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在社會經濟快速發展過程中,電力系統是經濟發展的主要組成部分,同時也是社會經濟發展基礎中的基礎,電力系統與工廠企業的運行有非常緊密的聯系,而工廠的工程供電也離不開無功補償技術的支持發展,因而將無功補償技術運用在工廠企業發展中具有非常重要的促進作用,不僅能夠在供電系統中提高電網的功率因數,而且還能降低供電變壓器和輸送線路的損耗程度,從整體而言能夠改善供電環境。因此,無功補償技術在電力系統中具有不可缺少的作用。當然,在工廠企業電力系統發展中,需要選擇合理的無功補償裝置,從而能夠最大限度的降低電網的電力損耗。
1 無功補償技術簡要分析
無功補償技術屬于電網輸出功率的一部分,由于無功補償技術在電網中不消耗電能,而是將電能轉換為另一種形式的能量,從而促使電氣設備全面工作,為了促使電氣設備能夠長期的工作,這種被轉換后的能在電網與電能之間進行周期性轉換,可見該種能在電網中的應用是非常有必要的。目前,工業生產技術更新換代速度越來越快,工業生產的速度也不斷提高,因而企業對供電系統的要求越來越高,為了減少企業用電的損耗量,工業中廣泛運用無功補償技術,能夠對企業節能起到非常有效的環保作用。與此同時,電力系統的工作人員還要全面掌握供電系統的功率參數,對電能的利用情況進行合理的評價分析,以此確保供電系統設備的平穩運行。
無功補償技術是企業用電系統中必備的技術,它的產生過程也比較復雜,由于電網系統運行產生的功率分為有功功率和無功功率兩部分,有功功率能夠直接消耗電能,并能將電能轉換為機械能、熱能、化學能等,而無功功率則不消耗電能,只是將電能轉換為另一種形式的能,而這種能只是作為電氣設備作功的必備條件,實際無功補償技術也可以是一種能量的交換和補償。就其作用而言,無功補償技術對電氣設備做功方面的需求有良好的推動作用,此外,還能合理的形成磁場,同時也能消耗無功功率,最終對促進無功補償的效果有很好的提升作用。
2 工廠供電中的無功補償技術具體應用
2.1 采用電力容器實施無功補償
由于無功補償技術是工廠企業發展運用過程必備的技術,但為了該技術能夠長期有效的發展,工廠中最常用的無功補償技術是利用電容器來實施,即為靜電電容器和移相電容器。如果將該裝備運用于工廠線路靜電電容器裝置中,能夠降低線路中的無功電流。運用無功補償方式主要源于低壓分組補償,該種方式主要是在車間變配室中運用,能夠對變配室中的總電量進行減少,從而有效的提高了電容器的使用效率。但由于在實施低壓分組補償時,在工廠的車間的變壓功率有所降低,并且在使用無功補償時要利用低壓線路中的無功電流,因而要實施無功補償技術設備的安裝,從而提升無功補償效果。
在實施個別補償時,由于要選擇需要無功補償的對象,因而在選擇方面比較重要,由于工廠中的用電具有非常嚴格的要求,因而在利用個別補償時,一般在電容器安裝位置的選擇方面不能太隨意,要全面考慮電力裝置的輸出和逆行電動機,從而利用電容器補償時要在電容量方面有精確的選擇,以免出現過量補償的現象。當然,在實施無功補償時還可以采用動態補償方式,由于應用動態補償方式是無功補償技術運用過程中最核心的內容之一,因而相關的工作人員在確保應用動態補償技術合理運行期間還要注重發揮各種補償方式的優勢,并對投切的范圍適當的拓寬,從而讓無功補償技術能夠最大化的發揮其作用,也讓無功補償技術的效果越來越可靠。
2.2 工廠供電中o功補償技術中提高自然功率因數
在無功補償技術發展過程中,首先要選擇合理的電動機,主要為了提高設備的功率而實施的,因而電動機的規格、型號和容量等都需要全面接近運行狀態。如果實施無功補償操作的工廠環境條件存在較大的差異性,需要對電氣的指標和機械性能全面注意,從而避免在無功補償時選擇運用封閉式電動機。如果電動機的負荷比較低,那么需要選擇容量較小的電動機,才能在提高自然功率因數時有較好的效果。其次要選擇合理的變壓器。由于在工廠整個供電系統中,變壓器消耗的無功功率因數占全部無功功率的百分之二十五左右,而處于載空狀態下的變壓器無功功率占全部無功功率因數的百分之八十以上,因而在工廠實施無功補償時要根據實際情況改善功率因數,并將變壓器的耗能進一步降低,從而確保變壓器在工作中能夠最優。
3 結束語
在社會經濟快速發展過程中,電力供電系統的發展在我國經濟發展中的位置越來越重要,工廠供電中的無功補償技術的運用也越來越廣泛,為了促使無功補償技術長期有效的發展,并對供電設備實施全面的保護,減少供電設備的損壞浪費,需要電力系統的工作人員不斷的學習先進的技術知識,為工廠供電中的無功補償技術的發展提供良好的平臺,也促進電力系統的穩定發展。
參考文獻
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作者簡介
谷會杰(1969-),男,河南省人。大學專科學歷。現供職于新疆沈宏集團股份有限公司。研究方向為電廠發供電系統及電氣二次回路、微機綜保。
【關鍵詞】工廠供電系統節能無功補償
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A文章編號:
電能是現代工業生產的主要能源。電力工業是國民經濟發展的基礎,隨著工農業生產機械化、自動化水平的快速發展,對電能的需求量亦越來越大,對供電的可靠性、經濟性、靈活性及電能質量的要求亦愈來愈高,隨著電力工業的快速發展及規模的不斷擴大,傳統的供配電技術已不適應現代供電系統的更高要求。為此,必須利用不斷涌現的新理論、新方法、新技術、新設備,把計算機技術、通信技術與傳統的變配電技術相結合,形成現代變配電技術,以適應現代變電系統快速發展的要求。
一、供電工程設計的一般原則
供電工程(包括其新建和改造)的設計必須遵循以下原則:
(1)用戶(包括工廠)供電工程的新建或改造,應符合當地電網建設與改造的總體規劃。
(2)用戶供電工程的設計、施工、試驗與運行,均應符合國家的有關標準規范。
(3)用戶供電工程的設計施工文件,均應一式兩份,送交當地供電企業審核。
(4)用戶供電工程在施工期間,應接受當地供電企業根據審核同意的設計和有關施工標準進行的檢查。如發現有不符合規定的,供電企業應以書面形式向用戶提出意見,用戶應按要求予以改正。
(5)用戶供電工程施工、試驗完工后,應向當地供電企業提供工程竣工報告,并由供電企業及時組織檢驗。檢驗不合格的,供電企業應以書面形式一次性通知用戶改正。只有供電企業檢驗合格后,供電企業才對其裝表接電。
(6)遵守規程,執行政策。必須遵守國家的有關規程和標準,執行國家的有關方針政策,包括節約能源、保護環境等技術經濟政策。
(7)安全可靠,先進合理。應做到保障人身和設備的安全,供電可靠,電能質量合格,技術先進和經濟合理。應采用高效低耗和性能先進的電氣產品。
(8)近期為主,考慮發展。應根據工程特點、規模和發展規劃,正確處理近期建設與遠期發展的關系,做到遠、近期結合,以近期為主,適當考慮擴建的可能性。
(9)全局出發,統籌兼顧。必須從全局出發,統籌兼顧,按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等,合理確定設計方案。
二、工廠供電系統節能的方式
1、合理選擇變壓器型號和容量
在工廠供電系統的設計時就要考慮選擇效率高,損耗低的優質新型節能的變壓器,例如,我國現在已經明令淘汰S7、SL7系列,推廣應用S9、S10系列。其中推廣應用的S10系列產品高壓繞組由銅導線繞制而成,低壓繞組有銅箔繞制多種結構形式,該系列產品具有體積小、質量好、損耗低的優點。
根據工廠供電系統負荷的大小合理選擇變壓器的額定容量也是工廠供電系統節能方法的一個方面。例如,1臺變壓器或2臺變壓器的選擇在考慮一定余量的基礎上可以查詢供電設計手冊或有關規范得到。
2、合理采用變壓器經濟運行方式
根據相關研究我們得知,當負荷為變壓器功率的75%時,變壓器運行最經濟。因此,我們就要根據工廠中負荷的變化情況來選擇變壓器的運行方式。例如,當負荷增加到1臺變壓器容量不夠用時,就要并列投入第2臺變壓器;而當負荷減少到不需要2臺變壓器同時供電時,就要將1臺變壓器退出運行。這樣就可以減少變壓器本身的損耗,達到變壓器經濟運行的目的,最終降低工廠供電系統的損耗,降低企業的生產成本。
3、繼電保護裝置的選擇和整定
對繼電保護裝置的基本要求有:可靠性、選擇性、靈敏性、速動性。主要有電力變壓器和電力線路的保護。電力變壓器的保護包括瓦斯保護、縱聯差動保護、過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和溫度保護。電力線路的保護包括相間短路保護、單相接地故障保護和線路過負荷保護。在電力系統中,各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響,電氣故障的發生是不可避免的。因此,繼電保護就顯得尤為重要。作為線路的相見短路保護,主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護。相間保護應動作于短路閘的跳閘機構,使斷路器跳閘,切除短路故障部分。
三、工廠供電中的無功補償
1、用同步補償器作無功補償
同步補償器又稱同步調相機,它實際上是空載運行的同步電動機,在過勵磁運行狀態下(功率因數為0.8——0.9超前),向電力系統供給無功功率,在欠勵磁運行狀態下,從電力系統吸取無功功率。但同步電動機結構復雜,附有啟動控制設備,維護工作量大,其投資較靜電電容器補償要大。通常對低速、恒速且長期連續工作的容量較大的電動機,改善功率因數效果明顯,而小容量的高速同步電動機一般是不經濟的,不宜采用。
2、用靜電電容器作無功補償
靜電電容器又稱移相電容器或電力電容器,其產生超前電壓容性電流特性.與電動機、變壓器產生滯后電壓感性電流相抵消(補償)作用。在用戶線路上分別適當并聯靜電電容器可使前端電網上的無功電流大大降低,無功消耗即得到補償。并聯電容器補償無功功率具有結構簡單、經濟方便等優點,其補償方式有個別補償、分組(分散)補償和集中補償三種。
(1)個別補償:將電容器直接安裝在吸取無功功率的用電設備附近,這樣不但可以減少供配電線路和變壓器中的無功負荷,降低線路和變壓器中的有功電能損耗,有時還可減小車間線路的導線截面以及車間變壓器的容量。適用于運行時間長的大容量用電設備、負荷較大以及由較長線路供電的情況。
(2)分組補償:將電容器組分散安裝在各車間配電母線上。
(3)集中補償:電容器組集中安裝在總降壓變電所二次側(6——10kV側)或變配電所的一次側或二次側(6——10kV或380V側)。對于補償容量大的工廠宜采用高壓側集中補償和低壓側分散補償相結合的方法;對于用電負荷分散及補償容量小的工廠一般采用低壓補償。
四、工廠供電系統節能的新技術
1、電力蓄能節能技術
電力蓄能節能技術是電力需求側管理中的一項重要內容,通過對以中央空調蓄冷技術、中央空調余熱回收蓄熱技術、空氣源熱水熱泵蓄熱技術和電爐鍋蓄熱技術為代表的蓄能節能技術的應用,把電轉換為其他能量儲存起來,供需要的時候使用。電力蓄能節能技術,可把用電低谷時的電能轉換成其他能量儲存起來,在用電高峰時釋放使用,有效解決資源浪費問題,提高發電設備利用率。
2、發新型可再生能源
新能源與可再生能源是指除常規能源和大型水力發電之外的風能、太陽能、小水電、海洋能、地熱能、氫能和生物質能等。根據“十二五”制定的“節能降耗和污染減排”的目標和任務,國家將重點發展風電,適當發展太陽能光伏發電和分布式供能系統。風能和太陽能等可再生能源大規模開發利用,可以有效緩解我國用電緊張的局面,節省煤電能源消耗,降低環境污染。從長遠來講,對于我國未來經濟發展將起到了積極的推動作用,是造福子孫后代的一項舉措。
結束語
節約能源、降低損耗是企業實現可持續發展的前提和關鍵所在,同時也是企業不可推卸的社會責任和使命。本文從工廠供電系統電能損耗的幾個方面進行了分析,就如何降低電能損耗,提高工廠供電系統的利用率,并結合本單位的具體情況進行了闡述,事實證明本文提出的方法是可行的。
參考文獻
[1] 齊向陽. 工廠供電功率因數的分析及補償[J]. 新疆有色金屬. 2005(S2)
關鍵詞:工廠供電;節電系統;節能方式
一、提高能源利用率
加大節能新技術,新設備的研究和開發,現代的例子在植物中的功能,當多臺泵,風扇,這些生產設備同時運行時,要有足夠的電壓保證這些機械的正常運行。工廠企業多主張把電能作為自己的生產能源,所以要保證穩定的恒功率,維持工廠企業這些設備基本的正常運行,達到工廠企業生產機械的使用與相關聯的企業生產力。通過節能設備為產品制造商節約更多的能源,企業的節能效果可以節省較多的電能。現代工廠企業里無處不在的具有這樣的電力節能設備,企業的節能條件是不固定的,但使用性能沒有相對高的頻率異步電動機的裝置好,所以要安裝其他設備,以提高這些生產設備的能源效率。降低設備在執行生產時的能耗,以有效的降低工作時發生的功率損耗。對于未能及時自行調節的生產設備,根據電動機的負載電壓,以提高電動機的生產效率,可以提高所優化的加載電機性能。改善電機生產能力大大提高了工作效率,通過使用新的材料與改變電機功率,能夠進一步的降低電機的電能損耗,提高電機在單位使用電能的生產效率。
能源效率不僅對工廠來說十分重要,而且從根本上來說,要達到更好的工廠企業節能效果,需要更換或更改舊的生產設施,增加新的移動設備,在一個安全的操作大大前提下,提高了工作效率,將生產周期顯著縮短。同時,如果使用大的變壓器,保證電機在額定電壓下進行工作,提高工作效率能夠進一步的提高電機的使用壽命。為了達到節能的目的,電力公司可節省自然的電能消耗,通過轉換舊的電氣設備,以這種方式進行較好的節能是非常必要的。通過增加新的應用程序的裝置植物節能技術,采用新材料和節能技術,新設備的使用,進一步全面的實施可能實現的顯著電能節約。因而,通過改良工廠供電系統,提高能源的利用率,可以使用具有更高的產品,為了滿足長期發展規劃,采用獨特的電能照明形成植物生長發育過程中的發展實際和有用的光能。使用高效節能和節能燈,采用節約的方法,如使用熒光和新能源效率。
白熾燈,即節能燈本身,并不使用led節能燈,這樣可以節省很大一部分的基礎上設計的電能設備,它有可能使用一本以節省能源使用的新產品,新設備,有許多其他的方法,但是,由于隨著年齡的公司,以取代舊的所有產品,這是一個巨大的成本,通過更換所有的更新來實現這一目標,公司可以實現到最后,我可以逐步改善,增加能量到底。
二、通過科學規劃減少工廠損失
工廠企業生產設備的電源線,會存在不同程度的損失,為了減少傳輸電路中的功率損耗,有效地利用電纜,發電廠的橫截面面積,合理地包括從該空間的跨度而不是其他考慮負荷和單位線。必須精心設計,適當建立不同電網系統的電壓電平,并規范安裝在低壓配電網絡的各級。如果昂貴的橫截面面積過大,那么電源線的設計是為了生產效率的提高做出貢獻。橫截面過小的話,不僅增加發送功率的電流損失,在負載側的電壓太低,但不利于工廠的電氣設備的高效正確的運行。應該建立在廠區選定區域整體布線合理的基礎上,采用投資少、見效快的電能節能技術。電線的選擇是基于對節能和有效的需求,必須減少電流通過線路,在這方面,不僅要考慮使用雙平行線,分為使用,而不是最小化的分支道路,公交爐繞組變壓器和電抗器的數量。可能在這方面不是一條線,提高回旋的電源狀態,以及減少的橫截面的電阻,改善的空間排列的點陣圖案。另外,為了減小壓力損失率,并提高電壓利用率的質量,配電變壓器被放置在適當的線路中心,采用輸出可以改變輸出的多路轉換的方法。
三、提高校正電容功率因數
如果功率因數低,造成現代工業生產中,電氣性能限制,會大大的阻礙了整個系統供電,功率因數低的問題,是最廣泛使用的植物光能照明的生產手段。植物照明是由歸
需要的無功功率的電感性負載數,利用網絡控制以減少線的功率損耗。因此,每個工廠和企業的各種部分中的功率因數需要盡可能地提高,這是必要的提高功率因數,在這方面考慮。提供早期是電力工業,必須按照標準,工廠和企業的功率因數的峰值功率電壓為100kva的用戶的功率因數小于0.9,但不是唯一的電功率小于100的用戶,和非小型灌溉0.85功率因數或多個站。為了實施這些規定,還需要一個電源管理兩者有關調節維修用經濟手段,是目前使用的補償電容,許多電容器的電源并聯連接,多種植物的安裝和公司,根據安裝的分流的電容器的電力供應的電力電容器,該系統可以被劃分成各種姿勢,包括光能的高濃度,低分散性。
四、廠房及設備的維修和保養
往往不僅更新裝置的結構,以及要注意維修和保養的日常使用,例如,電源線的接口,將頻繁,該生產情況的結果的能量供給系統的廠,防止壞的,長時間的發熱的照明工具,這樣就能防止一些泄漏問題。這不僅是一個安全風險,而且廠房及設備,必須通過電力節能防止電能較為嚴重的功率損失。這需要定期維護照明設備,以減少可能所存在的風險。檢測電源變壓器,它需要維護和定期檢查,將顯著降低電能的損失,以節約電能,有效的解決生產問題,防止燈管核心過熱反應。對于需要保持轉子和定子之間的間隙的部分是正確的,為了提高效率和功率因數,功率節省的基礎上的電機,以減少電機摩擦和提高工廠的生產效率。一般全廠上下為了節省管理人員的操作失誤,提高能源效率,可從一個簡單的說明,進行基地的生產,工人在工廠工作,必須動員全體員工行動以達到預期的生產的效果,可以由一個獨立的電源工廠系統提供使得能源可以節約。
參考文獻:
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微課程是指時間在10分鐘左右,以闡述某一知識點為目標,以短小精悍的在線視頻為表現形式,以學習或教學應用為目的的在線教學視頻。由于微課程具有“位微不卑”、“課微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等優勢,近些年在高校掀起了微課程的研究之風。但是,目前高校的微課程研究多集中于基礎類課程教學,而在專業課程的教學中應用甚少。基于此,筆者在多年教學經驗的基礎上,進行了電氣工程類專業課程“工廠供電”的微課程設計探索,并將微課設計過程中的體會分享給大家。
二、微課選題
工廠供電是我校自動化專業的一門主干專業課程,其主要任務是以企業供配電系統的一次部分為主,使學生初步掌握一般企業供配電系統和電氣照明運行維護和設計計算所必需的基本理論和基本知識,是一門理論與實際結合較緊密的課程。筆者從事工廠供電的課堂教學已經十余年,具有一定的課堂教學經驗,現將該課程制作成微課的形式,既服務于電氣專業學生,又可以為非電氣專業的學生敞開學習第二專業知識的大門。受微課自身特點的限制,一個微課中所包含的知識內容是有限的,因而在微課中重點和難點不應設置太多,重點、難點解析應盡可能簡潔明了,從而達到10分鐘就能掌握某方面的知識或技能的目的。基于此,微課選題應偏重基本知識點。應用到本課程,變電站的各種主接線方式、負荷統計的方法、繼電保護的基本要求等都可以做成微課的形式。本文選擇變電站電氣主接線中的一個基本知識點———“橋形接線”作為微課設計的案例,探討電氣專業課程該如何進行微課設計。
三、微課制作過程
(一)選題背景
“工廠供電”是我校自動化專業唯一的一門強電課程,設置于第七學期,該課程的先修課程為“電機與拖動基礎”。該專業學生在學習該課程之前,未接觸電力系統的任何專業知識,因此,在進行微課設計的時候,應盡量使微課構思設計巧妙、有趣,循序漸進地引導學生,以達到最佳的學習效果。本次微課選擇的內容為該課程第1章“供電系統基本概念”中的第二小節。在第一小節中,已經對電力系統的基本概念、電壓等級、供電系統在電力系統中的地位和作用、供電系統的主接線方式等基本概念做了一定的介紹。本次微課,承接上堂課的教學內容,介紹工廠供電系統中變電站的電氣主接線形式。變電站的電氣主接線是由各種電氣設備及其連接線所組成的,用以接受和分配電能,是供電系統的重要組成部分,其設計的好壞直接關系到電氣設備的選擇、配電設備的布置及運行的可靠性與經濟性,因此是變電站設計的重要任務之一。從整個課程體系來看,本節內容處于一個比較重要的地位。
(二)教學目標
本次課的教學目標:掌握橋形接線的適用場合、橋形接線的類型,理解橋形接線的特點。要求:識別和繪制橋形電氣主接線圖,結合變電站電氣主接線實例理解其適用場合。其中橋形接線的類型為本次課重點,橋形接線的特點為本次課難點。
(三)教學方式
授課形式采用以多媒體教學為主,板書為輔。教學手段采用啟發式、案例式、比較法、列舉法等多種教學方法相結合。
(四)教學設計
1.橋形接線適用場合。首先從企業變電所的設計現狀出發,分析企業變電所為了保證對重要的一、二級負荷可靠供電,廣泛采用由兩回電源線路受電、企業內部裝設兩部變壓器的情況,從而采用啟發式教學,引出橋形接線的適用場合:橋形接線適用于企業變電所中只有兩臺變壓器和兩條線路的情況。
2.橋形接線圖。指出“根據橋連斷路器的位置不同”,橋形接線分為兩種類型,即內橋和外橋,讓同學們以此識別內橋和外橋接線圖,如圖1、圖2所示。
3.橋形接線的特點。此處重點以內橋接線為例,分析該接線形式的優缺點。(1)內橋接線的優點:①線路投、切靈活,不影響其他回路的工作。結合多媒體上的電氣主接線圖,以動畫的形式展現線路投切時的操作順序。此處涉及到投切線路時隔離開關和斷路器的操作順序務必正確的問題,順序錯誤會導致嚴重后果,因此,筆者在此處插入一個視頻短片,描述在工作現場發生實際的誤操作而導致嚴重的人身和設備危害問題,讓學生對誤操作的后果留下足夠深刻的印象,從而掌握正確的操作順序。也就是說,通過視覺和聽覺的共同沖擊,增強學生對該知識點的感受。②布置簡單,占地面積小,可發展為單母線分段接線。此處以動畫的形式展現如何由內橋接線發展為單母線分段接線的過程。(2)內橋接線的缺點:接著從內橋接線的優點出發,相應地引出與此對應的內橋接線的缺點,即:變壓器投切操作復雜,故障檢修影響其他回路。此時亦以動畫的形式描述變壓器投入和切除時的操作步驟,讓同學們對高壓開關的操作順序有更加深刻的體會。
4.內橋接線的適用場合。從內橋接線的優缺點出發,采用“啟發式”教學,讓同學們總結出內橋接線的適用場合:適用于受電線路較長(即線路故障多),而主變年負荷利用小時數高(即主變不經常切換)且無穿越功率的場合。
5.外橋接線的適用場合。由于外橋接線的優缺點恰恰與內橋接線相反,借此機會,利用翻轉課堂理念,調動學生參與的積極性,讓學生利用“比較法”,自己分析外橋接線的特點。此時任課教師可以略講此環節。
6.全橋接線。從前面的講述出發,可以很自然地延伸出全橋接線圖,如圖3所示。此時學生很容易識別該接線圖,理解該接線形式的優點:對變壓器和線路的操作均方便,運行靈活,適應性強;缺點:所需設備多,投資大,變電所占地面積大;適用場合:適用于少數用電量很大且非常重要的大型企業的總降壓變電所。
7.案例分析。采用“案例法”,以學校35kV總降壓變電站橋形接線電氣主接線圖為例,讓同學們把所學理論知識與現場實踐有效結合起來,達到學以致用的目的。8.布置作業。樹立“以學生為中心”的理念,充分發揮學生是知識的主動構建者身份,布置學生課外收集相關企業變電站的橋形電氣主接線圖,結合現場實際進行橋形接線的具體分析。
四、總結
關鍵詞: 工廠供電畢業設計 選題原則 任務書編寫
工廠供電畢業設計主要根據待設計工廠的電力負荷基本資料,作出該廠地面降壓變電所的初步設計,高職學生以10KV變電所設計為主,設計內容包括主接線的設計、負荷計算與變壓器選擇、短路計算和高壓電器的選擇、變電所的防雷及變電所的布置等。在設計中要以實際負荷為依據,以變電所的最佳運行為基礎,按照有關規定和規范,完成變電所的設計。通過畢業設計,學生能掌握降壓變電所設計的主要步驟、方法,同時還可以提高計算機作圖、文檔使用等多方面的能力。
一、畢業設計的選題原則
1.依據電氣專業綜合訓練的要求選題
高職理工科畢業設計是學生在校接受本專業教育的最后一個重要教學環節,是對學生的理論知識、實踐能力和專業素質的一次綜合性的檢驗。畢業設計的選題應在學生的專業范圍內多方位、多角度地選取,可以是單一學科的,也可以是多學科綜合性的,如果有可能,最好是依托就業,具有實踐意義,這有助于培養學生的綜合運用能力、創造能力及適應能力。高職學生以工廠供電設計為題的畢業設計,選題可以多樣化,既可以是工廠中總降壓變電所電氣設計,又可以是高壓配電所或車間變電所設計,還可以是車間動力或照明設計,更可以是民用建筑電氣設計,等等。
2.選題應結合工廠供電實訓
在工廠供電專業教學中,應有一周的實訓課程,所以畢業設計的選題資料應盡可能地結合試訓中的工廠或生產實際,但不一定都要直接來自實際的工程。有條件的話,可以適當在實訓的工廠或是學生即將就業的單位由學生本人在指導老師的指導下收集設計的選題資料。最好是由指導老師結合實際自擬的模擬性的設計題目,同時布置設計任務。總之,選題資料的來源不拘一格,可以結合實際真題真作,甚至可以設計并制作出來,但作為工廠供電設計這一類工程設計,只能是真題假做或者假題假做,也就是模擬設計,目的使學生在工作之前對理論知識與實踐能力有一個綜合提高。
3.有針對性地培養學生的獨立設計計算能力
畢業設計的選題,應盡可能做到一人一題,但學生在完成時可以是多人一題,共同完成規定的設計任務。但在完成設計時,必須強調分工協作,各有側重,以充分發揮各人的水平和體現各人的能力。選題份量不大且學生有能力一人完成的,則不宜多人同做,以利于培養學生的獨立設計計算能力。
4.畢業設計的時間選擇
課程設計的選題與設計時間應提前規劃好,特別是高職學生在畢業設計的深度和廣度上應區別于本科學生。所以指導老師在下達設計任務書時,必須認真考慮這一點。
二、工廠供電畢業設計任務書編寫
選好題目之后的關鍵是順利完成設計任務,任務書應符合設計的基本要求,具備設計題目、設計要求、設計依據、設計任務和設計時間等,同時還應有設計的變電所主結線圖和變電所平、剖面圖等。設計完成的順序也是按照規定依次進行的,首先要求學生根據設計的基本要求對所要完成的任務進行原始數據的分析,其次進行負荷計算等多項基本任務,最終得出設計中設備和結線選擇結論。
在任務書中設計任務一項是關鍵,學生也可以單獨把此項列為設計說明書。完成設計實際核心任務是設備和主結線的選擇,所以為了更合理地選擇必須進行如下工作。
1.首先是對變電站變壓器的負荷計算和無功補償進行系統的計算,根據對變電所的負荷狀態和自然條件來對負荷計算進行系統的計算分析,而電容器組總容量的確定是對補償電容器進行計算的前提條件。在變電所的選型中根據負荷的計算確定主變壓器的臺數、容量和型號,并通過計算確定無功功率補償的方式。在設計主變壓器選擇上,應考慮該工廠規模增加的需要為其留出了擴建的空間。
2.電氣主接線設計是變電所設計的主要內容之一,也是構成電力系統的主要環節,主接線的選定直接關系著變電所電氣設備的選擇和配電裝置的布置,繼電保護與自動裝置的確定,是變電所電氣部分投資大小的決定因素。結合原始資料分析,以及各種接線方式的優缺點,適用范圍進行綜合比較,確定出最終高壓側和低壓側的接線方案。
3.短路計算是工廠供電電氣設計重要的環節,因為它對電氣主接線、電氣設備、繼電保護、接地方式的選擇都起到了至關重要的作用。學生應在充分學習短路計算的方法和電力系統的短路計算知識之后,利用標值法完成設計中的短路計算部分,同時生成短路計算表。
4.導體及電氣設備選擇是設計的重要內容之一,因電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣,具體的選擇方法也不完全相同,但是對它們的基本要求是一致的,電氣設備要能可靠地工作,必須首先按正常工作條件進行選擇,并按短路狀態來校驗動穩定和熱穩定。并且在滿足運行的情況下,采用新技術、新設備來提高供電的可靠性。電氣設備主要從母線、斷路器、隔離開關、互感器等幾個方面選擇出最佳方案。
5.高壓配電裝置在電力系統中擔負著接受和分配電能的作用,對配電的基本要求和設計原則有所了解,為自己的設計作較合理的布置。
6.電力系統的安全性主要體現在繼電保護方面,繼電保護的作用應滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性等基本要求。繼電保護主要分為電力線路保護、電力電容器保護、電力變壓器保護等,通過比較計算選擇最好的保護方式。
7.為了確保變電站的安全,結合防雷保護的知識,設計防雷和接地保護措施。
8.最后參考相關的設計規定和規范。根據《電氣 AutoCAD》書籍知識,了解我國在發電廠設計工作中電氣具體的布置規劃,同時參考其繪圖、編號等要求,為自己的設計繪制主接線圖、平面圖和斷面圖。
在完成設計計算任務的過程中,要注意適當列表,比如主結線方案對比和短路計算的列表都是必要的。另外,在工廠供電設計必須講究一定的原則和方法,必須遵循國家的最新標準和設計規范的要求,所以指導老師必須為學生提供最新的國家標準和設計手冊。
參考文獻: