适用场景:设备检修方案制定、电气系统维护规划
本文要点:实施状态检修提升设备效率、应用红外线热像仪检测设备温度、吊芯检修安全措施落实
行文逻辑:分析研究意义→探讨发展前景→应用新技术→总结注意事项→提出管理建议
1.本课题的研究意义本课题的研究意义
1.1本课题的研究意义
电气设备检修是消除设备缺陷通过检修达到以下目的:消除设备缺陷,排除隐患,保持和恢复设备铭牌出力,提高和保持设备最高效率,电气检修及一般安全要求提高设备健康水平,确保设备安全运行的重要措施。使设备安全运行,延长设备使用年限提高设备利用率。 开展电气设备状态检修有重要的意义,可以归纳为以下几点:被监测设备全过程受控.没有死区;适时维修可避免过剩维修,节约维修资金;适时维修可避免维修不足,可避免设备带病工作,减少事故的发生,减少经济损失;诊断出设备较精确的剩余寿命,合理使用设备,避免设备浪费或设备寿命不足发生事故造成损失。
2.电气设备实施状态检修的发展前景
定期维修与状态维修是当前世界范围内广泛采用的两种维修制度,定期维修制度缺点较多,逐渐显示老化过时;状态维修优点突出,经济效益和社会效益显著。目前工业先进国家均采用状态维修制度,实施设备状态检修既是技术方面的发展进步,也是对现行检修管理体制的改革,是一项复杂的系统工程,我国现在正由定期维修制度逐步向状态维修制度过渡。①定期维修制度贯彻“预防为主”的原则,“到期必修,修必修好”,曾经起到良好的作用。但由于维修盲目性难于克服,每年造成人力、财力、物力浪费巨大且在年检大修中,容易造成事故,降低可靠率和经济效益。②状态维修制度根据电气设备的运行状况、实行“该修必修,修必修好”,克服了定期维修制度的"不足,优点显著,劳动生产率与供电可靠率,经济效益与社会效益等均有明显提高。工业先进的国家已普遍实施。③随着微电子技术的发展和微机的广泛应用,监测手段不断增多,性能日益完善,为我国下一步更广泛地推行状态维修制度创造了十分有利的条件。建议有关部门有计划、有步骤地积极试点,总结经验,逐步推广。④状态维修是一项复杂而细致的工作,需要对设备历年的运行记录、检修台帐进行整理统计、分析摸底,同时进行必要的组织准备,做好相应的思想工作,争取少走或不走弯路而达到预期目的。
3 新技术在电气设备状态检修中的应用
3.1 发电机、变压器的检修 状态检修(cBM)也可称为预知维修(PM),是以获取设备运行的特征量为基础,结合设备的历史运行状况和检修情况以及现在的运行状态,从而查明故障(隐患或缺陷)性质、位置和严重程度。“不断电和带负荷”稽核技术正是基于以稽核到设备运行的特征量为基础,并采用专业的测试软件系统,来完成准确的预知性稽核设备(电气保护系统)运行数据。实现了从停电对设备健康状态进行诊断到不停电设备健康状态进行实时或定时诊断、评估和剩余寿命预测这项技术上的变革,是对状态检修理念的一种新突破。此技术能够完整的查验到当前保护系统元器件运行的主要数据、隐患内容等各项指标。并针对元器件运行的情况,了解到元器件参数是否出现异常,元器件是否发生实质性故障或出现某些异常征兆,用户可根据这种数据进行纠正或维修,减少成本、时间、人力的各种非必要支出。 新投入使用的变压器和运行5年后的主要厂、站用变压器及运行或试验中发生特殊情况的变压器都要进行吊芯检查或检修。吊芯检修是将变压器的铁芯从油箱中吊出或将变压器的钟罩吊开露出铁芯,然后根据技术标准要求,对各个部件进行检查、测量、试验,对各部位进行清洗并处理有关缺陷。
由于吊芯检修要起吊铁芯或钟罩,为防止起吊过程中的伤人或碰坏变压器部件,变压器吊芯时应采取以下安全措施:吊芯应选择在良好天气进行,并且工作场所无灰烟、尘土、水气,相对湿度不大于75%。变压器铁芯在空气中停留时间应尽量缩短。如果空气相对湿度大于75%,应使铁芯温度(按变压器油上层油温计算)比空气温度高10℃以上,或者保持室内温度比大气温度高lOT;,且铁芯温度不低于室内温度。只有在这种情况下吊芯,才能避免芯子受潮;起吊前,必须详细检查起吊钢丝绳的强度和挂钩的可靠性,以免发生起吊过程中的断绳事故。起吊所使用的器具不准超载。
①红外线点温计。红外线点温计,是一种手持的,可以方便灵活操作的测量仪器,它可以直观迅速的进行故障发热的检测,这种方式几乎适用于所有的电气设备,对电气设备的表面测温和故障发热检测准确,操作简单。
②红外线热像仪。红外线热像仪不仅可以在电气设备正常的运行状况下使用,也可以在停机检修过程中进行热像分析及检测。在正常的运行下,发电机、断路器、CT、母线及连接、工厂电缆、工厂电容器等设备的检测中都非常适用,还可以辅助进行发电机定子铁损试验和发电机转子护环的拆装工作在停机检修中也适用,红外线热像仪可以起到一定的辅助作用。 ③超声波流量探测仪。这个仪器一般用在停机检修中,也可以用于在线测量发电机定子进(出)水总管的流量、在停机检修中,可以测定发电机电子线棒的流量,断路器附属系统的冷却水流量及大型变压器循环油系统的流量等。 ④发电机在线综合分析专家系统。发电机在线综合分析专家系统可以综合发电机的各种工况参数,例如对温度、电压、电流、振动、励磁、绝缘、寿命等进行分析,并对照专家系统给出结论和处理意见。
3.2 注意事项 在发电机(调相机)的断路器及灭磁开关都己断开,但转子仍在转动的情况下,禁止在发电机(调相机)回路上工作,以防止因转子的剩磁在定子绕组中感应电压触电。在特殊情况下需要在转动着的发电机(调相机)回路上工作时,必须先切断励磁回路,投入自动灭磁装置,将定子出线与中性点一起短路接地。在装拆短路接地线时,应戴绝缘手套,穿绝缘靴或站在绝缘垫上,并戴护目镜。 填写小修记录。小修记录包括厂(站)名、变压器编号、铭牌、小修项目、更换部件及检修日期、环境温度、器温等,并注明检修人员。对检修后变压器上部各放气堵应充分放气,包括散热器或冷却器、套管、升高座及气体继电器等处。柠松放气堵放气,当冒油时快速拧紧。变压器上部不应遗留工具等。在退出检修现场前,应检查变压器的所有蝶门、截门是否处在应处的位.
4 结语
通过设备状态检修管理促进设备管理水平提高,是工厂系统设备管理中的一种重要方法,随着设备管理容量的变大,促进了设备管理信息化管理水平的提高。如何利用信息系统为状态检修管理服务,是迫切需要解决的新问题只要我们不断改进和创新,不断推进设备状态检修管理,完善和提高设备管理水平才能达到提高电网设备运行可靠性,提高电网的电能质量及减少电网损耗的目的。
参考资料:
[1] 李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,20xx.
[2] 李运华.机电控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,20xx.
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[5] 张建民.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,1996
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[7] 谢存禧.机电一体化生产系统设计.北京:机械工业出版社,1999
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[9] 胡泓、姚伯威主编.机电一体化原理及应用.北京:国防工业出版社,1999
[10] 梁景凯主编.机电一体化技术与系统.北京:机械工业出版社,1997
[11] 徐志毅主编.机电一体化实用技术.上海:上海科学技术文献出版社,1995
适用场景:无线设备选型评估、产品开发需求分析
本文要点:NRF24L01芯片性能分析、LT8900模块通讯优化、单片机干扰抑制措施
一、选题的背景与意义:
大家所谓的2.4G技术,其频段处于2.405GHz-2.485GHz(科学、医药、农业)之间。所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段,是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术,它的工作方式是全双工模式,在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率,比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术,2.4G有着自己独到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低,提供的数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。
2.4G无线键鼠套装已经出现有一段时间了,而且一直稳定占据着中低端无线键鼠的市场。蓝牙目前还是被作为高端无线技术应用在键鼠之上。市场份额相对较少但是却不可或缺,因为蓝牙有本身相对开放的连接协议。而不是2.4G无线的通过兑码实现的点对点连接。不过,因为键鼠的身份比较特殊,一台电脑一套键鼠已经足以应付。不像PSP或是手机那样本身就是一个载体可以利用蓝牙的点对面功能收发数据,这就决定了2.4G无线技术在键鼠产品上是未来的发展趋势所在。
既然是未来的发展趋势,被用户广泛应用是时间迟早的问题。讲究便携、抗干扰、以及传输距离的HTPC用户恰好和2.4G无线技术的诸多特点相融合。如今很多知名的键鼠厂商已经把未来的无线技术产品发展方向对准了2.4G。有了大的厂商带动,相信越来越多的用户会对2.4G无线键鼠产品产生浓厚的兴趣。
通过我们一直以来对市场中大部分品牌的资料收集,基本目前市场中的2.4G无线键鼠产品所用到的`无线收发模块都是NRF24L01芯片,此款芯片出自挪威著名IC芯片公司Nordic。
nRF24L01是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5 GHz ISM频段。工作电压为1.9~3.6 V,有多达125个频道可供选择。可通过SPI写入数据,最高可达10 Mb/s,数据传输率最快可达2 Mb/s,并且有自动应答和自动再发射功能。和上一代nRF2401相比,nRF24L01数据传输率更快,数据写入速度更高,内嵌的功能更完备。芯片能耗非常低,以-6 dBm的功率发射时,工作电流只有9 mA,接收时工作电流只有12.3 mA,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。这就不难发现为什么绝大部分甚至微软、罗技这样的知名键鼠企业都普遍采用NRF24L01芯片作为收发芯片的原因。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:
LT8900是一款高集成度的2.4GHZ的无线收发芯片,片上集成发射机,接收机,频率综合器,GFSK调制解调器。发射机支持功率可调,接收机采用数字扩展通信机制,在复杂环境和强干扰条件下,可以达到优良的收发性能。外围电路简单,只需搭配MCU以及少数外围被动器件。LT8900传输GFSK信号,发射功率约为2dBm,最大可以到6dBm。接收机采用低中频结构,接收灵敏度可以达到-87dBm。数字信道能量检测可以随时监控信道质量。
片上的发射接收FIFO寄存器可以和MCU进行通信,存储数据,然后以1Mbps数据率在空中传输。它内置了CRC,FEC,auto-ack和重传机制,可以大大简化系统设计并优化性能。
数字基带支持4线SPI和2线I2C接口,此外还有Reset,Pkt_flag,Fifo_flag三个数字接口。
为了提高电池使用寿命,芯片在各个环节都降低功耗,芯片最低工作电压可以到2.2V,在保持寄存器值条件下,最低电流为1uA。
芯片有QFN24 4x4mm和SSOP16封装,都符合RoHS标准。
模块必须用信号调制才能正常工作,常见的固定码编码器件如PT2262/2272,只要直接连接即可,非常简单,因为是专用编码芯片,所以效果很好传输距离很远。
模块配合来实现数据通讯时有一定的技巧:
1、合理的通讯速率
数据模块的最大传输数据速率为9.6KBs,一般控制在2.5k左右,过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率甚至根本无法工作。
2、合理的信息码格式
单片机和模块工作时,通常自己定义传输协议,不论用何种调制方式,所要传递的信息码格式都很重要,它将直接影响到数据的可靠收发。
3、单片机对接收模块的干扰
单片机模拟2262时一般都很正常,然而单片机模拟2272解码时通常会发现遥控距离缩短很多,这是因为单片机的时钟频率的倍频都会对接收模块产生干扰,51系列的单片机电磁干扰比较大,20xx稍微小一些,PIC系列的比较小,我们需要采用一些抗干扰措施来减小干扰。比如单片机和遥控接收电路分别用两个5伏电源供电,将接收板单独用一个78L05供电,单片机的时钟区远离接收模块,降低单片机的工作频率,中间加入屏蔽等。
接收模块和51系列单片机接口时最好做一个隔离电路,能较好地遏制单片机对接收模块的电磁干扰。
接收模块工作时一般输出的是高电平脉冲,不是直流电平,所以不能用万用表测试,调试时可用一个发光二极管串接一个3K的电阻来监测模块的输出状态。
无线数据模块和PT2262/PT2272等专用编解码芯片使用时,连接很简单只要直接连接即可,传输距离比较理想,一般能达到600米以上,如果和单片机或者微机配合使用时,会受到单片机或者微机的时钟干扰,造成传输距离明显下降,一般实用距离在200米以内。
三、研究的方法与技术路线:
1.查阅资料,在图书馆和网上查阅相关资料,了解本课题所涉及的相关内容,记录有用的文献资料。
2.运用软件Protel绘制电路图,运用keil uvision进行程序的设计。
3.使用电烙铁和焊锡进行实物焊接。
4.给模块接上直流稳压电源进行调试,因为本课题所做模块为遥控器的主要组成部分,所以信号输入是使用开发板进行模拟信号输入,信号接收装置接收信号并显示,以此判断此模块是否实现功能。
四、研究的总体安排与进度:
1.20xx年3月14日,开题答辩
2.20xx年3月15日至20xx年4月15日,确定毕业设计大纲,完成毕业设计初稿。
3.20xx年4月16日至20xx年4月25日,毕业设计中期检查。
4.20xx年4月26日至20xx年5月17日,毕业设计答辩准备。
5.20xx年5月18日之后,毕业设计答辩
五、主要参考文献:
[1]夏华,无线通信模块设计与物联网应用开发,电子工业出版社,20xx.06
[2]杜思深主编,无线数据通信技术,电子工业出版社,20xx
[3]孙学康,刘勇,无线传输与接入技术,人民邮电出版社,20xx.07
[4]普罗科斯,数字通信(第5版),电子工业出版社,20xx.06
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