双控工作方案范例6篇

双控工作方案

双控工作方案范文1

    关键词:压差控制阀 分户热计量 双管供暖系统

    一、概述

    在分户计量双管供暖系统中,为充分利用家用电器、灯光和人体等自由热量,通常是在每一组散热器上安装预设定型温控阀,因此整个系统是变流量运行,作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音,尤其是在房间热负荷较小时,温控阀会频繁开关,产生振荡。振荡除引起不必要的磨损外,还导致回水温度升高,并影响系统中的其它温控阀,因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中,一方面应使用系统中每个温控阀的热权度总是大于等于1,另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在它的允许范围内[1].压差控制阀也称为自力式压差控制阀,在变流量系统中,它通过感应供热管道系统中两点的压力,可以使被控环路的压差保持恒定,保证被控环路中调节阀门的正常工作,那么在分户计量双管供暖系统设计时,控制阀应如何布置呢?通常有以下三个方案:

    a.压差控制阀仅在设在建筑物供暖引入口,控制供暖引入口的压差为定值。

    b.在下供下回式双管系统中,压差控制阀设在每组共用立管的起始端,控制立管的压差为定值。

    c.压差控制阀设在每一户的引入口,控制户内系统的压差为定值。

    目前,在实际设计中,这3个方案应如何选择,争议颇多,仅就保证温控阀平稳工作而言,方案1最差,但其初投资最少;方案3最好,但其初投资最高;方案2介于方案1和3之间。下面就针对这3个方案进行一些分析,希望为工程人员设计时,方案的选择提供一些有益的建议。另外应说明的是:本文所讨论的双管供暖系统是指户内、户外都为双管的系统。

    二、方案分析

    1.方案1:

    压差控制阀仅设在建筑物的供暖引入口由于是双管系统,因此以户为单位,供暖系统内各户之间是并联关系。每一用户户引入口作用压差ΔPS可以由下式计算:ΔPS =ΔP1 +ΔP2-ΔP3 (1)

    式中:ΔP1——建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差;

    ΔP2——所计算用户随的自然作用压头;

    ΔP3——从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失。

    (1)式中各参数的讨论

    a. 建筑物供暖引入口压差控制阀控制压差ΔP1在系统运行过程中,ΔP1是定值,它取决于设计工况下,供暖系统最不利环路中,从供暖引入口压差控制点到最末端用户户引入口之间供回水管路的阻力损失P'3,最末端用户户内系统的总阻力损失P's以及最末端用户所随的自然作用压头P'2.根据式

    (1)有:P1=P'3+P's-P'2  (2)

    b. 用户所随的自然作用压头ΔP2ΔP2取决于用户所处的楼层以及供回水立管中供回水温度[2].在系统的运行过程中,ΔP2是一个不断变化的量,因此在设计工况下,根据式(1)计算户引入口作用压差ΔPS时,其自然作用压头ΔP2应取最小值。因为如果取值较大,那么根据式(1)所计算的户引入口作用压差ΔPS就较大,在根据ΔPS设计户内系统时,其管道和温控阀的阻力损失就可能较大,当实际的自然作用压头ΔP2小于所选定值时,户引入口作用压差ΔPS就会低于设计值,导致温控阀上的实际压差小于设计值,此时,温控阀即使全开,散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温,所以在设计工况下,自然作用压头ΔP2应取最小值。这样,在实际运行时,自然作用压头ΔP2总是大于等于最小值,因此能保证温控阀的热权度总是大于等于1,房间温度总是能达到设计值。不过,由于自然作用压头ΔP2的影响因素较多,要确定每一用户的最小值通常都很困难,因此为便于设计,在设计工况下计算户引入口作用压差ΔPS时,自然作用压头ΔP2可以不考虑。

    c. 从供暖引入口压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失ΔP3在变流量系统中,供回水管路的阻力损失ΔP3是一变量,它取决于管路中的流量以及管路的长度。在设计工况下,其值最大,当管路中的流量趋近于零时,ΔP3也趋近于零[1].同一供暖系统当采用同程式时,其ΔP3一般比采用异程式更大[2],因此根据式(1)可知;各用户由ΔP3所引起的ΔPS波动,同程式比率经异程式系统更大,由此可见,设计时应选择异程式系统。

    d. 户引入口作用压差ΔPS对于双管系统,在散热器热负荷一定的情况下,当户引入口作用压差ΔPS大于设计值时,由于散热器上温控阀的调节作用,户内系统各管段的流量会保持不变[1],因此各管段的阻力损失也不变,户引入口作用压差ΔPS的增加值会等量地作用在户内系统每一个温控阀上。由此可见,在系统设计时,只要保证运行过程中,户引入口作用压差ΔPS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失,就可以保证在任何情况下,温控阀上的实际压差总是大于等于设计工况下的设计值,因此温控阀的热权度总是大于等于1,用户随时能获得设计所要求的室温。那么应如何设计才能使户引入口作用压差ΔPS总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失呢?

    根据前面的分析可知:在设计工况下进行设计时,自然作用压头可以不考虑,管路的阻力损失ΔP3为最大。而在实际运行过程中,由于存在自然作用压头,管路的阻力损失ΔP3又较小,故根据式(1)可知:运行过程中,户引入口作用压差总是大于等于设计工况下的户引入口作用压差,因此在设计工况下,只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的总阻力损失,那么运行过程中,户引入口作用压差就总是大于等于设计工况下户内系统的总阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时,可以很容易做到。

    另外,由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压差的波动,因此只要控制户引入口的作用压差ΔPS的最大值,就能够保证运行过程中温控阀不超过它的最大工作压差。根据文献[3~4]可知:在设计工况下,户内系统包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应超过30kPa,因此在运行过程,只要控制ΔPS的最大值不超过30kPa,就能保证温控阀的正常工作。

    (2)方案1分析的小结通过前面的分析可知:为保证运行过程中,温控阀上的实际作用压差不超过其正常工作最大压差,用户引入口的最大作用压差不超过30kPa,因此根据式(1)有:ΔPS =ΔP1 +ΔP2 -ΔP3 kPa从上式可知:当ΔP3=0时,户引入口的作用压差ΔPS最大,故根据上式有:ΔP1≤30 -ΔP2 kPa上式中,对于自然作用压头ΔP2,在设计工况下,各用户所随的值最大[2],并且其最大值可以由下式计算:ΔP2=gH(ρh-ρg) kPa式中:H—上供下回式双管系统中,为建筑物的高度;下供上回式双管系统中,为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高,m.ρh、ρg—设计工况下,供回水温度所对应的水的密度,kg/m3.故有ΔP1≤30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa因此,当仅在供暖引入口设压差控制阀时,其控制压差必须小于等于30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa,才能保证系统运行过程中,温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的最大压差。另外,由于设计工况下进行水力计算时,不考虑自然作用压头,故根据式(2)有:P1=P'3+P's由此可见,只有当设计工况下最不利环路的阻力损失(P'3+P's)小于30-gH(ρh-ρg)/1000kPa时,才可以采用方案1.

    2.方案2

    在每组共用立管上设压差控制阀本方案只适应于供下回式双管系统。参照前面对式(1)各参数的分析,方案2在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头同样可以不考虑,因此压差控制阀的控制压差ΔP1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失(P'3+P's),其中为P'3为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失,另外,为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差ΔPS不超过30kPa,ΔP1同样应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa,当ΔP1大于该值时,就不应采用方案2.

    3.方案3:

    在每户引入口设压差控制阀对于大型的供暖系统,当无法采用方案1和2时,就应采用本方案。其压差控制阀的控制压差ΔP1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,其中包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa[3~4].此时,各共用立管上只需设截止阀或闸阀,起关闭作用。

    在本方案中,由于压差控制阀的调节作用,在系统的运行过程中,自然作用压头和系统流量的变化,不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过,为了在运行过程中保证压差控制阀的正常工作,其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差控制阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和,因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时,自然作用压头可作为安全裕量,不予考虑。因为如果要考虑自然作用压头,一方面会使水力计算更复杂,另一方面自然作用压头不恰当的取值,会导致运行过程中,压差控制阀的资用压差小于其设计压差,有可能导致压差控制阀即使全开,通过的流量也不能满足用户要求。

    另外在设计时应注意的是:供暖系统中所使用的压差控制阀一般都有最大工作压差限制,当作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时,阀就会被压坏,因此在使用方案2和3时,如果运行过程中,室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系统中所使用压差控制阀的最大工作压差时,就必须在供暖引入口设其它型号的压差控制阀,控制整个供暖系统的压差。此时,该压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。

    4.户内和户外系统形式对于户内系统,根据前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由,为减少运行过程中,温控阀作用压差的波动范围,应选择异程式系统。对于方案2和3的户外系统,也建议采用异程式系统。因为同一供暖系统,当采用异程式时,其系统的总阻力损失一般要比采用同程式更小[2].这样,可以减小供暖系统引入口所需要的资用压头。

    三、结论

    (1)分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头可以不考虑,户内和户外系统应采用异程式。

    (2)选用方案1时,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失(P'3+P's),并且ΔP1应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa.

    (3)选用方案2时,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失(P'3+P's),并且ΔP1也应小于等于30-gHρh-ρg)/1000 kPa.

    (4)方案3适应于大型供暖系统,其压差控制阀的控制压差ΔP1应等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力,ΔP1应小于等于30kPa.

    参考文献:

    1、戈特.磨擦勒,雷纳特.奥贝尔,编着,供暖控制技术,北京:中国建材工业出版社,1998

    2、贺平,孙刚,编着,供热工程(新一版),北京:中国建材工业出版社,1993

双控工作方案范文2

(上海市高级技工学校 上海 200437)

摘要:“双证融通”是职业院校培养技能型人才的重要保障。“双证融通”课程的教学改革应从课程标准开发入手,研究制定教学实施方案,探索教学评价与考核方法。以上海市高级技工学校电气运行与控制专业“继电控制电路装调”课程为例,阐述了“双证融通”在课程教学改革中的探索与实践。

关键词 :双证融通;课程标准;考核方案

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)08-0088-03

为贯彻国家和上海市中长期教育改革和发展规划纲要精神,落实《上海市职业教育“十二五”改革和发展规划》各项任务,加快构建现代职业教育体系,推动学历证书与职业资格证书的“双证融通”,在上海市教育委员会与上海市人力资源和社会保障局的统一部署下,上海市部分中等职业学校开展了“双证融通”专业改革试点。电气运行与控制专业作为首批“双证融通”改革试点的五个专业之一,于2012年7月启动了试点学校专业改革。上海市高级技工学校成为首批试点学校,肩负起了“双证融通”教学改革的重任。教学团队打破传统思路,开发了专业教学实施方案,确定了以三年制学历框架为基础,以职业标准为尺度,以职业素质和能力培养为主线,以职业能力考核鉴定为评价手段的“双证融通”教育培训模式,共开设了5门“双证融通”课程。“继电控制电路装调”就是5门课程之一,教学改革经历了课程标准开发、课程教学实施方案编制、课程考核方案编制以及教学试点、考核试点等过程。

课程开发相关理论综述

“双证融通”的基础是继续深化以任务引领为主要特征的课程改革 以任务引领为主要特征的课程改革,主张以工作任务为课程设置和内容选择的基本依据,为实现“双证融通”奠定了重要的课程改革基础。在此基础上,进一步完善专业课程设置与内容体系,明确其与职业资格证书内容的对应关系,将职业资格证书中的知识、技能与素质等内容完全融入职业学校的日常教学中。

“双证融通”的框架是职业资格证书要求与教育要求的有机融合 职业学校的教育要求来自多方面的需要。职业教育培养的人才不仅要能适应当前的工作任务,还要能适应未来的工作任务,同时还要能适应现代社会生活。教育目标的多元化与人才培养的特殊规律要求“双证融通”应当是职业资格证书要求与教育要求的有机融合,在完成教育教学要求的基础上,将职业资格证书的内容有机地融入教育内容中。

“双证融通”实现的前提是师资与实训条件保障 “双证融通”专业教学实施方案开发不仅要强化课程体系设计,更要突出对教学实施条件的规范,以确保职业学校的教学质量能完全达到职业资格证书的质量要求。要从有效提高学生操作技能的角度,安排实践经验与教学经验均丰富的“双师型”教师担任“双证融通”课程的教学,并加强实训实验条件建设,确保“双证融通”课程实践教学的时间和质量,为实现“双证融通”提供有力的条件保障。

“双证融通”实现的关键环节是教学实施与评价 “双证融通”实现的关键环节是“双证融通”课程的教学质量保证以及其评价结果与相应职业资格证书的评价结果具有一致性。因此,“双证融通”应突出对“双证融通”课程教学实施方案与考核方案两个关键环节的开发,开发主体应由学校教师、职业技能鉴定专家、行业专家等共同组成。

“继电控制电路装调”课程标准开发

“双证融通”课程标准开发是实现学历证书与职业资格证书相互融通的关键环节,是开发“双证融通”教学实施方案与考核方案的基础。为了保证教学实施方案与考核方案内容的一致性,其开发均依据课程标准进行。因此,课程标准是否真正实现了教学内容融合是实现“双证融通”的关键环节。在一门课的课程标准中应明确课程性质、课程设计思路、课程目标、课程内容与要求以及教学实施建议等问题。

课程性质与设计思路 课程性质主要包括课程的地位、功能及与其他课程的关系等内容。“继电控制电路装调”课程是电气运行与控制专业的一门专业核心课程,是培养学生具备继电控制、电工工艺、电气安全等领域的基本职业技能,具有获得维修电工四级职业资格证书能力的一门“双证融通”课程。本课程的教学为学生后续课程的学习作前期准备,同时兼顾部分学有余力学生的能力提升需求,使其具有通过维修电工三级职业资格鉴定的能力,体现终身发展目标。课程设计思路主要包括设置课程的依据、确定课程内容的依据、课程内容安排、活动设计思路、课时安排说明以及工作任务的结构模式等。“继电控制电路装调”课程标准的设计思路是以企业实际需求为导向,根据电气运行与控制专业的职业能力要求,以继电控制电路装调为主线,通过任务引领、项目教学,用典型电气元件、电气设备作载体,对专业知识、专业技能加以理解和应用,培养学生具备从事电气运行与控制专业继电控制设备的电气安装、调试、维护、保养及检修等相关工作的基本职业能力,树立安全文明的电工作业意识,具备一定的创新思维能力、科学的工作方法以及爱岗敬业、合作进取的职业素质,为其职业生涯发展奠定扎实的基础。建议课程学时为128课时。

课程目标 课程目标即课程对学生在知识、技能、情感态度与价值观等方面的基本要求,即学生学习课程后应达到的职业能力目标。“继电控制电路装调”课程的课程目标是通过任务引领、项目活动,使学生掌握继电控制电路装调的职业能力,培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质,树立环保、节能、安全等意识,为发展职业能力奠定良好的基础。职业能力培养目标具体包括:会熟练使用常用电工工具、电工仪表;会识别、选择、使用、维修与调整常用低压电器;能识读、安装与调试三相交流异步电动机的起动、调速、制动等继电控制线路;能分析、排除三相交流异步电动机典型继电控制线路的常见故障;能严格执行电气安全操作规程,会正确处理各种电气设备安全事故。

课程内容与要求 课程内容是指学生要学习什么,描述的主要是课程中涉及的知识点和技能点。为了推进阶段性、模块化技能考核方式,课程内容划分尽量采取相互独立的项目、模块形式。“继电控制电路装调”课程的教学内容包括5个项目(如图1所示),每个项目下设模块,共计20个模块。学习水平是指学生应学习到什么程度,是一种表现标准,具体描述学生对相关知识和技能应掌握的程度,如表1所示。

教学实施建议 教学实施建议即根据课程实施的各个环节,提出教材编写建议、教学方法建议、教学评价建议、课程资源开发与利用建议等。

“继电控制电路装调”课程教学实施方案编制

“双证融通”课程教学实施方案由课程概况、教师任职条件、实训教学条件与授课计划等内容构成。“双证融通”课程教师任职条件包括:任课教师应稳定,教师变更应获得学校教学管理部门批准;任课教师必须持有高级工以上且与融通证书相一致的职业资格证书。实训(实验)装备条件应在技术水平与数量上均能满足“双证融通”课程技能教学目标的实现。

授课计划是对课程教学实施的整体安排,是从教学实施角度对课程标准的具体化。授课计划是体现“双证融通”课程实施程度的关键性文本。为了确保“双证融通”专业教学实施方案的有效实施,应当制定“双证融通”课程的授课计划。“继电控制电路装调”课程的授课计划针对课程性质、授课时段、编制说明、课程目标等方面进行了简要说明,授课计划包括43课次,共计128学时的授课内容,根据每课次的授课内容编制了教学目标、教学重点难点与教学方法,并分配了每次课的学时数。

“继电控制电路装调”课程考核方案编制

“双证融通”课程考核方案是确保“双证融通”专业教学实施方案得到有效实施的关键环节。考核方案开发要求以职业资格证书的考核内容与考核方式为基础,并根据课程的目标与内容进行拓展,形成能准确、完整地评价学生对一门课程学习效果的方案。

“继电控制电路装调”课程考核方式分为理论知识考试和操作技能考核。理论知识考试主要采用笔试方式,由学校组织考核;操作技能考核采用平时职业素质情况记录与现场实际操作考核相结合的方式,平时职业素质成绩与现场实际操作成绩的比例为2∶8。其中,平时职业素质情况记录由学校教师负责,现场实际操作考核由职业技能鉴定中心负责。现场实际操作考核允许考生考两次,以成绩较好的一次作为考生的最终成绩。理论知识考试和操作技能考核均实行百分制,成绩达60分及以上者为合格。

“继电控制电路装调”课程是一门“双证融通”课程,学生的理论知识考试和操作技能考核成绩均合格,可认为该门课程合格。理论知识考试不合格者,按学校相关学籍管理规定执行;操作技能考核不合格者,可在下一轮相同课程的操作技能考核中安排一次补考,或参与社会化职业技能鉴定。

在上海市教育委员会与上海市人力资源和社会保障局的统一部署指导下,我校2012级电气运行与控制专业学生已通过“电器电装和线路敷设”、“继电控制电路装调”两门“双证融通”课程的教学与考核,成绩已登录在市社保中心专门开设的“双证融通”课程网站上。

参考文献:

[1]李昆益.高职创业式营销策划课程教学模式的设计[J].职教论坛,2012(8):46-47.

[2]吴兴华.开放教育“双证融通”院校鉴定研究[J].成人教育,2013(3):26-29.

双控工作方案范文3

关键词:智能变电站;测控装置;双重化配置;主备机切换

智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑。随着我国智能变电站的推广建设,站内一次设备信号的采集、测量、控制和监测的可靠性要求越来越高。作为变电站内信息监视和控制的主要实现环节,测控装置的配置方案对监控系统可靠性起着关键性的作用。国内110kV及以下的数字化变电站中采取保护单套配置,测控功能由一套独立的测控或者保护测控一体化装置来实现。为了提高监控系统的可靠性和冗余性,220kV及以上电压等级的数字化变电站,继电保护设备及与之相关的设备、网络等按照双重化的原则进行配置[1],从而引入了测控双重化配置的概念。测控装置双重化配置具有功能独立、联闭锁可靠性高等特点,可以提高监控系统的冗余性以及防误操作的安全性,当装置出现N1系统故障时能够不影响系统的正常运行;但测控双重化配置也带来了数据源与控制源不惟一的问题[2],监控系统需要对上送的数据进行辨识和筛选,一定程度上增加了监控系统的复杂度和运维出错的可能性。本文对现阶段实施的多种双测控方案的优缺点进行了总结,提出了一种监控系统自主选择主机,并根据双机的实时运行状态自动切换主备机的方案。此方案既有效解决了冗余配置方案中数据源和控制源不惟一的难题,同时提供了一种测控装置检修不影响系统运行的机制,提高了监控系统的可靠性和易维护性。此方案适合无人值守智能站的运行和维护,具备可推广性及可复制性。

1智能变电站双测控配置结构

按照国网公司Q/GDW161—2013的设计规范,220kV及以上的智能变电站中主要的保护装置双重化配置,相应地过程层和间隔层设备均需要双套配置。具体到智能变电站内三层两网的架构体系来说,过程层和站控层网络分为A、B双网;过程层的合并单元、智能终端分别双套采集一次设备的信息,间隔层的保护、测控装置双重化配置对下接入过程层A、B网,对上接入监控系统双MMS网[3]。因此双测控配置实际上对应的是智能变电站内整个三层两网的双重化结构。

1.1智能变电站二次系统双重化配置结构

在220kV及以上的智能变电站中,采用双重化配置的三层两网结构。1)过程层设备:配置双套独立的合并单元,分别采集电子式互感器的两路二次转换器(A/D采样回路),并输出IEC61850-9-2标准规定的SV采样报文至过程层SV交换机上,保护装置也可以通过点对点的方式直接接入。配置双套独立的智能终端,分别独立采集对应间隔的一次设备(如断路器、刀闸等)的信息并实现对其控制功能。双重配置的保护或者测控装置的跳闸、合闸回路与2套智能终端的动作线圈一一对应,各自独立。智能终端与间隔层装置通过IEC61850标准规定的GOOSE(面向通用对象的变电站事件)协议以组网或者点对点的方式进行信息交互。2)过程层网络:过程层网络是过程层和间隔层设备信息交互的桥梁。220kV以上的智能变电站一般采用过程层GOOSE网络和过程层SV网络相互独立、双重化配置的结构。当一个网络运行异常时不应影响另一个网络的正常运行,正常情况下双网独立运行,构成冗余配置。3)间隔层设备:继电保护装置的双重化配置原则,包括保护装置以及保护配合回路(电子式互感器、合并单元、智能终端、过程层交换机、跳闸线圈等)的双重化。双重化配置的保护装置及其回路之间完全独立,没有直接的电气联系。相应地测控装置也应双重化配置,对下接入过程层网络的A、B网并采集上送合并单元、智能终端的开关量和模拟量信号。双重化配置的测控装置功能上各自独立,具备完整的测量、控制以及联闭锁功能,分别进行联锁计算并将各自的联闭锁状态发以GOOSE的形式给智能终端。对于独立的控制回路,两套装置的闭锁输出接点接入各自的回路中互不影响;对于共用的控制回路,将两套测控的联闭锁节点并接,以提高控制的成功率。4)站控层网络:站控层MMS网络采用双重化配置,间隔层设备应提供2个以太网口分别连至MMSA网与MMSB网。5)监控系统:监控后台服务器和远动装置是智能变电站一体化信息平台的核心,对整个变电站安全运行起着至关重要的作用。采用冗余配置的2台监控后台的数据库定时或者自动同步,当一台监控后台瘫痪或者退出运行时,另一台监控后台能自动启动并正常运行,提高监控系统的可靠性。综上所述,智能变电站二次系统的双重化配置提高了站内监控信息的冗余度和可靠性,当站内装置发生N1故障时仍然有备用系统可以正常工作,提高了系统的可靠性。

1.2测控双重化配置带来的问题

鉴于IEC61850标准中规定的GOOSE和SV服务协议,数字化变电站中采用光纤传输突破了常规站内电缆和节点的限制,信号的传输呈现几何级的增长。据统计智能变电站内一个110kV间隔测控装置所采集的过程层开关量信号、告警信息、模拟量信号等多达三四百个,双重化配置之后上送到站控层的监视信号翻倍,全站所有的信号总计将达到数万个之多。如此之多的信号势必会增加监控系统处理信息的复杂度,给运维人员也带来困惑。同时对于同一个监视对象而言,采用双重化配置带来了信息识别和筛选的困难。数字化站内A、B两套过程层设备如果上送的信息(如开关位置)不一致或者品质有差异,对于监控系统而言必须在两个异源信号之间进行辨识,增加了数据处理的复杂度和出错的概率。对于异源数据的选择切换,目前没有一种简单可靠的切换机制来保证数据的准确性,且无论对测控装置或者监控后台而言都将耗费非常多的软硬件资源。对于站内调度或者监控系统下发遥控命令而言,双重化的配置导致需要选定惟一的控制源。当测控装置的运行状态发生改变后,控制源的切换也给系统的稳定性带来挑战,控制源的不惟一性降低了遥控的成功率。

1.3现阶段主流的双测控方案

现阶段国内多数的二次设备制造厂家均提出了各自的双测控实施方案,比较主流的实施方案如下:1)采取“虚点映射”的策略[4]实现站内监控数据和控制方向的“二取一”。这种方案需要监控系统建立两套测控采集的实时数据与某个虚点的对应关系,且虚点跟实点数据之间要实时交换。为此监控后台必须增加一套实时的判断逻辑并维护多张采集实点与虚点的隐射关系表,无疑增加了后台的处理复杂度。同时当装置主备切换时也带来了遥控对象不确定、数据隐射关系更改的问题。2)两套测控之间通过硬开入交互通信,实现自动切换。这种方案两台测控之间通过外部开入交换实时运行状态,并根据一定的规则进行主备机自动切换。实际运行过程中当采集的对方运行状态不可靠或者双机之间通信异常时,可能导致主备机误判。同时双机实时交互通信,对两套装置的独立运行也提出了挑战。3)监控系统或者远动装置通过手动设置软压板的方式,实现主备机的切换。此方案中测控装置设置“主机软压板”,监控后台根据测控装置软压板的值来选定主机,且通过遥控软压板的方式来切换主备机。主备机的切换需要监控后台或者远动人为操作参与,增加了出错的可能性,且不利于变电站的无人值守。综上所述,目前的双测控实现方案中,在面临双数据源选择和监控对象的惟一选择时,都没有很完美的解决安全性和易操作性的问题。同时增加了监控系统逻辑处理的复杂度,带来了主备机切换的不稳定性,难以适应无人值守的需求。

2双测控配置方案优化设计

双重化配置的两套测控装置,采取对下双主、对上主备的工作方式。对下双主是指两个测控装置在功能上(测量、控制、联闭锁)上完全独立;测控装置不作主备机逻辑判断,之间无任何信息交互。对上主备是指站控层设备(远动和后台)通过特定的规则自动选择主测控装置,实现测控功能的热备用。

2.1测控装置

两套测控装置分别对下接入过程层A、B网,其中第一套测控装置接入第一套合并单元、智能终端,用于采集A套合并单元的模拟量,A套智能终端的开关量;第二套测控对称接入第二套过程层设备信息。将测控装置采集的数据分为两类:1)私有信息:测控装置本身独有,以及衍生出的二级信号组成,主要包括所接入的合并单元或者智能终端的GOOSE通信链路状态、功能压板信号、测控装置本身的告警信息、运行状态以及逻辑闭锁信号等,这类信息能够完整地表征该测控装置所处的运行状态。2)公共信息:能够反映变电站一次设备当前运行状态的信息,包括电压、电流、功率、开关刀闸位置等,这类信息能够完整地表征变电站运行的状态且数据具有惟一性。测试装置具体实施方案如下:1)两套测控装置在功能(测量、控制、联闭锁等)上完全独立,不作主备机逻辑判断。2)两台测控均可响应手控操作,测控屏上设置两个手合、手分把手,紧急情况下可以选择任何一台装置去手动操作。3)对于联闭锁信息,两台测控装置分别进行联锁计算,并将各自的联锁状态通过GOOSE发送给A、B两套智能终端。短语独立的控制回路,闭锁接点接入各自的回路中互不影响;对于公用的控制回路则将两个闭锁接点并联,以保证控制的成功率。当智能终端和测控装置通信中断时,智能终端的联闭锁接点应自动复位。

2.2监控后台

1)监视方向:主备测控装置均和后台通信。对于公共信息,由监控后台对相应的点进行配置,取主测控的公共信息进行显示;对于私有信息,由监控后台二取二进行显示。对于公共信息中出现两套采集的信息不一致的情况,由监控后台进行不一致告警,提示运行人员对一次设备和二次设备进行检查。2)控制方向:监控后台默认将遥控命令下发到主测控装置上。当现场运维需要特殊处理时(如主机运行正常,但联锁不满足或者需要操作备机),允许运行人员在遥控界面使用备机进行遥控。

2.3远动装置

1)监视方向:主备测控装置均和远动通信。对于公共信息,由远动装置对相应的点进行配置,取主测控的公共信息上送主站;对于私有信息,由远动装置二取二进行显示。2)控制方向:监控后台默认将遥控命令下发到主测控装置上。

3双测控装置主备机切换方案

智能变电站未来的趋势是无人值守,因此双测控配置方案中对于主备机的选择和切换关系到运行和维护的准确性和安全性。本方案中主备机的选择和切换实现规则如下。

3.1主备机选择

监控后台或者远动装置基于以下规则自动选择主测控装置:1)非检修状态、通信正常的测控装置选择为主机。2)如果A、B两套测控装置上述两个条件都满足或者都不满足,默认选择A套装置作为主机。上述规则中,双测控装置的A、B套定义由现场工程组态时决定,如可以按照IP地址大小的原则实施。

3.2主备机切换

假设A机地址为1,B机地址为2,则默认选取A机为主机。当运维过程中需要对间隔层测控装置检修时,后台监控系统可以根据运行状态自动切换主备机。即装置投检修后自动由主机降为备机运行状态,而原先的备机则同步升级为主机运行状态。这种方案可以保证始终有一台测控装置正常运行,且检修开始和结束时主备机切换均不需要人工干预,而由监控系统根据实时运行状态自动切换。为此提供了一种测控装置不停电检修的完美方案,适合无人值守站的运维模式。

4结论

本文从智能变电站测控装置双重化配置结构入手,分析双重化配置带来的优势和需要解决的问题。针对目前国内主流双测控配置方案的优缺点进行分析总结,在此基础上提出了一种由监控系统自主选择主机并根据双机实时运行状况自动切换主备机的策略。本文提出的双测控优化方案即充分发挥了冗余配置的优势,又解决了异源数据辨识选择和控制对象的惟一性;同时提供了一种间隔层测控装置不停电检修的模式,适合智能变电站无人值守的运维趋势。本方案已经在广东电网220kV茂名广场变成功实施,具有良好的推广意义。

参考文献:

[1]彭志强,张小易,高磊,等.智能变电站二次系统双重化配置技术应用分析[J].江苏电机工程,2013,32(5):38-41.

[2]胡绍谦,熊慕文,王文龙.数字化变电站双测控实现方案探讨[J].广东电力,2011,24(10):45-47,83.

[3]Q/GDW161—2013.线路保护及辅助装置标准化设计规范[S].

双控工作方案范文4

[关键词]普洱换流站;无接地极;站内接地网;控制保护

中图分类号:TM406 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0321-01

普侨直流输电工程,是南方电网建设的第二条特高压直流输电工程[1,2]。该工程对于优化东西部资源配置,输送西部清洁电力,保障广东迎峰度夏发挥重要作用。

由于普洱侧接地极未投产情况下,为尽可能提高普侨直流输电能力并降低输电损耗,提出一种可行的特殊运行作为临时解决方案,即以普洱换流站站内接地网代替普洱侧接地极双极运行。普侨直流输电工程普洱侧无接地极特殊运行方式已在2014年09月28日正式试运行。

普洱侧无接地极运行,需要合上站内快速接地0040断路器,利用站内接地网来代替接地极运行。以站内接地网代替接地极双极运行,接地网只能为直流中性点提供短时钳制电位,应避免接地网长时间流入大电流,需对直流的控制保护做相应的改造。根据无接地极特殊运行方式的特点,对直流的控制保护[3,4]做相应的改造,进行双极解锁同步启动顺序优化、双极电流同步逻辑优化及双极联跳功能优化,实现减少站内接地网的入地电流的目的,通过实际的调试,验证了对控制保护做出的相应改造从而减少入地电流的可行性。

1 双极解锁同步启动顺序的优化

1.1 有接地极情况下双极解锁

普洱侧在有接地极的情况下,需要双极解锁时,解锁命令由运行人员工作站通过LAN网分别下发解锁指令给双极的极控系统,无法保证双极同时收到解锁指令,两极解锁时刻可能存在几百毫秒左右的差异,由此可能导致存在很大的入地电流。

1.2 无接地情况下双极解锁

普洱侧无接地极情况下,需要对相应的控制保护作优化修改,保证双极同步解锁,减少入地电流。

优化方案如下:解锁命令经由运行人员工作站通过LAN网下发至极控,极控通过控制总线传输给直流站控,直流站控接收到两个极解锁命令后,通过控制总线下发至双极极控系统,极控使用直流站控下发命令作为解锁命令,尽可能保证解锁命令同步性。

2 双极电流同步逻辑的优化

无接地极双极运行时,可能会存在由于设备、环境等因素导致一极电流受限制而降功率,此时极间功率转移(PPT)功能起作用,使得另一极功率增大,双极将出现不平衡电流。因此要对控制保护软件作优化修改,在软件中增加双极电流同步跟随功能,以保证双极平衡运行。

优化方案为:将极控输出给组控的电流参考值通过站控交换,选取两极中参考电流值较小的作为双极的电流控制参考值,为了避免参考值频繁切换,设定两极电流参考值差大于50A时才允许切换。

3 双极联跳逻辑的优化

无接地极运行时,当发生某一极闭锁/紧急停运,双极会存在很大的不平衡电流,为保证站内设备和人身安全,需立即闭锁双极。当发生单阀组闭锁/紧急停运,在同极另一阀组强迫移相和重启过程中,双极也会存在很大的不平衡电流,所以也需立即闭锁双极。

优化方案为:在控制保护软件中增加双极联跳功能。当单阀组或单极Block或ESOF时,极控将Block或ESOF信号通过高速控制总线发送给直流站控,直流站控收集Block或ESOF信号后,再通过控制总线发EOSF信号给双极。

4 无接地极调试中对优化方案的验证

4.1 双极同步解锁与双极电流同步

在普侨直流普洱侧无接地极特殊方式运行系统调试的双极四阀组解锁试验中,以最小额定功率500MW解锁,四阀组下发的解锁命令几乎同步,如下图5中的DEBLOCKED脉冲,四个阀组下发的解锁命令时刻最大相差10毫秒,保证了站内接地网流过的电流很小,稳定值在0A附近。

双极电流同步逻辑优化中,要求两个极的电流参考值一致,从而保证了双极平衡运行,减少流过站内接地网的电流。四阀组同步解锁后,稳定运行时,极1与极2电流差值在-50A至50A之间浮动,站内接地网流经的电流值在0A附近浮动。双极电流同步逻辑优化的方案,对于减少入地电流的效果明显。

4.2 双极联跳功能

无接地极运行,需要退出直流线路故障重启功能,将故障重启次数设置为0次,发生直流线路故障后直接闭锁并联跳双极。

在无接地极特殊方式运行系统调试中,进行了在普侨直流极1线路制造人工对地短路故障的试验,短路试验前双极功率为3000MW,试验的录波

可以看到,故障前站内接地网流经电流在0A附近,当发生极1线路对地故障的瞬间,站内接地网流经电流达到了-6000A,站控收到了ESOF信号,于是几乎同步下发给极1、极2执行ESOF顺序,最后双极联跳,站内接地网的电流为0A。双极联跳,使得站内接地网电流为零,保证了站内设备和人身安全。

5 结论

根据无接地极特殊运行方式的特点,对直流的控制保护做相应的改造,进行双极解锁同步启动顺序优化、双极电流同步逻辑优化及双极联跳功能优化,从而实现减少站内接地网的入地电流的目的。最后通过了普洱直流的实际调试,验证了对控制保护做出的相应改造优化方案从而减少入地电流的可行性。

参考文献

双控工作方案范文5

关键词:深水基础;钢板桩围堰;双壁钢围堰

中图分类号:TU473.5文献标识码: A 文章编号:

引言

伴随着我国经济的持续快速发展,国家桥梁建设进入了发展的高潮时期,一大批跨江、跨河的特大桥项目相继建成并通车。这些桥梁有许多是在水深、急流、水面宽阔的江河上建造的,深水基础施工作为桥梁施工的关键,研究深水基础围堰的方案选择是非常有必要的。本文就京沪高铁某特大桥深水基础围堰方案选型,仅对钢板桩围堰、双壁钢围堰两种方案进行了综合比选。

1.工程概况

本特大桥孔跨结构采用60+100+60m跨越河道,4个桥墩基础均位于水中,其中2个主墩位于深水中,墩中心距离各自岸边约61m。深水基础桩基承台纵向底宽14.6m、横向底宽18.6m,承台底标高18.585m。河床地质从上向下依次是黏土(约0.6m)、泥岩(约0.8m)、砂岩(约1.9m)以及风化岩板结构。河道规划为二级通航,限界为70×7m。桥位水文条件:河水流速2~2.4m/s,常水位水深5.6m,常水位高程为29.5m,两岸陆地高程约为31.8m。

2.钢板桩围堰与双壁钢围堰结构的方案比选分析

2.1钢板桩围堰与双壁钢围堰的方案特点

钢板桩围堰方案是先进行钢板桩的插打施工,再根据围堰排水进度分层施工内支撑体系,现场需要较大量的焊接工作,施工周期相对较长。其受力原理是以桩体作为基本受力单元,桩体需要以被动土压力平衡外部主动土压力及水压力作用,同时将内支撑作为约束构件以形成空间受力体系。因此,钢板桩围堰的入土深度必需通过计算确定。

双壁钢围堰方案是采用工厂节段预制,现场拼接下沉施工的方法,现场进行节段拼焊施工的,现场需要的焊接工作量较小,施工周期相对也较短。其受力原理是由外壁板、内壁板、内支撑杆、内竖向隔舱板等形成空间受力体系,以结构体系自身能力承受外部被动土压力及水压力作用。因此,双壁钢围堰不一定需要采用内支撑体系,同时对被动土压力的要求也不高,入土深度仅受到围堰体漂移稳定性的限制。

2.2钢板桩围堰与双壁钢围堰的适用条件

⑴河床土层地质情况

钢板桩围岩施工方案,需要保证钢板桩有一定的入土深度,一般情况下要达到桩长的1/ 4~1/3。因此,当河床下卧土层为浅埋硬岩时,会增加钢板桩围堰的施工难度、施工成本和工期需求,而当河床下卧土层有较厚的软岩土层时,会降低施工难度、减少施工成和并节约工期。因此,深水基础河床软土层较厚的情况下采用钢板桩围堰,会比较经济、安全和快速。

双壁钢围堰:双壁钢围堰施工方案,一般只需要钢围堰的堰底着岩(进入岩层或卵石层)即可。当河床下卧层为浅埋硬岩或者坚硬岩石时,会降低其施工难度、节约施工成本和工期,反之,当河床下卧土层覆盖较厚,岩层软岩时,会大大增加施工难度和施工成本。因此,双壁钢围堰方案适用于大型河流深水基础,河床下卧土层覆盖层比较薄、且平坦的硬岩或岩石类河床。

⑵水文情况

在水文情况中,影响围堰选型的主要是河水流速和河床冲刷影响。钢板桩围堰结构钢板桩结构刚度好、入土深度大,当河流流速较大和河床冲刷影响较大时,对钢板桩围堰施工难度和施工成本影响较小。因此,钢板桩围堰方案的可靠性受河水流速影响较小,可适用于河水流速较大的水文情况。

双壁钢围堰情况,当河水流速过大的情况下,将给双壁钢钢围堰的导向定位和围堰稳定接长等带来较大的困难,而且河床冲刷也会使迎水围堰一侧外土层高度降低,背水一侧外土层高度增高,从而影响围堰整体稳定性。当在河流流速较大且河床冲刷严重的情况下,采用双壁钢围堰方案必须加大堰底入岩深度,或进行围堰抗冲刷处理措施。因此,双壁钢围堰方案适用于河流流速适中,流速稳定的水文情况。

⑶围堰挡水高度

钢板桩围堰,常用的钢板桩标准长度为12m和18m ,当标准长度不足时,可采取桩板接长的方案。钢板桩围堰内支撑设置间距一般为2~3 m ,且内支撑设置一般不应超过4 道,否则将影响施工的周期。因此,钢板桩围堰的挡水高度一般不宜超过11m。

双壁钢围堰整体刚度大,一般情况采用分段隔舱式,压重下沉,在挡水高度较小时,由构造控制设计,不但不会减小施工难度,反而会使施工成本增加。因此,双壁钢吊箱围堰适用于挡水高度比较大的深水围堰,一般不小于8m。

2.3钢板桩围堰与双壁钢围堰的优缺点及技术难度

钢板桩围堰优点:能够快速进场,迅速形成围堰,当钻孔平台单侧成桩后即可开始钢板桩插打,围堰的拆除可直接拔除,钢板桩可以反复使用,市场租赁就能解决材料问题;钢板桩围堰的缺点:现场焊接工作量较大,施工周期较长。

钢板桩围堰技术难度:本方案的主要施工控制点在于钢板桩的插打、内支撑的布置,施工中的主要技术点如下:

⑴钢板桩施工前,需在围堰上下游及两岸设置观测点,控制施打定位。施打时,设导向设备,确保钢板桩位置准确。

⑵根据河床底下卧层土质性质,选择钢板桩下沉方案(常用锤击、振动、射水等下沉方案),但在黏性土中不宜采用射水法下沉。

⑶钢板桩的施作顺序一般从上游向下游合拢。

⑷需要整修或焊接的钢板桩,应采用同类型的钢板桩进行锁扣试验、检查。

⑸需要接长的钢板桩,相邻两钢板桩接头位置上下错开。

双壁钢围堰的优点:围堰节段为工厂预制、现场拼接下沉,现场焊接工作量较小,施工周期相对较短;双壁钢围堰可作为承台的挡水结构,也可作为钻孔平台的支撑结构。双壁钢围堰的缺点:工期受前期准备及下沉速度影响较大,仅作为承台挡水结构时,必须待钻孔桩全部完成后方可开始围堰各项工作,围堰用钢量大、且不能被重复利用。

双壁钢围堰技术难度:本方案的主要施工控制点为拼装、浮运、定位、着床、吸泥:围堰拼装、浮运、定位不可影响航运,铁驳、浮吊、材料须准备充分,围堰拆除水下切割作业,技术难度以及安全要求高,施工中的主要技术点如下:

⑴双壁钢围堰需做专门设计,承载力、刚度、稳定性、锚锭系统及使用期等需要满足施工要求。

⑵双壁钢围堰工厂节段预制大小,需按工地吊装、移动能力来确定。

⑶双壁钢围堰各节、块拼焊顺序,按预先安排的顺序对称进行。

⑷双壁钢围堰就位前,需要对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设备进行检查调整,使围堰落床工作顺利进行,并随时注意水位涨落对锚锭影响。

⑸双壁钢围堰落床后,随时观测水域内流速增大后造成河床局部的冲刷,必要时需采取用卵石、碎石垫填平整,以改变河床上的粒径,减少冲刷深度,增强围堰的稳定性。

⑹双壁钢围堰封底混凝土之前的清基工作,由潜水员逐片检查合格后,方可进行封底混凝土的施工。

3.围堰结构方案的确定

本工程河床地质软土层3.3m,适合采取钢板桩围堰;河流流速2.4m,两种方案均适合;河水深度5.6m,适合钢板桩围堰的挡水范围,采用双壁钢围堰会增加施工成本;施工难易程度:在都能满足工程需要的前提下,钢板桩围堰方案,工程容易展开、施工技术控制点较少,要优于技术控制点较多的双壁钢围堰方案;工程施工成本控制:双壁钢围堰用钢量大,且为一次性投入,不能周转使用,相比之下,钢板桩可采取租用(可重复利用)更为经济。

通过上述地质条件、水文条件、挡水高度要求,工程的开展、施工技术的难易度,工期控制和施工成本控制的难易度等综合比选,钢板桩围堰方案更适合本工程案例的实施。

4.结束语

钢板桩围堰与双壁钢围堰作为常用的两种围堰类型,均有各自的结构特点和适用情况。在进行深水围堰工程的结构选型时,要根据工程的具体的环境条件,围堰结构的适用条件,并结合工程设计(包括工期、成本等)因素来确定最终方案,使工程项目的达到投入更经济,经营更优化,工期更合理。

参考文献

⑴客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.中华人民共和国铁道部.铁建设[2005]160号。

⑵邱训兵.大型钢板桩围堰施工设计的思考[J].铁道建筑,2005(9)。

双控工作方案范文6

【关键词】无刷双馈电机;定子设计;气隙密度;极对数

无刷双馈电机(BDFM)在历史的长河里经过了一个漫长而又曲折的发展过程,它最早起源于19世纪末,随着科学理论的不断创新,经过百余年的不断发展,BDFM在不断趋近于成熟,逐渐被广泛的应用于工业及其他领域中。定子是无刷双馈电机的重要部件,对电机特性起着重要作用,下面对BDFM的定子设计方法及相关特点进行阐述研究。

1.定子功率分配关系及主要尺寸确定

无刷双馈电机的定子包含两组极对数不相同的绕组,它们是功率同控制绕组,这两组绕组的功率分配关系特殊。我们分别用pmp和pmc代表功率绕组和控制绕组输出的功率,用P来代表电机轴上的输出功率。定子绕组功率的正负分别代表绕组吸收电功率和发出电功率。在不考虑电机自身内部损耗的情况下,两绕组之间的功率关系为:

(1)

推导可得:

(2)

整理(2)式可以得到定子功率分配关系,即功率绕组和控制绕组功率分配之比与其对应的极对数成正比,应满足下面的关系式:

(3)

从上面的电机定子功率分配关系,同时根据设计之初所要用到的额定功率就可以计算出定子绕组中极对数大者的绕组功率,并且可以根据这项参数来设计电机的主要尺寸。

电机定子的主要尺寸我们可以根据异步电机设计方法通过下式能够求得

(4)

2.定子绕组的气隙密度及电负荷选取

电机在稳态运行时,气隙密度同定子绕组的极对数近乎成正比,具体关系如下:

(5)

上式我们可以看出,定子功率绕组和控制绕组气隙密度之比近似于两者的极对数之比,这个比例关系在定子绕组匝数的设计当中起着重要作用。

定子的功率和控制绕组它们所用的气隙和转子相同,由4式可以推导出:

(6)

(7)

我们只有考虑好定子两套绕组的电负荷才能更好的设计出电机的电负荷,我们可以将电机的电负荷认为是功率绕组和控制绕组电负荷之和。

故此电机的功率绕组和控制绕组的电负荷可按下式选取:

(8)

说明:A为电机的总电负荷,Ap、Ac分别为功率绕组和控制绕组的电负荷。

3.定子绕组极对数及形式的选择

3.1 定子绕组极对数的选择

无刷双馈电机的定子设计同一般的异步感应电机中电磁部分设计有相同之处,但因为在应用过程中对该电机的电磁之间联系有一定的相关规定,所以在定子绕组的结构形式和极对数的选择上应该进行针对性的特殊设计。

定子如果采用单绕组结构,定子的极对数很难很好的匹配到一起,给设计带来很大难度。如若要很好的改善这种情况,定子的绕组设计可以采用双绕组设计方案,双绕组是队里的两套三相对称绕组,极对数分别为2PP和2Pc,这种绕组设计方案是比较自由的,应用情况也比较多。

不管定子绕组采用单绕组形式还是双绕组形式,定子的绕组都在同一个定子上,这样它们必然用同一个相同的磁路空间,故此定子的功率和控制绕组所产生的磁场不可以直接耦合,不然会产生电机耦合。

而定子绕组极对数的选择就是为了将直接耦合降到最低。在选择定子绕组极对数的时候应注意以下几个方面。

(1)PP≠Pc功率绕组和控制绕组的极对数不能相等,这样两绕组产生不同周期的基波磁场,它们在磁场间所产生的作用相互抵消,结果为零;

(2)|PP-Pc|≥2,这样可以减少或者消除电机由于径向拉力和脉动的电磁转矩所产生振动和噪声。两者之间的差值越大效果越好;

(3)一般情况下应满足PP>Pc,因为一般选极对数多的PP作为功率绕组,极对数少的Pc作为控制绕组,这样可以减低相应变频器的容量,使电机的生产成本得以降低;

(4)PP=3Pc,这样可以产生比较强的对应谐波磁场;

(5)选择定子极对数一般有“和调制”同“差调制”两种方法。所谓“和调制”是指定子的极对数为两套定子绕组之和,而两套绕组极数只差称为“差调制”。“和调制”适用于低速运行的电机,“差调制”适用于高速运行的电机,具体情况要根据电机工作场合来确定。

通过上面的设计原则,无刷双馈电机定子极数配合方式最少应为:极对数功率绕组和控制绕组分别为3和1,选择方法“和调制”,因此转子的极数是4。

3.2 定子绕组形式的选择

定子绕组的形式主要分为单绕组和双绕组。单绕组方案是在无刷双馈电机的定子部分仅用一套绕组的设计方法,这种形式的定子绕组端中有两个引线端口。当我们观察角度不同时,所看到的定子绕组极对数是不一样的。

双绕组方案是指电机定子设计上采用功率和控制两套独立的绕组。这种绕组方案电机的材料利用率不高但它的优点是绕组设计灵活,绕组可以得到较高的绕组系数。大大提高了两种极对数的绕组的利用率。为了更好地设计双绕组方案,绕组连接形式同绕组节距的合理选择是我们应该注意的关键点。

例如一个无刷双馈电机定子绕组槽数是36、功率和控制绕组采用3、1的极对数接线方式时,定子绕组接线方式通常采用Y型接法,主要是为其不让三次及更大的谐波磁场有环流产生于定子绕组中。

我们了解了双绕组方案后,来介绍一下定子的两个绕组,即功率和控制绕组的连接方式,一种方式是整距绕组连接方式,一种是短距绕组连接方式。

本研究设计是按照一台(3+1)极无刷双馈电机的定子设计的流程,具体分析了定子功率分配关系及主要尺寸的确定方法,定子绕组的气隙密度及电负荷选取以及定子绕组极对数及形式的选择和定子绕组设计方案。为电机定子的具体情况分析和设计做出了阐述。

参考文献

[1]彭冠炎.无刷双馈电机及其直接转矩控制的研究[D].广州:华南理工大学,2010.

[2]罗林.基于无刷双馈电机的控制及其仿真研究[D].内蒙古:内蒙古工业大学,2010.

[3]纪梁洲.无刷双馈电机的设计及其电感参数的计算[D].广州:华南理工大学,2012.