关键词:水力发电机组;电气主接线;短路电流;过压保护;继电保护
1概述
塔西河二级电站的各气象要素为:多年平均气温4.1°C,极端最高气温33.2°C(发生于1987年8月17日),极端最低气温-31.5°C(发生于1987年11月27日),多年平均降水量430mm,多年平均蒸发量1410.8mm(20cm口径蒸发皿)。多年平均气压968.0mb,多年平均水汽压7.6mb。多年平均风速1.7m/s,多年最大风速20m/s,最大风风向W。多年平均无霜期151.4天,多年平均霜日数146天,多年平均雷暴日数17.0天。最大积雪深度40cm,最大冻土深度140cm。
1.1装机容量的初步拟定
塔西河石门子水利枢纽是以灌溉为主的水利设施,根据水库放水过程分析,灌溉期水库放水量占全年的93.6%,其中6～8月的放水量占全年的68.3%,而非灌溉期11月～次年3月的放水量只占到全年的6.4%,出力只有0.689kW。为充分利用水能资源,考虑新老电站充分结合,新建二级电站装机选用以大机组为主。
考虑到电站运行的经济性以及水库放水过程的特点,电站运行方式如下:11月～次年3月老电站一台小机组运行,4、5月采用新电站一台大机组运行,6月新电站两台机组同时运行,7月新老电站同时运行,8月三台小机组和一台大机组运行,9月三台小机组运行,10月两台小机组运行发电。
根据电站的运行特点。供电地区负荷特性和电源构成情况,确定装机容量方案为:9.5MW(2×4.0+3×0.5MW);
2水力发电机组的选择
2.1水轮机的选择
本电站为引水式电站,水头变化范围小,运行水头范围为51.8～53.24m,水轮机设计水头51.8m,引用水流量10.0m3/s。
根据其它专业比选推荐方案,装机容量确定为:2×4.0MW,即两台单机容量4.0MW机组。
2.2发电机及调速系统的选择
水轮机选定后与机组配套的发电机型号为SFW-K4000-12/2150。发电机、调速器及其它设备选型参数如下表。
发电机及其它设备表
2.2.1接入电力系统方式
电站位于塔西河干渠桩号3+028处西侧,距塔西河石门子水库3.63km。电站总装机容量8.0MW,单机容量2×4.0MW,共2台机组,发电机额定电压6.3kV,额定功率因数0.8。电站设计水平年2010年,年利用小时数2546.4h,设备年发电量2419.06万kW・h,保证出力0.93MW。根据《玛纳斯县塔西河梯级电站开发建议书》及玛纳斯县电力系统现状,确定该电站接入系统采用一回35kV一级电压接至距电站0.2km的塔西河110kV变电所。塔西河二级水电站以调峰、调频及作为事故备用为主。
2.2.2电气主接线
2.2.2.1主接线方案
本电站装机容量为2×4.0MW,根据本电站的系统要求和电站的特有性质,发电机出口额定电压6.3kV,额定功率因数0.8,电气主接线推荐为:1F、2F采用单母线接线、35kV侧接线方式采用单母线接线、厂用电接线采用单母线接线方式。
2.2.2.2主接线方案比较论证
(1)发电机与变压器组合方式技术比较:
方案一:单元接线
方案二:单母线接线
1、技术比较:详见表1
2、经济比较
两种方案中单母线设备投资省,运行方便可靠。
3、结论
由此可以得出:单元接线较单母线设备投资大。综合上述技术比较内容,推荐发电机与变压器组合方式为:单母线接线方案。
(2)35kV侧接线方式选择
鉴于本电站至塔西河110kV变电所距离仅0.2km,故采用一回35kV出线单母线接线形式。
(3)厂用变压器接线形式选择
为提高厂用电可靠性,采用分别从系统侧和单母线侧各接一台厂用变压器形式,从而保证厂用电源两路供电:
其一、机组发电供电供给。
其二、经系统倒供电。
(4)35kV开关站形式选择
35kV开关站采用户外布置方式。开关室占地面积约为50000×45000mm,出线方便。选用SF6电气设备可改善电气设备的运行条件,减少维护工作量,但占地面积约是户内方案的4倍,设备投资较户内方案小。
35kV开关站采用户内布置方式,须布置4面屏,并预留2面屏的位置,以便将来增加一回35kV出线。开关室面积为15600×7200mm,35kV出线占地面积为10250×15600mm。采用户内设备可改善电气设备的运行条件,减少维护工作量,但设备投资较户外方案大。
综合上述内容,推荐35kV开关站布置方式为户外布置。
2.2.2.3推荐方案电气主接线
综合分析以上方案技术比较论证结果,本电站电气主接线推荐方案为:发电机与变压器组合方式为单母线接线,35kV侧接线方式为单母线接线、厂用电接线为分别从系统和6.3kV母线侧各接一台厂用变压器形式。该推荐方案电气主接线详见图TXHⅡJDZ-DQ-02。
2.2.3主要电气设备
2.2.3.1短路电流计算
因电力系统未提供系统阻抗值,故暂按系统无穷大考虑计算,标称容量取Sj=100MVA及电气主接线进行了短路电流计算,其成果如下:
2.2.3.2主要电气设备
根据短路电流计算成果,对35kV断路器和6.3kV断路器等设备进行了校验。由于该地区电网系统容量不大,35kV侧短路容量较小,所选断路器开断能力均可满足要求。另由于该电站地处西天山北麓的低山丘陵区,多洪水,工程区地震基本烈度为Ⅷ度,故电气设备选型及布置上6.3kV采用户内方案,35kV开关站采用户外方案,以提高电站运行的安全性和可靠性。
2.2.4过电压保护及接地
依据《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则》,本电站采用架设避雷线保护架空线路;在屋顶布置均压接地网以防止电厂直击雷,消弱对主变压器等电气设备的不利影响;在35kV母线上装设避雷器用以防止雷电侵入波;主变低压侧发电机出口母线上装设避雷器用以防止感应过电压。升压站设置避雷针保护。
接地设计依据《水力发电厂接地设计技术导则》进行,电站接地充分利用自然接地体,接地网主网分为主变平台及厂房接地网,尾水渠及下游河道水下接地网。各接地网之间相互连接,再与水工建筑物、压力钢管等可靠连接,接地电阻要求小于4Ω。
2.2.5.4励磁系统
励磁系统采用自并励静止可控硅励磁装置,选用环氧树脂浇注干式变压器作为励磁电源变压器。采用两套三相全控桥式整流装置。在发电机机端正序电压下降到额定值的80%时,能保证提供2倍顶值电压50s强励能力。
1)励磁系统主回路
励磁系统电源由并联在机端的励磁变压器,经三相全控桥可控硅整流供给发电机励磁。
励磁变压器为环氧浇注干式结构,F级绝缘,联结组别:Y/Δ―11。
2)励磁调节器
调节器为微机型数字式励磁调节器,自动电压调节器按发电机机端电压偏差进行PID调节;而手动调节通道则以励磁电流作为反馈量进行闭环PID调节。
3)起励方式
励磁系统具备残压起励功能,以直流它励为主要起励方式。起励电流不超过空载励磁电流的15%。它励电源由DC220V直流系统供给。
4)灭磁方式
机组在正常工况下采取逆变灭磁,灭磁开关始终处于合闸位置;灭磁开关的操作电源为DC220V。在事故停机(甩负荷停机)时跳开灭磁开关(能量转移型),转子能量经氧化锌非线性灭磁电阻释放。
2.2.5.5公用辅机控制系统
主要包括:高压空气压缩系统、低压空气压缩系统、压油系统、集水井排水泵系统等的控制系统。
2.2.6继电保护
依据GBl4285―93《继电保护和安全自动装置技术规程》继电保护配置原则,保护配置方案采用微机保护。
一、发电机变压器保护
(1)发电机保护
1)主保护
纵差保护。
2)后备保护
低电压启动电流记忆过流保护;
全电流过负荷保护;
转子一点接地保护;
失磁保护;
定子过电压保护;
负序电流保护。
(2)变压器保护
1)主保护
纵差保护;
主变重瓦斯保护。
2)后备保护
主变温度保护;
主变过流保护;
主变过负荷保护;
主变轻瓦斯保护。
二、35kV线路微机型保护
1)主保护
纵差保护。
2)后备保护
三段式相间距离保护;
四段式零序方向保护;
电流速断及过电流。
2.2.7二次接线
1、同期系统
两台机组设置一套微机自动准同期装置,同期点为发电机出口断路器。35kV线路设置一套微机自动准同期装置,同期点为35kV线路断路器。
手动准同期装置作为备用同期方式,全站同期配置见图TXHⅡJDZ-DQ-05。
2、电量及非电量测量
发变组扩大单元:将发电机定子电流、定子电压、有功功率、无功功率、频率、有功电度、无功电度、转子电压和转子电流以及功率因数等交流测量量和计算量上送机组LCU。
厂用电:将厂用电电压、电流、有功功率等电气量上送公用LCU。
35kV线路:将线路电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度等交流测量量和计算量上送3F和35kV开关站及公用LCU。
非电气量测量:
电站上、下游水位测量;
机组压力钢管水流压力(流量)测量。
3、直流控制电源
电压等级:220V;
蓄电池型式选用免维护铅酸蓄电池;
蓄电池容量:1×100Ah;
蓄电池组数:1组,共l08只,2V电池;
充电装置:1套;
一套电站专用不间断(UPS)电源,为水电站计算机及表计等提供交流电源。
1)直流负荷计算
直流负荷计算见附表。
2)接线形式
本电站直流系统为单母线接线,一组电池、一组充电模块单一电压输出、控母与动母分开、有降压装置。两路380V交流电源输入充电模块,将该组充电模块挂接在这套直流系统的控母与合母上。直流系统接线见图TXHⅡJDZ-DQ-06。
事故负荷按一小时计算,计算结果为40Ah。
因本电站继电保护、监控系统为微机型,一次设备断路器操作机构为弹簧或液压型,经常负荷较小。
直流容量选择按照《关于无人值班水电厂试点工作的若干意见》的通知中允许适当放宽中型水电厂装设二组蓄电池的限制,考虑到本电站在系统中的地位,故选择一组100Ah的蓄电池。
参考文献:
[1]《小型水电站电气设计手册--电气一次》水电出版社1982年
[2]《高压电器简明读本》
[3]《真空断路器用作中小水电机组和大泵电机主开关的过电压问题》
[4]《电力工程设计手册第三册》
[5]《发电厂变电所电气接线与布置》西北电力设计院编水电出版社1984年
【关键词】：电力系统；规划设计；应用
1、导言
当下社会，任何一个行业的发展都离不开电能。所以，电力能源已经逐渐成为各个行业最依赖的发展能源，是社会境界发展的重要组成部分，关系到国民经济的发展。而电力工程的安全实施，后期电力系统经济、可靠运行的前提条件正是电力系统规划设计的科学合理性，同时电力工程设计中电力系统规划设计的应用也是具体单项电力工程设计建设的原则。
2、系统规划设计的主要内容
系统的规划设计有长期发展规划和中期发展设计两种。对于单项的电力系统工程规划起到统筹的作用，更是论证工程建设的重要依据。单项电力系统工程的设计及运行，要求系统规划实施以下内容：对工程所属区域的电力进行预测并标明电力负荷的最大值，对该区域的特殊性质进行分析和研究；规划周围区域的电源利用情况并分析电力的运输状况；根据以上两项的测量结果，比较负荷值和电源利用率达到电力与电量的平衡状态；对电力系统工程接入电网系统提出方案并进行方案的选取及优化；利用电气公式，将所提方案进行计算分析；以计算结果为前提比较设计方案的经济条件。
2.1对于电力系统的负荷的分析
负荷分析是系统整体规划最为重要的一个步骤。以十年为期限预测整个电力系统在未来使用过程中所能承受的最大值。主要以我国未来的经济发展为前提进行预测，分析过去的经济资料并根据国家推出的战略性设计趋势对电力系统进行逐年的电荷分析和预测。但电荷预测并不是单一方向的，根据电力系统的实际发展状况，研究系统负荷的总体特点并应于与其他系统，推测其匹配性。在对于电力负荷的分析上，我们可以应用的研究方法有很多，可以根据不同的研究问题选测合适的研究方法，在面对部级或较大的电力系统工程上，我们可以选择多种方法相结合的方法，对工程进行合理和预测及分析。
2.2对于电源情况的规划
电源情况的规划可以算是整个规划的核心内容。对电源情况的具体分析能方便得出该工程是否有必要进行建设。而电源的形态也分为很多种，最普通并有分析价值的就是地方和统调两种。具体的区别在于地方电源泛指地方性的小电站，而统调电源是指有国家统一安排的发电站，由于他们性质不同因此也发挥着不同的作用。但是在项目的设计之前应该对所涉及的所有种类电源都进行合理的分析和预测以便开展接下来的任务。
2.3电力电量平衡
通过对电力电量平衡的设置将会对整个规划项目起到约束性。根据电力的负荷分析和电源的使用情况进行计算，对于项目所属区域的电力进行分析，测量其平衡程度，并很据平衡性规划项目的范围并计算电量的盈亏以便于更好的控制发电量，控制好必须的工作容量及突况下的备用容量。具体内容具体分析是计算电量的前提条件，按照原有的计算经验只会造成重大的计算误差，甚至破坏项目安全性。
2.4接入系统方案的选择
计算完平衡条件后就要选择合理的方案进行预测。根据当地的电力网以及对于该系统今后的发展等实际情况进行方案的设计，结合有关部门的建议和分析选择最合适的方案。在研究方案时必须将各个方面的内容进行彻底的分析，例如：电力网的远近结合，资源的合理分配及其利用等。还需要对项目的有关内容进行研究，比如说项目的结构、范围及整体研究概况分析。
2.5电网设计考虑到的因素
（1）设备的制造及其完善需求；（2）电网设计的投资状况；（3）可利用的环境因素；（4）对于环境的破坏程度及其保护条件；（5）政治或经济等不确定因素；（6）其他不可抗拒因素。
3、电力系统规划设计工作的一些经验
社会经济的发展是的电力网络的建设规模也随之壮大，电网的电压也越来越高，这就使得我国电网的装机总量每年都在增加。但随着国家加快推动产业转型升级、实现经济提质增效，以创新驱动产业升级的方针，单纯用电量的增长已经趋缓。这也标志这我国的电力系统已经抛却原来粗放式的增长，跨入一个新的优化结构和布局阶段。电力系统规划设计能够帮助电力工程设计奠定必要的地位，且有着指导性地位。所以电力系统规划设计对于电力工程设计来说是非常重要的。
3.1开展工作
在开展电力系统规划设计工作之前一定要对电力系统的发展状态以及变化情况有着足够的了解，及时更新数据库中的资料，通过收集各个地区的电力系统的数据掌握整个电力网络中发电厂、变电站以及输电线路的分布运行情况，为顺利进行电力系统设计规划工作打好基础。一个项目的开展一定要对项目周围区域的电网负荷情况进行了解，之后在进行电气计算以及分析工作，这样为电力系统规划设计工作的顺利开展打下基础。
电网数据在电力系统规划设计中有着非常大的作用，所以必须要不断地更新和完善电网数据。
3.2准备阶段
电力系统规划设计工作的准备阶段主要是收集附近区域的国民经济发展规划资料及电网资料，通过这些资料分析和掌握电网的情况和特点。所以收集工作是准备工作中的重点，对变电站、线路的数据资料进行收集，集成在数据库中，这样，在开展电力系统设计规划工作时，调用一些数据使能够变得容易，有助于工作的开展。
对于准备工作中进行数据资料的收集，还要收集新型电网的规划报告，了解周围电网的发展状况，这些数据也应该收集进数据库。
结论
综上所述，电力系统规划设计在推动电力系统向电压等级更高、设备容量更大、输送距离更远的发展目标上有着非常重要的作用，因此，在电力工程规划设计过程中，应当根据建设的需要和工程实践发展的特征，对电力电压平衡进行分析评价，对系统中的电气进行计算，预测和分析电力规划和出力情况，认真考察项目区域内的电力系统状况，改进和优化规划设计方案，提升设计水平质量，实现电力工程项目的顺利实施。
【参考文献】：
关键词：照明；设备；节能
一、电气节能的重要性
建设资源节约型、环境友好型社会众所皆知，节能的概念更是深入人心。作为建筑第二大能耗项目的照明，除了自身消耗的电能外，照明灯具产生的热量又是建筑第一大能耗项目“采暖、空调”的主要热源之一。因此，电气节能尤其是照明节能是建筑节能的重要组成部分。
二、电气节能存在的问题：
1.节能任务相互推委：
目前，照明节能方案主要由建筑设计院的电气专业完成。由于大多数电气技术人员都很少学过系统的照明设计，都是在实际工作中靠自己不断的学习和摸索。因此，对照明设计均有不同程度的畏难情绪，再加上目前设计市场竞争激烈，设计工期短等原因，均想把照明节能设计任务推给别人而后快！如：
(1)居住建筑仅设灯座，不设灯具，不做照度计算，把照明节能任务推给甲方或业主。
(2)需要进行二次装修的公共建筑，仅设照明配电箱，预留照明用电量，把照明节能设计推给装修公司。
(3)剩下的既不需要二次装修，又需要照明的公共建筑，有的设计人员，仅凭经验进行照明设计，不做照明节能计算，把照明节能有关对照度标准和照明功率密度的要求标注于施工图上，似乎节能是针对施工单位和业主的，与自己的设计无关。
2.二次装修是节能的重症区
有的装修公司承接二次装修工程的照明设计任务，由于大多数都不具备专业的照明设计能力，缺乏对国家有关规范的了解，往往注重于造型和渲染效果，不太注重节能和安全。照明方案中常采用低光效的白炽灯、卤钨灯；大量采用光效不高的节能灯、卤粉荧光灯；大面积采用利用效率不高的暗槽灯照明方式等，由此造成象前述那样不必要的浪费。由于种种原因，有些不节能又存在火灾安全隐患的照明方案，在事前得不到有效的把关，只有等出了事故以后再来追究有关人员的责任，那已为时太晚！因为已经造成的损失是多方面的，对受害者而言是损失、对国家而言是损失、对责任人而言也是损失！如果事前能得到有效的技术把关，能得到有关制度的监管，也许许多悲剧都不会发生！
三、电气节能的内容
实现某项照明目的可以有多个解决方案，有的方案初建费用高，而每年支付的电费少，运行费用低；相反的，有的初建费用低，而每年支付的电费多，运行费用高，哪个方案更为合理就需要进行经济技术比较。
当然，一个具备了经济技术指标良好的照明节能方案只是具备了“节能”的基础，是否真正“节能”关键还取决于日常的使用者。
1.电气节能内容及简要措施
一个好的节能解决方案，内容大致包含：
(1)充分利用太阳光，提供有利于天然采光的建筑条件和有利于照明的室内环境。如：有利于采光的窗地比，有利于照明的室内材料反射率，有利于采暖、空调节能的围护传热系数等。
(2)提供经济技术指标良好的照明节能方案。如：符合绿色照明要求的显色性、色温、照度，符合照明舒适性的统一眩光值UGR、均匀度，符合节能的照明功率密度LPD折算值等。在选择光源时，不单是比较光源价格，更应进行全寿命期的综合经济分析比较，因为一些高效、长寿命光源，虽价格较高，但使用数量减少，运行维护费用降低，经济上和技术上可能是合理的。
(3)提供有利于节能的照明控制方案。如：公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应采用集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控制措施。旅馆的每间(套)客房应设置节能控制型总开关。居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除应急照明外，宜采用节能自熄开关。每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯的开关数不宜少于2个(只设置1只光源的除外)。房间或场所装设有两列或多列灯具时，宜按下列方式分组控制……GB50034-2004有明确规定，不再赘述。
(4）变配电设备的节能
选择合理的供电电压和供电方式，变电所位置深入负荷中心，减少配电级数，缩短供电半径，合理选择导线截面；单相设备均匀分配到三相回路，合理设置集中与就地无功补偿设备；根据需要抑制非线性负荷产生的高次谐波等等。
(5）电动机设备的节能
根据负荷特性合理选择电动机，采用高效率的电动机，异步电动机在满足机械负载要求的前提下，采取调压节电，并使电动机工作在经济运行范围内。异步电动机在安全、经济合理的条件下，可采取就地补偿、提高功率因数，降低线路损耗。
这里指的“技术人员”是指建筑、采光、装修设计、电气设计等与采光、照明、电气设备有关的专业人员。技术人员型节能是节能的基础，是节能的前提。
2.对使用者一点建议
只有日常使用者具有良好节能意识，养成良好节能习惯，制定的节能措施才能有效发挥作用。再节能的照明方案也是用来为人服务的。该使用的时候，就要用好用足，而不该用的时候，就决不浪费！！
下面几点可以作为借鉴：
(1)能在白天完成的事，就不在晚上挑灯夜战。
(2)在采光良好的白天，能不开灯就能工作的尽量不开灯。
(3)仅少数人员工作的房间，仅开工作需要的部分灯，尽量不开全部灯。
(4)养成随手关灯的好习惯。
至于“该”用与“不该”用应以各行业具体情况而定，以安全、不影响身体健康为前提。各行业可以根据各自的情况，集合大众的节能建议，制定出一些具体的节能实施细则。
使用者能有效地减少照明用电量的增长速度，降低照明用电总量，以节约求得节能；好的节能措施能有效提高电能的利用效率，降低电能消耗，是节能的根本。
四、照明节能方案的有效实施
关键词电力系统规划设计电力工程设计电力电量平衡
电能作为国民经济各个领域的基础能源，在社会发展中起着举足轻重的作用。电力工业的先行建设，是保证经济发展的先决条件。作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。
一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容
系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用，也是论证工程建设必要性的重要依据。
在进行单项电力工程设计时，其涉及到的系统规划设计主要内容包括：(1)工程所在区域的电力负荷预测和特性分析；(2)近区电网电源规划情况及出力分析；(3)根据负荷预测和电源规划结果，进行电力和电量平衡；(4)提出电力工程接入电网系统方案；(5)对所提方案进行电气计算；(6)分析计算结果，并进行方案技术经济比较；(7)为电力设计其它专业提供系统资料。
(一)电力负荷预测和分析
对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析，是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时，主要进行10年以内的中短期负荷预测。
中短期负荷预测，主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上，结合社会经济的发展规划，对中短期的近区最大负荷进行逐年预测；同时，根据已建、在建和规划的大项目情况，对负荷的特性进行必要的研究分析，并确定其对电网供电的影响。
(二)电源规划情况及出力
电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计，并分析电源的出力情况，是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。
电力电源分为统调电源和地方电源，其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂；地方电源则包括各类小水电站，以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同，同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况，因此，需对电源出力情况进行详细的分析统计，以利于下一步工作开展。
(三)电力电量平衡
电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析，进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算，并对平衡结果进行分析，从而确定电力工程的布局和规模。
通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷，结合各类电源的出力分析，得出电力电量盈亏，从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外，在进行电力电量平衡时，还需考虑分区间的电力电量交换，并根据情况增减设备容量。
(四)接入系统方案
根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况，说明项目工程在电力系统中的地位和作用，按照电网规划，以及政府部门的审批意见，提出项目接入系统比较方案。
在论述项目接入系统方案时，应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时，需提出项目工程各方案的布局和规模，投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。
(五)电气计算
电气计算是电力系统规划设计的主要内容，包括：潮流计算，稳定计算，短路电流计算和无功补偿计算。
第一，潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的分布进行计算，通过潮流计算可确定系统运行方式，检查各元件是否满足运行要求，并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值。
潮流计算作为电力系统设计中最基本的计算，是比较电力工程各接入系统方案最直观的方法。通过潮流计算得出的电网各节点电压、各网络元件电力损耗、以及电力潮流的分布情况，可直接用于分析各接入系统方案的可靠性、合理性和经济性。
第二，稳定计算是指根据要求，对电力系统的各种故障情况进行模拟计算和分析，从而确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平。
稳定计算多是基于潮流计算结果的基础之上，在单项工程设计中常用到的稳定计算包括电力系统暂态稳定计算、电压稳定计算、以及频率稳定计算等。通过进行各种稳定计算，可校验各接入系统方案的运行参数能否满足稳定运行的要求，在必要的情况下提出安稳策略和保障措施。
第三，短路电流计算主要是验算在给定的网架中，由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值。计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流，能为电气设备的选型提供依据。
二、电力系统规划设计工作的一些经验
随着我国电网电压的升高，电网规模的不断扩大，电源装机总容量的逐年提升，电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中，电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作，成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。
(一)准备阶段
在开展系统规划设计工作前，应收集近区电力系统现状相关资料，了解大网区的基本情况和特点，分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料，并开列成表录入数据库，形成电网现状网架的基础数据。
(二)开展工作
关注电力系统的最新变化情况，更新数据库资料，收集和研究各地区的负荷情况和特点，掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料，为系统设计做好准备。
针对新项目工程，展开对当地负荷情况的收集工作，及时更新当地及周边电力系统的资料。之后，进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。
电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义，所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此，不断更新和完善基础数据，将是电力系统规划设计的一个长期工作。
1俄罗斯电子文件发展态势及对档案管理工作的挑战
随着俄罗斯社会信息化及电子政务建设的迅速推进,电子文件成为俄罗斯政府机关、企业及各类组织进行信息记录、信息交流和信息保存的最重要方式。2000年至今,俄联邦政府及地方政府制定实施了一系列信息化规划,联邦层面的有:《2002-2010年电子俄罗斯联邦规划》、《至2015年俄罗斯信息社会发展战略》、《至2010年俄罗斯电子政府建设纲要》、《2011-2018信息社会专项规划》等,地方层面的有:“电子莫斯科”、“电子阿尔泰”、“电子鞑靼斯坦”等[1],这些信息化规划的实施直接促进了各级政府的电子政务建设,同时,也为电子文件的产生和流转创造了条件,2009、2010年俄罗斯政府先后开通了“跨部门电子文件处理系统”(МЭДО)和“跨部门电子交互系统”(СМЭВ)。根据上述规划所设定的目标,截止2015年,俄罗斯国家机关之间电子文件流转量不少于总文件量的70%,电子化的档案全宗数量不少于馆藏总量的20%[2]。电子文件数量和类型激增,成为政府管理决策的关键性信息资源,这对电子文件的有效管理和长期保存提出了迫切要求。与中国及欧美许多国家类似,从国家层面和行业领域加强电子文件管理领域的立法和标准建设,探索电子文件管理机制,建立并完善有助于确保电子文件真实性、完整性、可靠性和可用性的管理制度是当前俄罗斯电子文件管理的核心问题。
2俄罗斯电子文件管理立法及标准建设
2.1俄罗斯电子文件管理立法进展确认电子文件的法律凭证性和法律地位是电子文件有效管理的法律依据和法律保障,俄联邦两个重要的法律《电子签名法》和《信息、信息技术和信息保护法》对此作了相应规定。2006年颁布实施的《信息、信息技术和信息保护法》是调整俄罗斯信息法律关系领域的基本法,该法确认了电子文件的法律地位。根据该法规定,以电子数字签名形式或其他类似手写签名形式签署的数据电文,被认为是电子文件,与手写签名的文件具有同等的法律地位;在签订民事法律合同时,当事人之间用署有电子签名的数据电文交换被认为是文件交换[3];2011年颁布实施的俄罗斯联邦《电子签名法》(该法取代了2004年颁布的《电子数字签名法》)规定,电子文件的数字签名具有与纸质文件手写签名同等的法律效力,从而使电子文件的法律凭证性得到有效保障[4]。此外,俄联邦其他相关法律则在一定程度上认同了电子文件的地位和作用。如:《民法》(1994)确认了电子合同的效力,《会计法》(1996、2003)和《税法》(2000)等都规定可提交电子形式的会计报表或税务申报表,2002年俄罗斯税务局明确规定,只能提交电子税务申报表。《仲裁诉讼法》(2002)确认了电子签名文件及其他类似手写签名的文件具有与书面文件同等的效力,《海关法》(2003)规定,通关所需要的文件可以电子形式提交,而《劳动法》也不排除使用电子形式的人事文件。此外,俄联邦《政府信息公开法》(2009)、《俄联邦国家档案馆、市立档案馆、博物馆、图书馆和科学院保管、收集、统计、利用联邦档案全宗文件及其他档案文件基本规则》(2007)等相关法律法规为电子文件管理立法提供了参考和依据。在文件与档案管理领域,俄罗斯针对电子文件管理的立法正处于起步阶段。《俄罗斯联邦档案事业法》(2004)明确规定,将电子文件纳入俄罗斯联邦档案全宗,确认了电子文件的档案价值,使其与纸质档案一样成为联邦档案全宗的重要组成部分[5]。2011年修订的《联邦机关公文处理条例》适当增补了有关电子文件管理的相关条款,明确界定了“文件的电子形式”、“文件扫描”和“电子公文”的概念,并详细补充说明了联邦机关电子文件管理工作的特点[6]。《俄罗斯国家档案馆工作基本规则》则较为笼统地规定了电子文件接收进馆、长期保存、统计和著录等问题,这些问题在其他相关法规如《机关档案室工作规则》(2002)、《俄罗斯国家档案馆科技文件工作基本规则》(2003,草案),《机关档案馆(室)科技文件工作基本规则》(2004,草案)等法规中得到了细化。2009年9月30日俄罗斯政府颁布的《跨部门电子公文管理系统条例》为解决电子政务系统跨部门电子公文流转的效率和安全性问题提供了法律保障。此外,为了实现国家机关电子文件流转量不少于总文件量70%的目标,联邦档案局了《关于联邦机关内部活动必须以电子形式形成、保管和利用的文件一览表》(2011),为机关内部事务处理活动形成的电子文件类型及管理提供了具体建议。这些与电子文件有关的规范虽然体现了俄罗斯档案馆和政府部门在电子文件管理中积累的成果和经验,但是,它们还不足以解决电子文件全程管理尤其是电子文件长期保存所面临的诸多问题,缺乏保障电子文件真实性和可长期存取性的管理机制。综合上述俄联邦《电子签名法》、《信息、信息技术和信息保护法》、《民法》、《会计法》、《海关法》、《劳动法》等重要法律的规定,俄罗斯立法系统对电子文件的法律地位是认可的。而档案部门则任重道远,需要在这种有利的立法环境中,制定相应的政策、法规和标准,引导和规范电子文件管理,确保电子文件的法律凭证性,保护电子档案资源。
2.2俄罗斯电子文件管理标准建设早在20世纪60~70年代,苏联时期产生并积累了相当数量的机读文件,20世纪80年代,制定了3项有关机读文件的国家标准:ГОСТРД50-524-84.《方法指南.机读文件保存规则》(1985),ГОСТ6.10.4-84.《赋予计算机机读文件法律效力.总则》(1985),ГОСТ28388–89《信息加工系统.磁性载体文件.制作和加工规则》(1990)。但遗憾的是,因苏联解体这几项重要的国家标准没有充分发挥效用就无效了,而且也无法应对当前电子文件规模急剧增长带来的挑战。因此,制定新的电子文件管理标准迫在眉睫。当前,俄罗斯在电子文件管理领域积极谋求与国际接轨,电子文件管理问题被纳入俄罗斯档案事业中长期发展规划的核心内容。表现为:第一,俄罗斯密切关注欧洲委员会2001年的《电子文件管理功能需求模型》(Moreq,已升级为Moreq2、Moreq2010),受其影响较大,Moreq为俄罗斯政府机关和企业的电子文件管理系统设计及元数据方案制定提供了参照;第二,采用3个重要的电子文件管理国际标准ISO/TR18492、ISO15489、ISO23081为国家标准,具体为:ГОСТР54989-2012/ISO/TR18492:2005,ГОСТРИСО15489-1-2007和ГОСТРИСО23081-1-2008。除此之外,俄罗斯对有关电子文件存储载体的国际标准如ISO18921、ISO18923:2000、ISO18925:2002、ISO18926系列、ISO18927:2002、ISO18933系列等也比较关注。第三,制定了有关文件与档案管理领域的基础标准:ГОСТР7.0.8-2013《文书处理与档案事业-术语和概念》、ГОСТРИСО15489-1-2007.《信息、图书及出版事业标准体系.文件管理.基本要求》、ГОСТРИСО23081-1-2008.《信息、图书及出版事业标准体系.文件管理.文件管理过程.文件元数据》;电子文档管理系统标准:ГОСТ54471-2011《电子文档系统.文件管理.电子形式保存的信息.有效性及可靠性保障建议》;电子邮件标准:ГОСТР53898-2010《电子文档系统.文件管理交互系统.电子邮件要求》等。第四,俄联邦档案局委托俄罗斯文书学与档案工作研究所(ВНИИДАД)研究制定了一系列有关电子文件收集、鉴定、统计和长期保存的方法指南,为出台该领域的标准规范奠定了基础。2012年俄罗斯文书学与档案工作研究所制定了《电子文件保管的组织及技术方法指南》,提出了电子文件归档和长久保存的指导性意见[7]。在此基础上,2013年俄罗斯文书学与档案工作研究所研制了《机关档案室收集、统计和保管电子文件方法指南》[8]、《国家档案馆和市立档案馆收集、统计和保管电子文件方法指南》[9],分别从机关档案室和国家档案馆层面规范了电子文件收集、统计和保存中的具体要求,对于基层电子文件管理工作具有重要的指导意义。第五,俄罗斯档案事业中长期发展规划《2022年前俄罗斯档案事业发展纲要》十分重视电子文件管理标准化问题,该纲要强调,应从国家层面建立文件管理、档案管理和文件流转的标准规范,建立统一的电子文件管理系统,以最小的成本实现最优化和合理化的文件流转,从根本上减少每个国家机关为研发电子文件管理系统而付出的成本。具体的措施包括:制定电子文件形成、整理及保管标准;制定电子文件归档和移交进馆的格式标准以及电子文件长期保存和利用服务的技术方法标准;建立电子文件管理领域的合作机制;建立联邦“电子文件保管中心”[10]。可见,与中国等大多数国家类似,俄罗斯政府及档案部门已经开始着手建立电子文件管理标准体系,针对政府部门电子文件的形成、归档、保管以及进馆和长期保存制定相应的技术标准和质量规范,提高电子文件管理的效率和质量。
3俄罗斯联邦政府“电子文件保管中心”(ЦХЭД)建设构想
俄罗斯政府建立电子文件档案馆的设想开始于2010年。俄罗斯总统办公厅主任С.Е.Нарышкин在2010年9月7日召开的一次联席会议上,首次对联邦机关的电子文件管理问题表示密切关注。随后,俄罗斯联邦档案局长В.П.Тарасова于2010年9月16日在挪威奥斯陆召开的国际档案圆桌会议上发表了题为《俄罗斯电子文件及档案管理现实问题》的报告,阐述了俄罗斯准备建设专门的联邦电子文件档案馆的构想[11]。此后,在2011年6月8日召开的俄罗斯信息社会发展理事会会议上,国家档案馆长А.Н.Артизов首次提出了“电子文件保管中心”(ЦХЭД)这一概念及建设思路,拟对联邦机关形成的电子文件集中保管。档案学家С.Л.Кузнецов认为,传统档案馆既缺乏必要的技术设施,又缺乏熟悉现代信息技术的档案专家,无法对大量电子文件进行有效管理和长期保存,为此,有必要建立“电子文件保管中心”(ЦХЭД),对联邦机关形成的电子文件进行集中保管和长期保存[12]。2013年,经过俄罗斯联邦档案局、国家档案馆、通信部、经济部等多部门协商,开展多次专家讨论和调研,俄罗斯联邦档案局了《2022年前俄罗斯档案事业发展纲要》,明确提出了联邦“电子文件保管中心”(ЦХЭД)建设规划。该规划的基本思路是:在联邦档案馆中,选择一个具有良好基础设施的档案馆作为中心基地。该中心与接入“跨部门电子文件处理系统”(МЭДО)和“跨部门电子交互系统”(СМЭВ)的各联邦机构保持业务联系,具备对联邦机构电子文件集中接收、永久保管和提供利用服务的功能。同时,它也集中保管联邦档案馆所保存的联邦档案全宗的数字化副本。在地方层面,可在各联邦主体建立类似的电子文件保管中心,接收和保管各联邦主体形成的电子文件。《俄罗斯联邦档案局及所属机构2011-2022年信息化规划》对“电子文件保管中心”(ЦХЭД)建设进行了具体部署:ЦХЭД负责集中接收、保管和利用联邦政府部门及下属机构在机关电子文件处理系统、“跨部门电子文件处理系统”(МЭДО)和“跨部门电子交互系统”(СМЭВ)中形成的电子文件,同时,集中保管联邦档案馆所保存的联邦档案全宗的数字化副本。ЦХЭД所接收电子文件的来源机关包括:①联邦政府机构和国家权力机构;②联邦档案馆。联邦档案馆在完成“档案全宗”、“全宗目录”、“中央全宗目录”等项目的过程中,对馆藏联邦档案全宗文件数字化转换以后形成的数字副本。根据《俄罗斯联邦档案局及所属机构2011-2022年信息化规划》,2011~2022年直接用于ЦХЭД建设的预算项目及预算支出为:①电子文件接收4.51亿卢布;②电子文件保管新库房建设4.75亿卢布;③电子文件信息检索系统开发与维护4500万卢布。加上其他技术研发和组织管理等相关费用,2011~2022年ЦХЭД的建设总经费约为12.9亿卢布[13]。可见,俄罗斯“电子文件保管中心”(ЦХЭД)的功能类似于美国的电子文件档案馆(ERA),这说明俄罗斯政府已经认识到电子文件对于国家管理及国民经济发展的重要性并有所行动。但ЦХЭД尚处于计划和初步设计阶段。ЦХЭД建设面临的两大短板是经费不足和人才紧缺。因此,俄罗斯联邦政府持续稳定的财政支持和大量的专业技术人才保障将是该项目顺利进行的关键。
4俄罗斯电子文件管理实践进展———莫斯科电子载体文件中心档案馆(ЦАДЭНМ)
莫斯科电子载体文件中心档案馆(ЦАДЭНМ)是俄罗斯最早的专门接收和保管电子文件的档案馆。ЦАДЭНМ创建于2002年4月2日,隶属于莫斯科市档案管理局,接收和保管莫斯科市政机关及该市各类所有制形式的组织形成的永久和临时保存的电子文件。另外,还保管莫斯科市民的个人档案、有关莫斯科历史的档案文献,该馆只接收和保管电子文件。ЦАДЭНМ在电子文件管理技术和管理方法等方面积累了宝贵的经验,制定了一系列电子文件保管及利用制度,能够为俄罗斯国家档案馆接收、保管、处置及提供利用电子文件提供重要的参考和借鉴[14]。主要体现在:
(1)对电子文件的概念、范围、性质、结构等基本问题进行了分析和阐释。根据俄罗斯2011年颁布实施的《电子签名法》,电子文件是“所含信息以电子数字形式存在的文件”。电子文件由如下4个部分构成:信息、表现形式、描述性元数据、技术元数据。电子文件的表现形式既可以是电子数字形式(如元数据、电子数字签名、电子认证代码、校验),也可由纸本文件数字化转换而成。电子文件载体的性能及状态、信息记录方式和所采用的保存格式对维护电子文件的完整性、真实性具有重要影响,电子文件长期保存主要从文件内容和技术上保障其真实性。
(2)根据有限的物质技术条件选择了相应的电子文件保管策略。由于物质技术原因,ЦАДЭНМ无法实现对归档电子文件大规模、在线提供利用,长期以来,只能采用传统的离线方式提供利用。因此,只能借助外部存储介质,或者在阅览室的工作台上(电子阅览室)提供利用,或者根据用户需求提供复制件。目前ЦАДЭНМ主要采用光盘存储,如CD-R,DVD-R,DVD+R等一次性写入光盘类型。ЦАДЭНМ的电子文件保管策略总体可归纳为:介质保存(光盘存储)及多套保存,一般为2套(工作件和备份件),一套用于工作及提供利用,一套用于灾难恢复备份;离线方式提供利用;对接收进馆的电子文件格式进行校验,分为保险格式(开放格式)、自定义格式和原生格式。原则上尽可能采用保险格式或者广泛通用的格式,有目的地将原生电子文件格式转换为保险格式或者自定义格式,及时进行介质更新。在电子文件保存中采用迁移、仿真、封装等技术对抗技术过时。
(3)建立并维护有利于电子信息载体长期保存的最佳条件,控制库房温湿度。措施包括:监控保管单元(保管对象)的物理性能和技术性能;标注保存单元(保存对象)载体原有的技术特征;保管单元(保管对象)使用以后进行检测;评价电子文件的技术性能;及时进行介质更新;保护电子文件不受计算机病毒入侵或非法存取;维护能够验证电子文件完整性和真实性的关键要素和保存条件。电子文件保存的温湿度条件为:温度:+23-25℃,相对湿度:50%,基本由空调加以控制。经监测,在上述温湿度条件下,光盘存储的电子文件在4年之后其载体会出现轻微的退化现象,但不会对电子文件的技术性能产生影响。
(4)重视电子文件的统计工作。具体表现为:①将电子文件统计单位划分为:档案全宗(档案集合)、信息资源、电子文件保管单位、电子文件统计单位;②电子文件保管单位和电子文件统计单位在档案著录框架内单独进行;③电子文件保管单位统计在档案馆总体范围内按顺序进行;④电子文件的统计单位属于各种不同类型信息资源的,登记在不同的目录上;⑤登记在册的电子文件统计单位包括:计算机文件夹、计算机文件、数据库表格、电子表格;⑥电子文件统计册(清单)的制作、保管和利用,既采用电子形式,也采用纸质形式;⑦为了确认电子文件的真实性和完整性,需要在统计册(清单)上加盖传统的印信———组织全宗形成者的签名和印章。至2008年初,ЦАДЭНМ临时保存的11类信息资源共有442619个统计单位,其中共有398801份文件,总规模达到17940MB,分布在32个保管单位中。
(5)重视电子文件元数据信息的描述和著录。主要包括如下几种:①一般信息:电子文件识别信息、形成及保管历史、内容及构成、存取及利用的条件、相关材料等;②模拟原件的性能描述;③信息资源的组织情况(挑选原则,模拟信息转换成数字信息之后的数据校验方法);④产生电子文件的信息系统的技术性能(信息系统开发的目的及该系统的名称、系统拥有者、开发商、开发的缘由、用户情况、系统设计、系统结构、支撑软件等);⑤电子文件真实性保障信息;⑥能够确认电子文件完整性的可信信息。
【关键词】档案信息化建设
【中图分类号】G27【文献标识码】A【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0094-02
1档案信息化概述
随着社会信息化进程的加快,信息资源已成为人类经济、社会活动的战略资源。档案是一种原生的信息资源,档案信息化建设是国家信息化建设的一个重要组成部分,是指在国家档案管理部门的统一规划和组织下,在档案管理的活动中全面应用现代信息技术,对档案信息资源进行数字化管理和提供利用。它使档案管理模式发生转变,从以档案实体保管和利用为重点,转向档案信息的数字化存储和提供服务为重心,从而使档案工作进一步走向规范化、数字化、网络化、社会化。加强档案信息化建设,对于档案事业的新发展具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。
2档案信息化建设现状
2.1思想意识方面
随着档案事业的发展,档案管理工作已步入规范化轨道,人们的档案意识得到加强,档案在各行业、各部门中的重要作用逐步显现。但一些单位领导对档案信息化建设缺乏应有的认识和足够的重视,对档案管理自动化的必要性、紧迫性感受不深,热情不高,没有建立档案信息化的领导决策机构,也没有将档案信息化建设列入议事日程。
2.2技术方面
计算机的每一项技术,几乎都在档案管理中找到用武之地。档案信息的多样化极其巨大的数量,为新技术的应用提供了广阔的天地。目前,大多数档案部门都建有自己的局域网,有的还上了因特网,信息化体系初见规模。但我们在浏览这些网页时能看到的信息却有限,且网页更新较慢;关于档案的收集、存储、传输、、检索和利用的手段等大多数档案工作还处于原始的手工操作阶段,离信息的计算机管理和远程联网查询、利用相距甚远。这均说明我们的档案信息化建设还处于低水平状况。制约档案信息化的重要问题是缺乏操作简单、功能强大的计算机软件。一个地区的档案信息化管理要达到沟通与共享,就应该有选择地推荐或推广某个应用软件,从而推动整个地区档案信息化的进程。
2.3组织管理方面
档案信息化的最终目标是实现档案信息的社会化服务,利用者可以不受时间、地域和文件数量的限制,通过网络查询利用开放档案。但长期以来,档案部门还处于封闭半封闭状态,缺乏相对有利的指导和协调,推动档案信息化的力度不够;档案系统没有形成统一的信息化管理体系,各个单位各自为政,缺乏协调和合作,分散了信息资源建设的人力和物力,造成资源浪费;信息资源缺乏相对统一的标准,在开发上各搞一套,造成重复建设,并为以后兼容留下隐患。
2.4人员素质方面
从目前基层档案工作人员学历上看,档案治理专业的人员非常少,这对档案治理现代化、信息化工作的开展十分不利。21世纪计算机技术发展的趋势将是从单纯的数字化向思维化的信息处理方向发展。因此,应用计算机是实现档案信息管理现代化的必要条件,而“驾驶”这一设备的人,也要具有相当的专业知识,才能根据档案管理自身需要,对软件程序作改良性修改。而大多数档案工作人员计算机管理知识缺乏,所能做的就是按照软件程序依样画瓢,一旦系统需求有变化而需改进时就束手无策,望“机”兴叹。所以说最大限度地搞好21世纪人才培养,培养出一批一专多能的业务尖子,是摆在我们面前的一个紧迫而现实的问题。
3档案管理信息化的紧要性
在信息化建设的过程中,档案保障范围的拓展和管理要求的提高,迫切需要档案管理手段的变革和管理效能的提高。建设电子档案,实现档案的信息化管理,是搞好档案管理的必然选择。
毕业论文省略电子财务档案是指存贮于磁盘、光盘等电子介质中的各种票据、凭证、账簿、报表等财务数据资料。较之传统的财务档案,电子财务档案有许多特点:电子财务档案易于修正、拷贝和重置,便于纠错、携带和传递;电子财务档案的存贮形式多样,既可以存贮于软盘、硬盘、光盘中,也可以打印输出到纸质材料中;电子财务档案便于快捷获得所需结果。如果电子财务档案上网,通过计算机操作和网络交流,不仅满足了日常条件查询、统计分析、制作数据报表、开展数据交换的需要,达到档案信息资源共享、无纸化查阅和方便快捷的目的,节约了办公成本,避免了原始档案由于频繁翻阅而带来的磨损,还有利于专业管理,便于档案资源的统一整合,极大地提高了工作效率和工作质量。
正如上面所述,电子财务档案具有无可比拟的优点,能够很好地适应档案信息化的发展需求。但也有不足的一面。如具有系统依赖性,即需要一定的软硬件环境支持,只能在特定的条件下才能打开,不具备传统档案的直接可视性,还具有易遭毁损、难查痕迹的特点,因此即使实现了财务档案管理的信息化,在归档中也需要实行所谓的“双套制”,即将同一份档案的纸质版和电子版同时归档。
4档案信息化建设的主要内容
档案信息化建设主要包括:档案信息资源建设、标准规范建设、基础设施建设、应用系统建设、人才队伍建设等五个方面的内容。
4.1档案信息化资源建设
档案信息化资源建设是档案信息化建设的基础和核心,是一项长期的工作。它的主要任务:一是馆藏档案的数字化,二是现有电子文件的归档工作。后者指的就是在各项公务活动中形成的有查考和利用价值的电子文件,要按照有关要求及时归档,而且要做到齐全完整,真实有效。我们常说,在进行档案信息化建设的时候,要处理好“路、车、货”的关系。所谓“路”就是各种类型的网络,“车”就是计算机的硬件和软件,而“货”则是数字化的档案信息资源库。有“路”无“车”不行,有了“路和车”,如果没有“货”,“路和车”就失去了意义。这里的“路和车”需要单位领导在人力和财力上的支持,而“货”除了档案人员对馆藏档案数字化之外,就是新形成的电子文件的归档工作,所以档案信息是国民经济和社会发展的战略源资源之一,它的开发和利用是档案信息化建设取得成败的关键,也是衡量档案信息化水平的一个重要标志。
4.2标准规范建设
它主要是对电子文件、档案信息进行管理的一套规则,包括对电子文件的形成、归档和电子档案信息资源标识、描述、存储、查询、交换、网上传输和管理等方面,制定标准、规范,并指导实施的过程。随着计算机多媒体技术、网络技术、电子出版物的迅速发展和广泛应用,图书馆网络化建设被逐渐提上议事日程。图书阅读过程,人性化设计,浏览简洁,阅读舒服,提供了书签功能,帮助读者记忆阅读页码。这些都需要档案管理部门统一制定并推广实施,以保证电子书、档案信息的统一规范和资源共享。所以说档案信息化的标准、规范相当于信息高速公路上的“交通规则”,对于确保计算机管理的档案信息和网络运行的安全、畅通,具有十分重大的意义。
4.3基础硬件设施建设
主要指档案信息网络系统和档案数字化设备。它是档案信息传输、交换和资源共享的基础条件,只有建设先进的档案信息网络,才能充分发挥档案信息化的整体效益。档案部门的信息化硬件设施建设要面向应用、面向需求,照顾到前后步骤的衔接。可根据经济发展水平与档案部门可支配的资金数量,制定一个中长期的硬件基础设施建设方案,采取逐年分步添加的方法。在硬件的采购与替换中可采取新机器高配置为服务器,旧机器低配置为终端,使有限的资金通过累加,最大限度的发挥效能。还可以将现有的公共宽带网、通讯光纤网和有线电视网等资源综合加以利用。
4.4应用系统建设
应用系统建设主要内容包括档案信息的收集、档案信息的管理、档案信息的利用、档案信息的安全等方面,它关系到档案信息化建设的速度与质量、集中体现了档案信息建设的效益和档案信息服务的效果。主要分为两种:一是开放信息应用系统,它是以社会大众为服务对象的通用服务。通过该网络向大众媒体提供多种形式的档案资料查询、浏览服务,如文字资料、语音资料、视频资料等,还可以提供如虚拟现实场景等特殊服务。主要特点是简便、灵活,便于各类人群使用。另一种是权限信息应用系统,它是保证信息安全的一个重要组成部分,其目标是向用户和应用系统提供权限管理服务,提供用户身份到授权的映射,提供与实际应用处理模式相应的、与具体应用系统相对分离的授权和访问控制机制,简化应用系统的开发与维护,提高系统整体保密性和安全性。
4.5人才队伍建设
档案信息化建设,人才是关键。人才是最宝贵的资源。根据档案工作的需要,必须对档案工作人员进行业务培训,优化档案工作人员的知识结构,培养他们的创新精神。档案工作是“对历史负责,为现实服务,替未来着想”,要发展档案事业,就要求档案工作人员必须博学多才,特别是要注重对现代科学技术和档案边缘学科知识的掌握,同时还要大胆探索档案管理工作的自身特点和规律,找出一条快捷有效地为各项档案管理工作和全社会服务的新路子。这不仅需要档案专业人才,计算机专业人才,更需要既懂档案业务,又熟悉信息技术的复合型人才。
5档案信息化建设的原则
在进行档案信息化建设时,应遵循的基本原则是:文档一体化,归档双轨制和确保网络安全。
文档一体化,是档案信息化建设的前提。这就要求把档案信息化纳入到办公自动化的总格局之中,与办公自动化融为一体,同步进行。同时,也要求档案人员积极介入此项工作中,提出档案管理和电子文件归档方面切实可行的需求。
归档双轨制,是纸质文件向电子文件过渡过程中必须坚持的原则。虽然电子文件大量产生和应用,但它的法律作用和凭证作用尚未取代纸质文件的地位。据专家预计,在较长的时期内,纸质文件和电子文件还会继续并存。而且按照国家档案局的要求,电子文件必须与相同版本的纸质文件一同归档。
确保网络安全,是在档案信息化建设的同时,我们不能忽略的重要问题。一是机密档案信息的安全保密问题,应严格限定利用者的使用权限,建立起不同层次的数据库,实行档案全宗和密级双重控制管理,对未开放档案仅让有使用权的用户查阅和使用,设置访问权限、身份识别并确保档案数据不被非法改写或删除。同时,要及时将旧载体上的档案信息转换到新载体上,并进行刻录光盘、复制磁盘等备份处理。二是计算机系统运行的安全问题,应采取相应的措施。如安装防火墙和实时更新的杀毒软件,对归档信息定期进行下载备份等;其次还包括公共设施的安全管理等多项措施。
6实现档案管理信息化的基本措施
档案信息化建设要运用辩证思维,既不能盲目从新、脱离实际,也不能墨守成规、固步不前;既要看数量,更要讲质量;既要着眼于本身,也要关注相关事物。档案信息化建设是一项复杂的系统工程,需要慎重选择,在具体实施的定位中,应该多做调查、分析、研究。要加快档案治理现代化、信息化的建设,应主要做好几方面的工作:
6.1首先是领导高度重视和大力推动
领导是档案管理信息化的真正推动者。领导者的信息化意识的高低决定了信息化建设的力度、进度和深度。领导者要树立科学的管理观念,摆脱传统思维的束缚,认识到计算机和网络技术于档案工作的真正意义。为此,领导者应该投入大量的精力关心和支持这一事业,在资金、设备、人才等方面予以充分投入,把档案管理信息化纳入工作计划和考核范围;另外主管领导还要经常过问此项工作,了解档案工作情况,提出要求,下达任务,指导档案人员依法开展工作,帮助解决工作中存在的实际困难。
6.2其次是加强档案管理的基础设施建设
软硬件基础设施是档案信息化建设不可缺少的基本条件,是档案信息资源开发利用和信息技术应用的基础,而其核心是档案信息网络。它是档案信息传输、交换和资源共享的必要手段。在工程规划初期,应该由有关各部门和档案部门人员共同协商,分别从各自的管理角度提出设计思路,考虑各方面的需要,从而避免在系统运行过程中出现空缺或重叠,提高效率。尤其在设计软件方面,应采用一定的安全保密措施,实行电子签单制度,建立和健全档案管理责任制,电子文件签入、签出制度,安全日志制度,从而保障档案不被篡改或便于追溯使用过文件的人员。此外,为便于软件升级,保证不同开发商提供的软件能够相互兼容,必须提高数据存贮形式的标准性、一致性和可续性。
6.3再者是提高档案管理人员的信息化素质
关键词：直流电子负载;恒流源;模数转换;软件开发
中图分类号：TN722.77文献标识码：A文章编号：1006-8937（2016）03-0083-02
随着现代技术的发展，恒定电流源的应用将十分重要。恒流源是可以稳定提供某种电流的电流源，在电子设计中得到了广泛应用，且在很多单元电路中都是不可缺少的。本设计要求我们自制一个范围为100～1000mA数控恒流源，它可以通过按键进行100mA的步进，而且精度为±1%，要求本系统可以实时测量并显示负载两端的电压（精度为±（0.1%+0.1%FS））和流过负载的电流（精度为±（0.2%+0.2%FS））。设计需要制作恒压源，且恒压输出值为5V，误差为小于2%，设定最小输出电流为1A，纹波值与噪声值小于20mV。并用数控恒流源来测量自制电源的负载调整率。
1方案设计与论证
1.1稳流源设计
1.1.1三种设计方案
方案一：采用具有稳流作用的二级管或三级管，虽然稳流精度较高，但电流的稳定范围受到很大的限制，通常只有数十毫安，达不到设计要求。
方案二：采用线性可控稳流源。此方法需要调整不断调整电阻值的大小，实现连续可调的功能，且能够实现1～3000mA的电流输出。我们通常采用两种方法来调整输出电流：可以采用调整可调电阻来不断调整输出电流，但此法不能实现数字连续可调的要求;也可以采用数字电位器来调整电阻值，此法固然可以满足设计要求，但该器件的电阻步进值偏大，很难满足对输出电流的线性调整。
方案三：使用电压控制电流源电路。依靠调整稳流源的供电电压，利用改变输入电压值来调整电流的输出值压控恒流源利用MSP430给出调节量，经数/模转换变为模拟信号，后经大功率场效应管进行电流放大。单片机对输出电流进行连续地、实时的跟踪，利用单片机作为输出反馈环节，由单片机调节功率管进行恒流输出。
即便负责发生变化，输出电流几乎保持不变，如此以来，靠着简单的电流闭环反馈系统就可以实现输出电流值与设定值保持一致。
1.1.2方案选择
方案一虽精度高，但是恒流范围小;方案二步进调节不便，且调节精度不高;方案三利用数字调控来保证恒流源性质的电流输出，不仅实现了设计功能，还简化了系统的操作，故此方案最佳。
1.2电流源电路
方案一：采用开关稳压电源，其输出电流大，能满足输出1A电流的要求，其元器件较少，但是其纹波较大，不太好滤除。
方案二：采用三端线性稳压电源，其有结构简单、性能优良、调试方便、价格便宜等显著优点，而且能提供的最大电流可达到1A，重要的是它的纹波较小，可以实现输出纹波<20mV。
方案选择：根据上述比较，我们采用方案二。
2系统总体设计
2.1系统框图
本系统由MSP430单片机、D/A转换器、恒流源调整电路、电压取样放大电路、A/D转换器、液晶显示等部分组成，系统框图，如图1所示。
2.2单元电路设计
2.2.1VCCS的设计
压控电流源是整个电路的重要组成环节，其主要功能是用输入电压对输出电流进行连续调控，在此设计中，指标对于输出电流的范围和控制精度有较高的要求，因此设计好压控恒流源电路是一项很重要的工作。单元电路图，如图2所示。该VCCS电路由集成运算放大器、大功率MOSFET-Q1、取样电阻元件R3、输出调整电阻R1等构成。
对于单元模块中的调整管，我们选用大功率MOSFET-IRF
640。之所以选用MOSFENT，目的是便于实现输入电压对输出电流的线性调节，既可以实现对最大输出电流值2A的设计指标的要求，更能够很好地达到利用输入电压对输出电流的连续地、线性的调节。
在此电路中，场效应管是工作在饱和状态去的，其漏极漏电流Id非常接近由栅源极电压Ugs进行控制的输出电流值。也就是说，当UD为定值时，我们有：
ID=f（UGs），
只要UGs不变，Id可以保持恒定。
在这个电路模块中，R3为采样元件，利用多股康铜丝为材料（因为康铜丝的阻值的温度系数很小），大小为0.1？赘。同时，利用把仪用运算放大器OPA340设计成电压跟随器电路，由于Ui=Up=Un，MOSFET的Id=Is（栅极电流太小，可以忽略不计），故有：
Io=Is=Un/R3=Ui/R3
这样以来，我们就实现了利用输入电压UI对输出电流Io进行调节，即输出电流不因负载电阻的改变而改变，最终实现电压控制恒流源的目的。
2.2.2输出电流取样电路
输出电流取样电路图，如图3所示。
设计要求测量恒流源的电流输出值，我们选择输出回路中接入取样电阻，将输出电流转变为输出电压值的方法来获得电流输出值的测量。为减少对负载电路的影响，选取的采样电阻值应尽可能的小，实际中我们选用的阻值为0.1。由于采样电阻很小，因而其两端的电压也很小，不能直接将其电压送入A/D芯片中，我们需要先进行放大。在放大部分，我们选用了TI公司的OPA340，其为一款仪用放大器，可以对微小的信号进行精密放大，且具有很高的共模抑制比，能满足设计的要求。
3软件设计
软件设计在基于VCC开发平台上采用C语言开发，很多功能都做成了子程序文件，供主函数调用，其难点在于功能按键的分支流程设计。在开发及调试的过程中，我们遇到很多的问题，如不能及时响应按键触发的事件，电流采集值与显示值不准等问题。经过团队的判断与分析，我们觉得是某些参数的设置出现了不当。当我们更改参数后，几乎没有调整其他程序代码，就可以实现设计要求的参数指标了。当然，合适的算法和正确的编程思路也是功不可没的。
4结语
在本系统完成设计后的测量过程中，测量电流值不停跳变，我们分析原因，使用的5V稳压电源不够稳定，导致其提供给A/D和D/A芯片的参考电压不稳定，进而导致测量的电流不稳定，后来我们使用电压基准源为A/D和D/A芯片提供参考电压，问题得到解决。由此可见，在电子产品的设计中，方案论证和计算很重要，它是设计成功的重要保证，同时也不能忽视后期的调试工作，往往调试比设计会带来更多的问题，有待我们经过分析后再不断地改进设计。
参考文献：
[1]韦建英，徐安静.模拟电子技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2010.
关键词：供电线路；负荷；供配电；线路安全；管理
中图分类号：TM726文献标识码：A文章编号：
供配电系统的安全可靠性在电气设计时是至关重要的一环，会直接影响到市民的人身安全、公共场所秩序，因此要高度重视。对具体的供配电方案论述如下：
1.供配电系统构建的可靠性
1.1负荷供电
在建筑电气供配电系统中，可靠性作为其中的一个关键因素，在设计时，要加强对系统配电模式分析，结合供电可靠性的要求，确定电力负荷，并且要对中断供电的损失进行分析。通常情况下，负荷影响程度可以划分为三种，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷包括一类高层建筑的消防设备，主要有：消防设备类中的控制室、水泵、电梯、防排烟设备、自动报警器、应急照明、漏电自动报警系统、自动灭火系统、逃生疏散指示标志和电动的防火门、窗、阀门等消防设备，二类高层建筑的消防设备为二级负荷。而其他的设备，例如柴油发电机房送风机、专供变电站所使用的送风机、排风机，还有专供消防水泵房使用的污水泵等，这些电力负荷等级也应该纳入消防设备，与消防设备有一致级别，在火灾发生时，不能视为非消防设备而切除供电电源。
对于不同级别的电力负荷，有不同要求的供电电源。
在一级负荷中，尤其是重要负荷，不但要有两个电源，而且还务必增设应急电源。为了确保特别重要负荷的供电可靠性，在建筑设计上严禁在应急供电系统中接入其他负荷。
大多数建筑电气设计中，柴油发电机组和EPS应急电源为最常使用的应急电源。应急电源的选用时应经过分析比较来确定，包括造价方面的分析以及环保方面的分析等。此外，应急电源需要注意的问题还包括如下：
1）在允许中断供电时间为毫秒级的设备中，包括有：计算机、精密电子仪器、数据处理系统等，要选用UPS电源，而不能选用发电机组或EPS应急电源作为备用电源。
2）EPS应急电源系统正常的备用供电时间在35-120秒范围内，所以，在建筑电气设计时，要根据设备性质（例如建筑物的性质和类别）标明的备用供电时间进行选用。在火灾发生时，消防泵应满足持续工作时间为2-3小时，喷洒泵应为1小时，而用于防火卷帘的水幕泵应为3小时。需要注意的是，EPS应急电源系统是一种应急电源产品，而不是可以长时间性质使用的备用电源。
3）一般情况下及火灾时，消防电梯与合用的排烟机、送风机等消防设备，也要选用独立于正常电源的发电机组等作为备用电源，也不能选用EPS应急电源。因为在市电停电情况下，EPS应急电源储存的电能在市电停电时就有可能已被用完，即其核心蓄电池就没有了充电电源，一旦此时突然发生火灾，那么这些消防设备就无法投入使用。
1.2供电线路
在建筑电气的供配电系统构建过程中，在满足供电电源要求的前提下，还要保证供电线路的安全性，具体从以下几个方面入手:
1)合理选择敷设方式。在系统构建中，要结合工程设计规范，以建筑物的使用要求和功能性质为标准，加强对系统所处环境的分析，合理确定其敷设方式。
2)要保持供电线路的清洁度。对于供配电系统来讲，不可避免地有灰尘以及污染物等的存在，在一定的条件下，很有可能会对布线系统造成影响，甚至有可能发生不可预料的事情。所以，在进行管线敷设之前，需要做好清理工作。
3)敷设方式要符合设计要求，结合相关的设计规范，采用专用供电回路进行设计，尤其是对于高层建筑来讲，其消防设备更加需要注意这一点，如在系统中，对于消防电梯、消防控制室等一类的供电，需要设置自动切换器，并将其置于最末一级配电箱处，切实保证设备的供电需要。
4)在建筑电气设计中，配电箱没有作防水处理，而地下室车库应急照明配电设备又通常装在车库墙上，如果发生火灾，那么，其设备就极有可能被烧毁，因此，为了避免这种现象的发生，要在配电间，配置和安装相应的配电箱，既保证了应急照明，同时还在很大程度上提高了照明的可靠性。
2安全供配电方案
在供电电源在满足电力负荷的条件时，供电变电所的安全及供配电系统可靠性相当重要。
多数的高层民用建筑都存有大量的一级或二级电力负荷，正常情况下都是设有两台或以上的变压器，以及还设有一台柴油发电机组。针对最常见的两台变压器（不并列运行）和一台柴油发电机组成的各种供配电系统方案，本文对其方案的优缺点进行分析对比，为实际工程项目的设计提供最佳的供配电方案，达到提高供电可靠性的目的。对具体的供配电方案论述如下：
1）变压器和柴油发电机组的低压母线各自独立，互不联系，如图1所示的方案1。其优点是不要联锁，柴油发电机也不会倒送给市电，缺点是平时市电停电时，柴油发电机无法供电给一般性负荷，以及Ⅲ段母线平时没电，其断路器和电缆是否有故障不易被发现。
2）为了解决III段母线平时不带电的问题，由变压器的低压母线引起一路电源到III段母线，如图2所示的方案2。QF、4QF断路器设置机械、电气联锁，以保证柴油发电机不倒送给市电，其缺点也是平时市电停电时，柴油发电机无法供电给一般性负荷。
3）为了能够最大限度地发挥柴油发电机的作用，即当平时市电停电时，能够直接供电给一般性重要负荷，柴油发电机不设专用母线，而是与变压器母线共用，如图3中方案3所示。其缺点是当TM1变压器检修或故障，QL断开，3QF合闸时，恰逢市电停电，柴油发电机自启动，由于QL断开，无法供电给一级负荷。另外为了保证柴油发电机自启动成功，J段母线上的一般性负荷必须失压断开，从而造成平时电网电压波动。也有可能跳闸，影响供电的可靠性。
4）为了克服方案3的缺点，设置柴油发电机专供一级负荷的母线段m，为了保证柴油发电机自启动成功，QL开关必须失压断开，如图4方案4，这样一来即使TM1变压器检修或故障QL断开，3QF合闸时，恰逢市电停电时，柴油发电机自启动，也能供电给一级负荷，从而大大提高了一级负荷供电的可靠性。
从以上分析可以看出，当市电很可靠，柴油发电机容量相对于变压器容量又较小时，可选用方案1、2；当柴油发电机容量相对于变压器容量较大时，可选用方案3、4；当在一级负荷中有特别重要负荷时，可选用方案1、2、4，而不能选用方案3。
3供电线路的安全要求
3.1供电电源在满足电力负荷的条件下，供电线路的安全可靠性也是十分重要的。供电线路敷设方式应考虑相关影响因素进行确定，包括：建筑物的性质、建筑物要求、用电设备的分布以及环境因素等。外部热源、灰尘积聚、腐蚀等都会对供电线路的布线系统带来负面影响，此外，外来冲击、振动和建筑物的伸缩或沉降等各种外界应力也会给供电线路敷设及使用过程造成损害。大多数高层民用建筑，其消防用电设备应选用专用的供电回路，而消防控制室、消防水泵、防排烟风机等设备的供电，应该在最后一级配电箱中安装自动切换装置，且供电线路敷设要符合供配电要求。
在建筑电气设计中,地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上,而配电箱又没有作防火措施,一旦火灾发生在配电箱附近,配电箱很快而且很容易被烧毁,因此应设置配电间来放置配电箱,以保证应急照明供电的可靠性。此外电气设备应尽量选用技术先进、可靠性高的产品,应正确选用供配电系统的接地型式,做好系统的防雷及防雷击电磁脉冲,减少高次谐波分量,保证供电品质等,这些也都是非常重要的。
3.2干线首端保护器分支线安全长度分析根据供配电系统设计规范要求规定：在不影响一、二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路短路保护电器有效保护，且此段线路和过负载保护电器能承受通过的短路能量，可不装设短路保护。本着安全、节约的原则，在建筑电气低压供配电设计中，无论在城区内的高层建筑群还是郊区楼盘的别墅和低层建筑群中的低压配电方式，大部分均采用分区树干式的配电方式，另外在城市的路灯供配电中，每个灯杆内从灯头到灯杆脚的连接线与干线接驳的接线方式也是树干式供电的一种方式，在设计实践中干线首端安装的短路保护电器能保护分支线多少长度，即安全长度为多长?如何确定?是设计人员需要探讨的问题。
4.提高供电可靠性的管理措施
可归纳为:1)合理安排停电计划,重视停电检修的综合管理,即采用配合检修策略,避免重复停电.2)加强领导,发展电力可靠性研究,进行统计分析.供电企业开展达标评估活动,提高运行管理水平.3)采用不停电供电(UPS)等先进技术.至少有两套供电系统并联对负载供电.4)改善设备功能,提高设备质量;逐步实行网络化供电,提高配电系统检修的灵活性;积极开展带电作业,进行指标分解;对于双电源馈线加联络开关,对一干多支线路,加装柱上开关.5)增加绝缘架空线和地下电缆的比例,以减少气候环境条件的影响;6)更换、增加配电变压器的数量和容量,增加电源布点密度以满足日益增长的供电需要.
结束语
结合本文对供配电系统、安全供配电、供电线路的安全要求的论述可见，供电的安全可靠性与实际生活息息相关，如果处理不当会给社会带来很大的危害和损失，因此必须要做好这方面安全可靠的预防措施。此外，电气设备还应该做好其他重要方面：1）选用先进技术；2）选用可靠性较高的产品；3）正确选用供配电系统的接地型式；4）做好系统的防雷措施；5）保证供电品质等。
参考文献：
[1]曹渝安、赵兰芳，高层建筑供配电系统安全可靠性浅析[J].兰州工业高等专科学校学报，1997（01）.
[2]林洪钟，供配电系统可靠性探讨[J].建筑电气，2006（01）.
关键词：电磁兼容；教学改革；案例导入式教学
作者简介：李玉梅（1975-），女，山东嘉祥人，海军工程大学电气工程学院，讲师；卜乐平（1965-），男，湖南益阳人，海军工程大学电气工程学院，教授。（湖北武汉430033）
中图分类号：642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）26-0049-02
随着现代科学技术的发展，电子、电气设备或系统获得越来越广泛的应用。电磁环境日益复杂，处在其中的电子、电气设备面临越来越多的干扰，造成性能降低、功能丧失的概率明显增加。因此，在电子、电气设备和系统的设计、研制和生产过程中，如何解决电磁兼容问题已受到越来越广泛的重视。我国从2003年8月起对电子设备实行电磁兼容性强制性认证。自2005年开始，海军工程大学（以下简称“我校”）为自动化专业和电气专业学生开设了“电磁兼容”课程（20个学时），旨在帮助学生了解电磁兼容的基本概念和基本原理，掌握电磁干扰的抑制措施，熟悉电磁兼容性测试标准和方法，为电气设备的电磁兼容设计与电磁干扰评价打下牢固基础。与之相关的“电磁兼容”课程是从电磁兼容基本概念入手，由“电磁干扰三要素”中的“干扰源”和“传播途径”展开，介绍干扰源的特点及性质，分析传导干扰和辐射干扰，进而讨论电磁干扰控制原理及控制电磁干扰的“三大技术”（接地、屏蔽和滤波），最后介绍电磁兼容预测分析及电磁兼容性测试技术。该课程来源于实践，又回归到工程应用中。
一、“电磁兼容”课程教学的现状
1.教学内容与相关科技的最新成果脱节
随着电力电子及电气自动化技术的发展，大功率、高电压开关及逆变器、整流器等设备产生的干扰和对控制设备的影响越来越突出。电磁兼容学科涉及到如何减少设备产生的干扰，如何防止其他干扰源对电气设备的影响。科技越是发达，电磁环境越是复杂，电磁兼容问题也越是突出，所以不可避免地会出现原有“电磁兼容”教学内容陈旧，不能反映相关科技的最新成果，这就不利于培养具有综合应用能力的新型人才。因此，必须进行教学改革，把这些新成果及其工程思想纳入到教学实践当中。
2.教学方法仍然以“满堂灌”教学为主
首先，“电磁兼容”这门课程的基本原理比较抽象，含有大量繁琐的公式推导和论证，而它的应用却具有很强的工程实践性。抑制电磁干扰的“三大技术”都是来源于实际工程应用，由于电磁兼容学科基于复杂的电磁场理论，有一些抑制措施在工程应用中有很好的效果，但其机理却可能还没完全搞清楚。在实际的教学过程中，大多数师生很难接触到实际工程，也就不知道如何运用课堂所学知识解决工程中的实际问题，因此，教学内容与实际应用脱节，教学效果相对比较差。其次，课堂教学基本上以教师讲授为主，学生被动听课，缺乏有效的互动环节。学生总是听讲一些枯燥的理论知识，很容易昏昏欲睡。最后，由于电磁兼容测试的仪器设备比较昂贵，针对本科教学的“电磁兼容”课程一般很少开设实验课，这样的教学后果难以激发学生学习兴趣，不利于培养他们的创新能力。
二、案例导入式教学法的概念及特点
1.案例导入式教学法的概念
案例导入式教学法是一种以案例为基础的教学法。教师基于理论知识与实践知识相结合的基础，并结合教师自身科研过程中遇到的问题，给出相应的现场或工程中的课题，让学生在查阅、学习相关资料后，在教师的指导下进行讨论、分析、计算和研究，充分理解所学的相关理论知识，从而达到锻炼和提升学生解决问题、分析问题的能力。与传统的教学方法相比，案例导入式教学是在传统教材的基础上，与时俱进，适时引入合适的实际工程的应用案例，更强调教师与学生的交互性和教师对学生的启发性。通常教学案例综合性较强，需要学生熟练掌握理论知识，处理案例的思维方式灵活，多方查阅资料，独立思考问题并与同学探讨问题，这样有利于培养学生分析和解决复杂问题的能力，进而提高他们学习的积极性，增强创新意识。
2.案例导入式教学法的特点
（1）客观性和直观性。案例来源于实际的工程应用，与理论知识相比更直接，更让学生能感觉到学习本门课程的作用和意义，所以案例具有客观真实性，必然使得案例导入式教学也具备客观真实性。
（2）综合性和引导性。一个具体的案例所考察的知识点比较丰富，甚至有可能延伸到其他课程的知识，因此案例的分析、解决过程也比较复杂。学生拿到案例后，经过消化，需要主动查阅相关资料，利用已掌握的理论知识分析问题并与同学探讨，制定出解决方案；而教师只是给予必要的引导，并根据不同学生的不同理解补充新的教学内容。
（3）过程交互性。在案例导入式教学过程中，教师应该是一个很好的指挥家，学生应该是一个很好的行动者。教师把学生分成几个小组，每个小组成员进行不同分工，合作完成案例的方案论证和实现，并最终完成详实的书面报告，教师负责协调组与组之间的竞争意识，激励组内人员解决问题的积极性。最后在课堂上展开讨论和总结评价，这也是全班同学进行知识共享的过程，整个教学过程是动态变化的。
三、应用案例
案例导入式教学法中所给的课题具有很强的目的性，都是以现场所需或工程实践项目为题。一个具体的案例所包含的知识通常比较丰富，案例的分析、解决的过程也较为复杂，因此在选择案例或设置问题时，要根据教学进度和围绕课程主要章节的重点或难点进行设置，注意体现教学内容的连贯性。[4]
一般情况下，是在讲授完课程中的一些基本概念、基本原理后再引入具体案例的，通常案例导入式教学安排在课程实施进度的后半部分，例如在学习了电磁兼容的基本概念、电力电子典型干扰源以及接地技术后，在进行讲授电磁兼容滤波技术的时候，可引入案例“开关电源的EMI滤波器设计”。开关电源广泛应用于各种电子、电气设备中，对于自动化或电气工程的学生来讲是非常熟悉的，也是今后工作中经常需要使用到的。笔者曾制作了一个输入电压为220V，额定输入电流为0.5A的开关电源。开关电源的效率高，体积小，在工业、民用和军用领域中都得到了广泛的应用；但和线性电源相比，开关电源的电磁干扰比较严重，是使用中的一个突出问题。开关电源的电磁干扰既可以对电网造成污染，又会对负载和其他电气设备形成干扰，是比较典型的干扰源之一。该案例的实施过程：
1.了解开关电源中的电磁干扰源
开关电源主电路的电磁干扰源有开关管、整流二极管和非线性无源元件（如带磁芯的电感器、高频变压器）等；控制电路的电磁干扰则有开关电路、时钟脉冲源。
开关电源的基本原理电路如图1所示，主要由两部分组成：四个二极管组成的不控整流桥把50赫兹交流市电转换成直流电加在输出电容上；降压型DC/DC斩波器通过对可控开关管的控制进一步转换成需要的直流电压；控制电路部分完成对输出电压的稳定控制。这类开关电源中产生的干扰分为三类：第一类是电网电源频率的各次谐波，这是因为通过不控整流桥的输入电流为周期脉冲波。由电磁干扰源的频率特性知道，脉冲越窄，频谱越宽，越平坦。第二类是DC/DC崭波电路产生的开关频率及其倍数频率附近的干扰。第三类干扰则出现在数十兆Hz上，这些干扰是由于开关本身通断时器件内部的瞬变过程引起，与开关器件内部的载流子运动有关，称为开关暂态干扰。这三类传导干扰的频段不同，采取的抑制措施也不同，特别是开关频率及其倍数频率附近的干扰是造成含有开关电源的电气设备电磁兼容测试不合格的主要原因。通常用来抑制射频段开关频率次谐波干扰的方法是安装EMI滤波器。这些知识由学生课下查找相关资料获得。
2.了解电磁兼容测试与标准
在用电设备或系统的整个设计和试制阶段，为确保其电磁兼容性，必须进行电磁兼容性测试。这种诊断性的测试有助于识别潜在的干扰问题范围，有助于测量各种补救方法的有效性。电磁兼容发射测试包括传导发射测试和辐射发射测试，结合电磁兼容标准GJB152A-97中传导测试项目CE102—10kHz～10MHz电源线传导发射，采用频谱仪进行测试。测试频谱如图2所示，直线为发射限值，曲线为开关电源火线实测频谱，可见在开关频率33kHz处超标幅度为21dB，需要安装EMI滤波器。
3.进行EMI滤波器设计
要使EMI滤波器对EMI信号有最佳的衰减特性，EMI滤波器必须同时能抑制共模干扰和差模干扰。典型的EMI滤波器的电路原理图如图3所示，L11、L21、L22、L23为电感元件，其中，L11和L21为共模扼流圈是用来抑制共模干扰的，L22和L23分别接在电源的进线和出线，是用来抑制差模干扰的；C11、C12、C13、C21、C22、C23为安规电容，其中，C11和C22是X电容，跨接在两电源线上，用来抑制差模干扰；C12、C13、C22、C23是Y电容，接在电源线与地之间，用来抑制共模干扰。图3给出的EMI滤波器是2级π型结构，除此之外，还有L型、C型、T型等，分别适用于不同场合，需要根据电源内阻和负载阻抗合理选取。由学生设计出合适参数的EMI滤波器，正确安装EMI滤波器后进行CE102项目的测试结果如图4所示，由图可见，实测曲线没有超过限值。对照实物现场讲授，让学生亲自参与体验，就能够感受到EMI滤波器抑制传导干扰的效果。
四、结语
“电磁兼容”这门课程是一门新兴的综合叉学科，也是一门实用性极强的学科。它起源于解决实际无线电干扰问题，又在处理用电设备或系统的电磁兼容问题过程中获得了发展。现有的完全以教师讲授为主的传统教学方法不能满足培养应用型人才的办学要求，借助案例导入式教学方法，使得学生在掌握电磁兼容理论知识的基础上，不仅可以巩固学生对所学课程理论的理解，为综合运用所学知识解决实际问题做好准备，还能给学生创造一个身临其境的感觉，激发其学习的积极性。本文通过“开关电源EMI滤波器设计”教学案例的导入，使学生不仅对电磁干扰抑制措施之一滤波的原理及设计方法有了深切认识，还对开关电源这一典型干扰源的特性以及电磁干扰的测量及标准有了进一步认识。实践表明，该方法可以帮助学生们由浅入深，化难为易，提高学习效率。
参考文献：
[1]赵家升.电磁兼容原理与技术[M].第2版.北京：电子工业出版社，2012.
[2]马力.《电磁兼容技术》教学方法探讨[J].洛阳师范学院学报，2012，31（11）：42-44.
[3]王志亮.“电磁兼容技术”课程双语教学的探索[J].电气电子教学学报，2009，31（1）：103-104.
[4]雷绍兰，刘述喜，杨佳，等.“电磁兼容理论”教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2010，（6）：118-119.
【关键词】高层建筑；消防供配电；消防负荷；
中图分类号：TU208文献标识码：A
1.高层建筑消防供配电设计应当遵循的主要规范：
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116－2013（以下简称《报警规范》）、《高层
民用建筑设计防火规范》GB50045－95（2005版）（以下简称《高规》）、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008（以下简称《民规》）、《供配电系统设计规范》GB50052-2009（以下简称《供配电规范》）等。
2.高层建筑消防电源设计
2.1高层建筑消防用电负荷等级
《高规》规定：消防控制室、消防水泵、防烟和排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》的规定进行设计，一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
2.2各级消防负荷的供电要求
根据民规中的相关规定，建筑物(群)的消防用电设备供电，应符合下列要求：
1消防用电负荷等级为一级时，应由主电源和自备电源或城市电网中独立于主电源的专用回路的双电源供电；
2消防用电负荷等级为二级时，应由主电源和与主电源不同变电系统，提供应急电源的双回路电源供电；
3为消防用电设备提供的两路电源同时供电时，可由任一回路作主电源，当主电源断电时，另一路电源应自动投入；
4消防系统配电装置，应设置在建筑物的电源进线处或配变电所处，其应急电源配电装置宜与主电源配电装置分开设置；当分开设置有困难，需要与主电源并列布置时，其分界处应设防火隔断。配电装置应有明显标志。
5《高规》中规定，高层建筑的消防控制室、消防电梯、消防水泵、防排烟风机等设备的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换。
2.3消防电源的选择
下列电源可作为应急电源：
1、独立于正常电源的发电机组。
2、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。
3、蓄电池、干电池。
4、EPS应急电源装置。
5、UPS不间断电源装置。
3.目前存在的高层建筑消防电源配置的问题
3.1关于消防负荷容量的确定
如何确定供电系统中消防负荷，《民用建筑电气设计规范》指出：当消防用电的计算负荷有功功率大于火灾时可能同时切除的一般电力、照明负荷计算有功功率时，应按未切除的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总的设备功率计算负荷，反之则不考虑消防负荷。而《火灾自动报警设计规范》4.10.1指出：消防联动控制器应具有切断火灾区域及相关区域的非消防电源的功能，当需要切断正常照明时，宜在自动喷淋系统、消火栓系统动作前切断。两个规范中需切断的非消防负荷是不易确定的，与火灾的规模有关，每一栋建筑、每一场火灾可能都不相同，最少应切除多少，让设计者无法考虑。因此，设计计算应把握如下原则：三级负荷按全部切除考虑。选变压器时：将三级负荷相加作为总计算负荷。选柴油发电机组时：将消防负荷与一、二级总计算负荷相比，取大者作为计算依据。这样，就能比较容易统计计算，满足平时和应急的供电要求。
3.2关于高层建筑配置柴油发电机组的问题
《高规》中规定，消防设备的供电应按现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的规定进行设计。而该规范中所规定的一级负荷别重要的负荷并没有涉及到消防负荷，按照规范的要求，消防设备的供电只要有两个电源就可以满足负荷要求，而《高规》中同时又规定一类高层建筑的消防用电应按一级负荷要求供电，并应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，保证消防设备在发生火灾时供电可靠、正常运行。在《高规》中并没有明确规定一、二类高层建筑必须要配置柴油发电机组。由此近几年国内新出现的很多高层建筑消防负荷没有配置柴油发电机组。然而在具体的供电设计中，绝大部分高层建筑是从电网中引接两路10KV高压电源进线供电，但这样不一定能满足规范里两个独立电源供电的要求，因为在大多数地区的10KV双电源都是引自同一变电站，从严格意义上来讲其实质就是一个电源，所以用户无论从电网上取几回电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源，当变电站发生故障时，可能引起全部电源进线同时失去电源而造成停电，使供电系统完全瘫痪。事实上，两回路10KV高压电源引自不同的变电站是有困难的，而柴油发电机组配置投资小，使用效果好，可靠性独立性高，又能符合规范要求，所以在高层建筑供电设计中应当配置柴油发电机组。
3.3关于消防用电设备的供电可靠性问题
建筑火灾可能会造成电气线路和其他设备着火，电气线路可能使火势蔓延扩大，还可在救火中因触及带电设备或线路等漏电，造成人员伤亡。根据实战需要，消防员到达火场进行灭火时，一般要先切断正常供电电源。如果建筑正常用电与消防用电的配电线路混合敷设，不易分清消防用电设备的配电线路，很容易导致消防用电设备不能正常运行。因此，消防用电设备均应采用专用的（即单独的）供电回路，电源直接取自建筑内设置的配电室的母线，当切断（停电）工作电源时，消防电源不受影响，保证灭火救援和消防设备的正常运行。
对于建筑的低压配电系统主接线方案，目前在国内建筑电气工程中采用的设计方案有不分组设计和分组设计两种。对于不分组方案，常见消防负荷采用专用母线段，但消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器或消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器和同一低压母线段。这种方案具有主接线简单、造价较低的特点，但这种方案使消防负荷受非消防负荷故障的影响较大，供电可靠性不高。对于分组设计方案，消防供电电源是从建筑的变电站低压侧封闭母线处将消防电源分出，形成各自独立的系统，参见图一。如果建筑的配电为低压电缆进线，则从进线隔离电器下端将消防电源和非消防电源分开，使得消防电源相对建筑而言是独立的。这种方案虽增加了断路器，主接线较不分组方案复杂，但提高了消防供电的可靠性。
当采用柴油发电机作为消防设备的备用电源时，要尽量设计独立的供电回路，使电源能直接与消防用电设备连接，参见图二。
图一：
图二：
4.结束语
高层建筑的消防设施是确保建筑物消防安全，保障人们的生命和财产安全的重要设施，而当高层建筑消防供配电系统直接为消防设备提供动力，所以供配电系统设计是否合理也关系到高层建筑消防设施能否正常运行。建筑电气设计人员一定要充分认识到高层建筑消防供配电系统的重要性，并认真理解和严格执行相关规范，科学合理的进行设计，让消防电气的设计更加完善、更加合理。
参考文献
[1]火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2013）.
[2]高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95,2005年版）.
[3]民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）.
关键词：电力工程设计；电力规划设计；电力系统；电力负荷；电力电量平衡
长久以来，我国对于全国各地电力企业的发展十分重视，电力工业是我国重要的经济支柱产业，同社会群体的日常生活以及工作学习都息息相关。对于电力能源，人们对其安全性的要求通常是较高的，尤其是近些年，社会面貌产生了巨大的变迁，社会总体的用电数量正在急剧上升，电力工程建设项目的规模也随之不断扩增。这就对于电力工程建设的质量提出了更高要求，要求在电力工程项目中对电力规划设计工作统一开展，才能有效保障电力工程项目能够顺利完成建设。下文对此做一定阐述。
1电力规划设计的基本原则
要在电力规划设计过程中合理开展工作，必须要遵循相应的设计基本原则。总的来说，相应的设计原则主要有三个方面：第一，针对大型的电力系统来进行规划及设计，则设计过程必须要顾全大局，从大方向上进行把握，严格按照当前电力系统当中对于规划设计工作所规定的周期性设计的要求，这样才能保证整个设计方案的完整性和全面性；第二，在进行电力系统的规划设计过程当中必须要保证电力系统的安全性，且这是首要的条件，如果缺乏安全性的保障，那么电力系统的规划设计后续的工作就都失去了应有的作用；第三，对于电力系统的规划设计工作应当充分考虑工程成本控制的问题，设计人员应当根据电力工程建设项目的具体情况来进行分析考虑，保证最终能够得到适合该工程项目的最佳设计方案。
2电力工程设计中电力规划设计的主要环节
2.1电力负荷
在电力施工各环节正式开始之前，施工单位及相关部门都应当对施工场所及环境进行全面的考察和分析，对于施工项目当前的电力负荷状况要进行全面的把握，之后才能得出更加详细的数据，这就是开展电力规划设计工作的前提。在电力规划设计工作实际开展的过程当中，相关的设计人员必须针对近几年中短期的电力负荷情况进行科学合理的预测及分析，应当根据国家经济水平来开展该项工作，设计人员在对所搜集的数据进行统计及分析的过程中必须要结合国家对于电力工程的整体规划来对该项目中的最大负荷进行设计。此外，为了保证电力工程中规划设计工作的科学性，相关人员必须对之前的电力工程进行一定的调查研究，总结出对电网运行产生影响的因素，并对其进行分析，最终将分析结果运用到设计工作中，对于存在的问题应当不断修改、不断完善，这样才能让工程质量得到可靠保障。在当前的工程当中能够采取多种办法来进行电力负荷的预测，包括模糊理论、专家系统等，通过上述方法能够完善电力负荷的预测及设计工作。
2.2电源规划设计
电源电力规划往往在电力规划设计工作中占据重要的部分，为了更好地确认电力工程是否可建，可以对拟建电力工程其周围的电网的电源电力规划设计进行分析。在绝大多数时间里，电力系统当中电源分为两部分，分别是地方电源和同调电源。地方电源指的是在一些企业当中自己使用的发电机组或是中小型水电站等；同调电源则包括了所有的大型发电厂，大型发电厂对电网进行统一的调度，但是由于水利发电厂的水文期具有差异性，每种电源存在的电力状况也会有较大的差异。同时，许多新建的电源机组在规划过程中会投入使用，会出现一些同往常不一样的情况，因此在电力设计规划过程中，设计人员应当根据电源机组的特性对电源电力进行统计及综合分析，明确了电源的处理情况，才能够有效保障后期的其他设计工作环节能够顺利开展。
2.3电力电量平衡
电力工程在施工过程中必须要兼顾自身存在的约束条件，实际开展电力规划设计工作的过程中，经常需要考虑一些因素带来的影响和限制，在电力规划设计过程中，电力电量的平衡是重要的约束条件之一。在通常的情况下，相关设计人员应当对电源的处理情况以及电力负荷的情况进行科学分析及预测，之后再开展地区或区域的电离平衡计算工作，以计算的结果作为依据来确定工程规模。另外，对于工程的整体空间需要进行合理规划及布局，在这一工作开展的过程中，设计人员应当严格按照电力负荷预测所得出的结果来对每个水平系统配置的最大负荷进行计算，相关人员则应当根据计算结果来进一步精确的出电力电量盈亏情况。
2.4系统接入规划设计
电力规划设计的设计人员在进行整体的规划设计工作时，必须充分发挥工程施工现场所具备的电力网络资源，对电网的发展规划以及电源的负荷等情况都应当在工程作用当中进行详细阐述，并严格遵照我国电网规划当中的相关规定，保证对于相关部门的审批意见以及建议进行最大程度采纳，根据这些意见以及建议来认真完成多项系统接入方案的制定工作。同时，相关人员在对系统接入的方案及情况进行阐述及说明的过程中，必须要注重全局的考虑，在这一过程中，还应当重视加强对新的节能技术的应用。
2.5电气计算
电气计算工作是电力规划设计工作开展过程中的重要环节，主要可以通过潮流计算、短路计算以及无功补偿及稳定计算几个部门开展该项工作。其中，通过潮流计算的方式能够得出电力系统当中的各个网络元件所具备的电力损耗以及电网当中各个节点的电压及电力潮流分布等情况，这一方法的开展能够实现对各个接入的系统的合理性以及可靠性进行分析。通过短路计算的方式则能够保证明确熔体的额定电流以及整定值，这样能够在故障的情况下较为方便且迅速地切断短路的电流，尽量地减少电网造成的损失。通过稳定计算的方式则需要进行电压稳定、频率稳定以及系统暂态稳定几个方面的计算，设计人员计算出具体的数值，通过分析计算结果能够制定出相应的保护措施以及相应的稳定策略。通过补偿计算则能够为电力网络当中感性负荷提供一种无功功率，进而为网络元件提供一种补偿机制，以降低网络元件产生的电能损耗。
2.6方案的比较
接入方案规划设计完成之后，应当对所产生的多种项目接入的方案进行一定的比较，通常根据对各类电气类型进行计算所得到的计算结果来开展，从安全性、可行性以及发展适应性等多个方面进行全面考虑和综合评价，对于不同的方案都应当对其运行以及设计过程中存在的问题以及优势进行分析总结，从最终的总结结果来选择最优的接入方案。可见在电力网络当中基础的数据对于电力规划设计工作来说是十分重要的，这主要是由于电网数据是电气计算开展的基础。当前我国整体的电力系统都在朝着大的方向发展，例如高压电、大规模的机组以及远距离的电力传输等。因此，电力规划设计工作在开展过程中也要跟随社会发展趋势，不断完善并提高电力规划设计工作。
3电力规划设计工作相关建议
要不断完善电力工程设计中的电力规划设计工作，可以从两个方面加以重视：第一，在电力规划设计工作开展的准备阶段，必须充分完善准备工作，准备阶段的工作主要包括：对拟建电力系统的基本请款及运行现状进行充分的调查及分析，并充分了解较大范围当中具体的发展情况及相应的特点，对于所收集到的资料数据必须进行统计分析，收集现有电网系统当中的系统资料来存入数据库当中。另外，对于最近的电网规划相关报告以及规定政策等都应当进行全面的把握，对于附近区域的电网发展趋势以及同之前的电网存在的差异都应当清楚了解并将其录入数据库当中，此乃过程完整的基础数据网络；第二，在实际开展规划设计工作的过程中，应当注重的问题则是如何高效率地开展工作。设计者应当对电力系统近况及变化详细了解，对于其他地区的电力负荷情况以及特点等同样应当进行数据信息的搜集及研究分析，将电网当中的各类变电站、电路等的实际分布情况以及相关资料数据都进行详细掌握，才能在实际开展电力系统规划设计工作的过程当中，具有充足的信心和把握。在新的项目开展时，则应当对工作进度进行实时的了解，对当地的电力负荷情况及时了解并更新，保证设计规划工作的合理性、有效性。
4结语
正如上文所述，我国当前电力工程及电力系统规划设计的发展已经在朝着较大规模的方向迈进，众多较大规模的电力工程的发展都对电力工程设计中的电力规划及设计工作的质量以及效率等有了更高要求。上文对电力工程中电力规划设计的主要内容进行了阐述，并从电气计算、项目比较、电力负荷、电源以及电力电量平衡等主要环节进行了分析总结。只有不断完善电力规划设计工作，才能保障电力规划设计工作最终的工作质量。
参考文献
[1]吴兵长．电力工程设计中电力规划设计的主要环节解析[J]．中国新技术新产品，2016，（10）.
[2]赵宏．电力规划设计在电力工程设计中的主要环节剖析[J]．电子制作，2014，（12）.
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关键词：开关电源；UCC3895；测控系统
DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2013.10.012
引言
大中功率直流开关电源一般采用移相全桥DC/DC变换器。实现全桥变换器的移相控制主要有以下三种方法：（1）采用分立器件进行逻辑组合；（2）采用DSP或CPLD实现数字控制；（3）采用专用集成控制芯片。采用分立器件进行逻辑组合构成的模拟控制电路结构复杂，不利于开关电源小型化；采用DSP或CPLD实现数字控制的成本较高，且存在数字电路延迟；采用专用的集成控制芯片电路简单且成本较低。第三种方法中可以采用UCC3895芯片来产生PWM控制波形，UCC3895是一款优良的移相全桥控制芯片，有电压和电流两种控制模式，占空比可从0%～100%，且可以为零电压开关（ZVS）提供高效高频的解决方案。国内外常用的移相全桥反馈模式为电流模式，但其双闭环控制电路复杂，不易实现。
由于单电压环反馈模式简单有效的优点，本文基于UCC3895移相全桥控制芯片采用单电压环加限流环的反馈模式和单片机相结合设计了直流开关电源数字模拟混合测控系统，详细设计了闭环系统、控制器参数、保护电路，显示电路，调压电路，并对测控系统进行了实验。
系统方案
采用应用广泛的TI公司生产的UCC3895芯片与单片机相结合的方案设计了直流开关电源数字模拟混合测控系统。如图1所示，利用UCC3895对DC/DC变化器主电路进行PWM移相控制，并与单片机相结合来实现对主电路的检测与反馈控制，以及输出过压，过流，过温等保护。其中，所选单片机型号为美国微芯公司生产的PIC16F873单片机。PIC16F873共28个引脚，内部自带5个10位A/D通道，2个定时计数器，2个脉宽调制（PWM）通道。
UCC3895电路设计
如图4所示，UCC3895的EAN脚为内部误差放大器反相输入端，EAOUT脚为误差放大器输出端，R3、R4、R6、C1、C2、C3构成了闭环控制系统的电压调节器，输出电压Vo经过电阻分压接到电压调节器反相输入端构成反馈电压，改变可调电阻R2的值可以改变电源输出电压。RT、CT可以实现开关频率的设定，ADS脚为自适应延迟死区时间设置端，接地表示输出延迟死区时间设为最大。限流调节器输出端也接到UCC3895的EAOUT脚，故障保护电路接到CS脚实现电源系统的故障保护功能。
故障保护电路设计
UCC3895的CS脚有过流保护功能，当CS脚电压高于2.5V时，UCC3895芯片将会被软关断，驱动脉冲被封锁，CS脚低于2.5V，芯片将进入下一个软启动过程。如图5所示，保护电路的设计就是基于CS脚的过流保护功能，正常情况下保护电路的输出为低电平，一旦出现输出过压、过流、过温等故障，相应的电压比较器输出高电平，同时故障信号被单片机检测，通过单片机数字控制也可使电压比较器输出为高电平，开关管T1导通，输出一个高于2.5V的高电平至CS脚，使芯片封锁驱动信号，从而使主电路停止工作，实现电源系统的数字模拟双重保护功能。
限流值可调的限流环电路设计
单片机与电路设计
单片机部分电路和电源状态显示电路分别如图7和图8所示。单片机部分引脚功能分配如下：AN0脚是限流信号检测，AN1脚是输出电压检测，AN2脚是输出电流检测，AN4脚是温度检测，其中AN0、AN1、AN2、AN4脚均为A/D转换端口。CCP2脚（PWM端口）提供可调的限流调节器的限流参考值，CCP1脚（PWM端口）提供可调的电压调节器的输出电压参考值，SCK、SDO、RB4脚用于电源状态显示，RB1脚（I/O口）为单片机数字控制。单片机通过SPI（同步串行通讯）向移位寄存器SN74HC164发送电源当前工作状态数据，由移位寄存器把串行数据转换为并行数据并输出给显示模块。单片机RB4脚（I/O口）控制发光二极管的供电电压，在刚开机还没有采集工作状态之前，保证所有二极管不工作。单片机SCK（时钟）脚接在三个移位寄存器的脉冲输入口（CLK）作为脉冲输入。单片机SDO（SPI通讯数据输出）脚接到移位寄存器的数据输入口（A、B脚），并把三个移位寄存器接到一起串联使用。通过数码管实时显示输出电流值，通过4个LED灯图11突加突减负载电压波形的亮灭表示电源当前的工作状态，其中发光二极管D4（绿灯）灯亮表示电源正常工作，D3（红灯）灯亮表示输出过压故障，D2（红灯）灯亮表示输出限流，D1（红灯）灯亮表示过温故障。
调压电路设计
单片机CCP1脚为PWM波端口，可以通过调节PWM波的占空比产生不同的电压。如图9所示，PWM信号经过滤波电路由数字量转变为模拟量输入到由运放5构成的电压跟随器进行缓冲与隔离，该模拟电压与参考电压VDD叠加构成分压电路，分压信号输入到由运放6构成的电压跟随器正向输入端。输出端经过滤波电路接到UCC3895芯片电压调节器参考电压端（EAP）。改变CCP1的PWM波占空比即可调整电压调节器参考电压，进而改变电源输出电压。图中由R2、R3、R4构成的分压电路可以设定PWM占空比为最低时电压调节器参考电压的最低值，保证电源电压的最低输出。可调电阻R2的作用是调节电压调节器参考电压的范围，改变R2的值，在输出占空比范围不变的情况下，输出参考电压的范围可以进行调整，进而改变电源输出电压的范围。图12过载限流波形
实验及结果
图10是直流开关电源上电输出电压瞬态波形，上电输出瞬态电压的超调量为1.1%，调整时间为50ms，稳态误差为0.5V。图11是直流开关电源突加突减负载输出电压瞬态波形，突加突减负载输出瞬态电压的恢复时间为30ms，电压动态降落为22%。图12是突加过载限流波形，过流后限流环起作用，通过调节输出电压，使得电流很快限制在限流值上。