電力設備論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇電力設備論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.電力設備預防性試驗和檢修的現狀

獨山子電網現有2座熱電廠，2座110kV變電站，6座35kV變電站，主變容量達到了約600MVA.在安排歷年電網的檢修計劃時，采用了一年一度的春季預防性試驗和檢修制度，貫徹“到期必修，修必修好”的方針。預防性試驗實際上包含三部分內容，即電力設備的檢修和絕緣試驗及繼電保護裝置的調校，以下簡稱預試。作為例行的定期檢修，春季預試已經成為獨山子電網的一件大事，由于預試期間倒閘操作頻繁、時間跨度長、風險大，從獨山子石化公司領導、職能部門到相關班組都高度重視。職能部門從2月份就開始編制計劃，各基層單位也在人員、儀器、工具、配件等方面充分準備。預試時間為3～7月，歷時約4月之久。在此期間，試驗檢修人員加班加點，極為辛苦。另外還要有電力調度、運行人員等一大批人員付出可觀的勞動。以2003年為例，據不完全統計，電網倒閘操作1560次，檢修變壓器218臺，線路65條，高壓開關柜565臺。

多年來，獨山子石化公司嚴格執行電力設備預防性試驗規程，檢修規程和保護裝置的檢驗條例，發現了許多電力設備缺陷，通過及時消缺保證了電力設備和系統的安全運行。但是，預試這一定期維護體制在運行中也暴露出很多弊端。

預防性試驗的目的之一是通過各種試驗手段診斷電力設備的絕緣狀況。電力設備的絕緣部分是薄弱環節，最容易被損壞或劣化。絕緣故障具有隨機性、階段性、隱蔽性。絕緣缺陷大多數發生在設備內部，從外表上不易觀察到。微弱的絕緣缺陷，特別是早期性絕緣故障，對運行狀態幾乎沒有影響，甚至絕緣預防性試驗根本測試不到。受試驗周期的限制，事故可能發生在2次預防性試驗的間隔內。這就決定了定期的預防性試驗無法及時準確及早發現絕緣隱患。

預防性試驗包括破壞性試驗（如直流耐壓、交流耐壓等）和非破壞性試驗（如絕緣電阻、繞組直流電阻、介質損耗等）、非破壞性試驗中，一般所加的交流試驗電壓不超過10kV，這比目前的35～220kV電網的運行電壓低很多。在運行電壓下，設備的局部缺陷已發生了局部擊穿現象，而在預防性試驗中仍可順利過關，但這種局部缺陷在運行電壓下卻不斷發展，以致在預防性試驗周期內可能導致重大事故。顯然，隨著電壓等級的升高，預防性試驗的實際意義已減弱。另一方面，破壞性試驗則可能引入新的絕緣隱患，由于試驗電壓都數倍于設備的額定電壓，且這種高壓對絕緣造成的不同程度的損傷是不可逆轉的，長此以往必將縮短電力設備的使用壽命。

計劃性的預試的重要依據是試驗和檢修周期。雖然對設備狀態不佳的設備進行了必要的預試，但對設備運行情況良好的設備按部就班進行，不僅增加設備維護費用，而且由于檢修不慎或者頻繁拆裝反而縮短了使用壽命，降低了設備利用率。經驗表明，有些初始狀態和運行狀態都很好的設備，經過帶有一定盲目性的試驗和檢修后，反而破壞了原有的良好狀態。

篇（2）

2線路監控儀---監控功能的實現機理

電力設備監控系統具有遙控和遙測的功能，完成了對電力設備的監測控制任務，可以將電力設備的關于地理分布、運行控制和性能狀態等內容的數據集合到一處，然后經過遠程網絡傳輸到電力系統的控制中心，并建立起相應的實時數據庫，還可以連接到互聯網上任意一臺計算機，實時地監控電力設備的運行狀況。電力設備遠程監控系統的硬件組成。由一個上位機和若干個下位機組成，且他們之間的數據通信采用GPRS進行。

各構件的安置位置：上位機在監控系統的管理中心，下位機則在電力設備的現場，且各個下位機構成一個獨立的遠程控制終端。下位機內有與電表進行RS-485數據傳輸通信的網絡接口，以及各種傳感器和輸入-輸出開關的接口等，以便配合電力設備自身帶有的二次儀表。

下位機與上位機組成了兩級的分布式電力設備控制系統，上位機具有工程師操作站的功能，完成遙控、遙測、故障分析、以及數據檢索等任務。下位機是實時控制和在線控制的，它實現了遠程數據的通信和電力設備的開關控制等功能，還對電力設備的電流等參數進行實時的檢測。

3電力設備的遠程圖像采集終端

電力設備的遠程圖像監控系統包括：遠程圖像采集終端、CDMA數據網絡、Internet互聯網通信和網絡中心四部份，它們為實時傳輸控制命令和圖像等數據提供了必需的傳輸通道。首先，網絡中心發出相應的控制命令，然后，遠程控制采用某些方式進行電力設備圖像的獲取，也就是在終端拍攝到的關于電力設備的相應圖片和視頻等信息，借來來，再經由CDMA數據網絡傳輸給Internet互聯網，最后，原本IP地址已經固定好的網絡終端接收到相應的數據信息，從而形成了實際意義上的電力設備的遠程監控系統。

遠程圖像采集終端的組成包括：圖像獲取設備、電路、單片機和CDMA通信網絡模塊四部分，硬件連接如圖1所示。它的功能主要包括下面幾點：實現了自動報警和定時控制方式下的照片拍攝功能；利用USB數據接口進行硬件連接，再獲取有用的圖像信息，并對其進行必要的信息分解，依次按，首先UDP，其次IP，再次PPP網絡協議的順序對已經切分好的信息打包；CDMA通信模塊與CDMA網絡無線連接，完成了圖像數據等的接收和發送，然后存取數據中的IP物理地址。

4結語

這里介紹的電力設備遠程監測控制系統是基于網絡通信技術的，實現了對電力設備的遠程控制，避免了繁雜的人工巡檢，數據傳輸的可靠性和準確性很高，且具有造價低、傳輸信道比較可靠，安裝和使用比較方便等優點，可以對現場電力設備進行遙測和遙控，提高了電力設備的運行管理水平，可以快速、及時的找出電力設備潛在的、不易發現的嚴重故障，從而提高了電力設備故障的搶修率。

參考文獻：

[1]宋宇澄.電力監控和數據采集系統[J].電子技術,1996,(11):10-12.

[2]孟昭勇.一種高性能電力監控儀[J].電力系統自動化,1998,(1):65-66.

[3]楊建華.分布式變電站電力監控系統[J].華北電力技術,1998,(11):53-56.

[4]伍愛蓮.電力監控系統繪圖軟件包的設計[J].計算機工程與應用,1998(12):61-62.

篇（3）

二、生命周期成本分析在電力設備采購中的應用

1.生命周期成本的含義產品生命周期成本（LifeCycleCost,LCC）的概念最早由美國國防部于20世紀60年代提出。產品生命周期（LifeCycle）是指從產品的概念產生、研究開發、生命制造、流通使用直到消亡的整個過程。產品生命周期成本就是指整個產品生命周期內所有階段發生成本的綜合。在美國國家標準和技術研究院(NIST)制定的《Handbook135：LifeCycleCostingManualfortheFederalEnergyManagementProgram》（1995年版）中，生命周期成本被定義為：“擁有、運行、維護修理和處置某一項目或項目系統所發生的成本在一段時期內的貼現總值。”Shields和Young提出從不同的視角去認識生命周期成本，即生產者視角、消費者或用戶視角以及社會視角。從生產者的視角出發，產品的生命周期成本包括研究和開發成本、生產與制造成本、營銷成本；從消費者或用戶的視角出發，產品生命周期成本包括初始的資金成本、運行和維護成本以及處置成本；從整個社會的視角出發，產品的生命周期成本將進一步擴展到全社會范圍，不僅包括生產者和用戶承擔的成本，還包括由其他社會成員所承擔的環境成本，即將產品的環境成本引入到產品的社會生命周期成本中去。

2.生命周期成本分析方法定義生命周期成本分析（LifeCycleCostAnalysis）是通過一系列經濟價值分析方法對生命周期所發生的總成本進行貼現計算并加以分析。

3.生命周期成本分析法的應用本文所討論的生產周期成本分析，是作為企業采購，從用戶的視角出發，討論如何在企業采購中運用LCCA，提高采購質量。以電力設備為例，從用戶的視角出發，在產品的生命周期內，產品成本一般由以下四部分構成。（1）購置成本（Cb）。在通常情況下，產品的購置成本等于招標活動的中標金額。（2）運行成本（Co）。在產品安裝運行后，在使用過程中所消耗的人力、資金等折算而成的價值，就構成了產品的運行成本。（3）處置成本（Cd）。設備退運報廢產生的逆向物流成本，某些設備通過廢品拍賣還可能給擁有者帶來一定的經濟收益。上式中，Cb指產品的購置成本；Co指產品運行成本的限制；Cd指產品處置成本的現值；Con指產品第n年運行成本，n=1,2,3，……,N；i指貼現率；N指產品的生命周期。下面以變壓器采購為例，簡述采用生命周期成本分析進行價格評價的步驟和方法，并對評價的不同結果進行比較分析。假設設備A初始購置成本為C=50萬元，使用壽命為N=19年，直線法計提折舊，殘值為X=5萬元，質保期5年（質保期內免費維護），從第6年開始，至第19年，年化的維護成本按0.5萬元/年，10%遞增率逐年遞增。設備B初始購置成本為C=45萬元，使用壽命為N=14年，直線法計提折舊，殘值為X=5萬元，質保期3年（質保期內免費維護），從第4年開始，至第14年，年化的維護成本按0.5萬元/年，5%遞增率逐年遞增。貼現率設為3.8%，則現金流如下頁表格所示：由于使用壽命（期數N）不等，必須折算成相等的期數，凈現值NPV的比較才有意義。經過貼現計算，可以得出設備A的凈現值（NPV）為-104.49萬元，設備B的凈現值（NPV）為-105.21萬元，104.49﹤105.21，設備A的經濟性較高，換句話說：雖然從表面上看，設備A的初始購置成本（50萬元）比B的（45萬元）高，但是考慮全生命周期的綜合成本后，顯然設備A比設備B更具有經濟性。如果只關注設備的初始購置成本，則設備B在價格評價方面會占據優勢，中標的可能性較大，而通過上述比較分析可以得出結論：購買設備A顯然是更明智的選擇。

4.生命周期成本分析法的優越性及局限性優越性（1）生命周期成本分析法考慮了資金的時間價值。（2）生命周期成本分析法打破了以往只關注初始購置成本的短視行為。（3）生命周期成本分析法站在全局的角度計算綜合成本。局限性（1）運行維護成本的估算難。運行維護成本的估算，一是靠供應商估算，二是靠建設單位自行估算。前者可能存在的問題：供應商為了爭取價格優勢，估算值可能比實際所需的運維成本低，等到設備真正投入運行后才發現與投標承諾不一致，而此時設備不可能再拆除重裝——資金、時間方面不允許；另外，某些大型設備為保證運行的穩定可靠，必須由原廠進行維護，一旦原廠商提出增加運維成本，建設單位將面臨進退兩難的被動局面。另一方面，如果靠建設單位自行估算，前提是要有詳實的數據作為支撐，這就要求建設單位必須建立起基于資產全生命周期的數據庫系統，記錄設備從采購、安裝使用、運行、退運報廢等的詳細數據，但是在技術發展日新月異的今天，歷史數據并不完全具有代表性，以前運行不可靠的，不代表技術進步后依然不可靠，這就加大了對運行成本估算的難度。（2）報廢標準難以量化。目前，對于電力設備的報廢還沒有統一的量化標準。（3）設備殘值估算難。殘值除了是會計科目計提折舊后的剩余殘值外，很大一部分是退運報廢設備通過市場拍賣所取得的經濟收益，該收益受市場價格特別是原材料市場價格的影響，比如110kv變電站主變壓器，其含銅量約為20%～30%，拍賣時受市場銅價的影響，每一年的價格都不相等，這也給設備殘值的估算增加了難度。

篇（4）

2基于RFID的電力儀器設備管理

平臺框架體系如圖2所示，基于RFID的電力儀器設備管理平臺分為4層結構，分別為采集對象層、終端采集層、數據接口層、數據層和應用層，包括管理主站、手持讀寫器、發卡器和UHF標簽四大部分。采集對象層由貼有RFID標簽的各種儀器設備構成。根據電力企業儀器設備多用于電磁環境的特點，標簽選用UHF(UltraHighFrequency，超高頻)抗金屬標簽。這種標簽具有無源、識別距離遠、防金屬干擾的特點。數據采集層包括手持讀寫器和發卡器兩大部分，通過手持讀寫器可執行儀器設備的入庫、借出、調撥、檢定、維修和報廢等業務，完成的數據結果通過數據同步功能傳輸到數據接口層;發卡器用于標簽的制作，將初始化數據寫入RFID標簽中，建立儀器設備與標簽的對應關系。數據接口層負責數據采集層和數據層之間的通訊，一方面將在讀取標簽信息時，將對應的設備資產信息同步到手持讀寫器中;另一方面，將手持讀寫器讀取到的標簽數據寫入到資產數據表中。數據層包括資產數據、基礎數據、用戶數據和運行數據。其中資產數據包括ERP設備資產信息、自購資產信息以及其他各種儀器設備的資產信息，是整個平臺的核心數據。基礎數據主要包括組織機構和設備廠家等檔案信息，是系統運行的支撐性數據。用戶數據保存有整個平臺使用用戶的信息。運行數據包括審計數據、設備運行過程數據等用戶和資產狀態變化產生的歷史數據，主要用于設備的狀態回溯以及系統的數據審計。應用層主要實現數據的統計查詢、資產入庫、檢定、借出、調撥、報廢等業務的在線審批。

3RFID電力儀器設備管理流程

儀器設備管理包括資產的登記、入庫、借出、調撥、維修、報廢、檢定、盤點等操作，包含設備從購置投入使用到報廢退出使用的全過程。

1)儀器設備登記

各部門在領用設備后填寫資產信息表，包括設備名稱、廠商、出廠日期、領用人、使用年限等信息，系統將根據資產信息生成資產編碼分類;通過發卡器將資產編碼分類寫入UHF標簽中，并通過標簽打印機打印標簽紙，最后將UHF標簽和標簽紙貼到對應設備，完成資產登記操作。

2)儀器設備入庫

完成資產登記后，使用手持讀寫器掃描UHF標簽，并把設備狀態置為“可用”，填寫保存地點，并同步到后臺數據庫，完成資產入庫。

3)儀器設備周期檢定

儀器設備分為計量儀器設備和非計量儀器設備(即功能性儀器設備)兩大類。系統根據設備檢定周期，提前以標紅的形式提醒到期需檢定的計量儀器設備，各使用部門每年須根據需要列出標準儀器設備、計量儀器設備、計量器具的檢定計劃，并上報審批。經過檢定后，計量類儀器設備有“合格(綠色)”、“限用(黃色)”、“停用(紅色)”3種狀態標識。通過手持讀寫器設置檢定狀態。功能性儀器設備有“完好(綠色)”“停用(紅色)”2種狀態標識。設備管理用通過RFID手持設備設置檢定狀態。

4)儀器設備修理

對于需修理的儀器設備，通過手持讀寫器將狀態置為“修理”，設備修理完好后，再將狀態置為“可用”。

5)儀器設備借用

借出人在系統內填寫《儀器借出登記表》，需經借出部門批準。借出后通過手持讀寫器將狀態設置“借出”，歸還后將設備狀態置為“可用”。儀器設備的借用周期上限為20天，到期不歸還應提醒。

6)儀器設備調撥

調出部門列出轉移儀器設備清單，并使用手持讀寫器將設備狀態置為“調出”，并在系統中上傳《固定資產調撥單》，調入部門利用手持讀寫器進行入庫操作。

7)儀器設備報廢

儀器設備滿足報廢條件，可提出報廢申請，填寫《資產報廢審批表》，其審批通過后，通過手持讀寫器將資產狀態置為“報廢”。

8)資產盤點

實現新增盤點任務、更新盤點任務、查看盤點任務詳細內容等。使用手持讀寫器對資產快速和準確清查，將數據終端的數據與數據庫中的數據進行核對，對正常或異常的數據做出處理，得出固定資產的實際情況。

4平臺關鍵技術及實現

資產管理平臺能夠準確高效運轉，需要一套完整的RFID編碼機制，以保障資產設備和編碼的唯一對應和一套數據維護管理機制，以保證資產實物與管理平臺數據的一致。

4.1資產編碼資產

編碼不僅需要考慮資產的固定信息，如編號、屬性、類別等，同時需兼顧動態信息的體現，如設備狀態、檢定狀態燈，以方便資產設備狀態的跟蹤和設備盤點。RFID標簽編碼中固定信息站7個字節，狀態信息占1個字節，共計8個字節。其中設備狀態用于跟蹤設備全生命周期內的狀態變更，包括初始化、可用、借出、維修、檢定、報廢。檢定狀態用于標記設備周期送檢結果，包括合格、限用、停用、完好。標簽信息在資產登記以及設備狀態變更時，通過發卡器寫入。通過標簽打印機將RFID標簽打印并貼于每個設備物體上。

4.2數據同步與傳輸

RFID手持讀寫器對設備狀態進行修改后，需要將設備信息實時同步到數據管理主站中，目前尚沒有用于設備數據管理的標準通信機制，因此需要設計一套手持終端與數據管理后臺之間的通訊規約以實現實時、高效、準確的數據傳輸。為此項目采用如下關鍵技術:一是在手持讀寫器中部署SQLite嵌入式數據庫，在讀寫器與管理主站無法網絡連接的情況下，保證在離線的情況下也可以執行儀器設備的業務操作;二是采用基于業務驅動的數據同步機制，即業務都由管理主站發起，待與手持讀寫器數據同步完成后，由手持讀寫器執行業務操作，并返回業務結果。平臺數據同步架構分為3層:手持讀寫器層、數據接口層和管理平臺層。手持讀寫器層采用Android操作系統，支持SQLite嵌入式數據庫，可存儲設備檔案數據、設備資產數據和設備業務數據，數據結構與管理主站的數據結構一致，便于數據同步。數據接口層是數據同步的中間件，一方面與管理主站建立數據庫連接，另一方面與手持讀寫器建立socket連接，可獨立部署在客戶端，也可作為一個模塊部署在管理主站中。管理主站中負責設備檔案數據、設備資產數據和設備業務數據的管理，可新增、刪除和修改設備信息，也可發起借出、維修、檢定、報廢等業務流程。手持讀寫器與管理主站的數據同步流程如下:

1)采用C/S結構，手持讀寫器作為客戶端，數據接口作為服務器端。手持讀寫器開機后自動與數據接口建立socket連接，發起數據同步請求，數據接口與管理平臺建立數據庫連接，并將管理主站中的數據同步到本地SQLite數據庫中。

2)同步數據成功后，讀取設備業務數據，并以業務推送的方式在手持讀寫器上顯示，提醒操作人員。業務人員根據提醒開展資產入庫、檢定、借出、調撥、報廢等業務等操作。由于業務申請在管理平成，領用人、部門、歸還日期等操作附加數據不需要在手持讀寫器上填寫，只需填寫設備可用、借出、檢定等狀態數據，簡化了操作人員的工作量。

3)業務操作完成后，手持讀寫器發起業務數據同步請求，數據接口接到同步請求后，打開數據庫連接，并將業務數據同步到管理平臺中。數據同步成功后，關閉socket會話和數據庫連接。

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關鍵詞：

高產高效；機電設備；管理

0引言

隨著機械化科學技術的迅速發展，煤礦井下生產從最初的炮采到普采，逐漸發展到現代化的高產高效綜合機械化生產。礦井高產高效生產涉及到井上下各個方面，是一個龐大的系統工程，而機電設備作為現代化生產的重要部分，其安全運行成為了礦井高效生產的關鍵，因此應加強機電設備管理，并建立與現代化高產高效相適應的管理方式，保證礦井高產高效生產。

1現代化高產高效礦井發展現狀及特點

1.1高產高效礦井發展現狀

從20世紀50年代英國首個綜采工作面開始，煤炭資源開采也開啟了新時代，經過幾十年不斷改進發展，逐漸形成了高產高效礦井生產模式[1]。高產高效礦井是通過優化的礦井設計，合理的開采布置，采用先進生產設備和新技術、新工藝，改進生產系統等方式，有效提高了礦井生產能力。現代化的高產高效礦井采用功率大，運量大，機械化程度高的先進生產設備以一井一面或一井兩面的方式進行集約化生產。根據中國煤炭資源賦存特征，結合煤炭開采技術設備發展，逐漸形成了綜放開采的采煤方法。由于其具有安全、高產高效、經濟的特點，成為了有效解決中國厚煤層開采困難的途徑，并形成了高產高效的生產模式。綜放開采在國內迅速發展，生產設備也由開始的全部進口，逐漸采用全套國產綜采放頂煤設備。隨著大采高綜采技術及設備的發展完善，厚煤層一次采全高技術成為了高產高效礦井煤炭資源地下開采的另一種方式。大采高綜采技術采用雙滾筒采煤機，大采高液壓支架，一次采全厚，垮落法管理頂板的采煤方法。其具有資源回收率高、生產效率高的特點，但目前由于國內設計、材料和制造條件有限，國產大采高設備與國際先進水平仍有很大差距，主要表現在技術水平低、可靠性差、服務壽命短，因此，一些礦區的現代化高產高效礦井綜采設備仍然進口。

1.2高產高效礦井特點

高產高效礦井建設是一個巨大系統工程，而對于生產，機電設備改進是主要手段。通過礦井生產高度集中，提高礦井安全生產效率。根據中國礦井建設情況，高產高效礦井建設可分為原有老礦的改擴建和新建礦井兩大類。a)由于中國早期煤炭資源開采小煤窯較多，為實現礦井高效、高產、安全采煤，采用了資源整合的方式。通過原有礦井的改擴建，合理調整井田范圍，加大礦井儲量，在原有礦井井筒、巷道基礎上開發延伸或重新加開巷道，優化生產布局，適當擴大采區及工作面尺寸，采用單水平開采，實現一井一面高產高效生產模式。通過資源整合方法，控制了礦井的最小生產規模，礦井開采正規化，基本實現了大中型礦井綜合機械化生產，使中國煤炭資源開采朝著高產高效礦井模式發展；b)近年來，對于新建礦井則按照高產高效礦井模式進行設計、施工，一般要求一井一面，當年投產，當年達產[2]。礦井根據煤層賦存地質條件選擇適合的采煤工藝，對于緩傾斜厚及特厚煤層，在安全和資源回收率滿足要求時，應考慮綜采放頂煤采煤方法的應用，而穩定的緩傾斜中厚煤層推行綜采的采煤方法。為適應高產高效安全生產，輔助運輸應實現連續化作業，采用無軌膠輪車等先進的設備，巷道采用錨桿支護，推廣采用新技術、工藝、材料和設備。高產高效礦井建設主要是以機電設備為中心，從礦井的初期設計到施工管理、開拓布局、生產系統運行等各個方面協調配合提高單產單進，達到高產高效的目的。高產高效礦井具體體現在采掘機械化水平高，優化布局，集中生產、生產設備大型化、人員少，效率高等。在監控監測方面，采用先進的科學管理手段，進行全方位實時監測，保證及時發現并處理問題。根據高產高效礦井的發展模式和特點可知，機電設備是整個生產的關鍵，因此解決好機電設備存在的問題成為保證礦井高產高效的核心。

2現代化礦井機電設備管理存在問題及防治對策

2.1高產高效礦井機電設備管理中存在的問題

針對國內現代化高產高效礦井，機電設備管理存在的問題主要有以下幾方面。a)機電設備管理不夠重視。隨著采煤方法和工藝的不斷改進，機電設備在煤礦高產高效生產中的地位也發生了很大變化，但一直以來，機電系統都作為煤炭生產的輔助，對機電設備的管理不夠重視。煤炭企業由于利益驅使，減少機電設備檢修時間，加班加點生產，設備更是處于連軸轉狀態，進行超負荷作業。對于機電設備不足的礦井，為了減少成本，使用按照規定應淘汰落后、超過年限的設備。這樣不僅給煤礦安全生產帶來很大隱患，也增加了設備的運行維護費用。同時由于機電設備戰線長、數量多，檢修人員對機電設備的檢修力度不夠，對設備安全運行認知不足，缺少檢修標準化制度，導致檢修多成為抽檢式，維修監察跟蹤不及時，處理問題經常出現拖延現象；b)機電設備配套管理問題。礦井現代化高產高效建設步伐加快，原來老礦井通過資源整合，擴大了井田范圍，提高了產量，但在改造過程中，為獲得利益最大化，有的礦井還沿用原有部分管路和設備，雖然當時滿足生產需要，但后期往往忽視這些設備的淘汰及改造，導致與新設備管理不同，在運行中存在較多隱患，容易發生機電設備事故。在新建高產高效礦井中，初期由于國內設備無法滿足要求，一些礦的先進設備從國外進口，之后損壞的零配件、損耗件采用國內產品，但國內設備存在易磨損、強度低的特點，因此應加強此類機電設備的管理；c)機電隊伍專業人才素質不高。機電作為礦井生產輔助，煤礦生產管理層過分重視生產，導致機電管理無法發揮最大效果，機電隊伍人才不足，整體素質不高[3]。尤其對高產高效礦井，機電設備作為主要的生產工具，礦井大多采用新設備、新工藝，因此機電隊伍的專業人才素質非常關鍵。而現階段大多數礦井機電隊伍人員素質不高不僅體現在對機電的專業知識儲備不夠，也表現出安全意識不夠強。機電隊伍培訓一般是針對新員工進行，缺少后期知識更新和安全意識培訓。

2.2機電管理防治對策

a)建立完善機電管理制度。高產高效礦井需有相應完善的機電管理制度，只有通過建立完善制度，加強機電設備管理，才能保障機電設備正常安全運行。為加強機電設備管理，應根據規定消除設備超負荷作業，合理安排設備檢修時間，設置專人專崗進行檢修維護，采用及時發現解決問題，不拖延的制度。對于老舊、超過年限的應更換的設備，應設立專項資金，專款專用進行設備更新換代，有效減少設備故障時間，提高設備運行可靠性，減少機電事故的發生；b)加強機電配套設備管理。針對高產高效礦井機電設備配套管理問題，對于存在新舊設備同時運行的情況，應采用加強舊設備的日常檢修，增大檢修力度，采用實時監測手段及時維修，保證設備安全運行，同時也不能忽視新設備的檢修。對于國外進口的全套機電設備的維護，應加強機電專業人才的培訓，掌握檢測檢修方法，加強更換的零部件薄弱環節的管理。結合礦井高產高效管理模式，推行設備創新管理，從原來故障事后維修到定點檢修采用零故障管理；c)提高機電隊伍素質。隨著科技發展，煤礦的高產高效生產，機電設備不斷更新換代，大量新設備、新工藝應用于煤炭生產的各個環節，這些工藝和設備的變化也要求機電隊伍人員不斷更新知識儲備和操作技能，因此需定期對機電隊伍人員進行培訓，進行知識更新。建立激勵機制，鼓勵自主學習，提高自身能力，增強安全意識，為機電設備安全運行提供保障。

3結語

現代化高產高效礦井生產涉及到井上下各個系統，而機電設備作為現代化高產高效礦井生產的重要組成部分，其能否正常安全運行直接影響著礦井的生產。結合現階段礦井高產高效生產的特點，分析了煤礦井下機電設備管理中存在的主要問題，提出了建立完善機電管理制度、加強機電配套設備管理和提高機電隊伍素質的對策，保證井下機電設備安全運行，實現礦井高產高效生產。

參考文獻：

［1］張文軍，張志宏.陽泉礦區高產高效礦井建設現狀及發展趨勢［J］.煤礦開采，2007，12(2)：8-10.

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2電力系統設備的構成及作用

2.1開放設備中的網絡設備

網絡設備主要通過網管技術與TELNET技術實現對電力系統設備的遠程維護。前者是指維護人員利用圓形界面，查看異地電力系統設備工作狀態、誤碼率與數據流量等參數，獲取授權后可以對網絡設備進行維護與管理。后者是指維護人員利用計算機網絡遠程登錄電力系統設備，并對其進行查看與管理等方面的操作。

2.2封閉設備

封閉設備無法通過直接和外界交換數據而實現對電力系統設備的遠程維護，但是隨著技術的發展，封閉設備可以向開放設備進行演變，如傳統電源屏已經被智能電源屏取代，從而實現將設備的電流、電壓和工作狀態等傳輸給外接設備，并接受外來指令對工作狀態進行調整。同時，維護人員可以利用微機監測設備進行聯網，從而獲取電力系統設備在現場運行時的工作參數，并判斷出其工作狀態，進而為維護工作提供指導意見。

2.3專用設備

專用設備是以CPU為核心部件，并按照預先編制程序進行運行，其只能通過專用通信協議與數據格式等完成與外界的信息交換。為了實現對電力系統設備的遠程維護，維護人員需要依據實際情況，對故障采取相應的處理措施，如更換程序、遠程關機、遠程復位和更改系統的配置文件等，并依據這些需求研發遠程遙控與維護的軟件。

3電力系統設備遠程維護的現狀及發展方向

3.1電力系統設備遠程維護的現狀

由于電力系統設備維護點較多，分布地域比較廣，所以電力系統設備遠程維護的現狀難以盡如人意，主要體現在兩個方面：一方面是維護的對象單一，電力系統設備分布和維護人員分布無法適應；另一方面是維護的功能較少，無法滿足電力系統因廣域分布和復雜性等帶來的維護問題，電力系統設備要求的快速修復和高素質的維修人員及時到達無法統一，這為電力系統設備遠程維護的發展造成了阻礙。

3.2電力系統設備遠程維護的發展

（1）開放性方向發展。雖然電力系統設備采用計算機技術，但是由于其不遵循通用網絡協議，使得數據信息的交換難以實現，因此電力系統設備需要依靠通用技術，向開放性方向進行發展。同時，為了滿足電力系統設備與外界之間的信息交換與資源共享要求，為設備的遠程維護提供便利，電力系統設備也需要符合開放性發展的要求。（2）綜合化方向發展。傳統電力系統設備彼此間信息相互孤立，通過信息化和網絡化技術，將電力系統設備向綜合化和網絡化方向發展，既有利于實現信息和資源動向，也為電力系統設備遠程維護的實現打下了基礎。同時，電力系統的運轉涉及到很多的環節，各個環節之間需要順暢銜接，設備遠程維護向綜合化方向發展，可以帶動系統運行中的各個環節發展，從而使電力系統的運行更為安全平穩。（3）智能化方向發展。由于電力系統的重要性及其設備特殊性，有些設備不能完全采用開放與通用的技術，而為了實現對設備的遠程維護，在進行軟件開發時需要考慮到遠程維護手段和維護方式的需求，編制功能各異的軟件內置于電力系統中，提高電力系統遠程維護的安全性與可靠性。同時，在電力系統設備遠程維護需要向智能化方向發展，借助微機監測技術，做好電力系統的維修與監測工作，如變壓器油氣色譜的分析、變壓器局部放電的監測和變壓器絕緣狀態的監測等，從而實現電力系統設備的正常運轉與遠程維護。

4電力系統設備維護裝置的布線與軟件設計

4.1維護裝置中的布線設計

電力系統設備維護裝置的布線關系到系統設備的正常運行，所以布線工作非常重要。在布線時需要采取如下技術設計措施：（1）由于單一電源層無法降低噪音，會導致系統因此出現問題，所以在電源和電線間需要設計去耦電容，如在電源輸出處放置1～100μF旁路電容，在每個元器件電源與地線間放置0.01～0.1μF電容；（2）加寬電源與地線的寬度。采取四層PCB的布線技術，中間兩層可以以電源與地為敷層，屏蔽電磁干擾，強弱電信號之間、模擬與數字之間、數字地和模擬地之間都需要采區分開處理；（3）晶振走線與兩角和IC之間走線盡可能短而粗，走線中既不能打孔，也不能出現相互交叉，并且需要用地線包圍兩端的連線。數據線或者地址線需要保持相同寬度，并采取集中走線方式，中間不能有其他的信號線，走線的拓撲結構需要堅持總長度最短的原則。

4.2維護裝置中的軟件設計

TCP/IP協議實現是電力系統設備維護裝置軟件設計的關鍵。由于其直接編寫相對困難，可以利用支持TCP/IP協議的嵌入式操作系統完成，如uClinux系統，其Linux內核由互聯網曾、傳輸層、套接字層和應用層構成，其中互聯網層主要將分組發往網絡并使其獨立傳向目標；傳輸層是用來傳輸數據，并利用重發機制保證數據傳輸的準確性；套接字層主要是管理基于IP的UDP和TCP之間端到端的互聯；應用層是以MMS為協議，對系統通信進行控制。各組成部分之間相互銜接，共同保障TCP/IP協議的實現。

5電力系統設備遠程維護中需要注意的問題

5.1安全問題

（1）電力系統設備的遠程維護需要異地實現，允許維修人員直接對系統設備進行修改操作，這為授權用戶越權維護和非授權用戶非法登陸等提供了機會，避免出現這些問題是保障設備遠程維護工作順利開展的關鍵；（2）維護裝置工作環境復雜，容易受到電磁波干擾，在遠程維護設計中需要做好抗干擾的措施。例如在裝置布局方面，可以采取如下措施：將整機電路依據功能分成數量眾多的電路單元，依據電路流程安排其位置，保障傳輸信號的穩定性與方向一致性；以功能電路核心元件為中心進行布局，減少與縮短元器件間的連接與引線；高頻工作電路中，相互干擾元件需要分開或者進行屏蔽，保持元器件的平行排列，以利于安裝和保持美觀等。

5.2責任劃分問題

由于電力系統設備眾多，其遠程維護涉及到眾多工作內容，為了提高遠程維護質量與效率，維護人員需要明確各自的維護責任與維護權限，依據維護要求做好本職工作，這樣既可以在設備出現故障后可以得到及時有效的處理，又有利于在維護不利時追究相關維護人員的責任，使遠程維護工作更為規范化和條理化。

5.3管理問題

由于電力系統設備的遠程維護為新技術，其發展和應用都存在很多不完善之處，而加強遠程維護工作的管理是推動其發展的有效途徑，所以建立健全管理規章制度非常必要，例如遠程維護工作的監管制度、日常巡查制度、維修人員的培訓制度和獎懲制度等，這樣既可以調動維護人員工作的積極性與主動性，又可以使設備維護工作向制度化和標準化方向發展。

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2改進思路

對于電能計量設備管理工作中存在的問題，經過分析，確定通過重新梳理工作流程、規范管理制度的方式保障電能計量設備管理工作有序開展，避免工作交叉；通過以“大倉庫、大配送”總體部署，圍繞“標準設計、定額存儲、動態補倉”供應策略為依據，建立電能計量設備儲備定額管理機制，實現動態補倉機制，解決以項目申購采購供貨周期長、項目物資無法共用，造成資源浪費的問題；通過建立電能計量倉儲管理機制及物資屬性庫區，電能計量設備的出、入庫有據可循，解決無供應商送貨計劃、無各生產部門及區局配送計劃、倉庫積壓但無可用（檢定合格）設備的問題；通過對信息系統的功能優化，實現業務系統之間的數據共享和業務貫通，提升信息系統對于電能計量設備管理工作的有效支持。

3改進措施

3.1優化管理流程為了避免業務工作的交叉，保障電能計量設備管理工作的順利開展，以信息系統為基礎，管理部門對電能計量設備管理流程進行了優化。新工作流程主要將電能計量設備管理工作和信息系統結合開展工作，通過計量檢定系統、物資系統、營銷系統、項目管理系統的信息共享，各業務系統間協同開展工作，實現一站式作業，提升電能計量設備管理工作效率，保障電能計量設備供貨的及時性和規范性。新電能計量設備管理工作流程如圖2所示。新流程改變了當前電能計量設備管理過程中需求申報、采購、檢測（質檢、檢定）、配送、領用、安裝的順序管理，實現定額管理、采購和發碼單據同步開展；改變多個部門需要反復溝通的問題，市場營銷部上報年度電能計量設備儲備定額后，直接以儲備定額為依據進行補倉采購并授予條形碼。

3.2規范管理制度管理部門同時明確了電能計量設備的管理要求，規定了各流程環節的工作時限及各崗位管理職責，改進了電能計量設備管理業務規則，明確了各管理節點崗位職責，具體如下：（1）優化品類，動態補倉。為縮短電能計量設備采購周期、解決項目物資無法共用，電能計量設備采購儲備定額管理方式，由市場營銷部上報年度電能計量設備儲備定額量，物資部門以儲備定額為依據實現動態補倉配送及動態補倉采購。（2）到貨檔案。采購設備到貨倉庫后，由該倉庫倉管員2天內辦理到貨檔案批次，并抽樣送檢。（3）檢測（抽檢、檢定）。物資部門辦理到貨批次并送檢后，由檢測單位制定檢測計劃并安排檢測工作，檢測完成后通知倉管員回庫。（4）配送至各生產部門及區局。各生產部門及區局發起補貨需求后由倉管員2天內完成物資的配送工作。（5）補貨規則，按電能計量設備采購四級補倉機制。各使用單位提出補貨需求時，倉管員檢查成品倉物資是否滿足，滿足則直接從成品倉進行補貨配送；如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃；待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定；當待檢倉無法滿足時檢查同合供貨情況，通知供應商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。

3.3規范倉庫管理規范物資倉庫物資存儲區域，劃為倉庫為待檢區、檢測區、換貨區、成品區，電能計量設備存放倉庫規范：電能計量設備到貨后由倉管員存放至待檢倉；由檢測單位檢測中的設備存放至檢測區，檢測不合格的物品存放至換貨區，檢測合格的物品存放至成品區，成品區的物品方可配送至各生產部門及區局安裝使用。各生產部門及區局發生領用需求時，首先開具移庫、配送各部門急救包的“營銷計量倉”倉。這樣既保證了倉庫管理員賬實一致，清晰掌控倉庫各狀態物資庫存情況，保證物資供應及補貨，又同時提升了工作人員的溝通效率。

3.4明確工作界面，優化信息系統功能明確工作界面，市場營銷部負責營銷項目下達及年度儲備定額修編、物資部門負責物資供應、計量中心負責設備檢測；各專業管理系統（物資系統、計量檢定、營銷系統、項目管理系統）根據新電能計量設備業務管理流程需求進行系統功能的優化，實現幾個系統之間的信息共享及業務貫通。物資系統中可以自動依據一級倉、急救包的庫存及年底電能計量設備定額自動提醒補貨，物資部管理員實時根據系統的補貨提醒進行補倉配送或補倉采購；到貨后由倉管員收貨、建立到貨檔案批次并抽樣、送檢；系統自動將抽取的樣品及到貨物品信息同步至計量檢定系統，由檢測部門檢測負責人安排檢測工作；檢測完成后檢測結果同步至物資系統；由倉管員將檢測合格物品移庫至成品區，成品區物品按需移庫、配送至各生產部門及區局營銷計量倉；各生產部門及區局根據營銷系統供電服務訂單情況維護工單，工單信息包含需求物資信息；工單建立完畢后自動同步至物資系統的營銷計量倉管理員的領料待辦提醒；營銷計量倉管理員根據工單物資需求發送實物并辦理領用手續；已領用電能計量設備同步至營銷系統進行安裝運行。

3.5建立電能計量設備生命周期檔案庫物資狀態貫穿電能計量設備管理全過程，已簽合同未到貨、已到貨未抽檢、抽檢中、抽檢不合格、整批換貨中、抽檢合格、強檢中、強檢不合格、零散換貨中、強檢合格、已配送、已領用，運行中、已拆卸、已報廢各狀態物資一目了然。

4取得成效

通過對電能計量設備管理模式的優化，解決了歷史上信息不能共享、項目物資不能共用導致庫存積壓但無項目需求可用設備、工作人員溝通繁瑣、無檢定計劃、無補貨計劃、無配送計劃，無庫存跟蹤等問題，重新規范了電能計量設備管理過程，優化了管理流程、提升了管理效率。（1）集中的儲備管理策略，有效保障物資供應及時性。電能計量設備通過儲備方式進行管理，圍繞“標準選型、定額存儲、動態補倉”供應策略，根據全局的實際需求制定科學的儲備方案，并按照儲備方案和實際用料需求進行實物采購和儲備。改變以往按實際領料項目申購的分散管理的混亂現象，實現集中式的管理；同時，在儲備方式的基礎之上，制定完善的領用管理規范，破除以往領用項目難以互通的壁壘現象，形成補倉采購運作機制（資金預算、采購支付、核算機制），有效保障物資供應及時性，提升庫存物資周轉率，減少工程余料（定額物資）產生，提高資金使用率。從而有效提高管理的效率、降低成本，提高設備質量。（2）優化物資品類，降低采購成本。補倉采購機制的關鍵任務包括：標準選型及品類優化；頒布定額儲備方案；落實財務預算；動態補倉機制；建立領用機制；JIT項目里程碑節點銜接；倉庫分級管理；業務流程梳理及信息系統支撐。其中標準選型及品類優化是開展補倉采購工作的堅實基礎，電能計量設備從以往的130多種品類優化至80種，極大程度上減少了倉儲物資種類和補倉采購成本，充分發揮補倉采購管理模式的優勢，提升資金的集成效益和物資服務水平。（3）規范“先抽檢、后入庫”運作模式，歸避財務風險，保障在庫設備質量。將以往“先入庫、后抽檢”調整為“先抽檢、后入庫”模式，解決以往供應商貨到倉庫后，由倉管員直接辦理入庫單，待入實物賬、財務賬后再進行抽檢，存在的在庫物資未抽檢付款供應商存在一定的財務風險問題、檢測不合格換貨難的問題，從而歸避財務風險、保障在庫設備質量，縮短設備供貨周期，減少在庫設備量，提高倉庫周轉率，降低倉庫管理成本。（4）補倉采購機制，縮短供貨周期，減少需求誤差，降低采購風險，物資供貨及時率達100%。倉庫結構優化為一級中心倉加急救包，根據各品類物資儲備定額量，實時監控各使用單位急救包在庫物資情況，自動發起補貨需求，倉管員檢查成品倉物資是否滿足，滿足則直接從成品倉進行補貨配送；如成品倉不能滿足則檢查待檢定倉物品量及檢定計劃；待檢定倉物品無法滿足則從待檢倉進行補倉進行檢定；當待檢倉無法滿足時檢查合同供貨情況，通知供應商送貨或提交待檢倉補倉采購需求。實現物資需求直接從急救包領用。提升了物資供貨的時效性，減小需求誤差，降低采購風險，有利于提升物資需求準確性以及計量設備管理水平。（5）己構建流暢的管理流程，提高管理規范性。制定了電能計量設備管理管理要求，明確各個部門的職責和工作界面，梳理清晰的電能計量設備管理流程并進行優化提升，使得電能量計量設備的管理能夠暢通、高效。（6）全生命監控計量設備管理過程信息。通過梳理和規范電能計量設備的管理，對電能計量設備全生命管理過程的各個業務環節進行業務梳理，明確時效性要求的管理指標，保障電能計量設備的采購、檢測、配送等工作有序、順利開展；通過信息系統進行全生命周期過程進行監控，實現各信息系統之間的數據聯動與共享，保證了數據的一致性及減少數據的重復錄入，大大提高管理的效率和質量。（7）條形碼規范化管理，單個設備管理過程清晰了然。梳理規范各類電能計量設備條碼規則，合同簽訂環節生成條碼，供應商按碼生成并貼碼，單個設備系統檔案及實物唯對應，解決以往無法掌控到單個設備的全生命周期情況，通過實物標識實現。圖3為計量物資全生命周期信息展示平臺示意圖。（8）建立檔案批次管理機制，保障在運行設備的精確可靠、穩定性。同批到貨設備建立檔案批次，在運行設備抽檢根據單個設備的運行穩定性跟蹤該批次設備的運行情況，大大保障在運行設備的精確可靠，解決以往運行抽檢只能針對單個設備進行檢測、更換，無法針對整批同屬性設備的質量跟蹤。（9）實現電能計量設備管理的效率、成本、服務的最優化。通過以上從管理制度、管理規范、部門職責、信息化實現等多個方面進行梳理和優化，已基本實現電能計量設備管理的效率、成本、服務的最優化。

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一、傳統的教師課堂演示實驗：

在課堂教學中，教師的演示實驗占有重要位置，它具有兩方面的作用：其一，通過觀察實驗現象，分析實驗過程和對實驗數據的處理，得出自然科學的概念和規律。其二，學生通過觀察教師的演示實驗，對于學生學習實驗操作方法，還具有示范作用，演示實驗的這一功能是其他形式的實驗所無法體現的。可見，演示實驗是化學教學中最生動、最有效的直觀手段，現已成為非常重要的作用。

隨著科學技術的日新月異，素質教育要求的不斷提高，現代電教設備在化學教學中的逐漸運用，化學演示實驗也呈現出更加色彩紛呈的形式。

二、投影實驗：

投影實驗是在投影儀（或幻燈機）上進行化學實驗。化學實驗經過投影可以得到形象放大、清晰、真實的實驗現象，因此可以大大通過化學實驗的演示效果。

投影實驗作為現代化電教設備在化學教學是的一個重要應用，有其傳統實驗不可比擬的特點：

（1）、放大實驗現象。實驗現象經過投影可以放大幾倍，使教室中遠離演示臺的學生也能清楚地看到。有些實驗只有細微的變化或變化現象可見度不高，如果通過投影放大，可以清晰地反映在銀幕上。

（2）、觀察實驗現象可以從側視到俯視。教師一般進行演示實驗，學生都是從儀器的側面觀察實驗現象，而有些實驗，則需從上往下俯視儀器內部才能較全面地看到化學變化中的各種現象。豎直投影時，銀幕上的影象是側視儀器所觀察到的現象，而水平投影，則是俯視儀器時所觀察到的現象。

（3）、可縮短實驗時間。有些實驗變化速度很慢，但由于投影可放大實驗中的細微變化，因此可以使普通實驗方法需幾時分鐘才能看清的現象縮短到幾分鐘就可在銀幕上明顯地看出。

（4）、節省藥品。由于投影能將實物和現象放大，因此，可以在較小容器中用少量藥品來進行演示實驗。

例：鈉與水的反應：

投影方式：水平方向

裝置：=10cm的培養皿

操作：培育皿中注入1/2容積的水，2滴酚酞試液。取一小塊金屬鈉，濾紙擦去表面上的煤油，立即投入水中。

現象：鈉熔成小球，在水面上做不規則運動，鈉球表面不斷有氣泡放出，鈉球所到之處溶液立即變紅。

膠體電泳：

投影方式：豎直方向

裝置：U形管浸入方形槽中

操作：往U形管中加10ml左右Fe(OH）溶膠，在兩臂插入鐵電極（可用拉直的回形針），電極的下端距膠體溶液約1cm。然后往U形管內滴加0.01mol/L溶液。為了使溶膠與KNO3之間有清晰的界面，應往U形管兩臂輪流小量滴加KNO3溶液，加入的量以電極浸入1~1、5cm為宜。

實驗用電壓為30V以上。

現象：通電5分鐘左右，可在銀幕上看出陰極紅色液面上升，陽極紅色液面下降，兩臂出現明顯的液面差。證明Fe(OH)膠體帶正電。

三、攝錄象實驗：

（1）、運用攝錄象教學培養學生化學實驗基本操作技能；

（2）、運用暫停鏡頭引導學生觀察不易觀察到的實驗現象；

（3）、利用錄象演示不易做成功的實驗；

（4）、利用錄象指導學生做有危險性的實驗；

（5）、利用錄象將同類型實驗進行對比；

（6）、聯播錄象片段全面完整地再現實驗過程：

觀察實驗時，一定要觀察實驗的主要現象。但限于中學生的觀察能力，他們往往易疏忽而放過那些不易發現或容易消失的實驗現象。

如，觀察FE（OH）沉淀的顏色，由于FE（OH）白色沉淀很容易被空氣中的氧氣氧化為FE（OH），學生難以觀察到稍縱即逝的FE（OH）白色沉淀現象。教學時，如用錄象機的暫停鏡頭，把一瞬即逝的生成FE（OH）白色沉淀的現象定格在屏幕上，學生就能清晰地觀察到白色的FE（OH）。如用慢鏡頭放映，學生還能觀察到Fe（OH）被氧化的白色灰綠色紅褐色的顏色變化過程，且記憶牢固。

再如，銅和稀硝酸反應生成的無色NO氣體；白色AgOH常溫下迅速分解生成暗棕色AgO沉淀等，也可用錄象機的暫停鏡頭進行教學，以突出這類實驗的主要現象。

四、多媒體技術在化學實驗教學中的運用：

1、模擬實驗：

多媒體技術作為一鐘嶄新的電教手段在進行模擬實驗中有其獨特的優越性：

（1）、可以重復觀看

（2）、可以改變觀看時間

（3）、有些規模較大的實驗，可利用CAI進行模擬實驗

（4）、反證實驗：

許多化學實驗有毒，具有一定的危險性，如果操作不當，就有可能發生意外事故。化學實驗中的一些錯誤操作，只能靠教師講其錯誤的原因以及錯誤操作可能帶來的危害，不能為了加深學生印象，用實驗證明，否則會造成危險。用計算機動畫模擬這些錯誤操作，它可將錯誤分解，放慢動作，不僅把錯誤的原因演示清楚，而且可以渲染氣氛，學生看后印象深刻。下列錯誤操縱都可用動畫來模擬：稀釋濃硫酸時將水倒入濃硫酸中，液體沸騰飛濺；點燃沒有檢驗純度的氫氣導致氫氣發生裝置的爆炸；用排水法收集氧氣時先停止加熱，后將導管移出水面，水倒吸試管炸裂；加熱裝有液體超過容積1/3的試管時，液體沖出管外等。學生看到錯誤操縱的無限性，加深了對錯誤原因的理解，印象深刻。

2、微觀展示；

3、實驗復習；

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按照生命周期管理理論的規劃,對于電氣設備的維護作業可以參考時間進程、空間分布和養護計劃,實現在空間時間坐標軸上規劃作業活動,連接作業網絡圖。在執行活動中,應當串聯各個作業活動,調派并分配人員,提供必要的信息支持。這些信息可以為決策提供一定的參考,搜集命令、計劃、記錄、公文等資料,易于發現這其中的關系,并找到改進的空間。通過工程系統分析的方法能找到設備不良的原因,通過程序的執行方法的改進來促進養護作業的效能提升。

1.2連續時間預測

港口電氣設備在不斷使用之后會隨著時間的推移而出現設備故障和老化問題,自然老化可能會妨礙電氣設備發揮服務功能,甚至出現毀壞。同時,每一個電氣設備在其生命周期之中也可能會受到外來突發事件的影響而提前老化。由此,在進行港口電氣設備的管理以及養護作業時,要充分考慮到時間序列的影響,利用時間差做好養護工作,按照電氣設備的現存資料和狀態來進行模型規劃,預測設備隨著時間的推進而出現問題的概率,防微杜漸。

1.3離散事件預測

港口電氣設備的狀態往往會在一個概率性環境中發生變化,可能的損壞程度和變化都是在概率環境中不可預知的,所以不管是觀察還是檢測都可能得到不同的結果,每一次進行的工作得到的結果也有可能有所差異。因此,在長期的港口電氣設備工作背景下,應當將已有的資料轉化為適當的概率分布,用數學理論對設備狀態加以預測和管理,從而實現對未來未知可能情況的概率預測,獲得更加穩定的港口電氣設備工作狀態。

1.4時空分布分析模型

港口電氣設備的多發設備故障往往是在其他外界因素的影響下產生的,但是因為這些因素的發生頻次和相隔時間不能確定,甚至一些個別獨立事件屬于人為因素,便很難發覺和改善。因此,應當利用先進的信息技術,將多年來發生的各類電氣設備故障時間進行時空分布定位,遴選出事故多發地點,從而進行更好的改善和提高。改善港口電氣設備的運轉效能,進而提升電氣設備故障檢測率和預防可能性。

2港口電氣設備紅外線檢測技術

2.1常規檢測方法

電氣設備是港口管理工作中的重點,對其的維護和保養自然也成為港口工作效益的重中之重。當前技術和管理水平下,對于港口電氣設備的維護一般可分為預知維護、預防維護和矯正維護三種。預知維護是通過對電氣設備劣化的征兆進行判斷,通過檢測儀器進行周期性的檢測和記錄,在設備徹底損壞前進行零件更換和設備修理。預防維護是按照維護計劃進行的定期檢查,并進行差異修正,通過計劃性的保養工作來實現維護效能,主要以時間為參考依據。矯正維護則是在設備故障發現時,立即進行作業停止并對故障加以維護,減少因繼續工作產生的劣化故障。

2.2紅外線檢測技術的應用思路

紅外檢測技術是當前在港口設備維護中運用較多的技術之一,也是運用最為廣泛的技術,這一技術包含了風險管理、安全管理、機械電子設備工程、紅外線工程等多方面的技術,是經過長時間培訓的港口檢測分析人員才能勝任的。紅外熱影響檢測技術的應用能夠對港口電氣設備原件的溫度進行實時監控,對出現溫度異常的原件及時發現并管理,從而實現風險防控。之后便可通過元件狀態的檢測來記錄溫度數值,建立運作溫度資料庫。這一系統不僅可以作為電器元件的故障檢測,也可以便于維護人員進行紅外線熱影檢測分析工作的參考。

2.3紅外線檢測技術的異常排除

檢測結果不論檢測是否有異常,均須將結果制作紀錄以作為日后參考依據。若檢測結果有異常,則應另做成異常報告以供后續改善追蹤。其內容因包括檢測日期、檢測磁層與區域、機器名稱與編號、盤面編號、異常位置點、異常點影像圖、以及改善后相關信息等。檢測結果對于異常的電氣設備應進行維護保養作業,但為避免因停機維護而造成生產中斷的影響,因此針對檢測出異常的部位,須依據危害風險的嚴重度來進行評估,進而排定維護時程。根據風險等級區分來判斷電氣設備異常的嚴重度與重要性,以制定電氣設備檢修期程與避免非預期性停機,確保人員設備安全,并降低產能財產損失。而當異常點完成改善后,則須針對異常的電氣設備進行復檢測,以確認其異常部位是否已消除。

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2VR火電站設備基礎信息管理

2．1火電站設備結構三維建模與仿真

火電站設備結構三維模型是實現VR操作的基礎，然而，由于火電站設備結構復雜、數量巨大，為實現設備的全面建模仿真需要從系統工程的角度進行結構層次劃分，將所有設備劃分至最小結構單元后進行建模仿真。為了確保仿真模型數據的精確性和通用型，采用行業內流行的三維設計軟件Solidworks創建設備模型，以制造廠二維設計圖紙作為實際尺寸數據來源。對三維模型尺寸在裝配過程前進行數據核對，將尺寸精確的零部件模型進行分級裝配，在裝配過程中，對每一級裝配體進行干涉檢測，干涉檢測為裝配體零部件間配合狀態及間隙尺寸的確認過程，確認無誤后進入下一級裝配流程，直至整體設備模型裝配完成，如圖2、3所示。由于火電站設備結構復雜，模型面數多，為了保證模型的可視化效果和平臺的計算速度，實現基于VRP的火電站設備管理系統的關鍵技術在于模型數據傳輸和網格優化。在Solidworks設計平臺中將模型數據以wrl格式輸出，導入3DStudioMax平臺進行材質、色彩的烘焙及渲染處理，并應用PolygonCruncher插件對模型的面數進行優化處理，如圖4所示，汽輪機低壓轉子轉軸通過該過程的優化處理，將模型面數在原模型基礎上降低約80%，最后將處理后的模型數據導入VRP，進行交互式操作功能的設計工作。如圖5所示。實際證明:該數據傳輸和優化方法不僅保證了模型的精準度和高質量的可視化效果，而且提高了工作效率和系統運行效率。

2．2KKS系統在三維模型庫管理中的應用

KKS(KraftwerkKenngeichenSystem)電廠標識系統1978年起源于德國，是目前國內各類發電廠主要應用的電廠標識系統。該系統遵循國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)等相關標準，將電廠中所有系統、系統的各個裝置及零部件，在生命周期內進行管理［7］。其非語言編碼形式能夠很好的適應計算機處理方式，并且具有足夠的擴展能力，本系統利用該特點對虛擬環境中的設備及零部件模型進行管理，使虛擬設備的管理過程標準化、規范化。以火電站汽輪機高中壓缸標識方案為例，對各級裝配體及零部件進行分級編碼的規劃管理，如圖6所示。該方案共分為四級，其中前三級代碼對應為一至三級裝配體，每一級中的裝配體根據功能不同以特定英文字母方式進行編碼，第四級為設備最小零部件單元，以阿拉伯數字的方式進行編碼。由于汽輪機設備中不同裝配體的結構組成不同，代碼的級數也隨之改變，因此示例方案中的四級代碼并不作為最高級數限定。通過該方法將火電站全部設備結構的三維模型分級編碼管理，并以代碼作為模型ID構建三維模型數據庫。

2．3火電站設備基礎信息綜合

火電站設備基礎信息是在設計、制造過程中積累的技術數據，常規的設備管理中，這些數據分散于不同的技術資料，信息集成度低，表現方式不直觀。本文通過KKS編碼合理的組織模型庫結構，并在對于設備結構三維模型的可視化操作中，能夠有效的跟蹤、查詢、分析設備的基本狀態，例如:詳細設計尺寸、制造材料標號、力學性能、設備缺陷等信息，將設備的基礎數據以三維模型為核心高度集成，不僅改變了傳統的以文檔和設計圖紙為主的技術數據表現方式，而且能夠提高技術人員的設備管理效率。

3CBM火電站設備維護信息管理

3．1CBM決策過程設計方案

設備管理主要包括設備的基礎信息管理和設備運行、維護方面信息的管理。在系統實現時，前者為設備的靜態數據資源，后者為設備運行使用之中形成的動態數據結果記錄［8］。設備的運行數據是設備健康狀態的真實體現，因此，目前許多發達國家的能源企業普遍推行以信息技術為平臺，以設備狀態檢測和故障診斷為基礎的CBM方法。CBM的核心是決策部分，決策研究主要分為確定性方法和不確定性方法，其中確定性方法基于機理分析，來源于故障診斷和狀態監測;不確定性方法基于統計學，研究設備劣化規律［9］。然而，大部分火電站缺少設備故障規律的統計分析記錄，因此確定性方法目前具有更廣泛的應用條件。本系統基于確定性方法的決策基本過程設計方案如下:1)與電廠MIS系統建立數據接口，采集并監測設備各測點的運行數據，以歷史運行曲線的形式在系統中體現，并對歷史運行數據分階段進行管理;2)建立設備可靠性分析、安全性分析、重要性分析、故障診斷等評價模型，以運行數據為基礎，對設備狀態進行綜合評估，并初步確定維護策略;3)將針對設備狀態制定的多項維護策略具體化，形成詳細維護方案，通過選擇適合的決策算法確定最優維護方案。

3．2CBM決策模型

選擇最優的決策模型是CBM過程做出合理決策的基礎，CBM決策主要研究方法包括:延遲時間理論、馬爾可夫決策理論和熵權多目標法決策理論，對于確定性方法的多項維護方案決策，本系統采用熵權多目標決策算法，該算法中將源于熱力學中的熵引入信息論，作為系統無序狀態的量度，對不同維護方案制定統一的評價體系，對體系內各指標賦予權重，通過熵權數對各項指標綜合衡量后，將多方案做出合理的選擇和排序。

3．3設備維護過程信息管理

火電站設備檢修維護環節是直接影響設備效率和生產效益的重要環節，我國電力企業在該環節全面貫徹ISO9001:2000標準的過程中，對于傳統的計劃檢修體制形成了較為完整的文件化質量管理體系［13］，并在近年來推行設備檢修標準化的過程中，以“檢修文件包”的電子文檔形式將具體內容進行綜合，該方法的應用在各發電企業取得了良好的成績，但隨著檢修技術的不斷提高，檢修文件包內容不斷更新，歷史電子文檔積累逐漸龐大，設備檢修管理方法缺乏顯著提高效率的新模式。本系統以檢修管理方案標準化、規范化為原則，科學分割檢修文件包的內容，以汽輪機本體A級檢修為例，如圖7所示，將分割后的內容以數據庫的形式進行管理和應用，使檢修文件以數字化的形式融入信息化管理，該方法對于龐大復雜的檢修文件在存檔、查詢、更新等方面操作均能達到很高的效率，從本質上改革了以電子文檔及檔案卷宗方式管理檢修文件的傳統模式。其中，檢修過程仿真功能基于VR技術和計算機仿真技術，以設備結構三維模型為基礎，同樣以三維建模的方式在計算機中構建虛擬檢修環境、虛擬檢修工具，并以實際檢修規程為依據，在虛擬檢修環境中實施檢修方案，并將檢修過程中涉及到的技術標準及行業規范等以語音、文字的形式，與虛擬檢修過程仿真文件集成多媒體文件演示，以汽輪機本體A級檢修過程為例，如圖8、9所示。該功能不僅能夠取代傳統檢修文檔中的檢修規程文件，直觀新穎的表現方式對于優化組織實施方案、檢修效果預判、檢修技術培訓等方面都具有重要意義。

4火電站設備綜合管理系統設計

4．1系統總體設計目標

本系統面向火電站運行、維護和基層管理工作的技術人員，提供對設備信息的實時訪問、狀態評價和維護決策平臺。系統設計的總體目標為:全面實現電站設備綜合信息的科學管理、實現設備狀態評估及維護決策，改變傳統設備管理模式，提高電站設備的運行效率、可靠性和經濟性。

4．2系統結構及功能分析

系統主要分為基于VR的基礎信息管理模塊和基于CBM的運行及維護信息管理模塊。在設備基礎信息管理模塊中，通過建立火電站設備三維模型庫和火電站設備基本信息數據庫，在VRP中實現設備模型和基本信息的對接，在可視化的操作平臺中，實現設備結構的查詢、交互式虛擬拆裝、基本信息管理和制定技術改造方案四項基本功能，如圖10所示。在運行及維護信息管理模塊中，分別建立運行信息數據庫、評價及決策模型數據庫和維護信息數據庫，將設備運行數據和設備維護數據通過CBM評價及決策模型分析，確定預知性維護方案。在該模塊中，實現設備運行信息管理、設備狀態評估、確定預知性維護方案和維護信息管理四項主要功能，如圖11所示。