电气硕士论文

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电气硕士论文范文第1篇

【关键词】双馈风力发电机;风速突变;有限元分析;磁隙畸变

随着科学技术的进步，世界各国对电力需求的不断增加，合理的开发利用我国丰富的风能资源一遍弥补电力供应的不足是有重大意义的举措，而双馈异步发电机是风力发电的主力机型，它是采用交流励磁，定转子均能同时向电网供电，其独特的性能和结构相比其他机型有很大优势。因此，研究双馈异步发电机的故障诊断技术，以便在故障早起就发现故障并及时进行维修，具有重大的理论意义和社会经济效益。风力发电机的机械故障和电气故障都会造成发电机内部磁场的变化，比较有效的风电机组故障诊断技术包括：基于模型分析的故障诊断技术、智能故障诊断技术和基于信号分析的风电机组故障技术这三种。有限元法为分析数据提供了准确、快捷的数学分析方法，借助有限元分析软件ANSYS建立了双馈异步电机的仿真模型。通过分析发电机内部磁场磁力线，磁通密度可以判断磁场的畸变程度。

1.有限元法在电磁场分析中的应用

有限元是应用非常广泛、适应性极强的一种数值计算方法，它基于变分原理，找出一个与所求定解问题相应的泛函，并使该泛函取得极值的函数为该定解问题的解，再从该泛函的极值问题出发，对其进行离散化，得到对应的代数方程组。电机的二维数值求解区域模型如图1所示，为整个模型的四分之一，即为线段AB，CD和圆弧AD，BC组成的区域。

图1 电机求解域模型

用矢量磁位表达时，求解域内满足边值问题：

（1）

式中表示电流密度;表示材料的磁导率。

有限元法就依据上式，将求解区域分解为有限个小单元，在离散单元内构造矢量磁位的插值函数，然后利用插值法将式（1）的条件变分问题离散化为多元函数的极值问题，求解得到矢量磁位的数值解。

采用三角形剖分单元，见图2。在单元e内采用线性插值方法，可得到矢量磁位的线性插值函数，然后利用线性差插值函数对x和y分别求偏导数，因为整个求解区域的三角形单元的总数为E，那么能量泛函可以表示为求解区域内所有单元泛函之和。然后求其对三节点A 的一阶偏导，可得：

图2 三角形剖分单元

（2）

式中：

对E个单元的（2）式进行总体合成，则有：

（3）

式中N表示节点总数。由泛函极值条件可知：

（4）

铁心导磁材料的磁化曲线呈非线性，即式（1）中μ不是常数，为磁感应强度的非线性函数，且式（4）所示的代数方程组为一非线性方程组，系数则是未知量矢量磁位的非线性函数。

2.风度突变并网工况的模拟

本论文在仿真软件DIgSILENT中建立1.5MW双馈风力发电机模型如图3所示，本机组的额定风速是13m/s，切入风速为6 m/s，切出风速为30 m/s，模拟风速由10m/s突变到20m/s的工况下双馈风力发电机的定转子电流，如图4所示，定转子电流如图5和图6所示。

图3 双馈风力发电机模

图4 风速突变

图5 定子电流

图6 转子电流

图4表明风速在5s时发生突变，图5和图6可以看出由于风电机组浆距角的跟踪调节，定转子电流没有立即突变，但是在较短时间内定转子电流都有较大幅度的增加，定子电流由723A突变到1098A，转子电流由432A突变到622A，电流的增大会会造成电机内部磁场的变化。

3.有限元分析与仿真

采用ANSYS对双馈电机建立模型，并对其电磁场进行求解分析。双馈风力发电机的相关参数如表1所示。图7为建立的电机几何模型图，图8为建模过程中的电机剖分图。

表1 双馈风力发电机参数

额定功率 额定转速 极对数 额定频率

1.5MW 1750rpm 2 50Hz

定子电压 定子电流 转子电压 转子电流

690V 1177A 296 420

图7 风电机几何模型图 图8 风电机网格剖分图

额定风速和风速由10m/s突变到20m/s情况电机内部的磁密云图分别如图9和图10所示。

图9 额定风速时的磁密云图 图10 风速突变情况下的磁密云图

图11 正常情况下气隙磁通密度曲线

由图9和图10可以直观看到电机内部磁场的分布情况，正常情况下磁力线方向和密度径向分布均匀，5s风速突变时电机内部如A、B、C点磁场密度明显增大，局部区域开始出现畸变。

图11和图12分别是正常和风速突变情况下的气隙磁通密度曲线。

图12 风速突变情况下气隙磁通密度曲线

由图11可得合成气隙磁密的幅值为0.9T，脉振最小值为0.55T。气隙中的磁密分布较为均匀，此瞬间合成磁场在空间的分布为正弦波。和正常运行时的图11相比可知，风速突变时电机内气隙磁密不再成正弦分布。

根据以上分析，可以发现风速由10m/s突变到20m/s确实导致了双馈风力发电机内部气隙磁场密度的畸变。

4.结论

本文介绍了有限元的分析理论，在电磁仿真软件DIgSILENT中搭建了双馈风力发电机模型并模拟了风速由10m/s突变到20m/s的工况，得到了风速突变时的风电机定转子电流，利用有限元仿真软件ANSYS 仿真得到风速突变情况下的电机内部磁密云图和气隙磁密图，得到了风速突变可能会导致双馈风力发电机气隙磁密畸变的结论。

参考文献

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[8]岳菁鹏.变速恒频风力发电机组发电机部分故障分析[D].新疆大学硕士论文，2012.

基金项目：本文系基于多源征兆和并网运行状态的大型风电机组早期故障诊断研究研究项目（项目编号：51367015）。

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电气硕士论文范文第2篇

【关键词】 PT 保险熔断 单相接地 冲击电流

1 引言

电磁式电压互感器（PT）作为变电站内保护、计量的主要设备，对电力系统的安全运行起着至关重要的作用，然而PT保险频繁熔断影响设备正常的工作，威胁着电网的安全稳定运行。

2 现状

近年来，在公司所属的70余座电压等级35kV及以上的变电站内经常发生PT保险熔断现象，严重威胁着电网的安全稳定运行。经对保险熔断的PT进行例行和诊断试验，发现因PT自身缺陷、损坏等引起的保险熔断很少，而更换PT、PT保险，加装消谐装置等方法，都不能彻底解决保险熔断的问题。下表列出近三年PT保险熔断的次数。

3 机理分析

经调查，PT保险熔断现象主要发生在农网变电站中，一般农网变电站中性点采取不接地运行方式，输电以架空线路为主，瞬时单相接地故障发生的概率较大。而城区变电站，中性点大多经低阻接地，不会对PT保险造成冲击，另外，输电一般采用电缆，发生瞬时接地故障的可能性小。

一般情况下，PT一次保险熔断通常是有铁磁谐振过电压、低频饱和电流、系统发生单相间歇电弧接地、PT的X端绝缘水平与消谐器不匹配、PT一、二次绕组绝缘降低、短路故障、消谐器绝缘下降等因素引起；PT二次保险熔断大多是因二次回路中发生短路。

根据调度、后台保护屏记录的数据显示，PT保险熔断大多发生在有单相接地故障或有线路操作的情况下。

电力系统在正常的情况下，A、B、C三相处于平衡状态，对地的电容所携带的总电荷是零。当A相发生接地时，B、C两相电压有相电压升至线电压，致使B、C两相与地之间形成的电容充电，在线电压的作用下，电荷会以A相接地点和B、C两相为回路往复循环，形成电容电流。当A相接地故障消除后，相当于B、C两相对地电容上的电荷流向地的通道被切断，而A、B、C三相线电压试图恢复到正常运行状态下，B、C两相原本充以线电压下的电荷需一通道泄出去，由于A相的接地点已经被切断，PT的一次绕组就成为了唯一通路。在泄往大地的过程中过多的电荷会引起铁芯的饱和，此时PT在工频电压作用下将产生很大的冲击电流。若系统经常发生瞬时单相接地故障就相当于上述过程的反复，造成的冲击电流相当于多次累加，致使PT保险熔断。

由于中性点不接地，系统单相接地消失后，PT铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压，有可能使系统对地电容与PT高压侧电感相匹配，发生铁磁谐振。铁磁谐振中基频和分频的谐振电流较大，在一定条件下会导致熔丝熔断。

经过上述分析，PT保险熔断现象的主要原因不是铁磁谐振造成的过电流，而是故障恢复后的电容放电冲击电流。

4 结语

通过实际和理论两方面的分析，单相接地故障恢复后的电容放电的冲击电流致使PT保险熔断的主要原因，解决此问题的方法是为冲击电流寻找一泄漏通道或增大PT阻抗，而更换PT、加装消谐器等措施，不能从根本上解决。

参考文献：

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[3]陈天翔.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2004.

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[5]刘喆.配电网消弧及铁磁谐振监测与控制技术的研究：[硕士论文].北京：华北电力大学，2008.

电气硕士论文范文第3篇

作为人才培养的主体，地方高校面向地方大中型企业，在机械工程领域已经招收了大量工程硕士研究生，培养一大批应用型高层次人才，但在培养过程中也出现了一些问题，主要体现在五个方面。

1.培养条件差异化较大

对于地方高校而言，一方面，相当于国内一流高校和各种强大资源，其硬件条件（如实验条件、经费支持、信息资源等）和软件环境（师资力量、管理体系、研究氛围、校企合作、公共关系等）处于相对劣势。但另一方面，与重点大学相比，地方高校更为重视工程硕士培养，在导师选聘、学生待遇、学习环境上或能提供更有优越的条件，且政策层面更加灵活。以某地方高校2009届机械工程领域工程硕士为例，共29人，学院在授课方式、生活学习条件等方面实行政策倾斜，并为每位研究生配备双导师，研究生论文全部来源于企业生产实践。因此，地方高校工程硕士培养条件往往呈现很大的差异性。

2.生员质量参差不齐

（1）知识背景各异：由于机械行业是一个技术密集型行业，涉及材料、机制、电气、测控、管理等诸多学科，生员专业差异性大、毕业院校也各自不同，因此该领域的生员背景知识差异较大。

（2）文化基础较为薄弱。工程硕士研究生大多来自地方大中型企业的产品研发、生产一线及管理部门，具有极为丰富的产品开发设计、生产、管理经验，但绝大部分人员离开高校较长时间，加之工作繁忙，没有时间、精力学习本领域的前沿理论，存在一定知识陈旧现象，且英语、计算机等文化课基础较为薄弱。

（3）学习积极性高但往往“心有余而力不足”，参加工程硕士学习的学员绝大多数都是是单位的技术骨干和中层管理干部，甚至有些担任重要的行政职务，往往很难保证充分的学习时间和精力。

3.培养目标难以实现协调一致

地方高校机械领域工程硕士培养目标的实现需要高校、企业、研究生本人三方通力协作才能得以实现。然而，在具体实践过程中往往会出现一些问题。（1）企业迫切需要学校培养出创新能力强、能够理论联系实际、为企业创造大量经济效益的应用型人才，但是往往很难将上述目标转化为具体的培养方案并落实在具体的培养过程中。（2）大多高校在工程硕士的培养过程中受以往惯性影响，往往会倾向于更为重视研究生的理论及学术水准提升，未能有效与企业沟通，协调一致，从而难以满足企业对于人才的要求。（3）绝大多数学员都是抱着很强的求知欲来学习的，但是往往低估了学习过程的艰苦性，加之家庭、工作方面的影响，往往会降低自己的要求，演变成为仅仅为了毕业证和学位证而学习，把获得更高层次的学位而有利于自身发展作为学习目的。

4.过程管理不够建全和完善

工程硕士研究生往往是企业的技术、管理骨干，承担着繁重的科研、生产、管理任务，而工程硕士培养过程又是“进校不离岗”，因此在硕士生培养阶段的学员往往在学习时间、学习地点、投入精力上会出现工作与学习之间的冲突；此外，学习内容与学员自己的知识背景差距大，学习难度大；同时，导师往往在学校承担有其他教学科研任务，难以全身心投入。其次，在实际培养中往往沿用学术型培养模式，学院负责研究生的理论课教学、论文开题、中期检查、答辩等工作，企业很少能参与人才培养的各个环节，往往造成企业对人才的质量要求与研究生的培养脱节。另外，“双导师制”是针对工程硕士特点而实施的，但由于学员是在职学习，大部分时间在企业，学校导师往往很难像指导学术型研究生那样细致指导，企业导师则往往是业务骨干或高层管理人员，难以抽出有效时间进行科学指导，从而使得工程硕士指导过程出现空档。5.评价标准难以把握工程硕士培养是为工业企业培养具有创新能力的应用型人才，内容侧重于应用能力和工程实践能力。因此毕业论文中应强化解决工程问题的新思路、新设想、新工艺、新方法、新技术，而不一定要求具有较高的理论研究水平。而校内指导老师往往沿袭以往惯例，重学术水平轻工程应用、重理论轻实践，如何客观科学地评价工程硕士论文质量仍需要进一步厘清，因此对工程硕士论文客观评价有一定难度。

二、提高机械工程领域工程硕士质量的探讨

针对机械工程领域工程硕士培养的现状和区域内产业发展趋势，结合师情、生情、校情，湖南科技大学在机械工程领域工程硕士的培养过程中主要做了以下几个方面的工作：

1.完善培养体系，强调实用性和可操作性

针对省情、校情、生情，依照“突出实践能力”、“强化应用能力”、“提高综合能力”及“夯实基本素质”原则，学校、企业单位、学员（导师）三方面结合协商制订了具有学校特色的机械工程领域工程硕士培养方案。在具体实践中，开学前邀请研究生院主管领导、企业专家、部分导师和学员代表进行沟通，根据生产、开发、制造过程中的具体问题，经现场专家、导师的交流和学员的面谈后，学员可以结合自己从事的具体工作，选择合适的课程满足自身需要。

2.改革授课方式，强调灵活性和实用性

湖南科技大学工程硕士大都来源于本地大型工业企业，生产任务繁重，学员无法脱产学习。针对这一情况，学校采取了以下措施：（1）确立班主任责任制，每个班级配备1名硕士生导师为固定班主任，负责日常管理和联系。（2）多时段集中授课。由班主任提前调研，确定合适授课时间，然后提前通知各位学员。对于因特殊情况未能参加授课的学生则利用周末、节假日进行单独补课。（3）现场授课。对于部分距离较远的学员，湖南科技大学采用教师现场授课。如学校多次组织相关教师到学生较为集中的企业等进行集中授课，取得了较好的教学效果。

3.强化校企合作，深化“双导师制”

湖南科技大学针对“双导师制”进行了以下改进：（1）师生双向选择：入学前组织师生见面会，加强交流，保证学员、校内导师、现场导师研究方向的一致性。（2）重视论文开题。由学位分委员会统一组织、集中管理、集中审核、严格把关。（3）加强中期考核。由校内导师和现场导师组成评议组，互相检查监督，保证论文质量。

4.加强管理，保证质量

为保证工程硕士研究生的培养质量，湖南科技大学建立了研究生院、学院、导师三级管理体制，主要包括：（1）研究生院严把生源质量。在招生中全面考核学生理论水平、科研能力、综合素质，严把招生质量关。（2）学院负责日常教学管理。课程教学是工程硕士教育的核心环节，课程设置、内容选择、教学方式上有效结合学员实际工作内容、突出个性，实行学分制和选修制相结合的考评体系，充分调动学生的积极性；考核方式采取读书笔记、笔试、研究报告、综合分析等多种方式。（3）导师负责督促研究生学习、培养过程。由专家组集中组织学生开题、期中检查，答辩过程由导师初审、预答辩、匿名评审等环节组成，确保研究生论文质量。

三、结语

电气硕士论文范文第4篇

关键词：微网；控制策略；现状

中图分类号：TM77 文献标识码：A

Analyses the micro network control research status

DUAN Xiao-rui，LI Jin，ZENG Zhao-wei

（College of Electrical Engineering， Guizhou University， Guiyang Guizhou，550025）

Abstract： In recent years， Distributed Generation obtained more and more attention and application， and by the small capacity of distributed power network research. This paper first introduces the concept of micro network and micro network control strategy， and then summarizes and analyzes the current research status of micro network.

Key words： Micro network；The control strategy；The status quo

引言

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，近年来用电负荷正急剧增长。与此同时，能源危机与环境保护的压力正逐渐加大，化石燃料的迅速消耗和燃烧应用中产生的污染问题也已严重影响到了人们的正常生活。因此，绿色清洁的新能源以及可再生能源的应用得到了越来越多的重视。分布式发电将分散存在的清洁能源转化为电能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式发电技术为清洁能源的推广应用提供了有力的技术支撑[1]。分布式发电技术不断发展，将分布式发电供能系统以微网的形式运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统能效的最有效方式。

微网概念

微网是一种可将各种小型分布式电源组合起来为当地负荷提供电能的低压电网。它具有联网和孤岛两种运行模式，能提高负荷侧的供电可靠性。微网中的分布式电源常采用电力电子接口连接到微网，这增加了分布式电源接口控制的灵活性，但是减少了系统的惯性。微网缺少惯性和运行模式的多样性增加了系统在维持能量平衡及频率稳定等方面的控制难度。微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。该灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性。同时，微网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。

微网控制策略

微网在实际运行中需要解决的关键问题之一就是控制问题。当微网中的负荷或网络结构发生变化时，如何通过对微网中各种微电源进行有效的协调控制，以保证微网在不同运行模式下都能够满足负荷的电能质量要求，是微网能否可靠运行的关键[2]。

目前的微网控制方案，按整体控制策略可分为对等控制、主从控制。主从控制一般是指底层微电源的控制是一种主从控制结构：以一个微电源作为主单元，其控制器作为主控制器，其余微电源的控制器作为从控制器。从控制器必须服从主控制器，其之间的通信联系是强联系，一旦通信失败，微网将无法正常工作。主从控制策略主要用于孤岛运行时的微网。对等控制就是微网中每个微电源地位相等，不存在起主要支撑作用的主控制单元。对等控制策略基于下垂控制法，分别将频率和有功功率、电压和无功功率关联起来，通过一定的控制算法，模拟传统电网中的有功、频率特性曲线和无功、电压曲线，实现电压、频率的自动调节而无须借助于通信。

下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制是目前常见三种的微电源接口逆变器控制方法。下垂控制方法就是使接口逆变器模仿传统电力系统的下垂特性，通过有功和无功来调节微电源输出的频率和电迅。该控制方法是基于本地测量的有功和无功值对逆变器进行控制，各微电源之间不需要通信，因此一般用于对等控制策略中[3]。恒压恒频控制通过直接给定电压和频率的参考值，设计控制器来调节接口逆变器的输出电压和频率，主要用于孤岛运行模式，给微网提供频率和电压的支撑[4]。主从控制策略中主微电源的控制一般釆用此控制方法。通常PQ控制用于并网运行状态。设计控制器在并网运行时使逆变器按照给定的有功和无功参考值输出功率，微电源一般不参与电压、频率的调节，主要由大电网提供支撑[5]。当处于孤岛运行状态时，微网必须中有维持电压和频率的微电源。

研究现状

微电网是目前国内外学者的研究热点，其灵活的运行方式、高质量的供电服务以及绿色高效的经济性能，使其具有良好的发展前景。我国对微网的研究尚处于起步阶段，在国家科技部“863计划先进能源技术领域2007年度专题课题”中已经包括了微网技术，目前中国科学院电工研究所、清华大学、天津大学等单位相继开始了对微网的研究。

文献[6]通过对微网实验系统微网主从控制模式和对等控制模式进行比较，得到结论：主从控制微网系统可以实现电压和频率的无差控制，但对主控单元有很强的依赖性，主控单元的选择至关重要； 若微网中存在燃机等输出稳定且易于控制的DG时，应优选其作为主控单元，而光伏风力等间歇性DG作为从控单元； 若微网中不含有可控DG，则选择储能装置为主控单元，但储能装置容量将限制其长时间孤岛运行。对等控制微网具有冗余性，但没有考虑系统电压与频率的恢复问题，属于有差控制，鲁棒性差，并且在控制和应用上尚存在若干关键技术问题亟待攻克，目前仅限于实验研究阶段。

文献[7]研究了下垂控制和混合控制的微源控制方法，并建立了微网系统仿真模型， 针对计划孤网和非计划孤网中的下垂控制和混合控制进行了仿真分析。仿真结果验证了2种控制方式对维持微网孤网稳定的有效性，并且任何控制方式下，微网再并网时均需对微源出力进行重新调整，才能平滑过渡至并网稳定运行模式。

文献[8]分析了微网中多个分布式电源采用 P-f 和 Q-V 下垂控制时，微网的频率稳定性。根据微网内分布式电源的输出特性和负荷需求特性，设计了一种分布式电源层对等控制与主从控制相结合的微网控制策略，并分析了采用此控制方案后微网在不同运行情况下的暂态特性。

文献[9]主要研究了微电源接口逆变器的控制方法，通过建立下垂控制小信号模型，仔细分析了电压频率、电压幅值下垂参数和低通滤波器的截止频率三个参数对于系统稳定性的影响。将微电源等效为直流源或经整流后的直流源，在坐标系中建立了三相逆变器的数学模型；在分析微电源逆变器控制方法和原理的基础上，设计了基于下垂特性的双环反馈控制器、PQ控制器。

文献[10]只考虑并网后电网向微网注入功率时，对含有一个DG的微网并网过程仿真，研究了并网过程中频率和电压波动变化，着重分析了在并网前开关两侧电压相对相位超前和落后的两种不同情况，提出了微网并网的最佳控制策略：并网时开关两侧的电压差必须很小，理想状态为零；电网频率必须稍高于微网频率；并网时刻电网电压必须超前于微网电压。

文献[11]详细分析了PQ控制和V/f控制的原理和方法，对相应的控制器进行设计，并在此基础上建立起微网的模型。通过不同运行方式仿真验证了该模型的运行特性，从而证明了控制策略的有效性和正确性。

文献[12]分析了传统的下垂控制策略在微电网系统中应用所存在的缺陷，并提出采用倒下垂控制与下垂控制相结合的综合控制策略。该策略在改善微电网的稳定性，最大限度地限制过流情况发生等方面都具有显著特点，而且能实现微电网在网络结构或状态转换过程的无缝切换，同时也为不同响应时间的储能装置选择合适的控制策略提供了可能。

由以上的分析可知，目前我国针对微网控制的研究主要集中在下垂控制、恒压恒频控制和恒功率控制三种控制方式，在假定条件下通过对其控制原理和方法的分析进行控制器设计，进而搭建模型进行仿真，从而验证控制策略的有效性。

总结

面对能源危机的挑战，加强绿色能源的利用，既符合国家的能源政策，又可以缓解现阶段能源供求紧张的关系。智能微网的出现，可以较好地解决整个电网控制的复杂性。虽然目前微网的实用化还存在着各种各样的困难，但微网在降低能耗以及补充电网不足方面的优点会促进专家学者的研究，微网的巨大潜力会凸现出来。

参考文献

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[9]赵巍.微网综合控制技术研究[D][硕士论文].南京理工大学，2013（4）

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电气硕士论文范文第5篇

关键词：以太网；燃机模块；电子控制系统；软件设计

引言

随着燃气轮机在工业现场的广泛使用，对控制性能的要求越来越高，其控制系统也迅速从液压机械式控制器发展为模拟式电子控制系统,进而发展成数字电子控制系统。到20世纪90年代,燃气轮机开始全面配置数字电子控制系统。近年来，国外燃气轮机的数字电子控制系统已经实现了标准化、系列化，实现了模块化,并配置了菜单式的开发软件。模块化控制系统中通信总线是系统内部数据交换的桥梁，总线的可靠性是系统可靠性的保障，总线速度也直接影响到整个控制器的性能，因此必须选择实时、可靠的通信总线。MIL-STD-1553B、ARINC-429等传统的现场总线可靠性高、使用灵活，工程上已经得到了广泛应用，但却遭受速度瓶颈。工业实时以太网技术具有速度快、实时性好、可靠性高等特点，它的发展使工业控制在通用化、模块化、数据交换等方面都面临新的技术革命，特别适用于分布式控制系统设计。EtherCAT是由德国Beckhoff公司开发。采用以太网帧，以特定环状拓扑发送数据的技术，拥有杰出的通讯性能，接线简单，并对其它协议开放。

1.总体方案

1.1燃机模块式电子控制系统方案

系统的控制对象是某型舰用中档功率系列燃气轮机，控制系统采用开放性的模块结构。电子控制器采用标准化、系列化的模块设计，各模块间采用最新的工业实时以太网Ethercat连接，控制软件设计成可选择、可配置的标准模块和接口，液压执行机构设计成通用的模块化的部件和组件。这就使整个控制系统的设计变为功能模块的选择、匹配和调整——根据燃机控制系统的信号数量和接口类型选择合适的硬件模块，根据特定控制规律和控制系统要求选择、配置相应的软件模块，根据燃油和导叶的控制要求选择合适液压执行机构。采用的是成熟的模块使各模块功能、性能都有了保证，各部件仅需要进行部分调整就能满足要求，既缩短研发周期，又提高系统的可靠性，同时也便于今后实现性能改进和功能扩展。

1.2燃机控制系统组成

燃机控制系统包括综合电子控制柜、系统软件、液压执行机构、电气系统等。液压机械装置采用模块化设计方法，包括高压燃油泵、燃油计量装置、导叶调节装置等。各模块可根据具体燃机要求配合使用。电子硬件通用模块包括：电子控制器模块、独立保护模块。系统软件包含控制软件和应用软件。控制系统接收来自控制室或监控台的控制信号，对燃气轮机的起动、加速、减速、稳态工况运行以及停车和重要参数限制实施全面的自动控制和安全保护，能实现对燃机辅助系统的监测和控制，能实现对燃机的故障诊断和重要参数的记录、存贮和通讯。

2.控制软件设计

2.1电子控制器方案介绍

电子控制器由主CPU模块与AD模块、DA模块、FI模块、IO模块等低级模块组成，各模块自带CPU处理器，模块之间通过工业以太网连接，控制系统采用基于网络通讯技术模块化设计，控制器的各种功能模块之间用实时以太网进行连接，完成数据交互。各模块可以集中在一起也可以分散到燃机的各部分，通过工业总线实现实时信息交流和控制。

2.2控制软件分层设计

控制软件包含CPU模块的控制应用软件、其它通用模块底层软件组成。底层软件与模块一一对应。模块的底层软件主要是实现通用模块采集、输出或信息交互功能，并与其它模块通讯，传递和接受信息，实现控制系统功能。CPU模块的控制应用软件通过与底层软件，根据模块的特点进行功能的初始选择和配置。初步设计的控制软件层次结构如图1所示，该层次结构适用于主CPU模块与所有低级功能模块。由于低级功能模块的任务都比较简单，所以并无必要采用实时内核，主CPU模块也需根据实际情况决定采用传统的顺序结构还是基于实时内核的并行结构。同一功能的器件在驱动程序层向顶层提供一致的接口，在这一层次中需要制定对器件读、写、模式设置、中断、轮询等操作的驱动程序函数模版。整理电子控制器硬件设计中常用的接口器件资料，针对这些器件编写驱动程序并用数据库进行驱动程序模块的管理。

2.3控制软件模块化设计

控制软件采用模块设计，将燃机的主要控制过程、各种控制规律形成标准程序模块。模块划分可层层分解，步步细化，当针对具体燃机时只要选用合适的模块进行组合，并进行对参数设置连接就可形成控制程序。程序的框架设计要保证其可扩展性，根据燃机控制要求的变化，不断的增加先进控制规律、控制算法模块提高整个系统的性能。在对燃机控制系统的特点进行充分分析的基础后，建立对燃机控制软件的通用框架结构、模块划分准则与模块配置策略，通过更改模块配置信息、模块整体更换等方式灵活构建可靠的燃机控制软件。软件模块化按照由粗到细、由繁到简的指导方针，按步骤逐级细化，最终生成最基本的模块单元。根据燃机控制系统的功能，将控制软件划分为基本数值计算模块库、信号处理模块库、故障处理模块库、起动控制模块库、燃机运行控制模块库、停车控制模块库、辅助系统控制模块库、底层软件模块库、通讯协议模块库。模块一般采用标准C语言编写，与CPU相关的代码采用汇编语言编写，考虑到不同CPU的字长、对齐方式等特性，模块内部均采用自定数据类型，且可通过外部进行设置。

3.通讯软件设计

EtherCAT通讯程序包括网络收发模块、EtherCAT接口模块、EtherCAT设备模块、主站模块和从站模块。网络收发模块完成底层网络数据包的发送和接收功能。EtherCAT接口模块实现EtherCAT通讯程序与功能软件的接口功能。EtherCAT设备模块实现EtherCAT设备扫描和软件初始化工作。主站模块实现主站初始化命令和循环命令的发送处理，实现和维护主站的状态机。从站模块实现从站设备的配置，同时维护从站设备的状态机。

3.1Ethercat协议

EtherCAT是用于过程数据的优化协议，凭借特殊的以太网类型，它可以在以太网帧内直接传送。EtherCAT帧可包括几个EtherCAT报文，每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域，该区域最大可达4GB字节。数据顺序不依赖于网络中以太网端子的物理顺序，可任意编址。从站之间的广播、多播和通讯均得以实现。当需要实现最佳性能，且要求EtherCAT组件和控制器在同一子网操作时，则直接以太网帧传输就将派上用场。然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。EtherCATUDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文，这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。显然，在这种变体结构中，系统性能取决于控制的实时特性和以太网协议的实现方式。因为UDP数据报文仅在第一个站才完成解包，所以EtherCAT网络自身的响应时间基本不受影响。另外，根据主/从数据交换原理，EtherCAT也非常适合控制器之间（主/从）的通讯。自由编址的网络变量可用于过程数据以及参数、诊断、编程和各种远程控制服务，满足广泛的应用需求。主站/从站与主站/主站之间的数据通讯接口也相同。从站到从站的通讯则有两种机制以供选择。一种机制是，上游设备和下游设备可以在同一周期内实现通讯，速度非常快。由于这种方法与拓扑结构相关，因此适用于由设备架构设计所决定的从站到从站的通讯，如打印或包装应用等。而对于自由配置的从站到从站的通讯，则可以采用第二种机制—数据通过主站进行中继。这种机制需要两个周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此该过程耗时仍然快于采用其他方法所耗费的时间。EtherCAT仅使用标准的以太网帧，无任何压缩。因此，EtherCAT以太网帧可以通过任何以太网MAC发送，并可以使用标准工具。

3.2主站软件设计

EtherCAT可以在单个以太网帧中最多实现1486字节的分布式过程数据通讯。其它解决方案一般是，主站设备需要在每个网络周期中为各个节点处理、发送和接收帧。而EtherCAT系统与此不同之处在于，每周期仅需要一个或两个帧即可完成所有节点全部通讯，因此，EtherCAT主站不需要专用的通讯处理器。主站功能几乎不会给主机CPU带来任何负担，处理任务的同时，还可处理应用程序，因此EtherCAT无需使用昂贵的专用有源插接卡，只需使用无源的NIC卡或主板集成的以太网MAC设备即可。EtherCAT主站容易实现，尤其适用于中小规模的控制系统和有明确规定的应用场合。EtherCAT映射不是在主站产生，而是在从站产生，此时过程映像已经完成排序。该特性进一步减轻了主机CPU的负担。可以看到，EtherCAT主站完全在主机CPU中采用软件方式实现，相比之下，传统的慢速现场总线系统通过有源插接卡方可实现主站的方式则要占用更多的资源，甚至服务于DPRAM的有源卡本身也将占用可观的主机资源。

3.3从站软件设计

子站模块划分为A/D采样模块、频率量模块、LVDT及振动信号处理模块、热电阻信号处理模块、热电偶信号处理模块、压力信号处理模块、电流电压信号处理模块、开关量输入模块、开关量输入1模块、开关量输入2模块、开关量输出模块、模拟量输出模块1、模拟量输出模块2，备份槽。主程序通过不同的功能要求调用软件块。软件模块设计的基本原则是数据隐藏，即各模块内部数据私有，并提供外部接口访问这些私有数据，各模块之间相互独立，从而降低各模块之间的耦合程度。整个框架提供诸多配置接口，具有一定的通用性。子站模块实现的功能为DSP外设初始化；获取通道信息；获取开关量输入、拟量输入、频率量输入信号；输出开关量、PWM信号；FLASH存储器操作；定时器的启停、看门作等。

4.结束语

在国内航空发动机电子控制系统研制的技术积累基础上，开展基于网络通讯技术的燃机模块式电子器研究工作，研制具有自主知识产权的、具有国际先进水平的燃机模块式电子控制系统，不仅可以创造经济效益，而且能够打破燃机电子控制系统被国外公司垄断的局面，极大提高燃机市场的核心竞争力。

参考文献

[1]周向阳.模块式燃机电子控制系统软件设计技术研究.南京航空航天大学硕士论文.2010-03-01

[2]EtherCAT——技术介绍及发展概貌.国内外机电一体化技术.2006-11-30

[3]周千翔.基于实时以太网的分布式电子控制器设计.南京航空航天大学硕士论文.2008-12-01

电气硕士论文范文第6篇

关键词：铁路行车 安全

中图分类号：F53 文献标识码： A 文章编号：

1 铁路行车安全定义

铁路行车安全是指在运输过程中，维护铁路正常运行秩序、保证旅客和铁路员工生命财产安全、保障运输设备和货物的完整性的全部生产活动的集合体。

铁路行车工作是涉及多部门、多环节、多因素的综合性很强的工作。行车过程受到路内、路外以及各种环境条件的影响，所处情况十分复杂，任何一个环节出了问题都可能威胁行车工作的安全。

2. 影响铁路行车安全的因素

2.1 人员素质因素分析

人是安全的中心，而人的可靠性，首先取决于人的自身素质的高低。人的素质包括以下几个方面：

（1）生理素质 ：年龄、性别、记忆力、体力、耐力、血型、视力、视觉、听觉、动作反应时间、疲劳和饮酒等；

（2）心理素质 ：气质和性格、能力、情绪、需要和动机、态度、爱好、兴趣、意志等；

（3）业务素质：文化修养、业务水平、法律和安全知识、安全技能和处理各种非正常情况的作业能力等；

（4）思想素质：事业心、责任感、职业道德、劳动纪律、安全意识等；

（5）群体素质：群体目标、群体人际关系、群体凝聚力、群体信息沟通等。

2.2 设备质量因素分析

近年来，铁路运输能力越来越紧张，任务负荷越来越重。设备长期失修带病运转，潜伏着不安全因素。此外，目前还存在线路维修养护不好，车辆厂修或检修质量差，漏检漏修等现象。从对过去发生的事故分析中可以看出，各种运输设备的不安全因素主要表现在：

（1）线路：钢轨或鱼尾板折断，轨道几何尺寸（轨距、水平）超限，胀轨跑道，道岔病害，路基损毁等；

（2）车辆：断轴，制动梁或下拉杆脱落，制动装置失灵等；

（3）机车：制动系统故障，自动停车装置失灵，蒸汽机车摇连杆裂损、烧漏易熔塞，内燃机车柴油机、传动装置、电机、电器破损，电力机车主变压器绝缘被击穿，电器设备短路着火，电气化铁路供电系统故障等；

（4）信号及通信设备、机械部分故障，电气接点接触不良，信号灯熄灭，电线短路、断路、混线、虚接等。

2.3 环境影响因素分析

（1）自然环境

高温和高寒都会对行车安全造成影响。高温使人容易疲劳，高寒情况下人要多穿衣服使得行动迟缓。温和高寒同时会对人的心理造成影响。高温时人会变得烦躁，高寒时人会变得懒惰。嘈杂的噪声使人难以发现异常声响和报警信号；照明不够和大雾天气使人不易识别物体；有害气体和粉尘损害人的身体健康等。

（2）社会环境

家庭矛盾、人际关系、社会风气和岗位工作安排会对工作人员的心理造成影响。一些不法之徒也对行车安全构成危害。

3.保障铁路行车安全的建议

3.1 提高人员素质的建议

（1）在任用人员时，应该对其进行职工适应性测试，以便于为工作挑选最合适的人，减少潜在的不安全隐患。

（2）根据本单位的实际情况以及运输淡季、旺季的变化，及时调整不同工作岗位的人数，工作量大时，应该增加人员；反之，应该精简人员。

（3）对工作人员尤其是调度员等重要岗位的人员进行定期的考核，包括理论知识和实践能力的考核，提高工作人员的工作水平。

3.2 设备因素的改善办法

防止和排除人为错误的设备：如机车信号、自动停车装置、列车无线调度电话、车站办理进路的监督设备、列车运行速度的测录设备等。

对各种固定和移动设备的技术状态进行监测诊断的设备：如热轴探测和报警设备、电磁探伤设备、超限界报警装置、各种自然灾害的报警设备等。兼有扩能和安全作用的设备 如自动闭塞、电气集中、调度集中、列车自动控制设备等。

3.3环境因素的解决措施

（1）社会环境因素安全保障措施

铁路运输系统各次管理部门要落实铁路企业安全目标、安全责任制和奖罚激励制度；加大安全技术设备的投入，依靠科技加强安全监控及通过深入细致的思想工作，提高职工思想和业务素质；关心职工生活，解决后顾之忧；增强内部团结，建立融洽的人际关系；

（2）自然环境因素安全保障措施

铁路选线，应做好地质、水文和气象等勘察工作；做好自然灾害的预、确报工作及设备技术状态的监测诊断工作。

（3）作业环境因素安全保障措施

在改善作业环境过程中，应严格按照国家规定标准实施，有效防止人员疾病、中毒现象发生，避免过早疲劳和不舒适感、使作业人员在繁忙的工作中，仍能保持良好的心态和充沛的精力，把行车安全建立在良好的作业环境条件基础上。

参考文献：

[1] 施其洲．运输安全系统工程[M]．成都：西南交通大学出版社，2006．

[2] 陈佳玲，胡安洲等．铁路行车安全保障系统构成及其运作[M]．北京：中国铁道出版社，2006．

[3] TB1699—85，铁道部铁路车站行车作业人身安全标准[M].

电气硕士论文范文第7篇

关键词 平台；谐波；仿真分析

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0131-03

随着海上平台规模的不断扩大，交流变频驱动中变频器的广泛应用给海洋石油工程带来了巨大的收益，同时，也带来了严重的谐波污染[1]。谐波使发电机产生附加谐波损耗；产生电磁干扰；降低了电网中的电能品质，进而严重影响船舶电力推进系统乃至各种日用负载的用电质量，因此这种影响需要重视。海上平台电力系统规模不断扩大，使得应用强大的电力系统分析软件协助进行电力系统分析成为必然趋势[2]。

本文首先对谐波的危害进行了概述，随后介绍了谐波分析的必要性，最后通过某平台不同工况的仿真分析，确定平台电力系统谐波仿真分析数值及影响因素。

1 谐波的危害

谐波是指电网中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电量。当电网中的电压或电流波形非理想的正弦波时，即说明其中含有频率高于50Hz的电压或电流成分，将频率高于50Hz的电流或电压成分称之为谐波。

谐波主要产生以下几种危害。

1）使电网中的元件产生谐波损耗，降低了电网的效率[3]。

2）使电机发热、振动，产生过电压。影响电机寿命。

3）使电缆增加附加损耗，并引起尖峰电压，破坏电缆绝缘层，缩短电缆使用寿命。

4）船舶上的变频设备将产生大量谐波影响电网，同时，电网上的谐波噪声又会引起变频器控制系统电流、电压变化率增大，损坏功率元件。

5）干扰通讯系统，损坏精密元件[4]。

2 仿真分析的必要性

海工装备中，变频器是最大的谐波发生源，谐波产生的途径主要有以下两个方面：整流装置中的开关元件；逆变单元反馈到直流母线上。计算逆变产生的谐波幅值与频率涉及到电机的特性，函数又及其复杂。随着计算机精度的提高，需要参与谐波计算的条件也随之增加[6，7]。软件分析能够缩短设计周期，提高设计质量，电气设计人员已逐步成熟应用此分析手段[5]。

3 仿真分析

3.1 模型建立

本文针对辽河一号风电安装平台项目，通过软件进行谐波分析及仿真研究。该平台电力系统主要由6台2125kVA，690V/50Hz发电机（1台备用），690V变频负载由推进变压器、800T起重机等构成，电力系统单线图如图1所示。

图1 电力系统单线图

3.2 仿真分析基本数据

仿真分析数据基于电力系统单线图中各设备参数进行。

3.2.1 发电机参数

本平台采用瓦锡兰齐耀柴油机有限公司提供的型号为TFJ6638-6SA93发电机。

3.2.2 电机/整流器

变频器采用西门子BlueDrive系列，该系列变频器是电力推进特殊设计的一款交流驱动系统。电动机侧的逆变器将采用脉宽调制的方式为电动机提供输出电压，输出正弦波电流。西门子公司对脉宽调制的方式进行优化，将谐波畸变量降到最低范围，提供给电动机的电流波形为正弦波，电动机的转矩在低转速下也能保持平稳。每台变频器的整流器由两套三相全波整流二极管桥式电路所组成，在图1主电网上反馈12脉冲。整流器单元为水冷。逆变器单元将通过半导体保险丝与变频器直流母排相连接。假设电机的效率为0.85。

表1 电机/整流器参数

进出港工况 航行工况 吊装工况

LF LOAD LF LOAD LF LOAD

发电机最大负荷（kW） 5 8500 5 8500 3 5100

推进功率（kW） 1.3 4225 1.8 5850 0

800T起重机功率（kW） 0 0 0.8 624

3.2.3 主推进变压器

主推进变压器采用瑞士Transfor公司变压器，额定容量3738KVA，Uk=8%。800T起重机为上海振华重工（集团）股份有限公司设计生产，其中变压器型号为CSCFD-1000，0.69 kV/0.44x2kV（副边两组），Uk=6%。

3.3 整流器端模拟

变频器因为其驱动电动机系统节能明显、调节方便等特点在海洋平台电力系统中得以广泛的应用，但同时，因为非线性的方式产生的谐波对海洋平台电网造成了一定的影响，是不容忽视的。本平台变频负载为推进电机、800T起重机。对应使用工况分别为进出港工况、航行工况、吊装工况。因此，仿真选用三种工况作为典型工况分析，能够代表本平台的谐波特性分析。运用软件仿真分析了平台进出港工况、航行工况和吊装三种运行工况。

3.3.1 进出港工况

仿真分析数据基于本平台电力负荷计算书，进出港工况使用了推进电机，此仿真分析基于24脉冲的运行工况。

3.3.2 航行工况

本次仿真分析基于24脉冲的运行工况，仿真分析结果如图3所示。

图2 进出港工况谐波仿真分析曲线

图3 航行工况谐波仿真分析曲线

3.3.3 吊装工况

本次仿真分析基于12脉冲的运行工况，仿真分析结果如图4所示。

图4 吊装工况谐波仿真分析曲线

3.4 仿真分析对比

三种运行工况，谐波仿真分析对比结果，如表2所示。

表2 不同工况谐波仿真分析结果对比

工况 进出港工况 航行工况 吊装工况

发电机台数 5 5 3

发电机最大负荷（kW） 10625 10625 6375

推进功率（kW） 4225 5850 0

800T起重机功率（kW） 0 0 624

其余负荷（kW） 6400 4775 5751

690V配电板谐波 1.90% 2.00% 1.40%

三种运行工况仿真分析中没有包含电动机等的其余负载。电动机或电阻类负载可以抑制谐波。忽略了这些负载模拟的谐波值，比预期中的更为悲观。

电容性电阻（功率因数补偿）会影响谐波电流的正常路径。电力系统是感性的，但是当感性电路中含有电容负载时，将会反映出来。这些频率如果很接近特征谐波频率，将会导致系统故障。

由于主电力推进产生的谐波阻抗流向电网而导致电压畸变，可通过降低阻抗的方式来减少谐波分量。在平台电网中，发电机是影响谐波阻抗的关键设备，因此，通过降低发电机瞬态电抗值成为降低谐波分量的重要手段。另外，连接电网的发电机数目也将减少THD值。

4 结论

随着海洋平台的大量运用，谐波分析已成为海洋石油装备电力系统分析必须攻克的问题，文章介绍了仿真分析的必要性，着重分析了辽河一号风电安装平台电力系统的谐波曲线，并且通过降低阻抗、降低发电机瞬态电抗等多种方法能够降低电网THD值。

参考文献

[1]安建钧.石油钻机直流电驱动系统的谐波影响及其解决方案[J].电气传动自动化，2002，24（2）：17-18.

[2]范啸平.现代电力推进船舶电网谐波分析及抑制方法研究[J].上海交通大学硕士论文，2011，12.

[3]魏春先，维东，石作锋.海洋平台电网谐波治理[J].船电技术，2011.5，VOL31，NO.5，68-72.

[4]罗成汉，陈辉.电力推进船舶电力系统中的谐波[J].船舶工程，2007，1（29）：69-72.

[5]余颖，郭宏，EDSA仿真软件在电力系统谐波分析中的应用[J].中国修船，2008，4，21（2）.

[6]胡伟，查晓明.PWM-VSI变频调速系统谐波分析模型的构建[J].电气应用，2006，25（5）：59-62.

[7]赵勇，张涛，李建华，等.一种新的谐波源简化模型[J].中国电机工程学报，2002，22（4）：46-50.

作者介绍

薛巍（1973-），男，工程师，研究方向：海工装备电气

设计。

王艳杰（1979-），女，硕士研究生，研究方向：海工装备电气设计。

张阳（1983-），男，工程师，研究方向：海工装备电气

电气硕士论文范文第8篇

关键词：主蒸汽隔离阀；合同谈判；经验反馈

1 主蒸汽隔离阀的功能

主蒸汽隔离阀（Main Steam Isolation Valve，简称MSIV）是核电站的重要阀门，用于核电站二回路主蒸汽系统，布置在核安全有关厂房和电气厂房顶部。

主蒸汽隔离阀的功能包括：在主蒸汽管道或主给水管道破裂后防止失控的蒸汽喷放量超过一台蒸汽发生器的储水量，以维持反应堆冷却和安全壳压力升高值在可接受的范围内；在任何位置的蒸汽管线或给水管线破裂后，该阀门都必须能够迅速截断任一方向的蒸汽流；当反应堆处于热停堆状态时，该阀还用来将汽轮机侧的部分主蒸汽管道与核蒸汽供应系统隔离开，以进行下游设备的检修。

2 主蒸汽隔离阀的特性

为实现以上功能，主蒸汽隔离阀在设计方面必须具备下列特性：

（1）无论其上游或下游管线发生破裂，阀门能在主蒸汽管线发生破裂时接到隔离信号后5秒内自动快速安全关闭；

（2）控制系统设备应设计成冗余的；

（3）能够进行在线功能试验，并且能在全关位置、全开位置和90%开度位置进行远距离位置指示；

（4）能够进行定期泄漏试验；

（5）设计压力和设计温度不超过相应蒸汽发生器的参数；

（6）能够满足核蒸汽供应系统设计瞬态的温度、压力和流量的系统瞬态；

（7）具有在设计工况条件下的3000次循环寿命；

（8）通过正常工况和主蒸汽管道破裂工况条件下环境鉴定；

（9）阀座密封性能满足从0MPa到设计压力的静压差和任何温度到设计温度的条件；

（10）阀门悬臂或外伸结构的自然频率不小于33Hz；

（11）在正常、异常、危急和事故工况下阀门应能保证其结构完整和可操作。

主蒸汽隔离阀在检验内容上主要包括以下要求：

（1）主蒸汽隔离阀的密封性能：测定阀门的主阀座、倒密封和填料的泄漏率是否满足设计要求：①主阀座：正向：0.12cm3/h-每毫米阀座直径（试验介质为水）；反向：0.1%设计蒸汽流量。②倒密封和填料：0.04cm3/h-每毫米阀杆直径（试验介质为水）；

（2）主蒸汽隔离阀的冷、热循环可操作性：验证阀门在鉴定温度在室温（38℃）及超过室温（38℃）时，在阀门驱动力同系统压力不利的综合下开启和关闭的能力，并测定阀门的正常启闭时间和快速关闭时间；

（3）在最大管端反作用载荷下主蒸汽隔离阀的可操作性：验证阀门在承受接管反作用力端部加载荷之后的阀门运行能力；

（4）在最大地震事件的载荷作用期间及以后主蒸汽隔离阀的可操作性：验证阀门在承受最大地震载荷作用下的阀门可运行性，并测定阀门的快速关闭时间；

（5）在振动扰动期间及以后主蒸汽隔离阀的可操作性：验证阀门振动环境对阀门可运行性的影响，并测定阀门的正常启闭时间和快速关闭时间；

（6）主蒸汽隔离阀的流体阻断能力：验证阀门切断实际流量的能力，并测定阀门的快速关闭时间；

（7）主蒸汽隔离阀的结构材料与使用环境和老化影响的相容性：阀门部件采用金属材料保证防止环境及老化效应，因而在辐照、环境温升及事故工况环境条件的冲刷下阀门不丧失其可操作性。阀门上使用的非金属材料，如垫片、填料、油漆等按IEEE382的规定进行辐照和热老化、以及事故工况环境条件下的鉴定试验。

从设备采购角度来讲，主蒸汽隔离阀有很多不同于常规阀门设备的特点：

（1）主蒸汽隔离阀合同供货范围数量少，一般为4-6台，且均为同一型号，阀门口径大，是核岛系统口径最大的阀门；

（2）主蒸汽隔离阀控制系统复杂，鉴于阀门口径较大，且要求安全关闭时间小于5s，多数供应商采取气-液联动的驱动方式，电仪接口复杂；

（3）主蒸汽隔离阀有缩径，喉径处一般为460-600mm，提高了对阀门振动噪音及总体尺寸的要求；

（4）主蒸汽隔离阀虽然为核2级设备，但是在进行阀体壁厚计算和应力分析时，应该按核1级设备的要求进行。

3 合同谈判注意事项

由于该设备重要性及特殊性，根据阀门设计、制造及以往电站应用过程出现问题，提出以下若干注意事项。

3.1 振动噪音。主蒸汽隔离阀由于公称直径较大，采用缩径，减小过流面积，减小闸板，从而减小执行机构，在成本控制、解决布置问题可靠性方面有不可替代的优势。因此，各厂家均采用缩径的方式。但是由于阀门存在缩径，通过阀门的高速蒸汽容易产生振动、噪音。根据规格书要求，建议阀门喉径应为公称直径的80%。阀门喉径提高，可有效避免振动及噪音问题，但同时会增加阀门的高度和整体重量，提高阀门的布置难度。在合同谈判过程中，应好充分考虑全部关于振动机噪音的要素。

3.2 承压部件。主蒸汽隔离阀直径为DN800，阀体长度约1600mm，高度约为1400-1600mm，材料为20MN5M，整体铸造或锻造。铸（锻）件较大，且用量较小，分包商的经验一般来自相同阀门，故在合同谈判期间，一定确认阀体分包商是否有鉴定文件，以及之前是否拥有生产并检验合格原型件，若无，应要求供应商在限定期限完成鉴定文件及产品原型件。原型件生产是影响阀门供货周期的重要因素。对于原型件生产过程，采购方及业主方有权利控制生产及检验过程。阀体分包商是否已取得国家核安全局HAF604的认证，这也是分包商选择的重要因素。

3.3 控制系统。主蒸汽隔离阀由于阀门口径较大、闸板重，且需快关，阀门供应商使用了不同的方式达到目的。一般为气液联动，控制系统复杂，需通过单独的执行逻辑实现。目前国内在建项目均采用DCS主控系统，阀门通过DCS中的逻辑控制安全性、布置方面等各方面更有优势。除执行机构本体外，为实现控制功能，供应商还为执行机构配备了液动装置所需的整套液压系统，以及气动装置需要电器附件，如电磁阀、限位开关及电缆等。根据已有条件，在合同谈判期间选择更合理的电气附件分包商。

3.4 易燃物。主蒸汽隔离阀为整体组装到货，安装时应为开启状态，故在设备合同中的供货范围包括初次驱动阀门所用的液压油。由于液压油属于易燃易爆品，应交由其分包商的国内负责液压油的运输和清关工作，并直接运至现场。同时，在合同谈判阶段，还需考虑此部分合同金额的支付问题。

4 结语

主蒸汽隔离阀设备由于其设备功能重要性，设备本身设计、制造工艺复杂性，在合同谈判过程中需注意的问题很多，文章根据合同管理经验及其他电厂反馈，提出了若干需要重点关注的问题，能够对主蒸汽隔离阀的合同谈判起到一定的指导作用。