天津大学范文10篇

时间:2023-04-04 05:53:31

天津大学

天津大学范文篇1

论文结构要求

学位论文应采用汉语撰写;一般由十一部分组成,依次为:(1)封面,(2)扉页,(3)独创性声明,学位论文使用授权说明,(4)中文摘要,(5)英文摘要,(6)目录,(7)正文,(8)参考文献,(9)和参加科研情况说明,(10)附录,(11)致谢.各部分具体要求如下:

封面(采用天津大学统一印制的封面)

论文题目:应是整个论文总体内容的体现,要引人注目,力求简短,严格控制在

25字以内.

学科专业:以国务院学位委员会的学科专业目录中的二级学科为准.

指导教师:除工程硕士写两名指导教师外(含一名企业导师),其他一般只能写一名指导教师.

(2)扉页(见样例)

(3)独创性声明和论文使用授权说明:《独创性声明》和《学位论文版权使用授权书》里的"学位论文作者签名"和"导师签名"均不能为空,否则不提交校学位评定委员会讨论学位.

(见样例)

(4)中文摘要

中文摘要应将学位论文的内容要点简短明了地表达出来,约500~800字左右(限一页),字体为宋体小四号.内容应包括工作目的,研究方法,成果和结论.要突出本论文的创新点,语言力求精炼.为了便于文献检索,应在本页下方另起一行注明论文的关键词(3-7个).(见样例)

(5)英文摘要

内容应与中文摘要相同.字体为TimesNewRoman小四号.(见样例)

(6)目录

标题应简明扼要并标明页号.

(7)正文

硕士学位论文一般要求不少于3万字;博士学位论文一般不少于5万字.内容一般包括:国内外研究现状,理论分析,计算方法,实验装置和测试方法,实验结果分析与讨论,研究成果,结论及意义.

(8)参考文献

只列出作者直接阅读过,在正文中被引用过的文献资料.参考文献一律放在论文结束后,不得放在各章之后.

(9)和参加科研情况说明

指在学期间和参加科研情况.

(10)附录

内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导,辅助性数学工具,符号说明(含缩写),计算程序及说明等.

致谢

限一页.

2,论文书写要求

(1)语言表述

a.论文应层次分明,数据可靠,推理严谨,立论正确.论述必须简明扼要,重点突出,对同行专业人员已熟知的常识内容,尽量减少叙述.

b.论文中如出现一些非通用性的新名词,新术语或新概念,需立即做出解释.

(2)标题和层次

a.层次要清楚,标题要重点突出,简明扼要.

b.层次代号的格式如下:

第一章××××(居中)

1.1××××

1.1.1××××

(3)篇眉和页码

a.篇眉从第一章开始,采用宋体五号字居中书写.

第一章××××

b.页码从前言开始按阿拉伯数字(宋体6号)连续编排,居中书写.

(4)图,表,公式

图:a.要精选,简明,切忌与表及文字表述重复

b.图中的术语,符号,单位等应同文字表述一致.

c.图序及图名居中置于图的下方.

表:a.表中参数应标明量和单位的符号.

b.表序及表名置于表的上方.

公式:编号用括号括起写在右边行末,其间不加虚线.

图,表,公式等与正文之间要有一行的间距;文中的图,表,附注,公式一律采用

阿拉伯数字分章(或连续)编号.如:图2-5,表3-2,公式(5-1)等.若图或表中有

附注,采用英文小写字母顺序编号.

(5)参考文献

根据《中国高校自然科学学报编排规范》的要求书写参考文献,并按顺序编码制,即按中文引用的顺序将参考文献附于文末.作者只写到第三位,余者写"等".

几种主要参考文献著录表的格式为:

连续出版物:作者,文题,刊名,年,卷号(期号):起~止页码

专(译)著:作者,书名(译者),出版地:出版者,出版年,起~止页码

论文集:作者,文题,编者,文集名,出版地:出版者,出版年,起~止页码

学位论文:作者,文题,博士(或硕士学位论文),授予单位,授予年

专利:申请者,专利名,国名,专利文献种类,专利号,授权日期

技术标准:单位,技术标准代号,技术标准名称,出版地:出版者,出版日期

举例如下:

[1]王传昌,高分子化工的研究对象,天津大学学报,1997,53(3):1~7

[2]李明,物理学,北京:科学出版社,1977.58~62

[3]DupontB.BonemarrowtransplantationinsevercombinedimmunodeficiencywithanunrelatedMLCcompatibledonor.In:WhiteHJ,SmithR,eds.ProceedingsoftheThirdAnnualMeetingoftheInternationalSocietyforExperimentalHematology.HoustonInternationalSocietyforExperimentalHematology,1997.44~46

[4]王健,建筑物防火系统可靠性分析:[硕士学位论文],天津;天津大学,1997

[5]姚光起,一种氧化锆材料的制备方法,中国专利,891056088,1980-07-03

[6]中华人民共和国国家技术监督局,GB3100-3102,中华人民共和国国家标准,北京:中国标准出版社,1994-11-01

(6)量和单位

要严格执行GB3100—3102:93有关量和单位的规定(具体要求请参阅《常用量和单位》.计量出版社,1996);

单位名称的书写,可以采用国际通用符号,也可以用中文名称,但全文应统一,不要两种混用.

3,论文印刷要求

(1)封面

封面分为三种,一律采用天津大学统一印制的封面.(在天津大学第19教学楼复印站购买)

a.博士学位论文封面;

b.工程硕士论文封面;

c.硕士学位论文封面;

(2)论文字体,字号要求

大标题黑体小三号

一级标题黑体四号

二级标题黑体四号

三级标题黑体小四号

正文及参考文献宋体小四号

(3)段落及行间距要求

a.正文段落和标题一律取"固定行间距20pt".

b.按照标题的不同,分别采用不同的段后间距:

标题级别段后间距

大标题30-36pt

一级标题18-24pt

二级标题12-15pt

三级标题6-9pt

(4)参考文献的段后间距为30-36pt.参考文献正文取固定行距17pt,段前加间距3pt.注意不要在一篇参考文献段落的中间换页.

a)打印规格

纸张规格,尺寸(mm)

每页印刷版面尺寸(mm)

每行打印字数

每页打印行数

含篇眉,页码

A4(210*297)

146*240

32-34字

29-31行

注:根据论文的薄厚程度,自由选择单面或双面印刷.

b)样例附后.

天津大学研究生院

2002年5月

样例:

天津大学博士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注1:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体加

黑二号字,其余为宋体小四号字.

注2:学科专业一般是指二级学科.

样例:

天津大学工程硕士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体加黑二号字,其余为宋体四号字.

样例:

天津大学硕士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体

加黑二号字,其余为宋体四号字.

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意.

学位论文作者签名:签字日期:年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解天津大学有关保留,使用学位论文的规定.特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印,缩印或扫描等复制手段保存,汇编以供查阅和借阅.同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘.

(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)

学位论文作者签名:导师签名:

签字日期:年月日签字日期:年月日

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

一级学科

学科专业

作者姓名

指导教师

所在学院

年月

本人所在学院

年月日

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

图一论文封面书脊图二扉页

图一论文封面书脊图二扉页

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

领域

研究生

指导教师

企业导师

所在学院

年月

本人所在学院

年月日

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

图一论文封面书脊图二扉页

图一论文封面书脊图二扉页

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

专业

研究生

指导教师

所在学院

年月

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

图一论文封面书脊图二扉页

图一论文封面书脊图二扉页

学位论文是学位授予单位研究生培养质量的重要标志,是研究生本人在学期间从事科学研究的成果体现,是对研究生综合能力的考核,是研究生申请学位的主要依据.为保证我校研究生学位论文的质量,实现我校学位论文格式的规范化,特制定《天津大学关于博士,硕士学位论文统一格式的规定》.

论文结构要求

学位论文应采用汉语撰写;一般由十一部分组成,依次为:(1)封面,(2)扉页,(3)独创性声明,学位论文使用授权说明,(4)中文摘要,(5)英文摘要,(6)目录,(7)正文,(8)参考文献,(9)和参加科研情况说明,(10)附录,(11)致谢.各部分具体要求如下:

封面(采用天津大学统一印制的封面)

论文题目:应是整个论文总体内容的体现,要引人注目,力求简短,严格控制在

25字以内.

学科专业:以国务院学位委员会的学科专业目录中的二级学科为准.

指导教师:除工程硕士写两名指导教师外(含一名企业导师),其他一般只能写一名指导教师.

(2)扉页(见样例)

(3)独创性声明和论文使用授权说明:《独创性声明》和《学位论文版权使用授权书》里的"学位论文作者签名"和"导师签名"均不能为空,否则不提交校学位评定委员会讨论学位.

(见样例)

(4)中文摘要

中文摘要应将学位论文的内容要点简短明了地表达出来,约500~800字左右(限一页),字体为宋体小四号.内容应包括工作目的,研究方法,成果和结论.要突出本论文的创新点,语言力求精炼.为了便于文献检索,应在本页下方另起一行注明论文的关键词(3-7个).(见样例)

(5)英文摘要

内容应与中文摘要相同.字体为TimesNewRoman小四号.(见样例)

(6)目录

标题应简明扼要并标明页号.

(7)正文

硕士学位论文一般要求不少于3万字;博士学位论文一般不少于5万字.内容一般包括:国内外研究现状,理论分析,计算方法,实验装置和测试方法,实验结果分析与讨论,研究成果,结论及意义.

(8)参考文献

只列出作者直接阅读过,在正文中被引用过的文献资料.参考文献一律放在论文结束后,不得放在各章之后.

(9)和参加科研情况说明

指在学期间和参加科研情况.

(10)附录

内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导,辅助性数学工具,符号说明(含缩写),计算程序及说明等.

致谢

限一页.

2,论文书写要求

(1)语言表述

a.论文应层次分明,数据可靠,推理严谨,立论正确.论述必须简明扼要,重点突出,对同行专业人员已熟知的常识内容,尽量减少叙述.

b.论文中如出现一些非通用性的新名词,新术语或新概念,需立即做出解释.

(2)标题和层次

a.层次要清楚,标题要重点突出,简明扼要.

b.层次代号的格式如下:

第一章××××(居中)

1.1××××

1.1.1××××

(3)篇眉和页码

a.篇眉从第一章开始,采用宋体五号字居中书写.

第一章××××

b.页码从前言开始按阿拉伯数字(宋体6号)连续编排,居中书写.

(4)图,表,公式

图:a.要精选,简明,切忌与表及文字表述重复

b.图中的术语,符号,单位等应同文字表述一致.

c.图序及图名居中置于图的下方.

表:a.表中参数应标明量和单位的符号.

b.表序及表名置于表的上方.

公式:编号用括号括起写在右边行末,其间不加虚线.

图,表,公式等与正文之间要有一行的间距;文中的图,表,附注,公式一律采用

阿拉伯数字分章(或连续)编号.如:图2-5,表3-2,公式(5-1)等.若图或表中有

附注,采用英文小写字母顺序编号.

(5)参考文献

根据《中国高校自然科学学报编排规范》的要求书写参考文献,并按顺序编码制,即按中文引用的顺序将参考文献附于文末.作者只写到第三位,余者写"等".

几种主要参考文献著录表的格式为:

连续出版物:作者,文题,刊名,年,卷号(期号):起~止页码

专(译)著:作者,书名(译者),出版地:出版者,出版年,起~止页码

论文集:作者,文题,编者,文集名,出版地:出版者,出版年,起~止页码

学位论文:作者,文题,博士(或硕士学位论文),授予单位,授予年

专利:申请者,专利名,国名,专利文献种类,专利号,授权日期

技术标准:单位,技术标准代号,技术标准名称,出版地:出版者,出版日期

举例如下:

[1]王传昌,高分子化工的研究对象,天津大学学报,1997,53(3):1~7

[2]李明,物理学,北京:科学出版社,1977.58~62

[3]DupontB.BonemarrowtransplantationinsevercombinedimmunodeficiencywithanunrelatedMLCcompatibledonor.In:WhiteHJ,SmithR,eds.ProceedingsoftheThirdAnnualMeetingoftheInternationalSocietyforExperimentalHematology.HoustonInternationalSocietyforExperimentalHematology,1997.44~46

[4]王健,建筑物防火系统可靠性分析:[硕士学位论文],天津;天津大学,1997

[5]姚光起,一种氧化锆材料的制备方法,中国专利,891056088,1980-07-03

[6]中华人民共和国国家技术监督局,GB3100-3102,中华人民共和国国家标准,北京:中国标准出版社,1994-11-01

(6)量和单位

要严格执行GB3100—3102:93有关量和单位的规定(具体要求请参阅《常用量和单位》.计量出版社,1996);

单位名称的书写,可以采用国际通用符号,也可以用中文名称,但全文应统一,不要两种混用.

3,论文印刷要求

(1)封面

封面分为三种,一律采用天津大学统一印制的封面.(在天津大学第19教学楼复印站购买)

a.博士学位论文封面;

b.工程硕士论文封面;

c.硕士学位论文封面;

(2)论文字体,字号要求

大标题黑体小三号

一级标题黑体四号

二级标题黑体四号

三级标题黑体小四号

正文及参考文献宋体小四号

(3)段落及行间距要求

a.正文段落和标题一律取"固定行间距20pt".

b.按照标题的不同,分别采用不同的段后间距:

标题级别段后间距

大标题30-36pt

一级标题18-24pt

二级标题12-15pt

三级标题6-9pt

(4)参考文献的段后间距为30-36pt.参考文献正文取固定行距17pt,段前加间距3pt.注意不要在一篇参考文献段落的中间换页.

a)打印规格

纸张规格,尺寸(mm)

每页印刷版面尺寸(mm)

每行打印字数

每页打印行数

含篇眉,页码

A4(210*297)

146*240

32-34字

29-31行

注:根据论文的薄厚程度,自由选择单面或双面印刷.

b)样例附后.

天津大学研究生院

2002年5月

样例:

天津大学博士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注1:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体加

黑二号字,其余为宋体小四号字.

注2:学科专业一般是指二级学科.

样例:

天津大学工程硕士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体加黑二号字,其余为宋体四号字.

样例:

天津大学硕士学位论文格式

图三中文摘要图四英文摘要

注:"中文论文题目","英文论文题目","中文摘要","ABSTRACT"字体为宋体

加黑二号字,其余为宋体四号字.

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意.

学位论文作者签名:签字日期:年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解天津大学有关保留,使用学位论文的规定.特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印,缩印或扫描等复制手段保存,汇编以供查阅和借阅.同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘.

(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)

学位论文作者签名:导师签名:

签字日期:年月日签字日期:年月日

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

一级学科

学科专业

作者姓名

指导教师

所在学院

年月

本人所在学院

年月日

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

图一论文封面书脊图二扉页

图一论文封面书脊图二扉页

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

领域

研究生

指导教师

企业导师

所在学院

年月

本人所在学院

年月日

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

图一论文封面书脊图二扉页

图一论文封面书脊图二扉页

(统一印制)

中文论文题目

英文论文题目

专业

研究生

指导教师

所在学院

年月

年月日

ABSTRACT

Keywords:

Keywords:

中文摘要

关键词:

关键词:

中文论文题目姓名

天津大学范文篇2

天津市西汇能源技术开发公司按企业标准的要求,自2001年9月起指生产XH型蒸发式热分配表。

天津大学和天津市西汇能源技术开发公司遵照天津市人民政府供热办公室的有关规定,于2000年2月21日~3月22日的采暖期,在天津大学院士楼进行了XH型蒸发式热分配表集中供热计量现场试验。

一、蒸发式热分配表的测量原理

蒸发式热分配表是根据液体的蒸发原理制成的。蒸发式热分配表装有可蒸发液体的开口透明玻璃管,把它安装在散热器规定位置上,将感受到散热器的平均温度,使表管内液体蒸发。散热器平均温度高,持续时间长,表管内液体蒸发量越多;反

之,散热器平均温度低,持续时间短,表管内液体蒸发量就少。表管内液体蒸发量与散热器平均温度和持续时间成比例。采暖期中玻璃管中的液体蒸发量,即玻璃管中的液体的液面下降的高度,就表示该散热器向房间散出热量的多少。因此,它实际上是一种测量玻璃管中的液体温度对时间积分的装置。

在蒸发式热分配表上读出的数值是液体蒸发的刻度数,反映了散热器所散发的热量,但这个数值是一个无量纲的数值。它只表示各散热器的散热量间的比例值,也就是各散热器的散热量占热计量单元的总热量的相对比例值。这是计算各户散热器的散热量的依据,也是进行各户热费各户的依据。

通过各户蒸发式热分配表的读值和热计量单元的总热量,能够计算出各户散热器所实际散发的热量间的相对比例值或热费间的相对比例值。

二、XH型蒸发式热分配表的结构和功能

1.XH型蒸发式热分配表的结构

XH型蒸发式热分配表由导热板、表管、表罩、蒸发液及锁件等组成。

2.XH型蒸发式热分配表的功能

在集中供热系统中,建筑群、一幢楼或一个门栋作为一个热计量单元,在其热力入口处安装一块热量表,热用户的每组散热器上安装一块蒸发式热分配表,就组成热量计量系统。热量表计量热计量单元所有热用户的消耗总热量,蒸发式热分配表测量每个热用户每组散热器散发热量的比例。每个采暖季节开始时,记录每只蒸发式热分配表的初始数值;采暖季节结束后,记录每只蒸发式热分配表的终数值,其差值是表管内液体的蒸发量,即蒸发刻度值。所在经进行准确的消耗热量计算和公平的热费分摊计算,以帐单的形式,将采暖季的实际消耗热量及应付热费通知每个热用户。

三、XH型蒸发式热分配表应用

1.院士楼的建筑情况

院士楼位于天津大学内,最新建的高档院士住宅。院士楼为6层砖混结构,楼的建筑面积2520.0m2。天津大学院士楼设1个门,12套房,每套房供热面积185.0m2。

院士楼的热源是校集中供热锅炉房,供热设计供、回水温度是90/70℃。

向院士楼的输热管网为异程枝状管网,采用聚氯乙烯外套管的硬质聚氨酯泡沫塑料保温管道,直接埋地或架空敷设。

院士楼的供暖系统采用上供中回的形式,在散热器的进水管和出水管间加装跨越管,散热器进水支管上装设恒温阀,是单管带跨越管的顺流式系统。

院士楼的供暖系统采用铸铁TFD700-Ⅲ型散热器。散热器水平支管上装暖气恒温阀,可满足分室控制温度的要求,达到节能的目的。

2.蒸发式热分配表的热量测量系统

蒸发式热分配表的试验系统由院士楼热力入口的热量表和安装在每级散热器上的蒸发式热分配表组成,如图1所示。

热量表采用卡姆鲁的超声波式热量表,用来测量院士楼供热量。

蒸发式热分配表的安装如图2所示。

3.天津大学院士楼热量测试记录

(1)2001年2月21日~2001年3月22日间,卡姆鲁普的超声波工热量表对天津大学院士楼总供热量,

(2)蒸发式热分配表读数

在2001年2月21日8:00供暖前,对热分配表逐个进行检查,记下各蒸发式热分配表的初读值。在3月22日22:00时,记下各热分配表的终读值。各蒸发式热分配表读值是终读值与初读值的差值。院士楼的各蒸发式热分配表读值,

由上表看出,各户对应房间的蒸发式热分配表读值有所差异,说明相应的散热器所散发出的热量不同;而101、401南面卧室的读值较大为3.0,其它楼层南面东卧室的读值则为1.8~2.0,是由于散热器上安装的恒温阀调整的开度不同而致;101~601单元餐厅的散热器均关闭,因此其蒸发式热分配表读值都有0.00。

1|2

4.各户热费计算

各户用热量分配计算与热分配计算是一项政策性很强的工作,热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法如何,确定的补偿原则和修正方法是否合理,是否简单易行,直接影响到热费分摊的计算结果,关系到供热计量的顺利进行。

西欧各国的热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法均不同,我国的热费与热量分配计算中的补偿原则和修正方法还没有,更应当确定适合我国的热费与热量分配计算的补偿原则和修正方法。

根据供热服务中心提供的2001年2月21日~2001年3月22日间的天津大学院士楼总热费,面积费用分摊比例为60%,热量费分摊比例为40%。

对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对各户热费计算结果进行比较,见图3所示。

由图3看出,对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结果进行比较,其数值相差不大。

四、结论及建议

1.天津大学院士楼安装的XH蒸发式热分配表在2001年2月21日~2001年3月22日间的刻度数据可靠,运行稳定良好。

2.根据XH蒸发式热分配表的读值进行热量分配计算,该楼12户居民所消耗热量的总数与总热量相一致;根据热费分摊原理和计算方法,各户计算热费之和与总热费数值相同,计算准确,说明XH蒸发式热分配表能满足集中供热计量的要求。

3.各户热费计算结果与热量分配计算中的补偿原则和修正系数有关,因此其热费数值不同。应组织有关技术人员进行热量与热费分配的经济政策的研究,以确定符合中国的情况的补偿原则和修正系数,以便推广热计量的工作。

参考文献

1陆耀庆编,实用供热空调设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1994

天津大学范文篇3

关键词计量供热蒸发式热分配表热费修正

一、介绍

各城市集中供热普及率有很大提高,为提高城市人民生活水平,改善城市大气环境质量,能源利用率的提高发挥了重要的作用。对于天津大学来说,已经实现100%的集中供热。如何在实现了集中供热这种情况下,制定合理的收费模型式是值得探讨的问题。热计量方式和热计量装置的选择主要有热分配式和热量表式两种热计量方式。热分配式计量方式特别是采用蒸发式分配表进行计量,投资少,免维修并容易修正,(包括将系统沿程热损失由最终热用户承担),不需校正,但抄表和计算热费烦琐,不直观。热量表计量较为直观。但投资大、维修管理校正复杂。根据国情特别是节能效益选择经济合理的热计量装置是必须考虑的问题

为了检验我们自选研制的蒸发式热分配表是否达到欧盟标准EN835-1994,同时为了研究基于蒸发式热分配表的计量收费中遇到的技术经济问题。从2001年2月21日到3月22日的采暖期,在天津大学院士楼进行了自行研制的XH型蒸发式热分配表的集中供热计量现场试验。

二、散热器散热量的测量原理和蒸发式热分配表的测量原理

1.一个散热器的散热量一般可按下式求得:

(1)

式中:ρ热水的密度;CP定压比热;V热水的体积流量;(tv-tr)进水和回水的瞬时温差;Z加热的时间散热器传递给房间空气的热量我们可用下式求得:

(2)

式中:QN在水温为90℃,回水温度为70℃,房间温度为20℃时的散热器散热功率(由标准实验台根据标准对散热器进行检测所得到的散热功率,通常称它为标准功率)。

Δtm散热器中热水平均温度和房间空气温度之间的温差,n:散热器特性指数。

2.蒸发式热分配表的结构及测量原理

蒸发式热分配表由导热板、表管、表罩及蒸发液等组成。蒸发式热分配表属于辅助测量仪表,它不是精确表达物理量,只能用来提供相对的分配份额。蒸发式热分配表的测量本质是对安装在散热器表面一定高度上的热水温度作出反应,它是按照公式(2)来工作的。蒸发式热分配表的运行只与具有特征性的,对散热量起决定作用的散热器表面平均温度(或者说热媒在散热器中的平均温度)有关。未经处理的蒸发表读数只是被测散热器表面特征温度对时间积分的近似值。它所表示的只是一个与采暖散热器实际热耗或整个用户总热耗有关的、无量纲的相对值。

蒸发式热分配表是借助表外壳后背来接受散热器的导热的,通常是用螺丝或粘结剂将其同体现热媒平均温度的散热器表面处相连接。热媒向蒸发液体传热的实现是先由热水向散热器内壁,再由散热器外壁和蒸发表的外壳后背及蒸发液管外壁传向蒸发液体的。

未经处理的蒸发表读数只有经过与被测散热器标准散热功率QN有关的评价因子KQ和蒸发表与散热器表面的热接触特性评价因子KC等其它评价因子处理之后才能反映出被测散热器真正热消耗值的近似值或这个散热器在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘,其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。本次研究自行研制的XH型蒸发表采用统一刻度盘,其反映各组散热器散热在总热耗量中所占的比例。它的特点是:尽管各组散热器的片数或型号类型千差万别,但只要测量液体的工作温度和工作时间相同,所得的读数值利用评价因子KQ和KC进行换算处理后,最终得到实耗值。

我们将天大院士楼一幢楼作为一个热计量单位,在其热力入口处安装一块热量表,热用户的每组散热器上安装一块蒸发式热分配表,就组成热量计量系统。热量表计量单位所有热用户的消耗热量,蒸发式热分配表测量没个热用户每组散热器发热量的比例。每个采暖季节开始时,记录每只蒸发式热分配表的初始数值:采暖季节结束后,记录每只蒸发式热分配表的终数值,其差值是表管内液体的蒸发量,即蒸发刻度值。据此进行准确的消耗量计算和公平的热分摊计算,以帐单的形式,将采暖季的实际消耗热量及应付热费通知每个热用户。

三、现场试验基本情况

1.天津大学院士楼的供热系统情况

天津大学院士楼位于天学四季村内,是新建的高档院士住宅。天津大学院士楼为6层砖混结构,楼的建筑面积2520m2。天津大学院士楼设1个入口门,12套房,每套房建筑供热面积172m2。热源是校集中供热锅炉房,供热设计供、回水温度是90/70℃。天津大学院士楼的供暖系统采用上供中回的形式,在散热器的进水管和出水管间加装跨越管,散热器进水支管上装设Danfoss产RTD-G型恒温阀,是单管带跨越管的顺流式系统。散热器采用铸铁TFD700-Ⅲ型。

2.蒸发式热分配表的热量测量系统

蒸发式热分配表的试验系统由楼栋热力入口的热量表和安装在每组散热器上的蒸发式热分配表组成。热量表采用Honeywell产的UltraflowⅡ65-54型热量表,用来测量天津大学院士楼供热量。蒸发式热分配表的安装位置在欧盟标准EN-835中规定,应当选择那些在尽可能广的散热器工作范围内,尽可能准确的体现散热量与表读数的关系的地方。在通常情况下,这个位置在热媒刚好流经了其在散热器中总路径的四分之一的地方。对于垂直穿流的辐射散热器(片式、管式和板式散热器),热分配表的固定位置应位于散热器竖向中轴线上高度的66%~80%之间。由于考虑到热力调节阀的使用,安装位置选择TFD700-Ⅲ型散热器上75%的高度。如图1所示。

四、供热计量结果及各户用热量热费分摊计算

1.供热计量

2001年2月21~2001年3月22日间,天津大学院士楼总供热量37.8MWh。

在2001年2月21日8:00供暖前,对热分配表逐个进行检查,看是否有松动和位置偏差现象:记下各蒸发式热分配表的初读值。在2001年3月22日22:00,采暖季结束时,记下各热分配表的终读值。各计量读值是终读值与初读值的差值。根据各户蒸发式热分配表的读值,并对散热器进行功率修正,按热量分配计算方法,各用户热量计算结果,见表3。

2.用热量热费分摊计算

推广供热计量收费的难关不是"计量"而是"收费"计量。供热前应有一个合理的社会平均供热成本以确定合理的热价。分摊的理由如下:城市供热是由热源、热网、热用户(室内采暖系统)组成的封闭、复杂的循环系统。是根据最不利气象条件下的最大热负荷建设的。供热系统建成后,无论用户是否用热或用热多少,都要有固定投入的人力、物力、财进行运营、维修和管理。这部分费用是固定的,是计算面积热费的主要依据。供热系统在向用户供热时,除固定费用外还会消耗燃料电力,水和劳动力投入相应资金。这部分是变动费用,是计算计量热费的主要依据。合理确定面积热费,计量热费在总热价中的分摊比例十分重要。国外固定热费是总费用30%~60%。变动费用(计量热费)是热费的70%~40%。变动部分比例较大可以鼓励用户节能,但仍需保证定定的固定部分比例以保证供热企业的运行。

根据天津大学供热服务中心提供的2001年2月21日~2001年3月22日间的天津大学院士楼总热费为4158.00元,面积费用分摊比例本次研究定为60%,计量费用分摊比例为40%。

根据我国北方地区采暖的室外气象参数和建筑保温现状在同样条件下,不同楼层、朝向、位置的住宅所消耗的热量会有较大的差别。所以,在计算热费时根据楼层、朝向、位置进行修正是必要的。所以,我们分三种情况作了热费分摊计算:

(1)考虑朝向、位置、层数等修正,按上述热费分摊比例计算;

(2)考虑朝向、位置、层数等修正。按照我国暖通技术人员对房间热负荷影响因素的分析,确定相应的修正系数。其

中:

朝向修正系数北、东北、西北向:-30%;东、西向:-5%;东南、西南向:-15%

墙体修正系数双面外墙:-13%;层数修正系数中间层:0%;顶层:-35%;底层:-20%

(3)按照德国标准考虑朝向、位置、层数等修正,相应的修正系数为:

朝向修正系数南向:0%;东北、西北向:-20%;东南、西南向:-15%

层数修正系数中间层:0%;顶层:-10%;底层:-10%

对朝向、位置、层数等修正系数,按上述三种不同的处理方法,对各户热费计算结果进行比较,见图2所示。

图2:不同朝向,位置,层数修正后热费计算结果

由图2看出,对朝向、位置、层数用其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正、按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结晶进行比较,表明各户热费发生了变化,但其数值相差不大。

五、结论及建议

1.蒸发式热分配表在天津大学院士楼发行后的单跨越式供热系统中运行状况良好,证明单管跨越式顺流系统适合选用蒸发式热分配表作为热计量手段。

2.根据蒸发式热分配表在2001年2月21日~2001年3月22日间的读值进行热量分配计算,该楼12户居民所消耗热量的总数与总热量相一致。证明在室外温度较高,供水温度较低的情况下,通过对蒸发式热分配表蒸发刻度的修正,可以用于较低供水温度条件下。

3.各户热费计算结果与热量分摊计算中的分摊原则和修正系数有关。对朝向、位置、层数及其修正系数,按三种不同的处理方法,即不考虑修正,按我国暖通设计修正、按德国标准的修正,对天津大学院士楼各户热费计算结果进行比较,其数值相关不大。表明对于类似天津大学院士楼这种大户型高档住宅,由于面积较大,面积热费分摊比例大于50%时,面积分摊的热费较多;同时房间较多,房间各种朝向都有,会对计量分摊热费起到中和作用。此时朝向、位置、层数对总热费的影响较小。建议大户型高档住宅可以不附加朝向、位置、层数修正。但对于一般公寓式住宅(少于100m2),同时面积热费分摊比例小于50%时,必须考虑朝向、位置、层数修正。

参考文献:

天津大学范文篇4

关键词:天津大学仁爱学院;管理系;体育锻炼

现如今学生的身体素质普遍偏低,社会、学校和家庭对学生的身体素质都很担忧。学生只有有一个健康的身体才能适应社会发展的需要,有一个好的身体才能为学习、生活和将来工作上奠定良好的基础,才能够塑造一个国家所需要的合格人才。伴随着生活水平的提高,人们对身体健康有了进一步的认识,对学生的身体素质也越来越关注。

1研究对象与方法

1.1研究对象

天津大学仁爱学院管理系学生参与体育锻炼的情况。

1.2研究方法

1.2.1文献资料法。根据本研究的内容从中国知网上和其他途径查取大量相关资料文献,阅读相关的书籍及著作。了解学生参加体育锻炼的调查与研究,为本研究奠定基础,从而顺利完成相关研究。1.2.2问卷调查法。经过对大量资料的查阅,以及相关问卷的设计。根据本课题的研究内容和目的设计出符合本课题的问卷,并随机对天津大学仁爱学院管理系的学生进行问卷调查,其中发放了200份问卷,实际收回有190份,其中有效问卷185份,有效率为92%,径相关研究数据得出该问卷可用。1.2.3数理统计法。经过对回收问卷的检查与整理,把整理出来的数据结果输入电脑,运用SPSS23.0等计算机软件对数据进行分析与处理。1.2.4逻辑分析法。运用归纳法、演绎、综合等逻辑分析法,对影响学生参加体育锻炼的各种因素进行全方面的分析与探讨,论证有关结论并提出相应的对策和建议。

2结果与分析

2.1天津大学仁爱学院管理系学生参加体育锻炼的现状

2.1.1参加体育锻炼的态度体育态度。是指个体对体育活动所持有的认知评价、情感体验、行为意向的综合表现。每一位学生在参加体育锻炼的时候他们的认知能力、情感、意向都是不相同的。调查发现,其中有100名学生认为参加体育锻炼是非常重要的,有48名学生认为是重要的,有32名学生认为是一般,只有5名学生认为是不重要的。以上结果可以看出,现在的学生还是非常重视参加体育锻炼的,但目前学生的体质问题却是不容乐观,值得我们去深思。2.1.2参加体育锻炼的时间段。调查得知,早上5:00—8:00参加锻炼的人最多,有84人,占45%;其次是晚上17:00—21:00,参加锻炼的有44人,占24%;12:00—17:00参加锻炼的,有22人,占12%;8:00—12:00参加体育锻炼的每一个人运动的时间段不同,可能由于学校场地、学校组织的体育课或自己的生活习惯、时间安排等不同所造成的。2.1.3参加体育锻炼的主要方式。天津大学仁爱学院经与管理学部的学生参加体育锻炼的主要方式以跑步占的比重最大,有78人,占42%人;其次是球类运动,有66人,占36%;选择游泳的有35人,占19%;选择其他锻炼方式的有6人,占3%(如健美操、瑜伽等)。这种结果可能与学校的场地、器械、场馆或者是学校政策及学生参加体育锻炼的经费等原因造成的。2.1.4参加体育锻炼的主要目的。经调查发现,有74人,占42%的学生参加体育锻炼是为了锻炼身体;有38人,占22%的学生是为了消遣娱乐;有19人,占11%的学生是为了上课的需要而参加的体育锻炼;有44人,占25%学生出于其他原因参加的体育锻炼。从中可以发现,只有一小部分人是为了锻炼身体,大部分人是为了消磨时间和完成学校的任务而参与,并没有收到锻炼的结果,我们可想而知。2.1.5每次参加体育锻炼的时长。本调查“时长”是不包括体育课上的体育锻炼,指的是课下的锻炼(如一些俱乐部组织的体育活动、自主运动等)。通过数据我们发现,有许多学生参加体育锻炼时根本没有达到预期的结果,更何况其运动为:有30人(占16%)锻炼时间在10min以下;有83人(占45%)锻炼的时间在30min;锻炼外内在0.5~1h,有62人(占34%);有8人(占5%)的锻炼时长不定。学生参加体育锻炼的时长不一样,是由于每个人身体素质、可以利用的时间或场地等多种因素造成的。2.1.6参加体育锻炼的主要形式调查。发现,天津大学仁爱学院管理系大约有54%的学生所参加体育锻炼是由学校组织的体育课,大约有13%的学生参加体育锻炼是通过一些社团课,大约10%的学生是通过学习安排的方式偶来参加体育锻炼的,有13%的学生是自主的参加体育锻炼,大约有10%的学生是通过其他方式来参加体育锻炼。

2.2影响参加体育锻炼的因素分析

影响学生参加体育锻炼的因素主要有个人因素、社会因素。个人因素包括身体机能、心理因素等。社会因素中的学校、家长及政策等都会制约学生参加体育锻炼。马斯诺曾说过:一个人的锻炼行为起源于他对体育锻炼的需要,需要引发了锻炼动机,在一定情境条件下产生锻炼行为。2.2.1对体育知识的了解调查发现,有55%的学生对体育运动知识有了解,有33%的学生对体育运动知识有一点了解,有7%的学生对体育运动知识不了解。从中我们可以发现,学生虽然从小就接触体育,但并没有较好的体育知识基础,对体育锻炼的基本知识了解甚少。2.2.2对自身身体状况的了解经研究发现,约有45%的学生对自己的身体状况有了解,约有40%的学生对自己的身体状况略微有点了解,约有11%的学生根本就不知道自己的身体状况。从中我们不难发现,他们平时参加体育锻炼的情况。他们在没有对自身情况的了解下,谈何让其参加体育运动。学生一直以来就把体育锻炼理解错了,学生要有正确的运动方法,而不是随意去锻炼。由于从小没有正确对体育锻炼给予认识,没有更好地了解自己的能力,盲目地参加体育锻炼是存在危险性的。2.2.3学校对参加体育锻炼的支持有85%的学生认为学校是支持他们参加体育锻炼的,只有4%的人是感觉学校没有支持他们参加体育锻炼。没有感觉支持的可能与他们所参加的运动项目、锻炼方式不同及学校组织的锻炼方式有关。其实,学校对学生参加体育锻炼非常重视,随着教学制度的改革、政策的颁布学生,参加体育锻炼得到了基本保障。

2.3体育锻炼对学生成长的影响

通过调查分析得出,体育锻炼对学生心理承受能力、社交能力都有一定的提高,长期坚持体育锻炼能提高锻炼者的意志品质,消除不良情绪,增强对外界事物的承受能力。长期坚持体育锻炼能使人的性格变得开朗、交际能力得到提高。

3结论与建议

3.1结论

3.1.1天津大学仁爱学院管理系的学生参加体育锻炼的动机比较明确,态度积极,对参加体育锻炼都非常的重视。大部分学生是想通过体育锻炼来增强体质、健全体魄、提高自我吃苦耐劳的品质。但有一小部分的人对体育锻炼不太感兴趣,对体育锻炼持有怀疑和不认可的态度。3.1.2天津大学仁爱学院管理系的学生对自身参加体育锻炼的了解程度还有待提高,只有一半的学生了解自己参加体育锻炼的目的,其他人不了解或者了解不够。3.1.3学校的宣传工作做得不到位,即使做了可并没有实际的效果。缺乏科学的指导,没有从根本上做起。只是治标不治本的一种形式主义。理论上是促使了学生参加体育锻炼活动,但实际上并没有取得的理想效果。

3.2建议

3.2.1健全学校体育教学制度,从各方面激发学生参加体育锻炼的兴趣及爱好,掌握科学的体育理论,培育他们终身体育的意识,促进他们运动锻炼的能力。我们应充分发展学生的体育个性,在体育教学过程中不断创新,使其适应学生的需要。重视学生的无意注意的培养,教授的知识要与学生的需要相结合。学校要多组织一些与体育相关的活动来号召学生踊跃参加,还可以参加一些社会组织的体育活动,使学生养成良好的锻炼习惯,使其终身受益。

3.2.2我们要坚持以学生为主体,在教学中区别对待,建立规范的体育锻炼制度,运用合理的锻炼手段来激发学生对体育锻炼的兴趣。我国是从小就开展德、智、体、美、劳全面教育的国家,可是体育并没有得到高度的重视,因而使学生的身体素质整体下降。尽管有些部门采取了相应措施,可实施的效果并不理想。我们要从细节抓起,要切合实际的开展,要杜绝为了应付而应付,要根据学生的基本状况来制定相关制度。

作者:昝新 单位:天津大学仁爱学院体育教学部

参考文献:

[1]刘洪俊.天津市普通高校学生课外体育锻炼现状的调查研究[D].天津:天津体育学院,2010.

[2]董宇.浅谈影响学生参加体育锻炼的因素[J].教书育人,2010(9):50-51.

[3]宋建洪,李小蓉.对四川大学女学生参加体育锻炼动机的调查、分析[J].西南民族学院学报:哲学社会科学版,2002(S2):317-319.

[4]李善华,付怡虹.构建学生参加体育锻炼的激励机制[J].体育科技,2007(3):13-17.

[5]马越.安徽省学生余暇体育现状与调查研究[D].芜湖:安徽工程大学,2012.

[6]史友国.安徽省学生体育锻炼动机与行为的调查与分析[J].赤峰学院学报:自然科学版,2012(21):173-175.

天津大学范文篇5

(一)项目建设的必要性

近年来,我国大部分油田已进入注水开发的中后期,开发深度和难度与日俱增,油田供液能力明显不足,虽然对采油设备采取了多种技术措施,但机械采油设备仍占据主导地位.据统计,我国目前机械采油井的数量占油井总数的90%以上,其中由抽油机组成的抽油设备的抽油井占80%左右,采油量占总产量的75%以上.

为了提高稠油井的产量和油藏的开采效率,需要采用"小泵探抽"和"大泵提液"采油工艺,这样就要求采油设备必须具有长冲程和大载荷的特点.实践表明,游梁式抽油机尽管是使用制造经验较为成熟的机型,是现有有杆抽油设备的主力,但是把其发展成为长冲程大载荷抽油机的困难较大,而无游梁抽油机在这方面具有较大的优越性.在无游梁式抽油机中,液压抽油机具有传能密集可使整机结构紧凑,重量轻,适应井况范围广,冲程长度和冲程次数的调节方便等特点.因此,液压抽油机在我国可望会得到较快发展,并会在今后几年内出现几种不同形式的液压抽油机用于油田的采油作业.针对我国海洋油田及陆地油田的开发实际,尤其针对我国西部油田开发前景,液压抽油机的开发与应用前景是相当广阔的,也是势在必行的.

(二)资源现状,问题与需求分析

1,国际现状及发展趋势

当前,石油钻采装备制造业处在发展的黄金时期.主要是全球经济增长刺激能源的巨大需求,高油价的到来促使石油设备制造产业的快速发展.近年来,我国通过贸易销售和施工队伍带到国外的石油石化设备逐年增加,"中国制造"有了一定信誉.

世界上生产原油的国家特别是石油输出国,大多数不具有石油装备的制造能力.如中东,南美等一些产油国,一直从国际市场采购.同时,尽管美国一直是石油装备国际市场的主要占有者,但西方国家的石油装备价格很高,一些发展中的产油国在寻找替代的货源,一些西方的石油公司为了降低成本也在寻找替代的货源.在总体质量,技术水平与国际水平基本相当的情况下,我国的石油装备则在价格上具有优势,一些用量较大的设备如井口装置,抽油机,石油管材等,国际市场份额不断扩大.

①现状

A,产品

抽油机至今是采油设备中最常用的设备,在世界上约占机械采油的80%以上.美国Lufkin公司是最有名的抽油机制造公司,世界上最大载荷的抽油机是该公司生产的A系列前置式气平衡抽油机,最大载荷为194kN.抽油机一般寿命在15年以上.Lufkin公司早期曾生产过一台配有2(1/2)〃涡轮涡杆减速器的小型抽油机,自从1921年安装使用直到1996年已经连续运转75年之久,累计运转时间为470000小时,目前还可使用,是世界上最长寿命的抽油机.法国Mape公司生产的H系列液压驱动长冲程抽油机最大载荷为199kN.

B,生产工艺

在国外,抽油机的生产已经基本上被几家大的机械制造公司所垄断,如美国最早,最大的抽油机制造公司拉夫金(Lufkin)公司,原苏联最大的抽油机生产基地阿塞拜疆石油机械制造集团.这些企业生产规模大,采用先进的部件优化技术,将抽油机系统按功能分解成若干模块,按照标准化,通用化,系列化的方式组织生产,企业的设计,制造及管理水平较高.以较少的生产模块,最大限度地满足不同用户多种类型,规格抽油机的需要,给企业带来了较高的经济效益.根据美国拉夫金公司的产品样本,他们所生产的79种型号的抽油机由十类近100种模块组合而成,其生产的零部件具有高度的通用性,也较彻底地解决了零部件的通用和互换问题.由于采用模块化设计方法,既满足了多品种,小批量的市场需求,又解决了企业规模化问题,产品质量也有了保证.

②发展趋势

近年国外采油(气)设备的发展趋势是向大排量,大功率,耐高温,耐高压方向发展;向自动化,智能化和遥控监测方向发展;向具有保护,报警,优化记录及显示功能方向发展;向采油工艺多适应性发展,即能适应含水,含气,含沙,含石腊,稠油和低渗透油藏的采油需要,又能满足定向井,水平井和深井采油工艺的需要.

陆地的机械采油系统,将着重发展游梁式抽油机,以适应长冲程,低冲次,低成本,节约能源,维修次数少,占地面积小,长寿命等的需要.无游梁式抽油机,储能型液压抽油机将得到发展.适应采稠油的,深油井的螺杆式抽油机,数控,自动化,智能型抽油机也将得到发展.

2,国内资源的数量,质量与分布情况

液压传动是现代工业必不可少的能量密集型传动方式,它可以最大限度地减小设备体积和重量,以液压传动技术为特征的液压抽油机可以最大限度地发挥油井产能和延长地面及井下设备的使用寿命,具有很好的采油经济性,尤其是针对稠油开采和油田的后期开发液压抽油机则更具魅力.目前,在国外液压抽油机已发展到了一个较高的技术水平,形成一系列性能优良的抽油机产品,并得到了油田生产的广泛应用;在国内由于液压元件制造水平的制约,液压抽油机的发展比较迟缓,但随着我国液压技术和机电一体化技术的迅速发展,相信在今后一个时期以机电液一体化技术为特征的液压抽油机会得到较快的发展.

我国尽管液压抽油机的研究起步较晚,但其发展却是非常迅速的,至目前不仅出现了一些结构性能均具特色的液压抽油机结构方案,而且也出现了少量液压抽油机产品样机.针对我国液压抽油机的发展状况.

①吉林工业大学研制的YCJ-II型液压抽油机.YCJ-II型液压抽油机是典型的"液压泵—液压缸"结构方案,它主要由提升装置,传力装置,导向装置,换向装置及机架组成它的提升装置主要由一个主油缸和两个平衡油缸所组成;它的传力装置主要由传力板,调节轮及悬绳器所组成;它的导向装置主要由导轨和导向轮所组成;它的换向装置主要由无触点行程开关和电液换向阀等组成该机工作参数为:悬点载荷157KN,最大冲程长度5m,总程次数3—5/min,配备电机功率45KW.该机在1987年11月完成了厂内台架试验,1989年12月末开始在辽河油田进行了油田应性试验;试验表明,该机的液压和电气了系统是可行的,在北方冬季野外可连续运行,与常规抽油机相比可节能25%—33%,并具有结构简单等特点,但是该机在工业性试验中也暴露出了一些问题,还有待作进一步的改进同时,与国外抽油机相比,还具有以下不足之处:首先该机所采取的安全保护措施还有欠缺,达不到油田对抽油机高可靠性的要求;其次先进的机电液一体化技术的应用还很不够等等.

②兰州石油机械研究所研制的YCJ12—10—250(I型液压抽油机),YCJ12—10—2500型滚筒式液压抽油机是典型的"液压泵—液压马达"结构方案.该机采有组块拼装式结构,全机分成液压组块,绞车组块和支架组块.整机工用效能参数为:悬点载荷1200KN,最大冲程长度10m,额定扭矩2500N·m,最大扭矩4000N·m,最高冲次5min-1,整机重量26t.该机于1993年通过部级鉴定验收,它的液压系统由主油路,辅助油路和安全保护油路三部分组成它的主油路采用了效率较高的液压闭式回路.为了避免主泵零排量(即换向)时的发热和保护润滑,其溢流部分全部经主泵回流至油箱.该机的基本工作原理为:利用主泵提供的流量和流向均变化的压力油驱动液马达实现正反转,然后通过液马达驱动滚筒的正反转;在滚筒上有正反向缠绕的两根钢丝绳,这两根钢丝绳的其中一端分别固定在滋筒上,另一端分别与抽油杆和平衡重相连,通过滚筒的正反转带动实现抽油机悬点的上下往复运动,该机采用了机械平衡方式.

此外,在该机制液压系统中设置了安全保护装置可以保证不出大的事故.试验表明,该机具有冲程长,重量轻,冲程长度和速度可无级调节,井口占地面积很小,整机运行平稳,节能和换向冲击小等优点,是一种很有发展前途的新机型.

③功率回收型液压抽油机,该液压抽油机是针对遭受抽油机中下冲程作业动力机付出的能量,抽油杆下落及换向制动的释放能不能全部回收和平衡效果不完善等缺点而设计的,该液压抽油机中利用了"变量泵—马达"这—关键性元件,它既可作泵也可作为马达,它的设计原理是将平衡问题归人功率回收问题来考虑,通过能量的储存与转换使功率回收最完全,平衡最完美.该机具有结构紧凑,体积小,重量轻,耗能少,成本低,可实现长冲程,低冲次,大载荷的特点;此外该机还具有安全保护功能.

此外,近几年我国石油科技工作者还提出了许多很具特点的新型液压抽油机结构方案,如齿轮齿条长冲程液压抽油机等等.

3,存在问题分析

(1)减速器的质量和寿命问题

由于钢材价格上涨,为了降低成本,抽油机用的减速器材质由铸钢变为铸铁,质量严重下降,易出现打齿,减速器故障造成采油停止的经济损失巨大.

(2)传统抽油机采用重量平衡,天长日久,无用耗能巨大.

4,需求分析

随着油田抽油设备研究水平的提高,抽油机采油井的数量呈现逐年上升的趋势.据介绍,全国目前有7.5万多口机械采油井,年耗电量高达105亿千瓦时,同时全国每年新增机械采油井大约5000口以上,每年需新增和更换抽油机7000—8000台,需新增和补充抽油杆几百万米和抽油泵上万台套.

据不完全统计,大庆油田有约3万台传统抽油机工作,辽河油田大约有7000—8000台传统抽油机工作,大港油田有5000—7000台传统抽油机在工作,这些抽油机每年需要按一定比例进行更新.

中国制造的传统型抽油机在世界具有良好的声誉,每年有上万台抽油机出口需求.

辽河油田总机厂抽油机2005年产量为800台,2006年预计1000台.大港油田总机厂抽油机2005年产量为1000台,2006年预计1200台,并且供不应求.

无论是自产液压抽油机,还是为石油机械企业配套液压驱动部分,都有广阔的市场.

5,工作基础和共建部门的资源优势

(1)天津大学机械工程学院机械工程系简介

机械工程学科是国家一级博士点学科,涵盖机械制造及其自动化,机械电子工程,机械设计及理论3个二级博士点学科,车辆工程和工业设计硕士点,博士后流动站,机械工程领域硕士点,以及机械设计制造及其自动化和工业设计两个本科专业;国家工科机械基础教学基地;教育部先进陶瓷及加工技术重点实验室,天津市先进制造技术与装备重点实验室也设在本学科.学科现有一个教学中心和七个各具特色的研究所.本学科现有国家杰出青年1名,长江学者2名,教授19名,副教授和讲师64名,工程技术人员80余名.近五年来承担国家杰出青年基金,国家863,国家自然科学基金重大国际合作,以及国家,部委和企业委托课题百余项,获国家教学成果二等奖1项,天津市教学成果一等奖2项,以及各种部委科技和人才奖励多项.

数控与液压技术研究所隶属于机械电子工程二级学科,主要从事机,电,液一体化方面的教学与研究.所内拥有教授2人(博士生导师1人),副教授5人(硕士生导师3人).在校博士及硕士研究生30余人.为本科生及研究生开设的课程有:机器人动力学,数控技术,传感器技术,液压传动与气压传动,工控机等.近年来先后承担国家863高技术(5项),国家自然科学基金(1项),教育部博士点基金(1项),天津市自然科学基金(2项),及各大企业科研项目.40余篇,其中被SCI/EI/ISTP收录10余篇,获得省部级奖励5项.

天津大学机械工程学院主要研究成果介绍

①并联构型装备

完成人:黄田等人.

1997年在国内率先开展并联构型装备(ParallelKinematicMachines)设计理论,关键技术和样机建造工作.承担国际合作,国家,部委和横向课题多项,研制成功多种机床和机器人,并实现小批试制.在并联机构创新设计,工作空间分析与综合,精度设计与运动学标定,静,动态分析与设计,轨迹规划,开放式数控系统建造,以及装备的可重构布局等方面取得一批成果.获部委科技奖励2项,在ASME,IEEE,CIRP,MMT等学术刊物上100余篇,被SCI/EI收录60余篇次,申请或授权国际和国家专利11项,在国际上有一定的学术声誉.

nA,三自由度并联机床

3-HSS是在天津市科技攻关和天津大学211工程项目资助下研制成功的我国首台商品化三自由度并联机床,后得到天津市重点和重大科技攻关项目支持,开发出卧式5坐标加工中心.

n

nB,Diamond机构

Diamond机构是天津大学发明的2平动自由度并联机构,得到国家"863",国家自然科学基金,英国皇家学会英中国际合作项目资助.该机构是著名的Delta机构的一种2维形式,适于电子,轻工,食品和医药行业中的高速抓取操作.开发样机出口英国,创我国机器人整机出口首例,并在工业界得到应用.

C,

TriVariant机械手

TriVariant是天津大学发明的5坐标混联机械手,得到海外青年学者合作研究基金,国家自然基金重大国际合作,天津市制造业现代化专项和工业界资助.该机械手突破了著名Tricept机械手的知识产权,可广泛用于汽车,航空,建筑等行业的焊接,切割,喷涂,高速加工和装配操作.

②基于网络和状态监控的嵌入式层次化开放结构数控系统与装备

完成人:王太勇等人

该项目受国家自然基金项目,天津市重点攻关项目,天津市重点基金项目

核心技术成果:

嵌入式开放结构数控系统(具备网络功能,状态监控,故障诊断,层次化结构和二次开发平台)

网络化制造:远程数据传输,异地加工,车间群控网络,企业网络

嵌入式平台:32位MCU+DSP+实时操作系统=高精度高可靠性高性价比

层次化结构:经济型,中档型和高档型数控系统功能结构和系列化产品格局

智能化开放结构:第三方软硬件模块的兼容与广泛集成

引导型的二次开发平台:集成化的功能拓展和性能优化环境

智能化系统重构技术:从底层算法到上层交互的系统配置和功能自定义

在线功能仿真和性能校验评估,保证二次开发结果的安全性与稳定性.

该项目已经在天津天大精益数控技术有限公司产业化

③智能机器人

水下机器人系统动力学与控制

完成人:王树新

A,小型海洋监测与探测自航行器

在国家863计划资助下,研制成功具有原创性,可实现自主航行,注水下沉,座底长期监测,分离上浮形式的小型海洋监测与探测自航行器.

B,水下滑翔器

研制成功国内首台拥有自主知识产权的温差能驱动水下滑翔器,具有工作时间长,工作深度深,噪声小等特点,该系统可实现水平滑翔与垂直升降运动,在海洋监测与军事领域都具有广阔的应用前景.

以外科手术机器人,水下自航行器为典型对象,开展智能机器人设计理论,控制与导航技术研究,以及样机建造与工程应用等.承担完成国家863计划,中法国际合作项目,国家自然科学基金项目和天津市科技攻关项目等课题,研制成功"妙手"外科手术机器人系统等多种样机和产品,获省部级科技奖励6项,在高水平学术刊物与会议上发表学术论文50余篇,申请或授权发明专利12项.

C,"妙手"显微外科手术机器人系统

"妙手"系统采用主从遥控操作方式,包括主操作手(左手和右手),从操作手(左手和右手),图象系统,控制系统,各种手术器械和其他辅助器械,从操作臂(从手)具有力检测功能,主操作臂(主手)具有力感觉功能.系统可完成切割,夹持,缝合与打结,特别是微细血管缝合等复杂手术操作.

④陶瓷精密加工

完成人:任成祖

以先进陶瓷,单晶硅,人工晶体为代表的硬脆材料在现代人类生活中正发挥着越来越重要的作用.本方向从20世纪80年代开始从事陶瓷发动机研制工作,先后承担部级研究课题12项,省部级课题15项,在硬脆材料加工理论,磨削理论,硬脆材料高效率加工技术,精密及超精密加工技术,硬脆材料制品开发应用中的关键技术等方面形成研究特色.获部委级科技奖励4项,200余篇,被SCI/EI收录50余篇次.陶瓷球生产工艺已具备产业化能力.

(2)朝阳弘源重型设备制造有限公司技术力量简介

朝阳弘源重型设备制造有限公司始建于2002年11月份,座落于朝阳市友谊大街1段59号,注册资金50万元,总资产1000万元,占地面积4002㎡,建筑面积1700㎡.

公司现有高级职称人员3人,中级职称人员7人,初级职称人员5人,技师5人.其中:韩景宽高级工程师是从中国石油部招聘的,该同志70年代,80年代先后从事过322型军用雷达中的六种装置设计;数控机床,钻床,镗铣床,加工中心,千吨油压机的设计,90年代从事专利研发工作,曾设计出:农用五联机,农家六用机,微型烟尘净化四等产品,目前正在研发高节能节油设备和农用多联机等.该同志既有理论基础又有充足实践经验,对我企业的技术工作起到了保驾护航的作用.

(三)项目内容

1,目标

(1)总目标

项目在2008年形成的年产2000台HY系列液压抽油机液压系统的生产能力.

(2)阶段目标

①在2006年8月31日前完成技术方案可行性分析和技术方案仿真.

②在2006年12月31日前完成3台样机试制.

③在2007年内完成500台HY系列液压抽油机液压系统的批量生产.

④在2008年形成2000台HY系列液压抽油机液压系统的生产能力.

2,主要工作任务分工和技术方案

(1)关键技术研发

项目的关键技术研发主要是委托天津大学机械工程学院机械工程系对HY系列液压抽油机液压部分进行研发设计.

进度安排

①2006年5月15日—2006年6月30日技术方案的可行性分析.

②2006年7月1日—2006年8月31日技术方案的仿真.

③2006年9月1日—2006年10月31日在样机设计与制造过程中提供对液压抽油机液压部分技术咨询服务.

④2006年11月1日—2006年12月31日样机现场试验过程中对液压抽油机液压部分进行技术咨询.

(2)新产品试制

朝阳弘源重型设备制造有限公司在天津大学机械工程学院机械工程系专家的指导下,于2006年9月—2006年12月进行HY系列液压抽油机液压系统3台样机试制.

(3)技术方案

①液压抽油机工作原理

液压抽油机主要由电动机,液压泵和蓄能器,液压缸和控制器等组成.液压抽油机的工作过程如下:

首次开机或长时间停机后开机起动时,控制器发出指令液压泵启动.

系统的周性工作过程:

上冲程:电动机带动同轴的液压泵工作,输出的油液进入液压缸推动缸杆向下运动,拉动抽油杆上冲程.其运动速度可以通过液压泵的排量来实现.

下冲程:当液压缸向下运动碰到行程开关7时,液压缸在抽油杆和地下泵重力势能的作用下向下运动,使液压缸中的油液向油箱排出.下降过程中抽油杆的速度,能根据抽油杆上的负载和油液的粘度来调节优化,可以确保地下泵能在最佳工况下工作.速度调节是通过液压缸卸载的排量来实现.

②液压抽油机的工作特点

这种液压抽油机具有节能效果显著,生产效率高,安全性好的特点.在技术性能上与机械式抽油机比较具有以下优势:

A,这种抽油机对下降势能(位能)可充分地进行功率回收.因此,电动机的驱动功率可大幅度减少,与同等机械式抽油机比较,电动机的功率是机械式抽油机电动机功率的一半.同时,抽油机电动机始终处于最佳的运行状态.

B,与机械式抽油机相比具有优良的工况适应性,使原油泵具有较高的填充率,避免井下原油泵出现吸空现象.

C,在井下发生卡泵现象时,能自动地对井上及井下采油设备给以安全保护.当液压缸未能在规定时间到达时,控制器发出讯号,停止泵的工作,使系统关闭.

D,本方案的抽油机可在-50—50℃环境温度下正常运行.

E,调节方便,过渡平滑.

③项目产品的先进性,成熟性,节能性,环保性

国内外对液压抽油机的研究和生产厂家很多,但我们可以看到液压抽油机在我国还没有广泛采用.原因是有的抽油机设计太复杂,油路太复杂,工作中,液压件易出故障,难维修,价格高.

提出的HY系列液压抽油机立足结构简单,实用耐用,成本低,易维修,节能性好等特点.

所采用的液压设计方法,制造工艺都是很成熟的工艺,该公司与天津大学机械工程学院正在做HY系列液压抽油机量产工艺研究.

由于替代传统抽油机中的驱动系统,节能是一定的,现在估计约节能40%.

设计,制造和使用过程不会对环境造成任何坏的影响.

④今后研发的液压抽油机除具有现有抽油机所具有的大部分优点外,还应具有以下几方面的特点:

A,高的可靠性.由于抽油机的工作环境条件相当严酷,而且在大多数时间是在无人管理的状态下工作的,这样就要求抽油机必须具有相当的可靠性,其易损件要少,且便于维修,以降低采油成本,提高油井的采油时率和采油经济性.

B,高的适应性.随着油田的不断开发,石油开采条件日益复杂化,这样就要求新型液压抽油机能够适应井况的不断变化,且具有较大的使用范围适应油田不同井况的采油要求在现代技术条件下,应尽可能地采用先进的机电液一体技术和智能化技术,使抽油机能够自动监测井况,并能根据油井开采条件的变化自动调整其工作参数.

C,相当的先进性.在现代技术条件下,在进行新型液压抽油机的研发过程中应采用先进的现代设计方法和制造方法,在保护设备可靠性的前提下应尽可能地扩展设备的功能,如冲程长度和冲程次数的自适应调整,平衡系统参数的自适应调整,修井时的让开井口甚至代替修井机或通井机进行油井的小修及检泵作业,自诊断和监测功能,安全保护等.

⑤产品工艺流程

A,缸体活塞半成品加工

B,系统装配

⑥主要设备选型

A,数控铣削加工中心

B,内圆磨床

C,外圆磨床

D,液压件测试设备

3,人才队伍建设方案

(1)项目负责人及参加项目主要人员情况

朝阳弘源重型设备制造有限公司和天津大学机械工程学院机械工程系组成产学合作技术联盟,组建项目建设领导小组,成员如下:

组长:朝阳弘源重型设备制造有限公司总经理吕广久

副组长:天津大学机械工程学院机械工程系教授秦旭达

成员:朝阳弘源重型设备制造有限公司高级工程师吕广海

朝阳弘源重型设备制造有限公司高级工程师韩景宽

天津大学机械工程学院机械工程系讲师杜玉红

天津大学机械工程学院机械工程系教授李修仁

天津大学机械工程学院机械工程系硕士生王金路

天津大学机械工程学院机械工程系硕士生张剑刚

(2)凝聚,培养技术人才队伍方案

①朝阳弘源重型设备制造有限公司将从社会招聘液压专业的工程技术人员4名,数控机床操作人员9名,熟练的金属切削机床操作工人30名,钳工及装配钳工20名.

②天津大学机械工程学院机械工程系将对朝阳弘源公司新招聘的员工进行岗前培训.

③朝阳弘源重型设备制造有限公司的专业技术人员将有送往天津大学机械工程学院机械工程系进修机会

④朝阳弘源重型设备制造有限公司将对所有员工提供合理报酬,生产一线人员实行计件工资制,技术人员与管理人员工资与效益挂钩.

(四)保障措施

1,项目的组织方式及效益分配

(1)组织方式

朝阳弘源重型设备制造有限公司和天津大学机械工程学院机械工程系组成产学合格技术联盟,组建项目建设领导小组,协调项目建设.

(2)效益分配

项目建设的风险由朝阳弘源重型设备制造有限公司承担.据测算,项目完成后,年产HY系列液压抽油机液压系统产品2000台,实现销售收入10000万元,年上缴增值税及附加400万元.根据合同双方将对HY系列液压抽油机液压系统产品的效益实行5:5分成(按年产2000台估算,双方将各得净利润300万元左右).

2,经费需求

(1)朝阳弘源重型设备制造有限公司2007年内按建成年产2000台HY系列液压抽油机液压系统项目,总投资4011.56万元,其中固定资产投资2011.56万元,流动资金2000万元.

(2)天津大学机械工程学院机械工程系所需经费220万元,由朝阳弘源重型设备制造有限公司提供.

(3)朝阳弘源重型设备制造有限公司2006年3台样机试制经费284.55万元.其中新增关键设备数控铣削加工中心1台,外圆磨床1台,内圆磨床1台,计278万元;原辅材料费3.55万元,工艺研制费1万元,其它费用2万元,计6.55万元.

3,资金来源

项目固定资产投资2011.56万元,其中申请银行贷款700万元,申请辽宁省科技厅产学合作技术联盟专项资金50万元,自筹1261.56万元,流动资金2000万元,申请银行贷款1400万元,自筹600万元.

合作研发HY系列液压抽油机液压系统工程可行性研究报告

朝阳市工程咨询中心编制(2006)

研磨

热处理

磨削

精车

检验

粗车

下料

缸体,活塞

液压泵,阀

日本进口密封圈

电机

电控柜

液压系统组装

液压油

天津大学范文篇6

【关键词】继电保护现状发展

1继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。\

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)

天津大学范文篇7

【关键词】继电保护现状发展

1继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。\

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)

天津大学范文篇8

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。\

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)

天津大学范文篇9

【关键词】继电保护现状发展

一、继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上,结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用,天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

二、继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理,初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。公务员之家

2.4智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

三、结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

天津大学范文篇10

【关键词】继电保护现状发展

1继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。\

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwith

DirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBus

Protection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)