電氣化及自動化論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電氣化及自動化論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

論文摘要：介紹了西南交通大學建成的教學用模擬變電所實訓基地的結構、功能、特點、實踐項目。使用表明，該基地具有國內領先技術水平，完善的教學、培訓和科研的綜合功能。由于采用最新的遠程監控技術，該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術改造的參考。

0引言

西南交通大學有部分直接服務于鐵路現代化建設的專業，其中“鐵道電氣化”專業作為教育部、鐵道部的重點特色專業而一直受到重視。

分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發展，變電所綜合自動化技術水平的不斷提高，對從事牽引變電所設計、運行、管理等方面的專業技術人才的需求數量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強的實踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學環節中，應加強學生理論和實踐相結合的能力的培養。在教育部“示范性教學實踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區建成一座集教學、實習、培訓和科研為一體的模擬變電所實訓基地。

1模擬變電所簡介

我校模擬變電所分為兩期建成:

I期是與實際變電所相同的開關控制屏柜和繼電保護屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設計的模擬負載電量和故障盤。如圖1所示。

Ⅱ期是模擬一段地方電力網或電氣化鐵路的環境下，一個調度中心使用遠動監控系統控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負載的大小和相位均可調節，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機保護裝置、WKH-891型電鐵饋線微機保護裝置、DQWC-03牽引變電所二次設備測試系統。

模擬變電所中被監控設備的位置狀態信號、保護動作信號、預告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠方終端)的開關量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發的遙控命令，通過以太網傳輸，實現遙信、遙測、遙控的功能。遠動監控系統結構圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結構的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環境的編程軟件套件，具有很強的設計性、可擴展性;主站組態軟件iFix支持工業標準，具有開放性、可組態性、兼容性及可開發性。

為了比較和研究，我系的教師正在進行一系列的科研開發，其目標是在模擬變電所二次系統中采用測控、保護一體化的分布式控制系統(DCS)實現變電所自動化管理，其結構圖如圖4。

2教學實踐基地的開發

1)校內學生及現場工程技術人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設置故障等項目的訓練，可以培養他們對現場運行中出現的故障的分析和處理能力，包括一次設備的故障范圍的判斷、二次系統的故障判斷、查找和處理。

2)變電所基本電器及二次接線方面實訓項目n個。如斷路器結構、原理;斷路器參數的測量與調整;變電所二次接線、電纜的數字編號法以及“相對標志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實際安裝技術;變壓器控制、保護盤結構、接線、檢測、調試及整套保護聯動實驗(包括整定計算);在以上各盤設置不同故障(可達幾百種)練習查找及消除故障的方法等。

3)運動系統遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實驗。

4)利用便攜式計算機對遙控設備進行合、分實驗，讓學生了解遠動系統是如何驅動被控設備動作。

5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網頁，實時了解該PLC的運行、通信等狀態的實驗。

6)上位機各種功能的校核實驗。通過該實驗讓學生了解調度員的工作職責、工作內容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠動系統有更深層的了解。

7)利用組態軟件Concept對PLC進行配置，使學生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設計要求對PLC進行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學生熟練掌握Concept編程方法。

8)自動化組態軟件iFix系統的安裝，熟悉掌握iFix系統軟件的運行環境及其安裝過程。

9)通過在iFix系統新增6#模擬變電所的實驗，使學生了解iFix系統的可組態性及可擴展性。

10)進行繼電保護單體測試及數據管理。

11)進行繼電保護盤上測試及數據管理。

12)微機保護裝置的調試與特性實驗。

3實踐意義

模擬變電所實訓基地自1998年投入使用后，至今已連續培訓了五屆畢業生和一批現場工程技術人員，經總結，其實踐意義在于:

1)為學生提供專業技能訓練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護、變電所二次接線、微機監控技術等幾乎全部專業課程的大量綜合性實驗，以及電氣設備的實際操作技能、檢修調試技術、查找故障及排除方法的實際訓練。而且充分利用學校具有的學科優勢，以模擬變電所為基地，配合學生專業課和專業基礎課學習，開發如電工理論、電氣裝備、自動化、計算機應用、網絡與通訊等領域的多個應用性、研究性實驗;同時由于人員和設備的集中，能夠按項目組織學生進行綜合性實訓，盡可能使學生參與以教師為主導的科研活動。

2)對于現場技術和施工人員，很重要的一點就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運行故障和設計缺陷。通過實地培訓，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓和考核職工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地區鐵路已完全實現電氣化，全區擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀70~80年代所建，技術水平落后。而我校模擬變電所實訓基地的建成，對其技術改造具有借鑒的意義，在應用新技術、新設備和進行技術創新方面起到示范的作用。

篇(2)

關鍵詞 電氣化鐵路;牽引變壓器;接線方式

中圖分類號U224 文獻標識碼A 文章編號1674-6708(2010)26-0112-02

0 引言

近幾十年來,隨著國民經濟的突飛猛進和工業基礎設施的完善,我國的電氣化鐵路發展迅猛,鐵路線總里程不斷加長,列車載重量不斷增加,鐵路牽引變壓器需求數量隨之越來越多,需求容量也越來越大。我們知道,電氣鐵路的27.5kV(BT制)或55kV(AT制)的單相牽引電網是通過牽引變電所從常規三相電網獲取電能的,牽引變電所的主要作用便是將110kV或220kV三相交流電變換成27.5kV或55kV單相交流電,并供電給電牽引網和電力機車。根據供電方式和具體要求的不同,牽引變壓所采用的牽引變壓器種類也不同,主要有:單相牽引變壓器,V/V接線變壓器,普通三個繞組對稱的三相變壓器,三相―兩相平衡牽引變壓器。本文擬從接線原理、負序和零序影響、容量利用率等方面對兩種特殊接線形式的牽引變壓器加以總結和評述,以期對電氣化鐵路牽引供電系統的研究有所幫助。

1 Le Blanc結線變壓器

1.1 接線原理分析

Le Blanc變壓器繞組結構如圖所示,其初級繞組與普通三相變壓器繞組相同,基于電氣化鐵道的不同要求,它們可以為型或Y型,本文僅分析 型,以防由于不平衡負荷產生的諧波(主要是三次諧波)進入系統。在二次側有5個將三相電源轉化為兩相電源的非對稱繞組,其接線如圖1所示。

1.2 負序和零序影響

二次側各繞組的變比如下

當k=1時,由接線原理圖和繞組匝數關系可得電流關系式:

根據對稱分量法,電壓平衡關系得一次側各相的正負零序電流:

當Iα=Iβ時,原方三相線電流完全對稱,無負序電流存在,故該接線也具有將兩相對稱負荷轉換為原方三相對稱負荷的能力[1]。

1.3 優缺點分析

1)其料利用率稍高,最關鍵的是其制造工藝要求上容易實現;

2)與斯科特變壓器相比,中性點也是不接地,低壓側兩相輸出依然沒有電的聯系;

3)在具有相等容量的情況下,和平衡變壓器相比,體積小、價格低[2]。

2 阻抗匹配牽引變壓器

2.1 接線原理分析

阻抗匹配平衡變壓器的接線如圖2所示。高壓側采用星型接線,每相繞組匝數為W1 ;低壓側采用三角形接線,每相繞組匝數為W2 ,并且還在ab繞組的兩端各接一個外延繞組,其匝數為W= 0.336 W2,這樣可使兩供電臂的電壓Uα和Uβ形成90°的相位差。

副邊繞組三角形結線結構即在非接地相增設兩個外移繞組 。內三角形接線的一角c與軌道,接地網連接。 兩端分別接到牽引側兩相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側對應的供電臂牽引網供電。

2.2 負序和零序電流

根據阻抗匹配平衡變壓器的結構,并且變比k=W1/W2=1可得一二次側電流關系:

由上式知,變壓器高壓側沒有零序電流,并且當低壓側電流和負荷阻抗角越接近時,高壓側電流不對稱度就會越小,當低壓側兩供電臂上的負荷阻抗完全相等時,高壓側三相電流完全對稱。在同樣的牽引負荷作用下,新型的阻抗匹配平衡變壓器注人電網的負序電流比普通的Y/-11接線的變壓器要小[3]。

2.3 優缺點分析

1)顯著的減少電力牽引負荷注入電網的負序電流[4-5];

2)平衡繞組與a(或b,c)繞組的匝數比和阻抗匹配系數兩個方面,必須予以考慮.當阻抗匹配系數相匹配時,無論副邊負荷電流大小是否相等,原邊三相電流平衡,即無零序電流。當副邊負荷電流對稱時,原邊三相電流對稱,沒有負序電流對電力系統的影響,原邊三相制的視在功率完全轉化為副邊二相制的視在功率,變壓器容量可全部利用;

3)原邊仍為YN結線,有中性點引出,降低了對變壓器絕緣的要求,減少了投資[6],與高壓中性點接地電力系統匹配方便。副邊仍有結線繞組,三次諧波電流可以流通,使主磁通和電勢波形有較好的正旋度;

4)次邊兩相不對稱負荷時,原邊三相電流依然具有較好的對稱性[6]。對接觸網的供電可實現兩邊供電;

5)設計計算及制造工藝復雜,造價較高。無論從設計上還是制造工藝上來講,要得到預先確定的某一阻抗匹配系數都是相當困難的,因此在設計上和制造工藝上的難度是不言而喻的;

6)分相絕緣器兩端承受的電壓為55kV ,絕緣要求高。

3 結論

在對電氣化鐵路供用電的研究領域里,電力機車作為大功率單相負荷,其運行對三相電網造成的諸多不良影響,一直都是電力方面的研究人員努力解決的問題,而作為電網和牽引網的交叉點的牽引變壓器,便是一個不容忽視的研究課題。本文綜述了國內單相交流供電環境下兩種特殊接線形式的牽引變壓器接線、電氣原理、及其優缺點。這些研究豐富了電鐵研究領域的理論內容,不僅對研究電鐵對三相電網的穩定性影響有重要意義,也可為其他大功率單相交流負荷的具體工程的設計和規劃提供依據,具有一定的理論意義和工程價值。

參考文獻

[1]歐陽帆.基于平衡變壓器三相-單相接線供電方式研究[D]. 湖南大學博士學位論文,2008.

[2]丁明,沈軍.列波蘭變壓器功率差動保護的探究[J].合肥 工業大學學報:自然科學版,2000,23(5):636-641.

[3]周勇,王緒雄,劉中元.阻抗匹配平衡變壓器的負序電流 [J].鄭州大學學報:工學版,2002,23(4):43-45.

[4]林海雪.電力系統的三相不平衡[M].北京:中國電力出版 社,1998.

[5]孫樹勤,林海雪.干擾性負荷的供電[M].北京:中國電力 出版社,1996.

[6]關海川.三相-兩相牽引變壓器保護原理.西南交大研究生 學位論文:21.

篇(3)

建筑電氣工程是建筑工程中的一個重要步驟，是各種電氣設備、線路電纜、照明設置等的安裝工程，為了提高建筑質量，建筑電氣工程的施工也運用了智能化技術，其就是將現代先進計算機技術應用到電氣工程中，這項舉措在建筑行業中具有十分重大的意義。本論文主要闡述了智能化技術在建筑電氣工程中如何應用，智能化技術在我國建筑電氣工程的實施中出現了哪些問題，以期對于建筑電氣安裝工程的發展提供借鑒。

［關鍵詞］

建筑;電氣工程;智能化技術

時代在進步，科技在發展，城市高速建設的同時，也在帶領建筑行業不斷前行。近年來建筑企業不斷增多，隨之而來的不僅是機遇，也是挑戰，建筑中的電氣工程很大程度上影響著建筑的質量，所以建筑電氣工程智能化勢在必行。

1智能化技術在建筑電氣工程中的應用

1．1自動控制系統和保護系統中智能化技術的應用

自我控制系統和保護系統是在建筑的內部形成防護系統，能有效控制事故的發生，提高建筑的安全水準。各種電器設備、照明配電裝置、電纜、變壓器等等的安裝，都離不開自我控制系統和保護系統，為了提高效率和施工的精準度，智能化技術可以在此應用。將電器設備等應用GPS定位系統，運用計算機的傳感技術，將各項的施工情況進行匯總，能夠一目了然的了解工程進度，和設備安裝運行情況。技術人員再通過計算機設定程序，能有效的對所安裝的電氣設置進行控制，從而形成“保護網”，對突發性事故進行了有效防護。

1．2故障檢測中智能化技術的應用

在建筑電氣工程還沒有應用智能化技術的時候，建筑電氣工程的故障檢測十分困難，只能依靠技術人員進行人力檢測，對技術人員的專業水平，細心程度，耐心體力都有很高的要求，不僅浪費了時間、浪費了人力，且還不能完全保證故障檢測的精準性。智能化技術應用到電氣工程故障檢測中時，這些問題都將迎刃而解，計算機系統記錄電氣設備正常運行的信息，與故障檢測信息對比分析，一旦信息對比發現偏差，立刻通過警報或其他方式通知監控人員或管理人員，能夠有效的進行故障檢測和防控，以便及時解決問題，增加建筑電氣化工程的穩定性和安全性。電氣工程故障檢測中應用智能化技術，就是為了讓故障檢測變的更加便利和精準，不留安全隱患。并且利用智能化技術，對故障的地區設備進行監控和實時監測，對傳回計算機的信息進行匯總和分析，讓故障檢測不再只有滯后性，做好日常防護，可以防患于未然。

1．3電氣設備優化設計中智能化技術的應用

智能化技術中根據建筑電氣工程的需要加入了許多其他學科的理論，如仿生學、控制學、自動化、語言學等內容。在電氣工程設備優化過程中，智能化技術運用遺傳算法進行隨機搜索，應用了生物界中的進化規律，在電氣設備優化中起到重要作用。隨著建筑水品的提高，電氣工程作為輔助工程也必然要有所提高，將智能化技術應用其中，會為電氣設備優化帶來全面高速的發展。

2智能化技術在建筑電氣工程實施中的問題

2．1電氣工程智能化在我國應用的整體水平不高

近年來，智能化技術應用于建筑電氣工程，為我國建筑行業的發展帶來了十分顯著的效果，提高了建筑企業的效率，減少了人工操作量，工程的可靠程度也大幅度提升，在電氣工程施工的過程中也產生了較好的效果。雖說如此，智能化技術給建筑行業帶來了新的變化，但實際上我國對智能化技術的開發還不夠深入，很多觀點還只是停留在理論水平，整體來看，建筑電氣工程智能化在我國應用的整體水平不高。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，要想通過智能化技術使我國的建筑電氣工程的實施有長足的進步，還需要用更多的實踐來鋪設智能化的康莊大道。

2．2智能化技術在電氣工程中領域狹窄

智能化技術可以應用在電氣工程中的保護系統、自動控制系統、故障檢測等方面，例如變壓器出現故障時，計算機可以對變壓器油中的氣體成分進行分析，進一步的縮小故障范圍。在這些領域里已經部分實現了電氣化技術，但在其他生活化領域里，智能化技術還沒有達到普及，也就是說，在建筑電氣工程中，智能化技術的應用沒有實現全方面發展，其應用的領域還較為狹窄，如何擴大智能化技術在建筑電氣工程中的應用，這將是今后著重研究的方向。

2．3電氣工程智能化應用需要推陳出新

科技是第一生產力，也是推動時展的第一動力，敢想敢做，才能直面時代的機遇和挑戰。智能化技術的應用離不開創新，沒有創新就沒有科技的發展，在我國對于建筑電氣工程智能化技術的理論研究，遠遠高于智能化技術的實踐水平，并且缺乏新意，只是這樣循規蹈矩的做研究想必是收效甚微的，所以，在今后智能化技術的研究和應用過程中，要更加注重推陳出新。

3結語

本文首先簡要介紹了建筑電氣工程，隨后著重介紹了建筑電氣工程應用智能化技術。智能化技術是綜合了精密傳感技術、計算機技術以及GPS定位技術的一種新興技術，重點闡述了智能化技術在建筑電氣工程中的自動控制系統、保護系統、故障檢測、電氣設備優化設計中的應用。智能化技術的推廣為建筑電氣工程帶來了一次大的變革，未來需要對智能化技術的研究更加深入，努力擴大智能化技術的應用領域和程度。

作者：李明蕓 單位：上海建工集團股份有限公司

參考文獻:

［1］孫萍．建筑電氣與智能化專業本科實踐教學改革探討［J］．吉林省經濟管理干部學院學報，2010，24(2):109－112．

篇(4)

“節能型電網限流裝置”的應用使這一難題得以破解。

“目前，寧夏石嘴山供電局投運的35KV戶外電網限流裝置每年可節省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節電經濟效益達195萬元。到2020年，寧夏電網采用‘節能型電網限流裝置’的成本約為2900萬元。相比目前應用的斷路器而言，僅此一項可節約2.86億元。寧夏電網的裝機水平和電網規模約占全國電網的1%左右，依此計算，若將該裝置在全國推廣，可節約資金高達286億元。”

以上精辟判斷，出自負責該課題組的寧夏電力科學研究院系統分析室主任黃永寧。

現年48歲的黃永寧，在人生的26年里與“電力系統分析”結下不解之緣。多年來，他以嚴謹的科學態度和爭創一流的職業精神，刻苦鉆研、勇于拼搏，填補了寧夏電網系統分析和仿真計算、電能質量數字化分析、相量測試等電網智能分析領域的空白。

功夫不負有心人。2011年9月，黃永寧被榮聘為寧夏電力公司首席技術專家，成為勇立電力科研 “潮頭”的領軍人。

“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統！”

1981年，18歲的黃永寧考入西安交通大學。懷揣奉獻電力科學事業的夢想，電機系發電專業成了他開啟人生理想的鑰匙。

“在大學校園，我常常凝望圖書館門口錢學森先生的高大塑像。在那里，我種下了此生與電力研究相守的‘種子’。每當遇到困難，科學巨匠的奮發精神總激勵我前行。他們對祖國、對事業的熱忱，不僅在專業學習方面給予我充足養分，更凈化了我的靈魂?！秉S永寧深情地說。

1985年，邁出大學校門的黃永寧，作為“支邊”知識分子回到家鄉，進入寧夏電力試驗研究所（寧夏電力公司電力科學研究院前身）高壓室工作。第二年他又調入剛成立的系統室，主要從事電網電力系統短路、潮流、穩定三大計算系統分析工作。

20世紀80年代中期，信息技術已經開始運用于電力系統各個領域，包括電網調度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設計、計算機仿真系統等。然而，寧夏電網由于條件所限，海量的計算工作仍需依賴大量的人力計算。當時，電子計算能夠進行電力系統三大計算的設備，離寧夏最近的是西安某科研機構所投運的VAX小型機，高昂的運算費用，往返的時間等巨大的成本使年輕的黃永寧感到“窩火”。他許下承諾：“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統！”

1986年年底，黃永寧背起行囊，赴清華大學深造?！澳悄甏汗澪椅茨芘c家人團聚，但那次學習之旅使我真正邁進了智能電力系統計算的門檻，更加堅定了我致力‘電力系統分析’并一生都愿意為之付出的信念?！秉S永寧說。

學習期間，他參與了編寫程序及使用說明書，使寧夏電網成功引進了清華大學微機版《電力系統三大計算軟件包》，填補了寧夏電力系統計算工作的空白。

“繁瑣的計算推演，計算機可在下班時間運算。第二天上班時計算機顯示出自己想要的結果，甭提多高興了！”黃永寧的微笑里依然洋溢著昔日的興奮。

那時，他是寧夏電力界最先接觸電腦的“弄潮兒”。他的同事們也從浩瀚的數據計算海洋中解脫出來。當年的黃永寧雖然年輕，但是在大伙的心目中已成為知名的“電力人物”了。

如今，寧夏電科院所使用的電力系統計算分析工具，與當年相比不可同日而語。剛剛建成的“寧夏電力公司電網仿真實驗室”是國內目前最為先進的全數字動態仿真系統之一。借助這一平臺，黃永寧及其團隊將開創寧夏電網電力系統仿真分析工作的全新局面。

“我們要像‘保健醫生’一樣，讓電網運行‘規矩有型’”

又一個喜訊在寧夏電力系統交口相傳――黃永寧主持完成的《節能型電網限流裝置的研制與應用》科研項目，獲寧夏回族自治區科學技術進步獎一等獎，寧夏電力公司科學技術進步獎一等獎，該裝置的實用新型和外觀設計兩項專利獲國家專利局授權。

迄今為止，國內外研究應用的超導故障限流器、串聯諧振限流器及固態限流器等，采用電力電子器件的限流裝置，雖然動作快速但容量有限，價格昂貴，應用量很少，大部分處于試驗樣機階段。黃永寧及團隊研制的節能型電網限流裝置取得了新的突破。在石嘴山供電局投運的35KV戶外電網限流裝置，每年可節省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節電經濟效益達195萬元。

目前，黃永寧及其團隊正在推進《戶外高壓可重復節能電網限流裝置研制》科研項目。為克服瓶頸，他創造性地提出了“戶外高壓可重復節能限流裝置”的構想。該裝置以較低的成本和極大的節能降耗效果，實現在高壓、超高壓電網限制短路電流的功能。“這是一項世界領先技術”，黃永寧估算，該限流裝置若運用于全國電網，將產生百億元的經濟效益。

“‘短路與諧波’是威脅電網安全的幽靈，必須像醫生做手術一樣精確診治?！秉S永寧做出剪刀的手勢。自從事電能質量分析與測試以來，諧波成為了黃永寧及其團隊直面的一大難題。黃永寧說，這一課題做了20多年，我們要像“保健醫生”，手拿“手術刀”，讓電網運行“規矩有型”。

黃永寧說，諧波是影響電網電能質量的“罪魁禍首”，對電網的污染就像化工廠向清澈的湖泊排污一樣。在理想干凈的供電系統中，在只含線性元件的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在實際的供電系統中，由于有非線性負荷，如整流負載、電力機車、軋鋼機、電弧爐等存在，當電流流過與所加電壓不呈線性關系的負荷時，就形成非正弦電流，造成電網污染。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

“作為從事電網系統分析研究電能質量技術監督的一名工作人員，必須結合當地經濟社會發展現狀，為當地電力建設和用戶使用優良電能，掃清一切技術故障?！秉S永寧針對高耗能負荷，提出的無功補償兼帶濾波的措施被高耗能廠家廣泛應用，使得電網電能質量得到顯著改善。

1994年，第一條電氣化鐵路寶中鐵路寧夏段開建，寧夏電網面臨前所未有的全新課題。黃永寧開始研究電氣化鐵路對寧夏電網的影響。當時，他和團隊率先在全國使用CHP電力系統諧波分析程序，進行寶中電氣化鐵道諧波及負序分量計算工作，計算報告《寶中電氣化鐵道寧夏段諧波分量計算報告》獲寧夏電力公司優秀科技論文一等獎。

研究雖有進展，但如何將鐵路機車運行過程模擬出來？機車運行過程中會產生多少諧波？帶電多長時間？對供電電網有什么影響？一系列嶄新的課題面前，黃永寧選擇了重回母?！俺潆姟?，同時也為了圓夢。

黃永寧說，四年大學生活對自己而言是一場如癡如醉的夢，現在這個夢依然未醒。這一次尋夢之旅其實并不浪漫，面對電氣化鐵路對寧夏電網影響的整體分析評估，諸多技術難關需要攻克。最終，在導師的指導下，他以該項目為論文選題，如愿拿到了一直心儀的“工程碩士”。

“電網安全只有起點，沒有終點”

見到黃永寧時，他正在電網仿真實驗室指導同事做線路參數測試，模擬實驗電網交直流混合仿真計算分析。偶爾會有爭論，但他親和的語氣讓實驗室氣氛融洽。其實，更多時候是他過硬的理論知識令同事們“折服”。

“與同事們探討問題是一種快樂，爭論會產生靈感，使得分析和實驗能夠走上捷徑?！秉S永寧笑呵呵地說。

在實驗室里與他“交鋒”的系統分析專責田蓓，與黃永寧共事7年，是他一手帶起來的技術骨干。

2004年，寧夏電力試驗研究所與銀川電校合并為寧夏電力科技教育工程院。工程院成立后，系統室也進行了重組，只剩黃永寧一人。田蓓等新調入的7位電校老師，具備豐富的理論知識，但實踐能力尚需提高。黃永寧的工作便由原來只管專業轉變為專業、教培“兩翼齊飛”。

田蓓和同事們回憶起當時的情景，感慨萬千：“作為一名只教過電力基礎課程的年輕職工，轉為從事電力系統分析計算，心里完全沒底。黃永寧耐心細致的言傳身教，讓我們很快找到了感覺?！?/p>

5年后，黃永寧的團隊不僅承擔起繁重的教學任務，電網分析專業更是突飛猛進，現已能夠承擔電網分析、試驗方面的各項基礎工作和國網公司科研項目，成績斐然：

完成750kV、±500kV及大機組群接入寧夏電網的前期研究項目――短路電流、過電壓計算及其限制措施研究兩個子項目，獲國網公司科技進步三等獎、寧夏電力公司科技進步特等獎；

推進寧夏電網仿真中心建設，完成寧夏電網動態仿真系統開發及應用。完成了基于ADPSS的寧夏電網主網架數字電網建設及其應用，搭建了詳細的寧夏電網主網架電磁暫態仿真模型與機電暫態仿真模型融合，建成了全數字式寧夏電網……

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關鍵詞：船舶電氣智能 系統設計 關鍵技術分析

由于技術等方面的制約，我國目前大多數船舶設計軟件在電氣設計方面僅具備繪圖功能。而船舶的電氣系統設計是一個需要多專業協作的復雜過程，涉及到大量的設計方案的確定、分析模型的建立、各種設備的評價選優等工作，若靠人工的操作不僅消耗大量的時間而且工作精度不高，嚴重影響設計的效率和質量，本文主要是介紹了船舶信息數字化、功能模塊參數化等關鍵技術在船舶電氣系統智能化設計中的應用。

一、船舶電氣系統設計

船舶的電氣系統是一個復雜的系統，各個電氣系統規律性不統一，而且現在的新的電氣控制系統更新換代速度快，所以在設計中要考慮到系統能實現常規計算機輔助設計功能以及資料管理，具有計算生成、自動校驗、數據交換等智能化功能的基礎。綜合上述要求，船舶電氣系統設計主要是通過調用第三方繪圖軟件和Windows 應用程序的技術方案來實現系統需求，主體框架分操作界面、主程序、參數繪圖模塊、數據庫、資料庫五個部分。

（1）操作界面：主要有項目管理、圖紙管理、計算書生成、材料報表生成、電氣繪圖、標準圖框生成、標準符號生成、三維模型生成、數據交換以及幫助十個

主界面。對于功能和需求比較復雜的主界面，為了進一步的實現系統的功能需求，配有子界面，例如電氣繪圖主界面配有頁面管理、設計布置、參數繪圖、對象編輯四個子界面。

（2）主程序：指為了實現操作界面的相關操作，主要是為了實現項目、圖紙管理，計算書、材料報表生成，電氣繪圖，輔助設計模塊的相關程序以及接口程序。

（3）數據庫：數據庫是整個系統的核心部分，主要保存著零件及設備的參數、項目信息等，主要分為管理數據庫和項目數據庫管理。而且在系統中，每個項目都有自己的項目數據庫，用于存儲其所有電氣系統、電氣設備以及資料信息.

（4）資料庫：保存所有船舶電氣設計過程中涉及產生的圖紙和文檔資料.

（5）參數繪圖模塊：目前的船舶電氣系統中，主要包括電力一次系統圖、廣播系統圖、照明系統圖以及照明布置圖四個部分。

二、船舶電氣智能設計對象分析

為了更好的實現電氣設計的智能化，本文對設計過程中涉及的對象進行了簡單的分析。設計對象主要分為船體背景、電氣器材和設計管理信息三大類。

1、船體背景

在船舶的電氣化設計，船體背景是一個必須要考慮的重要因素，主要是指甲板的環境變量和設備所在的區域屬性。即在電氣系統圖設計時，需要在圖紙上按照設備所處甲板對設備進行劃分，確定每個設被的準確位置；再對設備進行布置時，需要考慮設備所處區域的環境變量。

2、電氣器材

這里的電氣器材主要是指電纜和電氣裝備。在電氣系統的設計需要對電氣器材的屬性有具體的了解。對于電纜的屬性主要是型號、規格以及和前后設備的拓撲關系。而電氣裝備的屬性則想多比較具體，主要有二維符號、三維模型、名稱、代碼、額定功率、功率因數等。

3、設計管理信息

主要是在設計過程中，為了方便管理，將設計管理分作船舶項目、系統、子系統和功能模塊四級，并建立結構樹，進行相關的屬性信息管理。

三、船舶電氣智能設計系統關鍵技術分析

船舶電氣智能設計系統中，運用到的高新技術眾多，本文主要是介紹了船舶信息數字化、功能模塊參數化兩種關鍵技術。

1、 信息數字化技術

信息數字化技術在船舶電氣智能設計系統中，主要將設計中設計到的對象進行相關的數字化信息處理，即根據相關定義原則，將約束條件和屬性采用相關的數字代替具體的信息，然后對上述船舶電氣設計中需要設計的對象采用相關的數字描述，建立船舶電氣數字化模型。數字化過程中主要采用面向對象方法學，將船舶看作由各種“對象”組成的整體，然后根據相關的約束條件對各對象的歸類、設計以及定義屬性、方法以及響應的事件，使其能滿足計算機的識別和處理功能。

2、 參數化方法

在船舶電氣設計中，比較常用的方法就是查詢修改母型船。但是該方法在查找過程中需要進行大量的信息處理，本文針對該特點采用了參數化方法。參數化方法主要是對電氣系統圖紙采用參數進行量化和識別和相關功能模塊的描述。主要進行參數化的因素有船舶類型、裝載（工作能力）、航區、自動化標志、電力推進、主機、主電源和大型機械設備等。參數化模塊主要是指描述描述系統功能的特征項，包括圖面需要表達、繪圖需要的各方面。

本文以船舶電氣智能設計系統中數字化、參數化設計方法為基礎，介紹了AutoCAD中的ActiveX技術及XData技術，詳細探討了使用該技術對船舶電氣AutoCAD圖紙（.dwg）的識別與再設計方法，并給出使用VB語言實現船舶電氣再設計功能的關鍵源代碼.該技術在船舶電氣智能設計系統中的應用解決了AutoCAD圖形與數據庫關聯的問題及其圖形對象難以被計算機識別的問題。該技術的應用能夠大大縮減母型船轉化的速度，提高設計效率，縮短設計周期。同時，該技術對基于AutoCAD平臺設計的其它專業也有參考價值。

總而言之，隨著我國科技的日新月異，計算機技術的快速發展，我國的船舶電氣智能化設計將會有很大的進步，步入真正的智能化階段，將大大的縮短設計成本以及設計周期。

參考文獻：

[1]紀卓尚，王言英，林焰，戴寅生，馬坤，劉玉君.船舶CAD/CAM在大連理工大學的研究與進展[J]，大連理工大學學報，1995年06期

[2]李銘志，柳存根，蔣如宏，趙永生，馬寧.船舶電氣智能設計中數字化信息模型的研究[A].2010年MIS/S&A學術交流會議論文集（中國造船工程學會學術論文集）[C]；2010年

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一直到18世紀為止,人類還一直認為電和磁是沒有任何關系的兩件事物。對電和磁的知識還相當原始。

18世紀末,一位叫伽伐尼的意大利醫生想吃青蛙,他的太太用外科小刀剝青蛙皮,當小刀失手掉在青蛙腿上,同時又碰到鋅盤時,那只死青蛙的腿劇烈地跳動了一下。伽伐尼注意到這一現象,于1780年11月6日進行了實驗,并把實驗重復了許多次,認為蛙腿的收縮是由于動物電引起的,他于1791年發表了《論電力對肌肉的作用》。伽伐尼的朋友、物理學家伏打很快弄清了蛙腿收縮的道理:神經和肌肉被外界的由金屬產生的電流激發了,并找到了產生電流的條件:“干性導體”和“濕性導體”的兩類金屬相互接觸就會產生電流。1800年3月,伏打把30塊、40塊乃至60塊銅塊與同樣多的錫塊或鋅塊連在一起,再在金屬層間充滿水(或鹽水、堿水),伏打電堆問世了。從此電的研究在整個科學界炙手可熱。1820年春天,丹麥化學家兼外科制藥師漢斯?克利斯蒂安?奧斯特(1777―1851)在哥本哈根大學的教室里做實驗時,將一根與伏打電堆相連的金屬絲放在磁針旁邊,發現當電流通過時,磁針會偏向一邊,激動萬分的奧斯特發表了題為《電流對磁針影響的實驗》的論文,證明磁和電之間是有聯系的。1821年,一位思想敏銳默默無聞的英國化學家法拉第在日記中寫下了一個閃光的設想:“從磁產生電!”。1831年法拉第取一個磁鐵從銅線圈中穿過,線圈產生電流。這就是著名的電磁感應實驗。1862年才華橫溢的麥克斯韋寫出《論物理學的力線》,用方程式的方式揭示了電和磁之間深刻的聯系。1886年赫茲進行了證實電磁波存在的實驗,人類進入到電的時代。

1866年,德國科學家兼工程師西門子發明了世界上第一臺大功率自激式發電機,標志著第二次工業革命的開始。電作為新能源逐步應用于工業、照明及城市公用事業,標志著電氣時代的來臨。1902年,美國已有發電廠3621座,裝機容量為121.2萬千瓦。1907年,德國23.3萬多家機器動力企業中,使用電動機的企業有7.1萬家,總馬力達到190萬以上,居各種動力之首,占總數的30.6%。1870年美國幾乎沒有電氣設備工業,9年以后電氣設備工廠生產了價值190萬美元的產品,1890年電器產品價值高達2180萬美元。1875年,世界上第―座發電廠――專供弧光燈照明用電的巴黎北火車站電廠建成。19世紀80年代,美、英等國出現第―批商業性發電站。1882年9月,紐約市愛迪生珍珠街電廠投入運行,這是世界上第―座比較正規的發電廠。同年,愛迪生在威斯康星州創建了亞伯爾水電廠這是世界上最早的水力發電廠之一。同年,德國米斯巴赫小型水電站也投入運行。1890年,倫敦迪普德福特電廠建成,安裝有2臺柴油機拖動的交流發電機和4臺蒸汽機拖動的交流發電機,給倫敦地區供電。1893年,俄國諾沃羅西斯基建造了世界上第―座供工廠和港口用的三相交流發電廠。在商業電站不斷出現的同時,電力技術和電力生產不斷取得歷史性的重大成就:發電機組容量和電廠規模從小到大,技術參數和自動化水平不斷提高;發電能源由單一進而多樣化(水力、火力發電等);輸電電壓等級不斷提高,輸電距離不斷延長;發供電從孤立發展到聯合為電網,電網規模日益擴大。19世紀末,歐美主要國家迅速地實現電氣化,電力、電氣技術在各工業部門得到越來越廣的應用。19世紀70年代以前,蒸汽機是工業中惟一的動力機械,19世紀末,電動機開始排擠蒸汽機。進入20世紀,電力作為新的能源逐步取代蒸汽動力而占據統治地位。

電力能源的開發,電機工程的發展,使得獨立的電力工業部門日漸成為近代工業體系中的重要部門之一。發電、輸電、變電、配電和用電有機地構成一個整體,形成日漸龐大的系統。同時,以電機制造、家用電器為主體的電器行業迅速崛起,成為新興的產業部門。

電力作為二次能源在能源的開發利用中起著極為重要的中介作用,它為整個社會生產創造了一種新的動力形式,從而為社會生產造就了新的動力基礎。推動了整個技術領域的全面發展。正因為有了電,才能生產出更為靈敏機動的電氣控制技術,使生產過程實現了機械化和半自動化,產生了新的產業;才涌現出一系列以電為能源和動力的新興技術部門如電化學技術、電冶金技術、電焊技術、電鍍技術、以及其它各種店加工技術;才推動了發電機、電動機、汽輪機、水輪機和各種電器、變壓器、電線電纜、電工儀表等的高速發展,使電氣工業技術形成一個龐大的工業部門;才使電報、電話、無線電等電信技術得以蓬勃發展,跨進了新時代。所有這些都說明,自19世紀70年代起,從生產到生活都轉到了利用電能的基礎上來,正因為這樣,造成了比蒸汽機時代大得多的生產力。據不完全統計,世界工業產值在1870――1900年間增長了2.2倍,恩格斯說:“這實際上是一次巨大的革命。蒸汽機教我們把熱變成機械運動,而電的利用將為我們開辟一條道路,使一切形式的能――熱、機械運動、電、磁、光――互相轉化,并在工業中加以利用……使工業幾乎徹底擺脫了地方條件所規定的一切界限,……成為消除城鄉對立的最強有力的杠桿?！?/p>

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【關鍵詞】消防；家庭火災；原因；預防對策

隨著居民家庭物質條件的改善，家庭自動化、電氣化不斷普及，用火、用電、用氣十分普遍。然而，家庭盲目增加大功率電器、亂接電線、用電、用氣不慎引起的火災事故頻頻發生。據近幾年的火災統計，城鎮居民家庭火災占有相當的比例，人員傷亡和經濟損失都不容忽視。筆者針對家庭火災多發現象，認真查找原因并提出了預防對策。

1 家庭火災多發的原因

1.1 生活用火、用氣不慎引發火災

日常生活中的煙頭、香燭、蚊香等，它們的火焰面積?。?.1-0.7毫米），容易被人所忽視，但是殺傷力卻十分大，燃燒的煙頭其表面溫度有300～450度，中心溫度可達700～800度！如果疏忽大意引燃布匹、棉、麻、絲、綢及紙張（燃點約200度）等，就會引發火災，對人造成致命的傷害。

管道天然氣、液化石油氣在城市居民中使用很普及，但如果使用不當，也會帶來災難，因為它們是易燃易爆氣體。有些老人在對這些氣體的危險性認識不到位，燒上水或煮上稀飯，把火關小后外出買菜，結果因液體沸溢導致氣體泄漏，引發火災，甚至天燃氣管道爆炸。筆者所負責的轄區內一老式居民樓一個月內就出現過兩起這樣的火災，令人觸目驚心的火災現場，暴露出居民消防安全意識薄弱和安全用火常識的缺乏。廚房灶具油污多，燃氣橡膠管容易老化，導致氣體泄漏?？扇細怏w泄漏遇火花就會迅速燃燒，引發火災，甚至發生爆炸。

1.2 電線、電器原因引發火災

根據國家相關文件規定，民用電線使用壽命是10年左右，家用電器使用壽命是10年左右。大多數家庭電線、電器的使用超過了這個年限。因此，家庭電線會因線路老化、短路、超負荷運行、接觸電阻過大、漏電等原因而產生電火花、或引起電纜過熱而形成火災。短路是引起電器火災的最主要的原因之一。發生短路時，電路回流中的電流很大，在短路點產生強烈的電火花和電弧，使導線和絕緣層迅速燃燒，并引起周圍的可燃物質發生燃燒。如果家用電器接頭接觸不良或其他原因，會產生接觸電阻過大 ，當電流通過時，在接觸電阻過大的地方則會產生極大的熱量，使金屬變色甚至熔化，并引起電氣線路附近的可燃物質著火燃燒。電線引發火災具有隱蔽性、突發性、迅速成災性等特性，據筆者總結發現，凌晨2—7點為火災高發期。

1.3 家庭裝修埋下火災隱患

家庭裝修使人們的家居生活變得更加溫馨舒適，但裝修過程中，有些裝修人員防火意識不足，技術水平差，只追求美觀；為了經濟利益偷工減料等，用較細的導線，把照明用電和生活用電均用一條回路，使導線過載運行，加大了火災隱患。

家庭裝飾新材料、新工藝的涌現和一些高分子化學材料的廣泛應用，人們用化合材料（如塑料墻紙電線塑料護管，塑料扣板，軟包用的海綿以及用于窗簾、鋪地材料的各類化纖織物等）美化居室，這增大了室內的火災荷載，使火災持續時間延長，燃燒更加劇烈，擴大了火災的危害。這些物質在火災時產生的大量一氧化碳、氮化物、氰化物、苯系物等有毒氣體，往往成為令人致命的隱性殺手，人吸入這些有毒氣體，便會使人窒息失去逃生能力。家庭裝修中富麗堂皇的豪華頂燈、壁燈、射燈等功率很大，如果功率和容量不相匹配或使用不當，易造成局部過載短路，引起火災。白熾燈如果與窗簾、吊頂等布置離得太近，很容易烤燃可燃裝飾物起火。

1.4 小孩玩火引發火災

火對兒童來說是具有魅力的神奇之物，它吸引著每一位好奇孩子的心。由于生活條件的改善，生活中用到火柴的地方減少，這更增加了兒童嘗試用火的好奇心。但是，孩子們缺乏生活經驗，不知道火的危險性，他們一般在家長不在家的時候玩火，一旦起火，它們驚慌害怕，不懂報警求救， 使小火釀成火災，甚至成為悲劇。

2 家庭火災預防對策

家庭火災的發生率一直居高不下的原因主要是人們消防安全意識和自防自救能力欠缺。根據工作實際，筆者提出預防家庭火災的對策。

2.1 生活用火的防火措施

使用燃氣爐灶時，要隨時有人看管，防止中間火焰熄滅，漏氣遇火發生爆炸。煮、燉各種食品時，食品不宜過滿，沸騰時揭開鍋蓋，以防外溢?；疱佋谑褂脮r，應遠離可燃物。油炸食品時，油不能放得過滿，油鍋擱置要平穩，人不能離開。油鍋著火時，不要慌張，用鍋蓋遮蓋到起火的油鍋上；或用切好的蔬菜或其它生冷食物，沿著鍋的邊緣倒入鍋內。

2.2 管道燃氣的防火措施

在使用燃氣前，要檢查室內有無漏氣，發現漏氣時，應立即打開窗門通風，及時查找漏氣處，并告訴相關部門進行檢修，嚴禁動用明火、撥打手機或電話、開啟電器開關等，以防引起爆炸燃燒。嚴禁個人擅自更換、拆裝燃氣管道、閥門、計量表等設備，應由專業人員進行維修。

2.3 電器的防火措施

按家用電器的功率選用合適的導線，以免造成過載。嚴禁用電源線裸線頭直接插入插座，以防電源短路。由于廚房的濕度較大，要經常檢查器具和線路的絕緣情況，防止因受潮損壞絕緣材料而造成短路。器具的隔熱材料要選擇適當，不能用可燃物或燃點較低的材料隔熱，附近不許堆放可燃易燃物品，以防引起火災。插上電源后要檢查一下有無異?，F象，用完后要及時切斷電源。

家中的電暖器等其他聚熱家用電器應與可燃、易燃類物品保持距離。電視機應擺放在防潮、防塵、通風處，不要存放在易燃、易爆液體或氣體周圍，防止電視機放電打火引燃物品?？照{器的周圍不得堆放可燃、易燃物品。簾布不能搭在窗式空調器上。在睡覺前或家中無人時要切斷家用電器的電源。

2.4 規范設置各類電氣線路

根據《建筑設計防火規范》GB50016-2006第11條電氣線路敷設在有可燃物的吊頂內時宜采取穿金屬管、采用封閉式金屬線槽或難燃材料的塑料管等防火保護措施。開關、插座和照明燈具靠近可燃物時應采取隔熱、散熱等防火保護措施。各種電器的插座應遠離火源，電源線如有破損應及時加裹絕緣膠布防止出現短路。各種家電停止使用時應及時切斷電源，對性能不良、質量不過硬的家電應及時維修、更換。家中的電氣線路是否有破損處線芯是否以及家中電器是否屬超負荷使用等，如發現電線老化嚴重應及時更換。

2.5 加強消防宣傳和防火知識培訓

通過宣傳教育，使居民知道家中樓梯口、陽臺不能堆放雜物，最好不用柵欄式封閉陽臺和防盜窗，以防發生火災后切斷了自己的逃生之路。加強對孩子的防火教育，家長要教育小孩不要玩火，不要在屋內和易燃物附近燃放鞭炮，以免火花落到易燃物上引起火災。

制定家庭逃生計劃，盡量為每個房間畫出兩條逃生路線，在家里準備錘子等應急工具。家里最好每年做一到兩次逃生的演練，一旦火災真的發生，家庭成員就能夠在煙、火封堵逃生路線前準確、快速疏散逃生。

火災不可避免，但防范可以在先，要防止家庭悲劇少發生或不發生，只有依靠全體家庭成員樹立消防安全意識，重視家庭防火安全，希望每個居民從自身做起，從自家做起，把火災拒之門外，讓火災遠離我們幸福的家園。

參考文獻

[1] 《建筑設計防火規范》GB50016-2006

[2] 《家庭火災剖析》，教育

[3] 《家庭火災的防范與處理》安全知識網