致一些邏輯元件誤動(dòng)作。微機(jī)保護(hù)裝置的集成度高,布線緊密。長(zhǎng)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(jì)、施工、遠(yuǎn)行和維修各個(gè)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(lái)長(zhǎng)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(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)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(jí))。前蘇聯(lián)建成了900km的1150kv特高壓輸電線路并經(jīng)過(guò)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(duì)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(gè)直流輸電工程,10項(xiàng)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(guó)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(dòng)。預(yù)計(jì)端對(duì)端直流輸電在未來(lái)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(duì)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(lái)對(duì)系統(tǒng)的有功和無(wú)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(shì)。
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(lái)國(guó)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(chǎng)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(dòng)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(chǎng)合得到應(yīng)用。在沙特阿拉伯建設(shè)了一條總長(zhǎng)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(lái),由于架空輸電線路的造價(jià)日增,輸電線路走廊的獲得越來(lái)越困難,氣體絕緣的輸電線的研究和開(kāi)發(fā)受到重視。據(jù)預(yù)測(cè),對(duì)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(jìng)爭(zhēng)。
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(chǎng)影響很小。電纜的同軸結(jié)構(gòu)和三相同管道,使磁場(chǎng)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(jí)。利用原來(lái)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(lái)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(jià)格很高,冷凍系統(tǒng)的可靠性有待檢驗(yàn),用于長(zhǎng)距離輸電工程的前景尚不明朗。
(五)變電站發(fā)展趨勢(shì)
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(kāi)關(guān)、電壓及電流互感器、傳感器及計(jì)算機(jī)處理器在內(nèi)的緊湊化模塊化的智能開(kāi)關(guān)設(shè)備,它可以視為簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jí)的pass在運(yùn)行,效果如何尚待實(shí)踐檢驗(yàn)。外國(guó)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(lái)代替原來(lái)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(jí)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(jiǎn)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(gè)水電站試運(yùn)行。
2.與環(huán)境友好的變電站變電站對(duì)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(dòng)噪聲,如主變壓器、電抗器的振動(dòng)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(duì)周圍環(huán)境的影響,日益受到重視。許多國(guó)家制定了對(duì)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(wú)油設(shè)備;實(shí)施廢棄物回收和再生等另外,減少變電站對(duì)景觀的影響也提到議事日程。在輸配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),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(wèn)題。通過(guò)線路的緊湊化:從律筑學(xué)的角度仲桿塔設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(jià)較高,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要加以選擇。
(二)配電自動(dòng)化技術(shù)。配電自動(dòng)化是配電系統(tǒng)中技術(shù)更新最快的一個(gè)領(lǐng)域,其內(nèi)容通常包括:scada系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)、地理信息和設(shè)備管理系統(tǒng)gis、故障報(bào)修應(yīng)答系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、自動(dòng)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(lái)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是:發(fā)展建立在開(kāi)放式計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的綜合的配電自動(dòng)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(wú)功自動(dòng)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(shí),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(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求,還需要對(duì)各種瞬態(tài)的波動(dòng)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(dòng)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(gè)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(guò)靜止開(kāi)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(guò)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(jì)系統(tǒng)。先進(jìn)儀表是未來(lái)配電的重要組成部分?,F(xiàn)代電能表計(jì)系統(tǒng)除電能計(jì)量的功能外,還具有負(fù)荷調(diào)查、實(shí)時(shí)電價(jià)、電價(jià)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(wèn)、自診斷及警報(bào)、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(cuò)、交通繁忙的市區(qū)進(jìn)行,為了盡可能減少對(duì)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(cè)定位技術(shù),例如“地下物體雷達(dá)定位系統(tǒng)”可在計(jì)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(duì)輸電線路可能產(chǎn)生的電磁影響的憂慮,開(kāi)辟新的線路走廊越來(lái)越困難。此外,由于電力市場(chǎng)自由化減低電價(jià)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(jìng)爭(zhēng)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(zhēng))情況下維持重要用戶的供電。如何確保一些重要的集會(huì)和慶典供電安全常是困擾電力部門的一個(gè)重要問(wèn)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(huì)大大提高。對(duì)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(jìng)爭(zhēng)力。此外,發(fā)展電動(dòng)車的電源是研究發(fā)展分布式的電源的重要推動(dòng)力
第二章?tīng)恳冸娝?/p>
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(duì)其操作控制而設(shè)置的控制、信號(hào)、監(jiān)測(cè)與繼電保護(hù)、自動(dòng)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(lái)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(kāi)接線圖(即是展開(kāi)式原理圖)以及③是安裝接線圖。如圖2-1所示的展開(kāi)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(duì)獨(dú)立的各個(gè)組成部分。這時(shí),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(shí)各部件的動(dòng)作次序,自上而下、由左至右地排列成行。對(duì)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(kāi)接線圖的一側(cè)可以方便地加注文字說(shuō)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(kāi)接線圖
對(duì)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(duì)所包括的交流電壓回路、交流電流回路和直流控制、信號(hào)電路等各組成部分都一并畫(huà)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(duì)繼電器、表計(jì)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(lái)。圖中不畫(huà)出連接導(dǎo)線而是采用“相對(duì)標(biāo)志”的方法加以表示。所謂“相對(duì)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(hào)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(huà)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(hào)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(duì)變電所的一次電氣設(shè)備集中進(jìn)行控制,監(jiān)測(cè)儀表和開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、中央信號(hào)及繼電保護(hù)裝置均配置在主控室屏臺(tái)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(duì)一的分別控制方式和一對(duì)多的集中選控方式。
(三)遠(yuǎn)動(dòng)控制(遙控):在遠(yuǎn)離變電所的調(diào)度端對(duì)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(dòng)化的系統(tǒng),往往同時(shí)具備距離和遠(yuǎn)動(dòng)兩種控制方式。
三、控制室
牽引變電所對(duì)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(hào)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)、自動(dòng)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(hào)盤、計(jì)量盤、自動(dòng)、運(yùn)動(dòng)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(jì)、信號(hào)等的指示來(lái)監(jiān)視、判斷變電所電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),并通過(guò)控制電路設(shè)備對(duì)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(hào)設(shè)備與模擬主電路的布置應(yīng)簡(jiǎn)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(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)等,但均為分立系統(tǒng),各司其職,相互之間沒(méi)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(duì)變電所安全運(yùn)行的問(wèn)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(shí)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(dòng)化系統(tǒng)
日前國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件普遍采用c++、tcp/ip,oledb、sql、doom、activex等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),具有很好的開(kāi)放性。針對(duì)變電所綜合自動(dòng)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(duì)變電所監(jiān)控系統(tǒng)的操作、監(jiān)護(hù)、保護(hù)設(shè)置、報(bào)表維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù);對(duì)于較高的安全要求,在變電所操作時(shí)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(qǐng)一批準(zhǔn)的環(huán)節(jié),操作才能被執(zhí)行。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(jí)更高。同時(shí),一方操作會(huì)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(bào)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(dòng)化系統(tǒng)的告警模塊依據(jù)事先定義的信息確定告警級(jí)別。設(shè)置二級(jí)告警級(jí)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(dòng)告警。
(4)系統(tǒng)安全機(jī)制。系統(tǒng)在線運(yùn)行時(shí),能夠定時(shí)進(jìn)行自診斷,能夠檢測(cè)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(dòng)退出在線運(yùn)行,以便能迅速更換;雙機(jī)系統(tǒng)中的一臺(tái)卞機(jī)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)切換至另一臺(tái)的時(shí)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(jí)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(chǔ)竹理與服務(wù)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)。主要由3部分組成:圖像采集子系統(tǒng)、信號(hào)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(hào)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(duì)系統(tǒng)前端設(shè)備操作控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)前端信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)傳輸系統(tǒng)故障判斷報(bào)警等功能。該系統(tǒng)可對(duì)大范圍、多種室內(nèi)外場(chǎng)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(dòng)化系統(tǒng)、環(huán)境安全系統(tǒng)形成聯(lián)動(dòng),通過(guò)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(guò)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(dòng),監(jiān)控模塊出現(xiàn)異常時(shí),均能及時(shí)給出現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)和綜合報(bào)警信號(hào),反映在安防工作站上,及時(shí)給出報(bào)警信息,并推出相關(guān)畫(huà)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(cè)系統(tǒng)
變電所高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)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(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集的就地?cái)?shù)字化和智能化,并由現(xiàn)場(chǎng)總線將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入變電所通信竹理系統(tǒng)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信還可以把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集送至安全監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所內(nèi)電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)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(hào)、規(guī)格之外,還應(yīng)對(duì)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(wú)裂紋、毛刺、砂眼、氣泡等缺陷。
2.零件的活動(dòng)部位應(yīng)靈活,配套連接無(wú)障礙。
3.凡經(jīng)過(guò)熱鍍鋅的零件,應(yīng)鋅層均勻,無(wú)脫落、銹蝕現(xiàn)象。
4.焊接零件應(yīng)連續(xù)焊實(shí),無(wú)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(guó)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(yíng)維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但耗費(fèi)大量銅材,價(jià)格較高。銅接觸線可分為tcg-110、tcg-100、tcg85等型號(hào)。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(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但施工、維修困難,鋼鋁處易開(kāi)裂,抗腐蝕能力差等。鋼鋁接觸線分為215glca100和173glca80兩種型號(hào),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(guò)吊弦將接觸線懸吊起來(lái),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(guó)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(jià)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(hào)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(jià)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(hào):lxgj)其缺點(diǎn)得到了一定改善。鋼承力索常用型號(hào)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(duì)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(zhǎng)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(shí),施加電壓使其表面達(dá)到閃絡(luò)時(shí)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(shí),使其閃絡(luò)的最低電壓。絕緣子發(fā)生閃絡(luò)時(shí),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(shí)間的增長(zhǎng),其絕緣強(qiáng)度會(huì)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(kāi)長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(shí),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(shí)應(yīng)選擇與支柱相適應(yīng)的型號(hào)。通過(guò)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(jì)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(gè)別地方也有用槽鋼、角鋼制成的。腕臂的長(zhǎng)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(hào)和數(shù)量,并查安裝圖,提出領(lǐng)料計(jì)劃,把材料轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)配場(chǎng)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(hào)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(hào)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(xiàng)
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(kāi)口銷掰開(kāi)角度不小于60°,開(kāi)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(zhǎng)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(shí),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(gè)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(kāi)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(gè)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(guò)錨段關(guān)節(jié)時(shí),受電弓應(yīng)能平滑、安全地由一個(gè)錨段過(guò)渡到另一個(gè)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(zhǎng)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(guò)這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)錨段的銜接和過(guò)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(shí)用電連接線將工作支和非工作支連接起來(lái),保證電流通過(guò)。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(guò)渡。過(guò)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(shí),其偏角一般不應(yīng)大于6度,困難情況下不得超過(guò)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(wú)法設(shè)置三跨時(shí),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(gè)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(guò)渡,兩錨段靠安裝在轉(zhuǎn)換支柱上的隔離開(kāi)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(chǎng)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(gè)錨段過(guò)渡到另一個(gè)錨段時(shí),過(guò)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(gè)錨段的電路連通或斷開(kāi)由隔離開(kāi)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(gè)絕緣錨段關(guān)節(jié)其基本結(jié)構(gòu)有兩個(gè)絕緣錨段關(guān)節(jié)和一個(gè)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(kāi)關(guān),在機(jī)車停于無(wú)電區(qū)且和來(lái)車方向錨段間滿足絕緣條件時(shí),通過(guò)閉合隔離開(kāi)關(guān)可使機(jī)車恢復(fù)供電開(kāi)出無(wú)電區(qū)。中性錨段不帶電,也不接地,列車通過(guò)時(shí)起到過(guò)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(gè)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(zhǎng)度為35m,機(jī)車惰行通過(guò)中性區(qū),其長(zhǎng)度應(yīng)大于單臺(tái)機(jī)車升雙弓取流時(shí)的受電弓間距(一般不大于26m)。為了滿足重聯(lián)機(jī)車通過(guò)要求,35m中性區(qū)長(zhǎng)度不足時(shí),可以采用九跨式電分相(兩個(gè)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(gè)過(guò)渡區(qū))的長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,施工允許偏差為0~500mm。