電氣科技論文范文
隨著中國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展,電氣科技也逐漸進(jìn)入人們的視野。這是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電氣科技論文范文,僅供參考!
電氣科技論文范文篇一
電氣系統(tǒng)自動(dòng)化科技的研究及革新
摘 要:本文結(jié)合自己的工作現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn),針對(duì)全控型電力電子開關(guān)、變換器電路、交流調(diào)速控制、通用變頻器、單片機(jī)、集成電路及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展幾方面論述了電氣自動(dòng)化在電力體系中的運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化;科技;設(shè)計(jì)思想;將來發(fā)展
中圖分類號(hào):A715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 前言
文章經(jīng)過論述電氣綜合自動(dòng)化體系的性能,講述了當(dāng)下電氣自動(dòng)化掌控體系的規(guī)劃理念(以發(fā)電廠為例子),展望了將來電氣自動(dòng)化掌控體系的發(fā)展態(tài)勢(shì)。設(shè)備智能化水準(zhǔn)的提升促使對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況的精確掌控變?yōu)榭赡?,通訊科技的發(fā)展則為大容量的數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺(tái)。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,基于Pc的控制系統(tǒng)以其靈活性和易于集成的特點(diǎn)正在被更多的采納。
2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念
2.1集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控辦法優(yōu)勢(shì)是運(yùn)營(yíng)維護(hù)比較便捷,掌控站的防護(hù)準(zhǔn)求不高,系統(tǒng)規(guī)劃比較簡(jiǎn)單。但是因?yàn)榧惺降闹饕卣魇菍⑾到y(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理,處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重,處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控,伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加,投資加大,長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),?隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線,由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位,造成設(shè)備無法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜,查線不方便,大大增加了維護(hù)量,還存在由于查線或傳動(dòng)過程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線(如Lonworks總線,CAN總線等)的通訊速度不是很高,而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大,所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控,而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。
2.3現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式
目前,對(duì)于以太網(wǎng)(Ethernet)、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科技已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展,這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?,F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性,對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外,還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等,而且智能設(shè)備就地安裝,與監(jiān)控系統(tǒng)通過通信線連接,可以節(jié)省大量控制電纜,節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量,從而降低成本。另外,各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立,裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接,網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活,使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高,任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件,不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
3 探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 OPC(OIJEforProcessControl)科技
OPC(OIJEforProcessControl)科技的出現(xiàn),IEC61131的頒布,以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,使得未來的電氣科技的結(jié)合,計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn),正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。Pc客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet科技引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和,電子商務(wù)的普及將加速著這一過程。Internet/Intranet科技和多媒體科技在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù),也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控,在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)科技和視頻處理科技的應(yīng)用,將對(duì)未來的自動(dòng)化產(chǎn)品,如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。
3.2 變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著電力電子器件的更新,由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時(shí),直流傳功的變換器主要是相控整流,而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后,更多是采用PWM 變換器了。采用PWM方式后,提高了功率因數(shù),減少了高次諧波對(duì)電岡的影響,解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。
但是PWM 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上,使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。為了解決這個(gè)問題,一種方法是提高開關(guān)頻率,使之超過人耳能感受的范圍,但是電力電子器件在高電 壓大電流的情況下導(dǎo)通或關(guān)斷,開關(guān)損耗很大。開關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。 1986 年美國(guó)威斯康星大學(xué) Divan 教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上,電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)’,其開關(guān)損耗較大,限制了開關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩
過零的諧振路上,使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換,即工作在所謂的‘軟開關(guān)’狀態(tài)下,從而使開關(guān)損耗降低到零。這樣,可以使逆器尺寸減少,降低成本,還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此,諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
3.3 交流調(diào)速控制理論日漸成熟
1971年,德國(guó)學(xué)者F.Blaschke發(fā)表論文闡明了交流電機(jī)磁場(chǎng)定向即矢量控制的原理,為交流傳動(dòng)高性能控制奠定了理論基礎(chǔ)。矢量控制的基本思想是仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方式,把定子電流的磁場(chǎng)分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開來,分別加以控制。這種解耦,實(shí)際上是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類似于直流電動(dòng)機(jī)的模式,這種等效變換是借助于坐標(biāo)變換完成的。它需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈的方向,且其性能易受轉(zhuǎn)子參數(shù),特別是轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復(fù)雜性,使得實(shí)際的控制效果難于達(dá)到分析的結(jié)果。
1985 年德國(guó)魯爾大學(xué)的 Depenbrock 教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制的理論,接著 1987年又把它推 廣到弱磁調(diào)速范圍。大致來說,直接轉(zhuǎn)矩控制,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標(biāo)系下分析計(jì)算與控制電流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。采用定子磁場(chǎng)定向,借助于離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)(Band 一 Band 控制)產(chǎn)生 PWM 信號(hào),直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳控制,以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。它省掉了復(fù)雜的矢量變換與電動(dòng)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化處理,大大減少了矢量控制中控制性能參數(shù)易受參數(shù)變化影響的問題,沒有通常的 PWM 信號(hào)發(fā)生器,其控制思想新穎,控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制手段直接,信號(hào)處物理概念明確,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速,限制在一拍之內(nèi),且無超調(diào),是一種具有高靜動(dòng)態(tài)性能的新型交流調(diào)速方法。
結(jié)束語
電氣系統(tǒng)自動(dòng)化科技的研究對(duì)于水利的進(jìn)步有著非常重要的意義,只有不斷的革新電氣系統(tǒng)才能夠更好的為水利建設(shè)服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
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電氣科技論文范文篇二
試論建筑電氣節(jié)能科技
摘 要: 這幾年來,國(guó)家黨中央國(guó)務(wù)院非常關(guān)注能源節(jié)約問題,連續(xù)出臺(tái)一些節(jié)約能源的政策、相關(guān)文件,節(jié)約能源逐漸變成每一位公民的責(zé)任和義務(wù)。本文針對(duì)建筑電氣規(guī)劃中潛在的常有問題,討論電氣設(shè)計(jì)節(jié)能的有關(guān)策略。
關(guān)鍵詞:建筑電氣;節(jié)能;TT系統(tǒng);控制系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2013)
當(dāng)下全世界范圍內(nèi)都出現(xiàn)能源缺少的問題。我們國(guó)家是一個(gè)能源損耗的大國(guó),每一年都要從外國(guó)引進(jìn)大量的石油及天然氣能源等,我們國(guó)家人均能源是非常缺少的,達(dá)不到國(guó)家平均水準(zhǔn)的一半,再加上我們國(guó)家的能源利用狀況非常差,大概約為30%。我們國(guó)家建筑面積能源損耗與發(fā)達(dá)國(guó)家相比為其2--3倍,為此可以得知,節(jié)能的任務(wù)是非常巨大的。節(jié)能事業(yè)關(guān)系到科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及所需環(huán)節(jié)的能源矛盾,是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步的一個(gè)關(guān)鍵性方面。
1 建筑設(shè)計(jì)常出現(xiàn)的矛盾
1.1 TT系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)問題
大家都知道,室外照明燈具裝在室外,需要承載很多方面的因素的影響,譬如,風(fēng)吹、日曬、雨淋等, 非常容易使得使燈具受機(jī)械損傷和絕緣下降而造成事故的出現(xiàn),它暴露于公共場(chǎng)所, 又無等電位聯(lián)結(jié), 增大了電擊死亡的危險(xiǎn)性。當(dāng)采用一系統(tǒng)供電時(shí),因所有燈具的金屬外殼都是通過線互相連通的,當(dāng)某個(gè)燈具發(fā)生接地故障時(shí),其故障電壓沿線傳至其它燈具上,在戶外無等電位聯(lián)結(jié)而導(dǎo)致電擊危險(xiǎn)。故室外照明常采用竹接地系統(tǒng), 為戶外燈具專門設(shè)置接地極, 引出單獨(dú)的線接燈具的金屬外殼,以避免由線引來別處的故障電壓。許多設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)往往不進(jìn)行靈敏度校驗(yàn),低壓斷路器在線路發(fā)生接地故障時(shí)拒絕動(dòng)作時(shí)有發(fā)生,為了提高低壓斷路器的靈敏度系數(shù),所以室外照明線路在采用TT配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,應(yīng)為電源線路裝設(shè)漏電保護(hù)器作接地故障保護(hù)。
1.2 負(fù)荷計(jì)算問題
JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》,(以下簡(jiǎn)稱《民規(guī)》)3.4.2.3條規(guī)定用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少, 各臺(tái)設(shè)備容量相差懸殊時(shí), 宜采用二項(xiàng)式法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算, 一般用于支干線和配電屏箱的負(fù)荷計(jì)算。
1.3 用電設(shè)備接地問題
《民規(guī)》14.1.3條:用電設(shè)備的接地一般可區(qū)分為保護(hù)性接地和功能性接地。保護(hù)性接地又可分為接地和接零兩種型式。許多設(shè)計(jì)者在作功能性接地設(shè)計(jì)時(shí), 往往忽略接地線截面問題。例如成列配電柜PE母排接地線截面不應(yīng)小于其PE母排截面。
1.4 漏電開關(guān)極數(shù)選擇問題
漏電開關(guān)極數(shù)選定應(yīng)遵循下列原則:第一、單相220V電源供電的電氣設(shè)備應(yīng)選用二極二線式或單極二線式漏電保護(hù)器;第二、三相三線式380V電源供電的電氣設(shè)備, 應(yīng)選用三極式漏電保護(hù)器;第三、三相四線式380V電源供電的電氣設(shè)備, 或單相設(shè)備與三相設(shè)備共用的電路, 應(yīng)選用三極四線式、四極四線式漏電保護(hù)器。
1.5 住宅插座選擇問題
GB50368-2005《住宅建筑規(guī)范》第8.5.5條:住宅套內(nèi)的電源插座與照明, 應(yīng)分路配電。安裝在1.8m及以下的插座均應(yīng)采用安全型插座。許多設(shè)計(jì)者在居室設(shè)計(jì)時(shí)都采用了安全型插座, 但設(shè)在廚房的插座當(dāng)高度為108m及以下時(shí)卻采用了普通防濺型插座, 此現(xiàn)象應(yīng)引起注意。
2 電氣節(jié)能的方法
2.1 充分利用天然光源
照明節(jié)能工程中的一個(gè)較為主要的內(nèi)容是如何充分利用天然光源。隨著人們對(duì)能源和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,建筑物中如何充分利用天然光源來節(jié)約照明用電已引起廣泛重視。天然光源是取之不盡、用之不竭的能源。在照明節(jié)能的實(shí)施工程中,應(yīng)當(dāng)充分加以利用,制定建筑物的采光標(biāo)準(zhǔn),確定采光方式,將采光和照明有機(jī)地結(jié)合起來。白天盡可能地利用天然光源,使建筑物內(nèi)獲得穩(wěn)定的光照條件。同時(shí),室內(nèi)引入陽(yáng)光,既能大大節(jié)約照明能耗,亦有助于提高室內(nèi)溫度,對(duì)于降低建筑能耗也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.2 目前應(yīng)用的方法主要有:①導(dǎo)光管法。②采光擱板。③反射高窗。④ 棱鏡窗。
2.2 高效的照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
照明控制是照明設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的內(nèi)容,是照明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的一部分,與燈具、光源一樣是照明節(jié)能實(shí)施中不可缺少的。主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1) 能營(yíng)造良好的光環(huán)境。通過控制光環(huán)境來劃分空間,同一空間中可創(chuàng)造出不同的環(huán)境氛圍,體現(xiàn)了照明環(huán)境的舒適性。(2) 可節(jié)能。使用者需要時(shí)才開啟照明,盡可能減少不必要的開燈時(shí)間、數(shù)量和過高的照度,以有利于照明的節(jié)能。雖然我國(guó)現(xiàn)有的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)幾乎沒有照明控制的具體內(nèi)容,對(duì)照明控制也沒有給予應(yīng)有的重視,但工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到它的重要性。
2.3 科學(xué)合理地利用太陽(yáng)能照明技術(shù)與產(chǎn)品
其一、太陽(yáng)能是無處不有、取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽(yáng)能照明技術(shù)的開發(fā)利用,可節(jié)省資源,減少?gòu)U氣排放,減少對(duì)地球資源的使用和破壞,保護(hù)地球環(huán)境??茖W(xué)合理地利用太陽(yáng)能照明在節(jié)能、環(huán)保方面具有重大的意義。其二、 太陽(yáng)能照明技術(shù)通常利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),將入射的太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能,提供給照明負(fù)荷.
2.4 建筑電氣設(shè)備的節(jié)能
①空調(diào)系統(tǒng)。其主要內(nèi)容包括: a.冷凍水與冷卻水系統(tǒng)的優(yōu)化控制;b.冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化控制,現(xiàn)行的冰蓄冷控制技術(shù)還很不成熟,冰蓄冷控制策略仍需作深入研究,尤其是在蓄冰裝置優(yōu)先方式下的融冰策略的研究,對(duì)于提高冰蓄冷系統(tǒng)的能源利用效率,促進(jìn)冰蓄冷技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用具有決定性的意義; c.熱交換系統(tǒng)溫差與流量的優(yōu)化控制; d.變風(fēng)量系統(tǒng)等控制技術(shù)。②給排水系統(tǒng)的優(yōu)化控制。③電動(dòng)機(jī)。包括電動(dòng)機(jī)的正確選型、調(diào)速方法、基于負(fù)載檢測(cè)的臺(tái)數(shù)控制。④電梯。包括電梯的合理選型(如速度、載重量、調(diào)速方式等) 、停層計(jì)劃及群控策略。⑤電動(dòng)門窗。包括門窗的節(jié)能控制、遮陽(yáng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制等。
2.5 能源的綜合利用
2.5.1 太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)?!洞胧芬?guī)定了太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)的適用環(huán)境、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、電池技術(shù)要求、逆變器的技術(shù)指標(biāo)、控制系統(tǒng)技術(shù)要求等技術(shù)原則。(2) 冰蓄冷系統(tǒng)。提出了冰蓄冷系統(tǒng)的常用控制策略及系統(tǒng)配置。
另外,一些其他節(jié)能方法還可以利用:①減少變壓器的功率損耗,合理選擇變壓器的負(fù)載率。②減少線路能量損耗。在一個(gè)工程中,線路縱橫交錯(cuò),使用的導(dǎo)線及電纜不計(jì)其數(shù), 所以在線路上消耗的有功功率相當(dāng)大, 必須減少線路能耗。③提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。一是變壓器無功功率損耗很多, 應(yīng)考慮在一次側(cè)裝設(shè)靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償;二是目前的建筑設(shè)計(jì)絕大部分采用二次集中補(bǔ)償。④減少照明系統(tǒng)光能損失。其一,電氣設(shè)計(jì)要與建筑設(shè)計(jì)配合。其二,要合理選擇照明器具。最后是合理選擇照明的配光曲線以提高照明利用系數(shù)。
3 結(jié)束語
我們國(guó)家進(jìn)入世貿(mào)組織以后,在建筑電氣節(jié)能規(guī)劃空間上面臨很多當(dāng)面的挑戰(zhàn),由于外國(guó)的規(guī)劃單位在設(shè)計(jì)當(dāng)中非常關(guān)注環(huán)境保護(hù)及能源節(jié)約,假設(shè)我們?cè)谝?guī)劃中不注意能源節(jié)約,就有可能被淘汰。然而節(jié)電能工作關(guān)乎的范圍是比較寬泛的,從發(fā)電廠出發(fā)到線路末端的用戶都應(yīng)該高效地使用電能以減少損失。針對(duì)設(shè)計(jì)工作人員來講,是需要科學(xué)運(yùn)用器械,合理制定供電電壓等級(jí)以及運(yùn)用新原料、新科技等。建筑電氣節(jié)能規(guī)劃潛能是非常大的,應(yīng)該細(xì)心準(zhǔn)備規(guī)劃策略,挑選高效能節(jié)能設(shè)備,運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),沿用節(jié)能準(zhǔn)則有效規(guī)劃。為人們供應(yīng)健康、舒服、安全的居住環(huán)境,與此同時(shí),又能夠切實(shí)實(shí)行節(jié)能的策略,這是每一位規(guī)劃工作者需要兼顧到的問題。
參考文獻(xiàn)
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