电气设计和电路设计范文

导语：如何才能写好一篇电气设计和电路设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：机内通话器（机通）；电源滤波；阻流圈；干扰

中图分类号：U652.7+4 文献标识码：A

1 概述

我国CA313直升机配置的机通，是在国外某型机通的基础上改进设计的，通过了适航要求的各项试验。民用航空设备的试验应力高于军用载机设备，在进行“音频传导敏感性-电源输入（闭路试验）”这项电磁兼容试验时，机通耳机中有较大的干扰噪声，通过理论分析改进了电源滤波电路设计，顺利通过了此项试验。

2 试验过程及电路分析

2.1 音频传导敏感性-电源输入试验的电路及要求

试验目的是考核装机设备能否耐受通常预期幅值的频率分量和在此环境应力下机通的工作状态（通话）是否正常。试验电路连接图见图1。

图1中V监视干扰信号的有效值幅值。图2是向机通的工作电源施加要求的频率和交流干扰电压信号的电路图，干扰信号频率范围是200Hz～15KHz，信号源扫描步进是30个频率点/10倍频。

2.2 试验要求

2.2.1 在干扰环境应力下，用耳机话筒组监听，应通话不中断、干扰声不能影响通话效果。

2.2.2 用电压表分别测试1、2号位耳机+ 、-输出端的干扰信号（有效幅值），应≤6.5mV。

注：人耳一般在耳机输出3mV以上即可感受到噪声，超过8mV为敏感噪声干扰。

2.3 试验情况和电路分析

在试验中，给机通加电用耳机话筒组在1、2号位监听，有较大的噪声。用电压表测试1、2号位的耳机+、-输出端的交流干扰信号均为23mV。

由于试验干扰应力是施加在机通的工作电源上，说明机通内部的电源滤波效果不理想，未能有效的滤除干扰杂波。机通电源滤波电路见图4：

机通接口有28V-1、28V-2两路电源，是外部供电系统提供的，通过机通内部的阻流圈及电容组成的滤波电路抑制低频干扰杂波。以400Hz交流干扰信号为例，进行试验、分析。

图4中L1、C1及L2、C2组成谐振回路，L3、C3及L4、C4组成滤波网络，其中C3=C4=400uF起主要的滤波作用，其容抗值为1Ω，实测A和B点的噪声幅值（有效值）均为50mV，所以i3=i4=50mA。L1、C1及L2、C2为对称电路设计，并且L1=L2=0.08H，C1=C2。L1、C1对交流噪声谐振时，i1=i2两谐振回路的直流电阻为0.1Ω。对于100mV的交流噪声，i1=i2= 0.1A。注入a点的电流为ia=i1=i2=i3=i4=0.4A。设c点与a点间地线阻抗为0.05Ω，ia使c点地电位比a点的电位高出20mV。此值与机壳地b点为参考点，在音频地c点测出的交流噪声幅值也是20mV。由于两个谐振回路的存在，使地线上交流噪声增大。

通过以上分析，两个谐振电路是造成电源滤波效果差的主要原因，将C1、C2电容对地断开，经测试音频地a与机壳地之间的交流噪声变为0.4mV，干扰幅值大大降低。

将设计电路改进后，重新进行“音频传导敏感性-电源输入”试验，从耳机中监听噪声不敏感，测试耳机输出端的噪声电压为4.1mV，顺利通过了试验。机通交付用户后装机试飞未反映噪声干扰问题。

3 电源滤波电路效果的鉴别方法

机通的工作电流一般小于1.5A，为弱电、低频工作设备，且接联设备多，在复杂的电磁兼容环境中易敏感、易扰，尤其是电源。将电源净化后再给机通的放大电路供电，是最有效、最直接的抑制干扰的方法。但是如何设计电源滤波电路，选择阻流圈，是滤波电路设计的关键问题，可通过以下试验确定电路设计是否合理，阻流圈是否有效。测试电路见图5。

图5中F、D端接信号发生器，输出交流干扰信号，有效值为1.5V、频率见表1，C是隔直电容；E、D端是给机通供电的直流电源，输出工作电流2A，L是保护电感，还起隔断交流信号的作用；L1是测试件与C1组成滤波电路，RP1是负载，调节阻抗使电路电流为2A，电压表监测通过滤波电路后负载两端的交流信号幅值（干扰信号）。不同型号的阻流圈测试记录见表1.

通过以上试验可有效选择滤波效果好的阻流圈器件，该器件是电源滤波电路的关键器件，选择好可缩短产品研制周期，降低试验费用，节省产品研制成本。

结语

通过改进电源滤波电路，产品完成了电磁兼容试验，装机后产品能适应复杂的电磁兼容环境，说明有效的电源滤波电路能提高机通自身的抗干扰能力。使用合理的电源滤波电路，选择滤波阻流圈是关键，这对提升产品的电磁兼容适应性很重要。

篇2

关键词：异步电动机；启动方式；保护电路；设计

中图分类号： U264.1+3 文献标识码： A 文章编号：

随着工业生产自动化程度的提高，电动机拖动设备应用越来越广泛。特别是异步电机中的鼠笼式电动机以其廉价的价格和良好的调速性能在我厂具有更广泛的应用。

然而大功率的鼠笼式电机不能直接启动，本文主要介绍的就是鼠笼式异步电动机的起动过程。电动机从静止状态加速到额定转速的过程就是电机的起动过程。最简单的起动方式就是将三相异步电动机三相对称的定子绕组直接接入具有额定电压的对称电网，三相定子绕组通入三相交流电后便会形成转速为n0=60f/p r/min的旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组，形成感应电动势，产生感应电流。通电转子绕组在磁场中受到力矩的作用便会转动起来。三相异步电动机有其固有特性，固有特性的图形如下所示：

由图形可以看出，异步电机存在着两种矛盾：

1）起动电流大，而电机设备及电网承受的冲击电流能力有限，而且知道 一般有IQ=(4～7)Ie。

2）电动机的起动转矩小，而负载要求有足够的起动转矩来拖动负载。

可见起动的关键在于限制起动电流，增大起动转矩，从而改善电机的起动性能。为了解决这一问题，可以采用降压起动的方法。如：转子串电阻的降压起动；Y/起动；自耦变压器起动等多种起动方式。

对于交流异步电动机，当忽略励磁电流时，其启动转矩Mq与定子每相I1电流的关系是：Mq/Me=(I1/Ie)2Se通常异步电机Se的值很小，为0.01～0.05，因此要获得较大的Me倍数，必须有足够的起动电流倍数。因为异步电机的定子电流与端电压成正比，因此降电压方法虽然可以减小起动电流，但同时也会使转矩M减小。这是降压起动的最大不足之处，因此降压起动只适用于风机类负载和泵类负载。

一、三相异步电动机起动的要求

电动机的起动是指电动机加电压后，从静止加速至生产所需的稳定转速的过程，生产机械对异步电动机起动的主要要求有：

1. 电动机起动时，起动转矩要足够大，以保证电机在带负载（电动机起动时同时拖动生产机械运转起动）起动时能够正常起动，并尽可能缩短起动时间，提高生产效率。

2. 起动电流要小,既要避免起动电流过大损害电动机，又要减小其对电网的冲击。

3. 起动设备要简单，以提高系统的可靠性及可维护性，控制操作也要力求简单。

4. 电机起动过程中尽可能减少无谓的电能损耗，以节省能源避免浪费。

前两条是衡量电动机起动性能的主要技术指标。对于一台普通的三相异步电动机，当它直接加额定电压起动时，其起动特性恰好与上述要求相反，它存在起动电流大而起动转矩小这两方面的矛盾。

二、三相异步电机的固有起动特性

三相异步电机的电磁转矩公式：

（1-1）

m1 —— 定子绕组相数

U1— 定子相电压

S— 转差率

f1 — 定子电源频率

r1,x1— 定子绕组和漏电抗

r2’，x2’— 转子绕组电阻和漏电抗折合值

三相异步电动机的实用经验公式：

(1-2)

Sm ——最大转矩对应的转差率

三相异步电动机起动时，转子转速n=0(s=1),此时的电磁转矩M称为起动转矩MQ。它是衡量电动机运行性能的重要指标之一。因为起动转矩的大小反映了异步电动机直接起动时的带负载的能力。起动时，带负载的能力一般用起动倍数来表示，即

， (1-3)

其中KM——起动转矩倍数

KI ——起动电流倍数

对于鼠笼式异步电动机KM一般为 （0.9~1.3）；KI一般为 （4~7）。

将S=1（N=0） 代入三相异步电动机的电磁转矩公式，可得起动转矩的表达式为：

上式与三相异步电机的电磁转矩的物理公式相比较可以看出，三相异步电动机本身固有的起动电流很大，而起动转矩并不大。这是因为电动机正常运行时，其转差率S很小，一般约为 0.01~0.05，所以/s 很大，从而限制了定子和转子电流。但在起动时，s=1，/s=很小，因此电动机的等效阻抗很小，所以起动电流很大。这也可以从转子电流是如何产生的来说明。因为正常运行时，旋转磁场以的速度切割转子导体，在转子导体中感应的电势和电流不大。而在起动时，n=0，旋转磁场以同步速n0切割转子导体，在转子中感生出很大的电势和电流，从而使得定子电流也很大。起动转矩并不大是因为起动时S=1，远远大于正常工作时的sx2，而ф2=arctg（sx2/r2）起动时转子功率因数角很大，即很小。因此，虽然I2很大，而它的有功分量并不大。

起动电流过大，对供电电网和电动机本身将产生不良影响。大的起动电流在绕组上产生很大的电磁力，会使绕组变形；起动瞬间，由于外加电压沿绕组上分布不均匀，在绕组匝线间产生过压；如果电网的容量和异步电动机的起动容量比较起来不够大的话，可能引起电网电压的显著下降，从而使正在电网上运行的其他电动机及用电设备的正常工作受到影响。比如：电灯会变暗、接触器释放、数控设备失常、还可能使某些带重载运行的电动机停止转动，甚至可能引起变电所的欠压保护装置动作，使开关跳闸，造成停电。另外，固有起动特性的起动转矩较小，在空载起动时可以适应，但对要求满载起动的生产机械，如起重机及皮带运输机和电梯等，有时就无法起动。必须另寻他法。

三、几种起动方法的比较

三相笼型异步电动机有两种起动方式,第一种是直接起动,即将额定电压直接加在电动机定子绕组端。第二种是降压起动，即在电动机起动时降低定子绕组上的外加电压，从而降低起动电流。起动结束后，将外加电压升高为额定电压，进入额定运行。两种方法各有优点，应视具体情况。

从电动机转速公式：n=60f*(1-s)/p可以看出，与f、s、p这三个因素有关，改变其中任意一个值都可以改变电动机的转速，即可以对电动机进行调速。

1、直接起动

直接起动就是直接加额定电压起动，又称全压起动。在我厂小功率电机全部是全压启动。优点是设备简，成本低，起动方式简单。但起动电流大，起动转矩小。因此，只有在小容量异步电机带轻载时允许直接起动。我厂胶带机上使用的大容量的低压电机也采用直接启动的方式，原因是胶带机启动时，尤其是重载启动需要很大的启动转矩，降压启动在降低电压的同时也降低了启动转矩。为了减小启动电流和对设备的冲击，我们采取在电机与减速机之间加装耦合器的方式。

2、降压起动

若不能直接起动，起动时的主要矛盾就是起动电流过大而电网承受冲击电流有限。根据异步电动机的特性我们知道，它所加的定子电压与转子中的感生电流近似成正比，这时可用降低定子电压的办法来限制起动电流，即降压起动。降压起动的过程是：首先在定子上加低电压，起动电流也按比例降低，待转速升高到稳定转速，再逐渐升高定子电压至额定值，完成电机的起动。

篇3

关键词：数字电路 PLC 四路抢答器 设计 对比

中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0145-02

社会经济发展不仅为人们的生活生产提供了必要的物质资源，而且还为不断丰富人们的精神生活创造了良好条件，文体、竞赛等娱乐活动在充实人们的精神生活方面发挥了重要作用，而在竞赛等娱乐活动中的抢答环节，如何实现公正、直观且准确的抢答判断是参与这一项活动的重点。在科学技术的不断进步与发展支持下，应用抢答器来辅助竞赛抢答活动，能有效提高活动中抢答判断的公正性与准确性，所以对抢答器的设计与制作受到越来越多的重视。本文中对基于数字电路所设计的四路抢答器以及基于PLC所涉及的四路抢答器进行分析，并对这两种不同设计进行比较分析，为四路抢答器的优化设计与制作提供些许帮助。

1 基于数字电路的四路抢答器设计

通过数字电路所实现的四路抢答器设计的重点，主要是电路原理及功能实现：

1.1 电路原理

在进行基于数字电路的四路抢答器设计中的电路设计时，可将电路分为抢答控制、译码驱动显示及发声部分这几个功能模块进行设计。

图1所示为基于数字电路的四路抢答器设计中的电路原理框图，如图所示，主持人在抢答前按下复位按钮R后，会有低电平于RS触发器的Q输出端输出， LED数码管未有显示，而此时的CD4511工作状态为消隐，蜂鸣器不发出声响，且多谐振荡器没有震荡情况产生。而在抢答活动开始时，首位按下按钮的选手所输入的高电平经编码电路会在输入至CD4511前编成对应的8421BCD码，而RS触发器的S输入端与Q输出端流经的为高电平，CD5411则将译码输出锁存，让LED数码管的显示始终保持在首位选手的编号显示状态下，同时又NE555定时器组成的多谐振荡器会有振荡产生，而蜂鸣器也有声响发出。为了确保抢答器的公正准确，降低抢答状况同时出现的几率，需要首位选手在按下抢答按钮的同时完成电路锁存，因此有较高的电路工作速度要求。

上图所示中4—4线编码，可用于将抢答时的四路抢答输入信号编成相对应的8421BCD码，若是在同一时刻出现多人抢答状况，则此次抢答视为无效。而显示器则是由七段共阴极LED数码管来构成。图中RS触发器是由非门CD4001或是CMOS集成所构成，经由RS触发器输入的高电平视为有效。门电路或是说四输入由电阻R1、R2、R3及R4与二极管VD3、VD4，VD5及VD6组成实现，而CD4511译码输出在加到数码管相应阳极前，需先实现220～330Ω电阻限流。

1.2 功能实现

所设计的抢答器可供四名选手参赛，按顺序分别有各自的编号与控制按钮，可实现抢答信号的输入，同时还有一个供主持人控制的抢答控制开关与系统清零开关，即主持人按下抢答控制开关为允许抢答，而按下系统清零开关时抢答电流清零。抢答器的另一功能为数据锁存，同时可通过LED数码管将锁存数据显示出来，除非由主持人将数据清零。若是已有抢答信号输入并已显示出信号输入对应的编号号码时，其他任何按钮按下时的抢答信号输入均为无效，并且指示灯仍然持续在首开关按下时的状态。另外，抢答器的抢答具有定时功能，主持人在按下“开始抢答”按钮的同时开始计时，定时器的减记同时显示于显示器上。若有选手在未允许抢答时的情况下按下抢答键则视为犯规，而犯规选手的编号则会同时显示在显示器上。而在定时的抢答时间内，选手抢答的具体时间与选手编号会显示于显示器上以供判断，直至主持人将其清零。但若是在抢答时间内没有选手参与抢答，设定时间一到变化将输入电路封锁，以防有选手出现超时后的抢答状况，而显示器上会同时显示时间并闪烁提醒。这些都是基于数字电路来设计的四路抢答器所要实现的基本功能。

2 基于PLC的四路抢答器设计

2.1 PLC概述

PLC可编程控制器是集计算机技术、通讯技术及传统继电器控制技术等为一体的新型自动化控制装置，PLC可编程控制器具有较高的可靠性，不仅通用性好、体积小且使用方便，而且具有运用灵活、易于扩展等优点，已在许多工业控制领域发挥了重要作用。PLC可通过编写程序来实现定时的逻辑控制，是通过输入/输出模拟量与数字量来实现对机械设备的控制的。抢答器的制作与应用场合不断增加，再加上人们对竞赛抢答的公正、准确越来越关注，将PLC的优势用于抢答器的设计与实现，有效提高抢答活动的准确性与公正性，是抢答器设计与实现的重要突破。应用PLC进行四路抢答器的设计，就是充分考虑到其控制方便、应用灵活等优势，应用PLC来进行抢答器的抢答方案设计，只需要通过改变输入PLC的控制程序就可以实现，大大降低了抢答器的设计难度。

2.2 电路原理

PLC基础上的四路抢答器中，主持人开始与复位按键可以由按键操作，四个参赛组配置四个抢答按钮，所以在输入点的配置上也应该是四个输入点。对于输出端而言，采用一个共阴极的七段数码管对参赛组的序号进行显示。PLC输出端直接对七段数码管进行驱动，占用七个输出点；再加上一个红灯、一个绿灯、一个蜂鸣器，总共三个负载，所以该PLC总共需要配置10个输出点，通过专用通信电缆进行连接。其接线原理如图2所示。

2.3 PLC设计四路抢答器的功能实现

基于PLC可编程控制器进行四路抢答器的设计中，硬件电路设计较为简单，PLC的硬件组成部分包括CPU、输入/输出单元、编程器、存贮器以及通信接口等。应用PLC进行的四路抢答器设计，抢答控制按钮可由PLC内部输入继电器的常开触点来实现，而抢答锁存功能则有中间继电器触点来实现，另外七段数码管显示与蜂鸣器发声的驱动可由输出继电器线圈来进行。在抢答活动进行时，当首位选手按下抢答按钮时，会触发显示器并显示出该选手的编号与具体抢答时间，而同时蜂鸣器也发出声响提醒抢答结果，此时的抢答器已被锁住，其他选手按下按钮均为无效，而显示器仍停留在首位选手按下抢答按钮的相关信息显示状态，直至主持人将数据清零并按下复位按钮后重新开始下一轮抢答。

3 数字电路和PLC实现四路抢答器设计的比较

通过对两种设计实现方法的比较可知：（1）基于数字电路进行的四路抢答器设计，是完全在硬件电路逻辑关系的基础上进行并实现的，首先可通过EWB软件实现设计的方针与模拟，以有效确定各相关元器件机器有关参数，在通过PROTEL软件进行对印刷电路板图的设计仿真，然后根据设计框架进行安装调试。基于数字电路实现的四路抢答器设计在调试完成后，其电路设计具有较高的可靠性与稳定性，但电路设计方面较为复杂，并且也有一定的调试难度。（2）可编程控制器PLC本身具有高可靠性，且抗干扰能力较强，并具有完善的使用功能，而且设计安装相当简便，编程也较为简单，应用起来也灵活方便，在许多工业生产控制领域都得以广泛应用并发挥重要作用。而应用PLC可编程控制器实现的四路抢答器的设计，充分应用了PLC强大的软件编程功能，通过软件来实现所设计四路抢答器的功能，大大降低了安装调试方面的难度，因此对硬件设计方面的要求较低，只是通过简单设计就能实现。（3）基于数字电路与PLC实现的四路抢答器的设计，还有一个较大的区别，即若是需要增加一路或是多路抢答，通过数字电路设计的四路抢答器改动幅度较大，尤其是要增加输入电路，而电路改动本身就是一个较为困难的工作，再加上电路设计复杂，改动难度相当大。但若是对基于PLC实现的四路抢答器设计进行改动，其电路改动就要简单的多，只需要通过增加一个或是多个中间继电器与输入点就可以实现，而且再加上PLC可编程控制器软件编程的本身程序改动也相当简单，大大降低了四路抢答器的改动难度。

4 结语

综上所述可知，基于数字电路而设计的四路抢答器，具有较高的可靠性与稳定性，但其电路设计较为复杂，而且也有较高的调试难度，而基于PLC可编程控制器所设计的四路抢答器不仅有较高的可靠性，而且抗干扰能力也较强，另外设计安装与编程较为简便，还有功能完善、使用便利等优点，调试也极其简便。因此，通过这两种四路抢答器的设计比较，可以为利用更加合理适当、可靠有效的设计方法来实现抢答器设计优化提供一些信息。

参考文献

[1]韦穗林.四路抢答器的设计和制作[J].电子制作，2010（1）.

[2]韩满林.用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计[J].电子工程师，2007（12）.

[3]周云波.四路抢答器的PLC程序设计[J].现代电子技术，2003（15）.

[4]黄军文.数字电路和PLC实现四路抢答器的设计与比较[J].中国科技博览，2012（34）.

[5]包西平.基于PLC的知识竞赛抢答器设计[J].机电工程技术，2010（11）.

篇4

一、结合学生实际操作能力，培养学生独立思考

实际的生产机械的电气控制线路是多种多样的，我们不可能也没有必要去一一讨论，无论多么复杂的线路，都可以认为是由基本控制线路组合而成，因此，在学生设计一个新的控制线路之前，应先引导学生复习学过的线路，然后提出新的控制要求，启发学生根据控制要求，运用学过的知识，自己动手和动脑，设计出符合控制要求的线路。再与教材中给出的线路对比，找出存在的差别，分析原因并进一步改进，最后教师再归纳、总结、讲评，讲解线路中的关键问题。通过学生的主动参与，既能使学生加深对线路工作原理的理解，又能培养学生独立分析、解决实际问题的能力。在此基础上，教师可以再提出一些新的控制要求，引导学生去思考改进线路，通过反复的训练，使学生牢固掌握各种基本控制线路，逐步提高电气控制线路设计能力。

二、结合学生实际基础，采用互动式教学，让学生尽可能多的参与到教学活动中，提高教学效果

在互动式教学过程中，教师要注意学生的主观能动性和主动参与意识的培养。当学生已经积累了一些基本控制线路，具有了一定的分析和设计简单控制线路的能力时，教师布置的任务要与学生的知识和技能水平相适应，难度适当，逐步深入，遇到问题要鼓励学生多思考，探索，注意调动学生的学习积极性。

教师可引导学生以分析线路的思路去设计线路，以提高学生的读图能力和设计能力，为以后学习和实际工作打好基础。学生在设计一个新的控制线路时，可在与学生讲清线路工作原理的基础上，给出主电路，提出对主电路的控制要求，引导学生自己去设计符合要求的控制电路，这样学生有成就感，学习兴趣自然很高，对自己所设计线路的工作原理，学生自然也能很好地理解了。

三、结合生活实际，采用多媒体教学的优势，有效促进记忆，提高学习兴趣

多媒体教学集图、文、声、像多重刺激于一体，使学生大脑、视觉、听觉等中枢神经都处于兴奋状态，相关知识在大脑中就会留下深刻印象。多媒体教学符合人类的记忆过程，多媒体展示知识空间的联系，将电气专业知识系统化和模块化，有利于学生对知识进行比较、加工、归纳，形成理解基础上的记忆。原来抽象乏味的知识变得形象生动起来，由感性认识提升到理性认识，激发学生的求知欲望和学习兴趣。

四、结合实践教学，精心备课，提高教学效率

一体化教学是近年来职业教育的方法，旨在提高被教育者的综合素质，采用理论教学与实践相结合的方法。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，突出学生动手能力和专业技能的培养，是充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。

一体化教学对教师的备课提出了更高的要求，教师课前不光要备内容，备学生，还要备材料，备场地。讲授线路时，要事先安装好示教板电路，以便上课时能利用示教板电路进行工作状态的演示，根据电路动作过程引出电路结构，分析工作原理，真正做到理论与实训教学的一体化以提高学生的学习兴趣，加强教学的直观性，实训前，不仅准备好训练用的器材，还应该准备好示范盘，以便学生在练习的过程中对配线的准确性、规范性和外观质量能有参照标准。

五、结合工作实际，注意新产品、新技术的应用，开阔学生的视野，激发学生的学习兴趣

随着科学技术的飞速发展，生产自动化程度的不断提高，电器的使用范围日益扩大，新品种，新规格不断增加，产品在不断的更新换代，教材不可能讲清所有实际工作中学生可能遇到和使用的电器，教师要结合生产实际，不断更新知识，拓宽知识面，并在教学过程中及时向学生介绍一些新知识，新的技术，和新产品在生产实际中的应用，以开阔学生的视野，激发学生的学习兴趣。

六、结合学生个别差异，做到因材施教，使每个学生的才能都得到充分的发展

篇5

（中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点试验室，四川 成都 610041）

【摘　要】本文简要描述了福建福清5、6号核电机组汽轮机旁路系统（TSC）的仪控设计,从功能描述、系统配置、运行模式、控制逻辑和蒸汽旁路阀结构等各个方面对TSC仪控设计中主要涉及的内容进行阐述，同时也为下一步设计工作指明方向。

关键词 汽轮机旁路系统；蒸汽旁路阀；仪控设计

0　引言

福建福清5、6号核电机组采用我国完全自主知识产权的三代核反应堆，属于三环路百万千瓦级核电站。汽轮机旁路系统（排冷凝器部分）作为福清5、6核电厂中的重要系统，其作用是当发生汽轮机负荷速降时（例如甩负荷、汽轮机脱扣），反应堆的功率不能像汽轮机负荷的变化那样快，会瞬时出现堆功率与汽轮机负荷的不匹配，此时需要将汽轮机旁路系统投用，将多余蒸汽排放到凝汽器中为反应堆提供一个“人为”负荷，消耗反应堆产生的多余蒸汽。

1　福清5、6号机组汽轮机旁路系统（凝汽器部分）功能描述

福清5、6号核电项目中，汽轮机旁路系统（凝汽器部分）简称为TSC，其主要功能如下：

1）在电厂发生超过10%的阶跃降负荷瞬态或5%FP/Min的线性降负荷瞬态或者直接甩负荷到厂用电（最高允许甩掉100%的外部电网负荷）的情况下，通过将反应堆产生多余蒸汽排放至凝汽器从而避免出现反应堆紧急停堆或者蒸汽大气释放阀及主蒸汽安全阀的开启，从而重新建立起电厂一、二回路的热平衡。

2）在出现某些工况下出现汽轮机跳机，反应堆不至于停堆。

3）在电厂热停堆工况下，通过TSC的投用，使得反应堆一回路温度冷却到可以投用余热排出系统的水平，从而继续导出反应堆余热。

2　TSC系统仪控设计

2.1　系统配置

TSC系统设置12个蒸汽旁路控制阀，每个旁路阀搭配了一个手动的隔离阀。旁路阀中的六个安装在凝汽器A的旁路管线上，其余六个安装在凝汽器B的旁路管线上。需要说明的是，由于凝气器容量的提升，接受蒸汽的能力也在扩大，传统核电堆型设置的旁路蒸汽到除氧器的功能在本项目中已经取消。旁路阀门布置见图1。

蒸汽旁路阀分为三组，总的排放能力为额定工况下85%主蒸汽流量。每组排放量和阀门数量见表1：

2.2　TSC系统的运行模式

根据运行工况的不同，TSC系统设置两种运行模式：

1）平均温度控制模式：也称作Tavg模式，用一回路平均温度实测值（Tavg）与工况点对应的参考温度（Tref）的偏差作为信号，控制TSC各组阀门开/闭，该模式适用于电厂高负荷（机组功率大于20%）且反应堆处于自动控制的状态。平均温度控制模式下设两个蒸汽排放控制回路。

A）甩负荷蒸汽排放控制回路：此控制回路是为了防止突然大的负荷下降引起的反应堆冷却剂温度上升太大。偏差信号是反应堆冷却剂平均温度Tavg经过超前滞后环节补偿后（补偿电厂热响应和阀位运动的滞后）与汽轮机冲动级压力推导出来的参考温度Tref的差值。随着蒸汽的逐渐释放，偏差信号（Tavg-Tref）下降到控制棒能够作用的范围内，控制棒起到调节一、二回路负荷差的作用，蒸汽排放进而停止。

B）反应堆紧急停堆蒸汽排放控制回路：反应堆紧急停堆引起汽机跳闸，甩负荷蒸汽排放控制器此时不起作用，而反应堆紧急停堆蒸汽排放控制器投入工作。由于已经处于停堆状态，反应堆控制棒全部下插至堆底，所有功率调节棒组不可用，偏差信号需要选取经过超前/滞后补偿的冷却剂平均温度Tavg与零负荷参考温度Tref之间的差值。为防止反应堆过冷，设置有联锁信号以保证停堆控制回路最多只能控制第一、二组旁路阀，第三组旁路阀一直保持关闭状态。

TSC平均温度控制模式逻辑简图见图2。

2）压力控制模式：也称作P模式，用蒸汽母管压力测量值与其整定值之差作为信号，通过PI控制器控制TSC第一、二组旁路阀开启。该模式用于低负荷（机组功率小于20%）且反应堆功率处于手动控制模式。第三组旁路阀在P模式时同样处于强制闭锁状态，因为低功率水平下，不需要全部旁路阀投用。

低负荷时，压力控制是更为可取的模式。首先在低负荷时，反应堆冷却剂温度对蒸汽流量的响应很慢，而蒸汽压力对蒸汽流量的响应很快。其次在低负荷时，蒸汽压力与大气释放阀开启定值之间的裕量很小，用压力控制模式可以保证大气释放阀不至于非正常开启。

TSC压力控制模式逻辑简图见图3。

2.3　控制阀工作模式

蒸汽旁路控制阀的开启方式有两种：调制开启和快速开启。调制开启是指阀门按照调制信号的大小成正比例开启，其中第1组3个阀是一个接一个依次调制开启；第二组3个阀和第三组的6个阀都是同时调制开启的。阀门调节曲线见图4。

12个阀门都具备快速开启功能，蒸汽旁路排放控制系统按组为单位设置了若干快速开启定值，一旦温差信号大于快速开启定值，即产生快开信号，阀门快速开启，这是为了适应在瞬态工况下蒸汽排放的需求而设置的。快速开启模式只存在于温度控制模式，而压力控制模式下，由于电厂处于低负荷运行模式，发生甩负荷程度的程度比较低，所以压力模式没有设计旁路阀快开功能。

2.4　旁路控制阀联锁信号

为了避免因为控制器失效使得汽轮机旁路阀误开启，旁路系统设置有允许和闭锁信号作为联锁。

1）允许信号：为了防止在小的负荷扰动使蒸汽旁路阀动作，设置两个阈值比较器用于产生排放允许信号。该功能可以检测出汽机负荷下降速率。当甩负荷的速率超过定值时，即超过15%FP/min的速率下降时触发“允许A”信号，超过50%FP/min的甩负荷速率时触发“允许B”信号，两个信号分别解锁不同组别的蒸汽旁路阀，使其处于待排放状态。此外还有部分特殊工况也能产生排放允许信号。相关信息见图5。

2）闭锁信号：设置了若干逻辑信号用于快关旁路阀。当出现以下事件时，应在2秒内快速闭锁不同组别的旁路阀，以防止蒸汽释放过多造成一回路平均温度过冷，影响反应堆负反应性。除了设计自动闭锁信号，旁路阀还设置有手动闭锁功能，提供给操作员一种紧急情况下快速关闭阀门的手段。相关信息见图6。

2.5　控制阀结构

TSC旁路控制阀为气动阀，其控制回路由3个电磁线圈构成，分别是两个不同安全列的联锁电磁阀，用于接受从控制系统发出的阀门快关联锁信号；一个快速开启控制电磁阀，用于接受控制系统发出的旁路阀快开信号，三个电磁阀通过控制气动阀的气路开闭，从而实现旁路阀的快关和快开逻辑。另外旁路阀设置了一个气动定位器，用于接受由电气转换器发出的调制开闭信号。

3　福清5、6号TSC系统仪控实现计划

福建福清5、6号机组是全数字化商用核电站，全厂仪控系统选用AREVA和Siemens的TXS（1E）+SPPA-T2000（NC,NC+）的DCS平台。TSC系统由于不执行保护和专设功能，定义为NC级，在非安全级的SPPA-T2000平台实现。其主要实现流程是首先由设计院进行功能分析，逻辑设计，I/O清单编制，理论定值设置，控制阀规格书编制然后由DCS供货商根据设计院的提资分配控制机柜，分配I/O卡件和端子，进行逻辑组态，二层人机接口组态，阀门供货商根据规格书生产设备。设计院再根据DCS供货商和阀门供货商的卡件端子清单设计接线图，最终所有设备到现场后，由现场人员进行安装调试，参数优化，最终移交运行人员。

4　结束语

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21世纪初，人类社会继工业文明之后进入新经济时代。在这个时代里，如何降低用户管理及其对应用系统访问的复杂性和成本，防止擅自使用企业信息，如何提高灵动性，以便系统能响应不断变化的业务需求已经成为限制企业发展的重要因素。

国家电网公司在十一五期间启动了“SG186”工程。本文以此工程为背景，通过对现有电力企业内系统的调查，提出一套以身份目录、企业资源目录和认证目录为核心的目录服务来集中统一的存储、管理和展现用户身份信息。并在此基础上使用身份管理产品对现有和即将投入运营的系统进行整合，以此实现整个电力企业系统中高效且无需手工维护的用户生命周期管理。同时为了保证系统稳定高效的运行，在本文中还对影响整个系统效率的关键要点进行了性能测试和分析并获得预期结果。

关键词：目录服务；身份管理；用户生命周期

1 引言

1.1 设计的目的和意义

我们知道每一个公司都需要保护其IT基础设施，从而防止信息失窃，遵守法规并确保客户、合作伙伴和员工信息的秘密。这就需要以经济的方法确保和保护公司资产的安全，同时还不能错失新的业务机会或降低工作效率。但事实并不总如人意，让我们考虑以下几种情况。

情景一：在当今的大多数企业中，每个公司几乎都在众多的IT系统中拥有多个身份信息存储库，例如：人力资源系统、电子邮件系统和财务系统。如果需要更改系统中某个人员相关的信息，IT工作人员只能以人工的方式更新每个系统中的信息，这是一项既昂贵又耗时的工作，而且还容易出现错误，使系统容易遭受攻击。例如：当一个员工到企业报道之后，却因为需要手工更新应用系统账号的原因而迟迟不能获得与其工作相关的应用系统账号，导致该员工无法进行正常的工作，这将会大大降低员工工作的积极性，同时对于企业来说这也是一种资源的浪费。因此，需要一种集中化的方式来管理用户和访问，以确保安全和实时性。

情景二：据美国联邦密情局和计算机应急相应组（CERT）的联合报告显示，在所有针对公司网络的非法访问中，有一半以上都是带有不满情绪的离职员工所为。为用户配置资源访问权限这一过程非常乏味且耗时，对于大多数公司而言，该人工流程会显著降低工作效率。此外，当员工离职后，取消他们的访问权限的手工流程成为最大的安全隐患。因此，需要一种流程化的自动账号配置，在企业中强制实施一致的安全策略。

情景三：如果一个企业中，员工必须记住大量的密码才能访问日常应用程序和服务，这种情况可能会危及数据安全并降低工作效率。同样，如果依靠IT部门人工重置每个忘记的密码，一个公司将无法高效运作。因此，需要让员工负责管理自身的密码并通过单点登陆取代多个密码的使用。

针对以上情况，我们需要一套完整而合理的方案来解决企业信息化发展中所遇到的问题，而目录服务和身份管理系统正是为了解决这些问题而诞生的。通过对目录服务和身份管理系统的应用设计，我们将会得到一套完整的解决方案以降低企业中管理用户及其对系统访问的复杂性和成本、防止擅自使用企业信息和使系统适应不断变化的业务需求。

1.2 技术背景

1.2.1 技术简介

目录服务是统一身份管理系统所依赖的主要支撑技术，提供跨平台身份信息存储管理和认证支持功能。具体的说，目录服务是指以一定的格式记录了大量企业资源信息，并将各种资源信息集中管理起来，以对象的方式予以记录，明确设定每个对象的“身份”和“位置”。在某种程度上讲它就是符合国际标准协议的一种基于对象的数据库，支持的对象种类较多，在各种平台都能够比较好的结合，在大量数据情况下，读取信息的速度快。对象在目录的倒置树型数据结构中分层存储，便于建立一个与企业组织结构一致的结构和层次。目录服务提供认证和授权机制，管理员只需设定管理策略和规则，使得特定用户只能访问特定的或者授权的应用系统。从功能上来说，目录服务通过复制技术，保持数据信息的一致性。

身份管理利用集中式数据储存在应用程序、数据库和目录之间同步、转换和分发信息。当一个系统中的数据发生更改时，同步机制引擎将会根据定义的业务规则检测这些更改，并将这些更改同步到其它已连接系统中，达到数据共享的目的。身份管理内容主要有用户身份的生命周期的管理和实现跨地区的信息同步和用户认证，定制不同安全级别的访问控制和数据加密等。通过对用户身份的生命周期的管理，实现了用户账号信息的创建、变更、注销整个周期过程的控制。利用身份同步，可以实现连接系统的数据信息的自动同步，确保数据信息的安全、性能和容错。根据应用系统的情况，指定权威数据源，通过身份同步机制，形成了全网范围内最完整、准确的中央身份库。

1.2.2 目录服务与数据库系统的差异

就像Sybase、Oracle、Informix或Microsoft的数据库管理系统（DBMS）是用于处理查询和更新关系型数据库那样，目录服务也是用来处理查询和更新目录树的。换句话来说目录也是一种类型的数据库，但是不是关系型数据库。下面从几个不同的方面来比较目录服务与数据库的差异性。

（1）协议的标准性

目录服务所基于的LDAP 协议是跨平台的和标准的协议，因此应用程序就不用为目录服务放在什么样的服务器上操心了。实际上，目录服务得到了业界的广泛认可，因为它是 Internet的标准。产商都很愿意在产品中加入对LDAP的支持，因为他们根本不用考虑另一端（客户端或服务端）是怎么样的。目录服务可以是任何一个开发源代码或商用的目录服务，可以用同样的协议、客户端连接软件包或查询命令与目录服务进行交互。

与目录服务不同的是，如果软件产商想在软件产品中集成对DBMS的支持，那么通常都要对每一个数据库服务器单独定制。

不像很多商用的关系型数据库，你不必为目录服务的每一个客户端连接或许可协议付费。

（2）分布性

目录服务可以用"推"或"拉"的方法复制部分或全部数据，例如：可以把数据"推"到远程的办公室，以增加数据的安全性。复制技术是内置在目录服务中的而且很容易配置。如果要在DBMS中使用相同的复制功能，数据库产商就会要你支付额外的费用，而且也很难管理。

（3）高读写比

大多数的目录服务都为读密集型的操作进行专门的优化。因此，当从目录服务中读取数据的时候会比从专门为OLTP优化的关系型数据库中读取数据快一个数量级。也是因为专门为读的性能进行优化，大多数的目录服务并不适合存储需要经常改变的数据。

（4）层次化的数据

目录以树状的层次结构来存储数据。如果对自顶向下的DNS树或UNIX文件的目录树比较熟悉，也就很容易掌握目录树这个概念了。就像 DNS的主机名那样，目录记录的标识名（Distinguished Name，简称DN）是用来读取单个记录，以及回溯到树的顶部。

（5）静态数据

目录中所存放的数据为半规则数据，即元数据，允许有不规则的层次化的数据存在。而数据库中存放的数据为规则数据，即交易数据。

（6）固定的可扩展的Schema

在目录中，不仅通过Schema定义目录中所存储的信息对象的类型，而且通过Schema定义信息对象之间的关系，从而形成目录的完整的结构定义。换句话说，目录中一个对象的结构是从它的上级中继承下来的。

不像数据库，一旦表结构定义后想要对其中的Schema进行扩展是件很麻烦得事情，而且数据库中的Schema扩展只能针对表来进行。然而在目录服务中，可以很容易的根据需要对单独的对象的属性进行扩展。

（7）安全和访问控制

目录服务根据需要提供复杂的不同层次的访问控制或ACL（访问控制列表）来控制对数据读和写的权限。例如，设备管理员可以有权改变员工的工作地点和办公室号码，但是不允许改变记录中其它的域。ACL可以根据谁访问数据、访问什么数据、数据存在什么地方以及其它对数据进行访问控制。因为这些都是由目录服务器完成的，所以不用担心在客户端的应用程序上是否要进行安全检查。

1.2.3 应用历史及现状

随着信息化产业的发展和实际应用的需求，一个名为X.500的目录访问协议诞生了，该协议由ISO组织(International Standards Organization)定义，它提供了一种方法，开发一个组织中的成员电子目录，使得世界各地具有因特网访问权限的任何人都可以访问作为全球目录一部分的该目录。但不幸的是，X.500协议相当复杂，这使得要遵循它来开发服务程序和客户端具有了很大的难度。

随后，为了弥补X.500协议的不足，美国密歇根州立大学开发了一个名为LDAP(Lightweight Directory Access Protocol，轻量级目录访问协议)的协议，它基于X.500标准，但去除了其中一些难以实现且实用意义不大的部分。LDAP协议的最新版本为v3，如今，LDAP协议已经成为目录访问的标准，其核心规范在RFC中都有定义。

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关键词：电气设计 常见问题 问题与对策

一、引言

随着我国经济的快速发展，在人们日常生活中，电力能源是普及面最广、覆盖面积最大的基础能源，人们几乎离不开电力能源。在所有的建筑工程中电气工程是必不可少的部分。但是随着建筑形式变得越来越复杂，而在这些建筑中的电气设计问题也变得相对更加的复杂。因此作为一名好的设计者，首先必须要具备较高的专业知识水平与技能，其次必须要有较高的职业素养与综合素质，在实际工作中考虑到各个影响因素，对建筑物中的电气工程进行合理设计，只有保证其设计的合理性与质量，才能够保证整个建筑物的使用质量，才能够提高居住者的生活质量，避免发生安全事故。本文将针对在日常电气设计中存在的问题进行简要的探讨，并找出相应的解决对策。

二、民用建筑电气设计的概念

设计其实是一个构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程，它不单单对施工过程起到指导作用，还需要及时接收施工过程中的反馈。传统建筑电气设计包括供电和照明，但是通常我们现在所说的设计内容为强电和弱电两大部分。这种分类以电压的高低为依据，将供电、照明、防雷归类在强电，而比如电话、消防和楼宇自控等内容统称为弱电。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也是多种多样的，表达方式和工具要实事求是，推动思维发展成熟。

三、民用建筑电气设计存在的问题

（一）、设计思路不合理

在现在的民用建筑电气设计中，有很多的问题是由设计层面引起的，这其中有很多的问题比如说电路的设计中的回路问题，以及电路设计中的电气线路的材料选择问题都能够引起家用电路中的很多的问题。

首先，在家用电气的电路设计中，很普遍的一个问题就是住宅内的配电回路设计的相对过少，由于回路过少就会增加电路的负荷，这压根的话就减少了电路的横截面，从实际上的具体操作来看， 建筑内部的分支回路一般都是由照明电路、空调插座、电源插座以及出厨房的电源等的部分组成的。居民在电路设计的时候，一般都会在卧室内安装空调的插座，这样的话我们就应该根据家庭中的空调负荷的大小，尝试安装两个回路，以免出现由于电路的回路过少而出现火灾的问题。

其次，在进行电气的设计过程中，居民的常用的电线还是采取铜芯塑料线比较安全，但是在实际的操作中，很多的设计人员为了节省成本而私自采取了铝电线，这样虽然说在成本上有一定的节省，但是在日后的处理中也增加了火灾的发生几率。

（二）、设计深度不够

设计深度的不达标可能直接导致施工安装时出现困难甚至错误。而缺乏必要的计算和标注，也会造成图纸本身出现的问题难以及时被发现，以至于影响到项目建成交付后的正常使用。由于经济的发展，电气工程中应用到的电气设备不断增多，这些电气产品的型号、规格也不尽相同。而这些型号、规格又是施工单位采购设备的重要依据。因此，在这种形势下，电气设计时必须要有深度，要在设计图中准确表明这些设备的规格、型号、参数等信息，并且要以正确的电气图形符号以及文字符号在设计图中表示出来。但是，对近几年的电气设计工程实践分析，可以发现许多设计者只在设备符号旁标注该设备型号或编号，这样就使得采购者无法科学采购、常常采购错误。这样既会浪费资金又影响工程进度。

（三）、设计中考虑问题不够详细

设计者对于已有配电设施的建筑物进行改造时，有时会涉及到布线的敷设，这一工作环节往往存在安全事故，因此设计者必须要在设计过程中设计保护措施。从前我国现行的规定中可以看出，当垂直敷设布线并与地的距离不超过1.8m时，设计者就需要对管子采取有效的保护措施。这样才能够避免在实际操作中出现安全事故，保障了施工人员的安全。

在暗敷线路的过程中会存在诸多问题，例如墙体较薄、管线较多并交叉、因各种原因导致线路打断等。这些问题都会给人们带来安全问题，也不利于人们的正常使用。因此在实际工作中，设计者必须要根据国家相关规范制度来对其进行设计，并由施工人员严格操作。

在室内电气设计与安装过程中，设计者一般只重视室内的美观，而忽视了其安全问题，尤其是在对浴室电气设计与安装过程中，由于没有重视安全防护措施的设置，这就导致安装人员在实践工作中出现安全事故，更不利于人们的正常使用。

四、解决民用建筑电气设计问题策略

（一）设计单位必须遵守要求

设计单位是电气工程设计的主体，其行为直接影响设计质量。因此，有关设计单位必须要确保设计人员的素质，提升设计队伍的质量，这样才能提高本单位的竞争力。同时要加强本单位的职工培训，让设计人员充分了解当下设计规范以及设计要求，确保设计成果不偏离规范、不偏离时代要求。此外，为了确保设计成果的科学、合理，设计单位还应在内部建立完善的质量控制、质量监督体系。通过有效的质量控制和监督行为，保证设计人员都能够按照国家有关设计规范，科学、严谨地为电气工程做设计。

（二）在设计层面要对设计严格把关

在设计的层面上如果出现问题的话对建筑物会有很大的影响。所以，在建筑的设计层面上，就要对建筑物的电气设计有清晰的思路。在设计的过程中，施工单位和相关的主管单位要对电气设计的相关内容进行严格的审查，对那些不合格的设计要进行限期的整改和修正，要在设计的层面上从根本上杜绝电气的安全问题以及节能等的问题的存在。

（三）后续工作质量的保证

业主、设计等有关单位还应该做好全过程的管理工作，要结合工程实际进展情况对设计图纸进行审查，一旦发现问题要及时进行整改、解决，避免施工过程中设计图纸不符合实际的问题。

总之，电气设计过程中的一些常见问题会直接影响到电气工程的质量，对人类的正常生产、生活造成影响。作为一名合格的设计人员，应当要从众多的实践中找出常见问题，并予以分析，借鉴成功的设计经验，不断提升自身素质，为电气工程成功做出科学、合理的设计。

参考文献：

[1]高晓成，建筑电气设计中的可靠性和经济性分析[j]，科技创新与应用，2012

[2]李慧军，建筑电气设计需要注意的一些问题[j]，中国房地产业，2011，

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【关键词】电气；回路；机床；保护

所谓电气回路通常指的就是闭合电路，探讨其设计的技术条件和操作方法成为现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题。电流通过设备的元器件或者是其他介质最后流回电源，以求满足机床电气设备的要求。在一些设备中一台机床的电气设计、安装和使用过程中必然会遇到诸如电气回路选择，为了保护设备的安全会配有电气回路的保护。本文就机床的实际状况阐述机床电气回路保护应用研究。

一.机床电气回路保护概括

我国目前所使用的机床都是以数控机床为主，便于机床电气设计相关电路保护的实际应用。常见的机床电气回路可分成动力电路、控制电路、保护联结电路，结合机床相关实际情况确保机床性能的实现。通常情况下数控机床的电气设备组成系统类目较多，存在什么规格电缆、什么规格断路器（或熔断器），电气元器件适用何种技术条件等一般问题。机床的数控单元、人员和设备的操作单元、机床的测量系统、伺服系统、微机逻辑编程单元，都会涉及到相关机床电路保护的技术内容。

（1）动力和控制电路设计的主要依据是机床的实际需求，合理处理这个问题需要工程技术人员较细致的技术确认。满足机床的配电、断电、加电以及急停等这些设备工作的基本功能，确认的依据除必要的基础知识外还需要电气回路保护。对于数控机床，电气回路保护是整个生产系统的一个主要组成部分，主要基本材料包括保护原件和线路的器件、用于发出各种命令的控制器件、用来连接各原件的线缆、不同种类的连接器和耗能器件。实现机床电气设备的配电、加电/断电和急停控制等功能，避免人员伤亡与财产上的损失。动力电路和保护联结电路包括机床电气设备本身，当电路出现短路或者过载的现象时电气回路应会自动地将电力输出切断。综合考虑机床电气设备安装所在的建筑物配给的电网容量、电压和接地装置实际情况，以有效地避免火灾、电击与设备失效。

（2）对于一台机床电气设备来说，设计联结电路可以有效地避免由于间接接触而产生电击所连接起来的保护导线。重视电网供电电源的接地装置技术条件，避免由于电磁干扰原因引起的不正常运行所连接起来的保护导线。进行接地装置的功能确认或优化的要求，保持接地的连续性、确保安全。研究和发展新的电气回路保护技术，根据动力和控制电路设计构成元素所组成新的机床电气回路。大幅度提高电气回路保护质量，实现通断/急停控制以及配电传输电能。电气回路保护过程是机械制造过程中必不可少的环节，当机床中的能耗器件出现过载的现象或者是电气回路有故障发生的过流现象时及时预防危险的发生。

二.机床电气回路保护应用研究

依据GB5226.1等标准找到一个定量的、合理的方式，使这种系统能够适应生产的变化。根据机床设备的实际状况确定保护器件的种类，使产品生产成本下降。计算相应的参数并做出判断，大大降低了工人的劳动强度。通过调低细分额定值进行弥补，不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成缺陷或不稳定。在此基础上对导体的规格进行增大并确认机床的导线保护器，保障生产安全。根据保护器的具体类型来对短路的类型进行判定，对产品生产效率的提高具有更加重要的意义。

（1）动力和控制电路

现代化的机床设备当中离不开电气回路，必须遵循相关的国家标准、行业标准和企业标准。动力和控制电路设计中首先要考虑的是线路负载电流和机床器件的额定电流，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。人工操作的电气回路保护是一个劳动密集型的过程，可以设定出保护的器件（熔断器熔体或断路器）。采用人工电气回路保护的方式，考虑温度、机床设备安装的密集程度和多芯电缆等因素对电流的影响。注重配套发展机械自动化技术，使保护器件的电流在范围之内。对生产的物流和人的作用进行综合的研究，大于最小电流才能使机床正常工作。配套发展自动化元件及控制系统，当大于最大电流时应执行保护。

（2）联结电路

不断加强标准的应用，是机床研发者们不断进行技术创新的途径之一。在通常的情况下，研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等都需要进行电器回路保护。根据整个设备的供电线路规格，发展机械自动化技术。通常选择铜和铝这两种材料来进行保护导线选择，通过联接、调整、检查等操作把具有一定功能的线路组合到一起。当电流超出材料所能负担的极限就需要采取附加保护导线等相应的措施，使这种系统能够适应生产的变化，保证工作的一致性和稳定性。机床的电气回路在负载的状态之下，保护导体所用材料的截面积与保护之间必须是连续性的，使整个产品生产过程中各个阶段的工艺的和组织的因素都汇集到一起。将线路负载电流计算出来，关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化技术。根据计算的结果得到负载电流，从而得到保护器件的电流。

三.结束语

机床电器回路保护是一项复杂的生产过程，简单操作已经不能与当前的社会经济条件相适应。本文对机床的电气回路保护要具有哪些技术条件以及实施方法做了简单的介绍，解决遇到机床功能异常、电气装置失效等偶发问题。对机床的电气回路保护技术方面的问题给出一些指导和建议，关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化技术。在不断提升工作效率和质量的同时不断加强机床的电路安全性，研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统。机床依据相关的标准并结合其实际状况设计电气回路保护，解决遇到机床功能异常、电气装置失效等偶发问题。以确保整个机床在工作过程中的安全，对产品的成本和生产效率有着重要影响。

参考文献

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关键词:现代建筑；电气设计；节能减排；电气安全

随着我国城市化建设步伐的不断加快，现代化的建筑如雨后春笋般在各个城市拔地而起。现代建筑在满足人们基本的起居生活的同时，对其建筑质量也提出了更高的要求。电气设计作为现代建筑中不可或缺的部分，其设计水平在很大程度上决定了建筑物的建造质量和使用性能。现代建筑中的电气设计影响因素很多，它不仅要满足居民的基本起居生活要求，还要保证房地产商的经济效益，更要积极响应国家绿色环保、节能减排的政策要求。因此，如何在新的历史时期使电气设计更好地满足现代化建筑的各种需求成为了业界所面临的重要课题。

一、现代建筑电气设计中存在的问题

1、电气安全隐患突出

由于电气安全所造成的事故时有发生，由此引起了社会对于电气安全的广泛关注，国家为此也制定了相应的法律法规以规制电气设计行为。然而，电气安全隐患仍旧无法根治，这其中既有居民用户违规使用电气的因素，也有电气设计不科学的因素。而对于后者而言，其设计水平又是安全用电、用气的关键性的因素。具体表现有一些几点：一是，安全防护措施不到位。在进行建设电气设计过程中，对导线进行敷设时，不采取任何的防护措施就将其连接至距地面较近的照明开关。这为安全用电埋下了巨大的隐患，极大的增加了开关短路的可能性。二是，使用安全系数低的电气材料，如在进行室内线路铺设时，为了节省生产成本，往往选择铝心塑料线作为导线，该导线熔点低，且表面易被氧化，一旦线路负荷过大，极易发生火灾。三是，电气设计深度过浅。在电气设计过程中，很多线路的设计过浅或过短，难以到达国家规定的标准，设计深度不够同样为用电、用气埋下了巨大的安全隐患。

2、消防电气系统不完善

随着我国小高层建筑数量的不断增加，用电、用气设施的种类和数量也在与日俱增的同时，消防安全引起了社会的广泛关注。现代建筑电气设计中一个较为突出的问题便是消防电气系统的不完善。如在火灾报警系统的设计上，由于在不同的场合因起火因子受到空间大小、空气湿度和温度等因素的影响而有所区别，所有其火灾探测器的选配也应做出相应的调整，但在电气设计时对火灾探测器的设计选配并没有进行科学、合理的规划；在接地系统的设计上，消防电气系统离不开接地系统的支持，在接地系统的设计上一般分为专用接地和共用接地两类接地方式。在实际的设计过程中会出现不加区分的情况，以及接地线环境不达标的情况，如接地线与钢筋、裸铜线或者其他导线交织接触的情况，极易造成电流的回路，进而降低了接地设备的导电效果；在消费水泵的启停设计上，当前我国规定的消防水泵控制点共有三处，即消费控制室内的控制点、消防栓处的控制点以及消防栓附近的控制箱，如此设计难免会带来一些操作上的混乱，另外增加了被违规操作的风险。

3、电气节能设计不合理

在国家倡导绿色环保、节能减排的政策背景下，电气设计理当积极响应，采取低能耗、高效率的电气设计。然而，现代建筑的电气节能设计并不是很理想。在电气照明系统上，照度选择在照明设计中至关重要，而很多电气照明系统的设计对照度的选择不够合理，造成了电力的极度浪费。在照明方式上未能配局部照明、混合照明以及一般照明三者之间进行合理的搭配；在供配电系统上，对供电系统的运行、转换等过程的合理把控在很大程度上可以降低用电量。供配电系统设计中常出现供电电压选择不合理，供电设备质量不达标以及变压器容量选择的不合理等问题，由此，造成了供配电运行转换中的电力浪费严重。在动力系统上，减少电动机的能耗对于节能具有巨大的意义，而在动力系统设计中却存在电动机负荷设定、电动机型号的选择不合理，以及电能消耗的计算与实际应用不相符等问题。

二、现代建筑电气设计中存在问题的解决措施

1、全面消除电气安全隐患

安全问题是电气设计者时刻牢记的问题，全面消除电气安全隐患是更是每位电气设计者的职责所在。为此，在对现代建筑进行电气设计时要综合考虑、科学分析，力图将电气安全隐患消除了建设的萌芽阶段。在电路设计方面，要设计科学合理的过载保护系统，避免在居民用户用电过程中出现短路、漏电等问题。另外，在电线的选择上应选择一些优质的绝缘材料，确保在电线的使用周期能不会出现墙内漏电的情况。在接地系统方面，接地线路的设置要具备人体防触电功能，在保障人身安全的前提条件下，着力避免电器金属外壳电火花产生而造成火灾情况的发生。在气路设计方面，在进行管道敷设时，既要考虑管道材料的质量，同时也要充分考虑气温对于管道表面所造成的影响。尤其是在低温条件下，如何做到防冻、防裂现象的发生。尽量优化气管道的线路设置，避免不必要的迂回绕行，同时要避免将电气线路置于高磁场、强电场的环境中，如发电机周围尽量不要设置主管道线路。同时，还要尽量避开与电路同线路设置的情况，防止因电路短路产生的火花造成输气管道的爆裂。

2、完善消防电气系统

完善的消防电气系统是一个建筑物安全系数的重要保障，也是人民生命财产安全的重要防线。消防系统设置复杂，技术水平较高，包括火灾探测系统、报警控制系统和自动喷水扑灭系统三个子系统，这些子系统的电路需另行设置，以保障在火灾情况下仍能正常供电。因此，对消防电气系统的智能化和技术含量提出了更高的要求。消防电气设计者在进行火灾报警系统的设计时，应充分考虑诱发火灾的空间、温度、湿度的因子，科学合理的进行火灾探测器的选配规划。进一步优化消防水泵的启停系统，综合考虑各种人为因素，简化消防水泵的控制点。合理设计消防联动控制方式，根据具体情况选择总线控制和多线控制方式，避免控制方式与其他消防设施系统之间的不匹配情况。

3、强化电气设计的节能效果

节能减排、绿色环保是现代建筑对电气设计的必然要求，也是其自身发展所面临的重要课题。进一步强化电气设计的节能效果，应从多个方面入手，首先，在供配电系统设计上。应综合考虑负荷容量、供电距离及用电设备分布特点等因素，科学合理的设计供配电系统，且供配电系统尽量体现简单可靠的特征，避免繁琐低效的设计方案。另外，在选择供电电压时，应依据电路负荷情况，科学合理地选择变压器容量、台数，线路导线能够负荷的变化。同时，按经济运行原则灵活投切变压器。其次，在照明方式的选择上。根据照明使用的频繁程度不同，可采取分区控制照明和适当的增加控制开关两种措施，降低不必要的照明使用。在灯具的选择上，根据不同的场合适当配置触摸式延时开关、声光控延时开关、红外式延时开关等。最后，在进行电气节能设计时，设计者要充分考虑节能与投资之间的关系，切不可一味为了节能而增加建设总投资，这需要设计者在二者之间进行适度的平衡。

参考文献：

[1]李云.简析建筑电气设计存在的问题及对策[J].江西建材,2015.13

[2]彭丽君,张海博.浅析建筑电气设计存在的问题及主要对策[J].中国新技术新产品,2013.08

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关键词：绿色建筑；电气设计；设计要点

中图分类号：TU85 文献标识码：A

所谓绿色建筑，就是在建筑施工建设过程当中降低资源的消耗，并且秉承环保理念，实现建设施工和环境保护的协调发展。在绿色建筑设计当中，设计者需要以生态理念为中心，结合环境现状和建筑物的实际需求进行设计，力求做到节能环保。在绿色建筑设计当中，电气设计十分关键。下面就对这一问题进行详细地分析。

一、绿色建筑电气设计的原则

在绿色建筑电气设计的过程当中，为了能够满足预期的效果，必须要坚持一定的原则，具体表现在以下几个方面。

第一，要坚持节约性选择。建筑行业是一个能耗较高的行业，但是当前我国的建筑资源相对较为短缺，因此在建筑设计的时候，一定要坚持节约原则，既要节约能源，又要节省土地，尤其对于绿色建筑来讲，这一点更为重要。因此在设计之前，设计人员一定要进行相应的调查研究，制定设计方案，最大限度地利用节能技术原理实现电气设计，并在绿色建筑设计当中充分地考虑到地区的特点，合理应用太阳能风能等可再生能源，达到绿色节约的目的。

第二，要坚持经济性原则。绿色建筑在建设使用以及维护的过程当中将会涉及一定的技术性问题，可以说，绿色建筑能够给人们带来较高的生活舒适度，但是也在设计施工建设的时候也会有较高的投入，因此说，在电气设计的时候一定要坚持经济性原则，力求用最小的资源消耗实现最大的经济效益。

二、绿色建筑电气设计要点分析

上文中简要地分析了在当前绿色建筑电气设计的过程当中要坚持的原则，下面本文就因此为基础，对电气设计的要点进行分析。

第一，绿色建筑照明系统的设计要点。在绿色建筑电气设计的过程当中，对于照明系统的设计，需要从细节方面着手，力求照明系统的设计能够达到节能的效果，并且要在功率方面严格遵循绿色建筑的节能设计标准。

在设计的时候，为了有效地提升灯具的利用系数，可以尽量地选择浅颜色，和实际生活应用相连接，设置定时开关，降低照明点好，同时，在选择灯具的时候一定要综合灯具的造价和性能，充分考虑之后最终确定，既需要注重节能的效果，也需要强调经济性原则。

因樵诮ㄖ物当中照明的用量很大，使用的面积也较广，因此说在设计时一定要做好相应的工作，力求做到节能环保。建筑物当中选择高效的光源。

在照明系统设计的过程中，还需要根据实际情况灵活地选择照明的方案。通常情况下照明会分为一般照明、混合照明以及局部照明，设计人员需要根据绿色建筑的需求合理选择照明方式。设计时，可以将一般照明和局部照明相结合，达到较好的照明效果，而对于大型的空间来讲，则需要进行分区照明，这样能够有效地降低能耗，提升照明质量。而对于照度要求较高的场合来讲，则需要将一般照明和局部照明相结合，并要加强照明效果，保证照度。对于照明的电源线路来讲，就需要采用三相四线制供电，同时设计三相对称照明负载，最大限度地减少电压的损失，并且减少中性线电流。

第二，绿色建筑供电系统设计要点。绿色建筑设计的过程当中，一定要确保供配电系统的可靠性，如对于同一电压的变配电技术，应该少于或者是等于二级，这样能够有效地降低因为电级数目过多而造成电能无端损耗现象的出现。同时，设计时一定要将变配电所设计在靠近负荷的中心位置，同时需要合理地设计供配电网络，减少电路铺设过程当中电能的消耗，合理设置供配电网络还能够降低线路电压的损失，确保供电的稳定性。通过这种方式进行设计，能够有效地满足绿色建筑物的供电系统应用，也能够达到降低能耗的目的。

需要注意的是，在供电系统设计的过程当中，还需要正确的选择变压器的容量以及级数。通常情况下，变压器的负载率需要控制在0.7～0.85范围之间，这个范围之内的负载率能够确保变压器更好地适应用电负荷的波动，同时也能够有效地延长变压器的使用寿命，所以说设计人员需要注意这一点。同时，在选择变压器的时候还需要考虑到节能的效果，尽量选择节能型变压器，这样能够更好地降低空载损耗，同时能够降低空载时电流过大产生的噪音。

除要选择合适的变压器之外，还需要选择恰当的配电干线使用的电缆。设计人员在选择电缆的时候一定要综合考虑各方面因素，既需要考虑到电压的损失情况以及热稳定性等技术性的指标，同时还需要考虑到经济成本，力求选择经济性、实用性以及节能性俱佳的电缆。

对于高层建筑来讲，在进行设计的时候，还需要考虑到配电室的位置，即应该设置在靠近电器竖井的位置，这样就能够更好地减少电缆的有效长度，也进而降低了热损耗。

第三，绿色建筑当中的电磁干扰抑制设计。绿色建筑设计的重要标志就是健康和安全，而生活当中大量的非线性设备使用将会带来电磁干扰，这样会增加系统的电耗，严重的时候将会发生系统性的火灾，因此说，在绿色建筑电气设计的过程当中一定要注意好电磁干扰的抑制设计问题。

大地磁场、高压电力设备、高频振荡器、电网电压波动等都会带来电磁干扰，一般情况下，将电磁干扰分为导电性电磁干扰和辐射性电磁干扰两种。导电性电磁干扰主要是通过电缆或者是线材从一个电路传动到另一个电路当中，要避免这种情况，需要在电路设计的过程中结合实际情况科学设计电路，并且选择合理的设备，科学接地，这样能够抑制电磁干扰。后者则是通过空气当中的电磁场进行传播。这就要求设计人员在设计的时候一定要合理的布设线路、接地线，并且要采用现代科学技术减少辐射性电磁的干扰。

从目前情况来看，接地技术是绿色建筑电气技术当中解决电磁兼容问题较为常用的技术手段。这一技术措施主要是为整个系统提供公共零电位基准，同时给高频干扰电压提供低阻抗通路，这样就会使得系统获得良好的电磁屏蔽效果。例如防雷接地、屏蔽接地等，都是较为常见的。

随着技术的发展和新材料的产生及应用，在未来绿色建筑设计的时候，可以尝试使用新型的屏蔽材料，例如使用具有屏蔽功能的混凝土或者是涂料，并结合技术措施来达到防止电磁干扰的目的。

除上述论述的几点设计要点之外，在绿色建筑电气设计的过程当中，还可以充分地利用可再生无污染能源，实现绿色节能的效果。

结语

绿色建筑的设计施工能够给人带来更多的舒适感，能够更好地满足人们的生活需求，在绿色建筑设计的过程当中，电气设计是其中一个重要的环节，本文就以此为中心，结合自身工作经验，从3个主要方面分析了绿色建筑电气设计的要点，希望通过本文的论述，能够对后续的电气设计起到帮助，更好地发挥绿色建筑的作用。

参考文献

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