电工电子技术概述范例(3篇)
时间:2024-04-26
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1.1机电系统的内涵机电系统,也是机电一体化系统,它一般是指几厘米以下,甚至更加小尺寸的小型装置,主要由传感顺、执行器,以及微能源等组成,实际上是一个相对独立的智能系统,在电子和机械等各个领域有着非常广泛的应用。对于机电系统的具体内涵,其实有很多不同版本的理解,有的认为,机电系统是一种将机械设备、电子装置和各种软件等有机结合而组成的应用系统;有的认为,机电系统是一种主要由计算机信息网络协调并控制的,以此来实现机械力、运动和能量流等多动力学任务,同时,将机械和机电的各个部件相联系的系统;有的认为,机电系统是一种将多种不同技术,比如,机械电工、电子光学等组合而成的系统。而在我国普遍将机电系统定义为是机电一体化技术(包括精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术,以及系统总体技术)与机电一体化产品的合称。
1.2概念设计的内涵众所周知,产品设计是一项非常复杂的工作,就其具体的过程而言,虽然国际上有诸多论述,众说纷纭,但是无论是哪一种说法,得出的总结就是产品设计涉及到两个重要的设计阶段,也就是概念设计与详细设计。而概念设计的内涵主要包括这样几个方面:首先,功能创新;其次,功能分析和功能结构图设计;再者,工作原理解的搜索和确定;最后,功能载体方案构思和决策。因此,概念设计在产品设计的整个过程中占据着重要地位,发挥着不可替代的作用,如果概念设计做好了,产品设计的整体水平才能达到一定的高度。此外,机电系统的概念设计运用到多个学科范畴的知识,其体现了设计的高度艺术性、创新性,以及综合性。
2机电系统概念设计技术的应用特点
2.1创新性我国一直致力于建设创新型国家,培养创新型高新技术人才,对于“创新”一词的高度重视是当今社会的必然要求,而对于机电系统概念设计技术而言,创新性更是机电系统概念设计技术的精髓和灵魂,如果要适应时展的要求,满足用户对机电产品的日益增长的要求,就要很好地体现机电系统概念设计技术的创新性特点,只有不断地对机电系统进行创新的概念设计,才能够打造出能够让机电产品的用户感到满意并且适用的新产品。因为机电系统本身就是一个相对比较繁杂的综合性系统,所以,机电系统概念设计技术上所体现出来的创新可以是不同层面的,比如,机电系统的结构的完善和更换等等。无论是哪个方面的创新,都直接对机电系统的整体的创新有很大的影响。因此,机电系统概念设计技术的创新性特点是不可忽视的。
2.2多样性除了创新性的特点以外,机电系统概念设计的另一个比较重要的特点就是它所体现出来的多样性。无论是机电系统概念设计的手段的多种多样,还是机电系统概念设计的设计方案的丰富多样,都在一定程度上反映了机电系统概念设计在市场需求、工作原理,以及产品形态等多个方面的多样化。不但布局不同会体现多样化,而且设计思路不同也会加强多样化的显现。
3结语
[关键词]电力系统;继电保护;可靠性;措施
中图分类号:TM712文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)44-0081-01
电力系统不但是国民经济发展的重要基础,也是我国经济发展的重要组成部分,电力系统供电能力的提高,包括供电稳定性、供电效率、供电安全、供电可靠性的提高,对于我国经济的发展有着深远的意义。要想提高电力系统运行的稳定性,就要首先提高继电保护装置的可靠性,而电力系统相关技术的迅速发展和电网规模的不断扩大对继电保护装置所提出的要求越来越高,同时,随着科学技术的不断发展,不断完善的继电保护装置也在预防和控制电力故障中起到了越来越显著的作用。
1、继电保护装置概述
1.1.继电保护装置的内涵
在电力系统中,常因各种内外因素的影响,不可避免的产生故障,消除故障,确保供电可靠性,保证电力设备的安全正常运行的一种基本手段即继电保护。对其的要求主要有使电力系统有良好的可靠性、选择性、灵敏性以及速动性。电力系统的故障主要形式为短路,短路时电气量的变化组成了继电保护动作,如电流、电压、功率、频率等的变化,从系统设计的方面解释,继电保护系统即是由一种或多种相互独立又通过某种方式连接的继电保护装置共同组成了继电保护系统。所有的电力装置如母线、电路、变压器等都必须在继电保护系统的保护下方可运行。
1.2.继电保护装置的作用
电力系统的故障主要形式为短路,短路或其他故障时电气量的变化组成了继电保护动作,如电流、电压、功率、频率等的变化。继电保护设备的主要职能有:监视正常的供电系统设备的运行,确保其安全正常并将可靠的运行情况汇报给值班人员;及时自动有选择性的去除故障部分,保留并保护正常部分继续工作;并能及时发出故障警报信号通知工作人员,使工作人员能尽快解决问题。
1.3.继电保护可靠性指标
继电保护的可靠性的内涵是在一个有着优良的技术,高质量的装置,合理的配置的系统中,设备能够在规定的时间完成规定的任务,换句话说,即确保该动作时动作,不该动作时不动作,去除故障部分,保留正常部分。其可靠性是最基本的继电保护要求。它又被分为两个标准,一是功能的可靠性,是从一次系统的观点描述的,它是工作状态下的继电保护系统能正常无误的工作的概率,继电保护的误动概率以及拒动概率都与其相关;二是设备的可靠性,其是从二次系统的观点描述的,继电保护系统在运行中时每时每刻都处于工作状态的概率。有多种方法应用于继电保护系统可靠性的分析,如概率法、模型法以及故障树分析法等,但是概率法不能用于求解,因为继电保护系统是可修复的系统。
2、提高继电保护装置可靠性的途径
提高继电保护装置的可靠性应从管理、技术和人员三方面入手,具体措施包括以下几点:
2.1.继电保护的验收环节要做好
验收工作是继电保护工作中最基本的一项。它保证了各项工作的完善进行,以及电力系统的安全、稳定运行。其工作流程为:首先工作人员对继电保护装置进行调试,然后经专业的验收、严格的检查的后填写验收单,之后验收单将被交往厂部,继电保护装置的检修、生产、试用、开关合跳试验均由厂部完成。期间保护装置变动的时间、变动情况都将详细记录填写,由相关负责人签字然后存档以便日后查询。程序的运行只有在试运行或运行试验安全无误的条件下方可启动。
2.2.继电保护装置和二次回路的巡检要仔细
电力系统安全问题的预防占有十分重要的地位,只有早预防,才能早发现其中潜在的隐患,尽量在事故前解决问题,避免事故的发生。所以对继电保护装置及二次回路的定期巡检十分重要,也是故障预防的重要途径。检查工作要全面仔细,其主要内容有:检查设备的开关、按钮、压板、的位置,检查指示灯、警报铃是否能正常工作;检查保护压板,自动装置是否满足调度要求;检查继电器接口,回路有无松动脱落、发热、异味等;检查线路是否完整,是否存在附加电阻过热的情况等。
2.3.继电保护系统的技术改造工作要完善
随着科学技术的不断发展,继电保护系统的自动化水平也在不断提高,通信技术、计算机技术、数字处理技术以及电子技术等也逐渐应用于继电保护计术,为其注入了新的活力,不再拘于传统格局。为使继电保护技术更好的创新发展,跟上世界的脚步,电力工作者加大继电保护技术的改善工作,与时俱进,不断创新,要以传统的继电保护系统拥有的运行的可靠性、速动性选择性以及灵敏性特点及运行保护、调试方便为基础,加大并完善继电保护技术的创新。如今未处理技术已在电力系统中被广泛应用,如以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试表、监控装置及发电机励磁控制装置,这些装置摒弃了传统的常规电流电压互感器而采用紧凑型、低功率的电流和电压互感器,这对电力系统保护的可靠性来说意义重大。
2.4.提高工作人员的素质水平
从事继电保护工作的工作人员应不断学习坚持培训,传统的继电保护人员的培养只是师傅传、帮、带,在这种学习模式的基础下,工作人员还应积极的创造各种条件,寻找各种机会对自己进行多元化培训,提高其素质水平。方法有:组织各种参观,请老师讲座、到厂家学习、利用网络同行人员不断交流学习、观看网络教育视频、针对某一问题进行专题研讨、组织各种比赛考试等。此外还要增强责任感。随着技术的更新应用,电网的飞速发展,继电保护的工作日益复杂,以及保护,调试,验收等环节的重要性都要求技术人员要有高度的责任感,避免人为因素造成的损失。
继电保护技术在电力系统中占有非常重要的地位,其中继电保护的可靠性又是对其最基本的要求。良好的继电保护系统是人们生产生活正常进行的重要保障,而且随着电力系统的高速发展和计算机技术、电子技术的应用,继电保护技术面临着全球化,智能化的发展趋势,所以,做好继电保护的各个环节十分重要,继电保护技术应该被大力推广与创新,继电保护人员也应不断学习进步增强责任感,确保为电力系统提供稳定、安全的运行环境,更好的服务于社会。
参考文献
[1]张卜元.电力系统继电保护的可靠性研究.[J].煤炭技术.2011(7):41.
[2]柳运华、樊恩红.电力系统继电保护可靠性研究.[J].科技咨询.2011(22):142.
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同时,众多的应用系统所带来的身份的认证和管理的复杂性既使得管理成本不能降低,又使得整个系统的安全性、可整合性降低,这已成为电子政务信息管理系统进一步发展的瓶颈所在。因此,要想改变电子政务信息化水平的现状,整合信息资源,解决“信息孤岛”问题,就必须建立一个公共数据平台,它是在政府部门原有的各业务系统层面上搭建的一个高层应用平台,将各业务系统的异构数据集成应用,向下屏蔽各异构信息源异构性,向上提供数据集成基础服务,实现各种信息系统的互通互联和数据共享、数据的一致性,并在此基础上实现规范的信息管理。近年来,随着语义Web的发展,其核心技术本体在数据集成方面得到了应用。本体作为共享领域概念模型,可以通过定义领域内一致的术语和术语间的关系来描述异构信息源的语义信息,从而消除异构数据源的语义冲突。
在国外,对本体的研究较早,本体已经应用到各个领域。相比国外,国内对本体的研究起步较晚,尤其是在电子政务方面,缺乏一致的本体模型,相关的应用也少。目前,本体技术很少在电子政务信息化建设中应用,因此,如何把本体技术应用到电子政务异构数据管理集成中,采取何种策略进行构建,消除电子政务各信息系统异构数据库模式的语义冲突,从而解决电子政务中异构系统导致的信息孤岛问题,构建统一的数据平台,以便提高政府管理效率,就显得尤为重要。
1电子政务与本体
1.1电子政务与本体概述
电子政务是政府机构广泛深入地应用现代信息和通信技术,将政府内部和外部(社会)的责权与职能通过计算机网络硬件和软件技术进行集成、整合、优化、重组,做到跨越时间和空间,突破部门分割和传统组织、工作方法与工作流程的限制,力求全方位地、有效地施行与提供安全、高效、优质、规范和符合国际水准的管理与服务。本体是为了某种目的描述世界时的一组抽象化概念,并且该组概念是得到广泛认可的、以规范化形式描述的。根据定义描述本体时目的的不同,本体可以分为多种类型,依照领域依赖程度,可以细分为顶级(top—leve1)、领域(domain)、任务(task)和应用(application),这里研究的是领域本体,领域本体由属性、对象、关系和子领域本体组成。引入本体的思想,借助本体对领域知识进行详细描述,以抽象出概念化的语义层次,为进一步研究语义化的信息交互提供了基本的语义层次2J。从形式上来说,本体由概念、关系、函数、公理和实例5种元素组成。本体中的概念可以是一般意义上的概念,也可以是任务、功能、行为、策略推理过程等;关系表示概念之间的关联;函数则是一种特殊的关系;公理用于表示一些永真式;实例是指属于某种概念的基本元素,即某概念类所指的具体实例。
1.2本体在电子政务中的应用案例
美国印第安纳州电子政府建设是很多文献介绍的典范,其成功之处在于利用本体方法建设电子政府数据库J。美国印第安纳州电子政府IndianaFamilyandSocialServicesAdministration(FSSA)本体,属于最上层的域本体设计,它在“家庭与社会服务”这一本体下定义了9个本体(即低收入、处于危险的儿童、精神病与吸毒、弱智、区域健康与人性化服务、医疗补助、政府机构、法律实施及财政),建立了最上层的概念关系,并用图形和箭头形式标示出了各下层本体之间的关系以及在一个专业本体里所包括的术语。
1.3电子政务中本体的核心概念及抽取方法
目前,大多数本体学习方法和本体学习系统都是直接将术语识别为概念。术语的抽取被认为是进行本体自动构建的关键。针对术语抽取的研究主要有基于语法规则的方法、基于统计的方法、ICT—CLAS系统法J。利用语法规则的方法来进行术语抽取具有提取术语准确度较高、处理过程简单、计算量较小、能够有效提取低频术语等多项优点。但是,由于语言学规则本身难以掌握,尤其是针对开放性的语料,语言学的规则更是难以准确应用,利用人工来研究语言学的规律越来越难以实现;使用统计的方法来抽取术语可以高效地识别领域术语,只要一个词在文本集中出现的频率高,就可以被有效抽取出来,可移植性较好。但是,这种方法计算量大,在处理低频术语的时候,效果较差;ICT—CLAS系统法主要采用ICTCLAS系统对内容进行分词处理,然后对分词进行抽取处理,这样抽取的优点是抽取内容比较全面,但效率比较低,并且需要人工手动处理。
以上抽取方法都有优缺点,在本体抽取中单独地使用其中一种方法都不能达到最优的效果,笔者把以上多种方法混合起来,采用程序自动分词合并方式,加入TF—IDF算法,增加对领域术语的相关度的计算,筛选出与领域相关度低的术语,从而提高领域术语抽取的正确率。基本步骤如下:
1)采用语法规则的方法提取相关候选术语;
2)采用程序自动处理方式,对相关候选术语进行分词;
3)采用统计法对分词进行统计,根据频度提取术语;
4)使用TF—IDF算法对提取的词进行相关度计算,求出每个候选术语在政务领域文本中的相关性,抽取出政务领域独占性强的词作为政务领域术语。
2电子政务公共数据平台架构
为了确保异构数据获取和更新的准确性,同时又不改变原有硬件设施和人力资源,要想实现真正意义上的异构数据库间信息资源的共享,集成后的数据必须保证较高的集成性、一致性和完整性,这是公共数据平台建设的重要环节。
2.1本体模型构建
电子政务中大量不同的应用系统,其异构是普遍存在的,要想向下屏蔽异构数据,建立数据中心,向上提供公共数据平台,就必须构建本体模型对元数据进行抽象概念化处理。电子政务本体构建中的2个核心问题是概念抽取和概念关系的获取,概念抽取是对数据源进行分析,抽取出概念集合和每个概念的属性集合。概念抽取本体有很多方法,可以由领域专家手工进行,也可以利用领域概念词典,自动抽取数据源中的概念。概念关系的获取可以通过2种方法实现,即基于语言规则的方法和基于统计的方法。在对所有数据源进行分析的基础上,找出其中所涵盖的术语,进行概念抽取,定义共享的词汇表,根据相关本体规则进行本体抽象和语义处理。
2.2公共数据平台架构
使用公共数据平台的好处在于所有的共享数据被存储在中心数据库,可以向上层提供统一的数据,便于资源共享和集中管理,而电子政务网内各应用系统中异构数据库就拥有了完全的自治性,这样首先需要对底层异构数据库进行本体抽象处理,向下屏蔽异构数据,然后采用数据交换技术和数据同步技术保持中心数据库数据和底层异构数据库数据的实时同步。
电子政务公共数据平台架构分为应用层、异构数据集成层、本体模型层和异构数据本体库层,如图2所示。异构数据本体库层主要包含各大应用系统异构数据库,通过不同的连接器及适配器向本体模型层提供本体的元数据;本体模型层对元数据进行概念化,按照本体规则进行抽象处理和语义处理;异构数据集成层在本体模型之上利用AGENT同步模块对数据进行交换、同步而实现数据集成,公共数据都集中到中心数据库,向上层提供公共数据平台;应用层主要是用户访问层,针对不同用户提供统一身份认证,实现单点登陆。
3电子政务公共数据平台设计
3.1构建电子政务领域本体的方法步骤
W3C组织推荐的在语义网上应用的标准本体表示语言是OWL,目前本体的构建方法主要有TOVE法、骨架法、KACTUS工程法、SENSUS法、IDEF5法、七步法等。这些方法大多数是以不同领域为背景,从个案的开发过程中通过逆工程总结出来的J。例如:TOVE专用于构建TOVEOntology,是关于企业建模过程的知识本体;骨架法专门用来构建企业本体;KACTUS是指“关于多用途复杂技术系统的知识建模”工程,目的是要解决技术系统生命周期过程中的知识复用问题-l;SEN。SUS法是开发用于自然语言处理的SensusOntolo。g)r的方法路线¨;IDEF5法是用于描述和获取企业本体的方法-l。;七步法是斯坦福大学医学院开发的,主要用于领域本体的构建_l。这些方法各有特点,但都不是针对电子政务领域的,没有充分考虑电子政务领域的特点。笔者结合电子政务领域特色,提出基于电子政务业务模型,抽取概念,建立电子政务领域知识本体的方法,步骤如下:
1)需求分析,确定电子政务领域本体应用的目的、范围、表示方法和用途等。电子政务领域本体建设要以应用需求为牵引,要对人类在认识世界过程中形成的不同“本体”(知识体系)进行认真分析,最终达到需求分析的定位准确、涵盖得当。
2)概念化及抽取,通过各种渠道获得电子政务领域本体的主要概念,确立概念间等级关系,并用精确无歧义的语言加以描述,形成该领域本体的核心语义内容。获得领域信息最根本的方法应该是考虑复用已有本体的可能性。通常的也是最行之有效的方法是复用已经广泛使用于各个学科领域的主题词表和分类表。
3)概念间联系,确定电子政务领域本体概念间联系,如属性、种属关系、总体与部分关系、领域中的特有关系;对所收集的名词术语进行规范,罗列重要的词和短语,并将其归类。还要确定概念间结构,定义类别和等级结构。
4)本体生成,采用SFCA算法,对概念之间的关系进行分析,自动生成局部本体,再采用PROMPT算法,把局部本体合并,生成全局本体,存放在本体管理器中。
5)本体编码,利用形式化描述语言对“概念化”的电子政务领域本体进行编码,使机器易于处理,尽量将相关领域已存在的本体集成到要构建的政务领域本体中,既避免重复建设,又可以形成领域内共享的本体。
6)确认、维护与评价。对电子政务领域本体按照一定的标准进行确认和评价,包括本体的清晰性、一致性、可扩展性等;随着电子政务领域知识的增加,本体要不断更新、不断进化,增加本体概念,完善本体概念间的语义关系。
3.2电子政务公共数据平台设计
电子政务公共数据平台是在原有的各业务系统层面上搭建的一个高层应用平台,将各业务系统的异构数据集成应用,向下屏蔽各异构信息源异构性,向上提供数据集成基础服务,实现电子政务各应用系统的数据共享和数据一致性,有效解决信息孤岛问题,并在此基础上实现规范的信息管理。设计基于本体的电子政务公共数据平台,首先研究数据集成方法与本体技术及基于本体的语义集成,在此基础上构建公共数据平台异构数据库集成框架,基于本体的异构数据库集成框架是设计公共数据平台的基础。目前数据平台的建设主要有3种模式:全局中心数据库模式、数据交换模式和共享数据中心模式。全局中心数据库模式:建立一个数据中心,各应用系统直接应用于该数据中心之上,逐步取消原有业务数据系统;数据交换模式:保持原有业务数据系统,用数据缓存的模式进行各业务数据系统之间的数据转换和抽取;共享数据中心模式:原有各业务数据库保持不变,通过触发器或者开发数据接口抽取需要共享的数据,并且进行转换,汇总生成共享数据库。上面的模式各有所长,但也存在不足,这里提出一种统一公共数据平台模式,即制定统一信息编码标准,从而建立核心数据库,存放最基本的公共信息,保留原各业务数据系统。这样公有数据存放在中心数据库,一方面可以实现资源的最大共享,另一方面各专业数据仍保留在原系统中,保证了数据独立和安全。平台结构如图3所示。公共数据平台建立在中心数据库之上,中心数据库中存放的公共数据可以通过数据交换、数据同步的方式更新到各业务系统数据库中,数据的同步更新采用事件驱动方式,通过触发器和AGENT同步模块来更新数据。AGENT同步模块基于本体模型之上,本体模型层对元数据进行概念化,按照本体规则进行抽象处理和语义处理。
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