時間:2022-12-04 08:50:07
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論文摘要:本文針對目前中國農村小康住宅的建筑電氣工程進行追蹤、分析,并著重對中國農村小康住宅電氣化設計與施工進行探討。
中國農村小康住宅中的電氣工程涉及中國數十億農民生活中不可缺少的物質。大量的家用電器成了小康家庭財富中的支柱的財產之一,人們對用電的需求也提高了。小康住宅電氣工程中有強電,還有弱電,如電燈、電熱、空調、共用電視系統、閉路電視、有線電視、廣播、電話、音響系統、傳呼系統及防盜報警系統。
一、農村小康住宅的類型、特點
小康住宅南北風格、造型差異較大,選用建筑材料也有差別,農村小康住宅基本上可分為三種類型:一是村鎮居民小康住宅小區,第二是非居民小康住宅小區;第三是村鎮居民和非居民綜合的小康住宅小區。建筑結構形式方面有:木結構、磚木結構、磚混結構、框架結構等。另外農村小康住宅在形式上很多,大體分為:單元式、單體式、公寓式、組合式、庭院式、別墅式、西式等。
對于以上各種形式的農村小康住宅,建筑電氣的設計與施工應因地制宜、取長補短,根據具體條件和資金來確定具體設計方案。中國地大物博,地理環境復雜,氣候東、南、西、北差異明顯,經濟發展也不平衡。另一方面農村的小康住宅的格調也有差異。農村電氣化的逐步實現,家用電器日益增多,大功率的、豪華型的農電進入農家。由于這些大容量家電劇增,用電負荷也相應增加,在50年代到70年代末設計安裝的住宅小區的建筑電氣工程已經不適應當今的電器時代,大多電氣線路已承受不了強大的電流通過。農村住宅以前一般不設防雷保護,也不設人身與設備安全的保護設施,在農村施工中將大量的塑料護套線直接埋入墻內,給用電帶來不安全因素,在施工中存在著沒有進行電氣工程設計,請有安裝資格的電工進行安裝,選材用料不嚴格等等缺陷,所以對于農村小康住宅的電氣化工程必須十分重視。
二、小康住宅電氣化基本功能設置設計
我們應根據“小康型”的原則,不能將“中康”或“大康”的模式硬套進“小康型”,設計時應本著實用、安全、節約、美觀的原則。人們普遍需要的功能設施、用電負荷、用電需求都要予以盡力滿足。對于小康住宅電氣化設計時應滿足以下條件:要有充足的電源供給;電氣照明;空調系統、采暖;實驗用小功率三相電源;防盜報警系統(包括交直流對講門鈴、一般門鈴);通訊系統;廣播系統;音響設備系統;共用電視系統(包括家庭衛星接收、有線電視);家庭消防電源;備用電源;有確保人生和設備安全的保護裝置。各種不同功能的強弱電電氣施工圖應各自分開設計,以備安裝和以后查閱。
三、插座、開關、線管的敷設施工
在小康住宅中有許多管路,如自來水給水管(冷水、熱水)、排污排廢排水管、采暖管、分體式空調機管道等。為數最多的是各種強電和弱電線管。各種總線管路的垂直總管一般設在管道井內,但眾多的分支管是要沿墻、沿梁、沿柱、沿地面或沿大棚內敷設的。一般情況要在240mm或370mm的墻體或混凝土中敷設,難度較大。在敷設中,要考慮到墻體和混凝土建筑荷載是否有影響。所以在設計線管方向、位置時首先考慮各種系統的需要,又要在設計時盡力把強電部分(照明動力、防盜報警、人身設備保護裝置)和弱電部分(電話、廣播、電視、音響)等分開,能同方向盡可能在同一方向敷設,這樣便于鑿刨墻體或在混凝土中預埋。在住宅中應根據人們使用位置來安排各種系統出線口。
根據一般使用情況,照明系統(包括開關、各種插座)、人身設備保護系統是分布在整個住宅之中。空調機、取暖器是分布在臥室和客廳中為宜,電熱如浴霸、電熱沐浴器(液化氣除外)在衛生間,電飯鍋、電炒鍋、排煙機在廚房。實驗用動力電在實驗室或書房中;電視系統、電話系統一般設在客廳、臥室內;音響系統設在客廳中,部分也直接引入主臥室;廣播、門鈴一般在每層休息平臺或門廳,廣播也可以通入臥室便于收聽;防盜報警系統觸頭設在各處門窗上下端,報警器設在臥室和客廳中。有條件的應設消防報警系統和自動噴淋系統。電燈開關一般設在1.3米為宜,插座明裝1.8米—2.2米為宜,暗裝距地0.3米或1.3米為宜。總配電箱一般設在二層為宜,電源由住宅小區干線引入,如單元式的應在進入門口邊上方為宜。為了防止突然停電,應增設直流備用電源,備用電源小型的可供一般路燈,大功率的可供電視機、小功率照明燈3—4小時使用,各種插座、開關的位置應設在最方便的地方。四、人身與設備的保護裝置
2006-2012年,我國高等工程教育專業認證中電氣信息類有19個專業點通過了認證,其中截至2011年共有9所院校的“電氣工程”專業通過了認證,2012年具體認證情況還未正式對外公布。
學校名稱:東南大學
專業名稱:電氣工程及其自動化
專業簡介
東南大學電氣工程系的前身為國立東南大學電機工程系,創建于1923年,至今已有80多年辦學歷史。1995年起,電氣工程系以電氣工程及其自動化專業類招收本科生,不再細分專業,實行寬口徑培養。1999年,根據教育部頒布的新專業目錄,電氣工程系制訂了全新的本科教學計劃,全面實行電氣工程及其自動化寬口徑的培養方案。
專業優勢與特色
完善的符合中國國情的寬口徑專業教學計劃
1999年以來,東南大學電氣工程系對國內外著名大學電氣工程專業的教學計劃和培養方案進行了廣泛調研,根據中國國情和東南大學的傳統和特色,對培養方案進行了兩次修訂。在不斷完善通識教育的基礎上,注重個性化培養的大電氣工程專業培養方案,不斷轉變觀念,樹立符合時代要求的教育思想,培養的人才既要有“知識”又要有“能力”,更要有使知識和能力充分發揮的“素質”;從終身教育觀念出發,努力加強和拓寬學科和專業基礎,做到基礎扎實、知識面寬、適應性強;在加強素質教育的同時,積極鼓勵學生的個性發展。重基礎,重實踐,重能力。
結構合理、高水平的師資隊伍
電氣工程專業現已建立起了由學術帶頭人、主要學術骨干組成的年齡結構、學歷結構、學緣結構和職稱結構較為合理的梯隊,中青年教師已成為教學科研的主力軍,隊伍比較穩定。為了提高教學水平和教學質量,采取了青年教師崗前培養制度、試講制度、參加校首次開課教師培訓和青年教師授課競賽制度等一系列有效的措施,促進了年青教師的盡快成長。還采取了一些行之有效的措施,如:主干課程必須由高級職稱教師領銜授課;晉升高級職稱要滿足對本科生主講課程門數和教學工作量的要求,教學效果評價和考核達到優良;教學研究成果和論文與科研同等對待;嚴格執行教師手冊中的條例和規定等;積極動員并鼓勵青年教師在職攻讀博士學位,并努力創造條件將年青教師送到海外深造,有效地提高了學歷層次,改善了學緣結構,調動了積極性;充分發揮老教師的傳、幫、帶作用,提倡名師、名教授上講臺。通過上述措施,使東南大學電氣工程專業具有了一支結構合理的、高水平的師資隊伍。
起點高、素質高的學生隊伍
電氣工程專業在東南大學是錄取分數最高的專業之一,專業的生源很好,新生起點高、素質高。另外,東南大學對新生采取了有效的激勵機制。包括招生時高分學生的高額獎學金制度;培養過程中滾動式獎學金制度;畢業時優秀學生選擇職業的競爭機制;第一年后可以換專業的制度;教學計劃中規定可擴大選課自由、自主選擇課程組;教學內容、方法以及考試方法中調動學生積極性的措施;課程設計、生產實習、畢業設計優秀成績由學生自報、大組答辯確定;實行因材施教,優秀生導師制及篩選制度;免試研究生報名、考核、面試制度,并在選拔過程中加大獲得省市競賽獎、、創新成果等所占的權重,等等。這些激勵機制,使得許多優秀新生對東南大學電氣工程專業很向往,更加保證了優質生源。
重視實踐能力,特別是創新能力的培養
東南大學在電工電子教學實驗方面實力很強,其電工電子教學實驗改革在全國享有盛譽,有很大的影響。東南大學電氣工程專業在學生的教學實踐環節也充分發揮了這一優勢。這為培養學生的實踐能力,特別是培養學生的創新能力提供了十分有利的條件。
科學規范的教學質量保障體系
東南大學全校及電氣工程系都有一套相當完善的教學管理制度,大學生手冊和教師手冊中的各項制度、規定齊全。行政領導班子注重教學工作的基礎性地位,分工明確,協調配合。教務線和學生管理線協調配合,抓好學風建設,嚴格執行校規校紀,確保正常教學秩序。注重教學文件建設,各類文件齊備。充分發揮教研室、教學委員會、學位委員會、學術委員會的作用,各司其職。充分利用計算機和網絡等先進技術,提高教學管理水平和質量。
學校名稱:上海交通大學
專業名稱:電氣工程與自動化
專業簡介
上海交通大學電子信息與電氣工程學院下設電氣工程系、自動化系、計算機科學與工程系、電子工程系、信息檢測技術及儀器系以及電工電子實驗中心。目前,電氣工程系有電氣工程與自動化本科專業1個;有電力系統及其自動化、電機與電器、高電壓與絕緣技術、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術二級學科5個,其中,電力系統及其自動化為上海市重點學科;電氣工程一級學科具有博士學位授予權,并建有博士后流動站;有電力工程新技術教育部重點實驗室。2004年,在教育部一級學科排名中,上海交通大學電氣工程學科綜合排名第五。
專業優勢與特色
“寬口徑、厚基礎、重實踐”的電氣工程創新人才培養體系
隨著經濟和科學技術的發展,社會對工程技術人才需求的格局發生了很大變化,一些工程技術問題的解決往往需要多學科多專業知識的交叉及綜合,也更需要多樣化、適應性強的人才。創新行為來源于不同的知識結構,創新性人才的培養已成為世界一流大學人才培養的共同目標。
基于上述理念,上海交通大學在1998年開始在對電氣工程專業整合、實施寬口徑電氣工程與自動化專業人才培養的實踐基礎上,以及1999年至2001年舉辦的電氣信息工程(EIE)試點班教學實踐基礎上,又于2003年開始對本科生實施按院招生按類培養模式。參照國際著名大學同類本科教學體系,構建了包含厚實的公共基礎課程模塊、寬口徑的大電類學科基礎課程模塊、以電氣工程一級學科為核心的專業主干課程和專業方向前沿與特色課程模塊,以及貫穿始終的創新實踐教學模塊在內的人才培養體系。相應的課程設置反映了電氣工程與自動化專業的立體化模塊知識結構:理論基礎模塊知識、電工電子技術模塊知識、計算機與信息處理模塊知識、電力系統模塊知識、電氣設備與控制系統模塊知識,體現了本專業以強電為主,強弱電結合、軟件與硬件結合,抽象(電磁場)與形象(機電裝置)結合,器件、設備與系統三位一體的模塊知識結構特點。創新實踐教學模塊將實驗教學、集中實踐教學環節與課外的科技競賽、大學生科研訓練項目等有機結合起來。形成了包含實踐-技能層、基礎-提高層、綜合-創新層和科技-研究層的多層次立體化實踐教學體系,多方位提高學生的創新意識和實踐能力。
從2003級開始,學生進校后的前兩年在統一的大平臺上進行基礎課程學習及能力訓練,經過一年半時間的學習后,學生根據個人專業志向并按一定要求選擇專業,繼續后面的專業課程學習。
高水平的師資隊伍
電氣工程與自動化專業長期堅持引進和培養并舉建設教師隊伍的原則,堅持教授必須承擔本科生的教書育人工作。在本專業教學中采用校院系三級統一調配師資,打破院系界限、學科教研室界限,實現師資隊伍的優化組合,由教學經驗較為豐富、學術造詣較深的教授或副教授領銜組成課程組。近五年來,電氣工程系絕大部分教授均為本科生上課,一些資深教授和博導通過指導畢業設計、指導課外PRP研究項目等形式參與本科生人才培養工作。
全方位教學管理、質量監控與服務體系
上海交通大學擁有一套完整的本科教學管理體系,該體系對教學全過程實行規范化管理,涉及本科專業設置、培養計劃制訂、課程建設、招生錄取、教學管理條例、學生學籍管理及學生工作管理、教師工作規范條例、教師聘任條例、任課教師職責、教務員工作條例、監考職責以及教學事故認定和處理辦法等等。在本科教學質量監控體系中,對教學全過程實行嚴格、規范的定期監控管理。
深入開展教學改革,促進人才培養質量的提高
學院除執行全校公共基礎大平臺課程體系外,還構建了由14門學科基礎課程及4門獨立設課的實驗課程組成的大電類(電氣信息類)基礎課程教學大平臺,這些課程的學習為學生今后的發展奠定了堅實的基礎。電氣工程與自動化專業通過課程優化整合形成了9門專業核心課程,即《電機學》、《電氣工程基礎》(一)(二)、《電力電子技術基礎》、《數字信號處理》、《電機控制技術》、《電力系統繼電保護》、《電氣與電子測量技術》、《電力系統自動化》。結合電氣工程一級學科專業培養特色,除了設置一級學科方向公共課程外,還靈活設置了多個二級學科專業前沿和特色以及跨學科選修課模塊,并提供多種課程設計以及電氣設備實驗和系統綜合實驗等。
從2001級學生開始,學校實行學分制管理模式,提供學生更大的自主學習選擇空間。在電氣工程與自動化專業教學培養計劃(如2005級)中,強調寬口徑模塊化專業培養模式,淡化了專業方向,對學生選不同的專業特色課程以及課程設計沒有強制性規定,學生可以結合本人特長和興趣,自行設計知識模塊構成。在多項集中實踐教學環節中,更加注重培養學生的創新能力和社會實踐能力。
在電氣工程與自動化專業的教學計劃中,確立了《信號與系統》、《數字信號處理》、《通信原理概論》等課程為雙語教學課程。此外,《基本電路理論》、《機電能量轉換》、《自動控制原理》、《電力電子技術基礎》等課程為部分學生選修的雙語教學課程。雙語教學采用英文教材、英文作業、英文試卷。
為了突出學生實踐能力和創新能力培養,除部分課內實驗分布于理論課程的整個教學過程外,該專業還將重要的基礎課程實驗、實踐環節以及課程設計等獨立設課,有專門的教學計劃和任課教師,進行單獨考核、單獨計算學分和成績。第8學期的整個一學期集中開展畢業設計工作。通過實驗教學及創新實踐環節,培養了學生設計和進行實驗以及對實驗數據進行分析、整理的能力;發現、定義和解決實際工程問題的能力;應用必要的技術和現代化工具的能力;團隊合作與領導能力;書面和口頭表達能力;科學思維能力;創新研究能力。
上海交通大學通過“211工程”、“985工程”投入大量資金建成了6個國家級重點實驗室,以及一批國家部委、上海市、國家863重點(開放)實驗室和國家工程研究中心,建成了具有國內先進水平的國家級教學示范中心——大學物理實驗教學示范中心、國家工科基礎課程教學基地——電工電子教學基地等。電氣工程系建有電力工程新技術教育部重點實驗室、上海市高壓電器檢測中心。通過校企聯合,電氣工程系還建成了上海交通大學——德州儀器TI聯合實驗室、上海交通大學-施耐德電氣聯合實驗室、上海交通大學——嘉興聯勝聯合實驗室。此外還有電工電子實驗中心、電力系統動模實驗室、高電壓實驗室、電機實驗室、電力電子與電力傳動實驗室等專業基礎和專業實驗室。重點實驗室、聯合實驗室和專業實驗室的建設為加強學生的實踐能力培養奠定了重要物質基礎。
在不斷完善校內實踐基地的同時,積極通過“產學研”結合建立長期穩定的校外實習基地。讓學生直接參與供電公司、變電所等的管理,了解和接觸生產實際,學到了校內課堂上無法學到的東西。目前,電氣工程與自動化專業已建立了石洞口電廠、新安江水電站、上海電 機廠、閔行電廠、吳涇電廠、施耐德(中國)有限公司、思源電氣有限公司、上海市電力公司、上海外高橋電廠等多個校外教學實踐基地,這些實習基地的建設為電氣工程與自動化專業學生的實習提供了有利的條件。
學校名稱:重慶大學
專業名稱:電氣工程與自動化
專業簡介
重慶大學電氣工程專業1936年成立,1952年進行了專業調整,1955年增設電機與電器專業,改革開放后又增設了高電壓與絕緣技術、電氣技術、電磁測量等專業。1998年按照電氣工程及其自動化專業招收和培養學生,2001年改為電氣工程與自動化專業,現有電機與電器、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電力電子與電力傳動、建筑電氣與智能化等5個專業方向。該專業是重慶大學電氣工程學院唯一的本科專業。
目前,重慶大學電氣工程學院擁有國家工科電工電子基礎課程教學基地、國家電工電子實驗教學示范中心,電氣工程一級學科為國家重點學科,擁有電氣工程一級學科博士學位授權及博士后流動站,建有“輸配電裝備及系統安全與新技術”國家重點實驗室及3個省(市)級重點實驗室,擁有“高壓輸變電設備安全運行科學與新技術”教育部創新團隊。專業現有專任教師109人,本科生1889人,全日制碩士研究生470人,博士研究生153人。
專業優勢與特色
專業目標明確,課程體系設置既有先進性又切合實際。密切結合國家和地方重大教改項目,不斷探索和實踐專業人才培養模式、教學內容體系改革及專業建設,其成果獲得國家教學成果一等獎1項、二等獎2項。
學科優勢明顯,師資水平高。依托國家重點學科、國家重點實驗室、國家教學基地、國家實驗教學示范中心,初步形成了教學、科研、學科建設三位一體、人才交融、協調發展的格局,提供了高水平本科人才培養的支撐條件。
注重產學研結合,培養高質量專業人才。畢業生供不應求,社會需求現狀和預期好,為國民經濟建設做出了積極貢獻,深受用人單位歡迎。
學校名稱:西安交通大學
專業名稱:電氣工程與自動化
專業簡介
西安交通大學電氣專業起源于1908年,是國內最早創立的電機專業,1917年從專科改為本科,1998年以前設有電機電器及其控制、高電壓與絕緣技術、電力系統及其自動化、工業自動化等4個專業,1998年根據教育部頒布的引導性專業目錄名稱,將上述專業合并為電氣工程與自動化專業,設有6個專業方向。
目前,該本科專業所在學院擁有電機與電器、高電壓與絕緣技術、電力系統及其自動化、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術5個二級學科,2007年電氣工程一級學科被評為首批國家重點學科,擁有電力設備電氣絕緣國家重點實驗室。在教育部2006年以及此前的第一次一級學科排名中,西安交通大學電氣工程學科均綜合排名第二。該專業現有專職教師109人,本科生1432人(包括本碩連讀生178人),工學碩士研究生669人,博士研究生164人。
專業優勢與特色
長期以來,該專業秉承西安交通大學“起點高,基礎厚,要求嚴,重實踐”的辦學傳統,形成了以下優勢與特色:
專業建設與教學改革水平目前處于國內領先地位,充分發揮了示范輻射作用。從1996年開始,該專業先后主持了4項國家級教改項目,圍繞電氣信息類專業人才培養方案、教學內容和課程體系改革、電氣工程類教改成果整合、專業規范制定等方面開展研究,獲得2項國家級教學成果二等獎,所取得的教學成果被全國許多所大學應用。擁有1名全國教學名師和2名省級教學名師。
擁有電氣工程(一級學科)國家重點學科和電力設備電氣絕緣國家重點實驗室,學科優勢明顯,提供了高水平本科人才培養的支撐條件。
擁有國家工科電工電子基礎課程教學基地、國家電工電子實驗教學示范中心。通過“基地”與“中心”的建設,促進了實驗教學體系的改革和優化,科學構建了三層次的實驗教學體系,開出了一批新實驗,增加了設計性和綜合性實驗的比例,在實驗中注重培養學生的工程意識和創新精神。電氣工程與自動化專業的學生在科技創新活動和全國性的科技競賽活動中,取得了一批優秀成績, 教材建設和課程建設成果突出。該專業編寫出版了《電路》等5部“十五”國家級規劃教材和2部“十一五”國家級規劃教材。所編寫的教材被許多高校采用,在全國具有廣泛影響;擁有電力電子技術、電路、工程電磁場、電工電子技術等4門國家級精品課程。
學校名稱:華北電力大學
專業名稱:電氣工程及其自動化
專業簡介
1958年建校時,原北京電力學院就設置了電氣工程專業,其首先設置的4個專業中就包括了電力系統自動化和繼電保護與自動遠動技術兩個專業(從哈爾濱工業大學搬遷而來)。隨著教學改革的不斷深入,專業名稱幾經改變。1998年,華北電力大學按照教育部新的專業目錄中的“電氣工程及其自動化”專業招收和培養學生,下設電力系統及其自動化、繼電保護與自動遠動技術、高電壓技術、城市供用電、電力電子技術、電力市場、電氣技術7個專業方向。
電氣與電子工程學院擁有1個國家級重點學科,5個省部級重點學科和電氣工程博士后流動站,具有一級學科博士和碩士學位授予權。擁有2門國家級精品課程和多門省部級精品課程。學院現有教師338名,其中,中國工程院院士1名、國家杰出青年基金獲得者1名,長江學者講座教授1名,國家百千萬人才2名。學院有博士生導師22名,教授75名,副教授106名。教師師德良好,教學和科研水平較高,結構合理。
專業優勢與特色
該專業具有如下優勢與特色:面向電力行業,有明確的培養目標;師資隊伍結構合理,重視青年教師培養;依托電力行業,有完善的實驗與工程實踐條件;產學研結合緊密。
學校名稱:西南交通大學
專業名稱:電氣工程及其自動化專業
專業簡介
西南交通大學電氣工程及其自動化專業始于1949年7月成立的“電氣運輸”專業。1962年,發展為“電氣化鐵道供電”和“電力機車”2個專業。1981年,“電氣化鐵道供電”專業更名為“鐵道電氣化”專業。1985年,“電力機車”專業更名為“電力牽引與傳動控制”專業。1996年,按照培養厚基礎、寬口徑,知識、能力與綜合素質協調發展的人才培養模式,按大類培養將“鐵道電氣化”和“電力牽引與傳動控制”2個專業納入“電氣工程及其自動化”專業。目前,該專業設有“電力系統及其自動化”、“鐵道電氣化”、“電力牽引與傳動控制”、“磁浮與城市軌道交通自動化”4個專業方向。
電氣工程及其自動化專業為國家級特色專業建設點,擁有2門國家級精品課程、電氣工程基礎國家級實驗教學示范中心、“軌道交通電氣化與自動化”國家教學團隊和1名國家教學名師。擁有國家重點學科“電力系統及其自動化”、國家重點(培育)學科“電力電子與電力傳動”、四川省重點學科“電工理論與新技術”和鐵道部重點學科“鐵道牽引電氣化與自動化”,擁有“電氣工程”一級學科博士學位授予權和博士后科研流動站,建有“磁浮技術與磁浮列車教育部重點實驗室”、“鐵道電氣化與自動化鐵道部重點實驗室”和“四川省軌道交通電氣化與自動化工程技術研究中心”,擁有“磁浮技術與磁浮列車”教育部創新團隊。
目前該專業所在的電氣工程學院擁有教師188人,本科生1336人,全日制碩士研究生670人,博士研究生81人。
專業優勢與特色
以國民經濟建設和社會需要為導向,主動適應軌道交通發展需要,面向軌道交通電氣化與自動化,培養高素質人才。專業培養目標明確,規格要求合理,行業優勢明顯,師生認可程度高。
堅持教育教學改革和質量工程建設,構建了多層次個性化人才培養體系,在人才培養模式、課程建設、教材建設、教學團隊建設等方面取得了優良的成果,形成了優質的教學資源。
“重基礎,強實踐,求創新”構筑和實踐了全方位多層次實踐教學新體系,采用“以軟帶硬、資源共享”的建設理念,堅持“產、學、研”結合,加強國際交流與合作,建成了以個性化實驗和科研項目實踐為主的個性化、創新實踐平臺,建立了專業人才工程實踐能力和創新能力培養的長效機制。
專業生源質量好,畢業生就業率高。畢業生在我國鐵路電氣化、電傳動機車和車輛的發展建設中作出了重要貢獻,得到社會和用人單位的廣泛認可。
學校名稱:山東大學
專業名稱:電氣工程及其自動化
專業簡介
山東大學電氣工程及其自動化專業始建于1946年,是該校工學門類中歷史較悠久的學科之一。1952年設立發電廠及電力系統專業,后改稱電力系統及其自動化專業。1956年設立電機電器專業,后改稱電機及其控制專業。1978年設立繼電保護及自動遠動技術專業。1980年設立電氣技術專業。1998年,將電力系統及其自動化專業、電機及其控制專業、繼電保護及自動遠動技術專業和電氣技術專業等4個專業合并成現在的電氣工程及其自動化專業。
山東大學電氣工程學科是“211”和“985”重點建設學科。2007年電力系統及其自動化二級學科成為國家重點培育學科。目前山東大學電氣工程學院擁有省級重點學科2個,省級重點實驗室1個,省級工程技術研究中心4個。
2006年電氣工程及其自動化專業成為山東省特色專業,2007年電氣工程及其自動化專業成為國家第一類特色建設專業。
電氣工程學院現有博士研究生導師15人,碩士研究生導師42人,長江學者特聘教授1人,長江學者講座教授1人,進入國家“百、千、萬人才工程”一二層次的學者1人,教育部新世紀優秀人才2人,省級有突出貢獻的中青年專家3人,山東大學教學名師3人。
師資隊伍構成:教授23人,副教授39人,其他高級專業技術職務10人,其中具有博士學位的40人(占48.2%),分別畢業于清華大學、西安交通大學、哈爾濱工業大學、沈陽工業大學、山東大學等高校,其中三分之一教師有海外研修經歷。
近年來該專業出版教材、專著和譯著等40余部,完成國家、省部和企業科研項目100多項,獲得國家級發明獎和科技進步獎5項,省部級科技獎勵30多項。自該專業設立以來為國家培養了近萬名工程技術人才,為國家電力事業的發展做出了重要貢獻。
專業辦學的主要特點
山東大學電氣工程及其自動化專業適應國家與地方發展的戰略要求,以培養中國電氣工程領域優秀本科生為目標,具有鮮明特色:
【關鍵詞】低壓配電 配電線路 導線截面 節能 降損
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
我們知道,電力網在輸送電能的過程中,電能損耗是十分驚人的,在這巨大的電能損耗中低壓(380V/220V)配電網占有相當大的比重。主要原因是低壓配電網電壓低、電流大,特別是負荷功率因數低,更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網的線路損耗,對于提高整個電網的經濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設計時,選擇導線截面的傳統方法是:按導線機械強度、允許電壓降和導線長期允許安全載流量等因素而定。但從節約能源的原則出發,應將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導線截面的依據之一。即在經濟合理的原則下,適當增大導線截面積以減少輸電線路電能損耗,從而達到在不增加發電能力的情況下而增加供電能力的目的。
二.低壓配電線路導線截面選擇
工程設計時,離不開電氣設計,而電氣設計直接關系到人民的生命財產安全、環境保護和其他公眾利益,成功的導線截面設計,應當是安全、合理、經濟和可行的。而導線截面設計則是電氣工程設計的重要組成部分之一。由國家建設部頒發的《工程建設標準強制性條文》對電氣方面要求就更加嚴格。因此,我們在低壓配電線路導線截面設計中,不僅要使導線截面有足夠的安全儲備,而且要限制導線截面過大造成的經濟浪費,來保證電氣設備的安全運行。低壓線路導線導線截面設計,一般應根據以下幾方面的要求來選擇:
1.選擇導線截面,首先滿足發熱條件這一要求,即導線通過的電流,不得超過其允許的最大安全電流。通常,當負荷電流通過導線時,由于導線具有電阻,導線發熱,溫度升高。當裸導線的發熱溫度過高時,導線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發熱溫度進一步升高,可能發生斷線事故。當絕緣導線( 包括電纜) 的溫度過高時,絕緣老化和損壞,甚至引起火災。因此,導線應能夠承受長期負荷電流所引起溫升。各類導線都規定了長期允許溫度和短時最高溫度,從而決定了導線允許長期通過的電流和短路時的熱穩定電流。選擇導線截面時,應考慮計算的負荷電流不超過導線的長期載流量,導線的額定電流可以從工具書中查到。
2.為保證導線具有必要的機械強度,要求導線的截面不得太小。因為導線截面越小,其機械強度越低。低壓線路的導線要經受拉力,電纜要經受拖曳。所以,規程對不同等級的線路和不同材料的導線,分別規定了最小允許截面。按機械強度選擇導線的允許最小截面,可參考表一。
3.選擇導線截面,還應考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導線的電壓降必須限制在一定范圍以內。按規定,電力線路在正常情況下的電壓波動不得超過正負百分之五臨時供電線路可降低到百分之八。當線路有分支負荷時,如果給出負截的電功率P和送電距離L,允許的電壓損失為ε,則配電導線的截面( 線路功率因數改為I) 可按下式計算
式中P為負載電功率,千瓦;
L為送電線路的距離,米;
ε為允許的相對電壓損失,=;
C為系數,視導線材料,送電電壓而定( 表二)
Kn為需要系數,視負載用電情況而定,其值可從一般電工手冊和參考書中查到。
表二公式中的系數C值
例:距配電變壓器400米處有1臺電動機,功率為10千瓦,采用380伏三相四線制線路供電,電動機效率為η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%應選擇多少截面的銅導線?
解(1) 按導線的機械強度考慮,導線架空敷設銅絕緣導線的截面不得小于4平方毫米
(2 ) 按允許電流考慮,求出電動機工作電流( 計算電流)
從電工手冊查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時的允許電流為28 安培,可滿足要求Ij=Ie
(3 ) 按允許電壓降考慮,首先計算電動機自電源取得電功率
若選用銅線則C=77,Kn=1,求出導線截面為
為滿足以上三個條件,可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線
選擇導線截面,一般來說,應考慮以上三個因素。但在具體情況下,往往有所側重,針對哪一因素是主要的,起決定作用的,就側重考慮該因素。根據實踐經驗,低壓動力線路的負荷電流較大,一般先按發熱條件選擇導線截面,然后驗算其機械強度和電壓降。低壓照明線路對電壓的要求較高,所以先按允許電壓降來選擇導線截面,然后驗算其發熱條件和機械強度。在三相四線制供電系統中,零線的允許截流量不應小于線路中的最大單相負荷和三相最大不平衡電流,并且還應滿足接零保護的要求。在單相線路中,由于零線和相線都通過相同的電流,因此,零線截面應與相線截面相同。例如,對于長距離輸電線路,主要考慮電壓降,導線截面根據限定的電壓降來確定;對于較短的配電線路,可不計算線路壓降,主要考慮允許電流來選擇導線截面;對于負荷較小的架空線路,一般只根據機械強度來確定導線截面。這樣,選擇導線截面的工作就可大大簡化
三.結束語
雖然我國低壓供配電系統設計中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國經濟實力和科學技術實力的進一步增強,將會為我國的低壓配電節能的發展奠定更為堅實的發展基礎,為了保證用戶電器的正常運轉,提高我國低壓配電節能能力,可以實施獨立的供配電系統,同時,要進一步完善各種應急措施,比如設置應急的電源,如此,可以在發生一些突發事件時候,保證企業的供配電能夠正常進行,對企業的財產形成更強有力的保證。在進行企業的供配電設計時候,要充分考慮到企業建筑供電要求高,供電負荷復雜的特點,要在綜合考慮整個企業生產設備和功能的基礎上,采取有效的設計工藝,嚴格設計流程,在企業相關各個部門共同的配合下,加強雙方的溝通,保證供配電設計能夠充分滿足企業各方面的需求,同時,要在實踐中,不斷促進整個企業供配電系統的優化。
參考文獻:
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[6]文江林基于光纖熒光的電力設備溫度檢測系統的研究 [學位論文], 2005 - 沈陽工業大學:檢測技術及自動化裝置
科學組織,高效協作
主要生產指標逐年攀升,多項紀錄不斷刷新
公司通過改進技術、優化方案、加強組織、克服困難,不斷掀起生產會戰熱潮,進一步提高生產效率,多項生產指標連續多年實現了跨越式增長。公司連續3年實現煤炭產量年增長1 000萬噸以上,年增幅為27.7%;鐵路運輸實現運量年增長520萬噸以上,年增幅為7.4%;3年累計生產原煤14 598萬噸,商品煤14 624萬噸,鐵路發送貨物21 309萬噸,較好地承擔了集團生產主力軍的作用。2011年公司原煤產量、稅費、利潤等主要指標提前兩年實現公司5年翻番目標。2011年,黑岱溝露天煤礦成為國內首個實際產能可突破3 000萬噸大關的露天煤礦,鞏固了行業領軍地位,樹立了煤炭工業的里程碑。大準鐵路全年運輸突破7 600萬噸大關,連續3年打破由自己保持的全國單線電氣化鐵路運量紀錄,奠定了行業領先地位,創造了單線運輸的奇跡。
提升理念,創新管理
安全基礎更加穩固,安全生產保持良好態勢
幾年來,公司在不斷總結安全管理工作做法和經驗的基礎上,把安全管理提升到一個新的層面,使安全管理的終極目標不僅是安全生產不出事故,更重要的是職工能夠在絕對安全的環境下放心干活、安心工作。按照這一理念要求,公司以全面推行本安體系建設為主線,以落實安全生產責任制為核心,進一步提高科技保安能力,有效管控重大危險源,及時整改重大安全隱患。安全教育、培訓工作進一步強化,以班組建設為抓手,全面增強了職工安全意識。完善了事故應急救援預案,提高了公司對突發事故的應急救援能力。公司在生產持續高位運行的條件下,安全列級事故逐年降低,安全生產平穩運行,安全生產周期不斷延長。公司黑岱溝露天煤礦、炸藥廠連續兩年被集團公司評為“本安體系一級達標單位”。黑岱溝露天礦于2011年10月17日實現連續安全生產2 000天,實現了億噸煤炭生產無重傷及以上事故,被評為“國家級安全質量標準化煤礦”。2011年,準能公司被評為“神華集團本安體系建設先進單位”、“全國‘安康杯’競賽先進單位”等榮譽稱號。
創新思路,全力推動
公司基本建設項目取得顯著成效
公司按照“今天的基本建設就是明天的生產力”、“基建完成時就是完備時”、“搞好基本建設就是低成本轉變經濟發展方式”的理念,通過創建標準化工地推動、考核激勵制度推動、安全聯保責任制推動基本建設的“三推動”和加強制度、人力、監督、應急和科技進行保障基本建設的“五保障”工作制度,實現了基建安全的零傷亡。同時,公司在神華集團內率先推行了基建領域的本安體系建設,完成了覆蓋基建全周期文本,并通過了集團審查。近年來,公司黑岱溝露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦擴能改造、矸電二期、大準鐵路增二線、氧化鋁中試項目等重點基建工程質量合格率達100%,優良率達50%以上。2011年,公司榮獲神華集團“基建管理年”活動先進單位、“工程質量先進單位”、“基建安全年”活動先進單位等榮譽稱號。
自主創新,科技興企
加快轉變經濟發展方式
公司循環經濟項目實現重大突破
公司大力開展循環經濟產業項目研發建設工作,目前已申請國內外專利70項:發明專利42項、實用新型28項。其中已獲得授權專利8項,通過初審24項。2011年,粉煤灰提取氧化鋁項目帶料試車一次性成功,工藝流程全線貫通;神華準格爾礦區礦產資源綜合利用示范基地揭牌暨煤炭伴生資源循環經濟產業項目一期100萬噸/年氧化鋁示范廠奠基儀式的舉行,標志著公司在循環經濟項目建設方面取得了重大突破。公司將煤電路一體化轉變為煤炭開采、循環經濟、鐵路運輸一體化的神華準格爾區域經濟新模式,打造煤炭開發—煤、煤矸石發電—粉煤灰利用—氧化鋁及相關化工產品—電解鋁—鋁型材完整的循環經濟產業鏈,為實現神華集團在準格爾地區整體利益最大化奠定了基礎。
不斷加大科研攻關力度,科技成果獲得國家級、行業級、市級科技進步獎4項,科技創新項目10項,申報專利26項(不包括氧化鋁方面),獲集團“三小”成果獎230項,共入選全國煤炭工業生產一線優秀青年科技論文6篇、第四屆露天開采專業科技學術研討會科技論文23篇。“現代露天煤礦吊斗鏟倒推拋擲爆破技術研究”獲神華集團第三屆科技進步一等獎;“大型露天煤礦開采技術與應用研究”等項目分別獲神華集團、鄂爾多斯市科技獎項。2011年公司被評為神華集團科技進步先進單位。
綠色開采,低碳發展
Abstract: By the manners of questionnaire and comparative, The paper sums up the employment status of 2006-2009 session graduates ofmechanical and electrical engineering of Beijing Institute of Petrochemical, analyzes of employers and graduates’ views and recommendations related to talented person training process in electrical and mechanical engineering. The final are the suggestions , to highlight practice and implement education for all-around development and so on.
關鍵詞: 機電專業;畢業生質量;跟蹤調查
Key words: electrical and mechanical engineering;the quality of graduates;follow-up surveyand analysis
中圖分類號:G71文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)22-0177-02
0引言
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,我國工業生產已由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”發展階段。2009年國務院提出的鋼鐵等十大產業振興規劃的提出,使得機電行業有著巨大的就業容量,但是當前我國機電專業本科生就業難問題依然突出。為了解社會對機電專業對畢業生的要求,推進我國高校機電專業的教育教學改革,更好的培養適合機電行業發展趨勢和社會需求的畢業生,本教改課題組開展了北京石油化工學院機電專業畢業生質量跟蹤調查,在用人單位與畢業生中進行問卷調查與走訪座談,然后通過對調查數據的歸納與分析,提出相應對策。
1調查工作的基本情況
本教改課題組調查方法有問卷、訪問、座談等。其中問卷調查采用《北京石油化工學院機電系畢業生質量跟蹤調查表》,調查工作于2009年6月至2009年11月期間進行,調查對象為北京石油化工學院機械工程學院機電系2006-2009屆機械設計制造及其自動化、機械電子工程、測控技術與儀器三個專業畢業生及其工作單位,調查內容分為三大部分:一為用人單位和畢業生基本情況;二為畢業生基本素質和能力;三為用人單位及畢業生對我校機電專業人才培養工作尤其是教學工作的建議。最終,通過多種途徑共調查畢業生82名和用人單位26家,共發放學生問卷60份,回收53份,有效回收率為85.5%,被調查的畢業生中,機械設計制造及其自動化專業占35 %,機械電子工程專業占40 %、測控技術與儀器占25%;向用人單位共發放問卷21份,回收17份,有效回收率為81%,涉及到廣東、上海、北京、浙江、湖南等地的18家企業。
2調查結果與分析
2.1 畢業生應具有的素質
2.1.1 用人單位最注重的畢業生素質關于“綜合來看貴單位在錄用畢業生時主要考慮哪些因素”的回答,按照所選項目由多到少排列,用人單位答案依次是:專業水平(95%)、獲獎情況( 83%)、思想道德素質(80%)、發展潛力(75.5%)、綜合素質(68.7%)、團隊合作精神(60.7%)、政治面貌( 55%) 、畢業學校(48%)、工作經歷(40%)、性別30% ) 、畢業生自我評價 (22% )、其他(17%)。由此我們發現,用人單位非常實際,專業水平遙遙領先,作為對學生實際能力肯定的獲獎情況排名第二 ,用人單位非常注意學生的發展潛力和合作精神,相反學校名氣、政治面貌和性別并不是用人單位最看重的。以上結果說明:用人單位希望招聘到的畢業生不僅要具有扎實的專業基礎,還有要具有良好的思想道德素質、較高的培養價值和良好的合作意識,這是學校在將后的學生培養過程中應加強重視的。
2.1.2 畢業生求職時必須具備的知識與能力調查顯示:用人單位面試畢業生時最看重的知識與能力排次為:專業水平(95%)、思維能力(85%)、表達能力(76% )、外語水平(72% )、反應能力(65%)、知識面廣( 40%)、精神面貌(31%)、道德品質(30%)、心理素質(28%)、 身體素質(體育特長)( 21% )、其它(17%)。這說明大部分用人單位認為:良好的專業水平是畢業生求職時最應具備的知識與能力,此外,我們可以看到:思維和表達能力、外語水平排到了靠前位置,這說明我們要重視提高學生的表達能力和外語水平,此外,還要加強對畢業生就業技巧的培養。
3人才培養過程中存在的問題和偏差
3.1 課程設置落后于社會需求調查顯示:72%的畢業生認為專業課程內容落后于生產實際。座談會上不少畢業生反映:有些學校學過的課程在工作中卻運用不上,而在實際工作中比較實用的課程卻學校沒有開設,如數控模塊化刀具、數控機床冷卻液的選用等在企業大有用途,但教材對這些內容很少涉及。好幾位用人單位負責人提出:畢業生對一些技術新標準的了解甚少,影響了工作的質量,此外,由于當前外企大量采用生產線進行產品的生產與加工,國內許多企業亦用IT改造傳統裝備,建議應該給在校的機電系學生傳授一定的自動控制系統方面的知識。
3.2 學生實際操作能力有待于提高問卷調查顯示:63%的學生認為自己的實際操作能力“一般”或“差”,只有16%的學生認為自己的操作能力很好,用人單位對畢業生實際操作能力的滿意率只有42%。用人單位負責人反映:不少剛到崗的學生很難獨立完成并不復雜的實踐操作,還有一些剛出校門的學生不愿意進車間或者從事技術設備維護工作。用人單位建議:調整教學計劃設置一些試驗課、實踐課和實際實習操作的相關課程,將畢業生的實習實踐時間適當延長至3個月以上,最好能將畢業實習和畢業設計都在企業中進行,讓學生在生產工藝、生產現場管理、設備的調試與維修工作和數控設備的操作等生產一線工作,以適應工作后的工作和科研需要。
3.3 學生科技素質和人文素質不能平衡發展在調查中,不少畢業生表示:剛畢業時,自己的口頭表達能力、社交能力、組織管理能力都存在差距,尤其是缺少文藝才能,在一些社交場合感到吃力,在企業中難于處理好上下級和同事之間的關系。用人單位則反映:一些畢業生心理素質有待于加強,遇到一些挫折或小委屈,就感到難于接受或自暴自棄,建議學校加強對在校生團隊精神的培養,在培養學生的工程素質和科學精神的同時,加強學生的人文素質的培養,拓寬學生知識面,培養學生的文藝特長,防止培養工具人。
3.4 學生外語能力不能滿足工作需求問卷調查顯示:78%的畢業生認為母校應加強學生外語水平的培養,在工作中英語大有用處:如準確的翻譯英文資料,英語函電書寫,閱讀進口設備說明書,與外國工程技術管理人員的簡單會話等。不少外企負責人表示:畢業生英語最好能到達六級水平,機電系畢業生還應具有一定的專業外語能力,需要較好的掌握大量的有關機電行業的專業英語詞匯術語。
3.5 學生創新精神有待于提高隨著我國經濟由“中國制造”向“中國創造”的逐漸轉型,越來越多的企業加倍重視對技術的研發,于是具有較強創新能力的畢業生成了就業市場的香餑餑。然而,調查發現:當前機電專業畢業生的創新精神有待提高,被調查的82名畢業生中,只有1人在工作中成功申請了發明專利,該比例只有1.25% 。不少單位負責人表示,我院畢業生具有較強的敬業精神和很強的執行力,但是缺乏對權威的挑戰意識,獨立思考能力不足,建議在課程設計或畢業設計中布置一些能讓學生靈活運用知識去解決問題的課題。
4建議與對策
通過對調查問卷的對比與分析,我們發現機電專業學生就業難并不是高校培養的學生數量太多,而是高校人才培養模式方面與市場需求存在一定差距,為此,必須多管齊下,可從以下幾個方面采取措施:
4.1 突出實踐教學環節,提高學生動手能力事實證明,實踐教學對提高就業能力和工作能力有著關鍵作用,這也是用人單位和畢業生共同提到的問題。為此,要改變傳統的教學模式:一、加大實踐教學環節的投入,增強實習、實驗課程在課程設置中的比重;二、要多渠道的開辟學生的實習途徑,縮短學生參加工作后的適應期,保證每一位畢業生都能練就一套過硬的專業技能。
4.2 加強素質教育,提高學生就業競爭力在調研中,我們發現那些具有扎實的專業基礎、深厚的人文素養及較強綜合素質的,在校時學生中的佼佼者,在工作中也發展得相對較好。調查顯示:50%的在學校擔任過學生干部的畢業生在單位中受到了重視,該比例遠遠高于那些未在學校擔任過學生干部畢業生比例的8%。因此,高校應將大學生素質教育與能力培養貫穿于大學人才培養的每一個環節,培養包括社會交往能力在內的人文素質,使之在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
4.3 深化教學改革,提高教學質量扎實的基礎理論和專業知識,是畢業生在社會上贏得良好的社會聲譽的重要原因。調研表明:教學模式整齊劃一、專業課程設置狹窄、教學內容陳舊是高校機電專業普遍存在的問題,為此,首先要繼續進行專業結構和課程設置的改革,根據社會需求編寫新的教材;其次要加強教師隊伍的建設和培養;最后狠抓教學質量,嚴格考試制度,加強對課堂的管理。
4.4 加強就業指導,整合就業資源就業指導不僅僅是“畢業指導”,而更應是貫穿大學四年的“全程指導”。學校不僅要幫助畢業生掌握求職的技巧,而且要引導學生進行“職業生涯規劃”同時,要充分發揮學校就業指導機構的紐帶作用,一方面要通過與用人單位的聯系、交流,進行充分的市場調研,將企業與市場對人才需求信息及時地反饋給專業院系;另一方面積極開發市場資源,加強和校友的聯系,與企業建立良好的合作關系,實現雙方的互利互惠。
總之,要提高機電專業學生的就業競爭力,就必須按照市場與社會經濟發展要求,結合學校實際,完善人才培養機制,優化課程設置,深化教學改革,突出實踐教學環節,提升學生的綜合素質,構建適應市場需要的創新型人才培養模式,從而全面提高機電專業畢業生的競爭力。
參考文獻:
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【關鍵詞】無功功率補償;晶閘管投切電容器;DSP控制器
1.引言
現代電網中,電動機等感性負荷占據很大比重,它們在做工時需要吸收大量的無功功率,實現能量的轉換,帶動設備做功。這樣,電源提供的電功率并不完全供給給有功功率,還要一部分轉換為無功功率,這無疑增加了電網電源的負擔,降低了供電設備的效率,而且由于線路中無功電流的存在將增大網絡損耗,降低輸電線的使用壽命,嚴重影響供電質量。為了解決這一問題,我們設計了低壓終端無功補償裝置,在電路中需要消耗無功功率的地方提供無功功率,即對無功功率進行補償[1-3]。
2.無功補償技術的有關理論分析
2.1 TSC型無功補償裝置的工作原理
圖2-1給出了TSC型無功補償裝置的系統模型,其中2個反并聯晶閘管作為補償電容器的投切開關。首先,交流電源US經變壓器PT和線路電抗XL后對負載供電,負載端電壓為U2,負載電流為I,IP和IQ分別成為正弦電路中的電流有功分量和無功分量。在負載處經晶閘管開關T接入一個補償電容器C,電容抗為XC=1/(2πfC),若選取C的大小使IC等于負載感性電流IQ,即:
,同時,IC為容性電流,超前電壓U290°,-IC即為感性電流,滯后U290°,與負載感性電流IQ同相,這樣,按上式選擇電容C,負載的感性電流IQ的大小和幅值都等于電容器向電網輸出的感性電流-IC,電容器C輸出的無功功率抵消掉了負載消耗的無功功率,因此,整個電路中只有有功電流在流動,沒有無功電流的損耗,負載的功率因數接近于1,這樣就提高了電能的利用率,降低了電能在輸送過程中造成的浪費。
2.2 無功補償控制方式的研究
傳統的無功補償裝置依靠單一的物理量作為參考量,難以實現精確的控制,本設計中,為了滿足控制的需要,做到精準無誤的控制,我們選擇性能較好的兩種控制方式相結合,即以無功功率為主要判據、電壓為輔助判據的電壓無功復合控制方式,利用無功功率校正控制避免投切震蕩、以電網電壓的限定值作為電容投切的約束條件,從而實電容器組的智能綜合投切,在保證電壓在合格的范圍內實現無功平衡,既減少了網絡損耗,又考慮到了電壓質量。
圖2-2為控制投切區域圖,分為11個區域來進行控制。Q是系統的實際無功功率,U是實際電壓值,控制策略中設置了兩級電壓門限和一級無功門限,分別是:電壓上限U上限和下限U下限;電壓上極限U上極限和下極限U下極限;無功上限Q上限和下限Q下限,當電網電壓越上、下極限時,此時不考慮無功功率,投切電容器來改變電壓值,使其回到上、下限之間,只有當電網電壓在合格范圍內才根據無功值來投切電容器,調節網絡無功。
2.3 有關補償電容器分組方法的研究
本設計中電容器的分組方式采用不等容分組方式。不等容分組方式是指各組電容器的容量不相等,分組容量比不宜過大,以不超過1:3為宜。例如:可以補償15kvar無功容量的電容,按照1:2:4:8的比例來分,每組補償容量分別為1kvar、2kvar、4kvar、8kvar,就可實現15級組合,分成4組就可以實現0~15kvar補償級差為1kvar的無功補償。這種分組方式補償速度快,精度高,同時也節省了電容器投切開關的數量,降低了成本;缺點是只要最小一組容量能夠進行投切,則總是對該組進行操作,以此類推,順序操作,結果最小一組電容器頻繁進行投切,使用壽命最短,且其控制也比較復雜。
本設計選用四種電容器,電容大小分別為60uf,30uf,15uf,8uf,當在220V工作電壓下的容量分別為9043var,4521ar,2260var,1205var,這樣可以補償的無功功率最大可達到17030var。這四種電容器組可以實現0到17Kvar的補償,可以分為15級調節控制。雖然軟件控制較復雜,但可以節省投切開關的數量,減少了補償裝置的成本。
3.無功補償裝置的硬件設計
本課題設計的是基于DSP控制的晶閘管投切電容器(TSC)型無功補償裝置,其控制器采用DSP[4]為核心控制器,采用了集中補償方式,裝配在配電變壓器低壓母線上,對配電變壓器所帶的整個區域負荷進行補償,利用電壓無功復合投切判據來判定電容器組的投切,投切開關選用晶閘管與繼電器結合使用的復合開關。其硬件原理結構框圖如圖3-1所示,主要包括控制器模塊,電壓、電流檢測調理模塊,脈沖驅動電路模塊,復合開關模塊以及通訊、存儲模塊幾部分組成。
3.1 復合開關電路設計
復合開關是電容器組的投切開關,本設計采用晶閘管與繼電器相結合的方式來執行電容器組的投切,如圖3-2所示,晶閘管與繼電器并聯,L1的作用是抑制電容投切時對晶閘管產生的沖擊影響。當需要補償無功時,應當將電容器并入電網,此時控制器發出該控制信號,并給晶閘管和繼電器同時發送一個閉合驅動信號,由于晶閘管的響應速度比繼電器快,故上半回路先導通,電容器立即投入電網補償無功,延遲一段時間后,繼電器閉合,此時,上、下回路都導通,只需要給晶閘管發送一個關斷信號切斷上回路即可;當需要將電容器從電網去除時,控制器發出該控制信號后,此時,只有繼電器下回路導通運行,只對晶閘管發送接通脈沖信號,上下回路同時導通,然后對繼電器發送關斷信號,延遲一段時間后下回路斷開,此時只有上回路導通,最后對晶閘管發送關斷信號,兩回路都關斷,電容器組切除。
3.2 復合開關驅動電路設計
由于控制電路輸出的PWM控制信號驅動能力有限,不足以直接驅動復合開關的開通或者關斷,因此在主電路和控制電路之間還需要加入驅動電路。驅動電路作為整個硬件電路的重要一環,其良好的性能可以加快復合開關開斷的速度,減少開關過程中產生的損耗,提高整個裝置的工作效率,保障設備安全可靠運行。
本設計所選用的復合開關屬于電壓驅動型器件,既需要為其提供開通控制信號,也要提供關斷控制信號,以保證它能按照要求可靠地開通或關斷,所以我們選擇6N173光耦合器來驅動復合開關的開通或關斷,電路如圖3-3所示。
DSP控制器將調理后的電流、電壓等信號進行運算處理,得到三相投切控制信號并進行各相同步,然后發出控制脈沖控制驅動電路來驅動繼電器與晶閘管進行開斷,從而達到投切電容器組的目的。5V電壓驅動晶閘管輸入,15V電壓驅動繼電器輸入。
4.無功補償裝置的建模仿真
根據無功補償裝置的硬件設計,我們對其設計電路進行仿真驗證,模擬硬件電路的運行結果,根據仿真結果來分析硬件電路是否滿足要求,若不滿足則對硬件電路進行修改,重新設計并更改參數然后再進行軟件仿真,如此反復直至達到設計目標。
本課題的主要目的是設計一種無功補償裝置能夠補償電網中的無功功率,使得電源的電功率盡可能全部地提供有功功率,這就要求網絡中沒有無功電流的流動,功率因數趨近于1。圖4-10為補償前后無功、有功功率的變化波形圖,上方波形為有功功率補償前后的變化波形,單位為(Kw),下方波形無功功率補償前后的變化波形,單位為(Kvar)。為了觀察對比補償效果,我們在0.1秒后投入補償裝置,可以發現在0.1秒前,有功、無功功率波動頻繁,投入補償裝置后,有功功率逐漸趨于穩定,無功功率也逐漸趨近于0值,說明該補償裝置補償效果明顯,能夠達到理想的補償效果,但是觀察到網絡中的無功功率明顯提高,而有功功率提升效果不明顯,說明該裝置能夠補償網絡中的無功,但不能有效的提高有功功率,提升電壓的利用率,所以該裝置還有待改進。
5.結論
本文設計的無功補償裝置是基于TSC型的低壓終端無功補償器,利用DSP控制器來完成整個系統的數據處理與計算、控制信號發出、與外界通訊等功能,根據檢測的三相電路中的電壓、電流等信號進行數據運算與處理,計算出網絡中需要補償的無功功率,再由控制器發出控制信號來執行電容器組的投切,調節網絡無功。
該補償器能快速跟蹤電網負荷的突變,根據電網無功的需求適當補償電容器,隨時保持最佳饋電功率因數,實現動態無功補償,同時,投切過程不產生諧波,對原電網的干擾小,成本低,自身能耗小。但是,由于TSC型補償裝置是分級式補償,可能產生補償死角,不能連續調節無功功率,在電網不穩定時還可能出現投切震蕩,所以,TSC裝置一般與TCR補償裝置組合[5-6],這樣即可以實現連續的無功調節,同時大大減小了諧波,因此,該設計還需要一定的改進和完善。
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作者簡介:
關鍵詞:現代高層;建筑施工;管理技術
中圖分類號:TU7文獻標識碼: A 文章編號:
一.現代高層建筑的施工類型和特點
高層建筑是指具有十層以上的民用住宅,并且公共建筑物或者是綜合性的建筑群體的總體高度超過了24米。高層建筑的特點是層數較多、高度大,不僅僅是將低層建筑的簡單疊加,而是將建筑施工重點放在結構以及使用功能上,并且,針對現代化的高層建筑施工特點,提出了合理性的要求。
高層建筑的施工工程的主要內容有:土建筑工程、裝修工程建設、建筑施工的安裝階段。其中,建筑施工的安裝階段是由管道建筑的施工、電氣化工程、設備工程施工等部分組成。
二. 現代化高層建筑施工中的問題以及原因
2.1施工技術的質量問題
現代化的高層建筑中施工技術含量比較高,設計專業面也比較廣,建筑安裝的質量技術要求也逐漸提高。其中每個專業有著自己獨立的、專業化的技術準則,但是又要滿足輔助專業的施工時間順序以及空間位置的合理性安排。如果缺少全面的思考,就會造成專業交叉部分的細節失誤,很容易出現施工事故的發生。現代化的高層建筑的特點設計導致建筑物有著自己的產品,管線設備使用規范都擁有著特點要求,在很大程度上增加了施工技術的難度和管理范圍,同時這也會導致各個專業之間的矛盾化發生。隨著科學技術的不斷更新發展,新技術和新產品的應用,使施工技術人員不能夠及時的掌握,這也會給建筑施工技術管理帶來影響。
2.2施工管理問題
在我國現行的管理體制下,建筑施工單位的分包現象發展劇烈,分包單位的工作內容很難確定明確的界限。在利益的前提下,促使相關施工單位的責任加大,承擔更多的,更復雜的工作。這會造成施工工序的漏洞,在管理技術上帶來不必要的影響。除此之外,建筑工程的施工管理組織的不健全,施工人員和管理人員的素質差異化和技術化的差別,導致在高層建筑施工過程中出現各個專業協調困難,這也是一個問題的關鍵點。
三. 高層建筑的施工管理手段
3.1施工圖的預案管理
建筑施工單位以高層建筑的施工特點為出發點進行編制嚴謹性的,詳細的施工組織管理措施以及相應的管理方案的計劃確定。作為建筑工程的指導工作指標,預案管理的內容有以下幾點:高層建筑施工工序的規定安排;各種工序的進入施工現場時間的限定;建筑施工重點的施工方式;高頻出現的施工質量問題的預防性措施補救,并且根據施工特點作出成品保護管理措施等。
3.2階段性的施工進度控制
在現代化的高層建筑具有規模大,其建筑工藝和施工技術也相對于過去幾十年里也較為成熟和復雜,建筑周期也相對較長,涉及的施工單位也比較多等特點。由于這些外界因素決定了高層建筑工程的施工進度,所以想要有效的管理和控制施工進度,就要從其影響因素著手,在此基礎之上分為有利因素影響和負面因素的影響兩種,進行全面細致的預測分析。第一,這種管理技術可以促進積極一面的利用價值以及負面影響的預防;第二,在預防方案的制定方面,事故發生階段采取及時有效的對策,事后采取補救措施,很大程度的減小實際施工進度和計劃進度之間的偏差,實現現代化的高層建筑的靜態控制以及動態控制。高層建筑的施工過程是一個動態控制。建筑施工的進度在實施會隨著干擾因素以及風險因素的影響而發生改變,很大程度的增加了建筑管理執行中的項目進度監測管理的難度。所以,在施工管理技術實施過程中應該檢查工程項目的進展狀態,并且將實際的施工狀況和施工方案安排進行對比工作,從分析中獲取計劃偏離的報告信息,最后,總結出偏差的形成和原因,在此基礎上采取技術組織,經濟補救等維持高層建筑的施工原計劃。
3.3現代化高層建筑的施工技術的探討
現代化的高層建筑施工技術的首選技術是用樁進行基礎建設,特別是砼灌注樁的建筑施工技術最為常用,并且技術成熟。原因是施工技術的實施環境簡單,承載性能較大,其對任意地基土層或者是土質具有很好的實用價值。在現代高層建筑工程的基礎施工中,灌注樁的施工技術分為:擠土樁、部分擠土樁、非擠土樁三種類型的基礎施工技術,雖然成樁技術的多樣性較強,也都滿足了樁深以及樁徑的技術要求,一般的標準是樁徑高達3米,樁深高達 100米,動態技術在很大程度上能測到承載力。在高層建筑的樁基施工管理過程中,主要采取的方式是定樁位的測量工作,然后再機械化打樁。在正常情況下,樁深、樁徑需要在專業的施工設計方案下進行,并且建筑物的高度以及地基土質的差異化也會導致樁深和樁徑的要求不同。除此之外,現代化的高層建筑施工管理的技術還有滑板、獨立箱型、深梁等。
3.4現代高層建筑中的鋼筋連接技術
高層建筑中的傳統鋼筋連接技術主要作用是焊接搭接,但是這些建筑管理技術會造成澆筑混凝土使用不便,由于這些傳統的施工技術難以適應現代化的高層建筑的粗鋼筋連接。所以,我國現代化的高層建筑中粗鋼筋的連接技術應該引導電渣壓力焊的焊接新技術,并且廣泛地應用在暗柱、剪力墻相連轉角柱、翼緣柱上粗鋼筋連接技術中,但是其弊端是必須在高電壓才能正常運轉,為了避免安全事故的發生,首先要做好施工安全技術管理。但是建筑的房梁中的粗鋼筋要使用機械化的焊接方式。
3.5現代化高層建筑的高效預應力中的鋼筋技術
在現代化的高層建筑中,有時為了解決鋼筋稠密的配比和用量問題,需要降低工程造價成本,這就需要將高效預應力的鋼筋技術運用到現代化的高層建筑鋼筋施工技術管理過程中。在使用這項拉拔鋼筋技術時,應該先在施工現場進行預先張拉,在很大程度上有效地提升了鋼筋的韌性和強度,進而改進提升器的應用效率,改善松弛現象,但是這項技術的應用前提是錨固問題的解決。現代化的高層建筑的高效預應力鋼筋技術分為兩種方式:先張法,后張法,在進行施工技術管理時應該先用“先張法”,降低工程技術的造價,然后使用“后張法”,這種技術配合能有效地解決大型建筑施工的鋼筋問題,這兩種技術實施的前提都是做好鋼筋錨固段處理。
3.6現代高層建筑中防水施工管理技術
現代化高層建筑中防水施工工程包括:地下室、各層衛生間、廚房和樓房屋頂的施工。在現代化建筑施工技術中,冷施工法被廣泛運用到地下室的防水工程施工中,地下室水位以下以及在對整個建筑地下室的主外墻進行防水技術施工時,最重要的措施就是用防水材料做的防水層進行整體性防水。地下室防水大多數采用構自防水、材料防水、構造防水相結合的混合型防水模式,但是需要注意的是施工縫以及后澆帶處理的掌握。在進行防水材料選購時,采用高分子的防水卷材,改性瀝青卷材等,并且還要注意的是結構自防水大多采用膨脹水泥與高密實性的功能水泥施工技術。
結束語:
現代化的城市進程發展中,高層建筑在城市規劃中扮演者重要的角色。現代化的高層建筑的施工技術復雜,工程量比較大,導致管理難度加大,施工過程中管理技術方法的提高對于建筑施工的工期控制和綠色成本的控制來說至關重要。
參考文獻:
[1]樊軍保.現代高層建筑施工技術及應用分析[J].中華居民.2012(03-15).