发布时间:2023-09-18 17:19:35
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的电子的电势能样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
[关键词]:电子式 电能表 防窃电
随着科学技术的发展,电子式电能表逐渐替代了感应式机械电能表,而电子式电能表的窃电手段更加隐蔽,给查处带来了很大的难度。供电企业一方面要加强管理,加大宣传力度,完善相关法律法规,还要在技术上堵塞漏洞。
下面就窃电现象形成的特点和对策作简要分析。
1 窃电行为的类型
窃电行为的种类很多,主要有以下几种类型:由于表壳或电表箱的原因导致窃电者有机可乘而发生的窃电行为;磁场干扰的窃电行为;增加额外的导线、旁路部分电流的窃电行为;移动或移除电能表接线的窃电行为;增加额外的器件,如二极管、电容、电阻及其组合,改变电压回路的波形、相位,降低电压回路电压的窃电行为。
2 常规电子式电能表在防窃电方面的缺陷
在传统的电子式电能表设计中,由于以下几种原因,导致它们不能较完善的检测或处理窃电行为。仅使用进线端的电压和火线的进出端所流经的电流作为电能计量的依据;大多数没有使用很可靠的铅封;一些窃电方式很容易操作,但是很难检测,对于即使是非常简单的窃电行为也无能为力。
3 电子式电能表的防窃电功能研究
3.1表壳和电表箱的防窃电技术
表壳是对付窃电的第一道防线。这就要求电力系统的管理人员加强自身管理的同时,也要对使用的电能表提出要求:采用聚碳酸酯的表壳或者金属的表壳,电表有出厂铅封,把电能表表壳通过焊接胶合,要打开电表就必须损坏它,以此来对抗窃电行为。
使用特制的电表箱也能抑制一些窃电行为的发生。如铅封电表箱,尽量减小导线周围的间隙,增加旁路电流、反接电能表等窃电行为的难度。如果必要,还可以在电表箱内添加检测设备,以检测窃电者对电表箱箱门的非法打开。
3.2防磁场干扰窃电
永久磁场和电磁场都会影响电表的正常计量。窃电者在电表附近放置强磁磁铁或大线圈都能干扰电表的正确计量,达到窃电的目的。强磁磁铁还能使电源变换的变压器铁心饱和,导致电能表的工作直流电压降低或者消失。强磁磁铁靠近表壳将减小功率的测量值,甚至能将功率减小到0。由于磁铁的影响范围比较小,所以电流互感器在表壳内的位置对抵御磁铁的干扰是相当有帮助的。大线圈产生的电磁场会影响电能表中大多数的元器件,例如,锰铜电阻、电流互感器、核心的电子器件等。为防止磁场干扰,电能表内部元器件的位置及其安装位置是非常重要的。应把易受磁场影响的敏感器件尽量放置在贴近电能表背面的地方,因为通常窃电者很难从电能表背后干预电表的正确计量;应保持易受磁场影响的敏感器件远离电能表的顶部和两边,因为顶部和两边是容易粘附磁铁的地方。
磁屏蔽是一种非常有效的防止磁场干扰的做法,首先我们可以使用金属外壳的电流互感器,屏蔽磁场对它的影响。其次我们可以在表壳内衬薄层金属,以屏蔽整个电能表模块。但是这种做法将增大原材料、生产及安装的成本。
3.3防电流不平衡窃电
正常的电流不平衡体现为接地现象的存在,窃电时的电流不平衡包括任何的火线和零线的测量所得到的负载电流不相等的情况,这是由于窃电者旁路部分电流,导致电表的测量值小于真实值。窃电者可能用简单的短接进出电表的接线端,这种窃电行为比较容易实施。窃电者可以在几秒内移除短路线,所以很难查处这种窃电。
要检测电流的不平衡就不可避免增加电表的成本,必须要额外增加一个电流传感器,以实现零线的电流检测;由于隔离原因,可以在第一路的电流通道上选用低成本的锰铜电阻,但是另一路就必须使用成本相对较高的电流互感器。对于单相表,可以同时测量火线和零线的电流来检测电流是否不平衡。此外,还要求电能表的计量芯片具有两个独立的ADC来进行两个电流通道(火线、零线)和一个电压通道的采样,并自动比较两个电流通道的电流大小,实现电流不平衡时的检测和防窃电测量。
3.4防电流反向窃电
调换进出线或者利用变压器施加低压反向大电流是窃电者经常采取的窃电行为。窃电者企图让电表负计量,使汁量值向后退,这种窃电行为比接地或旁路电流的窃电行为更具侵害性。
电流反接时的防窃电,要求计量模块有自动检测电流反向功能,不需要任何的辅助元器件就能实现电流反向的检测。同时,可以给电能计量模块预置电流反向时的处理方式,如电流反向时取功率或电能的绝对值为测量值等等。
对于电流反接时的防窃电,有一点需要注意,当负载电流非常小的时候,可能会出现错误的电流反向警告。可以设定一个电流反向检测的最小电流极限,当小于这个最小电流极限时,关闭电流反向检测功能,防止错误的电流反向警告。
3.5防移除电压窃电
移除电压表现为移除电表接线中的一路,通常窃电者移除零线,使得电表没有电网电压的进入,导致电表不能正常计量或不能工作。对付这种窃电行为,可用一个低成本的电流互感器CT,从其余的连接电表导线中流经的电流上窃取很小的电能给电能表供电,使电能表实现防窃电测量。由于受到电能表成本、电能表表壳的尺寸以及电子元器件能够承受的最大电流等诸多因素的影响,选择从电流上窃电的CT是受限制的,因此能从电流上窃电给电能表供电的电能也受限制。当负载电流大于1A-2A时应能实现电能表的防窃电测量,而当负载电流很小时,能从电流上窃取的电能将不能胜任电能表供电,因此,需要采用低功耗计量芯片。
采用移除电压,CT供电进行防窃电测量时,测量的精度已难以保证。由于没有电压信号存在,功率因数和外部电压的测量已经不可能实现。一般可以使用额定电压,功率因数0.9~0.95作为估计值进行计量。此外窃电者还可能会附加电容、电感、电阻等器件及其组合来干扰对电压的正常检测,此时体现为低电压、低功率因素,窃电者通过这些附加的元器件来改变电压的特性进行窃电。对于这种窃电行为,应设定低电压、低功率因数的门槛,越限给出报警。
关键词:电能表; 制造工艺; 质量稳定性; 单板老化
中图分类号:
TN71034
文献标识码:A
文章编号:1004373X(2012)13
0176
02
收稿日期:20120221
0引言
电子元器件是组成电子产品的核心[1],电子元器件质量的高低和寿命的长短直接决定了包括电子式电能表在内的所有电子产品的使用寿命。另外,合理的工艺设计\[2\]和制造也是影响到产品质量的又一个重要因素。因此,为保证出厂后产品的使用质量可靠,必须在产品出厂前验证影响其质量稳定性\[3\]的因素。有些电表厂家做了整机通电老化,虽然这种方式可靠性好,但整机通电老化会使生产效率大打折扣,并且劳动量会增加很多。
近两年,随着电网改造的逐渐完成,电能表更新换代也在紧张进行中。面对这个巨大的市场需求,各个厂家都在为自己的生产能力不断扩展规模,引进先进的生产线,然而在不断提高生产能力的同时,也要考虑生产效率和生产成本。以下介绍低成本投入保证高效率的生产的单板老化方式[4]。
1老化对象
根据电能表产品的分类,被老化对象可以分为两大类:单相表和三相表。
1.1单相表
国内单相表使用电压统一为AC 220 V,因此可以实现老化电源的统一。因此要求电能表设计一致的电源输入接口,这样在电能表电路板单板被老化时,接口才能统一。
1.2三相表
三相表的设计相对单相表而言稍微复杂一些。一般情况下三相表要求功能较多,这样三相表就会由电源板和逻辑板组合而成,为了实现电源板和逻辑板生产互不干涉,可以采用两种单板分开单独老化。
由于产品的生产是根据用户实际需求而制作的,因此电源板也根据产品要求有AC 55.7 V,AC 100 V,AC 220 V和AC 380 V之分。逻辑板的设计也受到各地招标规约的限制电源输入接口不能完全一致,然而为了实现单板老化的便捷,要求逻辑板设计时需要一致的电源排列顺序。
2老化工装
单板老化架要实现操作便捷性、可维护性、使用安全性\[5\]等基本原则。架体组成可分为独立老化托盘、多层老化架体、表头显示箱等三大组成部分。
独立老化托盘根据单个托盘所能承载能力[6],设计不同尺寸。托盘根据尺寸大小设计多个老化工位,为防止单板在托盘上出现互相碰撞,需要再固定上防撞隔断。
多层老化架体根据单个老化架的承载能力、单层托盘间距要求、托盘大小等因素设计老化架体的尺寸,当然也要受到老化室[7]入口的限制。
表头显示箱是老化架体工作时需要显示各个输入电压值的指示箱,里面装载电压电流表头,实时显示电压电流值,对电源波动起到实时监控的作用。同时表头箱又承载电源开关的功能。
3老化方案
3.1单相表老化方案
由于单相表使用电源的统一性,其单板老化实现更方便一些,只需提供统一的电源接口,即可完成便捷的单板接线操作。老化是在通电时进行,因此单板老化架与老化托盘之间的连接也是比较关键的问题。这里建议采用暗线方式,老化托盘与架体之间采用弹簧卡子可靠接触方式实现。这样老化托盘在架体轨道上可以方便插拔,不受连接线的限制。单相表电源输出电路如图1所示。
3.2三相表电源板老化方案
由于三相表电源板存在多种电源输入规格,因此在老化架体取电后需要将其转化成多路输出的不同值电源电压[8],这些不同值的电源电压可以通过制作多路输出大功率交流隔离变压器来实现,同时这些经过隔离的电源电压对后端的安全也起到了很好的保护作用。三相表电源板输出电路如图2所示。
3.3三相表逻辑板老化方案
三相表逻辑板电源输入接口一般情况都是直流电源,因此需要做交流变直流的转换,根据逻辑板直流电源的需求配置不同型号的开关电源,通过断路器开关单独控制电源输出,同时输出电源通过数显表显示,每路电源输出加大过载的单向二极管[9],防止电源反串烧坏其他低输出电源,三相表逻辑极电路如图3所示。
4结语
本文论述了电子式电能表单板老化在生产中的实施方法,该方法设备投入小,电源转换便捷,能够很快见效。通电老化工艺符合国标老化规范[10]并结合实际生产合理安排工艺流程。其他电子产品的单板老化同样可以参照此模式进行适当更改。
参考文献
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作者简介:
何小辉男,1981年出生,河南许昌人,助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。
崔艳华女,1981年出生,河南许昌人,助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。
刘静然男,1967年出生,河南许昌人,工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。
项立卫男,1983年出生,河南许昌人,助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。
Abstract: With the rapid development of grid, distribution automation transformation of smart grid has become the general trend. It is not only effective in promoting the development of the electric power industry, but also has important significance for improving the efficiency of power grid operation. According to the distribution automation in smart grid research, firstly, the system structure and technical indicators are described, the development of distribution automation in the smart grid are reviewed, the relationship between smart grid and distribution automation system is analyzed, focusing on the modification including: master station, sub station renovation and transformation terminal transformation, and the transformation efficiency are analyzed.
关键词: 智能电网;配电自动化;自动化改造
Key words: intelligent power grid;power distribution automation;automation transformation
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)09-0026-02
1 配电自动化系统的结构及技术指标
根据配电系统的容量大小,可以将配电自动化系统分为三种不同的类型,分别是:大型配电自动化系统、中型配电自动化系统以及小型配电自动化系统。通常情况下,在选择配电自动化系统的类型时需要与实际的要求和目标以及将来的发展规模相结合,以经济性、可扩展性、安全稳定性等为基本原则,图1给出了典型的配电自动化系统层次结构图。其中,它最突出的优点在于:具有较好的灵活性,在建设的初期可以采用中型配电自动化系统的型式进行建设,并且装设相应的主站、子站以及终端等。当需要对配电系统进行扩展时,可以适当增加主站系统数量,同时将其中的一个主站作为中心站。按照层次结构的不同,可以将系统分为三个层次,其中,第二层以下的结构可以根据需要适当扩展。
在配电网中,自动化系统的地位是毋庸置疑的,因此,对其要求较高,相应的开关设备不仅要满足相关标准,同时还应该满足相应的管理系统运行要求。注:配电自动化系统的技术指标可参看相关的标准文件。
2 智能电网配电自动化的发展
在我国电网的发展中,智能电网配电自动化的发展经历了三个阶段,以下对其进行详细分析[1]。
2.1 配电系统开关设备的配合 在该阶段,主要配电设备还没有建立完善的计算机网络系统,也缺失通信网络。重合器等的使用会影响配电系统的功能,表现在:当系统中出现故障时,通过相应的配电开关设备的相互配合,配电系统可以实现故障区域的隔离以及维护,从而保证了对用户供电的正常以及稳定。在自动化开关设备的相互配合下,配电系统自动化具有十分积极的作用,但值得注意的是这种自动化也存在一定的局限性,主要体现在:在实现维护自动化的过程中,需要定期进行设备维护,同时这种维护缺乏安全和稳定的自动化特点。
2.2 配电通信网络 在该阶段中,最突出的特点是:应用了配电系统通信网络以及后台计算机网络;它对于配电系统的自动化功能而言是质的飞跃。在配电系统正常运行的情况下,后台计算机网络应用依然能够实现自动化控制,它在很大程度上保证了配电系统的安全运行。除此之外,应用通信网络还有助于配电系统的遥控维护等。
2.3 配电系统自动控制 在配电系统的自动控制阶段,主要是实现了相应的自动控制功能的添加;在计算机技术不断发展的背景下,在开关设备配合自动化和后台计算机网络应用的基础上实现的自动控制功能的添加。它不仅实现了配电系统正常运行的自动化,同时也实现了远程遥控的自动化。
3 配电自动化改造内容
作为一项系统而庞大的工程,配电网系统的自动化改造涉及到以下三个方面的内容[2]。
3.1 主站自动化系统改造 在主站系统中,主要包括三个子系统,分别为:①配电SCADA主站系统[3]。在该系统中,主前置服务器是RTu服务器中的一台;当这台服务器出现故障时,系统将会自动的为系统配置一台服务器替代出现故障的主前置服务器,从而有力的保证了系统的正常运行。这些功能都是通过nap来实现的。在子站服务器中,通过相应的交换机,可以实现将数据信号发送给主前置机服务器,这些数据信号通过dater进行接收,并相应的存入到本地,实现数据的实时共享。通过datsrv的接受,子前置服务器能够接受这些数据信息,实现实时数据的共享。②配电应用软件子系统DAS。通常情况下,当配电网自动化改造完成以后,为了满足系统的技术要求,需要进行系统故障恢复诊断功能的联机调试,即:配电网的自动化功能;在进行调试之前,需要保证相应条件的正确,包括:主站配置库已经完成、系统主站和子站之间的通信正常、FTU中相应的功能正常。③配电管理系统DMS。就配电系统来说,其最为主要的功能是:AM/FM/GIS功能。它有效结合了空间数据处理、计算机技术以及电力系统技术等,主要应用于对电力设备空间定位资料的分析和显示,同时也可以对相应的属性资料进行分析,属于数据库管理系统。其中,AM表示自动绘图系统,FM表示设备管理系统,GIS为地理信息系统;将三者结合起来就形成了DMS基本平台,并建立了相应的DMS数据库,它可以提供共享资料给子系统;分析其主要优点,包括:资料的冗余度更小,资料具有统一性,具有人性化操作界面。另外,应用GIS系统,电力系统得到了一种新的表达形式,具有直观的特点,空间管理能力更强。
3.2 子站自动化系统改造 配电网中很多设备需要监控,涉及到的范围较广,较难将监控设备直接联系配电主站,因此,需要中间级,即:配电子站系统。配电子站能够实现数据的采集和监控功能。另外传输到配电主站的通信处理器中的实时数据也能得到实时监控,这样一来不仅能够节省主干通道,对于配电自动化主站而言,还可以顺利继承自动化成果。
3.3 终端系统自动化改造 就城市配电网而言,其自动化终端的主要任务是:实现各类设备的实时监控,如:柱上开关、开闭所以及配电变压器等,它不仅要完成遥测、遥控和遥调的功能,同时还要完成故障的识别和控制,与主站和子站相配合实现对电网运行情况的检测和优化,对网络进行重构,隔离故障。在变电站的开闭所自动化终端中,采用的是光纤双以太网;而在柱上自动化终端中,则是采用R2485/232等无线方式,或者是采用光纤等接入到D25数据集中器中。这种配置有效结合了D25多功能电子装置,实现了配置的灵活化,十分适宜应用于未来可能大规模扩展的场合。在该系统中,按照相关的功能要求,其系统的改造方案有以下几种:①数据集中器。②开闭所自动化终端。③柱上自动化终端。
4 电网配电自动化可靠性及改造效益
作为一项高新技术工作,实现配电网的自动化运行不仅要注意到配电网点多面广的特点,同时也应该注意人员和线路的不稳定因素;此外,由于计算机的软件和硬件更新快,管理和维护配电网自动化的过程十分复杂。依靠众多的数字终端设备以及通讯网络的传输通道等,配电网自动化系统实现了对数据的统计、分析以及更新等功能。为了保证其稳定运行,需要定期进行科学合理的维护工作。具体而言包括:终端设备的运行及维护、通信光缆的运行及维护、计算机等硬件的运行及维护。
实现配电网自动化改造以后,电网的运行状态可以进行实时的监控,这就大大提高了电网调度的安全稳定性,可以有效防止由于信息传递不畅通而造成的盲调状态;另外,电网自动化运行的其他功能也得以实现,如;线路故障的自动化诊断、确定故障点的自动化隔离,故障区域供电的自动化恢复。经过电网的配电自动化改造以后,配电抢修的工作量得到了大大减轻,相应的反应速度也得到了大大提高。经过初步核算,经过配电自动化改造之后的区域,其平均故障停电时间减少了0.07h/户每年,供电的可考虑高达99.9%;社会经济效益都得到了极大的提高,另外,还由此培养出了一批专业素质高的电网维护人员,为全面实现坚强的智能电网打下坚实的基础。
5 结束语
本文阐述了配电自动化系统的结构和技术指标,分析了智能电网配电自动化的发展,重点对改造进行了研究,包括:主站改造、子站改造以及终端改造,最后对改造效率进行了分析。通过智能电网配电自动化的改造,电网的电能质量得到了提高,故障停电时间减少了,恢复速度也提高了,电网企业社会责任得到了落实。
参考文献:
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关键词:中职;电工电子;技能教学;有效方法
教学目标要求电工电子专业的学生必须要在生产实习教学的过程中来了解掌握专业技能和中级工应知应会标准,这些专业技能的掌握和中级工应知应会标准需要在三年内实现。近年来,以职业高中学生的具体实际为标准,我们在教学中把专业思想教育作为教学重点,讲究教学方法,使教学目标阶段化,同时努力激发学生在学习方面的兴趣,这些措施的实施都取得了良好的效果。
一、培养学习兴趣
搞好技能教学的基础条件就是兴趣,学生只有对技能训练有了兴趣,学生才能积极主动地去做。而教学要做的非常重要的工作就是实施各种办法来调动学生的学习兴趣和积极性,使被动转化为主动,使教学效果达到最优。比如在一次练习安装日光灯电路的课堂后,学生对学习技能非常热情,有的甚至还积极要求参加电工兴趣小组,那堂课的具体过程是这样的:一名同学在做通电实验的过程中,出现了中间不亮,灯管两头发红的现象,可是学生们都不知道这是什么原因造成的。我把学生们聚集在一起,了解到这种情况在日常生活中会经常遇到,好多学生在家里就经常遇到这种情况,但是问其原因没有人知道,于是,我把启辉器中的小电容拿去,当看到日光灯又重新亮起来的时候学生都非常兴奋。
二、改革教学技能
传统的教学模式一般是先进行理论知识的讲解,然后才是电工电子技能训练,这样的教学模式使技能训练和理论相互分离,从而导致学生不能及时对所学知识进行强化巩固,使理论知识与实践训练相互脱节。为此可以改革教学方法,变传统的教学模式为理论实践一体化,技能教学与理论教学同步进行,二者互相渗透互相融合,既节省了时间精力,也使学生热情高涨,这种方法在教学过程中得到了成功运用。比如电机控制中电动机按钮连锁控制正反转电路,工作原理分析难度很大,如果只是在课堂上讲授理论知识,一味地纸上谈兵,学生是很难真正理解的,是很难有一个感性认识的,但是在实验室里对学生进行演示,让学生直观地看到演示效果,紧接着再进行实践训练,学生便很快地掌握了工作方法和原理。
三、技能教学目标的阶段化
要以学生对知识和技能的实际掌握和理解程度为标准,特别是针对中职电工电子类专业的学生来说,可以在具体的教学过程中把整个教学目标阶段化来循序渐进地实现整体目标,一开始,让学生学习一些最基本、最简单仪器仪表及元器件的识别和掌握,以期达到学生能熟练和正确地使用仪器仪表对电路进行测试来判断电路是否正常工作。紧接着,对学生进行安装及检测实际电路的训练,使学生切实掌握仪器仪表检测的方式方法以及规范化操作需要注意的问题。接着,为了使学生的综合能力得到进一步的提高,可以通过设置故障的教学方法来锻炼学生的实践操作能力。最后,为了训练学生的实战能力,可以采用模拟考核的形式。
以上各个阶段有自己明确的目标,学生在学习的过程中,不仅使实习的难度大大降低,而且学生也有明确的目标来指导自己的行动。
四、课堂训练与实际问题相结合
针对学生对不断重复简单的操作兴趣淡然的问题,我们实行了在实习课中首先进行课题分析与讲解,然后再由具体的课题联系到经常出现在日常生活中的电路故障现象,来说明故障产生的原因和维修时要注意的问题的教学方法,这样就把课堂训练内容与实际问题融合起来了。比如在学习导线连接的基本功能时,许多同学对此没有兴趣,甚至会非常反感。鉴于这个问题,我们及时采取了措施,首先让学生运用所学的知识积极开展有关探寻故障产生的原因的讨论,分析是什么原因导致故障的产生,再由我们给出故障产生的原因:之所以会出现上述的情况是因为接点不稳固而导致接触不良、接触电阻增大,当电流流通后,就会产生上面的问题。这样的实际事例可进一步提高学生在日常生活解决家庭线路故障等实际问题的能力。
由于知识和经验有限,以上只是我在技能教学过程中的肤浅认识,希望能够在以后的教学中不断探索新的教学方法来提高教学效果。
参考文献:
关键词:电子表 机械表 电能表 性能 选用
0 引言
经常使用的电能表有两种:一种是感应式机械电能表,它是利用三个不同空间和相位的磁通建立起来的交变移进磁场,在这个磁场的作用下,转盘上产生了感应电流,根据楞次定律,这个感应电流使得转盘总是朝一个方向旋转。转盘的转动经蜗杆传递到计数器,累计转盘的转数,从而达到计量电能的目的。另一种是电子式电能表,它是利用电流和电压作用于固态电子器件而产生瓦时输出量的电能计量仪表。
1 电子表与机械表的缺点比较
1.1 机械表存在以下缺点:①使用的制动阻尼磁铁受温度影响较大,高温状态下容易失磁,使得表计走慢,给供电部门造成电能损失;②机械式电能表由于受磁场对称性和发热影响,容易发生潜动即空走;③感应式电能表在轻负荷运行时,往往出现过补偿现象。
1.2 电子表存在以下缺点:①生产技术有待于进一步提高;②价格较贵;③对外部环境要求较高等。
2 电子表与机械表的性能比较
2.1 线性动态范围与计量准确度:由于电子表的采样元件、A/D变换元件、放大电路等的线性好,使得电子表的线性动态范围较大,适应性很强。机械表的线性动态范围小,原因是非线性因素太多,当用电量变化很大时计量精度将受到很大影响。
2.2 灵敏度:电子表的电子线路本身灵敏度极高,可比机械表高一个数量级,而且可以长时间保持这种高灵敏度。机械表的机械摩擦阻力是原理性的问题目前无法克服,特别是在低转速时,机械摩擦力接近静态摩擦力,数值明显提高,因而计量漏洞将增大,长时间工作后尤其如此。
2.3 功耗:由于电子表采用的CMOS元件自身功耗很小,例如一只单相电子表的每月功耗约为0.3~0.5kWh,机械表的功耗每月0.8~1kWh。
2.4 防窃电效果:由于电子线路内部在设计上很容易实现对付各种窃电行为防范措施,因此电子表在防窃电功能上要比机械表强得多。
2.5 稳定性:电子表总体的稳定性很好,用户在安装前可以实现免调,工作中的调校周期也可以大大延长,从而节省了人工。机械表因采用机械转动方式工作,摩擦力不稳定,因此稳定性与电子表相比显得较差,经运输后准确度就可能超差,在安装之前必须重新调校。
2.6 精度:电子表电路中的A/D变换器的精度可达2-14以上,因此分辩力和精度很高,可以设计0.5级以上的高精度电能表。机械表由于采用磁路结构非线性失真大,一致性差,因此要采用各种补偿机构,采用补偿机构又降低了稳定性,也不利于生产使用中的调校。
3 感应式电能表突出的问题
感应式电能表已有100多年的历史,当前突出的问题是:
3.1 合格率低,超差严重。
3.2 偷窃电现象严重:感应式电能表由于电流、电压接线端子外露,很容易采用改接线或倒表手段进行偷窃电,这是包括我国在内的发展中国家普遍存在的严重问题。
3.3 抄表方式单一落后:感应式电能表采用的是人工登门手工抄表,随着电能表的数量增加,抄表、核算的工作量越来越大。
4 全电子式电能表的类型及其合理选用
全电子式电能表是通过对用户供电电压和电流实时采样,采用专用的电能表集成电路,对采样电压和电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出显示。
4.1 两种采样方式的全电子式电能表比较 当前电子式电能表对用户用电采样方式主要有两种形式。一种是用互感器采样,另一种为直接采样。采用互感器采样即利用电压互感器和电流互感器分别来采集用户的电压信号和电流信号;直接采样则是用热稳定性高的电阻分压网络来取得电压信号,而用电阻温度系数非常小的锰铜片进行电流直接采样。
4.2 电子式多费率电能 所谓多费率电能表也称复费率电能表或称之为分时计量电能表。它是根据每天用电的峰、平、谷的实际情况,分时段地进行计量,以作为分时电价结算的依据。
【关键词】电工电子四个方面 动手 应用能力 工厂教学法 教学效果 结论
【中图分类号】TG76 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2012)11-0259-01
电工电子是中职校机电类一个重要的专业,学生们普遍感到抽象难学,上课听得昏昏欲睡,下课记得一头雾水,联系实际不知如何下手。所以,改进教学方法,提高教学质量,培养应用型人才,一直是本专业教师不断探索的问题。通过教学实践证明,采用教、学、做、用的教学体系很有必要。四个方面不是孤立的,也不是平行的,作为一个实践胜较强的专业,重点在于应用,一切教学手段也应该为其服务,为达到这一目的就需要合理的构筑和规划。下面就从四个方面论述其内容要点及相互间的关系和衔接。
一、先说“教”。电工电子专业的课堂教学最怕的就是干巴巴的讲授,首先要从激发学生的学习兴趣着手,最好根据实际由师生共同确定教学过程,变灌输学习为主动吸收。根据调研,现阶段中职校的教学大多仍旧沿袭过去常用的以教师讲授知识为主的教学模式,强调理论知识体系的重要性和严谨性,忽视了这个专业学生逻辑和思维相对较弱的特点,说教式的教学会进一步加重学生的厌学情绪,导致师生关系不很融洽。
教授电学的基本知识,从一无所知,到基本明了,最终在理论上搞清其中的奥妙,是一个层面;另一个层面就是从理论到实际的过度,要避免从理论到理论的枯燥的重复,而是要教给学生最直观的感受,也就是物化的应用理论。比如:产品的设计方案,生产所需的材料,工作所必备的工具,制作的各个环节等等,这些都可以适时的搬上课堂。
这里所说的“教”的两个层面,缺一不可,纸上谈兵不行,只知其然不知其所以然也不行,把两者有机的联系起来,既要教会学生们明白为什么要这么干,更要教会怎样干。在教学中,应该加大理论联系实际的内容,与应用能力相关的知识要加大容量,概念性的,指导性较差的适当删减,把主要精力集中起来。
二、学和教是对立的,又是统一的整体。教什么是一方面,学什么又是一方面,教得好不好和学得会不会有着因果关系,后者却是关键,前者有着不可推卸的责任。我们往往感觉学生很笨,说了无数遍就是记不住,记住了一实际操作又忘了,经常抱怨学生学不好,很少从自己身上找原因。所以中职的课程设计很重要,理论必须掌握,这也是电工电子专业人才和技术工人的本质区别,也是为什么要学习的目的之一。实践经验更不能忽视,这关系到应用能力的培养和提高,关系到将来的就业能力。教师的职责就是让受教育者掌握其内在的变化规律,然后应用到实际工作中去,帮助学生不断的提高学习应用能力。
随着电子科学技术应用领域不断扩大和延伸,细分,社会全面实现现代化的需要,未来世界是电的世界,看一个国家是否发达,主要看其应用电的能力和水平。从现实来看,电工电子类专业所培养的学生与企业的需求还存在一定差距,受企业欢迎度不高。究其原因,这和中职电类专业课授课方式有很大的关系,更与学生的自我学习能力不强,继续深造的潜力不高有关。
三、做,就是动手去干,当今职业教育中越来越重视通过课堂教学来提高学生的行动能力。学生的动手能力是一种综合职业能力,也就是学习能力、社会适应能力和供职专业能力,是一种自我解决问题的能力。实践教学体系一个重要的设计就是在课堂教学中逐渐放弃了传统的学科体系教学的模式,因为它整体的学习内容被人为的分割了,我们追求的是,通过教与学来衔接“做”,达到整个体系结构的整体化,用实践检验理论学习的成果。
比如:明白了电路的原理仅仅是个开始,掌握了设计、连接的方法,就要运用所需材料做出符合标准的实物,不断的研究、修正、调试、提高。做到不但会说,而且会做,并且做得很好。在整个实践体系中,“做”应该有一定的时间保证和实践的场地。实践证明,电工电子专业的学生,受欢迎的不一定是学习考试最优秀的,而绝对是那些放那哪行,会干能干的,走进职场后其优势立即就能展现出来。
四、最后一个就是用,应用能力。前面做的多好,最终和应用脱节,也空洞无力,学习成绩再好也无济于事,关键看你会不会应用,能不能把所学的技术用到实际工作中去,实实在在的产生经济效益。
1、把应用能力的培养和提高贯穿于整个教学体系中,努力使学生能够独立的解决技术问题。学生可以是课堂的主角,学习中多采用自行策划、自主设计、自作的方法,交给学生一个项目,一个难题,形成一个真实的生产环境或操作流程。设定一个实质的工作任务,让学生通过分析明白工作任务是什么,怎么做,如何应用,达到一个什么效果。然后再凭借学到的理论知识和手中掌握的资料,结合应用制定方案,然后实施。
2、紧跟国际的趋势和潮流,不断的更新教学内容。在电工电子的教学体系中,应用很关键,教学内容的陈旧将导致学习结束,知识过时,专业淘汰,这很悲哀。这就需要随时跟进,与时俱进,不断的淘汰落后的,过时的,增加新颖的,先进的、甚至是超前的,站在科技的前沿,使教学更加适应国家经济建设的需要。
3、工厂教学法的使用。利用已有的平台,或者及时的建设场地,使学校教学和工厂生产无缝连接。当学生走出学校的那一刻,不但是个电工电子专业的毕业生,原则上说已经基本成了一个见习工程师。工厂教学法,使学校学习的后阶段和未来的职业生涯链接,走向社会后就会得心应手。
4、应用能力的推崇应该成为专业的导向。以往的电工电子专业的毕业生由于没有实际工作经验在职场中失去了竞争的优势,就是因为动手能力不足,应用能力更差,这是值得注意的。在教学中,可以实行在大量的实践中逐步弄清理论的根源,在实践中学习理论,也就是常说的:“在战争中学会战争。”
5、教学实践的组织实施。根据全体学生应用能力的普遍水平和个体特征,实行基本技能训练和特殊工种提升相结合的原则,将知识与技能的应用包含在整个工作中,将课堂教学活动延伸至整个实践活动中。跟据不同任务的特点,组合对应的技能训练和理论学习,提高学生分析问题与解决问题的能力。实践证明,组织的实施也是考验一个教师教学和学生管理能力的重要方面,做得好,就能很快的进入角色,使教与学达到完美的统一,对学生应用能力的培养和提高提供了保障。
关键词:电子电气;实践教学;创新能力;培养;实验
在进行高校学生电子电气实践性教学的过程中,实验教学是其最基本的方法之一,实验的目的就是为了能够让学生将所学的理论知识能够很好的运用起来,不断提高学生的动手能力以及相关的科学实验素质,提高学生创新能力的培养。目前对于高校来讲如何能够在实践教学环节不断完善教学体系,培养出满足社会发展的应用型人才是现如今的关键
一、电子电气实验教学的现状
随着社会的不断发展,经济科技的不断提升,社会对于应用型人才的需求逐渐增加,但是现在高校有关电子电气教学的现状还存在一些问题。
(一)传统的重视理论教学的教学模式
当前,很多高校还存在着传统的教学模式以及教学理念,重视理论性的教学而忽视了实践性的教学,在进行有关电子电气的教学过程中,往往是根据理论的辅助教学的手段,教学的内容主要是对课本上所学的知识来进行验证。实验课中,实验步骤以及内容都是根据老师来决定,学生进行实验的时候,往往是“复制”老师的动作,按部就班来进行实验来得到所谓的实验结果。在整个实验过程中,学生缺乏思考的环节,缺乏创新的环节,整个过程会让学生感觉到无聊,缺乏学习的主动性,学习的积极性不高。这种教学的方式对于学生创新能力的培养来讲是起不到作用的。
(二)教学内容单一,陈旧
高校老师在进行电子电气试验的授课过程中,跟每个学生所布置的实验内容是相同的,没有考虑到每个学生之间的差异。一些实验内容不能够充分调动动手能力强的学生的学习的积极性,对于一些动手能力比较弱的学生来讲实验的完成时十分困难的,严重影响学生的学习自信心。在很多的高校实验内容来讲,整个的实验内容是陈旧单一的,更新的速度比较慢,实验的性质大多都是验证性的实验,对于一些综合性的,创新性的实验比较少,有关的实验要求以及实验内容与市场需求严重过脱节。
(三)实验教师力量比较薄弱
在很多高校的教学力量分配中,理论课老师以及实验老师是分开的。理论老师一般很少进实验室,实验课主要由实验老师来教授,在一定程度上,造成了理论教学与实践教学的脱节。并且在实验课老师中,年轻的教师占据的比例比较多,经验不足。
二、电气电子实践教学改革的方向
基于现如今高校有关教学的现状以及社会所需要的人才的发展情况而言,对于电子电气实践教学的改革是刻不容缓的。
(一)改变传统的教学体系
对于高校电子电气专业在进行教学体系的改革中,必须要以加强学生自主学习能力,实践创新能力为目标。具体的改革内容包括将实验课程分为两部分:课内实验和课外实验,实验由不同的模块构成。在进行课内实验的时候,课内实验主要是包括基础性的实验,创新性的实验以及综合性的实验;课外的实验包括自主选择实验项目以及科研项目两种。在整个的实验内容中,必须要涵盖电力,电子,仿真以及控制等相关的技术,满足市场对于人才的需求。在培养学生的基本实验技能的基础上,需要不断的激发学生的兴趣,鼓励学生自主的寻求实验课题,不仅给学生相对自由的实验环境,还要鼓励学生有相对自由的实验思想。在教学的过程中,要循序渐进,难度逐渐增加,不断提高学生的动手能力以及实践创新能力。
(二)改变教学方法
1、授课式教学。这种教学方式主要是针对一些基础实验进行的,实验的目的是为了培养学生基本的实验技能以及实验分析方法。在进行授课的过程中,学生主要是根据老师讲解的实验原理与实验步骤来进行,学生按照实验内容自主进行连线,调试知道能够自主账务整个实验原理以及实验分析方法。在实验的过程中,遇到不懂的问题需要老师来进行分析。通过这些基础的实验,主要是培养学生及本地实验技能。2、引导式教学。现如今,灌输式的教学模式已经不能满足时展的需求,互动引导式的教学模式已经成为了教学改革发展的趋势。老师在进行实验教学的过程中,可以先向学生下达实验任务,然后引导式的帮助学生思考如何进行实验框架的搭建,积极鼓励学生小组之间对同一问题的讨论、,在讨论中寻找最合适的实验方法。在这过程中,鼓励学生自主思考,不断去尝试不一样的想法,不断的培养学生的动手能力以及创新能力。
(三)鼓励学生参加学科竞赛
在高校中,有很多参加电子设计大赛,智能车设计奥赛的机会,这些大赛的实行是为了不断的提高学校的素质教育,培养大学生的实践创新能力与基本能力。参加这些大赛,不仅仅有助于学生工程实践能力的培养,而且有助于学生对于实际问题解决的能力。鼓励学生参加这些学科竞赛,可以培养学生的科研创新技能和创造性的精神。
(四)提高实验教师的教学技能
高素质的教学力量对于学生素质的提高起着重要的作用,是保证整个教学质量的挂件,打破理论教师与实验教师的界限,理论教师可以与实验教师一起来进行学生实验的教学。相关的实验老师需要不断的学习,了解新技术,新方法,不断的提高自身的业务能力。
三、小结
随着社会的不断发展与进步,社会对于应用型人才的需求不断的增加,现如今高校对于应用型人才的培养还存在一定的缺陷。本文主要就现如今高校对于电气电子实验教学中存在的缺陷以及以后的发展方向做简要介绍,以培养有创新能力的人才,希望读者对其有简单的了解。
参考文献:
[1]周美丽,刘生春,贾培军.电工电子学教学改革的探索与实践——论四段式教学模式[J].价值工程,2011,(19).
[2]廖贵成.项目教学法在本科《电工学》课程实践教学中的应用[J].科技创新导报,2008,(28).
[关键词]:智能变电站;电子式互感器;应用
电力系统的不断升级,对于电力设备的要求也逐渐提高,设备的智能化、可靠性成为建设智能电力系统的主要问题。就互感器来说,过去在电力系统中使用常规的电磁式电流、电压互感器或者电容式电压互感器,随着整个系统电压的不断提高,再加上,互感器的绝缘结构复杂,导致互感器的工作效率降低,单位造价成本也随着上升。另外,过去的互感器还有磁饱和、动态范围小等缺陷,很难满足电力系统应用发展的要求。正是在这种情况下,电子式互感器出现了,相比过去的互感器,电子式互感器结构紧凑、体积小,具有很强的抗电磁干扰能力,在数字信号传输方面表现出了巨大的优势。特别是经电子互感器与建设智能变电站结合在一起,其在工程应用上的实践意义尤为突出,成为实现变电站智能化不可或缺的手段。随着电子式互感器技术的不断完善,其应用领域也不断扩大,特别是在智能变电站中的应用在实践中取得了显著的成果。[1]
一、智能变电站
国家电网新一阶段的改革不断深化,以统一规划、统一标准为原则,立足于企业自主创新的智能化电网已经成为改革的重点领域。具有明显信息化、自动化特点的智能化电网建设中,智能变电站技术是支撑整个电网系统的关键性技术。智能变电站作为构成智能电网的重要组成部分,设备的信息数字化、功能集成化和结构紧凑化是智能变电站发展的主要方向,实现对整个电网系统的高效化运行维护。智能变电站是先进可靠的智能设备,在信息数字化技术的要求下,自动实现信息采集、处理等基本功能的变电站,还可以根据实际需要对整个电力系统进行实时监控、自动检测以及分析决策等高级功能。智能变电站具有明显的信息一体化特征,是国家电力系统改革的重要组成部分,体现了信息集成一体化、标准化、互动化的特征。
智能化变电站对内部的电气设备进行全面的监控,保证实现资源的共享与相互操作的可行性,与传统的变电站不同的是,它不仅仅是对于信息仅有采集、传输、处理,还会将模拟信息转换为数字信息,并且上传到与之相适应的通信网络系统。智能变电技术是整个智能变电站的基础,智能变电站对变电站内部的自动化系统设备的智能化提出了新的要求,智能变电技术作为智能变电站的主要支撑,对整个变电站技术跨越和未来发展具有重要的指导作用。与数字化变电站相比,智能化变电站更具自动化,数字化变电站强调的整个过程的数字化,而智能变电站要求却要更进一步。智能变电站是在数字化变电站基础上,更具智能化,也就是设备智能化和高级智能化应用的综合。一般来说,智能变电站系统可以分为:过程层、间隔层和站控层,三个部分相互配合、相互影响,沟通实现变电站的智能化的管理。完善的智能变电站需要实现系统内部较高级的应用功能,包括设备状态检测、功能扩展以及智能操作系统。[2]
二、电子式互感器
互感器是电力系统保护控制、调度运行和经营管理的基础电力设备,互感器的发展经历了传感准确化和传输光纤化的阶段,现在进入到输出数字化时期。随着电力系统的数字化改革,互感器作为电力系统不可缺少的一部分,也需要进行数字化革新,电子互感器在传感准确化、传输光纤化和输出数字化趋势的引导下出现。电子传感器不但继承了传感器的主流趋势,在功能方面还有更大的突破,将电力系统内部存在的其他问题也考虑其中。电子互感器与传统互感器相比,不具备负载能力,这也是两者之间本质区别。智能变电站需要将电子式互感器应用其中,电子传感器是以数字传输为主要方式的,比过去传感系统的精确度更高,对于实现企业的数字化生产更具实用性。从专业的角度分析,电磁式电压互感器和电容互感器都在实际的工作中存在一些问题,包括绝缘性、设备故障隐患等。电子互感器技术的出现与广泛应用是互感器准确化、光纤化、数字化的必然趋势,在实践中也促进了互感器的不断改革,现在已经成为智能变电站的主要支撑技术。以数字传输为主要手段的电子式互感器在实际的应用中表现出了巨大的优势,很大程度的提高了测量的精度和可靠性。
传统的电磁式电流电压互感器在实践中存在较大的缺陷,已经不能满足计算机技术对信息数字化处理的需求,难以实现对整个电网系统的实时监控和在线分析,电力系统的自动化水平受到一定程度的阻碍,电力改革也受到一定程度的影响。电子式互感器的基本构成部分是传感元件和数据处理单元,两者共同协作对电压、电流进行监控和测量。电子式互感器具有较强的绝缘性、较高的准确性,能够满足变电站数字化、自动化、智能化的发展,是对传统互感器的技术升级。电子式互感器的应用领域广泛,特别是在电力监测、控制和尽量领域展现出了巨大的技术以及成本优势。电子式互感器与微机综合保护测量装置、户外高压真空断路器以及各种高压开关柜配套使用,这些都表现出了电子式互感器的巨大作用。综上所述,电子式互感器技术对于提高电力系统的自动化、数字化、智能化发展具有重要的作用,有利于改善我国电网的整体运行质量,随着其应用领域的不断扩大,还会带动相关行业的科技进步与创新。[3]
三、电子式互感器技术在智能变电站中的应用
电子式互感器是智能变电站的关键部分,电子式互感器技术是这个彻底性变革的重要环节,但绝不仅仅是将过去传统的变电站与电子式互感器简单的组合在一起。完备的智能变电站不仅仅需要成熟的电子互感器技术还需要将智能化、数字化的观念贯穿于整个变电站设计与运行的全过程。电子式互感器技术在智能变电站中的应用,有效的降低变电站的建设成本和维护成本,同时也减少了许多有毒物质的消耗。对于整个电网的运行效率和运行质量都有一定程度的改善,电力系统的安全性、可靠性以及自动化、智能化都有不同程度的提高。根据电子互感器不同的工作原理,可以分为有源式和无源式两类,两者的区别在于高压平台的传感头部分是否需要供电电源。两种电子式互感器的出现与应用,都大大减小了互感器的体积,这也是以后互感器的发展方向之一,并且电子式互感器的可靠性能也得到了提高,维护也变较方便。[4]
现阶段,电子化互感器在只能变电站中的应用还处于起步阶段,在实际的操作过程中还存在着一些问题需要研究解决。我国目前已经有应用电子式互感器成功建立的智能变电站,这给国内外的变电站智能化、自动化运行和管理具有重要的指导和借鉴意义。不仅提高了电力系统的运作效率和运行质量,信号的传输和处理也得到了相应的保护,加强了系统的可操作性和真实可靠性。另一方面,缩短了变电站的建设周期,降低了建设成本,设备的使用效率得到改善,智能变电站的寿命延长,总体成本降低。
参考资料:
1、丁宁,刘志雄,仲伟.电子式互感器在发电厂厂用电系统中的应用.科技创新. 2011(6)
2、李孟超,王允平,李献伟.只能变电站及技术特点分析.电力系统保护与控制.2010,38(18)