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关键词:中国制造2025；机电一体化；现状；展望；863计划
1当前机电一体化产品概念设计国内外研究现状
1.1国内研究现状
我国机电一体化的研究主要伴随着“863项目计划”而开展，我国的智能机器人等项目也在该计划的支持下取得突飞猛进的发展，目前我国的工业化整体处于“工业3.0”左右的阶段。（1）数控技术方面：截止2016年，我国数控技术经历58年，目前国产数控机床可供品种达2000左右多种，船舶制造、航空航天等行业的发展拉动高端数控机床的发展，进而推动机电一体化进程。（2）工业机器人方面:目前，国内机器人销量以百分之四十五以上速度增长，并且我国计划有系统地攻关，在原有的良好基础上更上一层，后期能立于世界先进行列之中。（3）激光术方面：近年来，激光技术发展很快，我国自1985年以来，更以每年25%以上速度增长，最近又扩大了紧凑型的高功率激光器的应用的范围，例如，用于激光制造、汽车发动机的发展或用于空间探索的推进器系统改造。（4）互联网应用方面：推行互联网思维下的智能制造，苏州纽威阀门有限公司和三一集团有限公司分别运用CAX系统和SPC工具进行智能制造，提高了效率，建立了一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。通过这几方面可以看出机电一体化产品概念设计有着很大发展，但是离德国、美国等欧美国家还有一定的差距。
1.2国外研究现状
机电一体化的相关研究在国外最早在上个世纪60年代开始，在九十年代后期机电一体化进入深入发展阶段，并出现了“机电液”和“机电光”等一些新的分支，现阶段以德国和美国为代表的发达国家工业化发展已经达到了“工业4.0”，并在国际上处于领先地位。
2未来建立机电一体化的产品概念设计理论与方法的意义
未来建立机电一体化产品概念设计理论与方法意义深远，在新的技术不断冲击下，机电一体化会不断提高，能提高我国的机械工业化水平，也是社会生产力的必然要求，能在追求特定价值功能的基础上，实现系统的最优化，能很好地代表当今机械工业主要趋势。
3未来机电一体化的发展展望
未来，随着微电子技术和机械电子技术的迅猛发展，机电一体化必将注入更多新的内容，各个学科将继续相互交叉、相互支持和互相发展，并且机电一体将朝着更加智能化、微型化、系统化和环保化方向发展，总理在政府工作报告中指出，实施“中国制造2025”计划，坚持创新驱动，智能转型，强化基础，绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，并且我国今年推出了“工业互联网”和“互联网+”概念，并且在一些高等院校举办“互联网+”创新比赛，并取得不错的效果，让机电一体概念设计理论与方法化不断升级，加强了工业化与信息化的紧密结合，下一阶段我们将运用信息—物理融合系统（CPS）,实现大型大型工程系统实时感知、动态控制和信息服务，更好利用机电一体化解决实际问题，不断促进中国工业化发展。
4结语
在“中国制造2025”计划的推动下，机电一体化的研究和相关领域必将出现突飞猛进的发展，当然，与机电一体化相结合的技术（机电液和机电光）很多，相信未来在机电一体化的促使下中国工业将迈向“工业4.0”。
作者:于志业 单位:太原科技大学
参考文献：
[1]孙彦广。工业智能控制技术与应用[M].北京:科学出版社，2007.
[2]李建勇。机电一体化技术[M].北京:科学出版社，2004.
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【关键词】机电一体化 故障诊断技术 可靠性 研究
中图分类号：H-39文献标识码： A 文章编号：
一、前言
机电一体化比普通设备拥有更先进的工作特点，与那些纯机械、纯电子的设备相比，主要是采用先进的技术方法进行设备障碍的诊断。选取传统方法中的优异技术，并结合新兴的科学技术，进行机电一体化设备的故障诊断。从组成内容上分析，主要是结合机械以及电子，保证二者各司其职，能够在最大程度上保证设备的正常运行。为了保证机电设备能够正常的运行且安全使用，需要对设备的故障进行一定程度的诊断，能够对故障进行及时排除。因为机电一体化设备越来越多的应用在我们的日常生活中，因此研究并提高设备的可靠性是相当必要的，因此本文将分析机电一体化设备存在的故障，并对诊断设备障碍的方法进行一定程度的研究，能够确保工程领域技术正确的向一体化的方向运行。对设备的故障进行诊断，其工作过程是错综复杂的，需要从外部到内部一层层处理，能够从简单到复杂进行逐一排查。在最大程度上保证故障的彻底清查，做到及时检修，从而提高机电设备的的工作性能，减少损失，并在一定程度上减少安全隐患。
二、常见的设备故障判断方法
（1）根据是否有故障指示和报警，我们可以分类为有指示故障和无指示故障。很多高级设备控制系统都有指示故障程序，随时监视整个系统的各种性能，包括硬件性能和软件性能。当监视系统发现系统出现故障时就会马上启动报警系统或是在指定的说明地方显示。工作人员根据系统的相关诊断说明找出故障发生的位置以及原因，同时系统会有相关的维修提示方法。如果系统部具备故障诊断提示程序将无法完成上述的任务。一旦系统出现故障只能靠维修工作人员根据自己的经验以及技术能力慢慢的去分析问题所在，找出解决的方法。这很浪费时间效率也比较低，很多时候取决于维修人员的专业水平。
（2）根据故障出现时对器件或机床是否有损坏，有破坏性故障和无破坏性故障之分。在出现有破坏性故障时，对故障进行彻底的修护，避免出现相同的错误，影响工作进程。如果出现非破坏性的故障，也需找出问题，进行相应的维护，避免故障隐患。
（3）系统也可以根据是否是偶然发生故障，分为系统性故障及偶然性故障。在一定的条件以及事件的必然性下发生的故障称为系统性故障。如果故障是在正常的同样的条件下发生则称为偶然性故障。由于偶然性故障存在一定的不确定性，这导致分析和维护较为困难。一般情况下，机床与机床间常存在一些松动，有时会出现元器件的局部漂移等一些不确定因素。这种故障需要工作人员不断的检查与测试才能排除。比较常见的是电气故障和机械故障。
三、机电一体化设备的故障诊断方法
基于机电的一体化设备具有的特殊属性，在诊断其故障时必须根据机械和电子设备的特性以及相应的性能仔细的分析，同时也要根据时代的发展趋势用新的思维去分析问题。在做故障诊断时必须有一定的耐心，不能一开始就把器械给拆了。首先要对设备进行必要的了解，对其结构有一定的掌握，了解器械各部分的相应功能以及其作用，对整体器械系统有充分的了解。根据已知的条件分析故障可能出现的地方。同时评估其对机器的影响。 一般我们可采用多种方法对故障进行诊断分析，其中最常用的方法有：故障树分析法、自诊断法、环境因素检测诊断法等等。故障树分析法即利用逻辑的方法，形象生动地分析工作，可以直观、清楚看到各个部件之间的关系，分析时能够思路清晰、逻辑性强，同时符号、逻辑门符号和转移符号的利用也能够简单明了的描述系统中各种事件之间的因果关系，找出问题。自诊断法即利用机器本身安装的故障代码或是故障指示灯、报警系统等直接找出机器的故障所在，这一方法最基础、最简单，只有当它不能检测出故障时，我们才会采用其他方法检测。在具体诊断时，我们也不能忽视以下
几点原则：
(1)在发生故障时,首先对机械设备进行检查,然后检查电子设备.主要是因为人的肉眼可以观察到机械设备产生的故障,比如一些零件发生断裂变形的情况等.这样就不需要花费大量的时间进行大规模的检查,更重要的原因是机械设备进行长时间的运行之后,比较容易出现磨损问题,导致机器运行发生故障.
(2)对机器的外部零件进行检查,能够保证外部零件的无故障后,在对机器的内部零件进行检查.对执行元件进行逐级检查,在最大程度上找出故障的发生源头,并进行及时排除.
(3)先检查主干部分，再检查枝干部分。出现故障时首先要检查机器的主要零部件，确认主要零部件没有问题时，再检查次要零部件，同时要重点检查各个零部件之间的接口是否存在问题，并结合各个零部件综合分析，找出故障所在。
四、机械设备管理与维修中的技术分析
(1)随着时间的推移不停的更新器械设备的维修技术，由于机电一体化设备的制造技术的创新以及技术的改革将带动设备内部结构和其功能的不断革新，使其变得更加适应时代的发展。随着设备制造技术的革新，设备的维修技术也要有相应的改革以适应设备.企业可定期组织负责机电设备管理与维修的人员进行总结学习，使其相互探讨研究，以更好地解决工作中出现的难题，从而达到提高企业生产效益的目的。
(2)实现机电设备管理与维修的绿色化。如今，机电设备
的发展已经走上了绿色化的道路。为了保证机电设备有更好的发展,且实现机电设备管理以及维修的绿色化,保证企业生产效益的最大化,不能对周围环境产生不良影响.需要采取科学有效的措施,进行解决.在最大程度上保证报废设备的可用零件进行循环利用、将维修废弃物的排放量降至最低等。
(3)充分利用现代技术分析法——计算机辅助诊断。计算机作为一项高科技的技术诊断方法,其技术具有一定的先进性,能够保证具有较高的技术含量,因此掌握该门技术存在较大的难度,因此企业部门要加强该技术的宣传工作,能够让相关工作人员对该技术有一定的学习和培训.
五、结语
机电设备障碍的诊断方法及其维修方法是多种多样的，不同的方法具有其各自的优缺点以及适用性，因此不能盲目的对维修、诊断方式进行生搬硬套，保证在实际应用中，能够根据机电设备的特点以及生产的要求，采取合适的诊断以及维修方式。为了保证机电设备能够正常的运行且安全使用，需要对设备的故障进行一定程度的诊断，能够对故障进行及时排除。对设备的故障进行诊断，其工作过程是错综复杂的，需要从外部到内部一层层处理，能够从简单到复杂进行逐一排查。在最大程度上保证故障的彻底清查，做到及时检修，从而提高机电设备的的工作性能，减少损失，并在一定程度上减少安全隐患。
参考文献
[1](美)T．吉尔．汽车发动机诊断与大修[M】．北京：机械工业出版社，2009．
[2]陈焕江．j气车检测与诊断【M]．北京：机械工业出版社，2007．
[3]刘贤忠．发动机异响的诊断方法【J】．；气车维修，2009，(5)：12一13．
[4]肖永清．车用柴油发动机常见故障诊断[J]．柴油机设计与制造．2005．14(1)：48—52．
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关键词：电视；摄像技术；画面构图艺术
随着人们生活水平的不断提高，家用摄像机的普及率也越来越高，很多摄像爱好者对电视摄像技术的兴趣也与日俱增。作为电视摄像技术中最为重要的组成部分，电视画面构图艺术是衡量摄像人员技术水平的主要指标之一。电视画面构图艺术是一种空间艺术，电视摄像工作者或广大摄像爱好者需要在有限的画面空间里对人物以及景物进行合理的布局，以充分体现出作品的主体思想，获得一定的艺术感染力。
1 电视摄像构图艺术的特点和形式
摄像构图的主要目的是为了表现作品的主体思想，在这个过程中需要运用生动的艺术形象，将人、物、景等被摄对象以一定的审美规律在电视画面中进行布局，形成一个艺术整体，从而传达出作者的思想感情。
1.1 电视摄像构图的主要特点
作为一种综合性很强的视觉艺术，电视具有造型艺术的基本特点，一些构图原理也在电视摄像画面构图中得到了广泛运用。另外，电视摄像画面构图又具有鲜明的特点，主要表现如下：
1.运动性
在摄像构图中运动性是一个最显著的特点，它主要体现在摄像机自身的运动和被摄对象的运动等方面，同时它还能在画面上体现出这种运动的效果，被摄对象和摄像机在运动的过程中都会对画面构图结构与视觉重点、画面的透视关系产生一定的影响。与绘画和摄影相比，电视摄像记录的是一个运动的过程。由于电视画面中被摄主体的运动性，拍摄人员需要对整个过程画面进行合理的布局和安排，以获得相应的构图效果，而不是像绘画和摄影那样选择某个特定的瞬间。因此，要做好电视摄像工作，除了要具备一定的构图布局能力，还需要具备对运动的过程进行总体把握的能力。
2.限定性
电视摄像画面构图具有明显的限定性，首先，它必须按照4：3（16：9）的画幅进行摄像，在画幅上受到了一定的限定。其次，它还在时间上受到了限定。一般而言，电视摄像必须在拍摄现场一次完成，不能像摄影那样可以对照片进行任意的剪裁，也不能像绘画那样对草图进行反复审视和修改。
3.整体性
摄影和绘画往往只需要一幅画面就可以满足具体的要求，在构图的时候只需要对这幅画面进行合理布局就算完成了任务。而摄像机在反映现实生活时，往往需要拍摄很多画面，而且这些画面还具有一定的连续性。因此，在构图的时候，不仅要考虑单个画面的效果，还要从上、下画面的关系和整体效果上进行综合考虑。从这点上来看，电视摄像构图具有很明显的连续性和整体性，与摄影和绘画的构图存在着很大的区别。
1.2 电视摄像构图的形式
从电视画面的结构来看，电视摄像画面主要有静态构图和动态构图这两种基本形式。第一，静态构图。这种构图形式主要采用机位固定、镜头光轴固定以及镜头焦距固定等固定摄像的方法来对相对静止的对象进行表现。由于被摄对象处于暂时的静止状态，因此与摄影和绘画构图具有较多的共同之处，但是电视摄像构图可以表现被摄对象的时间过程和动势。静态构图其实是一种心理体现，拍摄的时候摄像者的视点和视线要处于固定的情况下，这样才能看清被摄对象。第二，动态构图。当摄像机或被摄对象处于运动状态时，这时候就会使画面构图组合发生连续的、间断性的变化，这就是动态构图，它是电视画面所特有的构图方式。在动态构图下，摄像机或被摄对象要么同时处于运动状态，要么分别处于运动状态，这样才能使画面内的视觉形象发生连续或间断的变化。
2 电视摄像画面构图艺术的主要内容
2.1 静态构图的基本原则
虽然电视画面以表现运动物体为主，但静态构图是电视画面构图的基础。因此，要对电视摄像构图艺术进行探讨，必须要掌握电视摄像静态构图的基本原则，这些基本原则主要有以下几点：
1.要突出主体
突出主体形象是构图的首要任务之一，要对主体的位置进行合理的选择和安排，处理好主体与各方面的关系，做到相互照应、主次分明。在实际工作中，拍摄人员往往对主体进行特写、近景以及中景处理，有时候会以跟镜头的方式使主体呈现在画面的结构中心。一般而言，表现方法主要分为两种：直接表现法和间接突出法。直接表现法是为主体提供最大的画面面积、最佳的照明效果以及最突出的位置，将其呈现在观众面前，例如在设计和制作电视专题片时就常常采取这种表现手法，该专题片名为《塑料成瘾》，让拍摄者出现在专题片的视频前面，向受众讲述塑料的危害，起到了很明显的突出主体的作用，见图2.1；而间接突出法则主要采用渲染气氛或烘托环境等方式对主体进行间接的强调和展现。
2.要善于活用线条
在画面构成中，线条发挥了非常关键的作用。它是指画面形象或影像的明暗分界线和形象之间的连接线，这种线条是最富有表现力的构图手段之一，在电视摄像中的使用范围很广。在拍摄过程中，要善于提炼被摄对象的主要线条，以利于主体的表达。在选择线条时，要从实际拍摄的需要出发，以获得更好的拍摄效果。例如，水平线条有向两侧伸展的趋势，能给人带来一种辽阔、宽广的感觉，在拍摄海洋、大地、湖泊以及草原时宜以水平线为主线条。而垂直线条具有一种上下伸展的动势，可以使主体呈现一种挺拔、高耸和修长的状态。例如，拍摄行进中的队列、参天的大树以及高耸的大厦时就会产生这种感觉。斜线在画面中是一种非垂直、非水平的直线，这种线条不仅会使不动的物体产生动势，而且还会强化运动的物体。曲线则具有较强的韵律感和流动感，能起到引导视线向纵深发展的作用，使画面有一种起伏舒展的美感。
3.巧用造型
如果将自然界的各种景物按照一定的视觉习惯和规律进行排列，它们都可以成为具有一定线条和造型的组合体。在画面构图时，有时候会出现作品的画面结构和某些符号或字母相似的情况，为了便于摄像者的理解和分析，往往采用这些符号或字母对构图进行命名。这些造型构图是对构图形式的抽象化解释，同时也是实现构图条理化的有效途径。
2.2 电视画面的动态构图艺术
动态构图是一种“运动”的构图方式，这种构图方式是电视换面构图的基本特征。要处理好动态构图，必须要具备一定的静态构图功底，这样才能安排好主、陪体，也能有效的解决画面平衡等问题。一般来说，动态构图主要表现为内部运动构图、外部运动构图、综合运动构图以及开放式构图等四种形式。第一，内部运动构图。这种构图形式是在机位和镜头不动的情况下，通过画面中的形象运动来体现动感。第二，外部运动构图。这种构图形式是指在画面内部物像基本不动的情况下，使画面外部镜头产生一定的运动。进行电视摄像时，主要通过镜头本身的推、拉、摇、移来体现。第三、综合运动构图。这种构图形式综合了画面内部运动构图和画面外部构图的主要特点，往往在使用过程中既有所侧重，又进行综合考虑，从而获得预期的动态构图效果，见图2.2。
3 总结
综上所述，电视画面构图是一种摄像创作艺术，它贯穿于摄像工作的始终，在模式和原则上往往具有不确定性，在实际的工作中需要具体问题具体分析，还要在立意、主体对象、画面以及基调色彩搭配等方面做到精益求精，这样才能创造出观众喜闻乐见的优秀作品。
参考文献
[1]杨嘉怡.电视摄像技术中的画面构图艺术[J].陕西理工大学学报（社会科学版），2010（2）.
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关键词：继电保护；差异化运维；措施库
中图分类号：TM77 文献标识码：A
1前言
“十二五”时期是我国经济快速发展和经济转型的攻坚时期，电力系统建设将达到前所未有的规模，并向发展规模和发展质量并重的方向转变。在此背景下，无论是国家电网还是南方电网公司均要求整体管理向精益化发展。要求在评估设备运行状态的基础上，充分考虑设备所涉及的电网风险、运行风险和运维作业风险，合理安排运维工作和运维周期，实现不同设备之间，设备不同运行阶段，不同运行风险下有差异的维护，达到风险控制和成本控制最优，最终实现精益化管理。
1继电保护传统运维风险管控模型
设备运行时，存在各类型风险，主要包括电网风险、设备自身运行风险和作业风险，而其中设备自身运行风险将使正常运行设备状态发生变化，即存在概率P使设备保持在正常运行状态，称为设备的可靠度，并存在概率P%使设备转移至异常状态，称为设备的风险度。其中可靠度与风险度之和为100%。当保护设备处于于异常状态时，由于保护内部或外部原因，存在一定的概率K使保护拒动或误动，从而造成电网和设备的损失。这里K即包括设备自身因素，也包括了外部电网因素，主要是电网运行方式下，尤其在电网“N-1”方式下，电网损失的风险更大。另外根据人们对风险的认识程度，可以分为已知风险和未知风险，其中从对已知风险的认识，开展运维。
传统设备运维工作，以提高设备可靠性、降低设备运行风险为目的；在规定的周期内通过一系列规定的运维手段对设备进行检查维护；未考虑电网、设备及人手等多重因素，且固化手段无针对性、效率较低。从另一维度看，设备风险包括了基准风险与特殊风险，基准风险指设备正常运行时普遍存在的运行风险，特殊风险指由于设备健康状况、运行年限、或运行方式等原因使设备存在显著的运行风险。由于特殊风险与基准风险下设备运行状态转移的概率P，和异常状态下导致不正确动作概率K差异较大，且特殊风险之间又存在不同，同一运维手段未能有针对的化解或降低风险。
2继电保护设备差异化运维管控
2.1一、二次设备运行特点差异
由于一、二次设备运行具有自身特点，一、二次设备从正常到失效，即正常状态到到故障状态的变化过程存在很大的差异。无论一次设备还是二次设备，从正常到失效，均经历了注意状态和异常状态两个过程。注意状态是指设备出现了个别异常特征，但该异常特征不影响设备运行，应安排计划进行处理，异常状态是指设备异常特征明显，不立即处理将会导致设备故障（失效），即进入故障状态，极有可能导致事故事件的发生。
一次设备，尤其是主变、主电缆从出现异常特征，即进入注意状态，其过程一般较缓慢，是一个渐变过程，而进入异常状态也是一个缓慢渐变的过程。上述过程如能采用日常巡维或在线监测的手段一般能够及时发现。与一次设备不同的是，由于二次设备，特别是微机保护，由于使用大量电子元器件，设备从正常状态进入注意状态到异常状态是一个非常迅速的过程。通常情况下，一般从正常状态直接进入严重状态，即故障失效，过程中注意状态和异常状态不明显，一般不超过1分钟。由此可见，二次设备运维更注重的是事前检查和事前检修，即注重检查装置信号，检查插件运行年限，提前更换超期插件，检查装置逻辑，回路接线等。而与一次设备不同，日常巡视通常仅能发现处于失效状态的二次装置和插件。另外，一次设备由于价值高，且保护系统能够对故障设备进行快速隔离，因此相对一次主设备故障对电网的危害，运维中更关注的是主设备价值本身。而二次设备虽然价值低，投资一般是一次设备的1-2%，但因二次设备，尤其是继电保护、安自设备误动或拒动将直接导致电网安全事故事件，因此运维中更关注的是系统风险。
2.2继电保护差异化运维管控模型
继电保护设备应进行差异化运维管理。重点关注系统风险，按照安全生产风险管理体系思想，辨识继电保护设备及其二次回路失效对电网产生的风险，通过继电保护设备及其二次回路的具体运维情况，评估保护设备运维状态，按照风险产生原因或危害后果对风险主要维度进行解耦，分析当前状态下保护装置对系统运行构成的潜在威胁，并结合设备生命周期情况给出的具体运维策略。更加关注措施的针对性，根据每项风险具体情况，在策略库中使用针对性具体策略，防止一刀切的运维模式。更加关注运维策略实施效果，通过策略实际效果跟踪，不断调整完善策略，形成PDCA闭环管理。简化分类，规范化，提高运维效率。
继电保护、安自装置差异化运维是一个动态风险运维优化管控过程，如图1所示。设备差异化运维通过设备状态评价以及电网风险辨识，确定设备运行状态属性，根据运维策略措施库制订目前设备运行状况下的最优运维措施，并形成运维措施单。通过运维措施管控关键风险，确保设备正常运行，减少电网、设备损失。
3设备运维策略措施库
设备运维策略措施库是指设备各种运行状态及运行方式条件下设备运维要求与风险管控措施的集合。设备运维策略措施库以国标、行标、企标、网公司与公司运行管理规定、规范规范及运维方案为基础，综合历史运维评估后汇总措施要求，包括作业项目、运维要求、风险措施和适用范围，同时包括了属性定义、措施检索条件和措施来源，便于了解措施执行原因。继电保护、安自装置差异化运维策略措施库每年组织运行单位修编。
4继电保护差异化运维管控过程及实现
4.1运维管控过程
（1）依据年度运行方式，评估继电保护、安自装置的电网运行风险，梳理并基准风险下的继电保护、安自装置设备清单作为基准风险下设备重要度划分依据。电网运行方式变更时，应及时调整并运行方式风险设备清单。
（2）实时跟踪设备运行状态，依据设备风险管控要求动态开展设备状态评价。
（3）根据各间隔设备风险评估及状态评价结果，识别设备状态属性，并根据设备状态属性从运维策略措施库中梳理对应运行状态下的运维要求和运行风险管控措施，并形成运维措施表，或通过信息系统自动生成。
（4）参照设备运维措施表中运维周期制定工作计划并动态调整。并按照运维要求，在作业表单模板的基础上制定对应的现场作业表单。
（5）按计划落实设备运维工作，并做好运维记录，每年定期开展成效评估，并上报反馈系统运行部。
（6）依据上期设备差异化运维成效评估结果，对本期度差异化策略措施库进行讨论修编。
4.2继电保护差异化运维实施应用
为使措施库与实际应用相一致。需要制订了一套逻辑语法，用于在属性定义和措施检索条件。通过自然的语言表达，更利于运维人员理解和使用，同时不需记忆复杂的代号，简化属性条件编码管理，提高管理效率。主要特点如下：
（1）语法主要通过集合、范围界定的统一描述方式进行表达，为条件和结果两部分，满足条件即执行结果。例如：
{值班模式：无人值班}&@{运维周期：每3天}；
符号“@”为赋值分隔符。分隔符前为条件表达式，分隔符后为结果表达式通过。前后两部分两部分表达式用法是一致的。另外也可用于表示范围，例如：{措施编号：A001，B002}@{上次运维日期：2014-6-6}。
（2）并可通过多层嵌套实现任意条件组合，例如：{值班模式：无人值班}&{，{状态评价：异常状态}}
（3）可进行多重定义，便于检索条件描述。例如：“关键设备”定义为“”，其中“I级特维”定义为{系统风险：特大事故，重大事故，较大事故，电网失稳}。
语句解释首先拆分并列条件式，然后再逐条拆分条件式的条件表达式和结果表达式条目，通过递归方式对条件表达式进行解释，如果条件表达式为真则操作结果表达式的赋值结果，如果不为真则不操作赋值。
继电保护差异化运维方远期采用信息系统方式。系统化前，运维人员可利用差异化运维离线客户端程序，导入系统运行部组织的最新差异化运维措施库文件，以及运维人员自维护的设备间隔台账数据和设备运维数据。选择需查询运维策略措施单的设备间隔，程序将自动从计算设备间隔属性条件，并从策略措施库中梳理符合要求的运维措施，并提供下次运维建议。
结语
通过对电力设备运行损失模型研究，总结传统运维中存在的弊端，并对一、二次设备失效模型进行探讨，分析一、二次设备运行特点，提出了适用于继电保护的差异化运维管理方法和思路。通过设备状态评价和电网风险评估，以及特殊运行情况分析，辨识设备状态属性，通过策略措施库中检索符合属性条件的措施，形成适用于现场运维的针对性的措施表。通过策略形成方法的语句表达及程序实现，验证了差异化运维方法的可行性，在现实生产中指导并易于运维人员全面了解设备运行要求。
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关键词：一次设备 优化 变压器 GIS开关柜
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0009-02
随着社会的快速发展，未来要建设的高速铁路项目越来越多。高速铁路因为速度快、负荷大、可靠性要求高，所以对牵引变电系统提出了更高的要求。在普速铁路和现已开通的高速铁路的牵引变电系统一次设备的运行状况调查分析基础上，根据实践中总结的经验，对高速铁路一次设备进行优化设计，成为高铁设计者必然面对的难题。优化设计后既可以提高性价比又降低了故障的概率，为今后高铁牵引变电系统的设计及改造提供参考。
1 高速铁路牵引变电系统的特点和对一次设备的基本要求
1.1 高速铁路牵引变电系统的特点
（1）速度快，空气阻力大。高速铁路的试验速度已经超500km/h，最高运行时速300km。
（2）客运量大，供电距离长，且具有明显的时段特征。高速列车负载率高，受电时间长。要求电力机车牵引功率大，牵引供电系统应具有对各种集中负荷供电的能力。
（3）可靠性要求高。要求供电系统供电质量和接触网受流质量高。高铁牵引负荷是国家电力系统的I级负荷，它应有独立的双回路电源供电，且采用互不影响的两回220kV及以上（普铁一般为110kV）电源供电。
1.2 高速铁路对一次设备的基本要求
一次设备是高铁牵引变电系统的主体，设备故障会造成严重后果，在对一次设备进行设计和选择时，应满足运行可靠、工作灵活的要求，同时还必须考虑经济条件。
（1）应能可靠地在规定的工作电压及电流下工作，应有足够的绝缘强度和载流能力。
（2）用于切断载流电路的开关设备，应具有足够的熄灭电弧的能力。
（3）对电路运行状态进行监视、测量的电器元件（如电压、电流互感器）应能满足测量精度的要求；还应在高电压或大电流的作用下不至于饱和。
2 高铁牵引变压器的优化设计
2.1 高铁牵引变压器接线方式的优化
2.1.1 普铁牵引变压器的接线方式现状分析
目前普铁牵引变压器的主要接线型式有YN，d11三相接线，优点为变压器结构相对简单，因中性点接地，因此变压器造价较低，供电安全可靠性好；主要缺点是变压器的容量不能充分利用，输出容量只能达到其额定容量的75.6%。
单相接线变压器主要优点是容量利用率为100%，且变电所的主接线简单、设备少、占地面积小、投资少，缺点是在三相系统形成较大的负序电流。
V，V接线变压器的优点是容量利用率为100%，而且可以供给所内及地区三相负荷，对牵引网还可实行双边供电，对系统的负序影响减小；缺点是当一台牵引变压器故障时，另一台进行跨相供电，即兼供左右两臂的牵引网负荷，需要一个倒闸过程，在此倒闸过程完成前，故障变压器原来供电的牵引负荷将中断供电。
斯科特（Scott）接线方式变压器优点为当M座和T座两供电臂电流相等，且功率因数相同时，原边三相电流对称，变压器容量能全部利用；缺点是斯科特接线变压器制造难度大，绕组需按全绝缘设计，变压器造价较高。
2.1.2 高铁牵引变压器接线方式的优化
为提高高铁牵引变电系统的可靠性同时提高变压器容量的利用率，改善牵引变电所对电力系统的负序影响，高铁牵引变压器接线方式在普铁牵引变压器接线方式基础上进行了改进。目前高铁上采用的牵引变压器接线形式主要有以下三种类型： V/V型接线、V/X接线、纯单相接线。V/V型接线在直供方式大量采用，V/X接线和纯单相接线在AT供电方式采用。因高铁目前的发展趋势是采用AT供电方式，纯单相接线又存在负序电流较大的问题，所以推荐的优化方案是：接线方式采用V/X接线。其接线特点为原边绕组作V形连接，接三相电力系统的AB和BC相；副边绕组各引出中间接地点，为X的中心点，接钢轨，T绕组连接接触网，F绕组连接正馈线。两台纯单相变压器组成的V/X接线如图1所示。在高铁牵引变电所设置四台单相牵引变压器（普铁只设置两台变压器），为固定备用方式，两台运行，两台固定备用。图2为采用V/X接线牵引变压器的外观示意图。
2.2 高铁牵引变压器的选型
根据现有高铁牵引变电所运行经验，推荐采用220kV/2×27.5kV的油浸自冷式变压器。主变压器油箱采用钟罩式结构，充以25号变压器油，每相油箱上有2只压力释放阀、1只水银温度计、2套油面温度控制器，采用油浸自冷式结构，预留风冷风机接口，储油柜采用波纹式储油柜，波纹管连接。高压采用带电动操作机构的无励磁调压分接开关。每相油箱上装铁心接地套管，接地线经支撑绝缘子引至油箱下部的接地标志处，以便于变压器铁心可靠接地及测量对地电流。投入运行时，压力释放阀处于开启状态。
3 互感器的优化设计
3.1 电流互感器的优化
高铁牵引变电所220kV侧推荐采用油浸式电流互感器。器身由一次绕组和二次绕组组成，一次绕组为“U”形，一次导线为两瓣半圆铝管。主绝缘为电容式油纸绝缘，用高压电缆纸包绕在一次绕组上，其间设若干个电容屏，内屏接高电位，外屏接地。一次绕组分为两段，共四个出头，均由储油柜引出，通过改变储油柜外部连接片的接线方式来改变电流比。二次绕组组合在一起后固定在一次绕组下部的支架上。所用的变压器油经充分脱气脱水处理后在真空的状态下注入。这种互感器为全密封结构，顶部装有不锈钢制成的叠形波纹式膨胀器，使之内部与空气隔离，防止其内部的变压器油受潮，运行中应保密封完好。膨胀器由排气嘴、阀芯、注油嘴、油位指针、叠形波纹管等组成。油位指针与膨胀器内油位同步升降，从外壳视察窗上可清晰观察到油位的变化情况。
3.2 电压互感器的优化
高铁牵引变电所220kV侧推荐采用电容式电压互感器。该互感器为组合式单柱结构，由电容分压器及电磁单元部分组成。电容分压器由几台耦合电容器串联叠装组成；电磁场单元装置由中间变压器、补偿电抗器、速饱和阻尼器组成，共同装在一个油箱内。
4 高压开关设备的优化设计
4.1 220kV侧断路器的优化
220kV侧推荐采用SF6断路器。由于SF6气体化学性能稳定、不易电离，灭弧和绝缘能力强，使SF6断路器具有开断力强且允许连续开断多次、检修周期长、维护方便、费用低等优点，高铁中大都用于一次侧。这种断路器的优点是SF6气体兼用作灭弧和绝缘介质。SF6气体在吹弧过程中不排向大气，而是循环使用。
4.2 27.5kV侧开关设备优化
27.5kV侧开关设备推荐采用GIS开关柜代替传统的分散元件。GIS开关柜具有免维护、可靠性高、小型化、布置简单、美观，集成程度高、安装施工简单方便、节省房屋面积和占地面积等优点，牵引变电所27.5kV配电设备通常采用集断路器、隔离开关、互感器、避雷器、连接母线为一体的GIS开关柜。
隔离开关的优化：需要改变运行方式的开关采用电动隔离开关，需要当地检修操作采用的隔离开关采用手动隔离开关。
5 其他辅助一次设备的优化设计
5.1 输电线路的优化
牵引变电所2×27.5kV和1×27.5kVSF6气体绝缘开关柜的引进、引出线和至接触网开关的上网供电线推荐采用电缆线，其它供电线采用架空线。电缆线主要采用铜芯、交联聚乙烯绝缘电缆。国内牵引变电所标称电压为27.5kV，且根据系统不同及电网的波动情况，最高电压可达到31.5kV。所以根据国内的牵引供电系统的特点，确定电缆电压为27.5kV。
5.2 不设无功补偿，预留滤波装置的场地
高铁电动车组负荷特性表现为功率因数高，无需在各高铁牵引变电所内设置无功补偿装置。动车组谐波的含有率总体水平比交直传动大大降低，频谱比交直传动机车宽，可能会产生谐振，为系统稳定性和安全起见，推荐按预留滤波场地设计。
6 结语
随着我国高速铁路开通线路的逐渐增多，对于高铁牵引变电系统一次设备的运行维护经验也越来越丰富，根据现有的实践经验对高速铁路的牵引变电系统一次设备进行优化设计，提高设备可靠性降低故障率是完全可行的。相信不久的将来，我国高速铁路技术将会不断提高，走出国门，促进国内和世界经济的提速和发展。
参考文献
[1] 焦现伟.高速铁路与普速铁路变配电系统[J].才智，2011（13）.
[2]中国铁路总公司.高速铁路牵引变电所技术[J].中国铁道出版社，2014（6）.
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关键词：机电一体化 机械系统 设计
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（b）-0029-01
机电一体化机械系统是利用计算机来完成机械设计和研究的过程。是对传统机电工业的改革和创新，拥有很大的发展前景。因为机械系统是一个系统，是由各个机电部件组成，所以每一个部分都要做到精细，互相协调配合而达到系统的高效科学。
1 机电一体化机械系统的相关概念
机电一体化系统是由多个信息处理系统共同协调配合所组成的，所以对信息的处理和反应非常之快，因为系统存在多个分支。机电一体化的机械系统与传统的机械系统相比有很大差别，传统的机械系统没有计算机的控制部分，而机电一体化机械系统就是以计算机为中心枢纽，组织机械进行生产开发和运转。现代的机电一体化系统就是利用仿生技术、微电子技术实现系统的智能化和快速应变能力，是现代高科技手段在机械制造行业的推广和应用，具有非常大的市场价值。
2 机电一体化机械系统的设计原则
2.1 高精度
机电一体化产品最重要的特点以及设计的基本原则就是高精度。只有机电产品的精度符合设计要求，才能把自身的优势更好的应用在生产中。如果机电一体化的机械系统不够精确，会造成机电产品不合格的情况发生。机电一体化产品的零部件尺寸是否达到标准尺寸是判断机电一体化产品精度是否合格的重要评判标准。
2.2 智能化
机电产品的智能化又称快速反应性是机电一体化机械系统的主要特征，它可以自由的应对突发状况并减少反应时间，哪怕是临时修改设计内容，因为机电一体化的机械系统的各个部分是独立工作的，所以不会因为一个子系统发生故障而导致整个系统无法运行。从系统接收信息指令的那一刻开始，智能化系统就以非常快的速度向机械的各个部分传达并工作。
2.3 稳定性好
机械系统的稳定性可以有效增加其使用寿命和效率，稳定性好的产品性能参数就高，稳定性差的产品性能参数就低，所以保证稳定性非常重要。因为一个机械系统的子系统非常之多，所以要保证系统的稳定性，就要降低机械振动的频率和摩擦系数，再三确认零部件的尺寸选择，整体上向着小型化和轻量化的方向发展。
3 机电一体化机械系统的设计步骤
3.1 动力元件的设计
动力元件传统机械系统的重要组成成分，机电一体化的机械系统动力元件是由计算机信息网络协调与控制的，为各种机械传导部位提供动力和支持。动力元件主要包括发电机等可以提供动力的机电设备，随着科技的发展，机电一体化机械系统的动力元件将更加智能化和自动化，不需要浪费人力资源。
3.2 传动元件的设计
传动元件在机电一体化机械系统中起着传导的作用，它将计算机的命令信号翻译成机器可以读懂的语言，指导其进一步工作。传动元件包括两个方面：传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高，体积小、重量轻、噪音低，还可以满足机械系统的伺服性能，是稳定性非常好的传动元件。
3.3 机械系统的性能分析
机械系统的性能分析是动态特征与静态特征的总和，通过建立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构，确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件，配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。这些机械系统的性能决定着机械产品的功能质量参数，机械性能好的产品使用寿命长，产品质量好，灵敏度高、机械的耐磨损状况良好，可长期使用。
4 机电一体化机械系统的改进措施
4.1 改良设计思想
要积极改良机电一体化的设计思想，随着时代的进步而不断进步，努力学习国外先进的机械生产技术，在实现“机械化”和“电子化”的有机结合之后，进一步实现自动化，减少人力资源的浪费，实现经济效益的最大化。设计方案主要是由全部设计人员进行策划和实施的，所以设计人员的才能和设计理念会很大程度上影响机电一体化的设计和应用。
4.2 加大经费投入
真正实现经济效益的最大化，最基本要做的就是加大经费投入，不论是科研经费还是后期的维修经费都要持续不断的供给。可能从表面上来看，实现机电一体化的过程需要庞大的资金和各种各样先进的技术，但是一旦实现了机电一体化机械系统，所节省的人力，创造的财富都是无法衡量的。
5 结语
无论是现在还是将来，机械自动化都将成为行业发展的大趋势，机械的智能化将会成为行业的最终选择，本研究分析了机电一体化机械系统的基本含义、设计和应用的基本原则、系统设计的基本步骤等基础的设计和应用，并且提出了加大经费投入和改良设计思想等措施来提高机电一体化机械系统的设计和应用，希望可以为机械行业的发展建言献策，为祖国的未来添砖加瓦。
参考文献
