電氣工程認識實習報告

電氣工程與自動化專業(yè)相識實習報告摘要開學之初，電氣工程學院組織了為期兩周的相識實習課程活動。本報告一方面以在電力行業(yè)相關(guān)部門或企業(yè)的現(xiàn)場實習為線索，即參觀了重慶電機廠、巴山變電站、九龍電廠、重慶高校主教學樓、重慶ABB變壓器有限公司，聽取和觀看了相關(guān)講座和教學錄像，最終相識了各種電氣設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)和作用，了解了企業(yè)的管理與運作模式。另一方面從電力行業(yè)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電為線路，進一步了解了電能在整個過程中的生產(chǎn)、運行、管理和利用方式，并通過與企業(yè)相關(guān)負責人、帶隊老師溝通和自己在課外的擴充學習較為深化地了解了電氣工程應(yīng)用到社會生活領(lǐng)域的方方面面及其重要性。本報告主要分為三個部分，第一部分介紹電能的生產(chǎn)、輸送與配置，包括九龍電廠、巴山變電站、重慶高校主教樓；其次部分為電氣工程相關(guān)企業(yè)的介紹，包括重慶電機廠、重慶ABB變壓器有限責任公司；第三部分介紹教學錄像的觀看及收獲。通過為期兩周的相識實習不僅讓學生更加了解了電氣工程與自動化專業(yè)更培育了學生對該專業(yè)的酷愛，樹立了今后為之勤奮學習并將所學學問應(yīng)用到實際的決心。關(guān)鍵字：相識實習電能企業(yè)學習目錄1.實習目的及要求 32.實習內(nèi)容 32.1電能的生產(chǎn)、輸送與配置 3九龍發(fā)電廠 32.1.2巴山變電站 62.1.3重大主教學樓（配用電） 82.2電氣工程相關(guān)企業(yè) 92.2.1重慶電機廠 92.2.2重慶ABB 112.3教學錄像的觀看 123總結(jié) 12參考文獻 131、實習目的及要求本次相識實習總體上要求學生學習工廠工人嚴謹仔細的工作作風，初步了解也電氣工程領(lǐng)域相關(guān)的儀器、儀表和設(shè)備，熟識企業(yè)的生產(chǎn)、運行和管理方式，培育學生了解專業(yè)、酷愛專業(yè)、勤奮學習的決心。具體地說相識實習的目的包含以下幾點要求：1）學習和了解主要電氣設(shè)備（含建筑電氣設(shè)備）的種類、名稱、結(jié)構(gòu)、作用和主要參數(shù)；2）學習和了解變電站主要限制室和開關(guān)站的作用和布置方式，電氣主接線的類型；3）學習和了解發(fā)電廠的主要設(shè)備及其參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟指標，電能的生產(chǎn)和輸配方法；4）學習和了解同步電機、感應(yīng)電機、變壓器、直流電機、斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、跌落式保險器、電容補償器等電氣設(shè)備的作用、主要參數(shù)、制造材料和制造方法；5）學習和了解計算機限制、PLC、電力電子等技術(shù)在電氣行業(yè)中的應(yīng)用。2、實習內(nèi)容2.1、電能的生產(chǎn)、輸送與配置電力是以電能作為動力的能源，是由發(fā)電、輸變電、配電、用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費系統(tǒng)[1]。本部分具體介紹發(fā)電、輸變電、配電這三部分內(nèi)容。2.1.1、九龍發(fā)電廠行業(yè)背景發(fā)電始終都是整個電力行業(yè)的基礎(chǔ)，我國現(xiàn)有主要的發(fā)電方式主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電、光伏發(fā)電、風力發(fā)電、核能發(fā)電，就目前而言，風電和光伏發(fā)電發(fā)展快速，尤其是風電，其裝機容量已連續(xù)三年實現(xiàn)倍增式增長。雖然清潔能源發(fā)電增長快速但由于電力結(jié)構(gòu)不合理，現(xiàn)在依舊是火力發(fā)電占據(jù)全國總裝機容量的70.5%，火力發(fā)電大部分用煤作燃料，假如廢氣、廢渣處理不合理就會對環(huán)境造成肯定的污染。我們參觀的九龍發(fā)電廠就屬于火力發(fā)電廠。2）工廠概況重慶九龍發(fā)電廠裝有一臺容量為200MW的水輪發(fā)電機，年發(fā)電量超過60億千瓦時。在環(huán)保方面，該廠引進了國內(nèi)先進的靜電除塵和脫硫裝置將廢氣中的粉層和SO2降低到最小限度以減小對環(huán)境的危害；在能效方面，該廠對水資源的利用采納循環(huán)加回收運用的策略，充分利用水資源提高發(fā)電的效率。實習過程我們在孫鵬菊老師的帶領(lǐng)下來到了廠區(qū)，廠區(qū)工作人員在簡潔介紹了平安及留意事項以后就給我具體介紹起了整個發(fā)電廠的運行過程，下面的一幅圖清晰地展示了該過程：圖1：火電廠發(fā)電過程首先對于發(fā)電站最為核心的裝置就是鍋爐，依據(jù)工作人員的說明，鍋爐分為“鍋”和“爐”，工廠將電煤運輸進來經(jīng)過球磨機的研磨變成很細很細的煤粉（有助于煤的充分燃燒），然后通過給粉機放到爐中猛烈燃燒產(chǎn)生大量的熱量加熱鍋中通過凈化的水，使其成為高溫高壓的蒸汽，通過其推動汽輪機轉(zhuǎn)動將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能最終帶動發(fā)電機組旋轉(zhuǎn)發(fā)電。上圖中還展示了工廠對于水資源的循環(huán)利用以及廢氣、廢渣的處理狀況。其中的靜電除塵的工作原理將在課外學習中介紹。在講解完工廠的整體狀況后我們進入了工廠內(nèi)部進行具體參觀。我們先來到工廠的底層，這里我們看到了煤炭被球磨機研磨的過程以及被皮帶傳送上去的過程。然后我們來到了工廠6樓，在煤炭被粉化后，煤灰被吹入爐子，猛烈燃燒。接著我們參觀了汽輪發(fā)電機。據(jù)介紹，汽輪發(fā)電機是用氫氣作為冷卻煤質(zhì)，因此平安顯得尤為重要。房間里我們看到了發(fā)電設(shè)備，一臺汽輪機和一臺200MW的發(fā)電機以及一臺1140KW的勵磁機。參觀的末尾，我們來到了電廠的輸電變壓設(shè)備，在這里變壓設(shè)備將發(fā)電機發(fā)出的電壓經(jīng)過升壓后輸送到其他地方。在這里除了變壓器還有電流、電壓互感器，斷路以及避雷設(shè)備，這些設(shè)備組成一個整體才讓發(fā)電機發(fā)出的電能平安地進入電網(wǎng)中。課外學習這次在九龍電廠的參觀過程中主要遇到了一個問題——靜電除塵[2]，通過課外的學習和補充我對它有了更好的相識。燃煤在鍋爐中燃燒的過程中會產(chǎn)生大量的粉塵顆粒，假如不有效地處理將會對環(huán)境造成嚴峻的危害，本廠利用靜電除塵的原理除去了絕大多數(shù)的粉塵使環(huán)境得到了愛護。靜電除塵裝置主要須要兩個電場，一個作用使粉塵帶上電荷的電場，該區(qū)域稱為電暈區(qū)，如圖所示。另一個的作用是使粉塵被吸附到極板上從而除去。圖2：靜電裝置示意圖高壓直流電源將電暈區(qū)置為負電位從而使粉塵帶上負電荷，同時極板內(nèi)側(cè)為正電位，在電暈區(qū)與極板間就形成了電場，帶負電的粉塵在電場的作用下運動到極板上從而除去了粉塵。2.1.2、巴山變電站行業(yè)背景變電站是實現(xiàn)電能有效輸送和利用的重要地方，變電站中的主要設(shè)備有變壓器、導(dǎo)線、絕緣子、電流電壓互感器、避雷器、隔離開關(guān)、斷路器等，通過這些器件的親密協(xié)作實現(xiàn)電壓電能的有效管理。近年來，隨著電力系統(tǒng)管理體制的深化改革，變電站的自動化技術(shù)也不斷進步，而逐步實現(xiàn)自動化是變電行業(yè)的發(fā)展方向。公司概況重慶市巴山變電站是重慶市供電局正式成立的220KV市區(qū)變電運維站，擁有兩臺主變，電壓等級分別是220千伏和110千伏。實現(xiàn)了220KV變電站的集約化管理和運維一體化。實習過程來到站區(qū)工作人員先向我們強調(diào)了平安問題，比如不能穿拖鞋不能打傘等。我們在具體聽取了站區(qū)平安留意事項后就進入了廠區(qū)先來到了位于二樓的主限制室，在這里主要是一個模擬接線屏和后臺的用于操作開關(guān)的電腦。在模擬接線屏上畫出的是該站一次主接線圖，屏上白色的線為2條220KV的雙母線帶一個旁路共有4條進線；紅色的線也為雙母線帶旁路的接線方式，電壓為110KV；藍色的線為10KV的電壓，為站用電和一條到美茵河谷的線。而由進線到站用電到出線電壓的變更就是通過該變電站的兩臺主變完成的。另外屏上還有靜補償裝置，主要是一些電容器。一般在系統(tǒng)電壓比較低的時候才會投入運用。除此之外我們還看到了一些測量設(shè)備的電力符號，比如電流、電壓互感器，避雷器，隔離開關(guān)和斷路器等。在模擬屏的后方是限制臺，工作人員正是通過這個限制臺操縱整個變電站的穩(wěn)定運行的。隨后我們又來到了變電站的愛護室，在這里主要是一些二次設(shè)備的愛護裝置，比如手車式開關(guān)、斷路器、電能測量裝置，通過這些設(shè)備工作人員才能更好地監(jiān)視整個站區(qū)的運行狀況。在參觀完模擬屏和愛護室后我們來到了變電站站區(qū)，親眼目睹了一些變壓設(shè)備。首先我們看到了一臺主變壓器，可以很清晰地看到該變壓器是有三個電壓等級，三個接線柱的電壓分別分220KV，110KV和10KV，關(guān)于該變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理將在課外學習中介紹。圖3：主變壓器在變電區(qū)域我們還參觀了刀閘（屬于開關(guān)的一種），其中有種隔離刀閘的工作原理是里面充有SF6氣體，該氣體能夠?qū)崿F(xiàn)在開關(guān)閉合和關(guān)斷瞬間的滅弧作用，此外里面的機械傳動機構(gòu)是通過空氣壓力實現(xiàn)的。隨后我們還參觀了PT、CT，應(yīng)當說通過該實地觀看對變電站的運行原理有了更深的了解。課外學習變電站中的變壓器因為其很大的容量，所以其結(jié)構(gòu)跟一般的變壓器有所不同。主要表現(xiàn)在散熱方式上。該變壓器主要采納油浸風冷的散熱方式，在變壓器箱體內(nèi)充有大量的絕緣油，該油除絕緣作用外還具有導(dǎo)熱的作用，在箱體的中熱的油通過對流作用浮到上層，再通過薄型的散熱片在風扇的帶動作用下將熱量散出。這樣的散熱方式能夠在相同時間內(nèi)散出更多得熱量以便適應(yīng)大型變壓器。2.1.3、重慶高校主教學樓（配用電）1）配用電系統(tǒng)的背景從發(fā)電、輸變電到最終的配電用電。配用電系統(tǒng)主要包括為建筑各個部分安排用電的配電房和各種用電設(shè)備等。用電系統(tǒng)則包括消防用電、監(jiān)控用電、照明用電等，每個用電系統(tǒng)都有其額定的負荷值，其重要性也不盡相同，這就要求我們對配電系統(tǒng)具體設(shè)計確保各個用電系統(tǒng)都能正常工作。2）主教學樓概況重慶高校主教學樓工程位于重大A區(qū)校內(nèi)內(nèi)，是一座集教學、科研、辦公為一體的綜合性公共建筑?？偼顿Y1.8億元，占地12000M2，總建筑面積70032M2。大樓要求不間斷供電，對電能的穩(wěn)定性和高負載性要求都較高。3）實習過程在劉強老師簡潔介紹過主教樓的概況后，我們先來到了高壓配電室。高壓配電室為整個主教樓供電，因為主教要求不間斷供電，因此為了減小停電的可能性，其中設(shè)有兩條10KV的進線。高壓配電室裝有主短路器、母聯(lián)柜、計量柜、PT，CT柜、隔離柜，最終經(jīng)由出線柜離開高壓配電室。從高壓出線柜出來的4條10KV的出線來到了低壓配電室的變壓器部分，這里有四臺變壓器，將電壓變成400V的低壓以適應(yīng)大樓低壓用電380V，老師介紹變壓器副邊電壓比380V多20V的緣由是用電過程中難免會有電壓波動，因此要留有5%的余量。與高壓配電房不同是這里會有補償柜用于系統(tǒng)的無功補償，另外就是各種出線柜了，這些出線將干脆送到大樓的用電部分去。隨后老師在地下車庫中向我們介紹了用電系統(tǒng)之一——火災(zāi)報警系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。地下車庫安裝了完善的消防監(jiān)控及實施系統(tǒng)。從煙霧傳感器到溫度傳感器都特別多，當它們監(jiān)測到煙或者是區(qū)域內(nèi)過熱時就會觸發(fā)報警，此時水管噴頭也會自動噴水滅火。同時為了有效防止火勢擴散，車庫的不同位置都安裝有防卷簾，當險情發(fā)生生防火門會下降到離地面肯定的高度，這個高度既防止了火情的擴散也利于人員的逃命?；馂?zāi)系統(tǒng)的供電要求是特別穩(wěn)定的且優(yōu)先級很高，這樣才能保證大樓的基本平安。然后我們來到了監(jiān)控室，在大樓的眾多位置都安放了攝像頭，通過通訊線實時傳遞到監(jiān)控室，這樣監(jiān)控室里就能監(jiān)控到大樓各個地方的狀況，進一步保證了大樓的平安。2.2、電氣工程相關(guān)企業(yè)電氣工程專業(yè)涉及的領(lǐng)域比較廣泛。電力系統(tǒng)主要包括：發(fā)電企業(yè)，供電企業(yè)和電氣設(shè)備制造公司三大類。我國現(xiàn)有的國有大型發(fā)電集團有：中國華能集團、中國大唐集團、中國華電集團、中國國電集團和中國電力投資集團；電網(wǎng)公司有：國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司；電氣設(shè)備制造企業(yè)有：上海電氣電站、新疆特變電工等，也有一些外企，比較典型有的SIEMENS、ABB、SCHNEIDER、AREVA、VESTAS等。本部分主要介紹參觀的兩家企業(yè)——賽力盟電機廠和重慶ABB變壓器廠。、重慶電機廠行業(yè)背景電機是一個傳統(tǒng)的行業(yè)，經(jīng)過約200年的發(fā)展，電機的應(yīng)用已經(jīng)到了社會生產(chǎn)的各個方面。與國外企業(yè)相比，我國電機行業(yè)仍處在比較落后的階段，自主研發(fā)實力比較弱，在一些高精尖的電機設(shè)計與制造商與國外廠商仍存在巨大差距，因此培育高技術(shù)人才，進軍具有較高技術(shù)含量的電機生產(chǎn)領(lǐng)域是我們電機行業(yè)發(fā)展的一個瓶頸，同時也是一個機遇。企業(yè)概況重慶賽力盟電機公司是特地研發(fā)、生產(chǎn)和銷售各型溝通異步電動機、溝通同步電動機、直流電動機、汽車電機、軌道牽引電機、水輪發(fā)電機及發(fā)電機組和其它特別電機的企業(yè)。實習過程來到廠區(qū)后，在廠區(qū)負責人介紹完平安問題后我們就來到了電機廠的第一個車間——硅鋼片加工車間，在這里沖床將硅鋼片沖成須要的大小和尺寸，每片硅鋼片都特別薄，也許0.5MM。在單片的硅鋼片加工完成后，諸多的硅鋼片被工人疊加在一起并用固定裝置固定好，這樣電機的轉(zhuǎn)子或是定子的鐵芯部分就做好了。這部分器件會被送到線圈繞制車間，工人們將在剛做好的鐵芯上面繞制線圈，稱為轉(zhuǎn)子或定子繞組。在線圈繞制完畢后將被送入電機的總裝車間，在這里一個成型的電機將被組裝出來。下面一幅圖展示了總裝流程。圖4：總裝工藝流程從這個流程圖我們看到該廠對廢氣、廢水、廢渣的處理也是很合理的，體現(xiàn)了企業(yè)對于環(huán)保的重視。總裝車間出來的產(chǎn)品就是成品了，這里有同步電機、異步電機、直流電機等。對于異步電機中的繞線式電機將在課外學習中介紹。課外學習異步電機包括鼠籠式異步電機和繞線式異步電機，兩者的定子及繞組相同，不同的轉(zhuǎn)子。鼠籠式電機的轉(zhuǎn)子上沒有繞組，而繞線式異步電機的轉(zhuǎn)子上有繞組并通過電刷與外圍電路連接如下圖所示：圖5：定子繞組（星形連接）圖6：轉(zhuǎn)子繞組及外圍電路（星型連接）繞線異步電機的轉(zhuǎn)子部分如圖6所示[3]，外圍電路通過電刷給定子繞組供應(yīng)直流，這個過程為勵磁過程，轉(zhuǎn)子有了恒定的磁場后在定子的旋轉(zhuǎn)磁場的作用下就可以轉(zhuǎn)動了。滑動變阻器主要用來調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁量的大小，從而限制電機的轉(zhuǎn)速。、重慶ABB行業(yè)背景變壓器幾乎在全部的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡潔，但依據(jù)不同的運用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同。隨著新增發(fā)電裝機的不斷增長我國對各類變壓器的需求也持續(xù)增長。近年來，通過引進國外先進技術(shù)，使變壓器產(chǎn)品品種、水平及高壓變壓器容量都有了大幅提高。企業(yè)概況ABB是一家由瑞典公司ASEA與瑞士公司BBC這兩個歷史100多年的公司合并成立的。ABB集團是電力和自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)廠商，是全球500強企業(yè)之一。重慶ABB變壓器有限公司已成為ABB全球最大的變壓器制造基地，專注于500kV及以上大型電力變壓器、電抗器及高壓直流換流變壓器的設(shè)計與生產(chǎn)，年生產(chǎn)實力超過50,000MVA，擁有員工約700人。實習過程首先ABB重慶廠區(qū)的總經(jīng)理助理向向我們介紹了ABB的歷史及發(fā)呈現(xiàn)狀。從中我了解到了ABB的業(yè)務(wù)涉及了電力產(chǎn)品部、電力系統(tǒng)部、離散自動化與運動限制部、低壓產(chǎn)品部、過程自動化六個方面?？梢哉fABB在這六個方面的成果確定了其在電力行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位。隨后企業(yè)設(shè)計部的一名負責電磁計算的員工帶領(lǐng)我們參觀了變壓器的生產(chǎn)過程。首先是設(shè)計室，在這里設(shè)計人員依據(jù)廠商的要求設(shè)計出相應(yīng)容量的變壓器，在這個過程中他們須要完成電磁計算，鐵芯損耗計算等，然后設(shè)計結(jié)果交給模型設(shè)計處，依據(jù)參數(shù)建立模型，用CAD畫出圖紙再交給車間生產(chǎn)。然后我們來到了生產(chǎn)變壓器的車間，首先是硅鋼片的組裝，然后是線圈的繞制，隨后將繞制好的鐵芯放入箱體中，最終再將一些附件組裝上去就行了。在車間我們還見到了800KVHVDC變壓器，據(jù)負責人介紹生產(chǎn)該變壓器的技術(shù)國內(nèi)只有ABB和SIEMENS兩家公司駕馭了。國內(nèi)企業(yè)不能生產(chǎn)這種變壓器，國家只能通過市場換技術(shù)的方式學習