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導(dǎo)語(yǔ):在電氣化鐵道論文的撰寫(xiě)旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞 電氣化鐵路;牽引變壓器;接線方式
中圖分類號(hào)U224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1674-6708(2010)26-0112-02
0 引言
近幾十年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的完善,我國(guó)的電氣化鐵路發(fā)展迅猛,鐵路線總里程不斷加長(zhǎng),列車載重量不斷增加,鐵路牽引變壓器需求數(shù)量隨之越來(lái)越多,需求容量也越來(lái)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(wǎng)是通過(guò)牽引變電所從常規(guī)三相電網(wǎng)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(wǎng)和電力機(jī)車。根據(jù)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(gè)繞組對(duì)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(fù)序和零序影響、容量利用率等方面對(duì)兩種特殊接線形式的牽引變壓器加以總結(jié)和評(píng)述,以期對(duì)電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的研究有所幫助。
1 Le Blanc結(jié)線變壓器
1.1 接線原理分析
Le Blanc變壓器繞組結(jié)構(gòu)如圖所示,其初級(jí)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(fù)荷產(chǎn)生的諧波(主要是三次諧波)進(jìn)入系統(tǒng)。在二次側(cè)有5個(gè)將三相電源轉(zhuǎn)化為兩相電源的非對(duì)稱繞組,其接線如圖1所示。
1.2 負(fù)序和零序影響
二次側(cè)各繞組的變比如下
當(dāng)k=1時(shí),由接線原理圖和繞組匝數(shù)關(guān)系可得電流關(guān)系式:
根據(jù)對(duì)稱分量法,電壓平衡關(guān)系得一次側(cè)各相的正負(fù)零序電流:
當(dāng)Iα=Iβ時(shí),原方三相線電流完全對(duì)稱,無(wú)負(fù)序電流存在,故該接線也具有將兩相對(duì)稱負(fù)荷轉(zhuǎn)換為原方三相對(duì)稱負(fù)荷的能力[1]。
1.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析
1)其料利用率稍高,最關(guān)鍵的是其制造工藝要求上容易實(shí)現(xiàn);
2)與斯科特變壓器相比,中性點(diǎn)也是不接地,低壓側(cè)兩相輸出依然沒(méi)有電的聯(lián)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(jià)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(cè)采用星型接線,每相繞組匝數(shù)為W1 ;低壓側(cè)采用三角形接線,每相繞組匝數(shù)為W2 ,并且還在ab繞組的兩端各接一個(gè)外延繞組,其匝數(shù)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(jié)線結(jié)構(gòu)即在非接地相增設(shè)兩個(gè)外移繞組 。內(nèi)三角形接線的一角c與軌道,接地網(wǎng)連接。 兩端分別接到牽引側(cè)兩相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側(cè)對(duì)應(yīng)的供電臂牽引網(wǎng)供電。
2.2 負(fù)序和零序電流
根據(jù)阻抗匹配平衡變壓器的結(jié)構(gòu),并且變比k=W1/W2=1可得一二次側(cè)電流關(guān)系:
由上式知,變壓器高壓側(cè)沒(méi)有零序電流,并且當(dāng)?shù)蛪簜?cè)電流和負(fù)荷阻抗角越接近時(shí),高壓側(cè)電流不對(duì)稱度就會(huì)越小,當(dāng)?shù)蛪簜?cè)兩供電臂上的負(fù)荷阻抗完全相等時(shí),高壓側(cè)三相電流完全對(duì)稱。在同樣的牽引負(fù)荷作用下,新型的阻抗匹配平衡變壓器注人電網(wǎng)的負(fù)序電流比普通的Y/-11接線的變壓器要小[3]。
2.3 優(yōu)缺點(diǎn)分析
1)顯著的減少電力牽引負(fù)荷注入電網(wǎng)的負(fù)序電流[4-5];
2)平衡繞組與a(或b,c)繞組的匝數(shù)比和阻抗匹配系數(shù)兩個(gè)方面,必須予以考慮.當(dāng)阻抗匹配系數(shù)相匹配時(shí),無(wú)論副邊負(fù)荷電流大小是否相等,原邊三相電流平衡,即無(wú)零序電流。當(dāng)副邊負(fù)荷電流對(duì)稱時(shí),原邊三相電流對(duì)稱,沒(méi)有負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)的影響,原邊三相制的視在功率完全轉(zhuǎn)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(jié)線,有中性點(diǎn)引出,降低了對(duì)變壓器絕緣的要求,減少了投資[6],與高壓中性點(diǎn)接地電力系統(tǒng)匹配方便。副邊仍有結(jié)線繞組,三次諧波電流可以流通,使主磁通和電勢(shì)波形有較好的正旋度;
4)次邊兩相不對(duì)稱負(fù)荷時(shí),原邊三相電流依然具有較好的對(duì)稱性[6]。對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電;
5)設(shè)計(jì)計(jì)算及制造工藝復(fù)雜,造價(jià)較高。無(wú)論從設(shè)計(jì)上還是制造工藝上來(lái)講,要得到預(yù)先確定的某一阻抗匹配系數(shù)都是相當(dāng)困難的,因此在設(shè)計(jì)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(jié)論
在對(duì)電氣化鐵路供用電的研究領(lǐng)域里,電力機(jī)車作為大功率單相負(fù)荷,其運(yùn)行對(duì)三相電網(wǎng)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(wèn)題,而作為電網(wǎng)和牽引網(wǎng)的交叉點(diǎn)的牽引變壓器,便是一個(gè)不容忽視的研究課題。本文綜述了國(guó)內(nèi)單相交流供電環(huán)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(yōu)缺點(diǎn)。這些研究豐富了電鐵研究領(lǐng)域的理論內(nèi)容,不僅對(duì)研究電鐵對(duì)三相電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響有重要意義,也可為其他大功率單相交流負(fù)荷的具體工程的設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供依據(jù),具有一定的理論意義和工程價(jià)值。
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關(guān)鍵詞:接觸網(wǎng);受電弓;系統(tǒng)響應(yīng);接觸壓力;拉出值;硬點(diǎn);接觸線高度;激光測(cè)距
中圖分類號(hào):U226 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在電力機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中,受電弓在接觸懸掛下高速滑動(dòng)運(yùn)行,從動(dòng)力學(xué)角度,表現(xiàn)出弓網(wǎng)接觸壓力的作用和受電弓滑板產(chǎn)生橫向振動(dòng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),如圖1表示。
圖1 系統(tǒng)信號(hào)分析框圖
目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用弓網(wǎng)接觸壓力直接測(cè)試方法。但在高速運(yùn)行時(shí),測(cè)量信號(hào)容易受到弓網(wǎng)接觸振動(dòng)造成的電磁火花的干擾;附加的壓力傳感器,增加了滑板重量,改變了滑板的外形,使受電弓的穩(wěn)定性和安全性受到影響。
本論文提出的測(cè)試方法(圖2),是在車頂并排對(duì)稱安裝多個(gè)激光測(cè)距傳感器,通過(guò)測(cè)試受電弓滑板底部橫向振動(dòng)位移,從而,計(jì)算弓網(wǎng)接觸壓力、拉出值、弓網(wǎng)沖擊(硬點(diǎn))和接觸線高度等動(dòng)態(tài)參數(shù)。
圖2 受電弓滑板響應(yīng)測(cè)試模型
1 弓網(wǎng)接觸響應(yīng)測(cè)試原理
滑板在弓網(wǎng)接觸運(yùn)行中的振動(dòng),可近似認(rèn)為是兩端固支的滑板彈性梁的橫向彎曲振動(dòng)、兩端彈性支撐的滑板剛梁上下傳動(dòng)和平面轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。滑板彎曲振動(dòng)模態(tài)則可以用歐拉-伯努利梁求解。圖2中表示作用在滑板梁的第個(gè)節(jié)點(diǎn)的弓網(wǎng)接觸激振力,其作用的不同位置示意接觸線拉出值的變化。表示放置于車頂平面對(duì)準(zhǔn)受電弓滑板底部第個(gè)高速激光傳感器的位移測(cè)量值,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系用傳遞函數(shù)可表示成如下矩陣形式:
(1)
(1)式中可通過(guò)單位沖擊響應(yīng)的數(shù)字計(jì)算得到,于是,根據(jù)卷積原理,弓網(wǎng)接觸壓力可表示如下:
(2)
由各激光傳感器測(cè)試的離散位移信號(hào),可實(shí)時(shí)得到弓網(wǎng)沖擊加速度,導(dǎo)線高度和拉出值,表示如下:
(3)
(4)
(5)
上式中為車頂傳感器的基準(zhǔn)高度,為激光傳感器的個(gè)數(shù),為激光傳感器的分布序號(hào),表示各激光傳感器幾何位置對(duì)稱加權(quán)系數(shù)。
2 滑板梁的動(dòng)力學(xué)分析
將圖2的模型分解為一個(gè)兩端固定支撐的受電弓彈性滑板梁和一個(gè)兩端等剛度彈性支撐的受電弓剛性滑板梁。先分別求出各自的動(dòng)態(tài)響應(yīng),然后在靜平衡位置的軸上的同一點(diǎn)對(duì)橫向響應(yīng)位移進(jìn)行疊加。
2.1 受電弓滑板剛梁在平面內(nèi)的振動(dòng)
設(shè)支撐彈簧剛度為,滑板剛梁長(zhǎng)度為、線密度為、質(zhì)量為、質(zhì)心為,滑板剛梁繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為,取質(zhì)心的橫向位移及滑板剛體繞質(zhì)心的角位移作為廣義坐標(biāo)(),對(duì)滑板進(jìn)行受力分析,建立受迫振動(dòng)微分方程如下:
(6)
(7)
令,由此求得剛梁橫向振動(dòng)的固有頻率和剛梁繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的固有頻率為:
(8)
(9)
采用Duhamel積分法求解(6)式和(7)式,由圖3知當(dāng)弓網(wǎng)接觸力在處作用時(shí),滑板剛體處由橫向振動(dòng)和繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的復(fù)合橫向振動(dòng)位移可表示如下:
(10)
2.2 受電弓滑板彈性梁彎曲振動(dòng)振型函數(shù)
以兩端固定支撐的滑板彈性梁在橫截面對(duì)稱平面內(nèi)的橫向位移作為廣義坐標(biāo),并設(shè)梁的線密度為,抗彎剛度為EI,受力分析如圖4所示。根據(jù)達(dá)朗貝爾原理和力矩平衡原理可得到滑板梁橫向振動(dòng)的四階齊次偏微分方程:
(11)
對(duì)(11)式用分離變量法求解并應(yīng)用克雷諾夫函數(shù)可得滑板梁固有頻率的計(jì)算公式和橫向彎曲振動(dòng)振型函數(shù):
(12)
(13)
為計(jì)算方便,振動(dòng)滑板梁的計(jì)算參數(shù)取值如表1所示。
由此求得1階模態(tài)的固有頻率為94.5Hz,2階模態(tài)的固有頻率為258Hz,3階模態(tài)的固有頻率為505Hz,4階模態(tài)的固有頻率為829Hz。
(13)式中可以是任意常數(shù)。只要將各階固有頻率對(duì)應(yīng)的的值代入該式,即可求得滑板彈性梁橫向彎曲振動(dòng)的各階相應(yīng)的主振型。
2.3 受電弓滑板彈性梁動(dòng)力沖擊響應(yīng) (見(jiàn)圖5)
在滑板梁的處,假設(shè)有一弓網(wǎng)接觸壓力作用,自由振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程可得到:
(14)
滑板均勻彈性梁的振型函數(shù)為式(13),將主振型正則化,利用其正交性特點(diǎn),可得:
(15)
設(shè)各階固有頻率為,主振型為,1,2,3,….則彈性梁動(dòng)力響應(yīng)可用模態(tài)疊加(坐標(biāo)變換)表示為:
(16)
利用主振型正交性質(zhì),由杜哈美(Duhamel)積分法求解得:
(17)
將式(17)代入式(16),可得滑板彈性梁原廣義坐標(biāo)的響應(yīng):
(18)
3 用數(shù)字計(jì)算方法求響應(yīng)矩陣和傳遞函數(shù)矩陣
為了求式(1)中的傳遞函數(shù)矩陣[],必須先求下式(19)中的響應(yīng)矩陣[]。
(19)
傳遞函數(shù)矩陣[]和響應(yīng)矩陣[]的關(guān)系為:
(20)
基于系統(tǒng)響應(yīng)分析數(shù)字計(jì)算步驟如下:
(1)如圖2所示,先假設(shè)在滑板上從左到右第一個(gè)確定的輸入節(jié)點(diǎn)上作用一個(gè)確定的弓網(wǎng)沖擊接觸力,通過(guò)式(10)和式(18),分別計(jì)算各激光傳感器對(duì)應(yīng)位置的位移響應(yīng)值、、…、。通過(guò)下式:
(21)
即可計(jì)算出。
(2)其它矩陣元素的計(jì)算方法同上,即通過(guò)下式可計(jì)算得到。
(22)
(3)由式(20)計(jì)算[]。
(4)由式(1)和式(2)計(jì)算。
(5)由式(3)、式(4)、式(5)分別計(jì)算接觸網(wǎng)幾何參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
4 響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)仿真
對(duì)圖2所示的響應(yīng)測(cè)試模型進(jìn)行仿真,假設(shè)對(duì)稱配置5個(gè)激光測(cè)距傳感器,測(cè)試受電弓滑板底部-0.4m,-0.2m,0m,0.2m,0.4m 等5個(gè)點(diǎn)的位移,如圖6所示,取2.5,取1720Nm2,取0.8m,取2500 N/m 。
假設(shè)依次在受電弓滑板上-0.4m,-0.2m,0m,0.2m,0.4m的地方垂直向下施加110N的弓網(wǎng)接觸壓力,通過(guò)式(10)和式(18),分別計(jì)算各激光傳感器對(duì)應(yīng)位置的位移響應(yīng)值、、…、。通過(guò)式(21)計(jì)算,可得到響應(yīng)關(guān)系矩陣式(23)。
由上式D矩陣求逆,可得到傳遞函數(shù)矩陣如式(24)。
如果還是用150N的弓網(wǎng)接觸壓力,在-0.4m和-0.2m,的地方垂直向下施加,并由此得到,再將代入式(2),反過(guò)來(lái)求得接觸力為150N;如果還是用110N的弓網(wǎng)接觸壓力,在-0.25m的地方垂直向下施加,并由此得到,再將代入式(2),反過(guò)來(lái)求得接觸力為98.77N,誤差為10%,該誤差主要由激光傳感器的配置位置造成。
如果用150N的弓網(wǎng)接觸壓力在受電弓滑板上-0.4m 處垂直向下施加,如圖7(a)所示,傳感器各點(diǎn)位移響應(yīng)如圖6(a)所示;在-0.2m、0m、0.2m、0.4m處施加,力的作用圖(圖7(b)-(e))與位移響應(yīng)圖(圖6(b)-(e))一一對(duì)應(yīng)。
由此可見(jiàn),采用傳遞函數(shù)計(jì)算方法的仿真與實(shí)際情況基本相符。
結(jié)語(yǔ)
基于系統(tǒng)響應(yīng)原理測(cè)試高速鐵路接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的方法,其重要意義在于將測(cè)試傳感器完全從受電弓滑板上撤離下來(lái),這是高速鐵路接觸網(wǎng)車載動(dòng)態(tài)測(cè)試追求的目標(biāo)。如果采用圖象處理和激光雷達(dá)等非接觸式檢測(cè)方式,由于其掃描周期和處理時(shí)間的限制,使得該方法從原理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)弓網(wǎng)高頻動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試。在實(shí)際應(yīng)用中,作者認(rèn)為必須在實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)試數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,校正核實(shí)計(jì)算模型。
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【關(guān)鍵詞】牽引網(wǎng);AT;保護(hù)方案配置
1.引言
客運(yùn)專線大多采用AT供電方式,牽引變壓器的一次側(cè)采用220kV,二次側(cè)2×27.5kV(AT)電壓,牽引變壓器的接線方式為單相接線,接觸網(wǎng)的額定電壓25kV,短時(shí)(5min)最高允許電壓29kV,最低工作電壓20kV,非正常情況下為19kV;牽引變電所設(shè)有兩臺(tái)互為備用的(2×27.5kV)的單相牽引變壓器;27.5kV側(cè)的設(shè)備采用戶內(nèi)布置方式,母線采用電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)分段;饋線采用100%備用方式。
由于客運(yùn)專線列車運(yùn)行速度快、效率高、牽引負(fù)荷大、供電臂中負(fù)荷突變率高,因此為了保證高速客運(yùn)專線牽引供電系統(tǒng)高效、可靠、安全地運(yùn)行,牽引網(wǎng)需要配置新型保護(hù)裝置。
2.饋線保護(hù)的配置
依據(jù)AT供電方式牽引供電系統(tǒng)的牽引網(wǎng)特性,AT所和分區(qū)所分別都并聯(lián)于其中,為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的可靠性、靈敏性、選擇性、速動(dòng)性(簡(jiǎn)稱四性)的要求,饋線保護(hù)配置如下:低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)、I段阻抗保護(hù)和自動(dòng)重合閘保護(hù)。
所采用的保護(hù)配置原理:
(1)低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。用于切除過(guò)電流故障,對(duì)于不對(duì)稱的短路故障,由于需要取用故障電流,因此,過(guò)電流元件應(yīng)裝設(shè)于電源側(cè),電壓元件可由牽引變壓器的低壓側(cè)取得。如果同時(shí)滿足電流大于整定值、時(shí)限大于動(dòng)作時(shí)限時(shí),繼電器就會(huì)動(dòng)作。
(2)I段阻抗保護(hù)。也叫距離保護(hù)。距離保護(hù)是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間距離(阻抗),并根據(jù)距離遠(yuǎn)近來(lái)確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。通過(guò)阻抗繼電器來(lái)完成施加于繼電器上的電壓Uk和電流Ik的比值測(cè)量,根據(jù)比值大小來(lái)判斷故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近,并根據(jù)故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近來(lái)確定動(dòng)作時(shí)間。通常把這一比值叫著阻抗繼電器的測(cè)量阻抗,可以表示為Zk=Uk/Ik,其中:Zk為測(cè)量阻抗,Uk為測(cè)量電壓,Ik為測(cè)量電流。當(dāng)短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處近時(shí),測(cè)量阻抗小,動(dòng)作時(shí)間短;當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí),測(cè)量阻抗大,保護(hù)時(shí)間長(zhǎng),從而保證了有選擇性的切除故障。
I段阻抗保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作,為了保證選擇性,保護(hù)區(qū)不能超出供電線路的長(zhǎng)度,也就是只有測(cè)量阻抗小于該段線路阻抗時(shí)才動(dòng)作。動(dòng)作的可靠系數(shù)為0.8~0.85。
為實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)任何位置發(fā)生短路故障時(shí),變電所的出口斷路器都能瞬時(shí)動(dòng)作,即實(shí)現(xiàn)I段阻抗保護(hù),則需將整定阻抗設(shè)為供電線路全長(zhǎng)的1.5倍整定。
(3)自動(dòng)重合閘保護(hù)。當(dāng)斷路器跳開(kāi)后,按需要自動(dòng)投入的一種自動(dòng)裝置,當(dāng)控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)時(shí),啟動(dòng)??梢源蟠筇岣吖╇姷目煽啃?,糾正斷路器的誤跳閘。
3.AT所和分區(qū)所的進(jìn)線保護(hù)配置
AT所和分區(qū)所兩者采用的進(jìn)線保護(hù)配置完全相同。根據(jù)AT牽引供電系統(tǒng)中AT所的位置及斷路器的設(shè)置,為了滿足進(jìn)線保護(hù)的四性要求并與饋線保護(hù)相配合,AT所進(jìn)線保護(hù)配置如下:失壓保護(hù)和檢有壓重合閘保護(hù)。
保護(hù)配置原理:
(1)失壓保護(hù)。當(dāng)接觸網(wǎng)停電或由于某種原因使接觸網(wǎng)的電壓降低過(guò)多時(shí),即欠壓,一般為0.4UN時(shí),小母線處的斷路器會(huì)跳開(kāi),把AT所和分區(qū)所自動(dòng)從接觸網(wǎng)上切除,從而縮小了停電范圍。
(2)檢有壓重合閘。當(dāng)斷路器跳閘后,根據(jù)斷路器的整定時(shí)限檢測(cè)電壓,當(dāng)檢測(cè)到的電壓達(dá)到整定值時(shí),一般為0.85UN,則斷路器重合閘。如果電壓沒(méi)有達(dá)到這一整定值,則斷路器不進(jìn)行重合閘。
4.AT變壓器的保護(hù)配置
AT所和分區(qū)所的AT變壓器采用的保護(hù)配置完全相同。根據(jù)變壓器常出現(xiàn)的故障及AT牽引供電系統(tǒng)中AT所的作用和斷路器的設(shè)置,并與饋線保護(hù)及進(jìn)線保護(hù)相配合,AT所和分區(qū)所的變壓器保護(hù)配置設(shè)置如下:差動(dòng)保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、碰殼保護(hù)、瓦斯保護(hù)、通風(fēng)和過(guò)熱保護(hù)。
保護(hù)配置原理:
(1)差動(dòng)保護(hù)。能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障,差動(dòng)保護(hù)是輸入的兩端TA電流矢量差,當(dāng)兩端TA電流矢量差達(dá)到設(shè)定的動(dòng)作值時(shí)啟動(dòng)動(dòng)作元件。差動(dòng)保護(hù)是保護(hù)兩端電流互感器之間的故障(即保護(hù)范圍在輸入的兩端TA之間的設(shè)備上)正常情況流進(jìn)的電流和流出的電流在保護(hù)內(nèi)大小相等,方向相反,相位相同,兩者剛好抵消,差動(dòng)電流等于零;故障時(shí)兩端電流向故障點(diǎn)流,在保護(hù)內(nèi)電流疊加,差動(dòng)電流大于零。驅(qū)動(dòng)保護(hù)出口繼電器動(dòng)作,跳開(kāi)兩側(cè)的斷路器,使故障設(shè)備斷開(kāi)電源。
在變壓器勵(lì)磁涌流中含有大量的2次諧波分量(一般約占基波分量的40%以上),利用差電流中2次諧波所占的比率K2作為制動(dòng)系數(shù),來(lái)鑒別變壓器空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流,只有同時(shí)滿足K2值小于D(D為2次諧波制動(dòng)系數(shù))和比率差動(dòng)其他判據(jù)時(shí)才允許保護(hù)動(dòng)作。
(2)過(guò)電流保護(hù)。由電流繼電器,時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器組成。電流繼電器接在電流互感器的二次繞組上,組成測(cè)量元件用來(lái)判斷通過(guò)的電流是否超過(guò)整定值,時(shí)間繼電器通過(guò)設(shè)定延時(shí)時(shí)限來(lái)防止變壓器空載合閘時(shí)保護(hù)的誤動(dòng)作。
正常運(yùn)行時(shí),過(guò)流保護(hù)回路的電流繼電器和時(shí)間繼電器的輔助接點(diǎn)都是斷開(kāi)的,當(dāng)被保護(hù)區(qū)故障或短路引起電流過(guò)大時(shí),電流繼電器線圈啟動(dòng),閉合其輔助接點(diǎn)接通時(shí)間繼電器的線圈,經(jīng)過(guò)預(yù)定的延時(shí),時(shí)間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合,接通斷路器的分閘線圈回路,斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作,斷路器自動(dòng)分閘,切除故障線路,同時(shí)啟動(dòng)信號(hào)繼電器,發(fā)出斷路器跳閘的預(yù)告告警信號(hào),提醒工作人員進(jìn)行維修。
(3)碰殼保護(hù)。也叫接地保護(hù)。將正常情況下不帶電,而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來(lái)的一種保護(hù)接線方式。
把所有的一次電纜都穿過(guò)窗口TA,正常時(shí)TA相當(dāng)于一個(gè)零序,流過(guò)不平衡電流,當(dāng)變壓器繞組發(fā)生接地或碰殼時(shí),流過(guò)的電流是接地電流或碰殼電流,不再是不平衡電流,保護(hù)裝置會(huì)動(dòng)作,否則不動(dòng)作。
(4)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù),它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括:油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開(kāi)關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是它不能反映油箱外部電路(如引出線上)的故障,所以不能作為保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)裝置。另外,瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素(如地震)的干擾下誤動(dòng)作,對(duì)此必須采取相應(yīng)的措施。
重瓦斯:設(shè)有相應(yīng)開(kāi)關(guān)輸入量輸入端子,以便通過(guò)該裝置發(fā)送本地及中央信號(hào),保護(hù)根據(jù)該開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行判定,動(dòng)作時(shí),發(fā)出跳閘或告警信號(hào)。輕瓦斯:設(shè)有相應(yīng)開(kāi)關(guān)輸入量輸入端子,以便通過(guò)該裝置發(fā)送本地及中央信號(hào),保護(hù)根據(jù)該開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行判定,動(dòng)作時(shí),發(fā)出告警信號(hào)。
(5)通風(fēng)和過(guò)熱保護(hù)。設(shè)有相應(yīng)開(kāi)關(guān)輸入量輸入端子,以便通過(guò)該裝置發(fā)送本地及中央信號(hào),保護(hù)根據(jù)該開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行判定,動(dòng)作時(shí),發(fā)出告警信號(hào)或啟動(dòng)通風(fēng)裝置。
5.結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)客運(yùn)專線采用AT牽引供電方式其負(fù)荷電流值大、功率因數(shù)高及諧波含量相對(duì)少的特點(diǎn),本文提出的保護(hù)配置方案理論上是可以保證牽引網(wǎng)各個(gè)保護(hù)之間的相互配合,同時(shí)滿足保護(hù)的四性要求。為完善AT牽引網(wǎng)的保護(hù)配置方案,還需要進(jìn)行大量仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并能與其它形式牽引變壓器的保護(hù)互相配合,以便該保護(hù)方案能夠應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中。
參考文獻(xiàn)
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[3]高仕斌.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)新型保護(hù)原理研究[D].西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文,2004.
論文摘要:結(jié)合實(shí)際闡述電能質(zhì)量的幾種改善方法與措施;無(wú)源濾波器、有源濾波器、靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置,介紹了它們的基本組成和原理,這些方法可以有效地解決穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓質(zhì)量問(wèn)題;文章還就電能質(zhì)量技術(shù)的改進(jìn)與提高,提出系統(tǒng)化綜合補(bǔ)償技術(shù)是解決電能質(zhì)量問(wèn)題的“治本”途徑,以解決動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題。
一、電能質(zhì)量指標(biāo)
電能質(zhì)量的定義:導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個(gè)定義簡(jiǎn)單明晰,概括了電能質(zhì)量問(wèn)題的成因和后果。隨著基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用,電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負(fù)荷造成對(duì)電能質(zhì)量的污染與破壞,而電能作為商品,人們會(huì)對(duì)電能質(zhì)量提出更高的要求,電能質(zhì)量已逐漸成為全社會(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題,有關(guān)電能質(zhì)量的問(wèn)題已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題,有必要對(duì)其相關(guān)指標(biāo)與改善措施作討論和分析。
電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個(gè)方面的具體描述,不同的指標(biāo)有不同的定義,參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下:
(1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:諧波、間諧波、電壓波動(dòng)、電壓與電流不平衡,電壓暫降與短時(shí)斷電,電網(wǎng)頻率變化,低頻感應(yīng)電壓,交流網(wǎng)絡(luò)中的直流;(2)低頻輻射現(xiàn)象:磁場(chǎng)、電場(chǎng);(3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流,單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài);(4)高頻輻射現(xiàn)象:磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電磁場(chǎng)(連續(xù)波、瞬態(tài));(5)靜電放電現(xiàn)象。
對(duì)于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象,穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來(lái)描述,非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時(shí)間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強(qiáng)度等描述。
保障電能質(zhì)量既是電力企業(yè)的責(zé)任,供電企業(yè)應(yīng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)也是用戶(擁有干擾性負(fù)荷)應(yīng)盡的義務(wù),即用戶用電不得危害供電;安全用電;對(duì)各種電能質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)采取有效的措施加以抑制。
電能質(zhì)量指標(biāo)國(guó)內(nèi)外大多取95%概率值作為衡量依據(jù),并需指明監(jiān)測(cè)點(diǎn),這些指標(biāo)特點(diǎn)也對(duì)用電設(shè)備性能提出了相應(yīng)的要求。即電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)正常運(yùn)行,而且應(yīng)具備承受短時(shí)超標(biāo)運(yùn)行的能力。
二、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
綜合新頒布的電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),中低壓電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分5大類13個(gè)指標(biāo)。
(1)頻率偏差:包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中的兩種;
(2)電壓幅值:慢速電壓變化(即電壓偏差);快速電壓變化(電壓波動(dòng)和閃變);電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短時(shí)間(10ms~lmin)內(nèi)下降到90%的額定值以下,然后又恢復(fù)到正常水平,會(huì)使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓);短時(shí)斷電(又稱電壓中斷,是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min,電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓,甚至混亂);長(zhǎng)時(shí)斷電;暫時(shí)工頻過(guò)電壓;瞬態(tài)過(guò)電壓;
(3)電壓不平衡;
(4)電壓波形:諧波電壓;間諧波電壓;(由較大的波動(dòng)或沖擊性非線性負(fù)荷引起,如大功率的交一交變頻,間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍,但其危害等同于整數(shù)次諧波)。
(5)信號(hào)電壓(在電力傳輸線上的高頻信號(hào),用于通信和控制)
三、電能質(zhì)量污染的治理
1、治理的基礎(chǔ)性工作
首先要掌握供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài),對(duì)電能質(zhì)量開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以掌握其動(dòng)態(tài);第二是分析診斷其變化,即在詳細(xì)分析電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,利用仿真軟件對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的固有諧振特性進(jìn)行計(jì)算與分析,排除虛假的諧波干擾;第三是開(kāi)展系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和改造,變電站的設(shè)計(jì)和投運(yùn)以及新的電力用戶投運(yùn)之前都要進(jìn)行諧波源負(fù)荷及電能質(zhì)量要求等方面的技術(shù)咨詢,線路網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)也要結(jié)合運(yùn)行負(fù)荷的特點(diǎn)和措施,以降低線損,降低設(shè)備損失事故,最后才是開(kāi)展濾波裝置或無(wú)功補(bǔ)償裝置的研制、調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,以了解治理后的效果,并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
2、SVC裝置
近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無(wú)功功率的裝置,已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償,它可使所需無(wú)功功率作隨機(jī)調(diào)整,從而保持在非線性、沖擊性負(fù)荷連接點(diǎn)的系統(tǒng)電壓水平的恒定。
Qi=QD+QL-Qc(2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為:系統(tǒng)公共連接點(diǎn)的無(wú)功功率、負(fù)荷所需的無(wú)功功率、可調(diào)(可控)電抗器吸收的無(wú)功功率、電容器補(bǔ)償裝置發(fā)出的無(wú)功功率,單位均為kvar。
當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生沖擊無(wú)功QD時(shí),將引起
Qi=QD+QL+Qc(3)
其中Qc=0,欲保持QC不變,即Qi=0,則QD=-QL,即SVC裝置中感性無(wú)功功率隨沖擊負(fù)荷無(wú)功功率作隨機(jī)調(diào)整,此時(shí)電壓水平能保持恒定不變。SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯(lián)而成,主要有四種型式:
(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC,它用可控硅閥控制線性電抗器實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)的無(wú)功功率調(diào)節(jié),它具有反應(yīng)時(shí)間快(5~20ms)、運(yùn)行可靠、無(wú)級(jí)補(bǔ)償、分相調(diào)節(jié),能平衡有功,適用范圍廣,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。TCR裝置還能實(shí)現(xiàn)分相控制,有較好的抑制不對(duì)稱負(fù)荷的能力,因而在電弧爐系統(tǒng)中采用最廣泛,但這種裝置采用了先進(jìn)的電子和光導(dǎo)纖維技術(shù),對(duì)維護(hù)人員要專門(mén)培訓(xùn)提高維護(hù)水平。
(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型),優(yōu)點(diǎn)與TCR型差不多,但高阻抗變壓器制造復(fù)雜,諧波分量也略大一些。由于有油,要求一級(jí)防火,只宜布置在一層平面或戶外,容量在30Mvar以上時(shí)價(jià)格較貴,不能得到廣泛采用。
(3)可控硅開(kāi)關(guān)控制電容器型(TSC):分相調(diào)節(jié)、直接補(bǔ)償、裝置本身不產(chǎn)生諧波,損耗小,但是它是有級(jí)調(diào)節(jié),綜合價(jià)格比較高。
(4)自飽和電抗器型(SSR型):維護(hù)較簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,過(guò)載能力強(qiáng),響應(yīng)速度快,降低閃變效果好,但其噪音大,原材料消耗大,補(bǔ)償不對(duì)稱電爐負(fù)荷自身產(chǎn)生較大諧波電流,無(wú)平衡有功負(fù)荷的能力。
3、無(wú)源濾波裝置
該裝置由電容器、電抗器,有時(shí)還包括電阻器等無(wú)源元件組成,以對(duì)某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路,以達(dá)到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴(kuò)大到容性區(qū),所以濾波器與動(dòng)態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián),這樣既滿足無(wú)功補(bǔ)償、改善功率因數(shù),又能消除高次諧波的影響。
4、有源濾波器
雖然無(wú)源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中,但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大,只能消除特定的幾次諧波,而對(duì)某些次諧波會(huì)產(chǎn)生放大作用,甚至諧振現(xiàn)象等因素,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器(ActivePowerFliter,縮寫(xiě)為APF)。
APF即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。它與無(wú)源濾波器相比,有以下特點(diǎn):
a.不僅能補(bǔ)償各次諧波,還可抑制閃變,補(bǔ)償無(wú)功,有一機(jī)多能的特點(diǎn),在性價(jià)比上較為合理;
b.濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響,可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險(xiǎn);
c.具有自適應(yīng)功能,可自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波,即具有高度可控性和快速響應(yīng)性等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:電力電子系統(tǒng);系統(tǒng)級(jí);模塊級(jí);標(biāo)準(zhǔn)控制和通信結(jié)構(gòu)
Abstract: This paper mainly from the system level integration of electronic power, which refers to the specific power conversion system; the module level, it is also the analysis of three aspects constitute the standard control and communication system and the structure of power electronic system integration study of electric power system in, want to help develop for the electronic system in our country.
Key words: power electronics system; system; module; standard control and communication structure
中圖分類號(hào):TP271+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2013)
引言:近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)社會(huì)以對(duì)電力電子技術(shù)的應(yīng)用也是越來(lái)越普遍,這使得我國(guó)社會(huì)以及個(gè)企業(yè)也越來(lái)越重視電力電子的系統(tǒng)的集成研究。對(duì)于電力電子技術(shù)的本身來(lái)說(shuō),它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能的高效變換以及能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行高度控制的技術(shù)。在現(xiàn)代社會(huì),由于電的利用更加頻繁以及廣泛,最典型的如現(xiàn)在交通行業(yè)的電氣化鐵道也即是目前我國(guó)的電氣機(jī)車以及磁懸浮列車、小區(qū)的電動(dòng)汽車和目前先進(jìn)的航空電源系統(tǒng),還有擁有高速處理器的電腦以及電信設(shè)備都應(yīng)用到了電力電子系統(tǒng),這也表明電力電子系統(tǒng)的集成研究對(duì)于這些領(lǐng)域的發(fā)展具有極大影響,因此,對(duì)于電力電子系統(tǒng)的集成研究是具有極其重要的社會(huì)意義以及現(xiàn)實(shí)意義。
1. 電力電子系統(tǒng)集成的系統(tǒng)級(jí)分析
電子電路系統(tǒng)集成的系統(tǒng)級(jí)研究分析的主要內(nèi)容主要就是建立電力電子系統(tǒng)的架構(gòu),以及研究電力電子系統(tǒng)集成的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)正常運(yùn)行的可靠性,進(jìn)而能夠解決電力電子系統(tǒng)在集成的各標(biāo)準(zhǔn)模塊有關(guān)的問(wèn)題,本文主要分析的是電力電子系統(tǒng)的界面定義,交互作用,系統(tǒng)的容錯(cuò)能力以及各模塊在系統(tǒng)中的并聯(lián)問(wèn)題,下面是簡(jiǎn)單的闡述分析:
界面定義。界面的定義指的是在電力電子系統(tǒng)的集成中,應(yīng)該建立合理實(shí)際以及科學(xué)的集成系統(tǒng)架構(gòu),也就是指的是要制定符合系統(tǒng)集成要求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,這有利于解決系統(tǒng)集成研究中個(gè)模塊間的技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)的分配,從而能夠使得集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化以及系統(tǒng)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化。
交互作用。交互作用,具體指的就是在進(jìn)行電力電子系統(tǒng)進(jìn)行集成時(shí),系統(tǒng)中的濾波器模塊DC/A C,AC/DC以及DC/DC(下文將主要分析)間的作用,這些模塊間的交互作用是能夠影響電力電子系統(tǒng)的性能以及穩(wěn)定性。
系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。系統(tǒng)的容錯(cuò)能力的分析也就是為了提高電力電子系統(tǒng)集成后的系統(tǒng)的可靠性,也就是指的是 集成系統(tǒng)后系統(tǒng)本身應(yīng)該具備的處理系統(tǒng)的欠壓以及短路、過(guò)流等等一般故障的能力。
模塊的并聯(lián)。這主要指的是如何提高集成系統(tǒng)的擴(kuò)充性以及可靠性的問(wèn)題,具體方法就是采用模塊的輸入端并聯(lián)以及輸出端并聯(lián)的方式使得系統(tǒng)的擴(kuò)充性更強(qiáng)以及可靠性更強(qiáng)。
2.電力電子系統(tǒng)集成的模塊級(jí)分析
對(duì)于電力電子系統(tǒng)的集成的模塊級(jí)的分析也即是對(duì)電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊的研究,就目前我國(guó)的電子電子系統(tǒng)集成的模塊級(jí)分析來(lái)看,主要可以從標(biāo)準(zhǔn)模塊的這子系統(tǒng)中典型的DC/DC模塊為例進(jìn)行分析,下面對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述:
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模塊典型的的DC/DC模塊的分析,可以從系統(tǒng)中的三種不同功率對(duì)變流器的篩選入手,從篩選之中的條件看出其基本的原理:一般功率,這種功率的標(biāo)準(zhǔn)模塊DC/DC 變流器拓?fù)涑醪胶Y選的標(biāo)準(zhǔn)基本就是按標(biāo)準(zhǔn)模塊的輸入電壓高低,輸出電壓高低以及輸入輸出范圍寬窄,還有就是輸出輸入的功率等級(jí)大小入手,確定最適合的DC/DC 變流器;中等功率,這種功率的標(biāo)準(zhǔn)模塊DC/DC 變流器拓?fù)涞暮Y選和優(yōu)化是在以一般功率DC/DC 變流器拓?fù)涑醪胶Y選的標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),以及注意拓?fù)涞倪m應(yīng)特性和變換效率以及拓?fù)鋼p耗可集成性等等;小功率。小功率的標(biāo)準(zhǔn)模塊DC/DC 變流器拓?fù)涑醪胶Y選的標(biāo)準(zhǔn)由于其基本應(yīng)用于當(dāng)前的通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)等等的設(shè)備適配器以及各種分布式的電源系統(tǒng),顯得有點(diǎn)特殊,對(duì)于這種小功率的標(biāo)準(zhǔn)模塊的DC/DC 變流器拓?fù)渲饕倪€是注重的是同步整流驅(qū)動(dòng)也即是整流的效率最為重要。
3. 電力電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制和通信結(jié)構(gòu)
電力電子系統(tǒng)的集成研究中,標(biāo)磚控制以及通信結(jié)構(gòu)的研究是極其重要的,下面面就從電力電子系統(tǒng)控制中的三相VSI 逆變器為基礎(chǔ),討論分析電力電子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制體系以及通信結(jié)構(gòu),下面是簡(jiǎn)單的闡述:
3.1三相升壓整流器標(biāo)準(zhǔn)控制體系。
三相升壓整流器的標(biāo)準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)的分析可以知道該標(biāo)準(zhǔn)控制的主回路拓?fù)渑c三相VSI 逆變器結(jié)構(gòu)基本一樣,而且它的控制結(jié)構(gòu)也也和三相升壓整流器本身的控制結(jié)構(gòu)一樣,簡(jiǎn)單的說(shuō)三相升壓整流器標(biāo)準(zhǔn)控制體系就是以觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器、SVM 調(diào)制器、電流調(diào)節(jié)器、電壓調(diào)節(jié)器和坐標(biāo)變換器和A/D變換電路構(gòu)成的,但是要注意的是在系統(tǒng)集成中不同的接口有著不同的要求。
3.2電力電子集成系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)。
在電力電子集成系統(tǒng)中,數(shù)字式控制通信的一般模式的分析了解,我們可以知道通信結(jié)構(gòu)的組成基本是以三層結(jié)構(gòu)為主的:核心結(jié)構(gòu),也即是通信結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)功率模塊控制器HM以及執(zhí)行PWM,和通信結(jié)構(gòu)中的空間矢量控制驅(qū)動(dòng)的信號(hào)生成以及結(jié)構(gòu)本身的過(guò)電流保護(hù)等等,控制結(jié)構(gòu),主要就是指應(yīng)用控制器AM ,AM的任務(wù)就是完成集成系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)功率模塊的信號(hào)同步和協(xié)調(diào)模塊的工作、以及對(duì)系統(tǒng)的輸入/輸出電流和系統(tǒng)電壓的控制等等,要注意的是它受到了系統(tǒng)管理器SM 的控制;系統(tǒng)結(jié)構(gòu),也即是指系統(tǒng)管理器SM,它主要的功能是與集成系統(tǒng)的儀表板和系統(tǒng)的外界的聯(lián)系,以及協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功率模塊的正常運(yùn)行。
結(jié)束語(yǔ):總而言之,從目前的電子電子技術(shù)的發(fā)展來(lái)看。電力電子系統(tǒng)集成是它發(fā)展的重要方向以及發(fā)展的必然趨勢(shì)。具體來(lái)說(shuō),電力電子系統(tǒng)的集成的標(biāo)準(zhǔn)模塊能夠解決電能變換裝置的復(fù)雜和不確定性,達(dá)到電力電子系統(tǒng)集成后運(yùn)行可靠性高,功率密度高以及高效低成本的目的。不僅如此,電力電子系統(tǒng)集成本身就是一門(mén)融合了電力電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、熱處理技術(shù)、電磁兼容等等眾多學(xué)科綜合性工程,它的應(yīng)用能夠與偶東整個(gè)社會(huì)工業(yè)的發(fā)展以及能源的高校利用,同時(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化變革也具有較大影響和推動(dòng)作用,因此,對(duì)于電力電子系統(tǒng)集成的研究具有極其重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:鐵路交通運(yùn)輸
緒論
(一)研究問(wèn)題的提出
根據(jù)《2006年中國(guó)鐵路運(yùn)輸市場(chǎng)研究報(bào)告研究報(bào)告》,隨著改革開(kāi)放的深化以及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,交通運(yùn)輸企業(yè)煥發(fā)出前所未有的活力,各種運(yùn)輸方式發(fā)展迅猛。鐵路交通運(yùn)輸雖然運(yùn)量逐年增長(zhǎng),但市場(chǎng)份額卻逐年下降,鐵路面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中,尤其是在交通運(yùn)輸部門(mén)中,鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展呈現(xiàn)滯后狀態(tài)。這種狀況與“鐵路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門(mén),是綜合交通運(yùn)輸體系的骨干”的地位不相適應(yīng),有些地區(qū)的線路甚至無(wú)法支撐運(yùn)輸需求的巨大壓力,鐵路運(yùn)輸發(fā)展滯后對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用明顯存在。
世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)共同規(guī)律是,當(dāng)一個(gè)國(guó)家處于經(jīng)濟(jì)起飛階段時(shí),鐵路對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)往往具有先導(dǎo)性的帶動(dòng)作用。德國(guó)和美國(guó)是發(fā)達(dá)國(guó)家的后來(lái)者,它們之所以能在19世紀(jì)末20世紀(jì)初后來(lái)居上,一個(gè)很重要的原因是他們?cè)诋?dāng)時(shí)對(duì)作為社會(huì)先行資本的鐵路進(jìn)行高投入,從而帶動(dòng)和支持了其它產(chǎn)業(yè)的大幅度發(fā)展,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)。
綜上所述,分析當(dāng)前鐵路建設(shè)存在的問(wèn)題,研究制定鐵路行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,是一個(gè)具有重大理論意義和實(shí)踐意義的時(shí)代課題。本論文所探討的鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,即是基于此而做出的一份努力。
(二)論文的主要內(nèi)容和研究思路
就我國(guó)而言,國(guó)家鐵路已到了非改革不可的地步,否則就會(huì)嚴(yán)重制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程。由于鐵路運(yùn)輸是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),關(guān)系到國(guó)計(jì)民生,可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身,所以在改革實(shí)施之前必須要有方向明確、思路清晰的發(fā)展戰(zhàn)略的指引,才會(huì)使改革向預(yù)定目標(biāo)順利推進(jìn)。因此論文的主要內(nèi)容即是圍繞“鐵路運(yùn)輸行業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略的基本前提和戰(zhàn)略方案如何擬定和設(shè)計(jì)”而展開(kāi),也就是說(shuō)要從理論和方法上論證為鐵路運(yùn)輸行業(yè)制定的發(fā)展戰(zhàn)略是在吸取國(guó)外鐵路變革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,適合中國(guó)鐵路自己的國(guó)情和路情的。
論文的研究思路如下,首先是對(duì)我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析并歸結(jié)其原因,提出通過(guò)制定發(fā)展戰(zhàn)略加快鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化進(jìn)程的觀點(diǎn);然后指出鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略的基本前提。最后在借鑒國(guó)外鐵路運(yùn)輸改革實(shí)踐和成果的基礎(chǔ)上,所進(jìn)行的對(duì)國(guó)家鐵路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方案的設(shè)計(jì)。
二、我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)存在問(wèn)題分析
中國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)已有127年的歷史。與計(jì)算機(jī)、通訊、生物等高新技術(shù)行業(yè)相比,它是個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)。進(jìn)入21世紀(jì),世界鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)正由傳統(tǒng)行業(yè)向現(xiàn)代行業(yè)轉(zhuǎn)變。世界發(fā)達(dá)國(guó)家鐵路較高的起點(diǎn)上,以全新的方式,用較短的時(shí)間,完成了由傳統(tǒng)行業(yè)向現(xiàn)代行業(yè)的升級(jí),使鐵路這個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)展現(xiàn)了全新的面貌。中國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)建設(shè)起步并不晚,但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比,差距很大,還存在很多問(wèn)題。
(一)我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)現(xiàn)狀
改革開(kāi)放以前,國(guó)家鐵路實(shí)行“政企合一”的計(jì)劃管理體制。這種管理體制,與國(guó)家宏觀計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的整體基礎(chǔ)相適應(yīng),也與鐵路當(dāng)時(shí)自身經(jīng)營(yíng)的環(huán)境與條件相適應(yīng)。當(dāng)時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)落后,資金資源嚴(yán)重短缺,不可能優(yōu)先發(fā)展資金和技術(shù)密集度要求較高的航空和公路運(yùn)輸,適合中國(guó)國(guó)情、運(yùn)價(jià)低廉的鐵路運(yùn)輸因而長(zhǎng)期處于壟斷優(yōu)勢(shì)地位,沒(méi)有面臨生存競(jìng)爭(zhēng)方面的任何挑戰(zhàn)。
進(jìn)入新時(shí)期之后,國(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行體制由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,鐵路運(yùn)輸行業(yè)隨之出現(xiàn)了許多問(wèn)題,這些問(wèn)題集中表現(xiàn)在運(yùn)能短缺上。運(yùn)能短缺一方面是鐵路物質(zhì)基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱的基本情況的客觀存在,另一方面是不斷擴(kuò)大的對(duì)客貨運(yùn)輸?shù)木薮笮枨?。在二者的共同作用下,鐵路運(yùn)能短缺的問(wèn)題不可避免。
進(jìn)入上世紀(jì)90年代,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速,鐵路運(yùn)能短缺的嚴(yán)重后果一覽無(wú)余。全社會(huì)爆發(fā)出來(lái)的巨大貨運(yùn)需求壓向鐵路,國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的石油、棉花、糧食、煤炭、磷礦石等重要原材料運(yùn)輸嚴(yán)重受阻,影響東部地區(qū)電力供應(yīng)缺口加大,迫使不少工廠半停產(chǎn)運(yùn)行。因鐵路發(fā)展不足制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使鐵路素有“瓶頸”之稱,國(guó)家因此而損失巨大。
同時(shí),對(duì)局部區(qū)域鐵路客運(yùn)列車而言,一方面有些落后地區(qū)根本就沒(méi)有開(kāi)通鐵路交通運(yùn)輸,如湖北恩施州;另一方面普遍超員嚴(yán)重,特別是在重大節(jié)假日??瓦\(yùn)的全面緊張已成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。
(二)鐵路運(yùn)輸行業(yè)存在運(yùn)能短缺問(wèn)題的原因分析
鐵路交通運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)能短缺問(wèn)題除運(yùn)力基礎(chǔ)與運(yùn)輸需求矛盾的原因之外,還有其深層次的原因,這主要是:
1、就認(rèn)識(shí)根源而言,關(guān)鍵在于現(xiàn)代交通運(yùn)輸意識(shí)的普遍薄弱。人們并未真正理解現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展交通運(yùn)輸先行這種根本道理,為保障宏觀經(jīng)濟(jì)高效率、高效益運(yùn)行所必需的交通富裕度的觀念薄弱,甚至視超常緊張為正?!,F(xiàn)代交通運(yùn)輸意識(shí)的缺乏,根植于我國(guó)長(zhǎng)期的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)及計(jì)劃經(jīng)濟(jì)環(huán)境之中。環(huán)境封閉、交通不便與運(yùn)輸需求被抑制的長(zhǎng)期存在,使人們很難超越小生產(chǎn)者的狹隘眼界去觀察和處理市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下大生產(chǎn)、大流通必然面對(duì)的諸多問(wèn)題。
2、就經(jīng)濟(jì)根源而言,關(guān)鍵在于不發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期存在。百事待舉而資金嚴(yán)重短缺,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基本矛盾之一。人們?cè)谵讚?jù)的經(jīng)濟(jì)條件下,很自然地會(huì)選擇將資金投向周期短、見(jiàn)效快、效益高的加工工業(yè)及其他產(chǎn)業(yè),而對(duì)雖然社會(huì)收益廣泛,影響久遠(yuǎn),但周期長(zhǎng)、收益慢、直接效益低的鐵路等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),則往往被置于忽視地位,從而忽視“社會(huì)成本”與“直接生產(chǎn)成本”間的協(xié)調(diào)均衡。而這一協(xié)調(diào)均衡,又恰恰是欠發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速健康發(fā)展的必要條件。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,整體財(cái)力有限,所以需要一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期來(lái)改變鐵路的現(xiàn)狀。
三、鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的基本前提
經(jīng)過(guò)近十幾年市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向改革,鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)所依存的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和基礎(chǔ),已發(fā)生了深刻變革,面對(duì)新世紀(jì)的新形勢(shì),鐵路運(yùn)輸行業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略必須注意兩個(gè)基本前提。
(一)將鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)放在優(yōu)先考慮的戰(zhàn)略位置
行業(yè)在其生命周期的不同階段,應(yīng)該采取不同的戰(zhàn)略發(fā)展模式。行業(yè)生命周期分為開(kāi)始期、成長(zhǎng)期、成熟期、衰退期。曾經(jīng)有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,鐵路是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),已處于行業(yè)發(fā)展的衰退期,其實(shí)無(wú)論從我國(guó)鐵路與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況考察、還是從西方鐵路復(fù)蘇的國(guó)際比較考察、抑或是從交通運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展的角度考察,鐵路都是需要大發(fā)展的重要交通運(yùn)輸方式,它正處于行業(yè)的成熟發(fā)展期。從我國(guó)鐵路運(yùn)能短缺這一基本事實(shí)判斷,鐵路運(yùn)輸行業(yè)處在行業(yè)的成長(zhǎng)期,應(yīng)加大發(fā)展力度,以盡快發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;另外,從節(jié)約資源兼顧環(huán)境保護(hù)的角度考察,公路和航空運(yùn)輸耗費(fèi)石油巨大,土地資源日益銳減。相反,我國(guó)可轉(zhuǎn)化為電能的煤炭和水利資源豐富,因此,占地較少、對(duì)環(huán)境影響甚微的鐵路運(yùn)輸,特別是電氣化鐵路和城市軌道運(yùn)輸,應(yīng)成為我國(guó)交通運(yùn)輸體系發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。世界鐵路在全球范圍內(nèi)重新崛起,正處于行業(yè)的成熟發(fā)展期;而我國(guó)的鐵路運(yùn)輸行業(yè)現(xiàn)處于行業(yè)的成長(zhǎng)上升期,由此決定了制定的行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)保證其優(yōu)先得到發(fā)展。
(二)依行業(yè)市場(chǎng)化趨勢(shì)制定行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃
在我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)市場(chǎng)化的表現(xiàn)在于:①進(jìn)入上世紀(jì)90年代之后,鐵路貨物運(yùn)輸需求主體單一的格局己不復(fù)存在。多元化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主體決定了多元化的運(yùn)輸需求主體,瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)行情產(chǎn)生了靈活多樣的運(yùn)輸需求,使鐵路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)營(yíng)環(huán)境向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)變;②同一時(shí)期,鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)正常運(yùn)行所必備的各種生產(chǎn)要素,如鋼材、水泥、木材和柴油等,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)化的總格局中,也日益市場(chǎng)化,使鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的供給主要求助于市場(chǎng),推動(dòng)其經(jīng)營(yíng)成本隨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)而升降;③鐵路運(yùn)輸市場(chǎng)化的另一個(gè)推動(dòng)因素是交通運(yùn)輸市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),鐵路運(yùn)輸行業(yè)開(kāi)始留意研究公路、水路、管道和航空運(yùn)輸?shù)膭?dòng)態(tài)和規(guī)律,從以前的市場(chǎng)壟斷走向市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
以上情況說(shuō)明,鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的投入和產(chǎn)出兩大領(lǐng)域,均已受到市場(chǎng)機(jī)制的制約和支配:鐵路運(yùn)輸在交通運(yùn)輸市場(chǎng)上已不再處于以前的絕對(duì)壟斷地位。隨著時(shí)間的延續(xù),鐵路運(yùn)輸向深度市場(chǎng)化方向的發(fā)展趨勢(shì)己不可避免。對(duì)鐵路行業(yè)而言,就是要根據(jù)市場(chǎng)需求,提供其適合公眾需求的特有的產(chǎn)品和服務(wù),制定其行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。
四、鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方案設(shè)計(jì)
《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》提出,到2020年,全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程要達(dá)到10萬(wàn)公里,主要繁忙干線實(shí)現(xiàn)客貨分線,復(fù)線率和電化率均達(dá)到50%,滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要,主要技術(shù)裝備達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。在分析基本前提和借鑒國(guó)外鐵路改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,從我國(guó)的國(guó)情和路情出發(fā),鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略方案可作如下描繪和勾勒。
(一)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略步驟選擇
1、實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸主業(yè)和輔業(yè)的分離
根據(jù)2005年底鐵道部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國(guó)鐵路現(xiàn)在職工人數(shù)有228.41萬(wàn),其中運(yùn)輸主業(yè)職工152.68萬(wàn)人,非運(yùn)輸主業(yè)職工隊(duì)伍較龐大,這是世界上其他國(guó)家的鐵路行業(yè)所沒(méi)有的現(xiàn)象。鐵路辦社會(huì),大而全,勢(shì)必制約鐵路運(yùn)輸主業(yè)的發(fā)展。鐵路系統(tǒng)中的社會(huì)公共部門(mén),如公檢法、醫(yī)院和學(xué)校等社會(huì)性、事業(yè)性單位應(yīng)剝離出鐵路系統(tǒng),這些單位可以說(shuō)都與鐵路運(yùn)輸沒(méi)有直接關(guān)系,長(zhǎng)期“捆綁”在一起將導(dǎo)致運(yùn)輸主業(yè)專業(yè)優(yōu)勢(shì)不突出,競(jìng)爭(zhēng)能力低下。
另外還應(yīng)剝離鐵路系統(tǒng)中的輔助產(chǎn)業(yè),即工業(yè)、建筑、工程、通信和物資五大公司和若干勘測(cè)設(shè)計(jì)院,還與國(guó)家郵電網(wǎng)并存的鐵路通信網(wǎng)等。機(jī)務(wù)段、車輛段、車務(wù)段和工務(wù)段等運(yùn)輸主業(yè)中的“多種經(jīng)營(yíng)”也應(yīng)被剔除。這些部門(mén)或多經(jīng)產(chǎn)業(yè)雖說(shuō)與鐵路運(yùn)輸相關(guān),但由于沒(méi)有實(shí)行分賬獨(dú)立核算,產(chǎn)業(yè)屬性不同,容易導(dǎo)致職責(zé)不清,扯皮推委。
2、對(duì)鐵路運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)行規(guī)范股份制改造
股份制是一百多年來(lái)被實(shí)踐證明為行之有效的資產(chǎn)組織形式,既可以迅速聚集社會(huì)資本,又可以完善公司法人治理結(jié)構(gòu)。鐵路行業(yè)在完成主輔業(yè)分離的前提下,選擇業(yè)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn),即盈利能力強(qiáng)、管理效率高的資產(chǎn),結(jié)合主干線、客運(yùn)專線和城際客運(yùn)鐵路等項(xiàng)目建設(shè),尋求境內(nèi)外投資者,進(jìn)行股份制改造,可實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。
3、通過(guò)上市融資
實(shí)行股份制改造的目的是拓寬融資渠道,解決鐵路建設(shè)資金主要依賴于鐵路建設(shè)基金的收取與國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行的長(zhǎng)期借貸而成的長(zhǎng)期性的極度短缺問(wèn)題。其它渠道資金的進(jìn)入為鐵路加快建設(shè)速度和更大程度擴(kuò)展規(guī)模注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力,更重要的是有助于幫助鐵路部門(mén)引進(jìn)新的經(jīng)營(yíng)管理理念、建立新機(jī)制。而其他渠道資金的籌集主要是通過(guò)公司上市來(lái)解決的。
相比客運(yùn)而言,貨運(yùn)業(yè)務(wù)彼此獨(dú)立性較強(qiáng),更容易把市場(chǎng)前景較好的優(yōu)良資產(chǎn)單獨(dú)剝離出去進(jìn)行公司化改制;而且,貨運(yùn)的國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)放程度高,可以更好地吸收地方政府、社會(huì)和國(guó)際投資。因此,應(yīng)按照先貨運(yùn)后客運(yùn)的次序推動(dòng)股份制改造成功的企業(yè)上市融資。
(二)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略措施選擇
1、積極通過(guò)多種方式籌集建設(shè)基金
在我國(guó),制約鐵路交通運(yùn)輸發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題是資金問(wèn)題。美國(guó)鐵路建設(shè)之所以能在1887年一年中鋪軌2萬(wàn)多公里,一個(gè)重要的原因就是擁有發(fā)達(dá)完善的資本市場(chǎng),可以迅速吸收國(guó)內(nèi)外的投資資金。我國(guó)的資本市場(chǎng)雖不發(fā)達(dá),但卻具備了吸收投資的有利條件。首先,我國(guó)大陸性地理特征條件,決定了鐵路還遠(yuǎn)未達(dá)到發(fā)展的極限且在綜合交通運(yùn)輸體系中具有不可替代性;其次,集裝箱、冷凍冷藏、行包快運(yùn)等具有高附加值的貨運(yùn)業(yè)務(wù)正在成為鐵路新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),經(jīng)過(guò)商業(yè)性開(kāi)發(fā)、建設(shè)和經(jīng)營(yíng)之后必將達(dá)到較高的投資收益率。在籌集資金的過(guò)程中,除了在國(guó)內(nèi)外金融市場(chǎng)上進(jìn)行股本融資這一方式外,可以選擇的方式還有直接債務(wù)融資、利用國(guó)際貸款以及融資租賃等。
2、明確政府的角色定位,積極轉(zhuǎn)變政府職能,推進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)規(guī)范制改革
在“政企分開(kāi)”的基礎(chǔ)上,還需要對(duì)鐵路運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)行規(guī)范的公司制改造,建立有效激勵(lì)、嚴(yán)格約束、責(zé)權(quán)利相統(tǒng)一的法人治理機(jī)構(gòu)。對(duì)于具備一定市場(chǎng)生存能力的改制企業(yè),可以直接改制為國(guó)有股占49%以下,民營(yíng)資本持股51%以上的非國(guó)有法人控股的法人實(shí)體;那些暫時(shí)生存能力還比較弱的改制企業(yè),可保持國(guó)有股占51%至75%的國(guó)有法人的控股地位,但仍應(yīng)強(qiáng)調(diào)產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立核算、面向市場(chǎng)、自負(fù)盈虧;實(shí)在無(wú)力經(jīng)營(yíng)的可以選擇破產(chǎn)清算或者出售。鐵路的政府主管部門(mén)的職能因而轉(zhuǎn)向宏觀管理和行業(yè)管理,不再干預(yù)鐵路運(yùn)輸企業(yè)具體的日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng),當(dāng)前的主要任務(wù)應(yīng)是:落實(shí)鐵路運(yùn)輸企業(yè)的市場(chǎng)主體地位,完善資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)責(zé)任制;實(shí)現(xiàn)政企分開(kāi)、社企分開(kāi)、事企分開(kāi)和減員增效,組建客運(yùn)公司及專業(yè)貨運(yùn)公司,為實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸專業(yè)化打下良好基礎(chǔ)。
3、積極推進(jìn)鐵路行業(yè)技術(shù)引進(jìn)開(kāi)發(fā),提高行業(yè)服務(wù)質(zhì)量
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的最終驅(qū)動(dòng)力是科學(xué)技術(shù),包括與之相適宜的管理技術(shù),員工和資金都因科學(xué)技術(shù)的光明前景而重新優(yōu)化組合,以實(shí)現(xiàn)更高水平的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力。這種技術(shù)效應(yīng)是不可阻擋也無(wú)法回避的時(shí)代潮流,可謂順之者盛,逆之者衰。我國(guó)鐵路系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近年來(lái)的技術(shù)引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā),鐵路技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用呈現(xiàn)出加速追趕的趨勢(shì)。當(dāng)前的工作重點(diǎn)是高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)及建設(shè);鐵路行車安全技術(shù)保障系統(tǒng)開(kāi)發(fā);重型優(yōu)質(zhì)鋼軌及新型軌枕制造;編組站自動(dòng)化、裝卸作業(yè)機(jī)械化及貨場(chǎng)設(shè)備制造;鐵路客貨運(yùn)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等。
為順利實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo),鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)干部和職工必須轉(zhuǎn)變工作是完成國(guó)家運(yùn)輸任務(wù)的思想,樹(shù)立鐵路運(yùn)輸行業(yè)具有服務(wù)性特別強(qiáng)、同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)性也特別強(qiáng)的觀念,此外還需要不斷的學(xué)習(xí)和演練來(lái)更新自己的服務(wù)知識(shí)和技能。為此需要在市場(chǎng)機(jī)制的引導(dǎo)下,對(duì)現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)干部和職工進(jìn)行全新的思想動(dòng)員和教育培訓(xùn),使之在新的工作環(huán)境下各司其職,保證社會(huì)的穩(wěn)定和發(fā)展。
4、注重和其他運(yùn)輸行業(yè)的協(xié)調(diào)配合,創(chuàng)建交通運(yùn)輸大領(lǐng)域的“共贏”格局
在我國(guó)五大運(yùn)輸行業(yè)之間不僅存在著資源和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng),而且還存在著因各自優(yōu)劣勢(shì)相異而需要協(xié)調(diào)配合的實(shí)際可能。因此就可能會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)局:惡性競(jìng)爭(zhēng)與良性競(jìng)爭(zhēng)。惡性競(jìng)爭(zhēng)是不突出和強(qiáng)化自己的運(yùn)輸專業(yè)優(yōu)勢(shì),不講究服務(wù)的質(zhì)量和方式,而是拼命壓低運(yùn)輸價(jià)格,大打價(jià)格戰(zhàn),最后落得個(gè)共敗共傷的結(jié)局,既浪費(fèi)了經(jīng)濟(jì)資源,又造成了社會(huì)效益的損失;良性競(jìng)爭(zhēng)與此剛好相反,五大運(yùn)輸行業(yè)堅(jiān)守各自的目標(biāo)市場(chǎng),運(yùn)輸價(jià)格不下降或略微上揚(yáng),在運(yùn)輸服務(wù)的質(zhì)量和方式上下足功夫,靠服務(wù)和技術(shù)創(chuàng)新來(lái)贏得市場(chǎng),這樣的競(jìng)爭(zhēng)方式不僅合理配置了經(jīng)濟(jì)資源,而且創(chuàng)造了越來(lái)越大的社會(huì)效益。
預(yù)計(jì)隨著市場(chǎng)發(fā)育得越來(lái)越完善,市場(chǎng)機(jī)制作用的越來(lái)越普遍和深入,交通運(yùn)輸領(lǐng)域的行業(yè)結(jié)構(gòu)將趨向發(fā)達(dá)完善,通過(guò)且只能通過(guò)良性競(jìng)爭(zhēng)而必然形成“共贏”格局。屆時(shí),處于獨(dú)立市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主體地位的鐵路運(yùn)輸行業(yè)將呈現(xiàn)在世人面前,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮其應(yīng)有的功能和作用。
結(jié)論
鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題既是一個(gè)嚴(yán)肅的實(shí)踐問(wèn)題,又是一個(gè)重大的理論課題。因?yàn)橥ㄟ^(guò)中國(guó)鐵路建設(shè)與發(fā)展的歷史回顧和中外鐵路行業(yè)的對(duì)比分析,很容易得出鐵路運(yùn)輸行業(yè)物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱的結(jié)論,發(fā)現(xiàn)存在著運(yùn)能短缺的問(wèn)題.而僅有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,問(wèn)題的關(guān)鍵是:鐵路運(yùn)輸行業(yè)如何在技術(shù)飛速進(jìn)步、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)代條件下確定自己的發(fā)展戰(zhàn)略以及如何實(shí)現(xiàn)自己的發(fā)展戰(zhàn)略。
鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究是個(gè)內(nèi)涵豐富、政策性和實(shí)踐都很強(qiáng)的課題。囿于篇幅和資料的限制和作者的學(xué)識(shí)水平,論文只是粗線條地對(duì)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略作了整體上的勾畫(huà)和描述,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有深入、細(xì)致和全面地揭示事物本身所蘊(yùn)含的特征和規(guī)律,因此論文的不足和缺陷在所難免,在此懇請(qǐng)各位專家、同行批評(píng)和指正。
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關(guān)鍵詞:變電站自動(dòng)化可編程控制器
1引言
地鐵的供電系統(tǒng)為地鐵運(yùn)營(yíng)提供電能。無(wú)論地鐵列車還是地鐵中的輔助設(shè)施都依賴電能。地鐵供電電源一般取自城市電網(wǎng),通過(guò)城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸送或變換,然后以適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí)供給地鐵各類設(shè)備。
地鐵全面采用變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì),由于變電站數(shù)量多、設(shè)備多,在加上其完善的綜合功能,信息交換量大,而且要求信息傳輸速度快和準(zhǔn)確無(wú)誤。在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要,是確保整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。
變電站自動(dòng)化系統(tǒng),經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展,已經(jīng)進(jìn)入了分散式控制系統(tǒng)時(shí)代。遙測(cè)、遙信、遙控命令執(zhí)行和繼電保護(hù)功能等均由現(xiàn)場(chǎng)單元部件獨(dú)立完成,并將這些信息通過(guò)通訊系統(tǒng)送至后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。變電站自動(dòng)化的綜合功能均由后臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。
將變電站中的微機(jī)保護(hù)、微機(jī)監(jiān)控等裝置通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)集成為一體化的自動(dòng)化系統(tǒng)。它取消了傳統(tǒng)的控制屏臺(tái)、表計(jì)等常規(guī)設(shè)備,因而節(jié)省了控制電纜,縮小了控制室面積。
2地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)組成
在本地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,采用分層分布式功能分割方案。系統(tǒng)縱向分三層,即變電站管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和間隔設(shè)備層。分層式設(shè)計(jì)有利于系統(tǒng)功能的劃分,結(jié)構(gòu)清晰明了。系統(tǒng)采用集中管理、分散布置的模式,各下位監(jiān)控單元安裝于各開(kāi)關(guān)柜內(nèi),上位監(jiān)控單元通過(guò)所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視控制。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)需要對(duì)35kV交流微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、直流1500kV牽引系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、380/220V監(jiān)測(cè)裝置、變壓器及整流器的溫控裝置、直流/交流電源屏等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。
由于可編程序控制器技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,已經(jīng)相當(dāng)成熟。其品種齊全,功能繁多,己被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)地鐵變電站自動(dòng)化的RTU功能,能夠很好地滿足“三遙”的要求。本系統(tǒng)采用了ModiconQuantum系列PLC,來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化的RTU功能。Quantum具有模塊化,可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu),用于工業(yè)和制造過(guò)程實(shí)時(shí)控制。對(duì)應(yīng)于變電站的電壓等級(jí)和點(diǎn)數(shù)的多少,可以選用大、中、小型不同容盈的PLC產(chǎn)品。
隨著當(dāng)?shù)乇Wo(hù)裝置功能的日益強(qiáng)大,可以通過(guò)與保護(hù)裝置的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控和遙信功能。一些特殊要求的情況下,采用DI,DO,AI模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控和遙信。使用PLC的DI模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙信、用PLC的DO模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控、用PLC的AI模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、用PLC的通信功來(lái)完成與微機(jī)保護(hù)單元的通訊。利用PLC的各種模塊可以很方便的實(shí)現(xiàn)“三遙”基本功能。
3地鐵變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
變電站管理單元內(nèi)的主監(jiān)控部分采用可編程控制器PLC。CPU模塊采用80586處理器,主頻66MHz,內(nèi)存2M,并配有存放數(shù)據(jù)、可調(diào)參數(shù)和軟件的RAM和FLASHMEMORY。能對(duì)CPU及I/O進(jìn)行自診斷。
電源模塊,采用冗余配置。電源采用冗余配置,系統(tǒng)輸人兩路直流電源,保證系統(tǒng)在1路電源失電時(shí),系統(tǒng)仍可無(wú)擾動(dòng)安全運(yùn)行,提高系統(tǒng)的可靠性。通訊模塊采用Modbus+通訊模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
間隔層的微機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)RS一485總線分成幾個(gè)組,連接到網(wǎng)橋的Modbus通訊口上,通過(guò)網(wǎng)橋收集數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)送到主監(jiān)控單元PLC。
系統(tǒng)的主監(jiān)控單元可通過(guò)可編程網(wǎng)橋編制不同的規(guī)約,滿足與不同智能設(shè)備之間的接口需要。MODBUS網(wǎng)橋NW-BM85C002MB+網(wǎng)橋/多路轉(zhuǎn)換器,每臺(tái)網(wǎng)橋具有4個(gè)通訊口與間隔層的智能設(shè)備通訊,網(wǎng)橋?qū)ODBUS協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)化,通過(guò)MB十網(wǎng)絡(luò)與PLC建立網(wǎng)絡(luò)通訊,同時(shí)在中央信號(hào)屏中還配有可編程網(wǎng)橋NW一BM85C485,通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)與PLC連接,每個(gè)可編程網(wǎng)橋具有四個(gè)通訊協(xié)議可編程的RS一485口,在本方案中對(duì)其中的兩個(gè)口進(jìn)行編程,使之通過(guò)IEC一60870-7-101與中央控制中心通訊。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊層向上通過(guò)可編程網(wǎng)橋的RS一422接口采用IEC60870-5-101國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約實(shí)現(xiàn)與控制中心通訊;向下網(wǎng)絡(luò)通訊層通過(guò)網(wǎng)橋RS-422接口MODBUS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約實(shí)現(xiàn)與主變電站內(nèi)的各開(kāi)關(guān)柜或保護(hù)屏內(nèi)的微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控單元等智能裝置通訊,滿足變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制、測(cè)量、保護(hù)的技術(shù)要求。通過(guò)網(wǎng)橋與智能設(shè)備及控制中心通訊,由網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換,降低PLC的CPU模塊負(fù)荷率,提高系統(tǒng)的可靠性。
配置液晶顯示器,用于變電所內(nèi)監(jiān)控、軟件維護(hù),設(shè)備調(diào)試,站控層操作等人機(jī)接口。帶有液晶顯示器實(shí)現(xiàn)站內(nèi)數(shù)據(jù)的顯示和控制。液晶顯示以漢字實(shí)時(shí)顯示所內(nèi)所有事故、預(yù)告信號(hào)、所內(nèi)各微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控單元的運(yùn)行狀態(tài)。事件變位的內(nèi)容、時(shí)間等。當(dāng)多個(gè)事故信號(hào)同時(shí)發(fā)生時(shí),液晶顯示報(bào)警裝置按新舊次序,在所內(nèi)時(shí)間分辨率的范圍內(nèi)依次顯示各種信息,并能存儲(chǔ)。操作員通過(guò)按鈕對(duì)顯示進(jìn)行選擇,必要時(shí)操作員可通過(guò)該組操作按鈕對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行所內(nèi)集中控制。
“就地一遠(yuǎn)方”控制切換裝置。為便于系統(tǒng)運(yùn)行的需要,在中央信號(hào)屏內(nèi)裝有“就地一遠(yuǎn)方”切換開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)就地控制和遠(yuǎn)方控制之間的方式切換和閉鎖。在變電站控制上,方便分層控制和管理。
系統(tǒng)的電源采用冗余配置,系統(tǒng)輸人兩路直流電源,保證系統(tǒng)在一路電源失電時(shí),系統(tǒng)仍可無(wú)擾動(dòng)安全運(yùn)行,提高系統(tǒng)的可靠性。
3.2開(kāi)放式、宜擴(kuò)展性設(shè)計(jì)
可以與滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約(profibus,spabus,modbus等)的其它公司相關(guān)的(IED)互聯(lián)進(jìn)行信息交換。充分考慮到變電站擴(kuò)建、改造等因素,間隔層設(shè)備基于模塊式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),可根據(jù)要求隨意配置,變電站層設(shè)備設(shè)置靈活。
網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)計(jì)考慮到工業(yè)以太網(wǎng)、CAN、422、modbus+等現(xiàn)場(chǎng)總線的接口設(shè)計(jì),能充分滿足大流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性和可靠性。
3.3軟件設(shè)計(jì)
PLC軟件方面,由于PLC以循環(huán)掃描和中斷兩種方式來(lái)執(zhí)行程序。為了完成所有RTU功能,PLC采用循環(huán)掃描方式,與各個(gè)間隔層保護(hù)單元進(jìn)行通訊。通過(guò)Modbus總線,讀取各個(gè)保護(hù)單元的遙測(cè)、遙信信息,同時(shí)通過(guò)總線通訊對(duì)各個(gè)智能保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)點(diǎn)操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)的遙控功能。本系統(tǒng)采用了Quantum系列PLC配套的con-cept編程軟件中的FBD方式,進(jìn)行了PLC的組態(tài),實(shí)現(xiàn)了變電站自動(dòng)化的三遙功能。
如圖2所示的遙控功能的組態(tài)。通過(guò)使用合適的功能塊的組合,可以實(shí)現(xiàn)你所要的功能。其中的功能塊有concept軟件的FFBlibarary提供的標(biāo)準(zhǔn)功能塊,也可以自己定義,自己獨(dú)特的功能塊。
遙信的實(shí)現(xiàn),有兩種方式。一種是通訊方式,當(dāng)變電站設(shè)備發(fā)生變位時(shí),通過(guò)PLC與智能保護(hù)裝置的通訊,讀取變位的信息到PLC中,并將其上送給控制中心。另一種為D工模塊方式,通過(guò)連接設(shè)備的位置繼電器,PLC的DI模塊能夠感知設(shè)備的變位信息。
遙測(cè)的實(shí)現(xiàn)也包含兩種方式。一種是通訊方式,PLC通過(guò)與智能保護(hù)裝置的通訊,實(shí)時(shí)獲取保護(hù)裝置采集的遙測(cè)量信息,相當(dāng)于由保護(hù)裝置完成現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的采集功能。另一種為AI模塊方式,由PLC自己來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)量采集,并將采集到的數(shù)據(jù)存放在RAM中。網(wǎng)橋?qū)AM中的遙測(cè)量信息,作為二級(jí)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)的與控制中心進(jìn)行通訊。
網(wǎng)橋中的報(bào)文接收分析程序分析控制中心傳來(lái)的報(bào)文,如果分析認(rèn)為其是遙控報(bào)文,對(duì)其進(jìn)行報(bào)文解析,將獲取的遙控對(duì)象信息寫(xiě)入PLC,由PLC程序與智能保護(hù)裝置通訊,來(lái)完成遙控功能。
3.4系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
變電站自動(dòng)化實(shí)施對(duì)變電站各種設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)采集,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的微機(jī)控制、監(jiān)視、邏輯閉鎖、微機(jī)測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)所間開(kāi)關(guān)聯(lián)跳功能。
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn):
(1)完善的自檢功能,除通過(guò)通信對(duì)各單元進(jìn)行監(jiān)控外,各單元中保護(hù)和監(jiān)控模塊都具有極強(qiáng)的自檢功能,同時(shí)二者相互監(jiān)視,一旦發(fā)生異常,及時(shí)報(bào)警,提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。
(2)開(kāi)關(guān)、刀閘狀態(tài)信息采用常開(kāi)及常閉雙位置接點(diǎn),通過(guò)軟件判斷其合法性。
(3)監(jiān)控系統(tǒng)采用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的RTU,各智能模塊采集的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線上傳到通訊控制器。
(4)取消了常規(guī)光字牌,采用計(jì)算機(jī)模擬光字牌,并按不同電壓等級(jí)的分層模式來(lái)顯示。
(5)簡(jiǎn)化防誤閉鎖設(shè)計(jì),重要設(shè)備之間用硬接線實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,綜合自動(dòng)化軟件具備軟件邏輯判別功能,但考慮到已有運(yùn)行和檢修經(jīng)驗(yàn),一般不在后臺(tái)軟件中進(jìn)行閉鎖。
(6)對(duì)暫態(tài)變位信號(hào),經(jīng)軟件處理,采用自保持方式,未經(jīng)人工確認(rèn)信號(hào)不會(huì)消失。
4結(jié)束語(yǔ)
在實(shí)際運(yùn)行中,網(wǎng)橋與控制中心的雙通道設(shè)計(jì),給運(yùn)營(yíng)和檢修帶來(lái)了很大的便利。因?yàn)槭擒浖詣?dòng)切換,克服了進(jìn)口系統(tǒng)手動(dòng)切換通道的缺點(diǎn),通道的狀態(tài)由軟件來(lái)判斷,大大提高了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的及時(shí)性。雙通道同時(shí)出現(xiàn)故障的概率并不是很高,實(shí)際運(yùn)營(yíng)中有在備用通道長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況,這樣就給檢修人員預(yù)留了充足的時(shí)間來(lái)檢查問(wèn)題。
PLC硬件由于應(yīng)用工業(yè)級(jí)可靠性設(shè)計(jì),因此實(shí)際運(yùn)行中非??煽?,絕少出現(xiàn)死機(jī)的情況,可靠性遠(yuǎn)高于采用windows操作系統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī),很好的滿足了供電監(jiān)控的要求。從交付使用到現(xiàn)在PLC還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)硬件故障,凸顯了PLC對(duì)地鐵的潮濕、高溫環(huán)境的適應(yīng)性。模塊化的設(shè)計(jì)也使的系統(tǒng)的檢修和更換更為便捷。
需要更改進(jìn)的方面,就是對(duì)通信的改進(jìn)。由于設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用光纖通訊模塊,各設(shè)備對(duì)由絕緣檢修和線纜破損竄進(jìn)來(lái)的高壓電,不能非常有效的隔離,會(huì)造成設(shè)備的高壓擊穿,造成不必要的損失,計(jì)劃在今后的設(shè)計(jì)中對(duì)于高電壓的隔離方面加以改進(jìn),就可以很好的避免這種問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞:管線綜合規(guī)劃 城市規(guī)劃 運(yùn)用
論文摘要:隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,城市中管線種類還會(huì)繼續(xù)增多?,F(xiàn)代城市日益重視利用地下空間,工程管線大都埋在地下。有些城市還有地下鐵道、地下街、各種地下建筑物和構(gòu)筑物等。所以城市管線的綜合規(guī)劃在城市中起著很重要的作用。
1 管線綜合規(guī)劃的分析
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,城市中管線種類還會(huì)繼續(xù)增多。現(xiàn)代城市日益重視利用地下空間,工程管線大都埋在地下。所以城市管線的綜合規(guī)劃在城市中起著很重要的作用。城市工程管線綜合規(guī)劃應(yīng)重視近期建設(shè)規(guī)劃,并應(yīng)考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。 城市工程管線綜合規(guī)劃應(yīng)結(jié)合城市的發(fā)展合理布置,充分利用城市地上、地下空間。城市工程管線綜合規(guī)劃應(yīng)與城市道路交通、城市居住區(qū)、城市環(huán)境、給水工程、排水工程、熱力工程、電力工程、燃?xì)夤こ?、電信工程、防洪工程、人防工程等專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。統(tǒng)籌安排城市建設(shè)地區(qū)各類工程管線的空間位置,綜合協(xié)調(diào)工程管線之間以及與城市其它各項(xiàng)工程之間的矛盾年進(jìn)行的規(guī)劃。城市工程管線規(guī)劃必須遵循科學(xué)合理,超前意識(shí)的原則,各類管線要統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合安排,執(zhí)行各專業(yè)布置技術(shù)規(guī)定。城市工程管線綜合所說(shuō)的各類工程管線系就是市政工程中的常規(guī)管線,即給水、排水、電力、電信、燃?xì)?、供熱等工程管線。條文中所謂統(tǒng)籌安排,主要就是采用城市統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)和標(biāo)高系統(tǒng),總體上安排各類工程管線的空間位置,以免發(fā)生互不銜接和混亂的現(xiàn)象。需要綜合協(xié)調(diào)能力,就是要綜合考慮地形、地質(zhì)條件、城市道路走向,相鄰工程管線平行時(shí)的水平距離和相互交叉時(shí)的垂直距離,工程管線與其他工程設(shè)施之間所要求的距離,城市設(shè)施的安全以及環(huán)境的美觀等要求,協(xié)調(diào)解決工程管線之間以及與城市其他各項(xiàng)工程之間的矛盾,使其各得其所,方便其工程的運(yùn)行。在確定城市管線的時(shí)候,要注意確定城市工程管線在地下敷設(shè)時(shí)的排列順序和工程管線問(wèn)的最小水平凈距、最小垂直凈距;確定城市工程管線在地下敷設(shè)時(shí)的最小覆土深度;確定城市工程管線在架空敷設(shè)時(shí)管線及桿線的平面位置及周圍建(構(gòu))筑物、道路、相鄰工程管線間的最小水平凈距和最小垂直凈距。同時(shí)由于城市給水、排水、供電、通訊、燃?xì)獾瘸鞘谢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的系統(tǒng)性很強(qiáng),涉及面很廣,迫切要求有全面系統(tǒng)的城市管線綜合規(guī)劃,來(lái)統(tǒng)籌安排好各專業(yè)管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè),協(xié)調(diào)好管線之間的矛盾,徹底解決城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中網(wǎng)路系統(tǒng)性差,管網(wǎng)間特別是交叉口管位矛盾突出,管線建設(shè)返工多,投資浪費(fèi)等問(wèn)題。一般在編制詳細(xì)規(guī)劃階段進(jìn)行,以各項(xiàng)管線工程的初步設(shè)計(jì)(或施工詳圖)資料為依據(jù)。內(nèi)容一般為編制工程管線設(shè)計(jì)綜合平面圖和管線交叉點(diǎn)標(biāo)高圖;修訂道路橫斷面上管線布置圖。綜合設(shè)計(jì)不但要確定各種工程管線的平面位置,而且要檢查它們的豎向標(biāo)高,解決各種管線在交叉處發(fā)生的矛盾。根據(jù)初步設(shè)計(jì)資料所作的綜合設(shè)計(jì),在每項(xiàng)管線工程完成施工詳圖后,須進(jìn)行核查。
2 管線綜合規(guī)劃在城市中的規(guī)劃
在城市中,城市管線的綜合規(guī)劃有著很大的作用,對(duì)于這方面,我們應(yīng)該從管線的設(shè)計(jì)上進(jìn)行考慮,主要的原則是:城市中的架空線路和地下管線一般都沿城市道路敷設(shè),并盡可能布置在綠帶、人行道和非機(jī)動(dòng)車道范圍內(nèi)。管線一般與道路的中心線平行;道路交叉口的管線交叉點(diǎn)越少越好;管線之間以及管線同建筑物、構(gòu)筑物、行道樹(shù)木之間要保持一定的水平距離,以滿足技術(shù)、衛(wèi)生和安全等要求。各種地下管線從建筑紅線向道路中心線方向平行布置的次序,在地下管線交叉時(shí),管線之間要有一定的垂直距離。如發(fā)生沖突,通常是擬建的管線避讓已建的管線;內(nèi)部有壓力的管線避讓重力自流的管線;小管線避讓大管線;易彎曲的管線避讓不易彎曲的管線;臨時(shí)性管線避讓永久性管線。在城市建設(shè)中應(yīng)盡可能先敷設(shè)地下管線,再鋪筑道路路面,盡量避免因敷設(shè)地下管線而開(kāi)挖路面。把城市的主要地下管線集中設(shè)置在地下管線廊道中,既可避免因各種管線的建設(shè)時(shí)間不同,反復(fù)開(kāi)挖路面,又便于檢修,減少占地。但建設(shè)費(fèi)用往往比較大。工程管線在道路下面的規(guī)劃位置宜相對(duì)固定。從道路紅線向道路中心線方向平行布置的次序,應(yīng)根據(jù)工程管線的性質(zhì)、埋設(shè)深度等確定。分支線少、埋設(shè)深、檢修周期短和可燃、易燃和損壞時(shí)對(duì)建筑物基礎(chǔ)安全有影響的工程管線應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物。轉(zhuǎn)貼于 布置次序宜為:電力電纜、電信電纜、燃?xì)馀錃?、給水配水、熱力干線、燃?xì)廨敋狻⒔o水輸水、雨水排水、污水排水。工程管線在庭院內(nèi)建筑線向外方向平行布置的次序,應(yīng)根據(jù)工程管線的性質(zhì)和埋設(shè)深度確定,其布置次序宜為:電力、電信、污水排水、燃?xì)狻⒔o水、熱力。當(dāng)燃?xì)夤芫€可在建筑物兩側(cè)中任一側(cè)引人均滿足要求時(shí),燃?xì)夤芫€應(yīng)布置在管線較少的一側(cè)。沿城市道路規(guī)劃的工程管線應(yīng)與道路中心線平行,其主干線應(yīng)靠近分支管線多的一側(cè),工程管線不宜從道路一側(cè)轉(zhuǎn)到另一側(cè)。工程管線干線綜合管溝的敷設(shè),應(yīng)設(shè)置在機(jī)動(dòng)車道下面,其覆土深度應(yīng)根據(jù)道路施工、行車荷載和綜合管溝的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及當(dāng)?shù)氐谋鶅錾疃鹊纫蛩鼐C合確定;敷設(shè)工程管線支線的綜合管溝,應(yīng)設(shè)置在人行道或非機(jī)動(dòng)車道下,其埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)綜合管溝的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及當(dāng)?shù)氐谋鶅錾疃鹊纫蛩鼐C合確定。城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)沿圍墻、河堤、建(構(gòu))筑物墻壁等不影響城市景觀地段架空敷設(shè)的工程管線應(yīng)與工程管線通過(guò)地段的城市詳細(xì)規(guī)劃相結(jié)合。沿城市道路架空敷設(shè)的工程管線,其位置應(yīng)根據(jù)規(guī)劃道路的橫斷面確定,并應(yīng)保障交通暢通、居民的安全以及工程管線的正常運(yùn)行。架空線線桿宜設(shè)置在人行道上距路緣石不大于1m的位置;有分車帶的道路,架空線線桿宜布置在分車帶內(nèi)。電力架空桿線與電信架空桿線宜分別架設(shè)在道路兩側(cè),且與同類地下電纜位于同側(cè)。對(duì)于同一性質(zhì)消工程管線宜合桿架設(shè)。架空熱力管線不應(yīng)與架空輸電線、電氣化鐵路的債電線交叉敷設(shè)。當(dāng)必須交叉時(shí),應(yīng)采取保護(hù)措施。在工程管線跨越河流時(shí),宜采用管道橋或利用交通橋梁進(jìn)行架設(shè),應(yīng)當(dāng)可燃、易燃工程管線不宜利用交通橋梁跨越河流。工程管線利用橋梁跨越河流時(shí),其規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)與橋梁設(shè)計(jì)相結(jié)合。
3 管線綜合規(guī)劃在城市規(guī)劃中的運(yùn)用
對(duì)于城市規(guī)劃中的管線的綜合規(guī)劃,首先就是道路豎向規(guī)劃,確定各道路交叉口的豎向標(biāo)高,為管線綜合規(guī)劃的提供基礎(chǔ)。 給水規(guī)劃 。需提供各道路下給水管道管徑,及現(xiàn)已鋪設(shè)的給水管過(guò)交叉口的平面位置、管徑及標(biāo)高。 排水規(guī)劃的時(shí)候要求能提供道路下污水管雨水管起點(diǎn)及交叉口標(biāo)高(包括管道交叉時(shí)各支管的標(biāo)高),現(xiàn)有管線需提供平面位置及過(guò)交叉口的管徑及標(biāo)高。電力方面的運(yùn)用中需要提供各條道路下電力電纜的孔數(shù)及過(guò)道路交叉口時(shí)采用鋼管或重型PVC管的管徑、豎向穿越空間,及現(xiàn)狀已鋪設(shè)的電力電纜過(guò)交叉口的平面位置及標(biāo)高。綜合通訊規(guī)劃 :規(guī)劃要求能提供各條道路下通信電纜管孔數(shù)、過(guò)道路交叉口時(shí)采用的鋼管及重型PVC管的管徑、豎向穿越空間及現(xiàn)狀已鋪設(shè)的通訊線路過(guò)交叉口的平面位置及標(biāo)高。燃?xì)庖?guī)劃 :需提供燃?xì)夤艿赖墓軓?、平面位置、?jīng)過(guò)交叉口的豎向標(biāo)高及各條道路上規(guī)劃的燃?xì)夤艿赖墓軓剑^(guò)交叉口的豎向要求。在編制管線綜合規(guī)劃前,需要有根據(jù)以上要求編制各專業(yè)規(guī)劃,只有在詳細(xì)的專業(yè)規(guī)劃基礎(chǔ)上才能編制管線綜合規(guī)劃。城市工程管線規(guī)劃必須遵循科學(xué)合理,超前意識(shí)的原則,各類管線要統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合安排,執(zhí)行各專業(yè)布置技術(shù)規(guī)定。才能方便城市的管道線路建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
[1]王璇;陳壽標(biāo);對(duì)綜合管溝規(guī)劃設(shè)計(jì)中若干問(wèn)題的思考[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2009年04期