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21世紀(jì)需要更多高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。但是,我國大學(xué)培養(yǎng)的工程技術(shù)人才無論是在質(zhì)量上還是在數(shù)量上相差甚遠(yuǎn)[1]。根據(jù)瑞士出版的國際競爭力年度分析報告《洛桑年鑒》數(shù)據(jù)顯示[2]:合格工程師可獲得程度的評價中[13],中國始終處于被評的近50個國家和地區(qū)中的最后三位[3]。造成這樣局面的原因是多方面的,但大學(xué)培養(yǎng)人才的目標(biāo)不明確,工程訓(xùn)練不足,所開設(shè)的課程及內(nèi)容與社會需求脫節(jié)是其更深層次原因。目前,中國大多數(shù)高校開設(shè)的工程類課程跟實(shí)際工程需求脫節(jié),教學(xué)內(nèi)容老化,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于現(xiàn)代科技與工程發(fā)展,在教育方法、目標(biāo)和理念上滯后[4]。綜上所述,工程教育在大學(xué)階段應(yīng)該從課程設(shè)置、課程內(nèi)容到教學(xué)方法、手段和理念等各方面去適應(yīng)社會對工程技術(shù)人員的需求[5]。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程理論性與實(shí)踐性密切聯(lián)系、工程實(shí)用性強(qiáng)是該課程最大的特點(diǎn)[6]。針對學(xué)校卓越工程師計(jì)劃對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)這門工科課程的任務(wù)要求,本課程做出相適應(yīng)的課程創(chuàng)新與教學(xué)改革,以幫助學(xué)生掌握有關(guān)繼電保護(hù)方面的基本理論、基本知識和技能以及相關(guān)工程知識,同時培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際工程問題的能力;為后期的學(xué)習(xí)和應(yīng)用更深、更多的專業(yè)知識和實(shí)用工程技能打好基礎(chǔ)[7]。
一、“卓越工程師”目標(biāo)下的課程教學(xué)理念
“卓越工程師”目標(biāo)對學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力和對新技術(shù)的認(rèn)識和接受能力等從工程角度提出要求[8];同時,對老師的教學(xué)也提出新的要求和挑戰(zhàn)。因此,在卓越工程師目標(biāo)下的繼電保護(hù)課程教學(xué)理念,應(yīng)以工程項(xiàng)目為載體,在傳播基本知識的同時,更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和動手能力[8];力求達(dá)到學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),能在掌握理論知識的同時,其動手能力得到提高,并形成工程思維模式。從而從原來的簡單知識習(xí)得轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生得到工程能力鍛煉和動手能力的提高;以此發(fā)揮學(xué)生的能動性、自主性和創(chuàng)造性。教師應(yīng)該有意識無意思地將工程思想貫穿于整個教學(xué)過程中[6]。
二、“卓越工程師”目標(biāo)下培養(yǎng)方案和課程大綱修訂
“卓越工程師”目標(biāo)下培養(yǎng)方案強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程能力[9],面向卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃,過去的培養(yǎng)方案和課程大綱在一定程度上已不適用。我校在實(shí)施“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃之初對相關(guān)的專業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱進(jìn)行了再次修訂[6]。
新修訂的電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的目標(biāo)為:強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)具備一定的創(chuàng)新能力、動手能力。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中,要求具有一定的探索精神,并具備一定的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α>哂幸欢ǖ募夹g(shù)開發(fā)能力和接受新知識和新技術(shù)的能力。總結(jié)起來就是突出能力和工程思想。畢業(yè)生能夠在電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)等行業(yè)從事電力電子技術(shù)、自動化測試與控制、機(jī)電控制和新能源與節(jié)能技術(shù)等相關(guān)運(yùn)行、管理和維護(hù)等工程技術(shù)相關(guān)工作。根據(jù)新的培養(yǎng)方案,繼電保護(hù)課程的教學(xué)大綱也作出了調(diào)整[6]。調(diào)整后的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程具體培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
從上表1可以看出,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是建立在對“卓越工程師”目標(biāo)下培養(yǎng)方案的綜合分析基礎(chǔ)之上;其主要培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括工程技術(shù)知識與推理、工程素質(zhì)、工程能力等。由此可知繼電保護(hù)課程教學(xué)大綱與卓越工程師目標(biāo)是吻合的。
三、“卓越工程師”目標(biāo)下“繼?!闭n程教學(xué)改革
我校電氣工程及其自動化是四川省2013年批準(zhǔn)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的試點(diǎn)專業(yè),繼電保護(hù)作為該專業(yè)的核心必修課程,本課程進(jìn)行了課改。卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)是“以實(shí)際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和素養(yǎng)”[4],本次教改抓住這條主線;增加了課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時數(shù),以此手段提高學(xué)生的動手能力。改革了考核方式,由原來的單純的試卷筆試成績作為主要成績,改為增加了實(shí)驗(yàn)成績的比重。
1.“卓越工程師”目標(biāo)下課程理論教學(xué)改革
繼電保護(hù)課程理論教學(xué)主要是進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)知識的傳遞與工程思想的培養(yǎng)[10]。從原理上來講,各種繼電保護(hù)設(shè)備和設(shè)施,它們都有比較測量、邏輯判斷、執(zhí)行輸出等環(huán)節(jié),只是采用的手段和方法有所區(qū)別;因此本課程的課堂理論教學(xué)主要內(nèi)容側(cè)重于將各種保護(hù)基本原理講解清楚,讓學(xué)生從機(jī)理上理解繼電保護(hù)。在工程思想的培養(yǎng)方面,可以是在講某種保護(hù)具體原理時穿插實(shí)際工程應(yīng)用;也可以通過課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)等其他相關(guān)環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的有關(guān)工程素養(yǎng)和工程應(yīng)用能力[11]。
在繼電保護(hù)課程理論教學(xué)的過程中,還可以通過開展簡短的學(xué)術(shù)研討和調(diào)查報告活動,來促進(jìn)學(xué)生主動地了解繼電保護(hù)的前沿動態(tài)知識,以此培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。其具體形式上可以在課前或課后給學(xué)生五分鐘以內(nèi)的時間,讓某一學(xué)生在做好資料文獻(xiàn)查閱的準(zhǔn)備工作前提下就繼電保護(hù)某前沿動態(tài)給全班同學(xué)做講解分享,對于那些在此工作做得好的同學(xué)可以在平時考核成績上有所獎勵。經(jīng)過幾屆學(xué)生的實(shí)踐表明,此方法能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
2.“卓越工程師”目標(biāo)下課程實(shí)踐教學(xué)改革
“卓越工程師”目標(biāo)下課程實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的核心思想是提高學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和工程素養(yǎng)。鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和綜合學(xué)習(xí)。
“卓越工程師”目標(biāo)下的繼電保護(hù)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由原來的部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)全部改為綜合研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過本課程的綜合研究設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和工程素質(zhì)。
在繼電保護(hù)課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過程中,實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,試驗(yàn)中搭建平臺過程,到實(shí)驗(yàn)后期的數(shù)據(jù)處理均由學(xué)生獨(dú)立完成,教師只起引導(dǎo)作用。學(xué)生的動手能力和工程素養(yǎng)得到提高。
3.“卓越工程師”目標(biāo)下課程考核方式改革
“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程是電氣工程及其自動化專業(yè)一門核心課程,在“卓越工程師”目標(biāo)下課程既要求掌握大量的理論知識,又要求能有較強(qiáng)的動手能力。本課程從多個方面對課程教學(xué)考核進(jìn)行改革,以轉(zhuǎn)變觀念為先導(dǎo),樹立以工程能力為導(dǎo)向、以能力和素質(zhì)考核為中心的考試觀念,突出能力本位。
考核方法改革將以往以測試記憶為主的知識性考試轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ虒?shí)踐為主的工程能力和工程素質(zhì)考核。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和課程性質(zhì)采用了多元化的考核評價方法。除期末的閉卷筆試外,還采用大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)平臺上現(xiàn)場實(shí)際操作等幾種方式綜合運(yùn)用的考核方法。降低了期末的閉卷筆試成績比重。
關(guān)鍵詞:微機(jī)繼電保護(hù);數(shù)據(jù)算法;仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
中圖分類號:TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)09-0218-03
繼電保護(hù)是電氣類專業(yè)的重要課程,也是理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程。以微機(jī)形式實(shí)現(xiàn)的繼電保護(hù),由于具有靈活性好、穩(wěn)定性優(yōu)、集成度高等優(yōu)點(diǎn)而成為當(dāng)代繼電保護(hù)的主流,當(dāng)前電力工程實(shí)踐基本都采用微機(jī)繼電保護(hù)裝置。因此在本科教學(xué)階段開展微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn),對培養(yǎng)學(xué)生理論與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合的能力以及盡快適應(yīng)現(xiàn)場工作都很重要。而微機(jī)繼電保護(hù)除了涉及繼電保護(hù)知識外還包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號處理、微控制器、網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容,需考慮多個知識點(diǎn)的綜合,且保護(hù)功能主要以軟件算法方式實(shí)現(xiàn),比較抽象。因此如何有效地組織實(shí)驗(yàn)教學(xué),特別是我國普通高校面向本科生的微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué),普遍存在著實(shí)驗(yàn)方法和手段不夠完善等問題。多數(shù)高校只是開設(shè)了部分演示性實(shí)驗(yàn),或是在定型的微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)定值設(shè)置等操作的實(shí)驗(yàn),不能夠開設(shè)各種微機(jī)保護(hù)算法及參數(shù)調(diào)整的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。我們知道,微機(jī)保護(hù)采用的軟件算法是微機(jī)繼電保護(hù)的核心,軟件算法的優(yōu)劣直接決定了微機(jī)繼電保護(hù)裝置的選擇性、靈敏性和可靠性,因此如果微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)不能夠進(jìn)行軟件算法測試,則實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與期待的教學(xué)目標(biāo)相比會有較大的差距。
為了豐富繼電保護(hù)算法實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握微機(jī)繼電保護(hù)的算法設(shè)計(jì),我們采用NI公司的圖形化LabVIEW軟件,結(jié)合USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊,研究設(shè)計(jì)了微機(jī)繼電保護(hù)軟件算法仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)既可以在課堂教學(xué)時用作算法講解時的演示工具,還可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用作驗(yàn)證和設(shè)計(jì)微機(jī)保護(hù)算法的模擬軟件,使學(xué)生可以更好地了解各種微機(jī)保護(hù)常用算法的基本原理、濾波效果、適用保護(hù)種類的范圍及各自的優(yōu)缺點(diǎn)等。LabVIEW是NI公司推出的圖形化編程軟件,使用該軟件編寫程序時不是編寫程序代碼而編制模塊流程圖,它最大程度利用了工程技術(shù)人員所熟悉的圖標(biāo)、術(shù)語和概念,編寫程序非常便捷和形象,使用它進(jìn)行原理分析、設(shè)計(jì)、仿真和測試儀器系統(tǒng)時,非常方便并有效提高了效率。
一、仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真系統(tǒng)中的微機(jī)繼電保護(hù)算法主要包括數(shù)據(jù)采集算法、濾波算法和保護(hù)算法三類。例如數(shù)據(jù)采集計(jì)算中的兩點(diǎn)乘積算法、三采樣值乘積算法和半周積分算法等;濾波算法包括加、減法濾波器及積分濾波器、一次微分算法、二次微分算法和半周內(nèi)取最大絕對值算法、半周/全周傅氏算法、一階差分后半周傅氏算法和遞推最小二乘算法等;保護(hù)算法中阻抗算法包括常用的解微分方程算法、輸電線路R-L模型算法和傅氏阻抗算法,移相算法中的差分算法、時差移相算法、序分量計(jì)算方法和故障方向的相位比較算法等;還包括階段式電流保護(hù)算法、階段式阻抗保護(hù)和低電壓閉鎖的電流保護(hù)等復(fù)合保護(hù)算法等。在實(shí)際教學(xué)過程中,實(shí)驗(yàn)教師可以根據(jù)教學(xué)需要更換和調(diào)整算法參數(shù)和類型,學(xué)生也可以根據(jù)相關(guān)理論設(shè)計(jì)新的算法。
1.算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能。①各種微機(jī)繼電保護(hù)算法的原理和公式說明。在每個保護(hù)算法模塊都有相應(yīng)的算法基本原理和公式組成的講解界面。②電壓、電流有效值、相角和阻抗等參數(shù)的計(jì)算公式和結(jié)果顯示。通過在Labview軟件界面上選定不同的算法處理模塊并設(shè)定相關(guān)系數(shù)參數(shù),啟動硬件采集模塊,即能夠?qū)Ρ粶y試參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波并進(jìn)行參數(shù)有效值、相角和阻抗等的計(jì)算并顯示計(jì)算結(jié)果。③算法選擇和參數(shù)調(diào)整。在參數(shù)計(jì)算和顯示模塊中,算法數(shù)據(jù)處理的采樣周期、濾波系數(shù)等參數(shù)可以根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整,來比對不同數(shù)據(jù)處理參數(shù)時的算法處理效果。④信號波形比較顯示。在算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中可以顯示被測電量信號原始數(shù)據(jù)波形和軟件數(shù)字濾波后的有效值波形,兩種波形可以在一個坐標(biāo)系中同時以不同顏色顯示。被測電量數(shù)據(jù)在軟件處理前后具有很明顯的變化,并且當(dāng)被測線路或元件出現(xiàn)故障,或在被測信號中增加諧波分量時,可以從數(shù)據(jù)處理前后參數(shù)的對比波形中直觀地看出算法的濾波效果。⑤不同算法對同一信號處理結(jié)果的比較。對同一故障電量數(shù)據(jù)信號,不同保護(hù)算法對故障信號響應(yīng)的速度、選擇性和靈敏性差別較大。通過對比可以看出不同的保護(hù)算法適用于不同的故障類型,不同故障類型有多種保護(hù)算法。
2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)格式。由于在實(shí)驗(yàn)室中很難模擬出電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種設(shè)備和線路故障,為了能夠在實(shí)驗(yàn)室采用保護(hù)算法仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)對各種保護(hù)算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),必須采取能夠提供實(shí)際線路或設(shè)備故障狀態(tài)下的電壓、電流、零序電壓、零序電流等電量數(shù)據(jù)信息。為了便于收集故障數(shù)據(jù),本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源格式采用通用IEEE標(biāo)準(zhǔn)電力系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)格式COMTRADE,它是IEEE為電力系統(tǒng)采集到的暫態(tài)波形和事故數(shù)據(jù)定義的一種文件格式。我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 553-94《220kV~500kV電力系統(tǒng)故障動態(tài)記錄技術(shù)準(zhǔn)則》在3.6.5條中規(guī)定:保護(hù)裝置記錄和輸出的故障動態(tài)過程中電量數(shù)據(jù)格式應(yīng)與ANSI/IEEE C37.111-1991中的COMTRADE文件格式兼容。同時標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的整個過程中,電壓、電流和零序電壓、零序電流等模擬量數(shù)據(jù)記錄按時段順序進(jìn)行,且每個COMTRADE文件記錄一般都有一組文件,分別是標(biāo)題文件(.HDR)、配置文件(.CFG)、數(shù)據(jù)文件(.DAT)、信息文件(.INF)。現(xiàn)行電力系統(tǒng)實(shí)際在網(wǎng)運(yùn)行的各種微機(jī)保護(hù)裝置或?qū)S梦C(jī)故障錄波裝置中保存的故障數(shù)據(jù)均符合COMTRADE格式,都可以用作本算法實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源?,F(xiàn)在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用的故障數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)文件主要有三種。
①數(shù)字動態(tài)實(shí)時仿真系統(tǒng)(DDRTS)。DDRTS是基于微機(jī)的電網(wǎng)實(shí)時數(shù)字仿真系統(tǒng),它依據(jù)電網(wǎng)快速暫態(tài)過程數(shù)字仿真的模型與算法、實(shí)時仿真的快速算法以及數(shù)字仿真與外部自動裝置的實(shí)時連接技術(shù)對電網(wǎng)進(jìn)行事故重現(xiàn)和分析,并在此基礎(chǔ)上為研究電網(wǎng)自動裝置的可靠性問題提供試驗(yàn)手段。利用DDRTS可以產(chǎn)生電力系統(tǒng)各種故障暫態(tài)過程的數(shù)據(jù)文件,用于實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的分析和處理對象。
②微機(jī)保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家或發(fā)、供電企業(yè)提供的各種保護(hù)裝置在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場記錄的故障錄波數(shù)據(jù)。微機(jī)保護(hù)裝置或故障錄波裝置記錄的生產(chǎn)現(xiàn)場真實(shí)故障狀態(tài)下的暫態(tài)數(shù)據(jù)代表了不同生產(chǎn)條件下的故障狀況,多數(shù)這類保護(hù)裝置都能夠輸出符合COMTRADE格式的數(shù)據(jù)文件,利用這些數(shù)據(jù)分析微機(jī)保護(hù)算法更能夠分析算法的適應(yīng)性。
③微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。我系電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室配置有華中科技大學(xué)研制DJZ-III型繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置,該實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路的階段式電流保護(hù)和阻抗保護(hù),變壓器電流保護(hù)和差動保護(hù)等電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理課程中介紹的常見繼電保護(hù)類型。利用該實(shí)驗(yàn)裝置產(chǎn)生的電壓、電流信號,通過微型互感器變換后送入USB接口的數(shù)據(jù)采集模塊,經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊處理后的實(shí)時采集數(shù)據(jù)送給算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),作為仿真實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)源。在實(shí)驗(yàn)時,學(xué)生可以通過調(diào)節(jié)DJZ-III實(shí)驗(yàn)裝置上的調(diào)壓器和電位器,模擬電力系統(tǒng)不同類型的短路試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加直觀?,F(xiàn)場調(diào)節(jié)和仿真系統(tǒng)相結(jié)合,更能提高學(xué)生對保護(hù)功能的認(rèn)識。
3.可開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。①可調(diào)節(jié)電壓、電流等模擬信號的采樣頻率,分析改變采樣頻率對模擬量基波的有效值和相角等參數(shù)分析算法的影響。②可調(diào)節(jié)電壓、電流等模擬信號的采樣頻率,分析改變采樣頻率對阻抗處理算法的影響。③隨機(jī)改變被測信號中諧波分量的幅值和相位,分析和測試各中軟件濾波算法的濾波效果。④模擬接地、短路等故障類型,觀察和分析不同故障時基波有效值的變化情況。⑤模擬接地、短路等故障類型,觀察和分析利用不同保護(hù)算法計(jì)算測量結(jié)果,比較不同故障算法的精確度和響應(yīng)速度。
二、算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用方法簡介
1.基波有效值及相角計(jì)算算法。運(yùn)行基于LabVIEW的算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的需要選擇測試數(shù)據(jù)來源文件(COMTRADE格式)或配置USB數(shù)據(jù)采集模塊并在通道選擇菜單選擇采樣通道后,在保護(hù)算法選擇菜單中選取需要學(xué)習(xí)或驗(yàn)證的保護(hù)算法,在采樣頻率選擇欄選擇模擬量采樣通道的采樣頻率(300Hz、600Hz、1000Hz、1200Hz、1800Hz、2400Hz等)后,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“確定”按鈕就會得到計(jì)算結(jié)果、所選算法的原理說明及有效值波形。如果數(shù)據(jù)來自于數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時采集的電量數(shù)據(jù),顯示的計(jì)算結(jié)果是實(shí)時變化的。
2.阻抗算法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)算法的需要,選擇利用數(shù)字動態(tài)實(shí)時仿真系統(tǒng)生成的動態(tài)數(shù)據(jù)文件或從各種微機(jī)錄波裝置中提取的故障錄波數(shù)據(jù)中合適的故障數(shù)據(jù),或運(yùn)行微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置并配置USB數(shù)據(jù)采集模塊來采集數(shù)據(jù)。運(yùn)行基于LabVIEW的算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在通道選擇菜單選擇采樣通道或選擇數(shù)據(jù)文件后,選擇阻抗保護(hù)算法菜單,在“請選擇阻抗算法”欄選擇需要的阻抗算法,在采樣頻率欄選擇或輸入模擬量采樣通道的采樣頻率后,點(diǎn)“確定”按鈕運(yùn)行就會在結(jié)果區(qū)域顯示計(jì)算結(jié)果,在算法講解欄顯示實(shí)驗(yàn)算法的原理說明。
三、算法仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)功能驗(yàn)證
由上述可知,仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以來自于微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置。例如圖1所示DJZ-III型微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置電流電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)一次系統(tǒng)圖,K3開關(guān)的不同位置選擇主回路串入的阻抗不同來模擬電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式,閉合開關(guān)3KO可以模擬線路三相短路,短路阻抗大小可以調(diào)節(jié)3KO下面的變阻器Re來調(diào)整,一次系統(tǒng)的電壓、電流由PT和CT變換后送入USB模擬量測量模塊進(jìn)行采集處理。
利用算法仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)保護(hù)算法求有效值。將DJZ-III型微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置模擬線路短路阻抗的變阻器Re調(diào)節(jié)到中間位置,將K3旋轉(zhuǎn)至最大運(yùn)行方式,運(yùn)行基于LabVIEW的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),配置USB數(shù)據(jù)采集模塊,選擇采樣周期為600Hz,選擇“全周傅立葉保護(hù)算法”對A相電流和電壓數(shù)據(jù)計(jì)算并繪制有效值波形。通過計(jì)算可以看出,在短路故障開關(guān)3KO閉合前,一次系統(tǒng)正常工作時電壓為58.5V,電流1.03A,閉合3KO使系統(tǒng)短路,故障中電壓降低約為44.6~46.2V,電流增大約為5.5~6A,教學(xué)系統(tǒng)計(jì)算值與預(yù)期值一致,計(jì)算結(jié)果是正確的。
四、總結(jié)
關(guān)鍵詞: 繼電保護(hù)自動化;設(shè)備;檢修
繼電保護(hù)自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢,其在電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用不僅為廣大人民群眾提供了可靠的電能,而且在工農(nóng)業(yè)發(fā)展方面還做出了突出的貢獻(xiàn)。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電保護(hù)裝置的作用就被充分的發(fā)揮出來,其能夠在控制故障的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對故障的處理,同時還能夠?yàn)楣ぷ魅藛T的維修工作提供重要的依據(jù)。因此,加強(qiáng)對繼電保護(hù)自動化中裝置與檢修的探討是有著非常關(guān)鍵性的意義的。
1 繼電保護(hù)自動化應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的必要性
電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行不僅關(guān)系著人民生活質(zhì)量,更關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了問題,那么繼電保護(hù)的相關(guān)設(shè)備會及時做出反應(yīng),而且能夠給工作人員進(jìn)行問題處理時提供重要的依據(jù)。如果電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較大,那么繼電保護(hù)裝置是能夠自行處理故障的,至少可以將故障控制在一定范圍內(nèi)。繼電保護(hù)自動化的相關(guān)設(shè)備可以說是整個電力系統(tǒng)的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu),對于系統(tǒng)安全的維護(hù)與控制有著非常重要的意義。實(shí)踐證明,電力系統(tǒng)中的很多故障都是由于繼電保護(hù)設(shè)備導(dǎo)致的,其不僅影響了電力企業(yè)的效益,更威脅到了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此,加強(qiáng)繼電保護(hù)自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常有必要的。
2 繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)的功能
繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用得到了相關(guān)部門,以及社會的高度認(rèn)可,其實(shí)現(xiàn)的各種功能有效的保障了電力系統(tǒng)的的正常運(yùn)行。首先,繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的適應(yīng),當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)得到檢修的申請之后,做出事故的預(yù)測,以及相應(yīng)的措施,非常大程度地提高了系統(tǒng)繼電保護(hù)自動化的安全水平。其次,繼電保護(hù)自動化實(shí)現(xiàn)了對各種復(fù)雜故障的科學(xué)定位,為工作人員的工作提供了重要的依據(jù)。第三,繼電保護(hù)自動化完成了對事故的科學(xué)分析,而且能夠?qū)收系呐懦ぷ魈峁┛茖W(xué)的輔助策略,當(dāng)事故發(fā)生之后,通常都會出現(xiàn)其他的錯誤動作,自動化系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確判斷故障,而且還有輔助功能。第四,自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修,具有自檢與故障報告能力。除此之外,繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)還具有非常多的其他功能,為電力系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行提供了有力的保障。
3 繼電保護(hù)自動化中的裝置與檢修
3.1 繼電保護(hù)自動化裝置的要求
1)選擇性
如果供電系統(tǒng)發(fā)生了故障,繼電保護(hù)裝置必須要能夠進(jìn)行有效選擇,實(shí)現(xiàn)故障切除,也就是要斷開距離事故發(fā)生點(diǎn)最近的開關(guān),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)其他部位的正常運(yùn)行。
2)快速性
如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)了故障,繼電保護(hù)要在最短的時間內(nèi)將故障切除,實(shí)現(xiàn)事故影響的有效控制。從某種程度上說,選擇性的要求與快速性的要求是存在著一定的矛盾的,如果在裝置中,不能夠同時滿足兩個要求,那么要首先保證選擇性要求,當(dāng)然不能夠快速實(shí)現(xiàn)故障切除也是會造成很大程度的破壞的。
3)靈敏性
靈敏性是指繼電保護(hù)裝置能夠?qū)ζ浔Wo(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)的故障,以及不尋常的工作狀態(tài)進(jìn)行有效反映,通常使用靈敏系數(shù)來做衡量。
4)可靠性
所謂可靠性,即繼電保護(hù)裝置必須要安全可靠的運(yùn)行,保證電力系統(tǒng)的正常工作。
3.2 繼電保護(hù)自動化裝置的檢修
1)確定校驗(yàn)周期與校驗(yàn)內(nèi)容
要想在電力系統(tǒng)發(fā)生故障之后,繼電保護(hù)裝置還能夠維持住正常的工作,加強(qiáng)對運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置,以及二次回路的定期檢查與校驗(yàn)是非常有必要的。如果是10kv用戶使用的繼電保護(hù)裝置,最好要每隔兩年校驗(yàn)一次。如果用電可靠性要求非常高的用戶,或者60kv以上的用戶,最好每隔一年就校驗(yàn)一次。與此同時,繼電保護(hù)裝置還要及時進(jìn)行設(shè)備的更換與檢修,校驗(yàn)工作必須落實(shí)到位。在進(jìn)行變壓器的瓦斯保護(hù)時,要根據(jù)變壓器的實(shí)際情況進(jìn)行大修,而且要充分檢驗(yàn),最好每隔三年進(jìn)行一次徹底的內(nèi)部檢查,每隔一年完成一次充氣實(shí)驗(yàn)。在處于運(yùn)行期間的繼電保護(hù)裝置的實(shí)驗(yàn),必須要遵循以下幾個步驟:首先,對繼電器的機(jī)械部分,以及電氣特性進(jìn)行全面的試驗(yàn),其次,要測量二次回路的絕緣電阻,第三,要進(jìn)行二次通電試驗(yàn),最后,檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的整組動作。
2)提高巡查力度
不論是配電所,還是變電所,值班工作人員都必須要加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置,以及二級線的巡視檢查,具體巡察內(nèi)容如下所示:首先,工作人員要檢測各種繼電器的外殼是否出現(xiàn)了破損的現(xiàn)象,整定值的位置有沒有發(fā)生變化;其次,要重點(diǎn)檢查繼電器有沒有出現(xiàn)接點(diǎn)卡住的現(xiàn)象,有沒有出現(xiàn)變位傾斜,有沒有燒傷、脫焊等情況;第三,如果是感應(yīng)型的繼電器,那么要查看圓盤是否正常,如果是帶電的繼電器,要查看其有沒有出現(xiàn)大的抖動,以及磨損,在線圈的部分有沒有無過熱現(xiàn)象的出現(xiàn);第四,壓板和轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置是否與運(yùn)行要求是一致的;第五,所有的信號燈是否都正常工作,能夠起到指示作用;第六,要細(xì)致查看有沒有出現(xiàn)異常聲響,有沒有發(fā)熱冒煙,或者有沒有異常氣味等。
3)加強(qiáng)對繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的維護(hù)
如果繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了異常情況,應(yīng)該要加強(qiáng)監(jiān)視,并且要馬上向上級的主管部門進(jìn)行匯報。如果繼電保護(hù)的開關(guān)跳閘了,那么要能夠及時查明跳閘原因,在送電恢復(fù)之前,要將所有的掉牌信號都全部復(fù)歸,一個也不能另外,并且值班工作人員要將繼電保護(hù)動作做好相應(yīng)的記錄。在檢修工作進(jìn)行中,假如需要供電部門進(jìn)行進(jìn)線保護(hù)相關(guān)檢驗(yàn),要及時與供電部門做好聯(lián)系工作。值班工人員能夠進(jìn)行的操作非常簡單,通常只允許其對壓板進(jìn)行接通或者斷開,以及轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換等。在二次回路方面的工作,必須要遵守相關(guān)規(guī)定,并且現(xiàn)場的設(shè)備要與圖紙相符。假如變電保護(hù)裝置在兩次校驗(yàn)之間發(fā)生了故障,那么通常只有這些裝置功能失效之后才能夠被發(fā)現(xiàn)。假如在這個期間出現(xiàn)的故障不能夠正確處理,將會造成非常嚴(yán)重的后果。因此,必須要加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的維護(hù)工作。
4 總結(jié)
繼電保護(hù)自動化的實(shí)現(xiàn),是電網(wǎng)繼電保護(hù)工作的重大飛躍,其不僅能夠提高繼電保護(hù)的可靠性和安全性,而且能夠保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本篇文章不僅闡述了繼電保護(hù)自動化在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的必要性,而且還分析了繼電保護(hù)自動化的功能,同時從繼電保護(hù)要求與檢修方面進(jìn)行了深入的研究。實(shí)踐證明,繼電保護(hù)自動化是電網(wǎng)正常運(yùn)行的保證,更是電力系統(tǒng)適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需求。
參考文獻(xiàn):
[1]何笑丹,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動化裝置探討[J].北京電力高等??茖W(xué)校學(xué)報:自然科學(xué),2012,29(03).
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[3]馮繼超,繼電保護(hù)裝置性能和檢修措施討論[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2011(23).
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);基本要求;維護(hù)管理
電能是現(xiàn)代社會使用的主要能源之一,對提高我國人民生活水平和支持國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。整個電力系統(tǒng)主要由產(chǎn)生電能、輸送電能、以及配送電能至各個用戶環(huán)節(jié)所組成。由于電力技術(shù)的不斷發(fā)展,對我們的繼電保護(hù)也提出了新要求。近些年,繼電保護(hù)技術(shù)不斷得到發(fā)展,擁有鮮活的動力主要?dú)w功于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)和電子科學(xué)技術(shù)。
本文就筆者的學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)意義、繼電保護(hù)裝置的基本要求以及繼電保護(hù)裝置的維護(hù)管理等方面談?wù)勛约旱目捶?,以期推動我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。
一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的意義
改革開放三十多年以來,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,電力供應(yīng)也出現(xiàn)緊張得局面,面對嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)和用電需求,電力系統(tǒng)的安全成為一個重要問題,繼電保護(hù)系統(tǒng)在電力安全維護(hù)中起著極為重要的作用。
(1)繼電保護(hù)系統(tǒng)保障了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作和安全性能。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異?;蛘吖收蠒r,繼電保護(hù)能夠在最小范圍和最短時間內(nèi)對故障進(jìn)行切除,以保證整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,還可以防止設(shè)備遭到損壞,相鄰地區(qū)也不會遭到連帶,導(dǎo)致全部出現(xiàn)問題。
(2)使用繼電保護(hù)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),不僅可以及時消除電力系統(tǒng)中的故障,保障經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人民生活的正常穩(wěn)定,還從某種程度上為社會穩(wěn)定,人民的生命財(cái)產(chǎn)安全做出了貢獻(xiàn)。
二、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的基本要求
(1)可靠性
也就是要求繼電保護(hù)裝置能夠正??煽浚粫霈F(xiàn)誤動或者拒動等一些不正?,F(xiàn)象,繼電保護(hù)器的接線與回路的接點(diǎn)要簡練有效。
(2)快速性
就是要求在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障的時候,繼電保護(hù)器能夠在最短的時間內(nèi)消除異常與故障,保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運(yùn)行,同時還要將出現(xiàn)故障問題的設(shè)備損壞程度降到最低,并用最快的速度使其它設(shè)備正常運(yùn)作起來,避免出現(xiàn)局部影響整體的情況。
(3)選擇性
在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電保護(hù)裝置可以選擇距離故障點(diǎn)最近的斷路器或者開關(guān)進(jìn)行斷開,達(dá)到有選擇性和目的性的切除系統(tǒng)中的故障部分,將故障區(qū)間降到最小,保證其他正常運(yùn)行的部分可以達(dá)到最大限度。
三、繼電保護(hù)裝置的維護(hù)管理
(1)對設(shè)備初始狀態(tài)進(jìn)行全面了解
要了解繼電保護(hù)裝置的初始狀態(tài),就要對設(shè)備的圖紙、相關(guān)的技術(shù)資料、運(yùn)行情況以及檢測數(shù)據(jù)都要進(jìn)行分析,因?yàn)槔^電保護(hù)裝置的初始狀態(tài)對后面的正常運(yùn)行有著直接的影響,所以關(guān)于繼電保護(hù)裝置的初始狀態(tài)的數(shù)據(jù)一定要注意收集和整理。同時,在設(shè)備日常維護(hù)和生命周期檢修時,都要做好一定的記錄,存檔備用。設(shè)備在投入使用之前,首先要對設(shè)備的型號、測試的數(shù)據(jù)、各零部件的規(guī)格以及實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息等都要做好記載,這樣可以保證投入的設(shè)備安全有效,能夠避免使用到有缺陷的裝備,同時在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和狀態(tài)檢修時,也能根據(jù)記錄數(shù)據(jù)找到問題的關(guān)鍵點(diǎn),以及時提出應(yīng)對的方案,解決問題。
(2)及時全面的統(tǒng)計(jì)分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)
首先對出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行一定的了解,總結(jié)其規(guī)律和特點(diǎn),然后提取繼電保護(hù)裝置日常運(yùn)行的數(shù)據(jù),對其進(jìn)行分析,可以做到事先對故障問題和出現(xiàn)故障的時間進(jìn)行一定的判斷。在還未出現(xiàn)故障時,就可以先預(yù)防,及時排查。所以對設(shè)備日常的檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和管理就顯得尤為重要了,記錄好設(shè)備的運(yùn)行情況,把設(shè)備監(jiān)測和診斷的數(shù)據(jù)相結(jié)合,用正確完整的數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)檢修工作。通過對數(shù)據(jù)分析掌握設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律,制定科學(xué)合理的檢修方案,提高繼電保護(hù)裝置的使用壽命和安全系數(shù),保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全。
(3)對設(shè)備采用新的技術(shù)進(jìn)行維護(hù)和管理
如今的電力事業(yè)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,然而電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)設(shè)備并沒有做到很完善。在這種情況下,將新科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中,才能保障繼電保護(hù)裝置科學(xué)合理,才能在電力系統(tǒng)中發(fā)揮出新技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)。而且我國目前的在線檢測技術(shù)還并不是很成熟,判斷一些日常的狀態(tài)檢修還不能保證準(zhǔn)確性,綜合評價也是只是把在線的數(shù)據(jù)與離線的數(shù)據(jù)相互配合進(jìn)行評價。因此,新技術(shù)的使用是非常有必要的。例如,我們可以把紅外熱成像技術(shù)運(yùn)用在離線監(jiān)測設(shè)備上,或者利用變壓器的變形繞組的測試,來對設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)和監(jiān)測,分析判斷設(shè)備轉(zhuǎn)臺,保證設(shè)備與系統(tǒng)的安全性。
四、結(jié)語
總之,隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)信息通信技術(shù)的不斷進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)也向著自動化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的智能方向發(fā)展,這對于從事繼電保護(hù)研究工作的人群提出了新挑戰(zhàn)。定期的檢查與維護(hù)繼電保護(hù)裝置,及時發(fā)現(xiàn)并處理好問題,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,有利于社會的安定與團(tuán)結(jié)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:電動機(jī)閥門 繼電器保護(hù) 機(jī)電一體化技術(shù)總結(jié)
1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合,其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來勃勃生氣;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺階.
1.2 機(jī)電一體化發(fā)展趨向
1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路,如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
2智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能,設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫,會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
3 模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動力驅(qū)動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣,在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時,可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
2、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
2.1數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。 開放性設(shè)計(jì),即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。
WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī),加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合,而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
3 機(jī)電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后,我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有,在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時代,為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
機(jī)電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時代,機(jī)電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。
4 結(jié)語
機(jī)電一體化不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下,機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動的廣闊天地。發(fā)展機(jī)電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革,而無須改換設(shè)備。同時,可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來新的活力,把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來,實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
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