工厂配电技术教学改革（精选10篇）
工厂配电技术教学改革 篇1
工厂供配电技术是高等职业学校电气自动化技术专业的主干课程, 也是形成该专业学生电气设备或企业供配电系统的安装、调试、维护、检修、设计、技术改造及其管理等能力的核心课程。本课程内容丰富, 不仅有较多的理论分析和计算, 更与工程实际结合紧密, 还要理解和遵循国家设计规范, 考虑电气产品的技术更新等。该课程一直以来主要有以下授课方式:以课程内容顺序讲授, 加上多媒体辅助教学, 再加上看一看、动一动实际的配电柜;打乱课程内容顺序, 讨论式、互动式的所谓项目化教学。但由于课程内容涉及面广, 内容抽象、分散, 对从没接触过供配电工程的学生, 仍然普遍感觉到课程复杂难学, 无法形成脉络, 学习效果较差, 无法达到教学标准中提出的能力要求。
为此, 2013年我们申请立项了教改课题——基于“工学结合”高职电气自动化技术专业课程建设的研究与实践, 把工厂供配电技术课程建设与教学改革作为一项重要的子课题来研究和实施。本子课题提出了整合工厂供配电技术课程, 把课程主要教学内容整合到供配电工程设计中, 把工程设计、工程绘图、电气设计软件中电气计算的高效运用、供配电知识点学习穿插在整个课程教学中, 使工程实践与理论教学紧密结合。通过基于南方电网招聘考试及国家注册电气工程师的应知应会知识点以试题案例形式加以巩固, 突出供配电工程的实际应用, 提高对知识的关注度, 增强学生学习的兴奋点。同时把工厂供配电技术课程的相关内容延伸到企业顶岗实习中, 强调学习的探研性和延续性, 与顶岗实习教学相衔接, 拓展专业课程的教学空间。这些都对提高电气自动化技术专业人才培养质量和培养效率有一定的借鉴作用。
一、课程建设的主要思路
(一) 重构课程内容
依据高等职业学校电气自动化技术专业对供配电系统的能力要求, 确立电气自动化技术专业主要就业面向为工业企业供配电设备运行维护、供配电设备的生产制造等岗位。为此, 对工厂供配电技术课程内容进行重构, 把供配电专业知识、工程计算、工程设计、工程绘图穿插在整个课程教学中, 用有限的时间传授供配电最核心的知识和能力。
针对实际工作过程中完成各项工作任务应具备的职业能力, 以10kv工业企业车间变电所的设计、运行维护为主线, 使学生掌握工厂供配电最基本知识及供配电工程读图、绘图和设计 (见表1) 。
(二) 建设教学环境
建设适合理论、实物展示与操作, 以及供配电工程设计穿插式教学的专用实训室。实训室分为三个功能区:理论知识讲授区、低压配电操作区、工程设计工作讨论区。学生边看边学, 边学边做。通过现场教学、工程仿真设计、实物演练和操作, 学生能够更直观地接触设备, 知识和技能的掌握得到保证。学生实实在在地接触了课程知识和技能, 做到学了就用、用时不懂就学、多做则巩固, 课程改革有了质的变化。
(三) 开发教学资源
经过教学过程整合, 吸收一定量本学科领域最新科技成果和先进的教学经验。开发任务驱动式特色教材, 配合电子教案、课件、天正电气CAD设计软件、开放型实训室、网络等形成多元化立体教学资源。
本课程的建设注重实现以工厂供用电设备的运行维护、电气设备的生产制造、中小型供配电工程设计等职业岗位为课程目标, 以供用电控制设备的运行维护的职业能力为核心, 以职业标准为课程内容, 以学习情境为课程结构, 以“双师”教师为课程主导, 以新型供配电设备技术为课程视野。
二、课程教学改革
(一) 采用工程设计与课堂教学同步的有效课堂教学模式
根据课程的整合, 在工程设计与课堂教学同步的课程教学过程中, 将整个教学活动分为几个阶段: (1) 拟定易于实施的工程设计案例。本课程拟定“某集团公司机工车间供配电工程设计”为教学载体; (2) 根据工程设计, 分解设计步骤, 每一步骤插入相关的理论教学内容; (3) 引导学生结合教材查阅识读相关电气设计国家规范、标准图集和产品技术数据, 做到教材所说有依据, 电气设备选择有样本; (4) 引入主流电气设计软件 (天正电气CAD) 的学习和应用, 增加学习的趣味性。
(二) 教学评价
本课程共分五个项目进行训练, 每个项目均按项目评价表的内容进行过程考核。项目评价主要由职业素质、任务分析、电路搭建及程序设计、技术文档编写及成果汇报5部分组成, 各项目评价标准见表2和表3。
三、改革的成果与收效
(一) 形成了全新的教学理念
多种全新的教学理念主要体现在以学生为主体, 注重工程实践能力和创新开发能力的培养方面。纯理论的专业课“教中学, 学中教”得到有效实施, 学生的主体地位和教师的主导地位得以充分发挥。项目化教学、工程设计方法和传统教学方法有机结合。
(二) 构建了高职特色的课程内容体系
根据“理论够用、实用为度, 突出工程实践能力、新技术应用能力”的高职教学原则, 构建了适用高职特色的课程体系。
(三) 提高了课堂效率
通过把主流电气设计软件引入课程教学, 课程综合化中每一模块都是知识和技能的融合体, 相应的教学过程是现场教学或工程设计, 真正实现了理论与实践教学一体化, 知识传授与能力培养一体化, 教师教得轻松、学生学得愉快, 学生在宽松愉快的气氛中培养相关的职业能力。
四、结语
本教学改革通过一轮的教学运行, 教学实施效果良好。学生作为学习的主体, 通过独立或者协作分工完成了项目, 把理论和实践有机的结合起来, 不仅学到了应有的知识点, 更重要是掌握了供配电知识在实际工程中的模拟应用, 而且在教师有目的的引导下, 培养了团队合作意识和创新意识, 以及独立分析和解决问题的能力, 培养了良好的职业习惯和职业意识。教师作为组织者、协调者、顾问, 在制订项目过程中, 在组织学生实施项目的过程中, 在解答学生疑难问题过程中, 也培养了良好的职业道德, 更新了自己的知识结构, 师生关系得到进一步的融洽。
参考文献
[1]教育部职业教育与成人教育司.高等职业学校专业教学标准 (试行) :制造大类[M].北京:中央广播电视大学出版社, 2012.
[2]赵美玲.《供配电技术》课程教学与改革与实践[J].绍兴文理学院学报, 2012 (10) .
[3]刘春生, 徐长发.职业教学学[M].北京:教育科学出版社, 2002.
工厂配电技术教学改革 篇2
【关键词】高职高专 工厂供配电技术 课程教学 教学做一体化项目教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889（2015）08C-0147-02
工厂供配电技术课程是研究如何安全可靠、经济合理、保质保量地保障工矿企业所需电能的供应和合理分配的问题。通过工厂供配电技术课程的学习，学生应会使用和操作电气设备，能对常用电气设备进行检修，对工厂供电系统进行供电课程设计、毕业设计；应能够综合运用所学知识，分析和解决工矿企业供电方面的技术问题，应巩固和扩展知识领域，培养严肃认真的科学态度，提高独立工作的能力。以往的工厂供配电技术课程教学一般都是以理论知识为主，配套一些随堂实验，学生感觉学习很困惑，不容易理解。对此，应打破传统旧教材，依据高职高专的培养目标，结合高职高专的教学改革和课程改革，本着“工学结合、项目引导、 教学做一体化的原则进行项目教学改革。具体来说，可从以下方面采取措施。
一、打破传统旧教材，按教学做一体化项目要求编写教改教材
应打破传统旧教材，依据高职高专的培养目标，结合高职高专的教学改革和课程改革，本着“工学结合、项目引导、‘教学做一体化”的原则编写教改教材。
应结合课程改革与建设，由学校、企业、行业专家共同进行教材编写合作开发。教改教材应彻底打破旧课程的学科体系，打破理论和实践教学的界线。在内容上为“双证融通”的专业培养目标服务，在方法上适合教学做一体的教学模式改革。即在“双证融通”的专业培养目标指导下、将课程内容与技能认证的需要相融合，确定为若干专题进行学习和探索。每个专题内容由课程编写小组从企业生产实践选题，再设计成教学项目，试做后编入教材，做到学生需要什么就教什么，教什么就练什么，练什么就会什么，重视职业技能训练和职业能力培养。同时，教改教材加强新技术、新工艺、新方法、新知识的介绍，特别是书中图例尽量采用了最新的《电气简图用图形符号》国家标准。共分11个项目，内容包括常用高低压电器设备、发电厂与电网、供配电系统电气主接线、需要系数、短路电流、导线线头的连接、低压架空线路、供配电系统的二次回路与自动装置、供配电系统的保护、防雷接地和电气安全、电气照明。
二、依据教改教材，精心设计好每一个项目教学内容
依据教改教材，设计每一个项目教学内容时，从岗位需求分析入手，以人才培养为中心，引入行业企业标准，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，实施教学做一体化的项目化教学模式，强化以项目导向，实现教学过程的柔性化、开放化和职业化。体现以技能为主线，相关知识为支撑的思路，把技能知识融入到理论知识中，精心组织好项目教学内容。
具体规定过程为：
任务描述→任务分析→任务材料清单→相关知识→工作原理→任务实施→工作任务过程训练评价→故障检修→故障检修评分（见表1）。
表1 故障检修评分表
序号主要内容考核要求评分标准配分扣分得分
1调查研究对每个故障现象进行调查研究排除故障前不进行调查研究，每处扣10分35
2故障分析在电气线路图上分析故障可能的原因，思路正确（1）标错或标不出故障范围，每处扣5分；（2）不能标出最小故障范围，每处扣5分30
3故障排除正确使用工具和仪表，找出故障点并排除故障（1）实际排除故障中思路不清楚，每个扣10分；（2）每少查出一次故障点扣5分；（3）每少排除一次故障点扣10分；（4）排除故障方法不正确，每处扣10分35
4其他操作有误，要从此项总分中扣分（1）排除故障时，产生新的故障后不能自行修复，每个扣10分；已经修复，每个扣5分（2）出现重大事故或人为损坏设备扣10分。（3）实训后不清理、整洁现场扣3分
学生签名：
日期合计
教师签名
日期
三、实施项目教学法
实施项目教学法，开展“项目载体、任务驱动、学生主体、素质渗透、工学结合”的“教学做一体化”教学（下转第160页）（上接第147页）模式（见图1），根据职业岗位能力、素质要求，结合实际工作过程，以任务或项目设置教学情景，做到一个教学情景就是一项真实的工作任务和系统的工作过程，实现学生职业能力的训练。在教学过程中，利用校内实训场所，做到课堂教学与实习实训一体化，学习过程与工作过程一致化，突出学生的主体地位，让学生通过“明确任务、制订计划、任务实施、评估成果”等学习活动，获得专业知识，掌握职业技能。实施项目化教学模式，由学生自己设计及实施工作过程，学会学习，学会做事，学会与人相处，学会生存。
图1 “教学做一体化”的教学模式
四、运用现代信息技术创新教学模式
结合教改教材，建设课程资源库，开发丰富的教学视频、仿真软件、可交互操作训练的虚拟实训项目等，通过开放、共享的课程资源库，将文字、声音、图片、动画等多媒体手段创设情境、化静为动、化抽象为形象，最大限度地调动学生积极性，激发学生学习兴趣，启发学生思维，使在课内、课外随时反复学习；开通在线辅导与答疑，加强个性化教育。
此外，目前的校企合作机制还不够完善，与企业开发课程的深度和广度不够，职业标准与课程衔接不够。同时，实验实训基地的经费投入尚需增加，内涵建设有待加强。根据技术发展的需要，在原有实训条件的基础上，尚需增加一批具备新工艺、新技术的实验实训设备和仪器，把原有实训场所需改造为职业特色鲜明的“生产性”实训基地。而且目前“双师型”的师资队伍还不能适应广西经济社会发展对本课程高端技能型人才培养的需求，专任教师大多缺乏实际生产和管理的经验，兼职教师参与教学的课程和课时比重还不高，使得课程服务产业发展的能力显得不足。这些都需要在教学改革实践中不断改进，不断实现新的发展。
【参考文献】
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007
[2]黄尧.认真贯彻落实《教育规划纲要》推进我国现代职业教育体系建设[J].中国职业技术教育，2012（24）
【作者简介】莫文火（1964- ），广西工业职业技术学院高级工程师，研究方向：电气工程及自动化和能源工程。
工厂配电技术教学改革 篇3
关键词：环网配电技术,机械工厂,应用价值
环网配电具有便于管理、运行灵活、可简化配电网结构、减少线路数量、供电可靠、节约投资成本、有利于系统的改造和扩展等特点。正是由于这些特点, 使得其在欧洲的一些国家企业当中获得了较为广泛的应用。像国外的一些5.5~20k V配电网都是采用环网接线的。如今, 也开始在我国的工业企业当中获得广泛的应用, 并获得了较为快速的发展。
1 对环网配电接线的研究
1.1 环网配电比较常用的接线形式
在一些大中型的工业企业当中, 通过企业本身的用电负荷的重要性来判断, 一般都是使用2~3回的独立电源进行供电。环网配电就在这种情况下产生, 环网配电具有几种接线形式, 单线双环网接线;单线三环网接线;具有备用回路的双环网接线;双线双环网接线。通过相关开关设备的倒闸操作, 能够为用电设备正常供电, 同时提供备用电源。
1.2 供电的可靠性研究
供电的问题一般表现为当环路当中某个开关设备或者相关的电缆线路发生故障。发生故障时, 只要查处故障的位置, 然后通过环路开关来对其进行隔离, 这样就能迅速的回复供电, 所以, 每个环路最少也需要有2个电源供电的存在, 这样才能真正保证供电的连续性。供电的可靠性, 可以使用“N-1”的标准来衡量, 也即是一个环路有N个线路, 同时这些线路段包括开关设备, 当其中某一个线路的路段发生故障被切除后, 就需要保证剩余的“N-1”个路线段的正常运行以及相关用电设备的持续可靠工作。而且在保证供电可靠性的基础上, “N-1”的标准还可以用在线路运行率“T”来表示剩余线路的利用效率, 计算公式如下:
公式 (1) 中K为可靠的系数, K=1为电缆的线路。
1.3 常用的接线形式使用效率研究
通过对以上公式进行研究和分析, 可以得出以下结果:
2 环网开关柜的具体特点
通常的环网开关柜具有以下几个特点:
(1) 使用起来安全方便, 环网开关柜具有可靠的机械连锁功能, 机械连锁功能主要表现为负荷开关加上熔断器柜为例, 当里面某个相熔丝容断之后, 熔断器顶端的撞针就会弹出, 使得负荷开关直接跳闸, 这样就能有效的防止其缺相运行, 同时也能防止熔丝自动更换前负荷开关的再合闸。而且还有负荷开关或者断路器和接地开关或者柜门的机械连锁、电缆间隔和负荷开关或者断路器的机械联锁、挂锁功能和钥匙锁机械联锁功能等等, 这些防护的功能, 能够极大的确保人身安全和设备的安全。
(2) 使用的寿命较长, 由于维护起来的工作量较少, 而且检修起来也较为方便, 所以其操作机构可以采用无储能过程的速动操作机构以及弹簧储能机构, 这些操作都非常的简单、省力, 同时还能使分合闸的速动不会受到人为因素的影响。
(3) 性能较为可靠, 环网开关柜所选择的绝缘材料一般是环氧树脂或者不饱和聚酯纤维增强模塑料, 这样就极大的提高了开关柜的绝缘水平, 同时相与相、相与地之间的安全距离和相关的绝缘件的爬电距离都满足了国家制定的相关标准。
3 环网配电技术在机械工厂的具体应用
机械工厂通常将生产规模以及用电负荷的情况分为大、中、小型的机械工厂, 而其中大中型的机械工厂一般都是从当地的供电机构引入到两回高压或者中压的电源当中, 再用自备的柴油发电机作为第三电源提供重要的负荷用电。有条件时, 通常都会采用环网接线。
3.1 环网接线的运行方式
环网接线的运行方式主要有两种, 分开环运行方式和闭环运行方式, 因为闭环运行方式通常对配电设备的稳定性的要求比较高, 在线路继电保护上也较为复杂, 而且调整起来比较困难, 最主要的是当环路中的任何一个线路位置出现短路时, 环路上的二进线端的上级保护装置也会跟着一起跳闸, 从而造成整个环路停止供电。所以, 在实际的操作当中通常采用的是开环运行方式, 而且开环点一般设置在环路的中点, 这样就能使环路两侧的电量在正常的运行下达到平衡。
3.2 环网操作的具体方式
环网操作的具体方式分为电动和手动两种, 而这两种操作方式又同时分为无储能过程的速动操作和带弹簧的储能操作机构, 因此在中压配电系统进行无远程监视和控制时, 采用手动弹簧储能分合闸机构及运行, 一些变压器的温度、瓦斯等保护作用在和变压器连接的环网馈线单元上, 容量大概在1000KV及其以下, 所以就需要尽量采用负荷开关加上熔断器柜中的熔断器来进行保护, 就可以简化操作电源以及继电保护的系统, 从而促使故障率降低, 故障的影响面也相应的缩小。
4 结语
综上所述, 环网配电系统具有接线简单、故障率低、供电的可靠性高、故障易于查找以及能够实现远程控制和监控的自动化管理, 因此环网配电技术在机械工厂的应用价值非常大, 值得推广。
参考文献
[1]肖白, 赵龙安, 张宇, 穆钢, 林子钊, 黄剑.城市中压配电网合环操作分析与决策[J].电力系统保护与控制, 2014 (16) .
[2]陈江, 刘向一.环网柜在工厂中压配电系统中的应用[J].现代建筑电气, 2013 (S2) .
工厂高低压变配电设备维护保养 篇4
本文首先对我国目前配变电高压设备在维护与保养方面存在的问题做了简要的概述，从高低压变电设备的组成部分，以及每一个部分所起到的作用做了系统的介绍；并就在这些配变电高压设备的检修策略做了研究分析，分别针对各自的问题提出了系统的解决方案；文章最后，对全文做了总结，并就未来工厂高低压配变电设备的维护发展做了展望。
【关键词】工厂高低压变配电设备 检修策略 解决方案 展望
引言
配变电高压设备状态检修是根据对变电高压设备的日常检查、定期性重点检查、在线实时状态监测和故障诊断所提供的信息，经过系统地分析处理，来评估设备的健康和性能劣化程度及其发展趋势的一种检修手段。它与以预防为主要手段地检修相比较，带有很强烈的主动色彩，但基于我国工业自动化起步较晚，现阶段我国电力企业普遍对所有变电高压设备采用固定的检修间隔，这大大增加了检修的负担，频繁地检修不仅影响设备的精度系数，也直接影响着设备的使用寿命。
1.高低压变电设备介绍
配电系统主要由以下的四个部分组成，首先便是变电设备；对于高低压变配电系统的变电设备而言，其主要由，电容器、变压器、接地装置、变配电控制回路、母线、电缆等几部分组成。其次是配电设备；配电设备由配电线路、电缆、接地、支架以及电线等几部分组成。接着便是整个配变电设备自带的照明配电设备；配变电设备的照明设备主要由分支开关、熔断器、漏电保护器、接零接地等组成。最后便是为整套配变电设备起防护与备用的备用发电设备以及电源由附属装置、开关以及其他设备等构成。这些高低压变配电系统的功能都不一样，相互联络，有时他们单独运行，有时他们会串联使用，在对其进行操控时，一定要规范、谨慎，任何一个环节都不允许出现失误。所以，在对高低压变配电设备运行过程中所出现或者可能出现的问题一定要认真分析，如果一旦出现问题，必须要马上修复，让其始终处于可靠的运行状态。
2.高压开关设备检修策略的探讨
在目前开展状态检修工作中，迫切需要对变电高压设备的故障规律进行整体性分析，研究状态检修的整体策略，从而确定何时进行维护和检修，有针对性的对项目进行维护检修。同时在分析设备状态的同时，又要借鉴和利用周期性检修多年来积累的宝贵经验，根据对设备的历次检修、试验、缺陷记录、运行信息和在线信息等进行全面地综合性的分析。对变电高压设备状态的分析必须坚持整体与局部相结合，横向与纵向相沟通的理念；通过整体的分析，对设变电高压设备进行总体把握，掌握同类设备的一些共性以及质量问题；局部分析主要针对单个具体设备进行，通过对同类设备横向和纵向的对比，来评估某个具体设备的运行状态。对变电高压设备可以从绝缘性能、导电性能、机械特性和抗干扰特性四方面对该设备的状态进行评估。对于保护设备而言可从装置及回路两个方面去评判；对这几方面的性能指标了解清楚后，我们就能够从总体把握变电高压设备健康状况的发展趋势，从而制定出行之有效的检修方案。
3.配电室及其辅助设备的维修与保养
3.1配电室检修与维护
作为整个变配电室设计的主要内容之一的对全套电气设备的选择和采购要严格按照相关技术规定和政策进行，本着选用先进、安全、稳定、性能良好的设备为主要前提，整套电气设备的配置要符合主接线形式的要求，在短路情况下对整套电气设备进行校检，在对电气设备进行选择时，一方面须遵循装置位置和正常条件的相关规定，另一方面还要对极限环境条件下整套设备正常运行的能力予以考虑。在正常工作状态下对电气设备的选择需要注意如下几点：首先，电气设备额定电压的选择。一般情况下整套设备的额定电压值应不低于设备装设回路的最高运行电压值；其次是对整套设备额定电流的选择，在设备正常工作时全套设备的额定电流值应不低于整套设备装设回路的最大工作电流值。在对整套电气设备进行校验时要注意对热稳定和动稳定条件的把握。一般而言所谓热稳定就是指整套电气设备在短路状态下设备的热效应不能超过设备正常工作时的允许值；所谓动稳定，就是指全套电气设备在发生短路时最大短路电流值时不能受到任何损坏。
3.2辅助设备的维护保养
由于市场上面安全工器具数的量众多，加之所购买的批次不一，再遇到现场运行数据统计十分困难的环境，将会给安全工器具的管理工作带来很大的阻力。目前，我国电力企业对安全工器具的购置工作大多依据各供电局所辖二级单位每年上报的本片区设备更新的相关计划进行的，并依次按照购买的批次和正常使用年限进行统一的更换，很难实现专门针对超期或已经损坏的工器具进行有目的的更换工作，这样做不仅造成了严重的资源浪费而且还消耗了大量的时间，进而影响整个供电系统的工作效率。一般情况下，各局所辖单位对于安全工器具的购置工作和每次的发放数量均有独立系统的记录，但就具体到某件工器具的最终流向和用途无法做出准确的记录定位工作。各变电站虽然针对本站工器具的使用和发放情况均建立了安全工器具台账，但这些所谓的台账内容大都过于简单，仅包括像对工器具的名称、购买数量以及发放日期等数据有一个粗糙的记录，而对真正关乎工器具关键的工器具生产厂家、生产年月以及相关试验情况等重要资料往往没有较为系统的记录工作，而且就目前我国电力系统而言台账资料缺失现象已不是个别。
小结
利用先进的科学技术对我国现阶段配变电设备使用与管理进行规范有着十分重要的意义，如此，不仅可以对电站的工作效率有很大的提高，而且还能够避免安各种全事故的发生，从而为检修人员的工作安全性提供了强有力的保障，进而提高了整个电力系统的安全生产水平。
参考文献：
[1]徐鹏.电气设备常见故障问题分析与解决途径[J].黑龙江科技信息.2011（21）.
[2] 谭庆丰.论如何提高变电安全运行和可靠性措施[J].广东科技.2010（24） .
[3]付本田.电气设备的维修原则方法与实践[J].科技信息（科学教研）.2008（13）.
工厂供配电的节能措施分析 篇5
能源对推动社会的发展具有重要作用, 第二次工业革命, 煤炭行业有力地推动了社会的进步。电力作为重要的能源, 社会各行各业对电力的使用有很大的依赖作用。现在社会经济对电能的需求越来越大, 电力是企业消耗最多的能源, 电力资源的不足将制约企业的生产, 对一个地区的经济产生重要影响。目前, 工厂里一些不合理的用电形式会造成电力大量的消耗与浪费, 加重电力紧张的局面。企业对电力的节约可以减少大量开支, 既节约了能源也节约了生产成本, 减少环境的污染, 将对社会产生非常好的社会效益和经济效益, 响应了政府保护环境的号召, 节能减排。因此, 电力系统的节能改造, 减轻了电网的压力, 也对企业生产和社会发展有重要的意义[1]。
1工厂供配电节能的重要意义
在过去的三十多年我国经济飞速发展, 但由于发展模式过于粗狂, 消耗了大量的能源, 造成能源浪费和环境污染, 对环境的破坏越来越大。国家一直提倡“五位一体”建设, 生态建设是重要内容, 促进经济的发展不能以能源浪费、环境污染为代价。国家每年消耗大量的电能中工厂是重要消费单位, 对供电系统进行电能改造, 可以节约大量能源, 保护生态环境, 实现可持续发展。
工业的迅猛发展, 电能的使用爆发式增大, 电能的供求出现了严重失衡, 发电站生产的电能无法满足企业的用电量, 在用电高峰时期, 在很多地区常常出现拉闸限电情况。工厂进行电力系统改造可以很大程度上缓解电能供求失衡, 减轻电网压力。工厂电力的改造, 能够节约大量电力消耗, 给企业带来更多收益, 提高社会资源利用效率。工厂的生产设备进行节能改造, 可以促进节能产品的研发, 势必促进节能技术的进步, 新的科学技术可被社会其他行业借鉴, 从而提高社会科技进步速度, 对工厂自身来说, 也可能会提高工厂的生产工艺[2]。
2工厂供配电系统节能方法探究
对供配电系统进行科学的设计, 采用节能的产品, 改造高能耗低效率产品, 通过这些方法可以有效提高工厂电力系统的使用效率。
2.1对供配电系统设计方案进行改进
1) 变电所主接线。厂房内变电所主接线设计时, 在保证安全和可靠性的前提下, 依据以往的设计经验, 选用高压双电源供电方式, 保证电房之间的密切联系, 这种设计方式可以方便进行转供电, 可以保证连续稳定供电。
2) 高低压配电系统。高低压配电系统是工厂供配电系统的关键环节, 不仅要满足设计条件, 还要设计得经济合理, 需要综合考虑各种情况, 在确定出厂电压之后, 然后选择合适的变压器, 一般采用油浸式有载调变压器;低压变压器柜子一般选用价格比较便宜的固定式开关柜, 当变压器并联设计时, 应当有性能比较好的连锁功能。
3) 保护装置。应设计几点保护装置来保证工频电气量参数的正常, 当电力系统出现短路等情况时, 工频电气量参数应控制在合理的范围之内。对于用电量大的工厂, 对供电的可靠性、稳定性要求比较高, 一般使用直流屏供电, 直流屏选择应合理, 不应太大也不应太小, 可以参照保护的断路器台数进行选择[3]。
2.2对供电系统进行节能改造
1) 变压器节能。工厂内常常同时使用多台变压器, 变压器的台数比较多时, 把性能比较低的变压器作为备用变压器, 同时把变压器进行并列使用, 从而提高变压器的使用经济性。变压器的过多使用也会浪费电能, 在计算工厂内用设备的功率后, 尽可能使用少的变压器数量, 满足设备的负载要求, 从而提高变压器的使用效率, 获得好的经济效益。另外, 接触器应选用永磁接触器, 可以很大程度上降低能耗。使用永磁力合闸, 可以节约接触器闭合状体下的电能损失, 节约大量电能。在工业上, 大量使用交流接触器, 更换永磁式接触器可以为企业节约可观的一笔费用[4]。
2) 使用节能控制系统。除了生产动力用电外, 工厂照明用电量也比较大, 因此, 应对照明用电进行严格控制。采用智能照明系统, 该模块主要由探测器、发光源、控制器三个组成部分, 可以根据工厂实际要求设定多个照明模式, 根据不同的需要智能切换不同模式, 从而达到节能的目的[5]。
2.3对线路系统进行改造
1) 控制线路输电损耗。线路越长, 电力的损耗越多, 在线路规划中, 配电箱和各个输出线路要少走弯路, 结合现场情况, 优化电路设计。用电负荷比较大的区域, 线路应小于100m长度, 用电负荷比较小的区域, 线路长度应小于250m长度。
2) 增大导线的横截面积。导线的横截面积越大, 导线的电阻越大, 消耗的电能越多, 发热也就越多, 因此选用横截面积大的导线可以节约电能的浪费, 减少危险事件的发生[6]。
4结语
随着社会的发展, 人们更希望建立一个能源节约型、环境保护型社会, 新的经济形势下, 企业要想生存和发展, 必须建立起高效的能源利用机制, 减少对环境的污染, 提升企业的社会效益。通过供配电系统的优化, 可以激发社会竞争的活力, 促进节能技术的进步, 提高社会资源的利用效率, 是一项利国利民的举措。
摘要：阐述了工厂供配电节能的重要意义和节能方法探究, 提出了相关方案和改造方式。
关键词：供配电系统,节能措施,工厂
参考文献
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关于工厂供配电设计的研究 篇6
关键词：工厂,供配电系统,设计,研究
1 工厂供配电系统概述
所谓工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配, 也称工厂配电。通过工厂供配电系统, 将电力系统的电能进行适当的降压, 然后根据各个车间或厂房的供电需求进行合理分配。随着社会生产发展的需要, 供配电系统的发展也呈现一种新趋势。目前, 随着城市化的发展, 大中型城市的用电需求也越来越多, 然而大型城市的配电通常存在着配电距离过长的问题, 这时一般采用提高供电电压的方式来解决。同时, 为了提高工业企业以及一些大型用电设备的输电能力, 也常常采用提高电压的方式, 从而达到使输电距离增加的目的。此外, 为了使供电的可靠性得以提高, 可以适当减少变压器的数量, 进而对配电系统进行简化。
2 工厂供电设计原则
电能是工厂生产的能源与动力, 因此, 在工厂设计中, 供配电的设计是其中重要的组成部分, 其设计质量的好坏, 与工厂的正常运行和进一步的发展息息相关。这就要求工厂供电工作人员具有较高的综合素质和熟练的业务技能, 并且需要按照以下要求, 进行工厂供配电设计。
首先, 对于国家相关规定及标准, 必须严格地遵守, 对于国家节约能源及有色金属的相关方针政策, 必须切实地贯彻执行。
其次, 人身和设备的安全, 是进行工厂供电设计时, 必须要考虑的因素, 要切实保证供电的可靠性, 保证电能具有合格的质量, 要兼顾技术先进性和经济合理性的原则。在进行电器产品的选择时, 要选用高效、低能耗、性能优良的产品。
再次, 在进行供电设计时, 要兼顾企业当前需求和长远发展, 不仅要满足工厂近期生产的需求, 还要考虑工厂长远发展的计划, 使供电设计可以在较长的一段时期内都能满足工厂扩建等带来的用电需求的变化。
最后, 要结合企业的实际情况, 根据负荷的性质、用电容量、工程的特点, 考虑到地区供电条件, 设计出合理的供电方案。对于供电人员, 要积极提高自身业务素质, 学习和掌握供电设计的相关知识, 从而更好地完成供电设计工作, 促进企业安全生产和提高效益。
3 工厂供配电设计要点
3.1 负荷计算
在计算总降压变电所的负荷时, 需要根据车间负荷来进行计算, 因为车间变电所变压器存在功率损耗, 所以, 计算总降压变电所的负荷需要考虑到这部分损耗, 进而得出全厂总降压变电所高压侧计算负荷以及总功率因数。此外, 还要将负荷计算表详细的列出, 清楚明晰地表达计算成果。
3.2 总降压变电所位置的选取, 需要把电源进线方向列为考虑因素, 进行合理选择。主变压器台数和容量的确定, 需要参考土建和工艺方面专家的意见, 以全厂计算负荷为依据, 满足工厂将来扩建和备用的需要。
3.3 工厂总降压变电所主结线的设计和安装, 要确保其安全性和可靠性, 安装简单方便, 具有灵活性和经济性。此外, 还要充分考虑到将来维修的可操作性和方便性。
3.4 厂区高压配电系统的设计, 首先要满足技术条件, 还要考虑经济合理性, 根据厂内负荷的实际情况, 综合考虑各种因素, 如负荷布局、总降压变电所的位置等, 进而对厂区配电电压进行确定。可以制订出几种高压配电网布置方案, 从中选择最优方案。
3.5 为了对电气设备进行合理选择和校验, 对继电保护装置进行整定计算, 就需要进行短路电流的计算。短路电流的计算可以按照无限容量系统供电进行, 根据系统运行方式的不同, 利用相应的短路参数, 计算出各点的三相及两相短路电流。
3.6 改善功率因数装置设计
总降压变电所的功率因数可以通过计算负荷而获得, 为了达到供电部门要求的数值, 还要进行无功率的补偿, 其数值可以通过查表后计算得出。此外, 利用大型同步电动机, 也可以对功率因数进行改善, 其原理是大型同步电动机可以对励磁电流进行控制, 从而提供无功功率。
3.7 变电所高、低压侧设备选择。
变电所高、低压侧电器设备在选择时, 需要以短路电流计算数据、各回路计算负荷以及对应的额定值作为依据。初步选择后, 还要对其进行检验, 即热稳定和力稳定的检验。最终的设计结果, 通过总降压变电所主结线图, 设备材料表和投资概算加以展示。
3.8 工厂供配电系统的继电保护与自动装置设计
工频电气量参数会因电力系统的变化而发生改变, 如果发生短路故障, 就会引起这些参数也发生相应改变, 由此, 可以设计出继电保护装置, 如根据反应电流的增大和电压的降低进行过电流保护和低电压保护。
3.9 做好防雷工作
3.9.1 架空线路防雷措施
对于66KV及以上的架空线, 可以通过全线装设避雷线的方式进行防雷, 但是成本较高。对于10KV及以下的架空线路, 可以从提高线路本身的绝缘水平上入手, 进而线路的防雷水得以提高。一般情况下, 可以选用木横担、瓷横担或者是高一级的绝缘子。对于某些绝缘薄弱地点, 为提高其防雷水平, 可以加装避雷器。
3.9.2 变配电所防雷措施
变电所的防雷设备中, 避雷器是其中非常重要的设备, 因此, 对于避雷器的设计和安装, 需要更加注意, 必须确保避雷器装在被保护设备的电源侧, 并且与被保护设备并联。当发生雷电过电压时, 避雷器的火花间隙就被击穿, 或是由高阻变为低阻, 从而使过电压对大地放电, 保护设备的绝缘。
3.1 0 采取措施进行节电节能
首先, 充分利用电力无功补偿, 节约工厂用电的电能损耗, 提高电能利用效率。可以采用移相电容器和同步电机进行节电节能。移相电容器安装位置的选择上, 要以靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧为原则。此外, 要结合工厂的生产情况来选择合适的变压器, 变压器容量的确定, 要在满足使用的基础上, 注重其经济性, 避免不必要的浪费。
其次, 采用性能较好的变压器, 将性能较差的变压器留作备用。对于并列运行的变压器, 要考虑其组合的经济性, 此外, 变压器运行的经济性也是必须要考虑的因素。在确保工厂最大的负载的前提下, 尽量减少变压器数量, 以节约变压器维护的成本和电能的损耗。
再次, 在输电线路的施工设计中, 配电箱以及低压箱的输出线应尽量走直线, 另外要合理控制线路的供电半径, 并且根据供电半径调整输电线路的长度, 从而实现供电输电线路最优化。如果具有稳定的载流量, 输电线路较长, 在电网设计时, 可以采用增加导线截面的方式来降低损耗电能损耗, 虽然短时期内使成本提升, 却能带来长远的经济效益。
最后, 根据用电负荷的不同, 即常规设备用电与生产机器用电, 采取不同的线路进行分别供电。在导线截面和电线长度的选择上, 也必须根据工厂用电需求, 进行合理选择, 达到对输送电量进行控制, 安全可靠、节约用电的目的。
4 结束语
总之, 作为现代工业生产的能源和动力, 电能发挥着越来越重要的作用。合理地进行配电设计, 是保障工厂安全生产和创造企业效益的重要因素, 因此必须进一步完善供配电设计, 优化供配电系统, 从而提高电能的利用率, 节约能源, 在创造经济效益的同时创造更多的社会效益。
参考文献
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汽车工厂焊接车间供配电方案研究 篇7
随着我国汽车制造企业的迅速发展,汽车整车工厂的规模越来越大,制造工艺也越来越先进,四大工艺对供配电系统 的供电质量、供电可靠 性、系统运行 经济性提 出了更高 的要求。四大工艺中尤其以焊接工艺对配电要求特别高,供电质量差不仅会影响整车焊接质量,而且焊接车间的负荷特殊性又会对电网造成较大冲击,影响其他设备正常运行。此外,如焊接车 间的供配电系统设计不合理,将会造成企业投资增加、扩建困难、运行成本增加等。作为汽车企业的一名电气工程师,笔者曾经全程经历几个产能30万辆/年的汽车生产基地建设 项目以及多条40JPH焊接线建设工程的设计、施工、调试、达产全过程,积累了一些经验,下面就汽车工厂焊接车间供配电系统方案的规划设计及设计中应注意的问题谈一下个人的体会。
1焊接车间供电系统总容量规划
焊接作为汽车整车工厂生产的四大工艺之一,不同于其他三大工艺,刚性强,多品种车型的通用性差,产品每一次更新换代,都需要更新车间内大量的专用设备和生产工艺,对于市场需求旺盛的 产品,通常又会 对该产品 焊接线进 行产能提 升改造,增加焊机设备的安装容量。这样就可能会出现用电设备总安装容量大幅增加,导致供配电系统容量无法满足工艺用电要求。而一般供配电系统生命周期约为20年,甚至更长,如工程投入使用后不久就因用电设备的大量增加而需要扩容改造,将导致无谓的重复投资。但如果过度考虑用电设备的扩张,又可能造成工程投运后供配电系统负荷率长期过低的现象,其实亦是一种资源的浪费。因 此,在焊接车 间供配电 系统规划 建设时,应与工艺规划充分沟通,了解焊接车间的总体规模、运行模式及最大产能,供配电系统容量既要保证当时焊接生产线的用电需求,又要为将来的新产品焊接线和产能提升作适当预 留,但又不至于超容量设计导致企业投资增加。
例如某汽车工厂焊接车间建设规模为4条焊接主线(包括前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围),4条门盖线,2条调整线,每条焊接线生 产节拍均 为40JPH。因受调整 线的产能 牵制,该焊接车间的最大生产节拍也仅能达到80JPH,最大运行模式为任意2条焊接主线和任意2条门盖线同时生产,因此,对于供配电系统的容量 设计通常 只需考虑2条焊接主 线和2条门盖线工艺设备的用电量,并适当预留备用容量。
2焊接车间的负荷组成及特性
焊接车间的工艺设备负荷80%以上是焊机,主要包括悬挂式点焊机、凸焊机、CO2保护焊机、螺杆焊机、机器人焊机等,其中90%为悬挂式点 焊机,这类点焊 机容量通 常为150kVA、180kVA,单机容量大,且数量多,一般一条40JPH车身线配置200台左右,电压是单相380V,功率因数0.6,为电抗器感性负荷,工作时间50~200ms,是典型的非线性冲击性负荷,会产生大量的谐波及无功功率。
焊接车间其他负荷由包边机、输送设备 及其控制 系统,三坐标、打码机、涂胶机、机器人控制系统等工艺设 备及空调、风扇、照明等公用设备组成,这些设备极易受到电网质量的影响,而由于点焊机焊接时产生较大的电压波动和闪变,会对以上设备产生较大影响,小则停机、停线、影响设备寿命,大则误动 作造成事故。
3焊接车间的负荷计算
3.1点焊机暂载率(负荷持续率)的取值
焊接车间的负荷主 要是焊机,故主要进 行焊机的 负荷计算。焊接车间在进行负荷计算(变电所及干线)时,点焊机暂载率的取值是个焦点问题。根据焊接工艺,一般的薄板焊接约5~10个周波(0.1~0.2s),厚的板材约10~15个周波(0.2~0.3s),2次通电间隔约 为2s,相当于暂 载率在8% ~15% 之间。而点焊机的额定暂载率标称为50%,两者相差甚远,如果以额定暂载率进行负荷计算,得出的结果与实际负荷必然出现极大的偏差,导致变压器选择过大。因此计算时可根据各工程情况,暂载率取值在10%~15%之间。
3.2焊机类负荷需要系数的确定
在进行负荷计算时,对于焊机类设备 需要系数 的选择,目前主要依据《工业与民用配电设计手册》,点焊机需 要系数Kx取0.35。但是对于汽车工 厂的焊接 车间,不能盲目 应用该数据,还需要对生产工艺进行了解和分析。我们知道,焊接线的负荷大小就在于多少台焊机同时工作,其尖峰负荷也就是最大焊机工作数时的工作负荷。由于受到人员工作的熟练程度、前后工序的复杂程度、工 件在工位 之间的输 送方式等 因素的影响,同时投入工作的焊机数量是不确定的。根据工程实际运行经验,采用传统输送方式即工位间人工电动葫芦输送,焊机投入运行的数量在时间上分布相对均匀;而采用自行小车统一输送的方式,由于开始焊接的时间较为一致,焊接时间比较集中,焊机同时使用系数比较高,往往导致焊接的冲击电流很 大,就会造成焊接线负荷偏离平均值过大。因此,应根据输送方式的不同,考虑一定的负荷修正系数,得出焊接线的计算负荷,避免出现过负荷现象。
3.3柔性焊接生产线的负荷计算
对于多产品混线的柔性焊接生产线的负荷计算,不能单纯根据工艺提供的平面布置图及设备清单进行。应与工艺 沟通清楚,哪些为共用拼台焊机,哪些为单一产品的专用拼台焊机,因为专用拼台焊机只有生产某一产品时才投入使用。表1为某柔性焊接线焊机设备清单。
可见,该柔性焊接线的总焊机数量共282台,但实际上 投入运行的焊机最大数量为生产产品2时共183台,如果按282台焊机全部投入使用进行负荷计算,将会造成配电系统容量过大,而实际的生产负荷远小于计算负荷。这样不仅会带来巨大的投资浪费,而且加大了配电系统的损耗,增加了运行成本。
4变电所设计
4.1合理设置变电所
根据负荷计算结果选择变压器的容量与数量,为了便于控制,通常结合工艺规划的分区设置变电所。变电所均采用组合式变电所,以节省空间,变压器采用干式变压器,并设置变电所钢结构平台。
对于较易受到电网质量影响的设备,如焊接机器人控制电源、输送设备的PLC控制柜、三坐标设备、照明及公用设备,可考虑设置一台专用变压器,以避免焊机引起的电压波动和谐波干扰。
4.2变电所的选址
变电所选址是供配电设计是否合理的关键,如果低压母线或电缆供电半径过长,会导致线损严重,电压降过大,影响供电质量。为了减少低压线路的损耗及投资,应尽可能使变电所设置于负荷中心。焊接车间各工艺生产区域的连接是非常紧 密的,因此在变电所选址时,应结合焊接车间的生产线建设及 管理实际,与生产线相配合。变电所一般选择在摆放物料相对较少且工艺钢结构标高较低的生产线区域,如前车体或侧围线区域上方,这样既节省空间,又能达到节省投资和节能的目的。
4.3无功补偿投切
为了提高低压配电系统的功率因数,降低线损,增加变压器的负载能力,通常在配电变压器低压侧采用低压并联电容器装置进行无功集中补偿。
焊装车间的大部分 负荷由点 焊机组成,为单相380 V负荷,具有变化快、冲击强、不对称、谐波大的 特点。传统补 偿采用三相对称静态补偿 的方式(图1),即三相同 时投切,同时补偿,而焊机负荷需要补偿的无功功率不同,这样势必造成某 一相补偿量不足或某一相过补偿。此外,传统的补偿采用接触器投切补偿电容器,动作速度慢,而点焊机一般工作周期在50~200ms,当补偿控制器检测出要投切的电容器数量时,接触器还未来得及动作点焊机已结束工作,从而造成补偿装置投切不准确,达不到正常的补偿效果,影响产品的焊接质量。因此,焊接负荷的无功补偿必须采用分相动态补偿方式(图2)。分相动态补偿装置采用三相独立控制技术,可根据负荷无功功率变化进行分相检测、分相补偿、自 动投切,动态响应 时间≤20 ms。可采用自动循环投切方式,全工况下功率因数不低于0.95。适用于各种不对称冲击性负荷,尤其适合焊接负荷的快速补偿。
5焊接车间的配电设计
5.1母线布置
焊接车间配电方案一般采用干线式,干线采用 插接母线,母线设置在负荷中 心,一般可沿 生产线工 艺钢结构 的边梁敷设,这样既可以缩短设备配电的出线,避免电压降过大影 响焊接质量,又可以节省投资。对采用工艺吊架不合 理的地方,可跨柱或沿梁敷设,但应注意与结构协商预留吊 点。另外,母线布置应避开输送平台,并与压缩空气管道、动力管道统一汇总,避免相互干涉。
需要注意的是,容易受到电网质量影 响的设备,如焊接机器人、控制电源等,不能由焊接母线直接供电,焊接机器人所配的焊机可接至焊接母线。
5.2点焊机配电
点焊机为单相380V,应均匀分配到三相上,即接到AC、BC、CA相上,使各相的负荷尽量接近,达到三相平衡。
因点焊机为断续工作制,点焊机的额定容量不能直接用于保护电器和导线的选择,必须将其转换为负载持续率ε=100%时的有功功率,再进行相关计算。选择配电导线和电缆时,既要考虑导体载流量与保护电器的配合,也要考虑电焊设备断续工作制这一因素。因此,导线选择时既要满足导体允许持续载流量大于低压断路器的额定电流,又要满足导体允许断续载流量不小于用电设备在额定负载持续率下的额定电流。
5.3输送线设备配电
焊接车间输送系统的主要设备包括自 行小车、积放 链、滑撬、自动吊具等,焊接车间输送系统大部分负荷由许多小电 机组成,一般按工艺分区控制。常出现的问题是工艺所提用电需求为每个分区的总容量,即把所有电机容量简单相加,通常还乘以一个1.2~1.4的(预留)系数,而实际上输送系统的很 多电机是不同时使用的,导致实际运行电流比设计容量小很 多。根据工程项目的实际运行数据,某焊接线工艺所提出的自行小车PLC输送控制柜的容量为250A,但实际运行最大电流不超过50A,平均电流则更小,出现“大马拉小车”的现象,显然,这种负荷计算方式是不合理的。因此,输送系统的配电设计应根据各工程情况考虑输送设备的同时系数。
6照明设计
6.1灯具选型
焊接车间厂房属于高大工业厂房,无特殊要 求时,应优先选用金属卤化物灯为代表的高强度放电灯,因为金属卤化物灯具有光效高、显色性好、寿 命长等特 点,适用于大 面积场所 照明。焊接车间厂房一般为10~12m的单层厂房,常采用250W、400 W2种光源。焊接生产线对照明的要求比较高,一般照度为300~500lx,而生产线工艺钢结构一般在5m高左右,考虑到踏台高度,一般净空为3~4m。因此,工位照明可采用高效节能型荧光灯,如T5、T8型荧光灯。生 产时焊接 线工艺钢 结构有振动,曾发生过灯管掉落事故,故应考虑选用带防护罩 的灯具。
6.2灯具布置
焊接车间生产线布置较紧凑,因此厂房布灯时宜采用厂房一般照明与通道照明、生产线照明相结合的混合照明方 式,厂房的一般照明按通道布置。
6.3照明控制
为了便于车间管理及节能,应按工段或生产线工艺流程进行照明分区控制,在每条焊接线区域设置一台照明总配 电箱,前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围分别设置1~2台照明控制箱,每个开关控制一个工位的照明灯,控制箱要设置在 便于工作人员操作的通道上。
7结语
以上内容均为个人参与多个焊接车间建设项 目后对焊 接车间供配电系统方案设计的一些经验总结,希望能为同行提供借鉴。
摘要：分析了汽车工厂焊接车间用电负荷的特性及焊接工艺特点,结合工程实际情况,对汽车工厂焊接车间的供配电方案进行研究,为合理设计焊接车间的供配电系统提供依据。
论工厂供配电系统的方案比选 篇8
1 工厂供配电系统设计的基本原则和要求
1) 应能保证生产, 并满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求。2) 结线方式应力求简单灵活、操作安全、维护方便, 并能适应负荷的变化和系统的发展。同一电压的正常配电级数不宜多于二级。3) 节省投资, 降低运行费用, 减少有色金属消耗量。4) 制定供配电系统方案时, 应充分考虑因生产发展而引起的负荷发展, 并考虑分期建设的过渡计划。对电源的供电能力、变配电所建筑面积、进出线开关数量等, 都要预留必要的发展余地。
2 工厂供配电系统设计方案的比选
2.1 技术比较
对工厂供配电系统设计而言, 技术比较的内容包括:1) 供电的可靠性;2) 供电的数量与质量;3) 在运行调度、操作、管理、维护等方面的优劣;4) 在占地、施工、工期与进度、扩建与发展等方面的考虑;5) 在节能节电方面之利弊;6) 工程的特点及其他突出的优缺点。
2.2 经济比较
经济比较的内容有:
1) 初投资Z (万元) , 它包括电气、土建及其他因方案不同而引起的一切费用。计算时, 各方案相同部分可不予考虑, 只计算不同部分的初投资, 因此Z是相对数值。
2) 年运行费F (万元/年) , 它包括折旧费Fa, 维修费Fb, 工人工资Fc, 年基本价费Fd, 年电能损耗费Fe等, 即:
其中, Fa=基建投资×折旧费率;Fb=基建投资×维修费率;Fc=工人人数×平均月工资+福利、物价、浮动等各项津贴×12×1.1;Fd=12×基本电价B1×受电源变压器总容量Se或供电局批准的最大需用量Pmax;Fe=年电能损耗ΔA×电度电价B2。
其中, 年电能损耗ΔA的计算公式如下:
其中, ΔAx为三相线路的有功电能损耗;ΔPx为三相线路的有功功率损耗, kW, 由线路的计算电流Ij及线路一相导线的交流电阻R求出:ΔPx=3 Ij2·R×10-3;ΔAB为电力变压器的有功功率损耗, kW, 由变压器的空载有功损耗ΔPx、短路有功损耗ΔPd和负功率Sj/Se求出:ΔPB=ΔPk+ΔPd (Sj/Se) 2;τ为最大年损耗小时;t为变压器全年投入运行小时数, 可取8 760 h;B1, B2分别为基本电价和电度电价, 元/度。
3) 折回年限N:如果提出的两个可行方案, 其初投资分别为Z1, Z2, 且有Z1>Z2, 其年运行费为F1, F2。若F1>F2, 则方案二更优, 应采用第二方案。若F1<F2, 则就有必要计算折回年限N来比较这两个方案了, 也就是说第一方案多用的投资可以由年运行费的节省所偿还。如果折回投资的年限不长, 则是合算的。因为在以后的年度里, 第一方案有更好的经济性。国家根据基本建设的总任务和各项经济政策, 通过有关的文件或规程规定出不同建设项目的基准折回年限N0;通常要求收益快的, 取N0=3年～5年, 经济收益慢的, 取N0=5年～7年。于是, 对所讨论的两个方案进行经济比选的结果及选择情况为:
4) 计算费用Fj。
对于两个以上的方案进行经济比较时, 可用比较各方案的计算费用Fj的方法来判断方案的优劣。设有N个方案, 则有:
计算费用最小的方案就是经济性最优的方案, 因此, 应采用Fj=min的方案。
2.3 原材料消耗的比较
对供配电系统而言, 主要是比较有色金属的消耗量, 包括变压器与线路两个部分。
为了便于比较, 在计算有色金属消耗量时, 可将有色金属统一换成铜重, 其变换比为1 t铝相当于0.5 t铜, 1 t铅相当于0.4 t铜。
3 工程实例
某工厂预设计了两套供配电方案, 其计算负荷为:有功消耗功率为496.31 kW, 无功消耗功率为208.92 kW, 功率因数为0.9, 负荷级别为二级, 最大负荷小时数为4 000 h。初步规划是由距其2.5 km的一处变电站接回一路10 kV架空线路来供电。根据第三部分的阐述, 进行了两套设计方案的经济比较, 见表1。从表1可以看出, 第一方案的基建投资和运行费用均低于第二方案, 因此选用第一方案。
4 结语
工厂供配电系统设计中通常有多个可行方案, 需要通过方案比选来选择或确定一个最佳方案, 而方案比选必须建立在工厂供配电系统满足最基本的原则和要求的基础之上。
因此, 本文基于这一思路, 首先阐述了供配电系统设计的最基本要求, 然后结合一工程实例, 从技术、经济和原材料消耗三个方面阐述了怎样设计出最优的供配电系统, 可供技术人员参考借鉴。
摘要：针对工厂供配电系统设计方案比选的重要性, 首先阐述了工厂供配电系统设计的基本原则和要求, 然后结合一工程实例, 从技术、经济和原材料消耗三个方面阐述了怎样选择最优的供配电系统设计方案。
关键词：供配电,变电站,负荷计算,技术
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工厂配电技术教学改革 篇9
摘要：针对高职院校《工厂电气控制技术》课程的教学现状进行分析，指出教学中存在的问题，并针对这些问题提出相应的改进措施。
关键词： 实训教学；维修电工；取证
中图分类号：H191
《工厂电气控制技术》是高职院校机电一体化、电气自动化、电力系统继电保护等专业的一门实践性较强的专业课程。它以各类电动机传动装置与系统为控制对象，在各行业的许多部门中都得到了广泛的应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。然而，我们目前的教学模式存在着很大的问题，培养出的学生面对工作中待解决的电气控制问题无从下手。因此，结合该课程的特点，在课堂教学过程中提出了突出实践教学，以项目为载体实施理-实一体化教学，结合取证式教学，并把多种教学手段相结合，以适应工作岗位对学生知识、能力、素质的要求。
1、加强实践课教学
在电气教学过程中我们不难发现，强调理论，忽视应用，会造成学生听过、看过、学过，却不会用、不会做、没有动手能力、不能解决工作中出现的问题。为了改变这种现状，我们在教学中把理论知识放到实践课上进行讲解。以增加学生的感性知识，调动学生的学习积极性。
2、 以项目教学为载体实施理-实一体化教学
针对工厂电气控制技术课程的内容，在课程设计的思路上，按照"以项目为载体、理实一体化"的教学思路，遵循以应用为目的，以掌握基本知识，强化技能培养为重点，将课程内容进行整合。在教学实施中，把课堂教学转向工作情境，课堂由教师为主转向以学生为中心，在数学中围绕电气控制技术在生产中的应用领域，遵循由浅人深、由简单到复杂、由基础到综台的原则，精心设计了多个学习项目，分别为典型低压电器的识别、拆装、检修及调试，异步电动机控制系統的安装、调试及故障处理，典型机床线路的调试及故障处理，形成了由基础训练到能力训练的课程模块。项目又细分为多个训练任务，每个任务都由"任务目标、基础知识、任务实施、技能训练、知识拓展、思考练习"6部分组成。在项目的教学过程中，教师对课堂要完成的实训任务提出具体的要求，让学生在课堂照着案例做，每个实训的子任务都要求在规定的时问内完成，教师巡视并作个别指导。规定的时间到达后，教师根据学生在实训中出现的问题，进行演示讲解，学生再进行操作，如此反复，按计划完成每一个项目。"以项目为载体、理实一体化"的教学模式产生了很好的教学效果，学生们在实际操作中的问题得到及时解答，学生之间互相学习和比拼，把学习过程作为衡量自己能力和展示才华的一次机会，并为将来走上工作岗位奠定了坚实的基础。
3、严格要求、设立评分标准、提高工艺操作水平
在课程教学中，考虑到在实际的实操作中，电路线路比较复杂、各种各样的电器元件多、工艺要求多、标准高。针对这一现象，设立了比较严格的评分标准，内容着重于操作技能的达标和规范化，着重于学生独立分析、独立操作，着重于培养学生严谨求学的科学态度。以"电机正反转控制线路"连接为例，为了使学生容易接受，教师先向学生讲解电路的工作原理，然后要求学生根据电路原理图画出接线图。先要求其连接主电路，主要目的是让学生能正确连接，连接时对其工艺操作要严格要求，比如，导线的走向要横平竖直，走线要整齐等，为了让学生做到这一点，在评分标准中加入了接线工艺的分值。之后再要求连接控制电路。连接好主电路、控制电路后，要求学生通电检查，这时，可能存在通电不成功的现象，这正是让学生进一步掌握解决问题方式、方法的好机会，鼓励学生认真分析故障，对照接线图，逐个元件进行检查，努力找出故障点，并采用万用表的电阻档进行故障排除，根据具体的情况分析，进行查找。同时也让多个学生对共同出现的故障现象一起分析，直至找出故障点，再加以排除，让学生从中体会成功的自豪感，这有利于学生树立自信心，正确对待下一个实训，不少学生切实感觉到：细节决定成败。对于出现的典型故障，教师与学生一起分析，找出原因，避免下次再犯，这样对整个线路的理解和掌握很有好处。其次，还进行第二次连接，教师要求学生对全部线路进行再次连接，并规定好时间，要求学生在规定的时间内完成，这样在保证质量的前提下，实训效率也得到了提高。在实训结束后，对实训结果进行严格的评分，有时实训过程中出现的普遍不良工艺操作现象，教师采用集中全体学生一起讲明，分析原因，再加以改正。
4、结合"双证书"制教学
根据教育部《关于进一步加强职业教育工作的若干意见》中明确提出职业院校要树立"以就业为导向，以全面素质为本位，以职业能力为重点，以强化应用、突出技能为特色，推行学历文凭与职业资格证书并举的培养制度"的办学主导思想，使得"双证书"教育制度成为高等职业院校的办学特色和定位基准。所以高等职业院校的毕业生在取得学历证书的同时，必须要考取与专业相关的职业资格证书。《工厂电气控制技术》课程是学生考取中级和高级维修电工资格证书的核心课程。在整个教学实施过程中，教师按照考证的要点实施教学环节，在课程与教学内容中融入国家职业标准的内容，并明确将这部分内容形成一个相对稳定的教学模块。在理论教学中涵盖了职业资格证书的"应知"内容，同时在实践教学中也包含了职业资格的"应会"部分的要求，重视学生的技能训练。学生在学完本课程后可以立即参加职业技能的鉴定，确保了较高的通过率。这样提高了学生学习的积极性，既让学生掌握了本专业的基本操作及应用技能，从而增强毕业生就业竞争能力。
5、 结束语
针对《工厂电气控制技术》教学实际情况，从实际的教学效果来看，这些方法对于培养学生的创新意识和实际动手能力是非常有效的。解决了理论教学和实践教学相脱节的问题，彻底转变了传统的课堂教学和实践教学相分离的教学方法。学生的学习主动性比以往有了极大的提高，因此，优化实验项目，改善教学方法，加强学生的动手能力和创新能力，是培养高素质人才的迫切要求。
参考文献：
1、姬鹏飞、张红涛.工厂电气控制技术课程改革探讨.科技信息2013.16
工厂供配电系统无功补偿的分析 篇10
一、工厂供配电系统无功补偿的目的和意义
工厂供配电系统的无功补偿, 主要作用是能够提高供配电系统的功率因数, 从而以更小的能耗完成生产任务。优秀的供配电系统的无功补偿系统设计, 对工厂的日常生产和发展有如下益处。
1) 减少工程电费支出。工厂在日常生产中, 电费在生产成本中占比较大的部分, 如果想要提高生产利润, 就必须最大化降低供电成本, 以实现缩减生产成本的目的。供电公司销售的电能, 是以功率作为单位计算的, 工厂在生产使用和消耗电能时, 电能做工却分为有用功率和无用功率两部分, 如果生产中无用功率较大, 必然会导致生产中消耗电能增大, 提高工厂的生产成本, 降低利润。通过为供配电系统设计无功补偿, 则能够有效的降低无功功率做功消耗的电能, 提升供配电系统的功率因数, 以更少的电能完成更多的生产任务, 实现节约电能, 提高利润的目的。
2) 改善电压质量。工厂无功功率的增加, 会直接导致工厂电压损失加大。而电压损失加大, 无疑会影响工厂设备的供电稳定性和设备的正常运行。供配电系统采用无功补偿, 能够有效的提高功率因数, 改善供配电系统的电压质量, 稳定负载电压, 提高供电电压稳定性和设备运行稳定性, 确保设备安全和产品质量。
3) 降低选择变压器的额定容量。采用无功补偿后, 工厂在生产中变压器的视在功率能够有效降低。这意味着工厂在选择变压器时, 可以选择小容量变压器即能够满足生产需求。小容量变压器不仅成本投资小, 而且其能耗也更低, 能够有效降低工厂的生产总成本, 提高利润。
4) 减少电能损失。无用功率的增加, 意味着工厂在生产时要耗费更多的电能才能完成生产任务, 这无疑加大了工厂的电能损失。除此之外, 供电系统线路的功率损耗也会随着无用功的增加而加大, 导致工厂电能损失加重。采用无功补偿, 能够降低变压器绕组中的电流, 有效减少供电线路的电能损耗, 减少工程生产中的电能损失。
二、工厂供配电系统无功补偿的方式及比较
工厂供配电系统的无功补偿方式有很多, 不同的无功补偿方式, 适用于不同生产规模的工厂, 其投资和补偿效果也有明显区别。在构建工厂供配电系统的无功补偿时, 要对不同的无功补偿方式的优缺点了然于心, 并根据工厂的规模和实际生产需要, 合理的选择补偿方式, 以提高工厂供配电系统无功补偿的经济性和适用性。
(一) 高压集中补偿
高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6~10kv母线上, 这种补偿方式只能补偿6~10kv母线前所有线路的无功功率。高压集中补偿虽然能够对工厂生产无用功率进行补偿, 但却补偿效果较差。但由于高压集中补偿施工简单、投资小、便于集中维护, 因此这种补偿方式在很多大中型工厂中仍然有着比较广泛的应用。
(二) 低压集中补偿
低压集中补偿就是将无功补偿设备用于工厂供配电系统的低压母线上, 以无功补偿投切装置作为控制保护装置, 控制电容器投切。但电容器投切是整组进行的, 因此无法实现对低压用电系统平滑的无功补偿调节。低压集中补偿在工厂供配电系统无功补偿中应用也比较广泛, 这种补偿方式有着接线清晰明了, 运行维护工作量小, 明显提高配变利用率等作用, 该方法还能够有效降低电能损耗, 经济性较高。
(三) 分散就地补偿
分散就地补偿也叫做单台电机就地补偿, 这种无功补偿是针对工厂生产体系中耗电量巨大的设备单独补偿的一种无功补偿方式。分散补偿装置是将补偿装置安装在需要进行无功补偿的个别容量较大且负荷较平稳的用电设备旁边。补偿装置一般与用电设备同时投入运行和断开。该补偿方式能够补偿安装部位以前所有的高低压线路及变压器的无功功率, 能最恰当地降低系统的损耗和维持系统的电压水平, 因此补偿效果最好。但分散就地补偿需要根据实际情况选择使用, 不能取代高压集中补偿和低压集中补偿。而且分散就地补偿不适用于大容量电力的电子装置, 因为大容量供电装置会产生高次谐波, 采用分散就地补偿会加大谐波次数, 影响供电质量, 并对附近电子设备带来巨大影响。对于电动机频繁启动和正反转轮换的设备, 也不宜采用这种补偿方式, 以免产生不必要的能耗。最后, 就地补偿还要使用专用电力电容器, 不能采用普通电力电容器, 这无疑会加大投资额度, 经济性较差。
三、工厂供配电系统无功补偿装置的选择
(一) 常规补偿装置的选择
工厂生产中供配电系统常用的无功补偿装置是由电容器组、电容器支路保护、投切开关和自动补偿装置组成的, 这种能够实现分组自动投切的补偿装置在使用中必须避免电容组的频繁开合, 以提高电容的使用寿命, 降低保养和维护的工作量。因此, 在选择常规补偿装置时, 应该先投入先切除, 采用轮换循环投切使用的原则, 实现对常规补偿装置的有效保护, 提高其使用寿命, 降低投资和保养维护成本。
(二) 串联电抗器
由于现在工厂中多有波动性、冲击性负荷, 这些设备运行时会产生大量谐波, 引起电网电压波动、闪变及三相不平衡, 影响用电设备的安全运行。虽然电容器本身具备一定的抗谐波能力, 但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时, 会对电容器的寿命产生影响, 甚至造成电容器的过早损坏, 由于电容器对谐波的放大作用, 将使系统的谐波干扰更严重, 因而在有较大谐波干扰时, 需要补偿无功功率的地点考虑增加滤波装置。
综上所述, 随着我国社会的进步和经济的发展, 工厂供配电系统无功补偿已经受到各领域的高度重视。工厂供配电系统无功补偿, 是实现工厂节能降耗的有效措施, 有助于工厂生产效率的提高和实现可持续发展。在工厂供配电系统无功补偿的选择和设计时, 一定要综合考虑工厂的生产规模及生产设备特点, 科学、合理的设计无功补偿方式, 在降低无功补偿资金投入量和维护保养工作量的同时, 降低工厂生产的能耗, 提高经济效益。
参考文献
[1]薛超.针对功率因数对工厂供配电系统电能质量的影响分析[J].建筑工程技术与设计, 2014 (21) .