开关电源的设计方案范文

时间:2023-12-06 17:14:39

开关电源的设计方案

开关电源的设计方案篇1

Lu Zhuwei;Chen Yuming

(①Sanjiang University,Nanjing 210012,China;②Wiscom Electrical Co.,Ltd.,Nanjing 211100,China)

摘要:研究了开关线性复合功率变换技术,提出一种复合型精密电流源的方案。该电源结合了高频开关电源和推挽线性功放电路的优点,输出波形好,效率高、体积小。同时采用三态自适应滞环电流控制方式,有效地减小了输出电流的脉动纹波。根据设计的方案制作了一台样机,实验结果表明该电流源纹波系数小、效率高,验证了方案的可行性。

Abstract: Switch-linearity hybrid power conversion was researched and a hybrid precise current source was proposed based on the technology. The current source combined the advantages of switching power module and linear power module. It had excellent waveform, high efficiency and small volume. A novel self-adaptive three-state hysteretic control strategy was also used to reduce the ripple of the output current. Then a model machine was produced according to the design scheme. The result showed that this current source had low ripple quotient and high efficiency, so it proved the effectiveness of the scheme.

关键词:开关线性 精密电流源 滞环控制

Key words: switch-linearity;precise current source;hysteretic control

中图分类号:TM1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)19-0036-02

0引言

随着电力事业的发展,用电单位越来越多,对电能表进行准确的校验是保证电力安全、电能计量准确的必要手段。在仪表校准中,希望交流电压源或电流源的精度与分辨率足够高,因为这是仪表能否校准好的关键所在。线性功率放大器具有设计简单、波形失真度小等优点,目前在精密功率源中一般都用它进行功率放大。但线性功率放大器的效率很低,特别是工频电工式仪表多为感性负载,此时线性功率放大器发热更为严重,因而在精密测量领域中的应用受到制约。精密开关电源能省去工频变压器,效率高,虽然纹波系数较大,但把它作为集成恒流源的前级,复合成精密恒流源,可将二者的优势互补,使其稳定性等技术指标大大提高。

1开关线性复合技术

开关线性复合技术(SLH)主要的特点是将电力电子纯开关功率变换电路与线性功率放大电路有机的结合起来,即把常规的PWM电压型变频器作为B类功率放大器的供电电源,由于射极跟随器的负反馈形成的系统具有强有力的抗干扰特点,使得系统具有较高的效率和较强的鲁棒性,从而构成的新型功率变换器,可以互补综合,优化性能。

该技术的本质在于开关滤波电路只作为复合线性电路的特殊供电电源,那么整体系统可以看成是一个比例放大器,从而获得极快的动态响应和比较准确地跟踪效果,而同时又因为具有压控射极输出特性的线性单元的高阻输入、低阻输出的特性,近似于功率级的缓冲器,阻隔了输入输出信号之间的相互干扰,很好的保证了系统的正常工作,实现了THD指标和效率指标的兼顾,符合目前大家追求的高保真、绿色、环保等电源变换的要求。

SLH的结构图如图1所示,由图可以看出,开关线性复合器由参考信号、前置功放、前置放大、开关电源、线性功率放大等组成。产生标准正弦信号作为参考信号,同时控制开关变换单元和线性功率放大单元,是系统输出理想波形的参考;将参考信号前置放大的目的是驱动线性功率放大装置中的功率开关器件;开关电源的作用就是为线性功率放大装置中的功率开关器件提供脉动正弦供电电源。

2基于开关线性复合技术的电流源方案设计

2.1 系统总体设计方案本文设计一种开关电源和线性功率放大器复合的电流源,将开关电源作为复合电源的前级,开关电源的输出整流滤波成馒头波后为线性功率放大器的功率放大管供电,且馒头波与系统输出电压接近线性放大器功率管的管压降,这样就大大提高了电源的整体效率。这种复合电源既保留了传统电源的优点,又根据实际需要对现有传统电源的不足作了改善。复合电源总体设计方案如图2所示,输入为50Hz、220V交流电压,经整流滤波后得到311V直流电压,采用DC/DC变换器将直流电压变换成100Hz、最大值为80V的馒头波。该馒头波经滤波后作为DC/AC逆变器的输入,DC/AC逆变器采用了三态滞环和自适应滞环相结合的电流控制方式,使输出的电压波形具有较小的波形失真度。

2.2 DC/DC变换电路设计开关电源DC/DC电路的设计方案如图3所示。交错型双晶体管正激变换器在保留双管正激变换器功率开关管电压应力低和可靠性高的优点同时,克服了等效占空比小、副边二极管电压应力高、输出电流脉动大等缺点。与全桥变换器或半桥变换器相比,它的每一个桥臂都是由一个二极管和一个开关管串联组成,从结构上消除了桥臂直通现象,可靠性高,特别适合输出中等功率、输入电压较高的应用场合。因此,DC/DC变换电路采用交错并联的双晶体管正激变换电路。

2.3 DC/AC电路设计方案开关电源DC/AC电路的设计方案如图4所示。开关电源DC/AC电路的输入为变换成100Hz、最大值为80V的馒头波。再经全桥逆变为正弦交流电压,并经LC滤波网络滤去高次谐波,最后得到所需的正弦波作为输出。吸收电容用于吸收负载以及滤波电容的回馈能量,防止直流母线电压上冲。该逆变器控制电路采用输出电流外环加电感电流内环的双环控制方案,采用三态滞环控制进一步减小输出电流的THD,采用自适应滞环控制解决了输出小电流、低电压情况下电流的THD超标问题。

2.4 后级线性电源设计后级线性电源的设计方案如图5所示,基准正弦电压经PI调节器后经差分对管输入,经中间放大级电路放大,输出采用乙类互补推挽功放电路。前级开关电源DC/AC逆变电路输出电压经整流滤波后,输出电压波形与线性功率放大器的输出波形的电压差近似为功率放大管的饱和管压降,作为线性功率放大器中功率放大管的供电电源。线性功率放大器的输出电压跟随负载的变化而变化,DC/AC逆变电路的输出电压根据功率放大管的管压降实时调整,保证电压差始终接近功率放大管的饱和管压降值。

3系统实验分析

根据设计的方案制作了一台样机,在样机实验中,负载为1A时,线性功放输出电压及电流波形如图6所示。负载为3A时,线性功放输出电压及电流波形如图7所示。

复合电源的实验数据如表1所示。由此可以看出电流源能输出高质量的正弦电流,有较好的稳定性,谐波失真度不超过0.5%。

4结论

文章将精密开关电源作为集成恒流源的前级,将线性放大电路作为后级,将二者的优势互补,复合成精密恒流源,使其技术指标大大提高。采用了三态滞环和自适应滞环相结合的控制方式,作为全桥逆变电路的电流环控制方式,减小了输出电流的脉动,减小了逆变桥开关次数,使输出电流的THD在输出电流和负载变化时均能满足小于0.5%的要求。

参考文献:

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开关电源的设计方案篇2

关键词:大型 住宅小区 供电设计 稳定

中图分类号:TU85 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(a)-0117-01

在我国,电力是人们日常生活中必不可少的需求,住宅小区是人们生活的主要场所,在现如今城市居民衣食住行都离不开电力供应。由于住宅小区的供电设计的重要性,小区内电气设计成为人们越来越关注的热点问题,住宅小区的供电设计包括小区供配电设计、计量、保护等是否协调合理,科学合理的供电设计对于小区内日常用电顺畅起到重要的保障作用。本文对有关大型住宅小区供电设计思路进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。

1 工程概况

某住宅小区,建筑面积为94万m2,一期工程为22万m2,一期工程用电负荷根据实际情况统计分析,并结合小区规划、负荷分布以及实际实施计划,打算在一期工程进行变电所的设置,根据详细计算后,一期工程总用电容量约为10600 kVA,二期用电容量约为16300 kVA,总用电容量为26900 kVA。

2 供配电方案设计

住宅小区供电设计中最主要的原则就是供电稳定可靠性,这是供电方案制定的关键。小区供电设计根据小区负荷,并且结合小区所在城市的电网特点进行制定,方案的优劣将对小区供电的稳定可靠性以及经济性起到至关重要的作用。

2.1 小区接入电源供电设计

住宅小区供电设计中,供配电设施的外部电源线路以及电缆等应当和城市规划相一致,符合城市建设规划的整体特点,将设计规划上报到相关部门,小区对供电负荷、各个用电单位的负荷性质进行确认,建设单位将其上报到供电部门,提交用电申请。

大型住宅小区对整个供电方案进行可行性研究时,要先提交申请意见,假如小区附近没有可利用的供电变电站,那么就需要重新考虑项目可行性。对供电设计进行研究时预留出变电站位置,留出建设通道,做好配电方案和相关设施的设计。

供电公司接到用电申请,按照电网实际情况,制定详细的方案,住宅小区10 kV外部供电方案要报备城市规划部门,并对电缆和架空线路供电进行确定。

设计单位按照供电公司下发方案通知单进行工程设计,其中要对主供电源、备用电源、变压器容量、计量方式以及设备等进行确定,对供电线路路线进行明确,制定架空线路以及电力电缆方案。

新建住宅小区电源一:从110 kV甲变电站增添10 kV出线间隔一个,10 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆1回,型号为ZR-YJV22-8.7/15-3×240;电源二,从110 kV乙变电站增添一个10 kV出线间隔,10 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆1回,型号是ZR-YJV22-8.7/15-3×240。电源是从两个变电站进行出线,促进小区供电稳定可靠性的提高,保证小区的一路电源进行检修,或者是发生故障时,另外一路电源依然可以正常工作,以此提高了整个小区的供电稳定可靠性。

2.2 小区供电接线方式设计

(1)小区内部建设配电网的设计要求。

小区内内部建设配电网要按照实际情况,对供电形式进行确定,有欧式箱变供电和配电房供电,对总配电房的位置进行确定,联接方式的选择,具体接线形式的确定等。其中,供电形式的确定是由建设单位提出建设意见,和供电单位进行协商,一般多层建筑选择欧式箱变,高层住宅选择户内配电房的方式。配电房的位置要尽量靠近单元口,符合设计经济性的原则。

(2)高压供电方式。

住宅区高压供电方式可以选用开关站和配电站相互配合的方式,多层小区适合用环网柜、分支箱的连接方式,大部分情况下采用欧式箱变供电;如果是多层和高层相互结合的小区可以用两种方式相互结合使用。十层以上的高层建筑适合用户内配电站方式。户内配电站采用干变的方式。

(3)低压供电方式。

低压线路的长度要小于250 m,高层住宅低压电缆最好是采用预分支电缆的方式,从而减少低压分线箱占地面积,同时符合设计安全、美观以及接线简单的原则。低压线路尽可能采用多点接地的方式,接地电阻不大于10 Ω。除此之外,变压器要配备低压自动无功补偿设备,电容器容量要大于20%变压器容量。

(4)接线形式设计。

接线形式包括单母线接线方式、单母线分段接线方式等,大型开关站适合采用单母线分段接线和母联开关的方式。如果是针对两台以上配电站要进行0.4 kV母联开关的装设,低压进线开关和母联开关之间必须配备闭锁设备,闭锁设备是由电气联锁和机械联锁共同组成,保证低压进线开关和母联开关无法同时闭合。

2.3 配电房站址和线路走廊

(1)配电房的位置选择。

小区内配电装置,包括配电室、箱室变压器、电缆沟管走向等,都要符合小区整体设计规划,和小区内其他管线进行统筹管理和规划。其中,住宅小区的配电房最好设计成一栋独立的建筑物,然而也可以结合其他建筑,但是效果要略逊,一般而言建设在建筑物的一层,不能和居民住宅离得太近。如果条件有限,必须把配电房设计在地下层,那么尽量不要设置在底层,避免电气设备受潮。除此之外,还要做好配电室的防水工作,尤其是一些渗水比较集中的设备,以及需要抽去渗水的装置。为了避免地下室受潮而对电气设备的绝缘性产生影响,配电房还要配备空调设备。对于地下仅仅有一层的高层建筑,最好是采用地面配电房的形式,或者是欧式箱变供电方式,主要是考虑到在雨水季节确保雨水不会流入配电房,假如不得不设置在地下室,要尽可能的抬高地面,并采取防水措施。同时,配电房的位置不宜离积水场所太近,配电房不要设置在排水管道和消防管道的上方。

(2)线路走廊选择。

小区外部电力电缆和输电线路的设计要待供电设计方案全部确定之后,设计部门提出路径设计建议,上报给供电部门,获批准后才可以按照设计方案进行施工。小区内线路走廊选择要对小区给排水、煤气以及弱电网络系统进行综合考虑。

3 小区电气节能设计

(1)低损耗变压器是首选,如果是容量较大、数量较多的变压器,应该在负荷合理分配的基础上尽可能减少变压器台数。

(2)线路损耗方面,要按照负荷分布,减小线路的长度。

(3)提高功率因数。

(4)小区环境照明用电采用光照度、时间控制。

4 结语

综上所述,电力供应是人们日常生活、工作以及学习必不可少的部分,是人们日常生活的重要保障。住宅小区供电设计是确保城市居民日常生活的重要基础,对于我国城市化进程的加快能起到至关重要的作用,因此对小区供电设计进行分析具有重要研究意义。本文对有关大型住宅小区供电设计思路进行分析和探讨,以期对于供电设计水平的提高,起到一定的理论指导意义。

参考文献

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[2] 温武袍.保利国际广场供配电系统的设计方案[J].智能建筑电气技术,2010(5).

开关电源的设计方案篇3

关键词:通信电源系统;设计;运行维护;节能方案

0前言

信息技术的发展和进步,为通信系统的完善和创新奠定基础。为保障通信系统的功能,需合理展开通信电源系统的设计。通信电源系统主要包括交流供电系统和直流供电系统,并结合新技术,综合展开对通信电源系统的设计。此外,节能减排理念的影响下,通信电源系统的能源消耗,也成为通信电源系统设计的关键。基于此,本文对通信电源系统设计展开分析,详细分析通信电源系统运用维护中的节能方案,具体内容如下。

1通信电源系统分析

1.1通信系统构成

通信电源系统是保障通信系统正常运行的关键,借助有效的电源组成,可以改善通信系统的功能性和可靠性。通常情况下通信电源系统主要是由五个组成部分构成。

1.2通信电源系统基本要求

通信电源系统是影响通信设备功能性的关键。故此,对于通信电源系统的基本要求主要体现在可靠性和稳定性两点。通信系统中,如果个别设备出现故障,对通信的影响属于局部影响,借助有效维护策略,可以完成快速故障处理。如果通信电源系统出现故障,就会导致整个通信系统出现问题。通信电源系统的相关设备需要拥有相关备用件,直接接入市电的部分,需具备备用电源,并设计足够的蓄电池,促使通信电源系统在市电不可用的情况下,仍旧可以体电源系统的功能,进而推动通信系统的稳定与可靠。此外,如果交流输入电压波动范围处于±30%以上,则可以对稳压装置进行设置,达到提升电源系统功能的目的。

2通信电源系统设计中的节能方案分析

为响应节能减排和低碳理念,通信电源系统在设计过程中,需对节能方法和节能措施进行研究,并制定行之有效的节能方案,进而推动通信电源系统的节能效果。

2.1电源系统设计中的设备配置

通信电源系统设备是影响能源消耗的关键部分,针对通信电源系统设计中的节能方案,可以从设备选型入手,从而达到降低电源设备能源消耗的目的,实现节能减排。(1)变压器。变压器节能主要从变压器效率、容量和运行方式等展开综合分析。现阶段变压器的单台容量均≥1600kvA,如果变压器处于长期工作状态下,进而造成大量损耗,进而造成能耗增加,不利于节能。故此,需结合具体通信系统的具体情况,分析实际运行参数,完成对容量和数量选择,且展开主备用状态的调整,达到节能目的;(2)电容补偿设备的选择。电容补偿设备是实现对功率因素的补偿。故此,具体通信电源系统设计时,需对具有节能功能的设备进行运用,进而达到节能效果。对于电容补偿设备,可展开对导线截面积、敷设方式和具体用量等,从而完成对线损的控制,实现降损的目的。另外电容补偿设计中,需重视对谐波的控制,降低谐波的干扰;(3)无功功率补偿设计。无功补偿是影响电源系统的关键。故此,借助有效的无功补偿设计,可带动较多的负载,并提升电源的利用率,从而降低电流消耗,提升电源系统的安全系数。

2.2开关电源安装设计

对于直流电源设备的安装,为达到节能效果,需要对具置、电缆短路由等展开设计。先将电源安装在通信机房可满电源的安装基本需求。可以深入到负荷中心,在降低电缆程度的基础上,还有助于控制发热损耗。现以一个面积为8000m2的达机房为例,为实现对通信系统供电需求,拟设计2000A直流电源系统。

2.3充放电管理控制智能化解决

在具体通信电源系统设计时,可以结合智能整流模块的休眠功能进行设计。

3通信电源系统运行维护中的节能方案

针对通信电源系统的节能控制,在通信电源系统的运行维护中,需要合理对节能方案见确定,进而达到生的通信电源系统节能效果,实现通信电源系统的维护。

3.1变压器经济运行

在实际的运行维护中,需要合理的展开对变压器经济运行的分析,为变压器经济运行奠定基础。在具体的变压器分析中,主要是对变压器的空载损耗和负载损耗进行分析。相关研究表明,空载损耗与负荷容量大小之间没有明显联系,而负载损耗和负载率平方之间呈正相关的联系。

3.2变压器负载的分配

为实现运行维护中通信电源系统的节能,可以从负载的分配入手,促使变压器的负载分配合理,进而规避变压器功能和电能损耗的情况,现假设有n台变压器,构成的变压器群,变压器的总负载不便和确定。在保障所有变压器负载符合条件下,完成对总铜损的调整,达到对不均衡附加损耗的控制。通过研究表明,能够得到如果n台变压的型号、规格形同,并使得所有变压器的负载率保持一致,则可以将变压器的铜损降到最低。从而实现对通信电源系统的运行维护节能。

3.3通信电源系统谐波治理

通信电源系统中,如果谐波不能得到处理,就会导致通信电源系统的电能质量,还会对相关设备造成不利影响,进而导致电能的浪费。因而,则在运行维护中选择有效的谐波治理方式,达到节能的目的。在实际的通信电源系统,需要合理的展开对谐波的处理,通常情况下对于谐波的治理,主要选择有源滤波器和无源滤波器展开实现对谐波的控制。其中无源滤波器的滤波能力受到系统阻抗和滤波器阻抗共同作用。故此,如果系统阻抗发生变化,就会导致无源滤波器的滤波特性发生变化,一旦超出额定容量,就会导致过载损坏。无源滤波器在实际的运用中,一些劣势是十分明显的,无源滤波器主要是用于过滤的固定的几次谐波,对于多次谐波的过滤效果不理想,需要安装多级滤波器。有源滤波器,主要位于变压器低压侧或是谐波源附近,借助外部互感器,实现对信号的采集,并按照检测的基本情况,完成对谐波部分的分离,再完成对谐波的处理。具体的有缘滤波器接线方式拥有开环方式、三相四线、闭环方式、三相四线和开环方式、三相三线,这三种接线方式。根据通信电源系统的实际情况,完成对接线方式的选择,提升节能效果。此外,还可以根据有源功率因数校正技术,达到改善整流设备功率因数的方式,从而降低谐波的质量。再借助换流设备的脉冲数调整,促使换流设备向高频化发展,达到遏制谐波的目的。

4结束语

通信电源系统是保障通信系统功能和稳定的关键。为实现对通信电源系统的技能,则需要从通信电源系统设计的节能方案和运行维护节能方案两个方面入手,达到改善通信电源系统节能的目的。对于设计部分,需要合理的展开对设备配置、电源开关选择、充放电管理的智能化控制,从而达到提升系统设计部分的节能效果。对于运行维护的节能方案,主要从变压器经济运行、负载分配和谐波治理入手,提升通信电源系统运行过程中的节能效果,实现节能的目的。

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开关电源的设计方案篇4

1水利工程的电气节能设计

水利工程设计中做好相关的电气节能设计能够有效的降低电气能源的损耗,节能设计的效果直接影响着水利工程的运行效率。水利工程电气节能设计的质量直接关系到整个水利工程的质量,因此一定要重视对于电气节能的设计。在水利工程电气节能设计时一般从以下几个方向入手:

1.1选用节能变压器

在水利工程节能设计的过程中首先要做的便是变压器的节能设计,在水利工程中变压器的选用合理与否会直接影响到整个系统的节能效果。选择节能变压器能够有效的降低能源的消耗,并且其还能够有效的降低变压器工作时产生的噪声,具有较强的抗冲击性,并且质量相对于传统变压器而言要更轻。节能变压器的使用能够有效的降低系统能源的消耗,并且还能够降低污染的排放,因此在水利工程电气节能设计的过程中一定要选择合适的节能变压器。新型节能变压器与普通变压器相比空载损耗和负载损耗都有很大程度的降低.

1.2电源开关方面的设计

在进行节能设计时做好电源开关的节能设计对于整个水利工程的节能设计显得极为重要。电源开关直接影响整个系统的能源供应,传统的电源开关在使用过程中不仅仅会产生较大的噪声还会产生一定的开关损耗,导致了开关的频率不断增高。在进行电源开关设计的过程中应当以软开关技术为主,将设计的中心从硬开关设计上转移到软开关设计上,充分利用软开关技术来降低电源开关的能耗。

1.3供配电系统方面

在水利工程节能设计的过程中应当注意供配电系统的设计,在进行供配电系统设计时一般而言应当按照相关的区域用电负荷分布以及用电的负荷等级、用电的负荷容量与设备的性能来进行相关的供配电设计,确保在进行供配电系统的设计时设计的科学与合理。在进行供配电系统的设计时应当确保系统内能源的消耗降到最低,确保系统运行的经济效率。一般而言,在进行水利工程电气节能设计供配电系统的设计时主要从以下几方面进行考虑:(1)在进行供配电设计时应当充分的考虑区域用电状况,基于区域用电负荷分布以及用电的负荷等级、用电的负荷容量与设备的性能来进行相关的供配电设计。(2)供配电系统必须可靠简单,尽可能将因过多电压等级所出现的电能损耗减少,按照较为集中的负荷分布特点,择取节能型的变配电装置,最大限度的防止多级供电的设备损耗。(3)应当尽可能使变配电所的位置与负荷中心相接近,对供电网络合理的进行分布,在合理的范围内控制低压供电半径,以此将线路电压损失减少到最小,确保供电线路所产生的电压损失与规范的允许值相满足,促进供电网络运行效率和供电质量的提高。

2水利工程电气节能设计中存在的问题

水利工程的电气设计直接影响着水利工程运行的经济效率与节能效果,因此一定要重视相关的电气节能设计,但是在实际的设计过程中却存在着较多的问题,导致节能节能效果受到了较大的影响。

2.1水利工程电气节能设计制度的缺失

在水利工程的电气节能设计过程当中,往往会出现规范性不足、一致性较差的文件,与之相配套的制度规章也缺乏必要的完善性。在工程实际实施过程中,导致许多的施工单位进行水利施工时只考虑自身单位的需求,造成工程电气质量不够统一。

2.2节能产品落后

在进行水利工程的电气节能设计的过程中往往会根据设计的需要采用各种不同的节能产品,但是目前,我国很多领域的节能产品设计都不完善,甚至都不存在相关的节能产品。目前我国已经开始重视相关工程的节能设计,因此在进行工程的节能设计时投入了大量的资金,但是取得的成果却并不大。这是因为很多的管理人员自己挪用资金,并且为了降低工程成本使用常规产品来替代节能产品。不少管理人员甚至以一些已经应当淘汰的产品来作为常规的设备使用,而这些设备不仅仅不具有相应的节能效果,反而会产生较大的能耗,导致水利工程的电气节能设计一直不理想。

2.3设计人员节能意识不够

在进行水利工程的电气设计时,部分设计人员关注的更多的是系统的整体功能设计,而忽略了节能方面的设计。这样一来在设计完成以后尽管其能够提供正常的功能,却无法达到节能的目的。在设计时设计人员尽管十分重视相关的功能设计,但是在设计时其所考虑的仅仅是工程的设计规范与设计要求,而忽略了周边环境与使用因素的影响。这样一来导致水利工程在完工以后尽管也具有相应的功能,但是由于设计时没有考虑周边用户的需求,导致在进行用电的供应时存在较大的问题,周边环境的企业、居民需要用电时带来了一定的不便,从而使得工程设计存在了不合理。

3水利电气工程优化节能设计优化策略

3.1全面把关,强化质量管控,提升人员综合素质

在进行水利工程电气优化设计时首先要做好相关的设计方案,而优秀的方案设计离不开经验丰富的设计人员,方案的顺利实施离不开基础技能与知识扎实的工作人员。因此在进行相关的水利工程电气优化设计时首先要把握的便是工作人员的个人素质。在进行水利工程电气优化设计的过程中选择经验丰富的设计人员进行相关的方案设计,在设计完成以后做好相关的方案可行性分析,在确认了方案可行以后安装方案的设计进行施工。施工人员应当具有相应的施工经验,不能够随便寻找普通的工人,应当保证施工人员具有相应的从业资质证书。相关的管理人员除了应当具有足够的管理经验以外还应当具有良好的个人素质有道德品质,能够在金钱面前坚持自己的原则,以工程质量为最终的追求。

3.2做好数据资料的收集与管理

在进行水利工程电气优化设计之前首先要做的就是对于工程项目的资料收集,在进行设计之前首先要了解设计区域的具体状况,工程的具体规模与准确参数,只有这样才能够确保相关的设计具有合理性,而不是纸上谈兵。只有基础现实参数的设计才具有一定的可实施性。对此应当在设计之前对于工程项目的具体参数与资料进行收集,对于工程所在区域的气候、水文、地质等环境数据进行具体的调查分析,确保得到准确的数据。对于工程要求的相关节能要求、抗震指数等通过相关的计算与设计在方案中体现出来,从而最大程度上实现相关的设计要求,使得设计方案更加的准确可靠。

3.3实施勘察设计有效招投标管理

为提升设计水平,应积极履行勘察设计的招投标管理,通过优选设计机构履行招投标管理制度。目标在于通过竞争管理制度有效的预防专业垄断,并可借助招投标管理选择资质最为优秀、信誉良好的施工方实施工程设计,预防设计机构独大问题。再者,可令设计方形成危机意识,并激励员工产生主动性积极性,精心做好方案的优化设计。一旦设计方案完成,则应利用专家会审做好评估与审核。对没有满足要求,设计质量不高的设计方案应重新提案,进而提升质量管控综合效益。

4结语

水利工程电气优化设计时一项极为复杂的工程,要想做好相应的优化设计不仅仅要做好工程的具体设计,在工程的前期准备阶段开始就应当重视相关的设计,从工程的资料收集、项目设计、工程施工到后期的使用与维护每一个阶段都应当重视相关的节能设计。相关的设计人员在进行项目的节能设计时应当对设计方案进行慎重的对比分析,从可行性、安全性、可靠性与经济性等多个方面入手,全面实现水利工程电气设计的节能化设计,从而降低系统的损耗,实现整体的经济化与效率化运行。

作者:杨依东 单位:怀化市水利电力勘测设计研究院

参考文献:

[1]王丽花.水利工程电气节能设计问题与思考[J].中外企业家,2013(10):223.

[2]黄庆.水利工程电气节能设计问题与思考[J].建筑工程技术与设计,2015(11):119~120.

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[4]卢飞.关于水利工程电气节能设计的问题探讨[J].中国科技投资,2012(26):46.

开关电源的设计方案篇5

【关键词】大型客站;牵引供电;变电所;主接线;设备选型

随着我国铁路建设的快速发展,铁路枢纽大型客站不断涌现。大型客站是多条铁路干线的交汇处,是涉及车站、联络线、动车所和机务等多种技术设施构成的铁路综合设施,是组织车流交换和供应运输动力的重要据点,承担着上百对旅客列车的繁重运输任务,一旦停电将严重影响正常的铁路运输秩序,因此大型客站对牵引供变电系统的安全性和可靠性要求较高。

1.铁路枢纽大型客站的特点

此外,大型客站附近的联络线较多;通常按照城市规划选址,周边与市政设施公路等连接紧密,变电所选址、外部电源进线和27.5kV馈线的路径相对困难;大型客站和动车段的照明负荷和空调负荷一般较重,常规的10kV或35kV电力配电所难以承担,通常需要与牵引变电所共用外部电源,变电所主接线比较复杂。

2.牵引供电设计

2.1供电方案

大型客站是铁路枢纽的客运负荷中心,同时也是不同铁路干线牵引供电系统交汇的地方。不同线路供电方式之间需要考虑衔接,相邻线牵引供电设施之间需要考虑相位匹配和相互支援,动车段、机务段等需要考虑垂直检修天窗下的运行,因此大型客站对牵引供电质量和可靠性要求较高。

《铁路电力牵引供电设计规范》(TB10009―2005)中第3.2.7条规定:“机务段等应设独立供电线,有条件时折返段可设独立供电线”,“大型客站应设置独立供电线,并实行分束供电”。《高速铁路设计规范(试行)》(TB1062l_2009)第11.2.5条规定:“动车段(所)应采用双回电源供电,其中至少1回为独立电源。”根据以上规范要求并结合大型客站正线数目多、客场多、动车段或机务段需独立供电等特点,在大型客站处设置牵引变电所能同时向多条铁路干线和大型客站供电,同时还能够兼顾联络线和机务设施的供电,供电能力利用充分。因此应优先考虑在大型客站设置牵引变电所。

2.2供电分段设计

大型客站同时连接数条铁路干线,为减小接触网检修或故障时的停电影响范围,大型客站一般按照线路不同方向划分供电分区,不同客车场的上行场和下行场、动车段(所)、机务段、较长的联络线均采用牵引变电所出独立馈线供电的方式;相邻供电单元之间设置联络开关并纳入远动。

大型客站的这种“细分单元+远动联络开关”的供电方式供电可靠性较高,缩小了检修或故障条件下的停电影响范围,大大降低了对运输组织的影响。但同时也大大增加了牵引变电所的馈线数量。不少大型客站牵引变电所的馈线数量在20条以上,给牵引变电所场坪布置、馈线出线走廊布置等带来一些影响。

2.3越区及过渡方案设计

大型客站设置牵引变电所,则对于连接大型客站的多条干线而言,意味着牵引供电系统将采用“由里向外”的供电方式,客站牵引变电所成为中心变电所,则必须考虑该客站牵引变电所与连接线路上牵引变电所之间的衔接、支援的灵活性、相位的匹配等关系。

为提高运输质量、减少电分相数量,大型客站的所有客场和机务设施由客站牵引变电所的同一相供电,客场之间以及客场和机务设施之间均采用电分段。当两回外电线路检修或故障退出、变电设备故障等原因导致该客站变电所退出运行时,大型客站亦只能由连接客站的某条干线的牵引变电所通过上下行正线来越区供电。则在牵引供电设计中客场之间以及客场和机务设施之间要考虑设置联络开关以保证电的连通。

为减轻越区供电时对大型客站运输能力的影响,在供电方案设计中可以考虑指定某相邻牵引变电所作为越区供电时的首选,同时将两变电所之间的供电臂适当缩短来提高越区供电能力。

当连接大型客站的多条铁路干线分期分步实施时,客站牵引变电所在牵引变压器容量、馈线布置、供电线路径、接触网分段和联络开关设置等方面还要考虑近远结合的实施方案和过渡措施。

3.牵引变电设计

铁路枢纽大型客站的站房和动车段等设施的电力负荷用电需求非常繁重,近年来站区内牵引变电所和电力变电所均采用了合建方式,共用两路220kV外部电源,经牵引变压器和电力变压器分别降压后向牵引及电力设施供电,因此大型客站牵引变电所的电气规模较大,在主接线、场坪与房屋、设备选型、电缆敷设等方面均与常规牵引变电所有所不同。

3.1 220kV主接线设计

目前共用外部电源的电力电化合建变电所存在几种主接线模式:线路变压器组接线、线路分支接线、单母线分段接线。几种模式均具有投入运行的经验,其主要特点如下。

3.1.1线路变压器组接线

该方案接线简单,仅各变压器前设置高压断路器。正常时两路电源同时投入,牵引变~主一备运行,电力变并列运行。当工作电源失压或变压器故障时,牵引变通过自投装置切换至另一组电源及变压器供电,电力变压器通过10kV侧自投装置将10kV母联开关合闸由一台电力变压器向两段电力母线供电。运行方式的变化均需由相应的闭锁关系配合。

3.1.2线路分支接线

该方案两路220kV进线通过电动隔离开关与220kV母线相连,两路220kV进线电源之间设置带隔离开关(或断路器)的跨条,各变压器前设置高压断路器。

正常时两路电源同时投入,牵引变一主一备运行,电力变并列运行,母联隔离开关(断路器)分闸。当工作电源失压或变压器故障时,牵引变可通过自投装置切换至交叉供电方式或另一组直列供电方式,电力变可通过10kV侧自投装置将10kV母联开关合闸由一台电力变压器向两段电力母线供电或通过手动方式实现一路电源带两台电力变运行。上述运行方式的变化均需由相应的闭锁关系配合。

3.1.3单母线分段接线方式

单母线分段接线方式与线路分支接线类似,区别在于除各变压器前设置高压断路器外,两路220kV进线及跨条上均设置高压断路器,各种运行方式的切换均采用断路器,切换时间短且可避免切换过程中开关合于故障点上而引起故障的扩大化。同时除常规的变压器保护外可增设220kV母线差动保护及与上级220kV开关站相应馈线配合设置线路保护。

3.1.4主接线方案比选

以上方案中,线路变压器组接线方案简单,运行方式较为单一,在一路电源失压后,电力变压器仅能单台运行,不能保证电力三级负荷的供电,具有一定的局限性;而线路分支接线与单母线分段接线在运行方式上较为类似,分支接线较为简单功能基本完善,单母线分段接线相对复杂功能更全面,两种方案的选择可结合外部电源要求及项目特点进一步比选确定。

3.2场坪、房屋布置及设备选型

电力电化合建的大型客站变电所设置4台220kV变压器,牵引馈线规模一般在20回以上,电力馈线规模在10回以上,若采用常规室外布置,势必会占用庞大的土地面积,不符合国家的用地政策;同时变电所通常位于市区,土地资源价值较高,故在场坪及房屋布置方案的确定上应结合主要设备选型做技术经济比较。目前,中高压开关设备一般采用室内开关柜布置方案,以节约占地面积及减小对周围环境的影响。

3.2.1总平面布置

一般除牵引变压器采用户外低式布置外,其余中高压设备均采用户内组合电器设备。所内设置4.5m宽的运输通道,且形成环形,同时满足设备运输及消防通道的要求。

3.2.2房屋布置

所内房屋采用楼房布置,设置220kV高压室(室内设置安装及检修用行车)、27.5kV高压室、主控制室、通信室、值守室及电力配电所相关房屋。应结合设备特点进行房屋布置,对重型设备考虑设置在一楼,在27.5kV高压室下应设置电缆夹层。为方便高压电缆及控制电缆的进出,还应在适当位置配置电缆沟、电缆垫层、电缆竖井等。

3.2.3主要设备选择

牵引变压器一般采用V/x、V/v、单相等接线型式,油浸自冷并预留风冷条件;电力变压器采用星/三角接线,油浸自冷并预留风冷条件;220kV设备采用户内组合电器;27.5kV(2×27.5kV)设备采用户内开关柜;二次设备采用集中组屏式综合自动化装置;与电力配电所共用交直流系统,直流电源采用铅酸免维护智能型。

3.3电缆敷设设计

结合设备选型,当27.5kV设备采用户内开关柜布置方式时,馈出线仅能采用电缆方式。所内电缆一般根据负荷需要并按照n+l的方式进行冗余设置,采用非磁性铠装的交联聚乙烯专用27.5kV高压电缆。电缆采用电缆沟或电缆隧道敷设方式,电缆沟的设置应充分考虑电缆的转弯半径、散热等问题。电缆一般采用单点接地方式,在GIs开关柜处采用直接接地,在户外电缆头处将电缆屏蔽层和铠装层引出并通过电缆护层电压限制器进行接地。所内电缆设计应严格执行《电力工程电缆设计规范》(GB50217_2007)的要求。

由于馈线数量较多,不同电压等级的多根电缆同沟敷设已不可避免。此时若一根电缆出现故障,特别是产生电弧、明火等情况时,往往会引燃其他的电缆,造成“火烧连营”后果,影响范围较大。因此在大型客站变电所电缆敷设中应采用阻燃型电缆并考虑设置阻燃防火抗电弧包带、防火板等措施以避免类似情况出现,提高大型客站变电所运行的可靠性。

4.结论

本文从铁路枢纽大型客站特点出发,对大型客站牵引供变电设计进行了分析,得出以下结论:

(1)大型客站应优先设置牵引变电所,细分供电单元并考虑越区及过渡供电方案。

(2)大型客站电力电化合建变电所主接线方案可采用线路分支接线或单母线分段接线,并结合外部电源要求及项目特点进一步比选确定。

(3)大型客站内电力牵引合建所一般采用户内开关柜布置方案,以节约占地面积及减小对周围环境的影响。

【参考文献】

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开关电源的设计方案篇6

关键词:电力系统;规划设计;电力工程设计

中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)35-0031-02

1 电力系统规划设计的基本内容

整个电力系统的规划设计主要涉及中期电力系统发展规划和长期电力系统发展规划两个方面,这项工作对于单项电力工程设计规划具有十分重要的指导意义,也是电力工程设计的主要依据。单项电力工程规划设计过程中的电力系统规划设计主要包括下述几点内容:分析工程所处地区电力负荷特性;分析附近地区电网电源规划设计情况;从电源规划和负荷预测结果出发,分析电量与电力平衡;设计电力工程电网系统接入的优化方案;接入方案的电气计算;对计算结果进行分析,比较方案的经济性。

第一,分析和预测电力负荷情况。对电力工程计划建设区域的电力负荷情况进行分析和预测是电力系统设计规划工作的基础。在设计规划电力工程前,需要预测其中短期负荷情况,在总结分析历年电力负荷数据的基础上,充分考虑社会经济发展规划,准确预测该地区中短期电力负荷情况,另一方面,对在建的和已有的电力系统工程负荷情况进行系统分析,从而最终确定其对于电力供应网络所产生的影响。

第二,电源规划情况和出力。电力系统规划设计的关键在于规划电源分布,在附近地区电网电源规划设计的基础上,形成详细全面的调查分析报告,这也是电力系统规划设计的核心内容,有助于单项电力工程的开展建设。电源通常包括统调电源和地方电源两种,其中,统调电源主要指的是电网所调度管理的各个大型发电站,而地方电源是指企业、集体和个人自备的发电机组。

第三,电力电量平衡。在电力系统规划设计过程中,首先需要考虑的问题就是电力电量平衡,在前期评估分析电源出力和电力负荷的基础上,对电力系统每年的平均负荷情况进行准确计算,将各种电源出力计算结果相结合,对电力电量盈亏情况进行计算,从而获得电力系统所需的变电数据和发电装置容量资料。

第四,接入系统方案。以电网发展规划、电源负荷分布以及现有电力网络基本特征等情况为基础,对电网项目工程在整个电力系统中的基本作用和地位进行分析,根据政府相关部门和电网规划的审批意见,设计出项目接入电网系统的基本方案,在电网新技术、节能降耗、综合考虑节约用地、远近结合等基本原则指导下,对项目接入系统方案的合理性与可行性进行论述分析。

第五,电气计算公式。①无论变压器进行多少次油过滤处理,均应保证过滤质量符合标准,计量单位设置为t,其计算方法为:油过滤数量(t)= (l+损耗率)×设备油重(t)。②带形母线计算方法为:根据电力系统设计方案,对单项延长米门象线的预留长度进行计算。③根据电力系统规划设计方案,对基础槽钢角钢的安装长度进行准确计算,若为单个柜盘,则L=2(A+B);若为多个相连接的同规格柜盘,则L=nZA+2B,其中,n表示柜或屏的数量,B表示的是柜或屏的厚度;A表示的是柜或屏的宽度,L表示的是所需长度。④盘柜配线长度计算方法为:L=配线回路数×盘柜板面半周长。⑤电缆安装工程量计算方法为:L=■(各种预留长度+垂直长度+水平长度)×(1+2.5%电缆曲折折弯余系数)。⑥电缆保护管计算方法:穿过建筑物外墙的电缆保护管应为基础外缘加1 m;垂直敷设电缆保护管应为穿地面与管口之间距离加2 m;过排水沟电缆保护管应为沟壁外缘加l m;横穿公路电缆保护管应为路基的宽度加4 m。⑦电力电缆中间头数量计算方法:N=L/l-1,其中,1为每段电缆的平均长度,L为电缆的设计长度,n为中间头的数量。⑧避雷线和接地母线敷设工程量的计算方法:L=■(施工图设计垂直长度+水平长度)×(1+3.9%附加长度)。

第六,方案比较分析。对各种项目接入方案效果进行对比分析,以各类电气的计算结果为基础,从经济性、发展适应性、实施性和可靠性等几个方面出发,对各个方面进行综合比较,从而准确评估其运行和设计效果,并选择最佳的电力系统规划设计方案。

第七,系统专业提资。利用可续的规划设计系统,通过准确可靠的电气系统计算,最终选择出最为有效且合理的项目接入系统方案,从而对电力项目工程的投产时间和工程建设规模进行最终确定,并为电力系统其他工程的设计提供专业有效的数据支持和设计依据。

2 电力系统规划设计经验总结

2.1 准备阶段

在电力系统规划设计工作开始前,相关设计人员应全面了解附近区域的电力系统建设和使用情况,对大网区的基本特征和情况进行深入分析,同时,对相关系统资料进行手机整理和分析。了解现有统调电源、线路和变电站相关资料,并将其制作为数据表录入数据库,从而建立现有电网网架的基础数据系统。另一方面,还应对最新的电力主网规划建设情况进行收集整理,从而掌握附近区域电网发展的基本特点和方向,最终建设成为各规划水平电力网架的基础数据系统。

2.2 开展工作

电力系统规划设计人员应及时了解电力系统的发展变化情况,对数据库信息进行及时的更新出来,全面了解不同地区的电力负荷特征和情况,系统收集各个地区电力线路、变电站和电厂的运行资料和分布情况,从而提高电力系统规划设计的合理性与有效性。对于新建设的电力工程项目,需要以当地电力负荷情况分析为基础,收集整个附近地区和当地的电力系统数据资料,准确计算各个电力系统的电气情况,从而为电力系统工程的设计提供数据基础。

3 总 结

综上所述,随着电力系统规划设计作用和影响的逐步扩大,电力工程设计对于电力系统规划设计也提出了更高的要求,因此,对于电力系统规划设计单位和人员来说,应不断创新和改进技术,使其更加符合社会发展的新要求、新形势,从而推进我国电力行业的进一步发展,促进社会经济的健康稳定发展。

参考文献:

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开关电源的设计方案篇7

关键词:居民用户;分布式光伏发电;接入电网方案

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.159

我国是全世界太阳能资源最为丰富的国家之一,在960万平方公里的国土面积中,超过有一半以上的国土面积能够被用作太阳能开发。光伏发电能够加强对于太阳能资源的利用,这对于能源结构的持续优化,生态环境的促进保护,以及推动经济社会的长久发展均具有十分重要的意义,同时依据我国政府部门的能源发展规划,已经在这一领域当中出台了一系列的扶持政策,以推动这一新兴战略产业的发展。在此种大环境之下,开展相关的研究工作便具有十分重要的作用与价值,应当引起人们的重视与思考,据此下文之中将主要就针对这一发电方式的电网接入方案,展开具体的分析与讨论。

1 方案设计

居民用户分布式光伏发电设备,通常装机面积较小,且容量也往往低于300kW。依据相关的规定要求,对于单一网点容量低于300kW的均应当选用低压接入的方式。

具体的电网接入运营方式可居民用于自主选取,一般较为常用的即为自发自用余量上网、全额上网以及全部自用三种,本次研究也主要将就此三种运营模式展开具体的分析与探讨。

2 一次接入系统

2.1 送出方案

一般较为常用的方案即为将光伏电站借助于一回线路,将其接入到380/220V的居民用户配电箱之中。

2.2 电气计算

借助对最高运行方式当中,公共运行连接以及光伏并网运行点,在接入前后的电流差值的运算,从而给予相关的开关设备以选取出适当的依据来源。在不能够准确判定出光伏逆变器的实际短路状况之下,对于光伏的短路电流可以依据1.5倍的电流予以计算处理。

并网逆变器具备有较强的高效调节作用,在应对弱电力系统之时,极易导致暂态电压的稳定问题。在相关的城市电力规划指导要求当中,明确指出了对于居民用户分布式的电源短路之比情况应当不少于10。

2.3 设备选取

对于主要接入线路一般选用单元或单母线予以连接处理。在送出线路的横截面积选取上,光伏送出线路的电缆横截面积选取,应当依据所发送出的电缆容量、电压等级,同时综合参考发电效率等相关因素。对于断路器型设备一般会会依据短路电流大小,来选取相应的设备开断性能,相关的断路器设备应当具备以电源端和负荷端的双向连接性能。

3 二次接入系统

3.1 继电保护装置

并网点之中的断路器设备,应当具备有短路瞬时以及延时保护的功能特点,对于一些标准要求较为严苛的接入电网系统,应当还具备能够准确的反映出故障问题,以及运行状况的辅助接入点。其中380/220V的电压等级通常不会配置以继电保护装置,而选用的均为防孤岛能力的逆变器设备。此类逆变器能够对于孤岛状况予以快速监测,并且在监测到了相关的孤岛状况之后能够及时的予以断接处置。居民用户分布式光伏发电项目,在接入到电网系统当中时,应当检测相关10kV电网的保护及自动安全装置,是否能够达到光伏接入的要求。

3.2 系统自动调度

对于电源点的调度应当借由相关的调度控制中心,使之能够依据相关的项目实际状况来予以明确。在当前的状况条件之下,此类分布式的光伏发电接入电网方案,仅需要传输以相应的电量发送信息,并将之传输到相关的主要控制机构当患者能够,并不设置以相应的独立运转系统。如图1的居民用户分布式光伏发电并网设备所示,依据运行模式的不同,可在并网点位置处布设单套的并网电表,在具有明确产权分界的位置处布设以关口计量点电表。

其中的具体技术明确指出,在计费关口的电表精确性必须要大于1.0,相关的电流、电压互感器的精确性必须要能够达到0.5级。

3.3 系统通信

在系统通信的信息需求之中,对于380/220V的接入系统方案,目前仅需向电网系统传输以相关的发电量信息,对于实际的通信方案选取,可在发电量信息的传输当中,选用有线与无线两类,并且通常会依据该地的具体设备配设、应用情况以及具体状况来予以明确。在接入场地当中对于原本便具有相应终端采集设备的情况,可选用新增表计来接入到相关的终端设备之中,另外也可选用将计量表与终端设备合并接入的方式。此外应当引起重视的是,在接入的过程当中,同时还应当能够确保对于安全防护需求的满足。

参考文献:

[1]邵日明,Mary KAYE,Chris DIDUCH等.智能电网中分布式光伏逆变器的基本功能组件[J].中国电机工程学报,2013(34).

开关电源的设计方案篇8

追溯我国现代远程教育的发展历史,大体经历了三个阶段。第一阶段为20世纪50年代初开始的高等函授教育,通过邮寄教材、通信和以自学为主、面授为辅的教学模式实施教学。第二阶段为20世纪70年代兴起的卫星广播电视教育,打破了传统函授教育的单一格局。第三阶段代为20世纪末出现的基于计算机、互联网和多媒体技术的具有双向交互性特征的现代远程开放教育模式。我国中央广播电视大学(以下简称“中央电大”)也顺应了信息时代的技术变革和开放教育的大势所趋,开展基于网络的远程开放教育,并于2012年7月更名为国家开放大学。可以看出,我国远程教育每一次的发展进步,都与现代传播技术和信息处理技术的进步、教学资源形式的现代化与多样化紧密相连,教学资源建设对远程开放教育的发展起着举足轻重的作用。

教学资源作为远程开放教育的一个基本要素,它同时具有支持远程教学、促进远程教学的双重功能,也是远程教育质量的保障和基石。远程开放教育的教学资源广义上应涵盖网络环境、计算机设施、包含课程教学内容和教学信息在内的各类教学媒体资源以及信息技术服务、学习支持服务等诸方面;狭义上教学资源主要指教学材料,当前,远程开放教育的教学材料具有多媒体特征,按照资源的承载媒介不同可划分为文字教材、视听教材、计算机课件、网络课程等。本文主要讨论狭义层面上的教学资源建设。

二、多媒体教学资源一体化设计的内涵与特点

杨孝堂认为,多媒体教学资源一体化设计是指在远程教育课程教学资源建设过程中,应根据教学环境、教学条件、教学对象、教学目标、教学内容、教学要求和专业教学规律,充分合理地确定各种媒体资源的建设使用方案,使各种媒体资源在使用时相互配合,发挥不同媒体的各自优势,形成一个有机的整体。

多媒体教学资源一体化设计的特色,主要体现在不同媒体形式的教学资源的优化配置、综合利用及便于学生自主选择等方面。在教学中可以充分、合理、有效地利用多种形式的教学资源,应用远程教学平台等技术手段,进行多媒体、数字化、交互式教学,指导学生自主选择学习资源,以培养学生充分利用多媒体教学资源的意识和习惯,并提高他们的自主学习能力。

三、中央电大多媒体教学资源一体化设计的具体方案

中央电大自1999年起开展“远程开放教育试点”项目,以探索新的远程教育模式,其教学资源建设就采用了以印刷出版物(文字教材)为主要教学媒体,电子出版物(课程教学音像带、CD光盘)和网上动态教学资源(电大在线教学平台)为辅助教学媒体的多媒体教学资源一体化设计模式。

中央电大在建设和完善多媒体教学资源的过程中,制定了课程资源建设工作规程,使教学资源建设有了统一的规范和标准。其多媒体教学资源一体化设计方案主要包括:总体设计思想、文字教材编写方案、视听教材编制方案、CAI课件和网络课程编制方案、教学过程建议与媒体使用说明等。其中,总体设计思想是指设计者在分析课程的性质、特点和教学目标的基础上,结合远程开放教育学习者对教学设计的要求,遵循多媒体教学资源一体化设计的一般原则,提出课程在媒体选择与配合、教学方法与策略选择等方面的总体思想。文字教材编写方案以教学大纲的教学内容和教学要求为依据,具体提出文字教材编写内容的要求,拟定文字教材的编写纲目,并编写出样章。文字教材主要包括:主教材、实验教材、导学教材及学习参考等,类型分为合一型和分立型。视听教材的编写方案以文字教材的编写主干即各个知识点为依据,提出课程音像教材的内容要求,拟定音像教材讲授的具体内容,并依据拟定的内容合理地选择视听教材的表现手段。视听教材主要包括:音频教材(如录音教材、MP3等)、视频教材(如数字磁带、VCD、DVD、CD-ROM等),类型分为讲授型和案例、专题型。CAI课件和网络课程编制方案提出CAI课件、网络课程编制的基本思路、基本方法、承载的内容、学习者的使用条件以及开发工具等。教学过程建议与媒体使用说明旨在说明各种教学媒体之间的关系以及如何利用各种媒体教学资源完成课程的教学过程。基于上述教育资源一体化设计方案,中央电大教学资源一体化建设的流程如图1所示。

四、中央电大多媒体教学资源一体化设计的实践经验

1.课程组是多媒体教育资源建设的核心和品质保证

按照中央电大教学资源建设要求,课程组应该由学科专家、远程教育或教育技术专家、经验丰富的教学人员、教材编辑人员和技术人员构成,组内分工包括课程组组长、主编、主讲、主持教师、教学设计人员、编辑制作人员等。优质教学资源的建设需要课程组严格按照既定的多媒体教育资源的一体化设计方案和流程要求,精心组织实施和共同协作完成。

课程组的工作直接决定着该课程建设的整体质量和水平。学科专家负责对课程内容进行把关,保证课程的科学性、前瞻性和实用性。远程教育或教育技术专家负责设计出符合课程内容和学习特点的学习活动和资源呈现方式,使课程目标更好地得以实现,使课程的教学设计符合远程教育的教学规律。教材编辑和技术人员要了解远程开放教育的特点和课程教学要求,了解远程开放教育学生的学习需求,具有较高的制作和编辑水平,并参与一体化方案的研讨,能根据多媒体教学资源一体化设计方案,配合课程组组长、主编、主讲制定多媒体教学资源编制计划,完成多媒体教学资源的编辑、录制和出版工作。

2.开好“三会”是保证教育资源建设质量的关键环节

在教育资源一体化建设过程中,“三会”不可缺少:(1)大纲研讨会,便于确定教材的基本框架内容,为教材的编撰打好基础。(2)一体化设计方案研讨会,便于确定文字教材、音像教材、CAI课件等各媒体教材的配置情况,统筹各媒体之间的相互关联。(3)教材审定会,主要由编辑对教材提出修改意见,如教材的体例层次、语言文字要求、专业名词的统一规范、版权问题、量和单位的统一以及插图等。课程组及有关部门只有认真开好“三会”,不流于形式和过场,才能提高教学资源建设的质量和效率。

3.精心制作是打造优质教育资源成品的保障

按照教育资源建设的流程,正式交稿(包括CAI课件)后,便开始进入制作过程,主要指编辑、出版过程,由制作部门(主要指出版社)根据一体化设计方案的要求,对确定进入出版流程的文字及视听教材、CAI课件进行精心的编辑加工和设计。要想制作精品课程教材,制作部门需要组织专门的项目团队,由策划编辑进行统一协调,每个环节的人员均要分工明确。

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