变电工程设计范例

变电工程设计

变电工程设计范文1

1.1雷击点

在西欧、日本、美国等国家,都把近区雷击看作输变电所侵入波的考查目标。我国对于500kV输变电工程设计中的雷电过电压做过大量的研究,也都是以近区雷击为研究对象。通过大量的研究表明,一般情况下的近区雷击比远区雷击的侵入波过电压高。

1.2雷电侵入波的计算方法

以前在进行测试时会受到条件的限制,一般情况下都是通过防雷分析仪来判断侵入波过电压假设在2km处的地方设置一个相当于幅值的U50%直角波绝缘子串雷电放电电压,对于测量变电所设备上的过电压,现改用计算机来计算。有人曾提出了仍然使用防雷分析仪的方式。这样方式理论的基本是绝缘子串放电电压U50%要大于侵入波过电压的幅值,而且它与2km以外的雷击相关。在考虑近区雷击的情况下,入侵导体形成的雷电流波过电压幅值就有超过过绝缘子串的临界放电电压U50%的可能。一是这个过电压的波头较为峻峭,因此放点的电压较强;二是耐张塔放电电压较高,因此该方法的基础条件不成立。

1.3最大雷电流计算值

如果使用防雷分析仪法,则不需要判断雷电流的最大值,此方式不合适。如果使用国际通用法,则需要判断雷电流的最大值。我国在规程中对此没有明确的规定,此值太高,会造成一定的浪费。若是,此值太低,就会降低安全性。在日本所统计的雷电流幅值相较来说较低。在500kV输变电系统中,其最大雷电流在计算时取150kA。但是在西欧等国家,其最大雷电流在计算时取250KA。在选取此值时要结合国情,依据具体的雷电流幅值分布概率,在选取最大雷电流计算值时建议为210~220kA。

1.4绝缘裕度

在使用惯用法计算时,在雷电侵入波过电压的影响下,变电所内设备绝缘应该留的裕度有多大是一个重要的问题。我国在规程中各单位对此的要求都没有明确的规定,也没有相似的要求。建议可以参考IEC71-2标准,而对于内绝缘裕度则取1.15,外绝缘取1.05~1.0。

1.5变电所内的雷电平均无故障时间

当使用传统的方法来计算最大的雷电侵入波过电压时,没有考虑不同变电站运行方式的出现几率,也没有计及各种雷电流幅值、变电所内不同的过电压、进线段杆塔绝缘子串闪络的出现几率。这是采用惯用法的缺点,但是若是采用统计法却可以避免这些缺点。但是我国对于使用统计法来计算变电所的耐雷指标时没有同意的相关规定。CIGRE的工作组认为,目前可以接受的事故率的典型值为0.1~0.3%,设计的失败率应该在这个范围内。我国500kV的电网结构不是很强,而且运行的水平比较低,因此主张MTBF取值为800-1000a,这也是我国一些电力运行部门希望的结果。

2500kV输电线路的雷击跳闸率的计算方式

2.1反击

2.1.1雷击塔顶时计算导线上的感应过电压

按照我国规定的规程内容定感应过电压U,使用以下公式进行计算:Ui=ahc(1-(hg/hc)k0)式中,hc是导线对地的平均高度;hg是避雷线对地的平均高度;k0是避雷线和导线之间的藕合系数;a是雷电流陡度。当hc=50m,hg=60m,k0=0.3,a=57.69kA,则Ui=1846kV,感应过电压占86%的临界放电电压绝缘子串。再加上杆塔横担电压,不管多么小的杆塔接地电阻,绝缘子串必须闪缘。而此计算电压一定远远大于实际的电压。以上所叙述的计算公式是在前苏联半个世纪以前所研究出来的成果,因此对于现代这颗科技发展过快的时代较为落后,所以在运用时不太合适,尤其是对于大跨越线路、同杆双回线路、山区线路等。在欧洲、美洲、日本等地区都认同有感应过电压,并且对此提出了相应的计算公式,但是Ui的计算比我国规程法规定的计算要小很多。他们在防雷计算时是不考虑感应过电压这项因素的,因此与中国、前苏联的做法有很大的差异。

2.1.2工作电压的影响

500kV线路的工作电压较高,在反击时,在绝缘子串中已经占据了大部分的两端电压比例。在计算时忽略耐雷水平影响的工频电压,则会导致出现更大的错误。在日本、美国、欧洲等诸多国家都已经考虑到工作电压的影响,当时我国还没有注意到,因此建议对此进行修改。

2.2高杆塔绕击的计算方式

按照我国规定的规程内容对高杆塔绕击的计算方式为:对平原线路:lgP=(αht姨/86)-39对山区线路:lgP=(αht姨/86)-335式中,α为避雷线边缘导线的保护角。但是此式在运用时也有一定的条件,α条件为15°:必大于15°小于40°和ht小于50米的前提下,才可以使用此公式,若是不符合此前提标准则不可以。

3500kV线路的防雷设计

同杆双回线路的好处是可以减小走廊的宽度、增大单位走廊宽度内的输电容量、节约成本。日本的500kV的线路几乎都是采用同杆双回线路的方法。这种方法在欧美等国家非常盛行,现今在我国的使用率也越来越高。其中有一个极为重大的问题就是耐雷性能变差,这些还需要进一步的深入研究。在我国现有规程内关于防雷计算方法的内容都只适用于单回路。同杆双回线路的特点有两点,第一是杆塔高,容易发生绕击和反击的现象,第二是在发生雷击杆塔的同时导致双回同时跳闸的状况发生。如果使用规程法内的计算方法同杆双回线路的总跳闸率较高,而且基本上都是双回同时跳闸,这同实际情况是不吻合的,因此需要进一步的研究,并整理出一套完整的防雷计算方法,以方便相关的使用。

4结束语

变电工程设计范文2

关键词:输变电工程;设计阶段;造价控制

近年来,随着用电量的不断增加,输变电工程项目也在不断增多。但是电力公司对于输变电工程的造价并不重视,往往导致工程造价超过预算,从而减少了电力公司的经济效益。

一、输变电工程设计阶段造价管理存在的问题

(一)设计与实际脱节

在输变电工程设计过程中,设计与实际脱节导致造价昂贵或者投资浪费。一方面,在输变电工程实际设计过程中,设计人员与工程勘测人员没有很好的沟通,经常会导致设计人员设计的工程不符合实际情况,从而造成输变电工程无法正常投入使用。我国输变电工程的设计和勘测往往交给两个不同的单位,设计人员与勘测人员之间的权责不明晰,这就导致了设计人员与勘测人员对工程的设计以及勘测并不负责,设计人员在进行工程设计时并不对工程的实际勘测情况多加考虑,导致设计与实际不相符合,使工程造价上升,不利于工程的成本控制。而勘测人员也并不积极地向设计人员汇报勘测情况,对设计人员设计方面也不提意见,这就更加导致了设计与实际的不符。另一方面,某些工程设计人员的专业素质不高,经验缺乏,即使勘测人员上报了详细的工程勘测情况,设计人员也不能做到很好地应用,往往按照自己的意愿进行工程的设计,对于工程的造价也未加以控制,最后往往工程造价会超出预算,从而减少了的经济效益。

(二)奖惩制度不完善

奖惩制度不完善,导致优秀设计人员的积极性降低,部分设计人员对工程设计不负责。一方面,由于工程设计的激励制度不完善,花费更多时间与精力的设计人员没有得到相应的奖励,这就造成了设计人员的积极性下降,不再主动地去设计新型的方案,只沿用老式方案,使得工程的造价迟迟得不到优化,无法为电力公司的经济效益做进一步贡献。另一方面,由于设计人员与勘测人员的权责不明晰,当工程发生问题时,往往双方会互相推诿,工程问题无法具体到个人,从而也就没有了相应的惩罚措施,进一步导致了设计人员与勘测人员对项目不认真负责,从而导致造价昂贵等一系列问题的发生。奖罚不明使得应该获得奖励的设计人员得不到奖励、应该获得惩罚的人员未接受惩罚,这样会使工程工作人员对项目消极怠工,从而对工程造价管理造成一定的影响。

(三)信息反馈制度缺失

输变电工程设计完成之后,项目设计方案的具体实施效果并不会反馈给设计单位,设计单位也无法根据项目设计方案实际实施情况作相应的改进,从而可能会导致造价超出预算等一系列问题。由于我国这种信息反馈制度的缺失,进一步造成了设计人员的“纸上谈兵”。设计人员往往并不了解工程的实际实施情况,从而对工程的成本不能很好的控制,长此以往,设计人员无法对自己设计方案的好坏加以评估,造成设计方案不能进一步优化,造价难以控制。

二、输变电工程设计阶段造价管理的对策

(一)加强勘测人员、造价人员与设计人员之间的沟通

针对输变电工程设计中由于勘测人员、造价人员与设计人员联系较少而导致的设计与实际不符问题,可以从以下两方面着手解决。一方面,应该加强勘测人员与设计人员之间的沟通与交流,勘测人员需要确保设计人员充分了解工程的勘测数据,并对设计人员设计的方案提出自己的建议与看法,双方加强合作,确保输变电工程设计方案符合工程实际。另一方面,应该加强设计人员与造价人员之间的沟通与交流。输变电工程所涉及的工艺与设备比较多,设计人员难以掌握最新的工艺与设备造价,导致设计人员在考虑工艺与设备造价时可能与实际有很大的出入,造成工程实际造价超出预算等多种问题。造价人员应该向设计人员及时介绍工程所需的工艺与设备造价,设计人员应该在充分考虑工程所需的工艺与设备实际报价的情况下再进行对输变电工程的设计,来确保工程实际造价与预算相符合,需要注意的是,设计人员需要把握好成本与工艺之间的平衡,既不能为了控制成本而一味地去使用落后的工艺,也不能过分追求新工艺而导致造价昂贵。这样,三者之间加强沟通与交流,可以有效避免因为交流不足而导致的造价昂贵等问题,为输变电工程设计阶段的造价控制提供保障。

(二)推行限额设计

在工程实际设计过程中,很多设计人员并不考虑成本问题,导致工程造价昂贵。可以通过推行限额设计来有效地解决这一问题。限额设计是指给工程设计人员设定一个工程最高造价,让工程设计人员设计方案时工程不得超过这个造价。一方面,限额设计可以很好地对工程的成本进行控制,设计人员设计方案时必须充分考虑工艺与设备的价格问题,这样也从侧面加强了设计人员与造价人员的联系,为工程的造价控制提供了有效的保障。另一方面,限额设计可以使投资效用最大化,因为工程造价是有数额限制的,所以设计人员必须对工程的方方面面进行全面分析,对工程各部分的预算要区别对待。关键部分的工程要舍得用先进的工艺与设备来进行建设,其他部分的工程可以用价格相对便宜的工艺与设备进行建设,这样设计人员对工程各方面进行统筹兼顾,在综合分析的基础上给出最为合理的设计方案,将成本有效地控制在一定的范围内。

(三)完善奖惩制度

完善奖惩制度可以有效地解决优秀设计人员的积极性降低问题,部分设计人员对工程设计不负责的问题,从而激发设计人员的积极性,设计出更多更好的方案。一方面,建立完善的奖惩制度,可以鼓励设计人员加强与造价人员的沟通,进一步对输变电工程造价展开研究,从而不断对设计方案进行优化,将工程的造价控制在合理的范围之内。完善的奖惩制度还可以鼓励设计人员加强与勘测人员的沟通,进一步对工程的实际勘测情况进行分析,从而设计人员能够在充分考虑各种情况的基础上对方案做出有针对性的设计,这样大大提高了设计方案的可行性,避免了因为设计方案的失误而导致工程失败的问题。另一方面,要对部分不认真负责、消极怠工的设计人员进行处罚,进行处罚之前需要先要对权责进行明确,将设计人员与勘测人员、造价人员的责任区分开来。一旦工程发生问题,要保证可以确定到个人,然后对该工作人员进行处罚。处罚一定要准确,不能工程出现问题所有的工作人员都要负责,而是要确定到个人。这样设计人员在进行方案设计时一定会更加仔细认真,对工程的造价进行严格控制,从而保证了设计阶段造价的合理性。

(四)完善信息反馈机制

设计单位以及设计人员应该要对设计工程的实时情况紧密关注,一旦发现工程有不合理的地方,要及时进行处理,确保工程的质量安全和成本合理。在工程竣工以后,设计人员应该考察工程实施过程中出现的失误,进而不断根据工程实际情况优化设计方案,从而使工程造价更为合理,工程质量更为安全。完善信息反馈机制有助于设计方案的不断优化和设计水平的不断提高,设计单位和设计人员应该高度重视信息反馈机制的完善,做好信息的及时反馈。

(五)推行质量管理体系

工程的质量非常重要,如果设计人员在设计方案时错误地估计了工程的实际造价,那么会造成工程实际造价超出预算,这种失误造成的损失还在可控的范围之内。但是如果设计人员在设计方案时使用错误的勘测数据,可能造成工程无法竣工等问题,这种失误造成的损失非常严重。因此,高度重视勘测数据的准确性是很有必要的。为了保证设计阶段使用的勘测数据的准确性,需要对勘测工作进行质量体系认证,确保勘测单位以及勘测人员的专业能力。质量管理体系可以很好地保障勘测数据的准确性,从而为设计人员设计方案提供了保证。

三、结语

输变电工程设计阶段合理的造价控制可以有效提高工程的建设效应,因此对输变电工程设计过程中存在的问题进行分析并妥善地解决是很有必要的。输变电工程存在着设计与实际不符、奖惩制度不完善、信息反馈机制不完全等问题,严重制约着输变电工程造价的合理控制。工程负责人应当对以上问题进行高度重视,要不断加强设计人员与勘测、造价人员的联系,推行限额设计,不断完善奖惩制度、信息反馈机制以及质量管理体系来保证工程成本控制在合理的范围之内。

参考文献:

[1]李侠.浅谈输变电工程设计阶段的工程造价控制[J].才智,2010(04).

[2]陈琪,郑鹏.浅谈输变电工程设计阶段的造价控制[J].河南建材,2011(04).

[3]梁跃清.输变电工程设计阶段造价控制的问题及对策[J].能源技术经济,2000(02).

变电工程设计范文3

关键词:电力系统;220kV;变电站;增容改造

1引言

江苏省地区的用电负荷增长极快,但是变电站容量的建设却比较滞后,导致很多地区的电网遭到很大的挑战,不能维持地区的常规供电,这就需要在不断增加新变电站的基础上,对于一些老变电站进行增容改造,保证地区负荷用电。本文以江苏某地区220kV变电站为例,介绍该变电站增容改造工程的设计实施方法,希望对变电站增容改造设计提供借鉴。

2220kV变电站的增容改造目标

淘汰传统的断路器。传统的断路器主要是压缩空气断路器、油断路器,这两种断路器在我国变电站中使用比较广泛,其运行经验比较丰富,易于工人维修和保养,但是其油容易劣化,设备本身不防火防爆,安全性不高。SF6断路器和真空断路器运行维护方便,维护间隔时间长,本身能防火防爆、噪音低,最近几年变电站改造中经常使用,本变电站增容改造将选用该两种断路器。淘汰二次系统,实现变电站运行全自动化。传统变电站二次系统存在的问题较多,主要是老实设备使用多、维护不方便、自动化程度低、结构复杂、可靠性比较差。出现故障后需要人工诊断,费时费力而且故障排除比较困难,缺少自诊断能力。变电站采用全自动化运行系统后,可以采用计算机系统、通信系统等对对变电站二次系统进行功能模块的重新组合,对变电站运行设备实现DCS监控,测量和控制变得更高效便捷。实现变电站遥控管理。变电站经过增容改造后,可以实现变电站的运行和调度不需要专人实施,只需要调度室进行协调控制,遇到检修维护时才需要专人进行处理,实现变电站的遥控管理模式,加强了变电站实际运行能力。系统增容,满足用电量需求。衡量电能质量的主要指标是电压和频率,电压的合格主要通过各变电站进行调节,传统变电站一般不具有调压功能,缺少合格的电能质量评价方法,变电站经过增容改造后可以实现电压的随时调节,鉴于增容后变电站的自动运行系统中包含电压和无功自动调节功能,电压调节中可以保证其合格率,从而进一步降低输送损耗,节约电能。

3改造工程原则

(1)站内改造。改造前首先由原配电装置进行临时供电,拆除适当的影响不到的旧配电设施,或者腾出适当的空地安装GIS。对于主变及线路进行切换,GIS接入时需要进行一定间隔的控制;将施工地区与安全地区进行适当的调整划分,保证施工安全运行。在改造中主变电器直接接电,从进线一侧到主变高压侧都要进行电缆的铺设,电缆接至主变高压侧后,供电形成变压器直接接电。施工中要注意在拆除配电装置后,注意电缆和电缆头,保证主变的正常运行,根据配电室设备实际情况进行方案调整,从而适当节约土地资源,改造投资与征地投资形成高的性价比。(2)主接线方式改造。具体的改造设计步骤为:①目前改造主接线主要采用双母线带旁路的接线方式,可以做到不停电检修,开关设备的操作可靠性提高了可以将双母线带旁路的接线方式进行充分的实现,目前接线取消了高电压的旁路接线,多数改造工程采用双母线双分段接线。在具体的改造设计中可以将电源出线平衡分布在两组母线上,两组母线实现并列运行必须是建立在母线断路器联通比较顺畅的情况之下。为了提高安全性,可以一组母线运行,另一组母线备用。②检修工作母线时将所有回路转移到另一母线上。③母线出现故障时,立即断开各出线的断路器,接通主要回路的母线侧开关,接通电源出线断路器,恢复各段的供电。(3)双母线旁路升级为双母线分段。为了减少故障的发生率,可以将220kV双母线母联兼旁路的接线形式改造为双母线双分段分为两台断路器的接线方式,采用站内改造方式,具体的改造步骤为:①铺设临时的电缆管,从进线一侧铺到主变高压一侧,铺设完成后在主变的附近区域进行220kV电缆头基础的建设。②原来的进线位置经过临时的电缆也进入主高变压一侧,主变采用变压器组的形式进行持续运行,满足供电量要求,之前的配电装置不再运行,施工时注意主变与旧配电设备进行有效的隔离。③在拆除旧配电装置时要进行分段和分跨的形式拆除,保证主变的安全运行,建立新的GIS配电设施,主变与新线路进行切换尝试运行,主变和线路在进入GIS前要进行隔离区分,避免出现安全的隐患。(4)配电装置改造。传统的变电站改造主要是采用户外的高型构架,变电站运行越久远,高型构架损伤就越严重,目标变电站增容改造后的高型构架采用GIS进行电器的组合。具体的优点主要有:①除了临时接线外需要停电,其他情况不需要停电处理。②配电装置进出线接入更加方便,架空线的接入也比较方便。③变电站整体布局合适,方面进行运行的监管,对事故进行及时处理。

4典型的220kV主变增容的改造设计

(1)主接线和GIS布置。为了实现主接线的合理性,首先要在旧变电站的基础上规划好180MVA变压器的具体数量;220kV和110kV进出线路的次数,双母线接线的方式,这些设计完成后既要对GIS的具体施工进行布置。220kV的配电装置要采用GIS进行布置,可以设置在配电楼之内,与220kV的避雷器、耦合电容器、电容式电压互感器进行有效的配合,这些设备可以布置在配电室的二楼,对进出线进行架空处理。配电综合楼内要将110kV的GIS、控制室、接电室和电屏室进行布置。主变电器设置在室外,110kV的GIS可以布置在配电综合楼的适当位置,采用电缆进出线方式;10kV配电室配置在综合配电楼的另一侧,与GIS相隔,采用中置真空开关柜。10kV电容器配置在配电综合楼一侧的电容室内。对于变电站的总体面积和东西长度和南北宽度要根据配电的整体布局进行合理设计安排,到达经济的最优化处理。(2)220kVGIS室内主配电装置设计。原高压侧配电装置为高型架构,经过改造在GIS的室内配置专门配电装置的变电站,GIS楼布置方案中,可以采用两种方案,第一种为采用地上地下各一层,钢筋混凝土结构底座,地下室为电缆铺设层,地下层为220kV配电室;第二种方案为采用地上二层的方式,在架空线的走廊方向进行设计,地上一层为220kVGIS的装置分布区,地上二层为设置阻波器等配套设备。(3)全户内配电装置设计。第一种方案为变电站采用东西方向设计,变电站东侧设置两层的综合楼,一层设计为10kV的配电设备,包含电容器组件、接地变送装置等;二层可以设置220kV的继电器室,采用全电缆的进出线形式,变压器设置在变电站的西侧位置。第二种方案为变电站采用南北设计,北侧为220kV的综合楼,架空线可以从综合楼的北侧走线,采用架空电缆混合进线的形式,将GIS布置在一层,将110kV的配电楼布置在综合楼的南侧,二层设计为电容器和开关设备。变压器可以灵活的设置在110kV的配电装置和220kV的综合楼的中间或者靠近综合楼一侧,以实际作用效果为佳。

5结语

传统的高压电网需要及时增容处理,满足企业对电力的需求[1,2]。当前随着输变电技术和电容容量的不断增加,传统的220kV变电站已经不能满足实际设计要求。本文从目前220kV传统变电站增容改造需要得到的目标出发,以变电站增容改造基本原则为指导,分析了几种典型的增容改造方案,方案中主要涉及主接线和GIS布置、220kVGIS室内主配电装置设计和全户内配电装置设计。通过这几种设计方案可以满足当前负荷的要求和当地电网发展的需要,能节省一部分土地面积,自动化的程度更好。同时不必再担心由于架构的老化对变电站带来的安全风险,是一种不错的设计增容方案。

参考文献

[1]何思杰.220kV变电站继电保护改造中存在的问题及解决措施[J].技术与市场,2019,26(05):133-134.

变电工程设计范文4

关键词:变电站;一次设计;电气设备

1引言

变电站一次设计主要是指相关人员在变电站运行中,为维护变压器、隔离开关、断路器、输电线路、发电机等电力设备平稳运行所制定的设计方案。变电站输电、供电、配电等工作的完成,都需要依赖于电气一次设计中,对电气设备的有效连接。为保障变电站电气一次设计的可行性、安全性,还需结合变电站工作性质的特殊性,坚持科学、合理的设计原则。电气一次设计需符合所在地区电力规划要求,并根据该区域近期、长期电力负荷合理设计规模。在设计主接线时,应重视电气设备可靠性、运行灵活性,以及变电站经济效益。针对不同区域,需要制定不同一次设计方案,并调整设计形式、设计规模,以此适应变电站供电需求。总而言之,变电站电气一次设计,应在符合变电站供电标准、地区电力规划、电力设备安全运行的基础上,制定科学性、可行性、可靠性的设计方案。借此维护变电站整体效益,促进我国电气企业进一步发展[1-3]。

2变电站电气一次设计中常见问题分析

2.1电气设备的选用问题

为减少电气设备对土地的占用,设计人员在变电站电气一次设计中,应选用占地面积较小的电气设备。同时电气设备参数应符合变电站安全运行要求,根据所选接线形式,还需结合电流水平、变电站位置、电压、站址外部环境等内容,合理选择电气设备参数、设备类型。在此基础上,主变压器应选用“三相一体式”,优先选择自冷型电气设备,对于220kV的变电站,应选择自耦变压器。针对35kV的变电站,需要优先选择设备运行经验较为丰富的配套设备,并且设备规格不宜过大。在110kV变电站电气一次设计中,在选用电气设备时,需要考虑设备运输、后期维护、地区经济要求、设备占地等影响因素。一般情况下,110kV及以上变电站,都会选择常规设备,以及气体绝缘全封闭配套组合设备[4-6]。在电气设备问题中,电气一次设计还应分对母线进行设计。针对母线设计问题,设计人员可结合系统功率、载流量完善设计方案。而对于回路导体来说,需要按照电流速度、外部环境条件、温湿度来对设计进行修正,同时测试设备线路、导体、母线稳定性。

2.2主接线的设计问题

主接线设计是变电站电气一次设计中的核心内容。主接线设计影响着电气设备选择、设备平面布置,是设计人员电气设备配置设计中的重要导向。同时,主接线设计质量,影响着变电站运行的安全性、稳定性和灵活性,以及电气辅助设备数量和变电站成本投入。由此可见,在电气一次设计中,主接线设计对变电站整体运行有着深远影响。在电力系统中,变电站电压等级不同,电气设备配置不同,都会影响主接线的形式、设计方案内容。在实际电力工程中,设计人员应根据变电站基本性质、电压等级、设备配置规模等内容,对电气设备主接线设计方案进行完善。在主接线设计中,接线形式主要有双电源、桥形、单母线等。其中双电源接线形式,主要是用T形接线方式,将电气设备进行连接。比如高压线路应接入变压器,低压线路则用母线分段形式连接线路,不需要连接太多电气设备,而是要保持主接线路清晰性、灵活性。单母线电源进线时可分为两路,一路是主线、一路是备用线路。在电气一次设计中,高压接线则会以单母线形式,维持变电站平稳运行,但是由于接线设备较为复杂,需要投入较高成本。桥形接线形式,不需要对电气设备、断路器进行专门的保护,但是这种接线形式属于多回路接线,所以线路灵活性不高、设备运行较为复杂。总而言之,由于主接线设计对变电站电气一次设计质量非常重要,为保障设计方案的可操作性、安全性,需要根据变电站实际情况,选择不同形式的主接线路。例如:110kV以下的变电站,设计人员应根据电压,简化电气设备主接线的线路形式。110kV变电站的配电装置在选择接线形式时,可采用桥形、线变组、单母线等线路接线方式。在35kV的变电站中,考虑到变压负荷,应选择双母线分段的接线形式[7,8]。

2.3接地问题

变电站的电气一次设备接地配置主要包括接地线、接地体等两大内容[9-13]。接地体可分为人工、自然两种类型,其中自然接地体最为常用,接地体主要材料为角钢,在把角钢底部削尖时,可以直接插入地中。接地线则是用圆钢、扁钢铺设至变电所周围,尤其是高压、低压配电室,进而将配电室和接地体连接起来。在电气一次设计中,还应计算电阻值,电阻值的准确性影响着整个电气接地的设计质量。所以相关人员在计算具体数值时,还需重视电气设备、电压、接地保护工作对电阻值的影响程度。这样才能保障电气接地设计的有效性,维护变电站运行安全。

2.4一次设计的平面布置问题

电气一次设计平面布置问题,可以体现在电气设备、设备选址方面。电气平面布置,需要考虑变电站区域内部城乡地区规划,以及土地利用情况。同时,电气设备平面布置,应在节约用地的前提下,对出线通道进行优化设计。一般情况下,电气设备布置都会在人口密度较低的区域,如果变电站位于城区的话,则选用半户、全户内布置。此外,为保障变电站、设备运行的灵活性、安全性,以及维护功能故障的便捷性,需要根据电压等级,综合分析设备安全距离[14]。

3保障变电站电气一次设计质量的有效措施

针对变电站电气一次设计常见问题,保障变电站电气设计质量的有效措施,主要体现在电气主接线设计与变压器选择上。电气主接线设计需要满足运行灵活、供电可靠、维护便捷、经济安全等要求,对此,在保障电力系统安全运行基础上,发挥主接线对短路电流的限制作用,同时通过严格把控设备占地、设备经济性能,降低变电站设计资源消耗,维护电力企业运营效益。在选择变压器时,应根据不同等级变电站负荷情况,合理选择、配置变压器规格、数量。但是由于电力系统符合会因各种因素而发生变化,所以导致变电站各节点电压会随之改变,因此,对于部分电压变化较大的变电站,如果普通变压器不能满足电力系统安全运行、用户电压要求时,可以选用有载调压变压器。

4结语

变电工程设计范文5

变电站是电力系统的重要组成,土建工程施工是变电站建设的重要内容,其施工质量在一定程度上决定了变电站运行的可靠性、安全性和经济性。在文章中作者结合多年工作经验,浅析变电站土建施工技术及控制,以供同行借鉴。

关键词:

变电站;土建工程;施工技术

1概述

变电站土建施工是电网建设的重要内容,而环境条件、施工材料、施工机械、施工工艺和施工人员等均会影响到土建施工质量,进而对变电站及电力系统的正常运行产生影响。同时,在变电站建设中,土建施工具有以下特点:一是资金投入大,即:变电站工程所用设备多为自动化和精密度程度较高的设备,因此需花大量资金在购买设备上,如750千伏西安南输变电工程总投资34.77亿元;二是地质条件复杂,因此在选址时,应对电网的分布形式、用户的分布范围及发电站的位置进行综合考虑,并深入现场实地考察,以保证选址的科学性;三是参建单位多,因此在建设中,应协调好参建单位之间的关系,以免影响工程施工进度和施工质量。为了提高变电站土建施工质量,文章结合变电站土建施工特点,浅析其施工关键技术及控制。

2变电站土建施工关键技术

变电站土建施工是一项复杂的工程,因此在施工中,应当重视对其关键施工技术的把控,即:支架基础施工、预埋件安装、混凝土结构施工等。

2.1支架基础施工

支架基础施工是变电站建设的基础,特别是在一些支架基础较多的变电站中,支架的感官质量会直接影响到变电站工程的整体质量和形象。因此,在支架基础施工中,应把控好以下施工要点:复核轴线的高程和位置,使之满足设计要求;无论是天然地基或强夯地基,均应做好对基坑的验槽工作,以使坑底土质满足设计要求,特别是在雨季施工时,切忌基坑长时间在雨水中浸泡,同时重视对坑底承载能力的控制,以免发生沉降等问题而影响变电站的正常运行;在混凝土施工中,严控混凝土、模板、钢筋等工程的施工质量,其中在选择模板时,要保证模板表面的光滑度,并先清理其表层粘浆,再涂抹隔离剂,最后再安装模板,注意模板与支撑体系的刚度、强度、稳定性要符合施工荷载的要求;在固定预埋螺栓和预埋件时,要保证其稳定性和准确度,特别是在台阶类结构中,应在下层台阶沉陷稳定后浇筑上层混凝土,以免冒出的砂浆引起烂根;严禁在支架施工中踩踏钢筋,并在浇筑混凝土时,安排专人调整钢筋的位置及间距,使之与设计要求相符;在支架基础施工结束后,及时清理干净基底、控制回填料和进行分层夯实。

2.2预埋件安装施工

预埋件的安装是变电站土建施工的重难点,外加变电站工程所需的预埋件及预埋管道数量多,且其安装质量会对安装电气设备及工程的感观质量产生直接影响,因此在安装预埋件时,应从以下方面加强安装质量控制:在变电站工程中,一般从工程框架的高程点、中心线、轴线上测定预埋件的高程、中心线和定位轴线,因此在施工中应加以控制,以实现对预埋件的准确定位;变电站的配电柜、墙面、基础、梁及板的基础预埋件一般通过短钢筋焊接在固定架的钢筋网上,其中固定架主要根据预埋件的规格和位置来制作,同时利用基础的下层能够固定固定架的斜撑和竖杆等;针对一些体积、表面积较大的预埋件,应按要求在钢板上开设排气孔和下料口,其中排气孔的数量、规格视预埋件的规格而定;在安装预埋管件时,应从以下方面开展复检工作:一是校核预埋管件的型号、规格;二是校核预埋件安装的高程、位置,使之误差控制在允许范围以内;三是检查预埋管件的稳定程度,并做好检查和检验记录,具体用钢尺、水准仪或拉线检验预埋管件的平整度,用吊线或钢尺检验垂直度,用钢尺检验中心位移;四是在预埋件安装结束后,注意保护施工现场,以免发生人为破坏现象。在安装预埋件时,应注意以下事项:一是颠倒安排预埋管件长、短边,具体按施工图纸的规定进行定位;二是梁侧底部预埋件的钢筋应锚固在主筋的上侧,但不得在主筋上点焊或引弧;三是在上层混凝土结构及其表层抹灰施工时,应覆盖和保护外露的预埋件,并及时清理污损的预埋件及修补漆面受损的焊接构件。

2.3混凝土结构施工

混凝土结构的施工质量直接影响到变电站工程的整体结构、感观质量及构配件的使用效果,因此在施工中,应按施工文件的规定严控混凝土结构的施工质量。以清水混凝土为例。在清水混凝土施工中,应严格控制混凝土地面、防火墙和消防水池等的施工工艺,使之整体质量等满足设计要求;严格执行与变电站土建施工相关的一些强制性条款及《建筑工程质量通病防治手册》的规定,严禁出现夹渣、缝隙、露筋、蜂窝、孔洞、麻面等质量问题及墙柱底烂脚、基础轴线偏移、梁柱接头断面尺寸偏大或偏小等结构问题。文章作者主要从以下方面讨论如何控制清水混凝土结构的施工质量:(1)麻面:先用清水冲洗干净,再用1:2或1:2.5的混凝土砂浆抹平和修补病害部位;(2)露筋和蜂窝:先清除孔洞四周疏松的混凝土,再用高压水或钢丝刷清洗作业面,最后再用1:2或1:2.5的混凝土砂浆压实和抹平病害部位,注意当蜂窝面或露筋面积偏大时,应采用孔洞缺陷处理方式进行修补;(3)孔洞:先清除疏松混凝土,再在清洗干净作业面之后支模,最后在压力条件下将纯水泥浆灌入孔洞,使之达到修补的效果;(4)裂缝:根据裂缝不同的宽度和深度,先在其表面凿出深度不同的“V”型缝,再用水泥砂浆或环氧水泥做封闭处理,注意当裂缝的尺寸较大时,应采用压力灌浆法加以处理。

3讨论

在变电站土建施工中,极有可能出现结构腐蚀问题、预估土方问题、屋面问题、道路问题及地面问题等质量问题,一般应从以下方面加以控制:(1)结构腐蚀问题:在变电站土建施工中,引起混凝土结构腐蚀的原因具有动态性和多样化的特征,无法提前预知,因此应做好预防措施,而当问题已经出现时,可增设基础保护层来隔离腐蚀混凝土结构的物质。(2)土方预估问题:在施工准备阶段,项目管理人员应深入现场对土壤土质进行勘察,并在此基础上提出决策方案,以保证土方预估的准确性。(3)室内地面问题:在制定室内地面施工方案时,应充分考虑到变电站工程的实际情况,并在施工中,提高施工的规范化和标准化,使之施工质量满足设计要求。(4)道路问题:在道路施工中,一是要尽量减少路面膨胀量,比如通过铺设灰土等柔性材料使应力向下传递;二是要将混凝土内部的水化热控制在最低水平,比如避开低温季节施工等;三是严控胀缝的间距,并按季节变化进行调节。

总之,变电站土建工程是一项难度教大、要求较高的工事。在施工中,除了要注意优化施工工序以外,还应重视对突出问题的把控,以提高其施工质量。

作者:刘善通 单位:陕西送变电工程公司

参考文献

[1]黄章武.变电站建设工程中土建设计与施工方式探索[J].企业技术开发(下半月),2014(5):102-103.

[2]韦素珍.变电站土建设计要点及优化策略分析[J].广东科技,2013(24):97-98.

[3]黄乾武.变电站土建施工中出现的问题与控制措施[J].硅谷,2014(8):93-94.

[4]王运勇,刘淑芳.变电站土建施工与电气工程协调管理初探[J].黑龙江科技信息,2014(16):131.

变电工程设计范文6

关键词:高压输变电工程;电磁辐射;环境保护

1高压输变电工程的电磁场

高压输变电工程建成以后,一般是通过磁场、电晕噪声、无线电来影响环境的。在高压输变电工程的运行过程中,在电路中会产生离子流,这些离子流都会对环境产生影响。同时,通电电路有公频电流,这些公频电流附近就会产生电磁场,这就是高压输变电工程的电磁场,电磁场是产生电磁辐射的基础。只有高压输变电工程形成了一定的电磁场,才会对外部造成电磁辐射的影响[1]。

2高压输变电工程的电磁辐射

电磁和磁场形成一定的交互作用,就会产生电磁波,电磁波可以说是后续电磁辐射的基础。电磁波是一种能量,当电磁波向空中发泄,或者泄露,都会产生电磁辐射现象。电磁辐射主要有两种类别,一种是较大区域形成的电磁波的总和,这种会对环境造成更大程度的影响,这种电磁辐射一旦没有得到很好的控制,那么对环境的影响将是致命的,严重的甚至会造成人员的伤亡,因此,对于这种较大区域形成的电磁辐射,必须要聘请专业人员实时监督,时刻保持较好的控制,才能保证其不对环境造成危害。第二种就是一些电磁辐射工程引发的电磁辐射现象,例如发电站,高压输变电工程等。这些电磁辐射能量相对较小,因此对环境的危害也较小,但是,我们不能因为其对环境的危害不如较大区域形成的电磁辐射大,就放松对它的监控。对于这些工程的监控也一定要严谨,并且要积极制定一系列策略,保证其对环境的危害是可以控制的[2]。

3高压输变电工程电磁辐射的影响

3.1对通信电路产生干扰

高压输变电工程的电磁辐射首先会对通信电路造成一定的不良影响。我们可以知道,通信电路对我们生活的作用也是十分巨大的。通过通信电路,我们可以实现电话的沟通。甚至很多企业的业务都是通过通信电路来进行的,例如中国移动公司。一旦对通信电路产生了干扰,那么首先影响的一定是人民的生活,以及一些企业。高压输变电工程的电磁辐射对通信电路的干扰主要表现在以下两个方面:首先是静电感应,第一个干扰是电磁感应。如果在高压输变电工程的附近存在一个通信电路,那么首先高压输变电工程的电磁辐射,就会对通信电路产生一个横向电压,通信电路本来就是一个很严谨的电路,内部非常精密,并且已经设计得非常完善,这个时候如果忽然产生一个横向电压对其进行压迫,那么对通信电路的影响也是巨大的,就会降低通信电路的通信质量和效率。这就是高压输变电工程对通信电路的干扰[3]。

3.2对广播信号和无线电产生干扰

广播信号和无线电对我们生活也是有很大的影响的。在从前,广播信号可以说对每家每户的生活都是十分重要的,很多家庭在饭后都会采用收听广播的方式来进行娱乐,因此,如果广播信号受到了干扰,广播里的声音质量就会受到损伤,对人们的休闲娱乐是不利的。而在现在,无线电在人们的日常生活中可以说是产生了更大的影响。我们日常很多活动,手机、无线电话的使用,都是有赖于无线信号的。因此,一旦无线电受到了干扰,那么人们的日常生活甚至可以说是无法得到保障的,很多活动都无法继续进行。而高压输变电工程,往往会通过电晕放电,来对无线电和广播信号造成干扰。高压输变电工程在放电过程中产生了电流频率,是会影响到无线电和广播信号的电流频率的,一旦高压输变电工程的频率对其造成了一定的干扰,那么广播信号和无线电势必会受到影响,这也是十分不利的。因此,如何控制高压输变电工程的电磁辐射,确实是每个企业都应该思考的问题,并且应该在实际中积极贯彻,不断改进[4]。

3.3对人的影响

电磁辐射对人也是会有巨大的影响作用的,高压输变电工程在产生电磁辐射的过程中,如果人处在这个电磁辐射磁场之中,这些电磁是可以被人体所吸收的。而人体中又存在一些导电的体液和物质,这些物质就会和高压输变电工程中产生的电磁辐射相互作用,从而对人体造成一定的影响。一般来说,电磁辐射对人体造成的影响都是十分不利的,首先不利于人体的身体健康。电磁辐射可能会对人的心脏造成一定的影响,干扰心跳的正常活动,那些电磁辐射还会对脑神经造成影响,就会导致失眠等问题。因此,高压输变电工程在工作的过程中,工作人员一定要穿上防护服,并且在饮食上可以多加注意,多食用一些带维生素,蛋白质的食物,缓解电磁辐射对人体的影响,尽可能地保证工作人员的健康,不能让电磁辐射危害工作人员的生命健康。同时,在工作过程中,还要排除无关人员进入工作场所,例如高压输变电工程工作过程中,有无关的路人进入了工作场所,那么他们也没有做好防护,如此电磁辐射对他们的影响可以说是十分大的,不利于身体健康。

4高压输变电工程的环境保护措施

4.1加强在人口密集区域的保护

加强在人口密集区域的保护,是高压输变电工程的环境保护工作中必不可缺少的一部分。想要更好地进行环境保护工作,那么在人口密集区域更要做好环境保护工作。首先,在人口密集区域中,高压输变电工程会应用得更加广泛,工程的建设量也会得到增长,在这样的情况下,为了实现环境保护工作所要进行的一系列举措,都是和人口疏散处不一样的。首先,在人口密集区域,必须要对高压输变电工程可能对环境造成的各种问题都记录下来,对造成这些问题的影响因素也要做到心中有数,并且及时采取一系列措施进行改善。其次,在人口密集区域,应该要对高压输变电工程的环境保护工作进行更好地监控,实时监控其产生的环境危害,并且对这些已经产生的危害进行弥补,以缓解这些危害,降低对环境的伤害。同时,对可能产生危害的各种情况,也要及时进行处理。最后,在建设或维修高压输变电工程的过程中,要确保只有专业人员能够进入。同时,在平时输变电工程的运行过程中,也要确保居民不能进入,这样可以避免一些意外的发生。当然,高压输变电工程还要确保不会对人口密集区的居民产生不利的影响,例如影响人们的生活等,这些问题都是应该及时排除的。一般在建设高压输变电工程的过程中,尽量要选择人烟稀少的地区,这样更加有利于对环境的保护。

4.2要选择合理的输电线路架线方式

选择合理的输电线路架线方式,对缓解磁辐射危害是有很大的作用的。对于高压输变电工程来说,线路如何架构是影响高压输变电工程如何运行的关键因素。如果没有选择合理的输电线路架线方式,那么很可能导致后来的工程运行中,出现极为不利的磁辐射影响,这些磁辐射对环境的危害是巨大的,甚至如果辐射到居民,那么对人们的身体健康也是极为不利的。因此,对于高压输变电工程的施工人员来说,必须要设计合理的输电线路架线方式,这对保护环境是十分关键且重要的。输电线路架线方式有很多种,随着科学技术的进步,人们也提出了越来越多的架线方式的不同结构。在现在的实际施工过程中,三角形的架构是运用的比较广泛的。三角形架构的布线方式可以很好地降低电磁辐射的强度,由此可以降低对环境的影响因素,降低对环境的危害。因此,必须要注重选择合理的输电线路架线方式。

4.3在高压输变电工程的四周做好隔离措施

要有效降低高压输变电工程对环境的不利影响,降低磁辐射的影响,那么必须要做好隔离措施。可以在四周建立一些围墙,加上钢丝网,这样可以有效地对磁辐射进行很好的隔离,对电厂波进行屏蔽,缓解对环境的危害。当然,除了建立围墙和钢丝网,还可以在周围多种植一些绿化,这样也可以很好地实现减少磁辐射的作用,可以设置绿植隔离带,运用绿植隔离带,能够将辐射的危害降到最低,也是十分有效果的一种方式。这些措施,都属于在高压输变电工程的四周做好隔离的措施,目的也是减轻辐射的危害,效果也是十分显著的。当然,这种做法不是从高压输变电工程的内部来减轻辐射,而是通过改变外部环境的方式,来降低对环境的危害,因此,这种方法无法从根本上降低对环境的危害。但是,这种方法也还是对降低对环境的危害有一定的作用,值得广泛运用。

5结束语

综上所述,高压输变电工程会产生电磁辐射的现象,而电磁辐射也会造成一定的影响。首先,高压输变电工程会对通信电路产生干扰。其次,还会对广播信号和无线电产生干扰,通过电晕放电的方式,干扰广播信号好无线电,不利于其正常运行。最后,还会对人体造成一定影响。高压输变电工程的电磁辐射会对人体的心脏,脑神经等造成影响,不利于人体的身心健康。因此,在进行高压输变电工程的工作过程中,工作人员必须要做好防护。当然,高压输变电工程的影响远不仅如此,还会对环境造成一定影响,因此,我们必须要注重关于高压输变电工程的环境保护措施,探究如何才能更好地做好环境保护工作。首先,要加强在人口密集区域的保护,需要花费更大的功夫做好环境保护工作,人口密集区进行环境保护工作也会更加困难,需要投入更大的精力。第二,建设过程中要选择合理的输电线路架线方式,输电线路架线方式可以说在很大程度上影响了高压输变电工程的工作方式,构建好了输电线路的架线方式,就可以保证其更好地降低辐射,保护环境。第三,高压输变电工程的四周要做好隔离措施,这是十分重要的。隔离措施可以通过建立钢丝网,也可以建立一些绿化隔离带,这些都可以降低电磁辐射对环境的影响。通过以上三种方式,可以很好地降低电磁辐射对环境的影响。

参考文献

[1]舒生辉.广东省电离辐射与射线装置的环境影响评价报告[J].能源环境保护,2018(3):50~53.

[2]吕宗鑫.对电离辐射与电磁辐射区别的探讨[J].低碳世界,2019(1):22~23.

[3]陈文海.移动通信基站电磁辐射评估及防护研究[J.通信电源技术,2019(7):176~177.

变电工程设计范文7

关键词:模块化智能变电站;电力工程设计;即插即用

二十世纪中期以前,我国变电站建设型式大部分都是采用户外常规敞开式变电站,将除开关柜外的其他高压设备都布置在户外。二十世纪中后期,城市经济建设快速发展,城市用地愈发紧张,城市环境要求越来越高,户外常规敞开式变电站已不再适合城市发展规划,户内变电站逐步增多。2007年12月,国家电网公司发布了《国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则》,全面开展“资源节约型、环境友好型、工业化”(简称“两型一化”)变电站建设。2013年国家电网公司结合“两型一化”要求提出标准配送式变电站的概念,模块化变电站成为主流变电站的建设模式。

1.传统变电站缺点

占地面积大。传统变电站一次设备多为户外或户内布置,设备本身体积差别不大,而二次设备多为晶体管型和电磁型,设备体积庞大而且比较笨重,需相应扩大主控室和继电保护室的面积以满足二次设备布置要求,征地投资增大。供电质量不稳定。随着国民经济的发展和人民生活质量的提高,供电质量要求越来越高。衡量电能质量的主要指标为电压和频率,传统变电站大多数不具备调节电压的手段,无法满足目前电力市场发展需求。供电安全性和可靠性不满足现代电力系统的要求。传统变电站采用的是常规电气设备,设备结构复杂、可靠性不高,且不具备故障自诊断的能力,安全性和可靠性均无法满足现代电力系统高可靠性的要求。设备运维工作量大。传统变电站二次设备多为晶体管型或电磁型,容易受运行环境的温湿度影响,需定期停电校验其整定值,增加维护工作量。

2.模块化智能变电站的构成

模块化智能变电站是一种新型的顺应时代发展的变电站,以220kV变电站为例,一般分为主变压器模块、220kV开关模块、110kV开关模块、10kV开关模块、电容器组模块、电抗器模块、站用变模块、接地变模块以及配套的综合自动化模块等八个主要功能模块。主变压器模块220kV、110kV部分进线主要采用插拔的方式实现与进线电缆的有效电气连接,10kV部分主要采用全绝缘封闭母线桥或多股电缆连接方式实现与10kV开关模块的连接。220kV开关模块、110kV开关模块主要为气体绝缘金属封闭开关设备(GIS),预装在一体化开关室内,现场可拼装,通过插拔的方式实现与进线电缆的有效电气连接。10kV开关模块采用组合电器,预装在一体化开关室内,现场可拼装,也可选择箱式开关室,通过全绝缘封闭母线桥或多股电缆连接方式实现与主变压器模块的连接。电容器组模块、电抗器模块、站用变模块、接地变模块由工厂预制,可与10kV开关模块进行拼装或独立安装。综合自动化模块采用一体化预制舱型式,与其他模块采用控制电缆和通信电缆进行连接。

3.模块化智能变电站在工程设计中的应用

3.1模块化智能变电站的设备选型

对于设备容量、额定电流等常规设备参数,模块化智能变电站设备选型与传统变电站并无较大差异,可根据系统要求进行配置。为实现模块化设备“即插即用”功能,对于主变压器模块,需对接线端子进行改造,采用可插拔的电缆附件与进线模块连接;对于220kV开关模块、110kV开关模块,工程设计时考虑利用气体绝辐射热量的85%,而白色仅为20%。工程设计时,需根据当地气候条件合理选择预制舱外立面颜色。在我国南方地区,气候多为冬暖夏热,推荐采用白色作为主色调搭配其他浅色系颜色设计预制舱外立面;在北方地区,气候多为冬冷夏热,为兼顾夏季的隔热性能,推荐采用白色作为主色调搭配其他深色系颜色设计预制舱外立面。5.结语模块化智能变电站作为一种新型的建站方式,具有高效率、低能耗、低污染等特点。随着我国社会经济和电力系统规模不断发展,土地和人工资源将愈发紧缺,模块化智能变电站容易选择建设地点,节省土地资源,且可以缩短施工周期,降低变电站的整体造价,将会越来越多的应用在电力工程建设上。缘金属封闭开关设备(GIS)作为模块的基础形式,结合设备厂家的工厂预制化工艺,将断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等高压设备进行高度集成,进出线采用可插拔的整体式电缆套管和电缆插接头,充分体现模块化变电站的特点,便于维护和检修;对于10kV开关模块,可选用金属铠装移开式开关柜或固定柜,在工厂提前预制为可拼装的开关室,现场进行拼装,减少施工时间,但需同时考虑开关室的运输及吊装问题。综合自动化模块主要有变电站的继电保护系统、调度自动化系统、智能监控系统和通信系统等,10kV保护系统可在工厂提前预制在10kV开关模块内,其余部分安装在预制式中央控制室内。

3.2模块化智能变电站的总平面布置

变电站总平面布置需遵循《总图制图标准》(GB/T50103-2010)和《变电站总布置设计技术规程》(DL/T5056-2007),总平面布置必须树立全局观念,因地制宜采用成熟的新材料、新工艺、新布置,满足可持续发展的要求。另外,还需符合国家土地政策,合理使用土地,提高土地利用率,通过多种方案的技术经济比较,不断优化设计方案,尽可能降低工程造价,缩短建设周期。依据以上原则,结合工程地理环境特点,以南方地区为例,应尽量使变电站各功能模块避免大面积长期日晒,可将各开关室以坐北朝南的方向布置,即开关室长边朝向南北方向,可有效减少日晒影响。另外,还需考虑当地水文气象条件,对于沿海地区,需考虑台风影响,适当调整变电站总体布置,减小受风面积。当下,城市环境要求越来越高,模块化变电站设计时,可结合当地历史人文情况设计各个模块的外立面,使变电站总体外立面与周边环境融为一体,实现与周边环境的有机结合,整体协调统一,可参考周边大型建筑的外立面设计,并征询当地规划部门的意见。总之,在设计模块化变电站总平面布置时,不仅要考虑变电站的土地使用、地理气候条件和当地人文情况,同时还需结合变电站的总体节能要求,合理布置变电站的总体朝向和各功能模块的位置。

4.模块化智能变电站的节能分析

如前面分析,模块化变电站主要在工厂按照各功能模块分别预制,在现场拼装而成,为达到变电站节能要求,需对预制舱结构、材质以及预制舱外立面颜色等方面进行考虑。为保证预制舱舱体的抗震、防风性能,预制舱舱体结构主要采用高强度型钢组成的骨架作为舱体承重框架,可在舱体顶部、底部和舱体墙面等位置设置适量的通风口,确保舱体内部空气可与外部空气进行交换。通风口需进行改造,根据内外环境温度变化进行换气,保持舱体内外气压平衡,当舱体内部温度升高(下降)至制冷设备启动温度时,通风口自动关闭,使舱体内形成封闭式的空气隔热体。舱体墙壁主要由(由外至内)纤维水泥外墙挂板、换气层、防潮防湿薄膜、定向结构刨花板、保温材料、方管或其他钢结构、耐水耐火防潮型纸面石膏板等材料组成,这种墙壁具有卓越的隔热性以及气密性,能有效防止室内产生结露现象的发生,无需担心长期使用会导致箱体腐朽,同时具有防尘、防腐、防潮、防火性能。外墙所用的金邦板材料具有绿色环保、轻质高强、隔音隔热、耐水防火、耐候抗冻等方面的特点,保证了预制舱的节能效果。研究数据表明,不同颜色吸收的太阳光热量不同,浅色系太阳光热量吸收系数远低于深色系,以白色和黑色为例,黑色吸收的热量为太阳光辐射热量的85%,而白色仅为20%。工程设计时,需根据当地气候条件合理选择预制舱外立面颜色。在我国南方地区,气候多为冬暖夏热,推荐采用白色作为主色调搭配其他浅色系颜色设计预制舱外立面;在北方地区,气候多为冬冷夏热,为兼顾夏季的隔热性能,推荐采用白色作为主色调搭配其他深色系颜色设计预制舱外立面。

5.结语

变电工程设计范文8

关键词:电源变换技术;工程教育认证;课程建设;教学改革

工程教育认证是国际通用的工程教育质量保证制度,是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础.工程教育认证的核心理念是以学生为中心、以成果为导向、持续改进.以学生为中心的教育理念,是从学生入学到毕业为一时间段,贯穿于学生成长的各个环节,评价的核心是“学生表现”,即对学生是否获得相应的素质能力进行评价.以成果为导向是学生通过教育过程最后所取得的学习成果,这里所说的成果是学生最终取得的学习结果,是学生经过某一阶段学习后具备了什么能力,能干什么,会做什么.持续改进来源于全面质量管理,是有质量要求的过程控制,是一种机制,即建立发现问题——及时反馈——敏捷响应——有效改进的持续质量改进循环机制,是工程认证制度本身的一大重要特点.我国的工程教育认证开始于2006年,并于2016年6月正式成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员,这标志着我国工程教育质量水平不断提高,得到了国际认可[1].作为电气工程专业的核心专业课程之一,电源变换技术对工程教育认证标准中的培养目标、毕业要求以及课程体系等都具有非常重要的支撑作用.反之,工程教育认证对于电源变换技术课程的建设和教学改革也具有极大的推动作用.工程教育认证通过12条毕业要求(包括技术因素和非技术因素)对课程理论教学和实践教学提出了明确要求,这些要求为电源变换技术课程建设、教学改革以及人才培养起到了很好的规范和促进作用.

1课程体系与教学内容建设及优化

电源变换技术是一门技术应用性课程,具有理论性、实践性、综合性强的特点,其先修知识点涉及的基础支撑课程较多,可分为自然基础课、学科基础课和专业基础课,包含的具体课程见图1.学生按图1所示流程按不同学期分别进行学习,显然与电源变换技术相关联的各门课程知识点是分散的,现行的教学内容往往只注重对课程所涉及的知识点讲授,没有顾及学生的基础知识及已开设相关课程知识之间的联系,使得学生学习本课程时感觉部分知识是孤立的,不易理解,而部分知识由于与以往所学知识重复,浪费了宝贵的课堂时间.由于传统教学方式只强调知识的片段式学习,教学内容与实际需求之间有偏差,学生不知道知识学完后可以用在哪、如何应用,缺乏明显的知识综合应用过程训练,造成学生无法深入理解知识和形成完整的知识体系,无法将所学知识与工程实际相结合[2].工程教育认证对毕业生知识体系及其应用有明确要求,制定了明确的专业培养目标和详细的毕业要求,认证标准里的12项毕业要求中,非技术因素占了7项,而在传统课程教学中,往往只重视学生专业知识和技能的培养,很少涉及除此之外的非技术因素方面培养.显然传统的课程体系与教学内容无法很好地支撑工程教育认证下的毕业要求指标点.大学真正要培养的是让学生具有体系化的知识,并形成体系化的思考.为了加强电源变换技术课程与其它课程之间的联系,可从教学大纲入手,按照“强化基础、注重应用、积极创新”的教学理念,结合专业人才培养目标和毕业要求,对课程的知识体系结构进行调整,既考虑课程知识的学科完整性,更要考虑前后课程的相互配合[3].有意识地在前导课程中加强学生对电源变换技术相关基础知识的掌握,避免在教学过程中再重复前导课程相关知识,影响教学进度.在课程建设中,要明确教学内容对学生培养目标以及毕业要求的支撑情况,在此基础上改革理论教学内容以灌输知识为主、实验教学内容以验证为主的弊端,注重将课堂讨论与教师讲授相结合,理论与工程实践相结合,课堂教学与课外实践相结合,要丰富和完善课程资源,强化学生对课程的理解和前后贯通.电源变换技术课程的内容可梳理成理论教学和实践教学两大部分,理论内容做到简明扼要、便于教学;实践内容弱化原理验证性内容,结合工程实际问题,设计课堂实验内容.同时增加课外课题研学,通过课外课题研学使学生亲身体验课题研究过程,以培养学生综合实践和创新能力.

2实践教学体系建设与改革

电源变换技术是一门技术综合应用性课程,许多知识的掌握和能力的培养不是靠教师“教”出来的,而是靠学生“练”出来的,实践教学对于技术应用型课程尤为重要.本专业开设的电源变换技术总学时50学时,其中理论教学42学时,课堂实验8学时.学时安排偏重于理论教学,采用课堂讲授的教学方式.在传统的实验教学过程中,实验内容偏重验证性内容,学生一般按照实验指导书按步骤操做,虽然完成了实验,但无法将实验内容与理论知识相联系,更缺少与解决实际工程问题的联系.由于只采用集成化封闭式挂箱式实验台,造成学生对整个实验装置的观察和理解也难达到要求.实验教学时,一方面,由于受到时间和空间的限制,教学往往停留在理论上,难以将电能变换理论与实际应用中的电源技术结合起来,还忽略了课外实践在课程目标达成中的作用.另一方面,由于与电源变换技术相关联课程实验都是分散开设,在不同实验室中分别完成,缺少实验之间的联系,更缺少整体规划,使得学生对电源技术相关实践缺乏整体认识和全局性理解,也就很难提高学生的综合设计和实践能力[4].因此,传统实践教学模式很难达到有效提升学生工程实践能力的效果.动手实践要以“自主、合作、探究”为基础,设法既让学生有一定的时空去想、去做、去活动,又让学生想有方向、做有目的、动有收获.为此,尝试建立课程实验、计算机仿真、课外课题研学相配合的实践教学体系.课程实验是实践教学体系的基础,在课堂实验教学组织中,教师在课前布置实验预习内容,设计一系列工程问题让学生充分讨论,形成解决方案,然后再按照预定方案完成实验.计算机仿真是实践教学体系中一个重要的环节和纽带,从课程实验开始,就将计算机仿真作为学生实践的必要工具,要求学生使用MATLAB,Multisim,Saber等软件设计仿真电路,一般把仿真作为一项实践内容,或者作为实验的前期准备[5-6].课外课题研学是实践教学体系中提升创新能力、自主学习和互助学习的重要组成部分,可以达到课内和课外相结合、理论与实践相结合、教材与参考书相结合的学习效果.可以让学生在小组中积极、充分地进行“查、说、做、议”等活动,全面发展综合能力,包括交流表达能力、团队协作能力、综合利用学科知识分析解决问题能力等;还可以鼓励学生参加课外科技创新活动,如电子设计大赛、大学生创新创业项目等,通过课外科技活动引导学生主动学习,提高工程实践能力.但要有效开展课外课题研学,必须加强对学生的指导,在分组、课题选择、方案设计和实物制作等全过程中必须始终关注学生,遇到问题要及时帮助解决.

3教学方法改革

传统的教学方法都是基于课堂教学,以教师为主体,采用由教师授课到学生听课的单方向教学.通常出现“四多四少”情况,(1)对课堂重视多,对课外关注不够;(2)课堂上灌输多,对主动学习要求不够;(3)知识要求多,对能力训练不够;(4)对分数看得多,对个人才干重视不够.这“四多四少”一直困扰着课程教学,使得教学活动始终存在重术轻人现象,只看到理论知识和技术的传授,看不到完整的人才培养.造成学生在教学活动中始终处于被动地位,学习兴趣不高,学习效果不佳,难以达到创新能力培养目标[7].因此,课不能只在课堂上,停留在课本上的讲授,课要教到学生身上,要以学生为中心,以促进学生知识、能力、素质的全面发展为核心.在授课过程中要做到以学生为中心,就要对现行的课堂教学方法进行改革,多采用提问互动式教学或讨论式教学.教师可根据教学内容和学生知识水平,通过设计一系列问题进行提问式或讨论式的互动,通过一步一步地引导和问答,让学生在理解所学知识的基础上,学会分析问题、解决问题的方法.还可以根据电源在工业、通讯设备、家用电器、军事装备等领域中的最新应用,设计成多个探讨性课题模块,让学生自行组建团队、选择课题模块.通过查阅相关学术论文、技术报告等资料,制作汇报课件,在教师的引导下进行有组织的探讨和讲述,以提高学生自主学习的积极性[8].课外课题研学加入之后,可进一步对课堂教学内容进行调整,有些知识点安排在课堂讲授,有些知识点可以让学生在课外学习.由于有课题的需要,学生不得不去学习这些内容,间接地增加了学生自学的需求时间.在传统讲授法为主的教学中,是将知识的系统性、完整性、连贯性连同知识本身灌输给学生.引入课外课题研学之后,教师的讲授可能是零散的、不完整的、不连续的,而讲授的目的已经变成提高学生学习兴趣,帮助学生提高自学能力,知识的系统性、完整性和连贯性让学生在课题研学中自行获得.

4考核方式改革

本课程考核方式一直采用期末考试成绩加上平时成绩.平时成绩一般由出勤和作业构成,由于学生的作业存在抄袭现象,很难达到检验平时学习效果的目的,而出勤也不能判断学生是否学习.期末考试内容集中于理论知识的考核,与实践联系不够紧密,造成学生虽然通过考前死记硬背理论知识通过考试,但应用知识解决复杂工程问题的能力并没有得到提高[9].这种考核方式过于强调学生知识掌握的程度和多少,忽视了对学生全面发展的考核和对学生学习过程、学习态度、情感、学习策略等全面素质的考查,很难满足工程认证中对学生非技术因素指标点达成情况进行评价的需要.基于工程教育认证理念,考核评价应综合各方面成果进行,包括学生课程考试、实验过程测试、在课程学习中的具体表现(上课提问、平时作业、小组讨论)及课外研学等方面取得的成绩.为此本课程设置学生总评成绩(满分100分)包括期末考试成绩(占50%),平时成绩(占10%),实验成绩(占10%),课外课题研学成绩(占30%)4部分.平时考核主要以课堂表现和课后作业完成情况为主,实验考核以学生实验表现和实验报告为主,课外课题研学考核以学生是否得到实践能力、合作能力、表达能力、创新精神等多种能力培养为主.期末考试题型包括填空题、简答题、应用题和分析题等,其中考核电源变换基础知识题目占60%,考核应用理论知识分析和解决实际电源装置问题的能力题目占40%.课程结束提交总评成绩后,根据工程认证标准及电源变换技术课程对应的每个毕业要求指标点,分项求各指标点对应的平均分,计算各指标点评价值和课程目标评价值,并对计算结果进行分析,提出改进意见,最终形成本课程达成度评价报告和成绩分析报告[10].通过不断的总结、反思及改进,使课程教学质量得到持续提高.

5结语

在课程建设过程中,必须坚持以学生为中心,以培养目标和毕业要求达成为导向,通过不断优化课程体系与教学内容,不断改革教学方法与考核方式,不断充实和完善教师的授课能力,达到提高教学质量,培养具有创新能力、实践能力及解决复杂工程问题能力的应用型人才目的.将工程教育的先进理念转化为课程建设及改革措施,促进了教师专业发展,激发了学生学习兴趣,提升了教师和学生对毕业要求指标点的理解与掌握,为课程目标达成度的实现提供了有力支持.

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