節點設計論文范文
時間：2023-03-16 11:52:34
導語：如何才能寫好一篇節點設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
關鍵詞：CAN智能節點；MSP430；MCP2510；數據通信
1引言
CAN總線是控制器局域網（ControllerAreaNet-work）總線的簡稱，它屬于現場總線范疇，是一種能有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，它可將掛接在現場總線上作為網絡節點的智能設備連接成網絡系統，并進一步構成自動化系統，從而實現基本的控制、補償、計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能。
CAN總線智能節點在分布式控制系統中起著承上啟下的作用。它位于傳感器和執行機構所在的現場，一方面和上位機（PC或者工控機）進行通信，以完成數據交換；另一方面又可根據系統的需要對現場的執行機構或者傳感器進行控制和數據采集。它常常將一些簡單的過程控制程序放在底層模塊中，從而減少了通信量，提高了系統控制的實時性。因此，智能化模塊設計在CAN系統中有著十分重要的作用。
本文將給出一種用MSP430單片機和MCP2510CAN控制器組成的總線智能節點的設計方案（見圖1），該方案中的單片機和CAN控制器通過標準的SPI接口進行通信，因此，該節點能夠完成對被控器件的數據采集上報，并接受上位機的命令，進而進行解析以完成對執行機構的控制。為了調試簡單，本方案作了一些改動：一是使MCP2510工作在環回模式，也就是數據由發送緩存直接發送到接收緩存，由于不經過CAN收發器和CAN總線，而只是使用了它的一個發送緩存和一個接收緩存，因而方便了調試；二是把被控器件的數據采集和對執行機構的控制部分略去，而這些功能在以后可以方便地添加，這樣，在實際使用時，只要對程序稍作修改就可應用。
2硬件設計
本設計的整個接口模塊主要由兩部分組成：CAN控制器MCP2510和微控制器MSP430。圖2所示是該智能節點的部分電路硬件原理圖。下面對主要部分功能作一介紹。
2．1MSP430F1232簡介
MSP430系列微控制器是TI公司推出的功能強大的超低功耗16位微處理器。它集成了豐富的片上資源，因而開發方式十分簡便，可以用C語言編寫出效率很高的程序。所選MSP430F1232的工作電壓為1．8～3．6V，內含8kBFLASH存儲空間。片內集成了看門狗定時器（WTD）、基本時鐘模塊、US-ART、10位ADC、和帶有3個捕獲／比較器的16位定時器，因而片上資源十分豐富，完全可以滿足一般的需要，同時減少了設計的復雜度。與其它單片機相比，MSP430的I／O端口功能更強，可實現雙向的輸入、輸出，并可完成一些特殊的功能，如A／D轉換、捕獲比較等；另外，它還可以實現I／O的各種中斷。
本設計中，MSP430的作用有兩個：一是對執行機構的控制以及對輸入模擬量或者開關量的信號采集；二是利用UART模塊通過SPI模式與MCP2510通信并控制MCP2510以實現CAN規范。
2．2MCP2510簡介
MCP25101是Microchip公司推出的功能很強的CAN控制器芯片，它支持CAN1．2、2．0A及2．0B規范；其內部結構見圖3所示。該芯片內含3個發送緩存和2個接收緩存，可以對發送優先級進行管理，可濾除無用信息，MCP2510有6個可編程濾波器，而且中斷資源十分豐富。最可貴的是，它可以通過標準的SPI接口與微控制器進行通信，從而放寬了MCU的選擇范圍使得所有單片機都有接入的可能。
MCP2510的主要功能是在MCU的控制下實現CAN規范，它內部的所有寄存器和控制寄存器都映射到一個地址表上，MCU可以使用相應的命令格式通過標準的SPI接口來完成對MCP2510的初始化、工作狀態的控制以及數據的讀寫。此外，MCP2510產生的中斷還可以反饋給MCU來處理。
2．3系統時鐘
由于MSP430的時鐘頻率決定著指令周期，因而該時鐘直接影響SPI接口的速率。MSP430F1232有兩個可選的時鐘：一是外部低速32．768kHz的時鐘晶體；二是采用內部數控DCO的可調頻率。本設計直接采用它內部的數控DCO作為它的主時鐘MCLK和SMCLK，由于直接工作在800kHz，因而免去了使用晶體。MCP2510采用標準的4MHz晶體。MSP430中USART模塊的CLK可由系統時鐘分頻得到，速率設定也十分方便。實際上，MCP2510輸出到總線的速率也可通過設置內部寄存器的控制分頻系數來調節。
此外，由于MCP2510的輸出信號驅動能力不夠，而且與CAN總線物理接口的要求存在很大的差異，所以，在實際應用中必須使用CAN收發器（如MCP2551等），它可支持的CAN速率最高可達1Mbps，而且容錯能力很強。此外，它內部還有很強的保護電路，可以防止總線的其它節點對它的影響。
3軟件設計
在進行本系統節點的軟件設計前，首先簡要說明一下MCP2510的指令格式，MCP2510的5條指令如表1所列。
表1MCP2510指令格式
指令指令格式說明
復位11000000使內部寄存器復位,進入配置模式
讀取00000011從寄存器讀取數據,指令在前,地址隨后
寫入00000010寫數據到寄存器,指令在前,地址和數據隨后
發送請求10000nnn對發送緩存發送信息進行初始化
狀態讀取10100000讀取常用狀態寄存器的某些位數據
位修改00000101對豁口的某幾件位修改
在使用時，可以把這些指令直接編寫成函數形式，這樣可使程序簡練易讀。同時，發送請求的硬件觸發只需把TXnRTS置低即可。實際上，接收緩存收到信息后也能產生硬件觸發，并在TXnRTS引腳產生低電平輸出。
本設計的主程序流程圖如圖4所示。
上電復位后，MSP430首先完成自身模塊的初始化，其任務主要是選擇時鐘模塊中的時鐘、使USART模塊工作于SPI模式、以及對看門狗定時器的配置等；然后對MCP2510進行初始化，以對寄存器進行設置。需要注意的是，MCP2510只有在配置模式下才可以對控制參數進行配置，但它在復位以后就是配置模式。
當配置MCP2510到環回模式后，MSP430將寫數據到MCP2510的發送緩存并控制其發送，此后，在接收緩存收到數據后，INT引腳將產生低電平中斷以通知MSP430，MSP430響應中斷后將讀取數據，并和發送的數據進行比較，以驗證程序的可行性。需要注意的是，無論是對MCP2510的讀還是寫，都必須使它的CS引腳處于低電平。
在實際應用中，MSP430和MCP2510都可以進入睡眠模式，并可以由中斷來激活。整個節點的主要功能均由中斷子程序來完成，其中的一部分是MSP430自身的中斷（看門狗定時器溢出中斷、SPI接收發送中斷、ADC中斷等），另一部分是MCP2510引起的中斷，這部分中斷資源十分豐富，包括信息接收發送中斷、信息錯誤中斷、總線激活中斷等。它產生的所有中斷都能使INT引腳為低電平，單片機在檢測到這些中斷后，將通過SPI接口讀取MCP2510內部的中斷標志寄存器以判斷是何中斷，然后再進行進一步處理。
篇2
1、交流接觸器的結構與參數
一般使用中要求交流接觸器裝置結構緊湊，使用方便，動靜觸頭的磁吹裝置良好，滅弧效果好，最好達到零飛弧，溫升小。按照滅弧方式分為空氣式和真空式，按照操動方式分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。
接觸器額定電壓參數分為高壓和低壓，低壓一般為380V，500V，660V，1140V等。
電流按型式分為交流、直流。電流參數有額定工作電流、約定發熱電流、接通電流及分斷電流、輔助觸頭的約定發熱電流及接觸器的短時耐受電流等。一般接觸器型號參數給出的是約定發熱電流，約定發熱電流對應的額定工作電流有好幾個。比如CJ20-63，主觸頭的額定工作電流分為63A，40A，型號參數中63指的是約定發熱電流，它和接觸器的外殼絕緣結構有關，而額定工作電流和選定的負載電流、電壓等級有關。
交流接觸器線圈按照電壓分為36、127、220、380V等。接觸器的極數分為2、3、4、5極等。輔助觸頭根據常開常閉各有幾對，根據控制需要選擇。
其他參數還有接通、分斷次數、機械壽命、電壽命、最大允許操作頻率、最大允許接線線徑以及外形尺寸和安裝尺寸等。接觸器的分類見表1
表1常用接觸器類型
使用類別代號適用典型負載舉例典型設備
AC－1無感或微感負載，電阻性負載電阻爐，加熱器等
AC－2繞線式感應電動機的啟動、分斷起重機，壓縮機，提升機等
AC－3籠型感應電動機的啟動、分斷風機，泵等
AC－4籠型感應電動機的啟動、反接制動或密接通斷電動機風機，泵，機床等
AC－5a放電燈的通斷高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素燈等
AC－5b白熾燈的通斷白熾燈
AC－6a變壓器的通斷電焊機
AC－6b電容器的通斷電容器
AC－7a家用電器和類似用途的低感負載微波爐、烘手機等
AC－7b家用的電動機負載電冰箱、洗衣機等電源通斷
AC－8a具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機
AC－8b具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機
2、交流接觸器的選用原則
接觸器作為通斷負載電源的設備，接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，除額定工作電壓與被控設備的額定工作電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、控制方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經濟性是選擇的依據。選用原則如下：
（1）交流接觸器的電壓等級要和負載相同，選用的接觸器類型要和負載相適應。
（2）負載的計算電流要符合接觸器的容量等級，即計算電流小于等于接觸器的額定工作電流。接觸器的接通電流大于負載的啟動電流，分斷電流大于負載運行時分斷需要電流，負載的計算電流要考慮實際工作環境和工況，對于啟動時間長的負載，半小時峰值電流不能超過約定發熱電流。
（3）按短時的動、熱穩定校驗。線路的三相短路電流不應超過接觸器允許的動、熱穩定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸器的分斷能力。
（4）接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數量、電流容量應滿足控制回路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度，一般推薦的操作電壓值，接觸器要能夠在85～110％的額定電壓值下工作。如果線路過長，由于電壓降太大，接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映；由于線路電容太大，可能對跳閘指令不起作用。
（5）根據操作次數校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規定值，額定電流應該加大一倍。
（6）短路保護元件參數應該和接觸器參數配合選用。選用時可參見樣本手冊，樣本手冊一般給出的是接觸器和熔斷器的配合表。
接觸器和空氣斷路器的配合要根據空氣斷路器的過載系數和短路保護電流系數來決定。接觸器的約定發熱電流應小于空氣斷路器的過載電流，接觸器的接通、斷開電流應小于斷路器的短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。實際中接觸器在一個電壓等級下約定發熱電流和額定工作電流比值在1～1.38之間，而斷路器的反時限過載系數參數比較多，不同類型斷路器不一樣，所以兩者間配合很難有一個標準，不能形成配合表，需要實際核算。
（7）接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關國標、規范，要考慮維修和走線距離。
3、不同負載下交流接觸器的選用
為了使接觸器不會發生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負載啟動最大電流，還要考慮到啟動時間的長短等不利因數，因此要對接觸器通斷運行的負載進行分析，根據負載電氣特點和此電力系統的實際情況，對不同的負載啟停電流進行計算校合。
3.1控制電熱設備用交流接觸器的選用
這類設備有電阻爐、調溫設備等，其電熱元件負載中用的繞線電阻元件，接通電流可達額定電流的1.4倍，如果考慮到電源電壓升高等，電流還會變大。此類負載的電流波動范圍很小，按使用類別屬于AC-1，操作也不頻繁，選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流Ith等于或大于電熱設備的工作電流1.2倍即可。
3.2控制照明設備用的接觸器的選用
照明設備的種類很多，不同類型的照明設備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負載使用類別為AC-5a或AC-5b.如果啟動時間很短，可選擇其發熱電流Ith等于照明設備工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數較低，可選擇其發熱電流Ith比照明設備工作電流大一些。表2為不同照明設備用接觸器選用原則。
3.3控制電焊變壓器用接觸器的選用
當接通低壓變壓器負載時，變壓器因為二次側的電極短路而出現短時的陡峭大電流，在一次側出現較大電流，可達額定電流的15～20倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關。當電焊機頻繁地產生突發性的強電流，從而使變壓器的初級側的開關承受巨大的應力和電流，所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側短路時一次側電流。此類負載使用類別為AC-6a.
3.4電動機用接觸器的選用
電動機用接觸器根據電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-2～4，對于啟動電流在6倍額定電流，分斷電流為額定電流下可選用AC-3，如風機水泵等，可采用查表法及選用曲線法，根據樣本及手冊選用，不用再計算。
繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5倍額定電流，一般啟動時在轉子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉矩，使用類別AC-2，可選用轉動式接觸器。
當電動機處于點動、需反向運轉及制動時，接通電流為6Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴酷的多?？筛鶕褂妙悇eAC-4下列出電流大小計算電動機的功率。公式如下：
Pe=3UeIeCOS￠η,
Ue：電動機額定電流，Ie：電動機額定電壓，COS￠：功率因數，η：電動機效率。
如果允許觸頭壽命短，AC-4電流可適當加大，在很低的通斷頻率下改為AC-3類。
根據電動機保護配合的要求，堵轉電流以下電流應該由控制電器接通和分斷。大多數Y系列電動機的堵轉電流≤7Ie，因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉電流。規范規定：電動機運行在AC-3下，接觸器額定電流不大于630A時，接觸器應當能承受8倍額定電流至少10秒。
對于一般設備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流雖然達到額定電流的4～7倍，但時間短，對接觸器的觸頭損傷不大，接觸器在設計時已考慮此因數，一般選用觸頭容量大于電動機額定容量的1.25倍即可。對于在特殊情況下工作的電動機要根據實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負載，重載啟停頻繁，反接制動等，所以計算工作電流要乘以相應倍數，由于重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流2倍，所以對于此工況要選用8倍額定電流。
3.5電容器用接觸器選用
電容器接通時電容器產生瞬態充電過程，出現很大的合閘涌流，同時伴隨著很高的電流頻率振蕩，此電流由電網電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定（即與此饋電變壓器和連接導線有關），因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重，應當按計算出的電容器電路中最大穩態電流和實際電力系統中接通時可能產生的最大涌流峰值進行選擇，這樣才能保證正確安全的操作使用。
選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數、電網容量、變壓器、回路及開關設備的阻抗、并聯電容器組放電狀態以及合閘相角等，一般達到50至100額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見文獻1.
如果電容器組沒有放電裝置，可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器，如ABB公司的B25C、B275C系列。國產的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設計，也采用了串聯電阻抑制涌流的措施。
選用時參見樣本，而且還要考慮無功補償裝置標準中的規定。電容器投入瞬間產生的涌流峰值應限制在電容器組額定電流的20倍以下（JB7113－1993低壓并聯電容器裝置規定）；還應考慮最大穩態電流下電容器運行，電容器組運行時的諧波電壓加上高達1.1倍額定工作時的工頻過電壓，會產生較大的電流。電容器組電路中的設備器件應能在額定頻率、額定正弦電壓所產生的均方根值不超過1.3倍額定電流下連續運行，由于實際電容器的電容值可能達到額定電容值1.1倍，故此電流可達1.43倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發熱電流應不小于此最大穩態電流。
4、有特殊要求情況下交流接觸器的選用
4.1、防晃電型交流接觸器
電力系統由于雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時故障接地后自動恢復等原因使供電系統晃電，晃電時間一般在幾秒以下。
在有連續性生產要求的情況下，工藝上不允許設備在電源短時中斷（晃電）就造成設備跳閘停電，可以采用新型電控設備：FS系列防晃電交流接觸器。
FS系列防晃電接觸器不依賴輔助工作電源，不依賴輔助機械裝置，具有體積小、可靠性高，它采用強力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器在吸合釋放時無有害抖動，避免了電網失壓時觸頭抖動引起的燃弧熔焊，因此減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機構，當晃電發生時，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點延遲發出斷開的控制信號，由此躲開晃電時間，晃電時間由負載性質和斷電長短決定，接觸器延時時間可調。
4.2、節能型交流接觸器
交流接觸器的節電是指采用各種節電技術來降低操作電磁系統吸持時所消耗的有功、無功功率。交流接觸器的操作電磁系統一般采用交流控制電源，我國現有63A以上交流接觸器，在吸持時所消耗的有功功率在數十瓦至幾百瓦之間，無功功率在數十乏至幾百乏之間，一般所耗有功功率鐵芯約占65～75％，短路環約占25～30％，線圈約占3～5％，所以可以將交流吸持電流改為直流吸持，或者采用機械結構吸持、限電流吸持等方法，可以節省鐵芯及短路環中所占的大部分功率損耗，還可消除、降低噪聲，改善環境。
根據原理一般分為三大類：節電器、節點線圈、節電型交流接觸器。
電磁系統采用節電裝置，使電磁無噪聲及溫升低，并解決了使用節電裝置有釋放延時的缺點，如國產的CJ40系列。
4.3帶有附加功能的交流接觸器
電子技術的應用可以很方便的在接觸器中增添主電路保護功能，如欠、過電壓保護，斷相保護、漏電保護等。電動機燒毀事故中，接觸器一相接觸不良的占11％，所以選擇帶有斷相保護的斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必要的。
接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機械連鎖可以構成可逆接觸器，實現電動機正反可逆旋轉，或者兩個接觸器加機械連鎖實現主電路電氣互鎖，可用于變頻器的變頻/工頻切換；加氣延時頭和輔助觸頭組可以實現電動機星－三角啟動；加空氣延時頭可以構成延時接觸器。
可以選用交流接觸器的電磁線圈做電動機的低電壓保護，其控制回路宜由電動機主回路供電，如由其他電源供電，則主回路失壓時，應自動斷開控制電源。
5、交流接觸器的安裝
交流接觸器的吸合、斷開時振動比較大，在安裝時盡量不要和振動要求比較嚴格的電氣設備安裝在一個柜子里，否則要采用防震措施，一般盡量安裝在柜子下部。交流接觸器的安裝環境要符合產品要求，安裝尺寸應該符合電氣安全距離、接線規程，而且要檢修方便。
篇3
照明節能就是在不降低照明質量的前提下,充分利用自然光的同時,選擇發光效率高、視覺舒適,使用壽命長的燈具。
1.1采用高效節能光源
白熾燈過去用得最廣泛,因為它價格低廉,安裝維護簡單,它的致命弱點是發光效率太低,因此,目前常被各種發光效率高、光色好,顯色性能優異的新光源代替。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發光效率高,但由于色溫低,顏色偏暖,顯色指數在40~60之間,顏色失真度大,只能用在路燈或廣場照明顯色指數在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光照明燈,用于工廠或體育館的照明。發光效率很高的金屬鹵化物燈,三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈,由于色溫范圍廣,3200K~4000K,光色選擇性好,顯色指數又高,可達80~95,顏色失真度小,尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好,因此廣泛用于商場、展廳、車站的候車室,航空港的候機樓以及舞臺的燈光照明。熒光燈是大范圍照明所普遍采用的光源。因其發光效率高、顯色性好是一種冷光源,而與之配套的電感鎮流器(如40W熒光燈)所消耗的功率竟有8W之多,而且對電壓要求高,質量稍差的電感鎮流器噪音大,功率因數只有0.5,所以在大量采用熒光燈的場所,如果不配置電容補償器,就使得配電設備的效率降低。而電子鎮流器比電感鎮流器節能20%,功率因數達0.9以上。其節約的電能是相當可觀的。但在選擇電子鎮流器時,要注意產品的性能,有的產品為了降低造價取消防電磁干擾濾波器;降低諧波含量修正電路及軟啟動電路,看似售價低,若大量集中使用這種產品,會造成相互之間由于浪涌電流的沖擊,燒壞器件。而諧波含量不合要求,會造成中性線過熱引起火災。因此絕不能選用功能不完善的產品,否則,達不到節能的效果,還增加了投資。
1.2電路控制方式節電
對于長期需要開停,但又要按人流的多少自動調整照度的場合,在增加投資不多的情況下,對熒光燈可利用調電后的方式,固定幾級調節,如北京地鐵采用澳大利亞的調光設備就是如此。對于住宅樓、辦公樓等公共樓梯間、樓道等應采用光感應延時開關,這不僅節約了電能,而且大大延長了燈泡的壽命。實踐證明,住宅樓梯間燈采用了以上開關后,更換燈泡的周期大大延長,而且燈泡容量受開關的控制也不會過大,杜絕了以往樓梯間使用大容量燈泡晝夜長明的浪費現象。
2．電力變壓器的正確選擇
變壓器的損耗包括空載損耗和負載損耗,即Pb=P0+B2Pk,式中Pb為變壓器的有功損耗,P0為變壓器的空載損耗,Pk為變壓器的有載損耗,B為變壓器的負載率。P0又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應選用節能型的,如S9、SL9及SC8型等油浸變壓器及干式變壓器。Pk
是功率傳輸的損耗,即變壓器的線損,它決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,與負載率B的平方成正比。當B=50%時變壓器的能耗最小。此時,僅僅是為了節能而沒有考慮經濟價值。其實變壓器實際運行的負荷率是很不均勻的,根據《變壓器允許過負荷系數的負荷率最大負荷持續時間關系曲線》可求得變壓器的過負荷系數,所以在確定變壓器容量時,可按80%的負荷率選擇。若變壓器選擇容量過大,長期低于經濟運行的負荷率,會造成有功損耗的上升,因為其鐵損并沒有減少。相反,容量過大,鐵損增大。為減小變壓器損耗,當容量大而需要選用多臺變壓器時,在合理分配負荷的情況下,盡可能減少變壓器的臺數,選用大容量的變壓器。例如需裝機容量為2000kVA,可選二臺1000kVA,不選4臺500kVA。
3．減少線路上的電能損耗
低壓線路截面選擇的一般原則是按發熱條件、機械強度、電壓損失,并按熱穩定校核其最小截面,當線路較長時,電壓損失較大,這時主要依*電壓損失的計算選擇截面。因為線路上的電流是不能改變的,要減少線路的損耗,只有減少線路電阻。線路電阻R=LSQ,即與線路電阻電導率Q成正比,與線路截面積S成反比,與線路的長度成正比。因此,減少線路的損耗應從以下幾方面考慮。
(1)應選用電導率Q較小的材質作導線,一般選擇銅芯線。
(2)減小導線的長度,首先線路盡可能走直線,少走彎路,以減少導線長度;其次低壓線路應不走或少走回頭路,以減少來回線路上的電能損失;第三,變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離。
(3)適當增大導線的截面,對于比較長的線路,除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面外,可適當再加大一級導線的截面,這樣可以延長導線的使用壽命,減少線路的損耗,減少火災危險,而且提高了供電質量,并為負荷的發展留有余地。
4．提高系統的功率因數
線路上傳輸的功率分為有功功率和無功功率,有功功率是滿足建筑物功能所必需的,因此是不可變的,系統中的用電設備如電動機、變壓器、氣體放電燈中的整流器都具有電感,會產生滯后的無功,這就需要從系統中引入超前的無功相抵消,這時無功在線路上就產生了有功損耗,怎樣使這部分損耗降到最低呢?可以采取以下措施。
(1)提高設備的自然功率因數,以減少對超前無功的需求,可采用功率因數較高的電動機,電感鎮流器的氣體放電燈加裝電容器。
(2)在機旁就地安裝無功補償裝置,功率因數提高后可大大降低線路中的損耗,提高電網及配電線路的輸送能力,達到節電節能的目的。
篇4
關鍵詞：建筑電氣；節能設計；公共用電。
隨著社會發展人們用電需求的不斷加大，建筑電氣的節能節能問題也逐漸進入到施工單位和用戶的視線。對于施工單位來說，采用節能材料和節能設計方案，有助于降低長期的建設成本、吸引更多的消費者；而對于用戶來講，具有節能設施的建筑物更能讓他們長期的電能，同時安全環保。
一、建筑電氣節能設計的原則與存在問題建筑電氣的節能設計是有則可循的，不能夠隨意而為?？傮w來說，建筑電氣節能設計應普遍遵循“貫徹實用、經濟合理、技術創新”
的原則。
電氣節能設計在我國已經受到廣泛重視，并已有眾多施工單位將前期投入著眼于節能設計的可行性和節能所能帶來的長遠利益評估上。經過實踐與總結，發現目前我國建筑在電氣節能設計方面存在著以下幾點問題，有等解決。
首先，建筑電氣節能方面的文獻和規章編寫較少，缺乏統一的規范性文件。這就致使許多施工單位在進行建筑設計時各按所需，結果建筑電氣質量良莠不齊。節能相關文件的編寫有等完整和完善，建議相關部門建立專門機構進行編寫，并根據目前市場上實際建筑物的具體操作情況進行分類和整合，以達到更好的節能控制與管理。
其次，目前仍然有少部分施工單位繼續使用國家明令禁止使用的淘汰產品，這些節能產品已經不符合國家新的節能標準，在實際運用上仍然增加著電氣運行費用。國家不僅要有相關的措施出臺和完善，還要有監察部門認真地監督和排查，要抓現形，嚴懲治，逐漸規范我國節能設備的市場運行。
再者，部分施工單位的設計人員在進行建筑物設計時，只考慮施工單位的利益和需要，卻忽略了消費者對于電氣節能方面的需求，這就導致建筑物建成以后，消費者使用的不便。
設計人員應全面熟知不同類型消費者對被設計建筑物的訴求程度，同時要知悉建筑物整體的運行過程中能源管理的相關細節和進程，設計出一套用于內部能耗核算的多層級耗能計量表，以備參考和查驗。
二、建筑電氣節能設計的措施
照明系統、動力系統、供配電系統是建筑物用電最主要的三大塊，我們根據這三大系統的各自特點來一一闡述建筑電氣節能在設計時的應對對策。
1．照明系統的節能措施。
照明系統，可謂是與消費者最為息息相關的電氣系統之一，消費者眼能看到、手能觸到、通過電表的顯示也能直接了解到電能的消耗量。同時，照明系統也是電氣設計中涉及面較廣的一個部分，它涵蓋了房屋內部、通廊過道、小區內外部等。對照明系統的節能設計，旨在保證人們可視度和視覺舒適度的要求，并且在保證照明器材質量的前提之下，盡可能降低照明系統內對光能的無謂損耗，最大限度地利用好光能。
照明系統的節能可以有以下幾種途徑：
（1）要選擇相對高效的光源來進行設計。
按照照明設計的規范文件，對各個不同場所的照度標準、照明功率密度、視覺要求等進行嚴格控制，從另一個角度來說，控制好照明規范的各個條款，就是要從單位面積上限制好安裝燈具的功率消耗。最好在保證照明質量的前提下選擇高效發光或緊湊型的熒光燈進行照明，這類燈具相比于普通白熾燈具有更好的節能效果。我們以緊湊型熒光燈為例做出比較：
表1-緊湊型節能熒光燈與白熾燈技術參數比較節能燈的功率
（W） 5 8 12 16 20 23
光通量（lm） 225 400 650 810 1100 1330
壽命（h） 6000 6000 6000 6000 6000 6000
等效的白熾燈
功率（W） 25 40 60 75 100 120
由表數據可見，緊湊型熒光燈節電率更高。再加上它自身使用方便等特點，目前已經成為建筑電氣節能設計中的首選燈具。
當然，一些大型廠房、體育場館等的照明不適用于熒光燈，一般可選用高壓鈉或金屬鹵化物等高效氣體類發光燈具。
（2）照明方式的選擇很重要，要做到合理與便捷。電氣設計人員與建筑物設計人員是緊密相關的，電氣設計人員在設計時一定要參考建筑物的整體規劃和窗體朝向等進行節能的安排，必要時候，可以對建筑物設計人員提出相關意見與建議。自然光是最為有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以幫助施工單位大大減少電氣能源的消耗。設計人員要注重自然光與室內照明的合理結合，既能保證人們的日常用光，又能有效節約照明設備的使用與供應。同時，根據自然光所能達到的光照效果，設計合理適用的燈具照度，在自然光效較好的建筑群中，可適當減小照明設備的照度，從而降低能源消耗。另外，所自然光照位置、強度等，可以適當地分區安排照明設備，不均勻布光或者使用混光照明。
（3）注意照明控制方式的設計。設計人員可以根據布光的不均勻程度，適當增加照明控制開關，減少消費者全光照明的機率，通過照明設備開關引導使用者哪里用光就點這哪里，有效減少發光設備的同時使用數量。另外，根據建筑物的不同設計不同類型的開關，以便整體控制。比如在學校、賓館、體育館等地，可以對走廊、公共活動區域的照明進行統一布控，使用同一開關進行控制，設專人根據天氣情況或時間變化進行光照控制，減少光能的浪費。
（4）電氣附件的選用也要節能。日常施工和設計過程中，相關人員更關注于照明燈具的節能減耗，卻忽略了電氣附件也是耗能過程中的一個重要環節。以小見大，電氣附件的日常耗能積累起來，也是一筆不小的數目。一般而言，熒光燈的電感鎮流器功率為燈管額定功率的20％，而相比之下，高強度氣體放電燈(HD)的電子鎮流器則僅為燈管額定功率的15％左右。更實際的是，氣體放電燈的電子鎮流器要比熒光燈的電感鎮流器更為輕巧，并且噪音小、無頻閃、升溫速度也慢。比較下來，電子鎮流器的節電能力要遠遠大于電感鎮流器，因此在選用氣體燈具的地方，選裝電子鎮流器更為實用節省。
2．動力系統的節能措施。
電動機是動力系統的動力源泉，無論是家電還是大型電力設備的使用，都離不開電動機的使用。電動機的電力消耗是相當大的，如果在電動機的運轉與用電上節約能源，則可以為建筑電氣節能提供更具成果性的幫助。要想減少電動機的耗能，最好從提高其工作效率上入手?？梢钥紤]采用以下幾種方法：
（1）根據電動機的不同負荷特征來選擇使用型號。要根據施工環境對電動機負荷需求進行評估，避免選用負荷過大或過小的電動機型號。
（2）積極選用高效率的電動機。盡可能地減少電動機的空載和負載消耗，提高工作效率。
（3）改進電動機的控制方式，提高其在運行過程中的效率。比如交流電動機可以選用變頻調速的方式，或者是在壓縮機、電梯等機械設備上使用變頻器等。另外要注重產品質量的控制，保證電能消耗的計算與實際應用符合。
3．供配電系統的節能措施。
這主要提在運輸、轉換等過程中進行節能減耗的方法。主要有以下途徑：
（1）慎重選用供電電壓。在相同的供電情況下，電壓越高，電能的損失越少。
（2）選用簡單的供配電系統，選購時注重產品質量。
（3）變壓器容量選擇合理，變壓器使用數量據實際建筑物所需采購，不可浪費，也不可缺少。
（4）電纜電線的截面是否符合電流密度，也直接影響著節能情況。
（5）整體功率因素的把握，適當情況下可提高功率因素。
三、總結
篇5
設計專業畢業論文致謝詞范文一
人生有很多東西無法留住，我們希望能永遠陪伴，然而時光荏苒，歲月不會為我們而停留，但我們應該為愛的人停下腳步，比起那些回不去的日子，更值得珍視的是能和他們在一起的時光。三年的碩士研宄生時光即將結束，我會倍加珍惜每次在一起的機會，銘記這段旅程中伴隨我成長那些人，感謝給了我指引和幫助的老師、朋友。
首先，我要衷心感謝導師孫德林教授。他為人謙和熱情，治學嚴謹細心，論文的順利完成與孫老師悉心指導和他的嚴格要求是分不開的。從論文的選題方向、論文框架等大的環節到論文的語法、措辭等細節始終都認真負責地給予我深刻而細致的指導，幫我拓寬思路，完善細節。在三年學習過程中，孫老師不僅傳授了我大量關于研宄方法、學術思維等專業方面的知識，更是在平日言行中教會了許多為人的道理。這一切都都使我獲益匪淺，并會終生受益。
其次，還要感謝郝景新老師、郝曉峰以及陳新義等老師在我論文完成過程給予專業方面的指導和幫助。感謝學院造型實驗室呂老師，給予我試件制作方面的指導。感謝實驗室楊萬全師傅、葉太強師傅對我試件制作的幫助。
同時，我還要感謝王薇、曾蔚霞、譚任、金燕紅、劉科、杜洪泰等同學在我學習和工作中的幫助與支持，感謝張瑤、郝睿敏等同學為我熬粥、做菜、洗衣服，給與了我生活上莫大的幫助與關心；另外，還要感謝陳勇、蔣成、王佩琳、劉明輝等師弟師妹在我研究生期間的陪伴，這份情誼我將永遠銘記設計專業畢業論文致謝詞范文設計專業畢業論文致謝詞范文。
最后，我要感謝我的父母對我讀研期間的關懷，有你們的支持與鼓勵我將更有信心來面對未來。
三年時光轉眼即逝，有了各位師長同學的陪伴才使我此期間收獲喜悅、得到成長，讓我此時覺得遠處的路不再遙不可及，高處的山不再高不可攀。
與戴向東老師精心指導下完成的。從論文的選題、研宄路線的確定，到論文的撰寫和修改無不傾注著導師們的心血。三年中在學習上和生活中兩位導師給予我無微不至的關懷。他們勇于開拓創新的膽識和能力，樂觀豁達的生活態度，廣博的學識和嚴謹的治學態度也令我終身受益，永難忘懷，成為我今后學習和工作的楷模。在此謹向我的袁老師與戴老師表示深深的敬意和由衷的感謝。
設計專業畢業論文致謝詞范文二
本篇報告是我自己在實踐和對室內設計的理解的心得，也是對這幾個月實習成果的展示，本次畢業論文已經接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。
在這里，首先我要感謝我的導師?！晾蠋熎饺绽锕ぷ鞣倍?，但在我做畢業論文的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是×老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神，也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。祝他在未來的日子生活美滿，事業興旺。
其次，我要感謝××××職業技術學院-----我的母校大學三年來對我的大力栽培，祝母校明天更輝煌。感謝我身邊的同學們，因為有你們，我的大學很精彩。祝你們的未來多姿多彩。
設計專業畢業論文致謝詞范文三
本論文的順利完成，也離不開其他各位老師、同學和朋友的關心和幫助。劉文金老師、唐立華老師、孫德林老師、張響三老師、夏嵐老師、李賜生老師、李克忠老師、李敏秀老師、劉文海老師、郝景新老師、肖德榮老師、黃亞楠老師等等老師都對論文的修改都給予了許多寶貴的建議，在日常生活各個方面給予無私的關心與幫助，在此表示由衷的感謝。
感謝益陽小郁研究所、湖南工藝美術職業學院的老師以及領導的親切關懷，特別感謝益陽小郁竹藝法定傳承人危祿綿先生與工藝美術大師劉宗凡老先生對論文提供的指導意見以及研宄場所與實驗器材，同時感謝熊志明先生在我學習制作小郁竹家具時的諄諄教導，感謝黃耀輝老師提供的攝影幫助設計專業畢業論文致謝詞范文論文。
感謝同窗好友金燕紅、姚文亮、劉科、陶振平、杜洪泰、彭娟、譚任等同學的幫助和支持
感謝同室好友郝睿敏、王薇在生活中的關心和幫助。
感謝胡斌在論文著述期間給予的極大精神鼓勵，感謝你生活中的照顧與關心，感謝你一路的陪伴。
篇6
在節能設計時應思考這一系列問題：第一，堅持開源節流原則，避免電力能源浪費，以及節約電能的有效措施；第二，在保證建筑物電力系統人們需求以及經濟性要求的基礎上，采用節能的材料和設備，節約能源投資；第三，超高層建筑物內的電力系統應滿足人們工作生活的安全性需求、辦公生活環境的舒適度需求以及照明需求等條件；第四，在節能設計時運用當下先進、穩定的科技技術，在滿足超高層建筑物內的電力系統使用性能的同時,更好地節約能源。
2超高層建筑物中電氣節能設計技術的實施
實施電氣節能設計技術，應從電氣系統所需設備、供電的電源及電壓還有配電系統的節能設計、電力系統的安全性能、電力照明、電梯以及消防和報警系統等入手，落實電氣節能技術。
2.1選用性能良好并且節能性能好的系統設備
在超高層建筑物中電氣系統一般采用低壓配電屏、應急發電組、高壓開關柜以及電力變壓器。在低壓配電屏上，我國應效仿國外，將低壓配電屏結構做成抽屜式，把大容量出線做成手車式。而在應急發電組上，國外也采用了將燃氣輪發電機作為備用能源，替代了不再生能源消耗量大的柴油發電機組，這一點我國應該在設計上效仿實施。為了超高層建筑物的防火安全，是絕對不允許使用大容量油浸變壓器的，關于高壓開關柜一般不采用油開關式，應采用手車式。
2.2在保證超高層建筑物內電氣系統使用安全基礎上節能
因超高層建筑物對電氣系統的依懶性較大，所以為避免停電等突發事件，電路上一般采用標準電壓供電使用，所采用的供電模式是獨立電源供電模式，同時為保證電氣系統的穩定使用也會設立兩個獨立電路。同時還應設立應急發電機組，保證發生停電等突發狀況可以恢復供電。在供電設計時要充分考慮電力的荷載，電力荷載標準保證了電力設備的安全正常運行。防雷與接地的設計考慮也是電力設計中應注意的環節，現代超高層建筑物建造所使用的鋼筋砼剪力墻和建筑物樓板緊密連接，所以應做好金屬管線的接地措施，在防雷上超高層建筑物一般多采用避雷針和避雷帶。作為超高層建筑物最基本的安全通道，電梯的重要作用不言而喻。建筑設計師還有交通設計人員應根據超高層建筑物特點，從安全、性能、節能多方面考慮選擇建筑物內使用的電梯。在超高層建筑物內不可缺少的還有自動化消防滅火和報警系統，先進的消防報警探測器發現火災信號后，可將火災信號轉化成電信號，在發出警報信號后傳給建筑物內的報警和消防系統，保證建筑物安全。
2.3電氣系統的節能設計
電氣系統的設計基本上從配電系統和照明系統上實現節能。超高層建筑物所采用的獨立電源應有兩路，照明和動力使用的電力資源分開計費，并且對低壓區和高壓區用電分開計費，高壓區供電高收費也高，低壓區用電量少則安裝計費電度表計算收費，從一定程度上抑制電力資源浪費。超高層樓宇配電設備中的干線多使用放射式系統配電，建筑物內各樓層則使用混合式配電系統。在設計使用中采用的配電變壓器通常選擇節能環保，這樣不僅可以最大限度延長配電變壓器的使用壽命，節約設備資源；還可以減少配電變壓器運轉工作中能源的消耗量。將無功補償策略合理運用配電系統，從單相負荷分補或者單相、三相負荷結合共補方式進行無功補償，降低系統中配線的耗損，同時提高配線系統的電力功率。
3電氣節能設計中應注意的問題
作為超高層建筑物，關于室外照明燈的設計實施也要充分考慮，在電氣線路設計中，室外照明燈應該用接地裝置，并使用獨立的金屬保護外殼，防止安全事故的發生。更是要做好接地和防雷措施，設計電氣系統時，要對電氣系統采用靈敏度校對和檢驗，要做好防雷和接地的項目保障措施，盡可能避免不安全因素。設計者在對超高層建筑物的電氣設計時，要充分考慮安全用電，規范合理的進行設計，對電氣系統中使用的漏電開關要保證開關極數符合系統規范要求。
4結語
篇7
關鍵詞：工程設計；安全供電；節能降耗
中圖分類號：S611 文獻標識碼： A
引言：能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中，電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時，也開始注重電氣自動化工程的節能設計，既要做到合理、達到用戶使用需求，又要兼顧到節能設計。
一、電氣工程設計原則
1、優化供配電設計。促進電能合理利用
在做水庫工程電氣設計時首先考慮的是適用性，就是要能為水工設備的運行提供必要的動力：為在水庫建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源；應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求；應能保證電氣設備對于控制方式的要求，從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度；確保供電、配電與用電設各的安全運行：有可靠的防雷裝置：防雷擊技術措施；在水庫特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施；按水利建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足水庫電氣工程的實用性和安全性的基礎上，利用先進的技術，優化供配電設計。促進電能合理利用。
2、提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗
在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高電源的綜合利用率，提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。
3、合理調整負荷，選取合理的設計系數，提高負荷率和設備利用率在滿足水工建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。
二、供電節能技術
1、減少電能傳輸的損耗
電路線路上必然會存在電阻，因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗，對于這樣一種形式的能量損失，我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理，考慮到線路上的電流是不允許改變的，因此就只能夠在線路的電阻上做文章，也就是說，只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻，就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討，與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度，相應的節能方式也就可以分為三個大類：一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線；二是盡可能的減少線路的長度，這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現；三是適當的增大導線截面的面積。
2、變壓器的節能設計
變壓器是電力自動化工程中的重要設備，承擔著轉換電壓、電流和功率的重要作用。變壓器是耗能的大戶，當變壓器處于空載運行狀態時，低壓系統的能源損耗絕大部分是變壓器自身的運行損耗。因此，變壓器的節能設計是否合理是整個電力工程節能設計的關鍵環節。通常，變壓器的節能設計要從下面幾個環節來考慮：
（1）減少變壓器的型材損耗。例如，變壓器用的硅鋼片、鋼材、銅線和絕緣材料、絕緣子和變壓器油等都是正常變壓器所構成所必備的材料，這些材料的設計選擇如果不合理，要消耗供電系統的大量電能，若是本著厲行節約的理念，在滿足變壓器工作要求的前提下，周密合理地選擇材料和運行介質，可為電力工程間接地節約施工成本和節約電能。
（2）為降低變壓器的電能損耗，配電線路和配電柜，應盡量選擇銅材并且采用換位導線措施，基于降低變壓器的空載損耗考慮，應降低磁密并應盡量的選取冷軋用的高質硅鋼片，在滿足設備運行要求的條件下，盡量采用較薄的硅鋼片，達到節能的目的。
（3）選用節能方式的變壓器。目前，S11和S10都是為節能的設計要求而“量身打造”這種變壓器不僅繼承了原有變壓器的優點，還具有高效的節能特性，從生產長期運行來看，節能效果比較顯著，可作為節能設計的首選變壓器。同時，設計時，要注意選擇合理的變壓器接線方式，合理的接線方式對節能的影響也十分重要，同時，在變壓器的生產運行期間，不應讓變壓器長期過載運行，使得變壓器處于超溫運行狀態，這樣不僅加速變壓器的老化，同時也增加了變壓器的電能損耗。
（4）在工廠車間或大型智能樓宇，由于生產負荷率很大，變壓器按設計規范要求通常都放置在電力負荷的中心位置，盡量地與冰凍機、空壓機、大型引風機、離心機等大的生產負荷放置在一起，這樣便于生產管理，更重要的是可以減少現場電纜的長度、減少輸配電線路的事故率，降低線路的電壓降和電能的損失，同時提高了系統的功率因數和電能的質量。具體的放置位置要根據生產現場工藝設備的分布和實際情況來布局。對于大型的智能高層建筑，為了經濟考慮，應盡量放地下層，因為智能高層用電量大的電氣設備多數在低層。
3、供配電系統的設計
通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一，具體來說可以從以下三個方面來著手進行：一是盡可能的減少配電的級別，這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性；二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定，盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實現電力節能，并且，這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。
4、照明節能
在電氣自動化的節能設計中，還可以通過照明節能來實現，具體來說同樣是有兩種方式，一種就是直接利用高效光源，傳統的白熾燈雖然簡單便宜，但是其發光的效率比較低；另一種就是充分的利用自然光，這就需要對構筑物的門窗進行擴大，或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。
結束語：
電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步，而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段。現在的節能技術能夠達到節能的效果，而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好，并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。
參考文獻：
[1]劉江，淺析220 kV變電電氣自動化[期刊論文]-中國科技博覽2010(26)
[2]劉沫然，發電廠電氣自動化技術分析[期刊論文]-科學時代（上半月）2010(4)
篇8
關鍵詞：變電二次設計；電力系統；細節問題
中圖分類號：TM7文獻標識碼： A
細節是決定成敗的關鍵性要素，在電力系統當中，變電二次設計的細節質量與精細度將直接影響著電力系統是否能夠安全穩定地投入運行。然而在變電二次設計的實際操作過程當中，往往有許多細節問題會被變電二次設計工作人員所忽視，并且這些細節問題對整個電力系統的不利影響是非常大的，嚴重者更可能會造成設備的損壞。因此，變電二次設計中的細節問題是變電二次設計工作人員所必須要重視的一大關鍵性問題。變電二次設計工作人員在進行變電二次設計之時一定要充分考慮到其中的各項細節問題以及考慮到其系統的安全性與穩定性，保證不漏放每一個細節，盡最大能力保證其設備的完善性與精確性，從而保證整個電力系統的安全穩定運行。
一、注意變電二次設計中調試遠動系統的細節問題
變電二次工作人員在進行變電二次設計之時一定要注意變電二次設計中調試遠動系統的細節問題。在變電二次設計的過程當中，變電二次設計工作人員應當嚴格按照不同的調度端來進行二次變電站中遠動系統的調試，簡單來說就是以不同的連接形式來作為不同的輸送介質，目的是為了保證其信息輸送速度與信息輸送質量都能夠符合相關標準，并且在信息輸送的過程中不會發生運輸中斷現象以及不會影響正常工作的運轉。變電二次設計工作人員在對遠動系統的自動化設置進行調試之時，必須要注意不能夠僅僅只局限于對其裝置本身的自動化情況進行調控，而是應該對其電源設備以及通訊設備等的自動化情況也進行有效的調控。再者，在對變電二次設計中的遠動系統進行調控之時，變電二次設計工作人員還應該多加注意一些調控中的細節問題，并將整個調控過程都進行細節化設計，從而避免一些細節性問題對遠動系統造成的故障和損害。
二、注意變電二次設計中電源回路設計的細節問題
變電二次工作人員在進行變電二次設計之時一定要注意變電二次設計中電源回路設計的細節問題。變電二次設計中電源回路設計的細節問題主要體現在因為電源回路的設置不當而引發的二次寄生回路。在進行變電二次設計中電源回路的設計之時，一定要遵循以下原則：通過不同的熔斷器進行供電的保護設備的直流回路以及通過不同的專業端子進行電力提供的保護設備的直流回路之間絕對不能有絲毫電的聯系。比如說，微機型設備的使用會涉及到輸入輸出的開關量，因此微機型設備需要一定的外部保護設備的保護，具體來說就是通過微機型設備的光電耦合分隔裝置將外部保護設備的無源空接點接入進來，當外部保護設備與微機型設備兩者之間需要發生聯系之時，微機型設備的無源空接點就會通過外部設備的光電耦合分隔器件接入到外部保護設備之中，從而對微機型設備形成保護。總的來說就是無論是保護設備的內外部哪種電源回路都必須要使用設備的內部電源以及閉合電路必須是無源的，不然就會引發二次寄生回路的問題，從而損壞電源。再者，隨著時代科技的不斷發展，應用于多種新型設備的二次設計的電源回路不能再保持一成不變，而是需要根據其實際情況進行靈活更改。比如說，在對常規電源變壓器進行保護設計時為了實現調壓閉鎖目的通常會將繼電器的常閉接點接入相應的有載調壓的公共電源回路來完成，然而隨著更多新型系統的開發運用，如今已經已經越來越多地采用小型化繼電器來實現調壓閉鎖，而為了解決小型化繼電器在調壓閉鎖時斷弧容量小的問題，就需要變電二次設計工作人員靈活地設計一個用常輸出接點啟動小型化直流接觸器并由其接觸器串入有載凋壓的公共電源回路達成調壓閉鎖目的的電源回路。
三、注意變電二次設計中電纜設計的細節問題
變電二次工作人員在進行變電二次設計之時一定要注意變電二次設計中電纜設計的細節問題。在進行變電二次設計之時，變電二次設計工作人員應當按照變電二次回路的主要特性來進行電纜趨向的設計。在當前很多變電二次設計的實際操作過程中，變電二次設計工作人員都會為了圖省事而只在主變上面的瓦斯繼電器的閉合電路中使用一根電纜；而實際上在主變本體上是有兩個瓦斯繼電器的，并且這兩個瓦斯繼電器的位置是不同的，如果只在瓦斯繼電器的閉合電路中使用一根電纜的話，那么會令其中一些電纜芯暴露出來，從而使得電纜芯得不到應有的保護。雖然，變電二次設計工作人員在安裝電纜之時也會對暴露出來的電纜芯采取一定的防護措施進行保護，但是那些防護措施歸根結底還是沒有電纜對于電纜芯的保護作用大；在變電二次設備剛剛投入使用的時候，也許這其中的問題還顯現不出來，但是如果長期如此的話就會逐漸導致電纜的損壞。尤其是在天氣環境較為惡劣的情況下，損壞的電纜非常容易引起盲流接地的現象發生。因此，變電二次設計工作人員在進行變電二次電纜的設計之時，一定要謹慎考慮到這些問題，盡量在每個獨立的設備之中都能夠安裝上單獨的電纜，從而防止電纜的損壞，保證變電二次設備的正常運行。
四、注意變電二次設計中選用裝置電源的細節問題
變電二次工作人員在進行變電二次設計之時一定要注意變電二次設計中選用裝置電源的細節問題。一般而言，二次變電站內的變電二次設備大多都是采用的220伏特的直流電，但是也有少數設備使用的是交流電，比如說用于進行主機監控管理等的一些設備就需要用交流電。目前我國大部分二次變電站內所使用的電壓在穩定性方面都還存在著一些不足之處，而這些不穩定的電壓非常容易引發各種安全事故。比如說，在220伏特的電壓對設備進行交流充電之時，有些二次變電站內的電壓因為不夠穩定而經常會自動跳換成低壓電，從而導致充電過程中的失電現象，使設備不但無法充電，還會變成放電。因此，為了有效解決這類問題，變電二次設計工作人員應當用三組電源為二次變電站內的各項設備提供電力，從而保證交流負荷用電的安全性。另外，在變電二次設計當中，強電流與弱電流以及交直流電源之間是絕對不能夠合用一根電線的，并且在進行電線排列之時還要將三者有效分隔，從而避免三者之間的互相干擾。
結語：
變電二次設計工作是一項非常注重細節化問題的工作，因此變電二次設計工作人員在進行變電二次設計之時必須要保持謹慎嚴格的工作態度，在一次次設計中不斷累積故障經驗，對那些容易在設計過程中被忽略的細節問題重點予以重視，從而保證變電二次設備以及整個電力系統的安全穩定運行。
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電氣自動化有更高校的工作效率和經濟效益，工作的可靠性及環境條件都得到了顯著的提升。電氣自動化是企業在市場競爭中獲勝的一項有力的支持。目前的電氣自動化正處在飛速進步的階段，在發展中仍存在一些問題需要改進。
1電氣工程自動化現在的狀況
(1)電氣自動化系統集成性不強。電氣自動化系統集成是電氣自動化系統功能提升的必經之路，我國目前一些電氣自動化還處在多島自動化的層次，多島自動化具有互不連接、功能單一、信息獨享的缺陷，不能充分發揮電氣機動化的功能和作用。
(2)電氣自動化的網絡構架不統一。電氣自動化的發展方向是建立高效、快捷的電氣工程師及自動化系統，但目前很多企業自身網絡構架不盡相同，使得依托于網絡結構而發展的電氣工程自動化的發展受到了阻礙。另外不同企業和商家在軟、硬件產品交換過程中，因為程序接口的不一致，影響企業數據和信息的傳輸交流，進而阻礙了企業數據和信息的共享，使電氣工程及自動化系統在實際運行中無法發揮應有的效應。
(3)電氣自動化技術的使用過于受主觀支配。不同的企業在對電氣自動化技術的實際應用和開發中，由于技術人員思想理論及技術掌握程度的不同，過分根據技術人員主觀習慣和意識支配，系統的開發平臺各有不同，進而導致電氣工程及自動化的實際設計、實施、運行和維護中的程序和成本增加，增加了系統整體的運行費用和負擔。
2電氣工程自動化的應對和改進措施
(1)從科技化方面，科技化是指電氣自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想，以節能降耗為切入點，積極推廣應用節能降耗新技術、新方法、新工藝，在材料的使用，技術的使用等方面力求創新，采用信息技術、計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術，研發新產品。
(2)從信息化方面，信息化則是指信息技術在電氣自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術，人工智能分析的廣泛應用以及電氣工程中廣泛使用的網絡通信技術，都充分展現了信息技術愛電氣自動化中起到的重要作用。
(3)從開放化方面，開放化則是要與外界建立一個接口，實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施，也是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵，它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上，是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
二、電氣工程自動化系統中的節能技術
(1)選擇合適的變壓器。變壓器會因銅損、鐵損、空載損耗和負載損耗等因素造成許多電能的浪費，但是變壓器在供配電系統中的運用又非常廣泛，所以變壓器選擇得好可以有效地實現節能的目標?？偟膩碚f，選擇變壓器可以從以下幾個方面考慮：首先是要將變壓器自身的消耗降到最低，這就是選用單相的自動補償設備，使流經的三相電電流保持平衡，消除或降低負載的不平衡性，從而實現變壓器自耗最小；其次是要選擇有較好節能特征的變壓器，進一步減少變壓器有功功率的耗能。
(2)減少電能在傳輸中的消耗。電能在進行傳輸的途中，導線里的電阻就會造成一定有功功率損耗，這是無法避免的。但是，整個途中線路上的電流是保持不變的，因此要想減少電能在途中的浪費，只能使導線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導公式可知它和電導以及導線的長度是正比關系，和導線的橫截面積是反比關系，所以可以通過以下的途徑來減少導線的電阻：第一，合理的布局，避免導線走彎路或回頭路，盡可能降低導線的長度；第二，選擇電阻率比較小的材料制成導線；第三，同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導線，這樣可以有效降低電阻；第四，使變壓器和負載中心盡量靠近，使供電的距離減少。
(3)使用有源濾波器。在實際的操作中常常會發生誤動作，所以要消除諧波來避免或減少電氣設備的誤操作，而最高效的方法就是運用濾波器。造成誤動作的因素主要就是越來越多的電氣設備，其帶來的諧波也隨之增加，但是產生的諧波與基波在電網阻抗上會重疊，從而使電壓形成畸形，由此導致電氣設備誤動作的產生。
(4)采取無功功率補償。整個供配電系統是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶電力負荷以及配電變壓器等多個環節形成。電能通過電流的形式流動于整個電力系統，為終端客戶提供電能的同時必不可免的會有能量的浪費，其中無功功率占據著比較大的比例，不僅降低了整個電路的電壓，而且會影響電網的經濟運行和降低電能的輸送質量。而無功功率在終端客戶那里最直觀的反映就是功率因數降低。若其功率因數低于0.9，那用戶就要繳納罰款，從而增加了用戶用電的成本。所以實際操作時可以選用合適的無功補償設備來增加功率因數，讓無功就地實現平衡，從而使電力系統的電壓能夠保持相對穩定，進一步提高電能的質量，實現綠色節能的目的，還可以使經濟效益提高并為社會效益提供支撐與保證。在電力系統運行時，若使用無功功率補償，就要達到如下要求：首先就是后來的投切開關和在舊的補償電容里的循環投切要按比例進行分配，這些都沒有辦法達到理想補償效果；其次是電容器的容量大小，要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數，并且加以計算而得來，若在補償時會產生諧波，就要串聯相應數量的電抗器，借此來消除線路中的諧波；最后就是在確定投切參數的時，最好是選用無功功率，這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果，不僅能有效調節平滑，并且跟蹤準確性很高，應用范圍很廣。
三、電氣自動化節能設計技術的實際應用
要想實現電氣自動化節能的目標，最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設備以及安裝工藝的設計。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動化來實現節能的目的。
(1)提高電氣系統的運作效率。在選擇電氣系統的設備時，最好選用那些節能設備，這是為以后節能減排做好了基礎和鋪墊。同時實際操作中還可以運用補償無功、均衡負荷和降低電路損耗等途徑來實現在電氣系統運作過程中的節能目標。比如說，可以在配電設計過程中，利用適當的調整負荷以及選用合理的設計系數等方法來達到目的。通過這種途徑能確保電力系統在安裝以及運作的過程中，有效提升電源的綜合利用率并提高設備的運作效率，從而實現減少電能損耗的目的。
(2)優化配電系統的設計。電力系統的服務宗旨就是為安裝此電氣系統過程中要用電的設備提供所需的動力。所以，在整個配電設計過程中首先要實現的最低要求就是要將電力系統的適用性充分考慮在內。適用性，簡單來說就是能對電氣設備的有效控制做出相應的保障，還要達到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。其次是電容器的容量大小，要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數，并且加以計算而得來，若在補償時會產生諧波，就要串聯相應數量的電抗器，借此來消除線路中的諧波；最后就是在確定投切參數的時，最好是選用無功功率，這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果，不僅能有效調節平滑，并且跟蹤準確性很高，應用范圍很廣。
四、結語
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1）統籌兼顧。在鋼鐵企業電氣節能設計上應該充分考慮該企業各方面的需求，例如設備、照明、工藝、冷卻、通風等，既要注重鋼鐵企業整體的電氣節能，又要兼顧各個部門的能源需求是否得到滿足。
2）科學合理。節能設計中并不能盲目地追求能源需求的減少，而增加企業的投資。在考慮科學合理地引進節能設備的同時也要考慮企業的效益，以保證企業經濟能夠穩定地發展。
3）技術優先。在企業選擇電氣節能設計時，應該重點考察設計的技術含量，充分利用先進的技術，發揮技術的帶動作用，實現企業全面的資源節能。
2鋼鐵企業電氣節能設計一般措施
2.1電變壓器配置
配備合適的節能變壓器能夠有效地為鋼鐵企業降低電氣能源的耗損，選擇配電變壓器應該以空載耗損和負載耗損的耗損參數為主要依據。以我國目前主要配備的配電變壓器型號為例，S9型號的配電變壓器相比以往的S7系列，不論在空載或負載耗損上都要降低約10%，而S11系列比S9又要降低近30%，這也就是說鋼鐵企業如果選用優質的配電變壓器，其帶來的節能效果是較為顯著的。例如，企業將原本的S9型更換為S11型，在降低企業電氣能耗的同時，增加的設備成本為約15%，那么企業的設備成本在3年內便可以通過節約的能源收回，以一個普通的變壓器使用年限計算，一臺S11型號的配電變壓器在使用期內可以為企業節約能源近130000kWh，也就是說企業將減少約80000人民幣的支出。對于普遍需要配備大量變壓器的鋼鐵企業來說，其為企業帶來的經濟效益相當可觀。除了更換適合的配電變壓器，企業也需要為配電變壓器創造良好的工作環境，使其發揮出應有的效益。企業對變壓器的合理使用、使用溫度等影響了變壓器的使用壽命，例如，普通變壓器的使用壽命會隨使用溫度的升高而減少，因此S11型號的變壓器使用溫度不應該超過85°C，這就要求企業充分考慮變壓器的運行環境，擁有良好的通風條件，避免光照直射，及時采用移動風機進行散熱或者安裝空調設備進行降溫。選用先進的變壓器對企業節能是有效的，但這并不意味著需要一味追求先進的變壓器，而是需要根據企業實際情況進行合理選用，才能為企業帶來最大的經濟效益。
2.2供電線路設計
供電線路是直接造成電氣能源耗損的主要因素，線路耗損主要分為路徑耗損、用材耗損和導線截面耗損，鋼鐵企業主要通過這三大方面降低供電線路的電力耗損，達到節約電氣能源的目的。在改善路徑方面，選擇合理的輸送電路，改善企業電網的布置，將電源靠近負荷中心，以減少線路迂回，縮短輸電路徑是主要的方法。提高電路的絕緣性，減少電力的流失同樣是關鍵，不僅能夠有效地改善節能狀況，并且保證了企業用電的安全。在用材上，盡量在溫差較大的線路連接點使用節能的金具，數據顯示，一個連接點金具能夠造成約15W的能源損耗，因此節約電氣能源在連接點金具使用材質上還擁有巨大的潛力。在改善導線截面上，企業需要選用合理的型號，充分考慮導線截面對能源損耗以及投資成本的影響，使用經濟適用的導線截面。
2.3電力系統設計
電力系統對電氣能源的損耗主要表現為系統的總體與個體部分負荷不平衡，配電系統的電流過小或者找出額定都會造成電力損耗的大量增加，尤其是變壓器的三相負荷不平衡。這就要求企業在設計配電的系統時，能夠有效運用無功補償技術和濾波節能技術，例如SVC（無功動態補償裝置）和SVG(高壓無功發生器)等，合理運用這類技術進行配電系統設計，不僅節省了企業電氣資源，也保障了供電的質量。
2.4用電設備設計
選用節能較好的電機設備也是節約電力的一大方法，取締已經被淘汰的老型號電機，使用YX、HJN等新型電機，在降低原有的能源損耗的同時，也能使效率得到提升。價格雖然相比老型號略高，但是所節約的能耗很快就能與成本持平，并在以后的發展中有所收益。因此，不但不會給企業經濟造成負擔，相反節約下來的能源費用能夠給企業帶來明顯的經濟效益。
2.5高壓變頻設計
對于鋼鐵企業來說，在生產過程中溫度較好，并且產生大量污染環境的氣體，企業必須對這些廢棄物進行處理，這就需要運用引風機將其從工廠排放以便回收利用，但是引風機也是鋼鐵企業電氣能源消耗的主要源頭之一。由于引風機本身并不時常需要滿負荷運轉，只要保證其在不需要運作時保持低速運行，就能夠為企業節約很大一筆能源開支。所以為引風機設計合理的高壓變頻電力系統，既能夠保證鋼鐵企業生產的順利進行，又能夠降低生產用電消耗。只要對高壓變頻器進行合理的安裝，對企業的電機也能夠起到很好的保護作用。
2.6照明設計
在鋼鐵企業的照明設備中，節能也是比較可行的。一般來說，在生產上，建議企業以金屬鹵化物燈代替高壓汞燈，不僅能夠保證照明效果，還能節約相當大部分的電力能源。在生活工作用電上，建議企業使用自鎮流式緊湊型熒光燈，它不僅適合不同的配電環境，還為企業節約了相當大一部分的電費。太陽能光伏照明工具在鋼鐵企業生產道路上的使用也是為企業節能的較好設備，但由于投資成本較高，企業可以根據自身經濟情況考慮使用。因此，將企業的照明設備按照不同的生產用途進行相應的劃分也是節能設計的必要方法。
3結束語
