首頁 > 優(yōu)秀范文 > 電氣系統(tǒng)設(shè)計論文
時間:2023-03-22 17:44:31
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗,特別為您篩選了11篇電氣系統(tǒng)設(shè)計論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識!
1.1做到配電設(shè)計工作的完善
在開展設(shè)計活動的時候,首先應該考慮到的一點就是電力系統(tǒng)的可實施性。這一特性的達標要從兩個方面來觀察,第一整個系統(tǒng)的負荷能力的高低,第二是系統(tǒng)中所有設(shè)備的安全可靠性,同時不同的設(shè)備儀器要有配套的使用說明與技巧。在配電的過程中,要確保整個系統(tǒng)能夠便于操作、調(diào)控,要運轉(zhuǎn)靈活、高效、穩(wěn)定。在電力設(shè)計過程中要達到系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性的效果,首先要做的就是提高材料的絕緣性能,最后再進行線路鋪設(shè)的時候要確定線路之間的距離滿足絕緣性的要求。
1.2提高電氣系統(tǒng)的運行效率
為了提高整個系統(tǒng)的能源利用效率,達到節(jié)能的目標,在進行系統(tǒng)內(nèi)部儀器裝備使用的過程中就應該選擇那些具有節(jié)能性的設(shè)備。此外,我們還可以通過負荷的均衡性、減少消耗等措施手段來提高系統(tǒng)運行過程中的節(jié)能效果。例如,在進行配電規(guī)劃設(shè)置的過程中,要對配電負荷系數(shù)的確定也應該加強力度。在進行設(shè)備安裝組合的過程中注意選擇最佳的結(jié)構(gòu)形式,也能夠達到提高設(shè)備運行效率降低能源消耗的目的。
2電氣系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)
2.1減少電能在線路上的傳輸損耗
在設(shè)計階段主要的目標就是達到節(jié)能降低消耗的目的,只有堅持這一理念,才能從根本上降低配電系統(tǒng)的運行壓力,維持系統(tǒng)的正常、高效運轉(zhuǎn)。因為在電力傳遞過程中,存在著過多的電阻壓力,所以會對功率產(chǎn)生影響。通過電阻力的控制能夠起到降低線路消耗的巨大作用。導線所能產(chǎn)生的電阻量和線路長度成正相關(guān),與線路橫截面積成負相關(guān)。所以,為了達到降低電阻的效果,我們可以從下面幾個角度入手解決問題:
(1)選用電阻率小的材料來完成線路的鋪設(shè),工業(yè)電氣設(shè)計中已較少采用鋁芯電纜,多采用銅芯電纜。
(2)將導線的長度控制在規(guī)定的范圍以內(nèi)。減少線路鋪設(shè)過程中的彎度,盡量選擇直線型架線。此外,變?yōu)榱丝s減供電距離,最好在電壓中心區(qū)設(shè)置變壓設(shè)備。
(3)擴大導線的橫截面。在國內(nèi)經(jīng)濟初步發(fā)展的階段,因為經(jīng)濟條件有限,所以進行線路設(shè)計鋪設(shè)的時候我們對于線路運行長遠經(jīng)濟效益的考慮總是不夠。當前,對工程建設(shè)越來越重視整體和長遠的合理性。在電力和建筑電氣工程中推行按經(jīng)濟電流選擇電纜截面是實現(xiàn)線路設(shè)計合理化的第一步。
2.2無功補償
在整個電力體系中,無功功率占有的容量屬于大部分,這在無形中增加了線路的壓力,從而使得電網(wǎng)的電壓處于不穩(wěn)定階段,對于電網(wǎng)的有效運行產(chǎn)生了極為不利的影響。對于電能使用者來說,從外觀上來看無功功率的因數(shù)不足,當它達到0.9時,使用者就要根據(jù)實際情況上交一定的罰款,所以也會增加使用者的經(jīng)濟成本,這就要求我們要從下面幾個方面出發(fā)進行相應的調(diào)整,以維持良好的經(jīng)濟效益:第一,將電容器作為最主要的補償設(shè)備,通過該容器的容納量來對參數(shù)進行詳細的確定,希望通過這些數(shù)值來完成計算工作;二是考慮電網(wǎng)的運行情況,要十分了解補償線路和負荷情況,如果固定負荷較多,應該采用靜態(tài)補償方式,反之,對于變化的、不連續(xù)的負荷較多應考慮動態(tài)補償方式。第三,完成接地裝置,能夠遵循就近原則,就能夠?qū)崿F(xiàn)運電系統(tǒng)效能的降低。
2.3濾波器
因為系統(tǒng)中電氣裝備儀器的不斷增多以及其它一些因素的影響,所以出現(xiàn)的諧波電流量也會不斷地增多,而這些電流所導致的電壓的產(chǎn)生會引起電壓的畸形轉(zhuǎn)變,導致電網(wǎng)儀器裝備出現(xiàn)一些錯誤的舉動。所以,為了降低電壓,就應該采取有效的措施進行諧波的消除,為了達到這個效果最好的途徑就是使用消波儀器。
2.4其他形式的節(jié)能
為了達到節(jié)能的效果,除了使用上面的一些措施以外,還可以通過其它一些方式,比如:通過光能的有效使用,在耗電活動中,家庭照明所占的比例占了大部分,所以,選擇一些具有良好的節(jié)能型的照明設(shè)備將會起到良好的節(jié)能效果。這樣也能起到系統(tǒng)性的節(jié)能作用。
通訊系統(tǒng)可以說是汽車電子信息系統(tǒng)的核心和中樞,同時也是車輛內(nèi)部系統(tǒng)和外部網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交互和重要橋梁,對于實現(xiàn)系統(tǒng)的各項功能而言有著不可替代的作用。從目前來看,在汽車電子信息系統(tǒng)中,最為常用的是GPRS無限數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),按照相應的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,利用傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)資源,進行數(shù)據(jù)的傳輸工作,可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量。不僅如此,在不斷的發(fā)展過程中,全球的運營商都針對商用GPRS系統(tǒng)進行了研發(fā),為車載通訊系統(tǒng)提供了必要的網(wǎng)絡(luò)支持,也使得汽車電子信息系統(tǒng)有了一個接入時間短、傳輸速率高、安全可靠的信息交互平臺。
2車載嵌入系統(tǒng)
在科技發(fā)展的帶動下,車載系統(tǒng)的嵌入技術(shù)愈發(fā)成熟,逐漸成為汽車信息網(wǎng)絡(luò)的控制中心。車載嵌入系統(tǒng)可以對車輛內(nèi)部設(shè)備的運行狀況進行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)異常,可以立即向駕駛?cè)藛T發(fā)送相應的警報信息,如語音提示或燈光信號等,同時針對故障進行前面細致的分析,向駕駛員提出合理化建議,如停車檢修或者調(diào)整路線前往維修點等,對安全事故進行規(guī)避,保證行車安全。在車載嵌入系統(tǒng)中,利用相應的處理器、GPS接收機、GPRS模塊以及人機交互接口等,可以構(gòu)建出一個具備強大通信能力和信息處理能力的平臺,利用無線通訊、藍牙數(shù)據(jù)交互等網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),實現(xiàn)信息的交互和共享。系統(tǒng)的標準化和模塊化設(shè)計不僅便于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和維護,也使得其具備良好的拓展性,可以實現(xiàn)車輛定位、動態(tài)導航等功能。
3外部系統(tǒng)
從目前的發(fā)展情況看,外部系統(tǒng)包括一個專業(yè)的門戶網(wǎng)站,可以為每一位用戶提供個性化的服務,滿足用戶不同的使用需求,同時還可以根據(jù)相應的情況,進行動態(tài)更新,為用戶提供完整、合理、準確、可靠的信息。需要進行動態(tài)更新的情況包括:汽車自身的地理位置,或者用戶指定的道路路況圖;用戶的具體需求;與汽車服務供應商服務協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容;汽車在行駛過程中遇到的特殊狀況。
汽車電子信息系統(tǒng)功能的實現(xiàn),不僅需要相應的硬件資源,還需要良好的軟件支持,因此,做好系統(tǒng)軟件的設(shè)計工作是非常重要的,應該重視以下兩個方面的內(nèi)容:
引言
隨著我國電力建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,大容量發(fā)電廠和超高壓遠距離輸電線路正在建設(shè)和投入運行,電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題更顯突出。電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定,往往會造成大面積的停電,給國民經(jīng)濟帶來嚴重損失,如何提高電力系統(tǒng)的運行的穩(wěn)定性成了一個迫切要求解決的問題。
本文通過分析當前各種PSS應用情況發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)和電力網(wǎng)聯(lián)系密切,調(diào)速系統(tǒng)和電力網(wǎng)聯(lián)系較弱。所以本文研究調(diào)速側(cè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對低頻振蕩的抑制效果,并用MATLAB仿真多機無窮大系統(tǒng)中GPSS對低頻振蕩的抑制作用。
1 電力系統(tǒng)低頻振蕩的抑制措施
從控制手段方面來看,國際上目前最常見的方法為勵磁系統(tǒng)附加穩(wěn)定控制。這種方法的研究經(jīng)歷了比例式控制、“PID”型電壓調(diào)節(jié)器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)、線性最優(yōu)勵磁控制方式(LOEC)以及具有自適應能力的最優(yōu)勵磁控制器幾個階段。在這些勵磁系統(tǒng)附加穩(wěn)定控制的方法中,應用得最普遍、最成功的是PSS。目前,PSS已在世界各地被廣泛采用,主要是因為有大量的實踐證明用PSS來抑制系統(tǒng)低頻振蕩是一種經(jīng)濟、簡單易行而且有效的方法 [1]。
2 GPSS原理及計算方法
2.1 水輪機特性及其傳遞函數(shù)
2.2水輪機調(diào)速器特性及其傳遞函數(shù)
調(diào)速器是這樣設(shè)計的,當原動機轉(zhuǎn)速下降低于參考水平值時,它使輸入能量增大。反之, 轉(zhuǎn)速高于參考水平時,它使輸入的能量減小[3]。
本文將采用IEEE委員會報告中,推薦的水輪機機械液力調(diào)速器的模型[4]進行仿真分析。
2.3 GPSS的傳遞函數(shù)
3.1三機無窮大系統(tǒng)仿真
4結(jié)論
提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可以提高供電系統(tǒng)電能質(zhì)量,減少故障的發(fā)生和故障嚴重性,這直接減少在這方面的經(jīng)濟損失對整個電力系統(tǒng)有著重大意義。低頻振蕩是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要方面。隨著技術(shù)的發(fā)展,大容量發(fā)電廠和超高壓遠距離輸電線路正在建設(shè)和投入運行,電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題更顯突出,低頻振蕩時有發(fā)生嚴重影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。GPSS從和電力系統(tǒng)聯(lián)系較弱的調(diào)速側(cè)入手,實現(xiàn)較強的魯棒性控制,通過調(diào)速控制實現(xiàn)以改變系統(tǒng)阻尼可謂另辟蹊徑。這一觀點的提出為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性做出了突出貢獻。
參考文獻
[1]王敏.電力系統(tǒng)低頻振蕩的原因與對策閉[J].廣東水利水電職業(yè)技術(shù)學院學報,2004,2(1):1-4.
[2] 商國才.電力系統(tǒng)自動化[M].天津大學出版社,1996.
[3] 余耀南.動態(tài)電力系統(tǒng)[M].水利電力出版社,1985.
[4] 袁季修.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制[M].中國電力出版社,1996.
由于技術(shù)等方面的制約,我國目前大多數(shù)船舶設(shè)計軟件在電氣設(shè)計方面僅具備繪圖功能。而船舶的電氣系統(tǒng)設(shè)計是一個需要多專業(yè)協(xié)作的復雜過程,涉及到大量的設(shè)計方案的確定、分析模型的建立、各種設(shè)備的評價選優(yōu)等工作,若靠人工的操作不僅消耗大量的時間而且工作精度不高,嚴重影響設(shè)計的效率和質(zhì)量,本文主要是介紹了船舶信息數(shù)字化、功能模塊參數(shù)化等關(guān)鍵技術(shù)在船舶電氣系統(tǒng)智能化設(shè)計中的應用。
一、船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計
船舶的電氣系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng),各個電氣系統(tǒng)規(guī)律性不統(tǒng)一,而且現(xiàn)在的新的電氣控制系統(tǒng)更新?lián)Q代速度快,所以在設(shè)計中要考慮到系統(tǒng)能實現(xiàn)常規(guī)計算機輔助設(shè)計功能以及資料管理,具有計算生成、自動校驗、數(shù)據(jù)交換等智能化功能的基礎(chǔ)。綜合上述要求,船舶電氣系統(tǒng)設(shè)計主要是通過調(diào)用第三方繪圖軟件和Windows 應用程序的技術(shù)方案來實現(xiàn)系統(tǒng)需求,主體框架分操作界面、主程序、參數(shù)繪圖模塊、數(shù)據(jù)庫、資料庫五個部分。
(1)操作界面:主要有項目管理、圖紙管理、計算書生成、材料報表生成、電氣繪圖、標準圖框生成、標準符號生成、三維模型生成、數(shù)據(jù)交換以及幫助十個
主界面。對于功能和需求比較復雜的主界面,為了進一步的實現(xiàn)系統(tǒng)的功能需求,配有子界面,例如電氣繪圖主界面配有頁面管理、設(shè)計布置、參數(shù)繪圖、對象編輯四個子界面。
(2)主程序:指為了實現(xiàn)操作界面的相關(guān)操作,主要是為了實現(xiàn)項目、圖紙管理,計算書、材料報表生成,電氣繪圖,輔助設(shè)計模塊的相關(guān)程序以及接口程序。
(3)數(shù)據(jù)庫:數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心部分,主要保存著零件及設(shè)備的參數(shù)、項目信息等,主要分為管理數(shù)據(jù)庫和項目數(shù)據(jù)庫管理。而且在系統(tǒng)中,每個項目都有自己的項目數(shù)據(jù)庫,用于存儲其所有電氣系統(tǒng)、電氣設(shè)備以及資料信息.
(4)資料庫:保存所有船舶電氣設(shè)計過程中涉及產(chǎn)生的圖紙和文檔資料.
(5)參數(shù)繪圖模塊:目前的船舶電氣系統(tǒng)中,主要包括電力一次系統(tǒng)圖、廣播系統(tǒng)圖、照明系統(tǒng)圖以及照明布置圖四個部分。
二、船舶電氣智能設(shè)計對象分析
為了更好的實現(xiàn)電氣設(shè)計的智能化,本文對設(shè)計過程中涉及的對象進行了簡單的分析。設(shè)計對象主要分為船體背景、電氣器材和設(shè)計管理信息三大類。
1、船體背景
在船舶的電氣化設(shè)計,船體背景是一個必須要考慮的重要因素,主要是指甲板的環(huán)境變量和設(shè)備所在的區(qū)域?qū)傩?。即在電氣系統(tǒng)圖設(shè)計時,需要在圖紙上按照設(shè)備所處甲板對設(shè)備進行劃分,確定每個設(shè)被的準確位置;再對設(shè)備進行布置時,需要考慮設(shè)備所處區(qū)域的環(huán)境變量。
2、電氣器材
這里的電氣器材主要是指電纜和電氣裝備。在電氣系統(tǒng)的設(shè)計需要對電氣器材的屬性有具體的了解。對于電纜的屬性主要是型號、規(guī)格以及和前后設(shè)備的拓撲關(guān)系。而電氣裝備的屬性則想多比較具體,主要有二維符號、三維模型、名稱、代碼、額定功率、功率因數(shù)等。
3、設(shè)計管理信息
主要是在設(shè)計過程中,為了方便管理,將設(shè)計管理分作船舶項目、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和功能模塊四級,并建立結(jié)構(gòu)樹,進行相關(guān)的屬性信息管理。
三、船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析
船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)中,運用到的高新技術(shù)眾多,本文主要是介紹了船舶信息數(shù)字化、功能模塊參數(shù)化兩種關(guān)鍵技術(shù)。
1、 信息數(shù)字化技術(shù)
信息數(shù)字化技術(shù)在船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)中,主要將設(shè)計中設(shè)計到的對象進行相關(guān)的數(shù)字化信息處理,即根據(jù)相關(guān)定義原則,將約束條件和屬性采用相關(guān)的數(shù)字代替具體的信息,然后對上述船舶電氣設(shè)計中需要設(shè)計的對象采用相關(guān)的數(shù)字描述,建立船舶電氣數(shù)字化模型。數(shù)字化過程中主要采用面向?qū)ο蠓椒▽W,將船舶看作由各種“對象”組成的整體,然后根據(jù)相關(guān)的約束條件對各對象的歸類、設(shè)計以及定義屬性、方法以及響應的事件,使其能滿足計算機的識別和處理功能。
2、 參數(shù)化方法
在船舶電氣設(shè)計中,比較常用的方法就是查詢修改母型船。但是該方法在查找過程中需要進行大量的信息處理,本文針對該特點采用了參數(shù)化方法。參數(shù)化方法主要是對電氣系統(tǒng)圖紙采用參數(shù)進行量化和識別和相關(guān)功能模塊的描述。主要進行參數(shù)化的因素有船舶類型、裝載(工作能力)、航區(qū)、自動化標志、電力推進、主機、主電源和大型機械設(shè)備等。參數(shù)化模塊主要是指描述描述系統(tǒng)功能的特征項,包括圖面需要表達、繪圖需要的各方面。
本文以船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)中數(shù)字化、參數(shù)化設(shè)計方法為基礎(chǔ),介紹了AutoCAD中的ActiveX技術(shù)及XData技術(shù),詳細探討了使用該技術(shù)對船舶電氣AutoCAD圖紙(.dwg)的識別與再設(shè)計方法,并給出使用VB語言實現(xiàn)船舶電氣再設(shè)計功能的關(guān)鍵源代碼.該技術(shù)在船舶電氣智能設(shè)計系統(tǒng)中的應用解決了AutoCAD圖形與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)的問題及其圖形對象難以被計算機識別的問題。該技術(shù)的應用能夠大大縮減母型船轉(zhuǎn)化的速度,提高設(shè)計效率,縮短設(shè)計周期。同時,該技術(shù)對基于AutoCAD平臺設(shè)計的其它專業(yè)也有參考價值。
總而言之,隨著我國科技的日新月異,計算機技術(shù)的快速發(fā)展,我國的船舶電氣智能化設(shè)計將會有很大的進步,步入真正的智能化階段,將大大的縮短設(shè)計成本以及設(shè)計周期。
參考文獻:
[1]紀卓尚,王言英,林焰,戴寅生,馬坤,劉玉君.船舶CAD/CAM在大連理工大學的研究與進展[J],大連理工大學學報,1995年06期
1.前言
云南某千年古寺為國家重點文物保護單位,歷史上曾兩度遭遇火毀。2009年的地震導致古寺大部分建筑受損,現(xiàn)正進行統(tǒng)一修復,而消防系統(tǒng)設(shè)計與實施便是其中一項重要任務。
2.火災危險性分析
1)火災荷載大,耐火等級低
寺院以木材作為主要的建筑材料,以木構(gòu)架為主要的結(jié)構(gòu)形式,火災危險性極大,而建筑構(gòu)件的耐火等級很低,并且由于寺院是建在山上,發(fā)生火災后火勢能夠迅速蔓延,極易形成立體燃燒。
2)建筑之間無防火間距,容易出現(xiàn)“火燒連營”
寺院以各式各樣的單體建筑為基礎(chǔ),組成各種庭院。在庭院布局中,基本采用“四合院”和“廊院”的形式。這兩種布局形式都缺少防火分隔和安全空間,如果其中一處起火,一時得不到有效控制,就會形成“火燒連營”的局面。
3.消防系統(tǒng)設(shè)計
由于寺院存在上述火災隱患,而對其實施保護又具有極其重要的意義,因此,必須加強消防安全對策。古建筑消防安全不僅要以撲滅火災為第一目標,而且還要最大限度的保護古建筑的整體結(jié)構(gòu)及形式。因此,火災探測技術(shù)及消防安全措施的選擇就顯得尤為重要,必須能夠因地制宜的達到早期探測和早期滅火。整個工程中消防系統(tǒng)包括消防電氣系統(tǒng)及消防滅火系統(tǒng)。
1)消防電氣系統(tǒng)設(shè)計
消防電氣系統(tǒng)包括火災自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)、消防廣播系統(tǒng)、消防電話系統(tǒng)、應急照明和疏散指示系統(tǒng)。
(1)根據(jù)本工程對火災自動報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的要求,經(jīng)過認真細致的研究和論證,為該工程提供以下配置方案如下表1所示。
(2)根據(jù)《古建筑消防管理規(guī)則》及《火災自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》,并參照故宮等國內(nèi)古建筑領(lǐng)域的常用探測保護方式,在本次設(shè)計中采用了點型感煙探測、點型感溫探測、極早期吸氣式探測以及視頻火災探測。
其中,視頻火災探測系統(tǒng)是現(xiàn)代消防的最先進技術(shù)。本工程在大雄寶殿設(shè)置一套8路視頻火災探測系統(tǒng),大雄寶殿空間高大,點式探測器不能滿足規(guī)范的設(shè)置要求,其他探測方式對古建筑的美觀及使用會有一定的影響,綜合以上因素,設(shè)置了視頻火災探測系統(tǒng)。它的特點是:
2)消防滅火系統(tǒng)設(shè)計
寺院屬于國家級文物保護單位,為保持寺內(nèi)建筑的原貌,建筑內(nèi)不便安裝傳統(tǒng)的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng),又由于寺院建筑比較集中,道路陡峭狹窄,消防車難以到達現(xiàn)場,鑒于本工程特點,在建筑內(nèi)部設(shè)置滅火器,建筑外部設(shè)置室外消火栓系統(tǒng),設(shè)置在室外的消火栓采用“室外用室內(nèi)型消火栓”,在火災初期,可使用滅火器將火災撲滅;當火災較大時,可直接使用消火栓系統(tǒng)進行滅火,無需消防車加壓或供水。
(1)消防蓄水池設(shè)計
根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)勘查報告,蓄水池設(shè)計選址在寺院西側(cè)一百米左右地方,水池長約8米,寬約10米,蓄水池內(nèi)有效水深3米,蓄水量約為240立方米,以滿足寺院消防用水的需求。
序號
保護區(qū)域名稱
保護措施
火災自動報警系統(tǒng)
聯(lián)動控制系統(tǒng)
消防廣播系統(tǒng)
消防電話系統(tǒng)
應急照明和疏散指示系統(tǒng)
1
鼓樓
2
鐘樓
3
藏經(jīng)閣
4
禪房
5
客堂
6
大雄寶殿
7
地藏殿
8
方丈室
9
圓通殿
10
后軒北院
11
齋堂
12
中圖分類號:TM7文獻標識碼: A
前言
在整個變電站的電器系統(tǒng)設(shè)計中,各個主要部分的鏈接是建立整個電力系統(tǒng)的關(guān)鍵所在,電氣化系統(tǒng)的設(shè)計可以清晰明確變電站內(nèi)部變壓器和各種電壓線路以及所需設(shè)備的鏈接是否正常,各個部件之間的鏈接是否達到最大限度的聯(lián)系,也可以載明變電站內(nèi)各種設(shè)備之間的鏈接方式和方法。變電站電氣設(shè)備主鏈接的設(shè)計思路主要是根據(jù)變電站的電壓級別和變電站的性質(zhì)選擇出一套與變電站的電器設(shè)備相符合的電器設(shè)備鏈接方式。變電站的主鏈接方式的選擇可以直接影響到所處整個電力系統(tǒng)的和變電站的運行安全與否,因此,在實際的工作中,我們要想保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運行就在做好基本工作意外還需要在一定程度上關(guān)注變電站對電氣化設(shè)備的選擇以及其他配電設(shè)備的的采用,比如想主變壓器的采用設(shè)備的性能程度會直接影響到變電站乃至整個電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性,必須引起重視。
一、對變電站一次部分電氣設(shè)計
由于在我國的農(nóng)村電網(wǎng)設(shè)施以及變電站的設(shè)置較為偏少,電站之間的距離較長,對電路的耗損隨之加大,這樣勢必會造成到用戶的的電壓過低的具體情況,在日常的生產(chǎn)生活中這種低電壓肯定會影響到居民的生產(chǎn)生活質(zhì)量。為了改變在廣大農(nóng)村存在電力的問題,我們力爭改變目前的現(xiàn)狀,在滿足人民的基本生活的要求后,也要為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供便利條件。因此,本論文認為應在我國的農(nóng)村建立一批小型的變電站,所建立的電站的電壓應保持在110KV,具體的地理位置應選擇在城市的發(fā)展區(qū)和交通較為方便的地方。
在建設(shè)的變電站電器的一次部分應采取110KV的進電,因為變電站的選址在交通較為方便的區(qū)域,所以變壓器應為三相電。對變電站一次部分的電氣設(shè)計的主要目的就是選擇接線形式、設(shè)備等和對變壓器出路和繼電的保護等。對電氣的設(shè)計我們應以電力供應和傳輸?shù)陌踩?、平穩(wěn)和低損耗為原則。
1、要根據(jù)所帶負荷的程度來選擇變壓器,一般情況下,一次部分的電氣設(shè)計所涉及的范圍較廣內(nèi)容很多,另外還要根據(jù)不同的電壓低等級和類型性質(zhì)等進行具體側(cè)重點的設(shè)計,應根據(jù)實際情況具體分析具體操作。
2、在設(shè)計過程中需要根據(jù)變電站的規(guī)模和具體情況進行設(shè)計,其中需要注意的是,設(shè)計中所選用的主變壓器必須要滿足在輸送過程中對電容的需求,需根據(jù)電力系統(tǒng)的具體規(guī)定選擇,再將變壓器的允許負荷能力考慮進去。
3、變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計的重要部分是電氣主接線,這個應該根據(jù)具體的立項方案執(zhí)行,所應準備多個主接線方案供參考,這主要是根據(jù)線路的出入回數(shù)、電壓級別、變壓器的臺數(shù)等眾多因素的不同設(shè)計的方案。對于方案的選擇主接線的要求從技術(shù)上和可行性上兩個方面進行論證。首先通過技術(shù)手段對所有的設(shè)計方案進行甄選,對于那些明顯不合格的設(shè)計方案要先去除,接下來再運用具有可靠性的定量分析模型等進行計算比較,選擇在技術(shù)上最優(yōu)的兩到三個主接線方案。對于變電站電氣設(shè)備的選擇就必須根據(jù)既定的額定電壓和額定電流進行選擇,在根據(jù)短路情況出現(xiàn)的條件檢驗他的相關(guān)穩(wěn)定性。
二、電氣二次部分的設(shè)計
經(jīng)過我們對于110KV變電站的了解和研究,初步確定變電站電氣二次部分的設(shè)計布置和各級電壓的配置裝備,另外就是隨著電氣化自動信息化的發(fā)展趨勢,還應該對變電站電氣系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)的配置所要求的直流電的數(shù)據(jù)。我們從以下幾個方面進行著重分析,1、從在電力調(diào)度方面來看,我們可以盡可能的借助現(xiàn)代化技術(shù)手段對變電站的分布進行遠程控制,并在相關(guān)系統(tǒng)的配置運行上裝備相關(guān)保護和預防裝置。2、從負荷增長方面來看,我們需要提前講明建立變電站的必須性,在確定前者后我們再根據(jù)將要建立變電站的總括和走線方向等方面進行考慮,經(jīng)過對所能承載的負荷資料盡享詳細分析,以及變電站的安全性和運行性考慮確定電力規(guī)格和電站的主接線,最后通過負荷計算出在一定區(qū)域內(nèi)所需要的建立的變電站臺數(shù),以及所要配備的變壓器和電容器等設(shè)備的數(shù)量和型號等。最后,在依據(jù)所擬建變電站的最大持續(xù)工作電流量和短路的計算分析結(jié)果做出相關(guān)保護措施,如:變壓器保護、母線保護、防雷保護等。
另外,就是根據(jù)當前施行的電力系統(tǒng)設(shè)計要求的規(guī)定,設(shè)計一個110KV的變電站的電器設(shè)備二次部分里繼電保護是電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行的一個重要環(huán)節(jié)和障礙,在本文的變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計的繼電保護的設(shè)計中我們結(jié)合了實踐工作以及當前我國在繼電保護里的主要問題進行重點研究,對繼電保護的安全及反應靈敏性都采用計算機技術(shù)進行監(jiān)控,使其能夠智能化的處理狀況,對電氣系統(tǒng)進行足夠的保護。對于110KV線路的配置保護是采取定段距離保護,在內(nèi)條線路上都裝置上反應快速,能在故障發(fā)生的第一時間切除故障,對變電站的電器設(shè)備進行保護的,且性能相對較好的故障錄播裝置系統(tǒng),已達到對母線進行保護的目的。在電力系統(tǒng)設(shè)備中的電力變壓器是整個系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備,變壓器的故障對整個供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性運行都會造成很嚴重的后果,其次還有變壓器是相當貴重的設(shè)備,所以,我們一定要根據(jù)變壓器的保護對其負荷的電容和電壓進行精確地控制,確保保持良好的運行。
三、高低壓配電設(shè)計
在對高低壓配電的設(shè)計上所需用的配電裝置必須滿足在充分考慮經(jīng)濟性和安全性的基本的要求外,還需對高低電壓等進行負荷等級的評估設(shè)計做出相關(guān)配電裝置。所謂的一級配電設(shè)備是整個變電站的主動力中心,這些設(shè)備一起安裝在電力系統(tǒng)的變電站,經(jīng)此將電力發(fā)送給下級的各個配電設(shè)備。由于這套設(shè)備屬于第一級降壓設(shè)備,所對其的電氣參數(shù)和電容等數(shù)據(jù)會要求很高。動力配電柜和電動機控制中心一起構(gòu)成變電站的二級配電設(shè)備,配電柜的使用較為分散,且回路較少的環(huán)境,而電動機控制中心則恰恰相反沒適用于較為集中的環(huán)境。他們按照以及配電設(shè)備的要求將電力分配到相應負荷的二級配電設(shè)備。高低壓配電設(shè)計的目的就是將上級的高電壓電能通過高低壓的配電裝置將高壓電轉(zhuǎn)入低壓電,在配送到下一級電網(wǎng),這可以對負荷提供了保護監(jiān)控等作用。
四、總結(jié)
綜上所述,在對110KV變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計我們已經(jīng)有了較為詳細的方案,但在實際的工作中,我們還需要根基變電站的實際所處的情況和環(huán)境進行具體的分析和研究,相信在我國的電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的大環(huán)境下,變電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計將會更優(yōu)化,取得令人滿意的系統(tǒng)設(shè)計。本文介紹的110KV變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)、布置、配置等實在長期工作實踐的基礎(chǔ)上得到的體會,望能為電力行業(yè)的同仁們參考,所設(shè)不足之處還望批評指正。
參考文獻:
[1] 黃純?nèi)A.工廠供電[M].天津:天津大學出版社,2001.
Abstract: in building energy consumption is electricity is an important aspect, how to reduce the loss, efficient use of electricity, energy saving technology reasonably applied to the engineering project has become a more and more important problem. How to realize the energy saving of building electrical engineering, is the problem that this thesis will focus on.
Key words: building electrical electrical engineering electrical energy-saving energy-saving design
中圖分類號:TG502.34文獻標識碼:A文章編號:
目前我國正處于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的時期,每年有大量的建筑工程項目完工和在建。目前,我國建筑能耗巨大,其能耗已占全社會總能耗的30%左右。與此同時我國建筑還面臨著能源利用效率低下的問題,目前我國單位建筑能耗比同等氣候條件下的發(fā)達國家高出2~3倍。據(jù)有關(guān)專家預計,到2020年,我國城市化水平將超過60%,這意味著我國建筑能耗還將以較高的速度增長。在建筑能耗中電能是一個重要的方面,如何降低損耗、高效利用電能,將節(jié)能技術(shù)合理應用到工程項目當中已成為一個越來越重要的問題。
一、建筑電氣設(shè)計的內(nèi)容
建筑電氣設(shè)計應該在認真的執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政策以及有關(guān)國家標準與規(guī)范的前提下,進行工業(yè)以及民用建筑的建筑電氣的設(shè)計,并且能夠滿足保障氣居民人身、財產(chǎn)、電氣設(shè)備以及建筑物安全、供電安全、電氣節(jié)約以及經(jīng)濟合理等要求。設(shè)計還需做到以下幾點要求:方案合理、技術(shù)優(yōu)良、運行安全和滿足相關(guān)建筑電氣規(guī)范,建筑電氣設(shè)計的目的是通過對各個電氣系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)電氣系統(tǒng)簡捷實用、便于操作、管理以及維護,減少綜合投資預算。
主要包括低壓配電系統(tǒng)、強電部分,弱電部分。低壓配電系統(tǒng)主要是負荷等級的劃分和對應的供電要求,以及配電方式等內(nèi)容的相關(guān)原理、原則、方法等要求。配電線路系統(tǒng)設(shè)計應根據(jù)線路要求、電壓等因素線路的走向,配管材材料、型號和規(guī)格,導線型號等設(shè)計制作平面圖。電氣設(shè)備的選擇涉及很多因素,首先要考慮的是產(chǎn)品性能與質(zhì)量,其次是經(jīng)濟性。隨著人們保護環(huán)境的意識越來越強,環(huán)保產(chǎn)品和節(jié)能產(chǎn)品也是我們要考慮的新的因素。但是沒有百分之百可靠的系統(tǒng)和設(shè)備,我們還要對各種可能發(fā)生的意外情況進行保護,這是電氣設(shè)計工程師要履行的職責。強電部分內(nèi)容包括:低壓配電系統(tǒng)設(shè)計、照明系統(tǒng)設(shè)計,防雷以及等電位接地的設(shè)計;弱電部分內(nèi)容包括:有線電視系統(tǒng)設(shè)計、電話系統(tǒng)設(shè)計和寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計。
二、建筑電氣設(shè)計節(jié)能的基本原則
建筑電氣設(shè)計節(jié)能的基本原則是電氣施工的重要指標,只有在滿足原則的前提下,我們才能既保證建筑工程電氣施工的科學合理性,同時又達到節(jié)能的目的。具體的原則主要包括以下三個方面的內(nèi)容:
2.1建筑電氣設(shè)計節(jié)能應當滿足建筑物的各項功能需求
通常來說,建筑電氣施工應當滿足建筑物的照明需求以及色溫、顯色等指數(shù);滿足舒適性空調(diào)的風量和溫度,即建筑的舒適衛(wèi)生需求;此外,還應當滿足建筑工程的運輸暢通、通風順暢等公用性需求以及娛樂場所電氣設(shè)施的用電、展廳工藝照明、電力用電等非凡工藝的各項要求。
2.2節(jié)省無謂消耗的能源
節(jié)能的基本出發(fā)點就是節(jié)省無謂消耗的能源。這就需要我們首先考慮建筑物的那些能源消耗是與建筑物發(fā)揮各項功能不相干的,然后再考慮具體應采取什么樣的節(jié)能措施。比如說變壓器的功力損耗以及傳輸線路上的有功損耗等。
2.3節(jié)能應當考慮實際的經(jīng)濟效益
節(jié)能應當從當前的科技水平以及基本國情出發(fā),不能因為注重節(jié)能而過高的提高工程的成本,增加項目整體的運作費用,最好的節(jié)能規(guī)劃是讓因為節(jié)能而增加的部分投資,在幾年之內(nèi)或者是較短的時間內(nèi)用節(jié)能下來的運行費用回收回來。
三、如何實現(xiàn)建筑電氣工程的節(jié)能化
3.1優(yōu)化建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
要想保證建筑電氣節(jié)能工程的順利開展,首先需要做的就是要完善建筑電氣系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,對此,設(shè)計單位需要嚴格要求設(shè)計人員,對于每個環(huán)節(jié)的建筑電氣工程,都需要有詳細的電氣負荷計算書,并根據(jù)實際的情況采取相應的節(jié)能措施。同時還需要注意的是,在進行建筑電氣節(jié)能設(shè)計的時候,要秉承“以人為本、尊重實際“的設(shè)計理念,設(shè)計之前深入現(xiàn)場做好調(diào)查工作,制定完善的設(shè)計方案,同業(yè)主進行有效地溝通,在設(shè)計時充分考慮電能符合特點、建筑電氣的實用功能要求以及周圍的綜合環(huán)境等,經(jīng)過前面的分析之后最后確定完善的方案。在設(shè)計的過程中,需要根據(jù)季節(jié)的變化設(shè)計出靈活的投切變壓器,從而實現(xiàn)節(jié)能經(jīng)濟運行,減少不必要的能耗損失。
3.2加強建筑電氣節(jié)能管理
實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能除了要加強改進技術(shù)之外,最重要的還需要進行建筑電氣的節(jié)能管理,在保證技術(shù)的同時可以實現(xiàn)監(jiān)管,保證節(jié)能目標的實現(xiàn)。要加強管理,首先需要建立健全的監(jiān)管機制,制定完善的監(jiān)管政策,保證管理工作的順利進行和建筑電氣節(jié)能工程的順利進行;其次要加強管理者的管理技能,使管理者熟知建筑電氣節(jié)能的基本程序,避免管理過程中出現(xiàn)差錯,如可以定期進行管理者的技能培訓,增加他們的管理理論知識水平和建筑電氣節(jié)能常識,還可以在平時利用多種手段進行宣傳,使得這種節(jié)能的意識深入人心,這樣在管理過程中就更為得心應手;最后需要建立獎懲制度和激勵機制,充分調(diào)動各方面人員的積極性,保證在監(jiān)管的力度下能夠?qū)崿F(xiàn)建筑電氣節(jié)能的目標。需要注意的是,由于建筑電氣節(jié)能在很大程度上取決于建筑電氣設(shè)備的運行狀況,所以說需要認真管理,使得各種設(shè)備有效且安全的運行。
3.3保證施工過程中的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能
要想實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能目標,除了要采用新型的節(jié)能技術(shù)和加強管理之外,還需要保證施工的每個環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)能,這就要求在設(shè)備選擇上格外注意。首先需要合理選擇變壓器的型號和規(guī)格。為了實現(xiàn)節(jié)能的目標,減少電能的損耗,可以適當?shù)慕档妥儔浩鞯呢撦d率,但是這樣又會造成工程投資的提高。采用非晶態(tài)合金作為變壓器的鐵芯,這樣能夠擁有特殊的磁特性,與普通的材料相比同容量能夠降低損耗達到80%左右,所以說選擇合理的變壓器十分重要。其次要選擇合適的電纜和電線。線路要盡可能走直線以減少導線的長度,低壓線路要少走回頭先,減少電能的損耗,同時要保證變壓器接近負荷中心,減少供電的距離。同時需要注意的是可以增加導線的截面,還可以利用某些季節(jié)性的負荷線路減少線路和電阻。最后需要注意保證電動機的節(jié)能。實現(xiàn)電動機的節(jié)能主要需考慮電動機的工作效率和功率因數(shù),因此說要實現(xiàn)電動機的節(jié)能,在進行選擇時一定要正確掌握其負荷特性,分清是否是連續(xù)的。而為了降低無功功率流動引起的能量損耗,需要改變電容器集中安裝的做法。
3.4合理選擇節(jié)能設(shè)備
合理選擇建筑電氣的節(jié)能設(shè)備也是實現(xiàn)節(jié)能的一個至關(guān)重要的措施。能源的浪費主要是光能和熱能,因此,首先需要合理選擇節(jié)能光源,熒光燈在節(jié)能方面應用的十分廣泛,氣體放電光源也由于其結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、光效高以及無電磁輻射等優(yōu)勢成為建筑電氣節(jié)能照明的首選。同時還需要選用節(jié)能的設(shè)備,諸如節(jié)能變壓器和電動機等,這些都能夠減少能量的消耗,實現(xiàn)建筑電氣節(jié)能的目標。
四、結(jié)束語
總的來說,建筑電氣設(shè)計中的節(jié)能是一項系統(tǒng)化的工程,需要我們從當前的電氣節(jié)能技術(shù)以及整個電氣項目的各個環(huán)節(jié)來綜合性的進行考慮,具體的技術(shù)與措施的采用需要我們不斷的進行發(fā)掘與創(chuàng)新,才能保證建筑節(jié)能規(guī)劃越來越符合現(xiàn)代化的節(jié)能需求。
參考文獻:
現(xiàn)代社會,科技不斷發(fā)展、經(jīng)濟持續(xù)進步,對電力系統(tǒng)、電能供應質(zhì)量等的要求越來越高,電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也正在逐漸走向發(fā)展與完善,變電所電氣部分設(shè)計中,接線設(shè)計占據(jù)十分重要地位,因為接線系統(tǒng)設(shè)計水平會極大地關(guān)系到電氣系統(tǒng)的運行質(zhì)量、工作狀態(tài),因此,必須加強對變電所電氣接線的設(shè)計。
一、35kv變電所電氣一次部分設(shè)計的整體分析
所謂35kv變電所電氣一次部分就是一次接線,高壓電器設(shè)備通過連接線構(gòu)成的電路,其能夠接收并分配電能。一次接線能夠從總體上反應不同設(shè)備的功能、鏈接方式、不同電路間關(guān)系等等,對應構(gòu)建出變電所電氣主要構(gòu)造。電氣主線在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵而重要作用,因為電氣主線設(shè)計與鏈接質(zhì)量直接影響著供電質(zhì)量、線路運行狀況等重要因素,甚至關(guān)系到配電設(shè)備的布局、繼電保護的裝配等等,因此,電氣主線的設(shè)計必須要達到以下標準:安全穩(wěn)定、自由靈活調(diào)動、便于檢修等等,只有這樣才能體現(xiàn)出其經(jīng)濟性特征。
1、電氣主接線的設(shè)計標準
(1)確保安全供電,維護電能質(zhì)量
電力系統(tǒng)運行的根本就是要安全、穩(wěn)定,減少停電次數(shù)與規(guī)模,從而減少發(fā)電廠自身以及其他用電行業(yè)客戶的損失,而且故障性斷電還可能造成供電設(shè)備損壞、報廢,社會安定受到影響等等。這其中所帶來的損失是巨大的。
所以,電氣主接線的設(shè)計必須本著供電安全穩(wěn)定的原則,其中要確保電壓合理、頻率合理、供電線路連接正確等等,只有具備這幾點基本要求,才能確保電能質(zhì)量,主接線必須在不同工作狀態(tài)中達到這些基本標準。
(2)富于靈活性、便捷性
電氣主線在供電運行過程中安全、穩(wěn)定的同時,也要具有一定的自由度和靈活度,例如:當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,電氣設(shè)備需檢修時,電氣主線能夠方便、靈活地被調(diào)度,能夠及時轉(zhuǎn)變運行方式來維持供電系統(tǒng)持續(xù)供電,盡量控制停電范圍與時間。
(3)成本合理、經(jīng)濟廉價
在確保供電安全、穩(wěn)定、高質(zhì)的前提下,主接線設(shè)計也要本著經(jīng)濟實惠的原則,要確保對設(shè)備的成本投入最少,所占空間最小、轉(zhuǎn)移費用最低,為了控制設(shè)計成本,盡量一次性設(shè)計成功,并實施分期投資戰(zhàn)略,這樣才能有效控制成本投入量,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。
(4)具有可塑空間
任何電氣部分的設(shè)計都不是一成不變的,需要隨著時代的發(fā)展、科技的進步實時變化,這就需要在主線設(shè)計方面留出可塑空間,一方面要顧及到最終接線能夠順利運轉(zhuǎn),另一方面也要考慮到分期過渡的情況,要為日后的電力系統(tǒng)施工檢修等提供方便。
2、具體設(shè)計方法
電氣主接線的設(shè)計過程與方法應該包括以下方面:
第一,綜合、全面地分析設(shè)計原則、設(shè)計圖紙以及其他相關(guān)資料信息。
第二,科學抉擇所需配置的發(fā)電機數(shù)量、單個發(fā)電機的容量,編制出科學的、適合性的主接線模式。
第三,對主變壓器的數(shù)量與容量大小做出正確的判斷與選擇。
第四,廠用電源的引接。
第五,深入分析情況,判斷有無限制性短路電流接入的必要,對應采取科學的解決對策。
第六,將所選擇的設(shè)計方法、組織方案等進行綜合對比分析,從經(jīng)濟、技術(shù)這兩大方面進行對比,從而得出一套最科學的接線方法。
二、35kv變電站電氣一次部分設(shè)計研究
1、主線設(shè)計主體設(shè)計方案
要想確保主接線安全、穩(wěn)定地運行,首先要確保電氣設(shè)備運行的安全可靠,因此,要優(yōu)選質(zhì)量好、安全系數(shù)高的電氣設(shè)備,從而使接線簡單化,一方面要保證主接線安全穩(wěn)定、靈活變通,另一方面又要確保其成本低廉、投入小,占地面積小。
本著以上標準和要求展開電氣設(shè)計,才能打造出科學、合理,令人滿意電氣設(shè)計類型。
2、具體設(shè)計過程
遵照上面的設(shè)計方案,對于35kv變電所電氣部分主接線的具體設(shè)計步驟體現(xiàn)為:
引入一臺半斷路器進行接線設(shè)計,如果進出線回路數(shù)大于或等于6回,可以選擇此斷路器接線,相反,則可以選擇雙母線接線法,但是前提是要確保其能夠維護電力系統(tǒng)的安全、持續(xù)、穩(wěn)定運行。
在一臺半斷路器接線過程中,電源線需要同負荷線成雙成對,形成串,而且同名回路要裝設(shè)于不同串中。例如:如果電源線同負荷線所成串只有兩個時,同名回路則需對應鏈接在不同側(cè)的母線上,而且進出線需要配置隔離開關(guān),如果接線串在三個或更多時,同名回路則應該接在同一側(cè)母線中,此類情況下可以不設(shè)隔離開關(guān)。
此外,在接線設(shè)計過程中,還應根據(jù)接線地區(qū)的地理環(huán)境、自然條件以及電力系統(tǒng)的實際狀況等進行有針對性地選擇與設(shè)計。
3、35KV變電所電氣接線中的問題分析
要嚴格依照我國在變電站電氣設(shè)計方面的相關(guān)規(guī)定進行電氣接線設(shè)計,其中需要注意的是,如果機組的容量在200MW甚至更高時,需要裝配交流保安電源,而且要對應要配置柴油發(fā)電機組,同時要確保其能夠在短時間的被啟動,以此發(fā)揮監(jiān)控與保安功能,并對應配置能夠永久、持續(xù)供電的電源設(shè)備,35kv變電站適合這一選擇,具體的工作安排體現(xiàn)為:
第一,各個發(fā)電機組都裝配一套柴油發(fā)電機組,并確保其能夠及時、靈活地被啟動,這個發(fā)電機組就為持續(xù)供電提供保障,參照具體的負荷要求,來選擇其容量。
第二,在兩個發(fā)電機組的保安pc中間增設(shè)開關(guān),以此將兩個發(fā)電機組聯(lián)系起來,這樣就能夠保證一臺機組電力無法供應時,啟動另一臺機組,從而確保電能的持續(xù)供應。
第三,增設(shè)預防斷電的電源系統(tǒng)。任何一個機組都應配一個能夠確保持續(xù)供電的電源設(shè)備,例如:DCS系統(tǒng)、熱工控制儀表、自動化設(shè)備等等,而且要確保所輸出的電壓在220v,容量達到100kva.
第四,單位機組中配設(shè)2個保安段,機組保安負荷在保安段,有柴油機引接,當線路依照常規(guī)規(guī)則運行時,機組的兩個鍋爐工作段發(fā)揮供電功能,當出現(xiàn)故障問題時,則應立刻轉(zhuǎn)入柴油機發(fā)電機,確保供電持續(xù)進行。
總結(jié):
35kv變電所電氣部分設(shè)計中,一次接線設(shè)計是重要的設(shè)計工作,必須提高接線設(shè)計水平,確保接線設(shè)計達到安全、穩(wěn)定的水平,因為接線設(shè)計水平直接影響到整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與工作水平,甚至會威脅到電氣系統(tǒng)的運行質(zhì)量,必須首先制定出科學的設(shè)計方案,對設(shè)計方案作出科學化、合理化的選擇,同時明確設(shè)計過程中可能遇到的各種問題,針對這些問題事先采取有效的解決對策,這樣才能切實提高變電所電氣設(shè)計質(zhì)量。
參考文獻:
[1]蔣年德,魏育成:變電站綜合自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J].電網(wǎng)技術(shù).2011年10期.
[2]賈玲珍.變電站綜合自動化設(shè)計中若干問題的研究[J].華北電力大學,2012年.
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、前言
隨著電廠生產(chǎn)水平的不斷提高,人們對電廠DCS控制系統(tǒng)的要求也越來越高。因此,我們要加強先進設(shè)計理論與先進技術(shù)的學習與應用,不斷進行基于以太網(wǎng)的電廠DCS控制系統(tǒng)的探討,使電廠DCS控制系統(tǒng)的更加適用、安全、可靠與經(jīng)濟。
二、電廠DCS控制系統(tǒng)的概述
電廠輔助系統(tǒng)主要有水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)、脫硫、脫銷系統(tǒng)等,對于300MW及以上的機組來說,輔助系統(tǒng)大都已采用計算機控制,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)及DCS控制技術(shù)的日益成熟,這就為這些輔助系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制打下了堅實的基礎(chǔ),并且加速了輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的進程。
過去電廠輔控常采用傳統(tǒng)PLC實現(xiàn)獨立且分散的控制,這種控制模式由于使用較多的運行人員,加上各系統(tǒng)間聯(lián)系不方便,備品備件種類多,難于管理及設(shè)備投資大等缺點已經(jīng)基本不被采用。輔助網(wǎng)絡(luò)控制采用新一代DCS系統(tǒng)后克服了原有獨立且分散的控制系統(tǒng)的缺點,可最大可能的將運行人員減到最少。使控制系統(tǒng)在基本不提高造價的情況下,使輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的水平達到與主機DCS控制系統(tǒng)相當?shù)乃?,為實現(xiàn)全廠管控一體化打下良好基礎(chǔ)。本文重點介紹DCS在湖南創(chuàng)元電廠2×300MW火電機組水網(wǎng)中的應用。水網(wǎng)是輔網(wǎng)中最復雜的系統(tǒng),通常包括鍋爐補給水系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、汽水分析和化學加藥系統(tǒng)、制氫站、綜合水泵房、廢水處理系統(tǒng)(含工業(yè)廢水處理、生活污水處理、含煤廢水、含油廢水)等。
三、常用電氣系統(tǒng)控技術(shù)比較
1、為采用常規(guī)的電氣納入DCS系統(tǒng)監(jiān)控的方式
目前,大容量機組的電氣系統(tǒng)納入DCS監(jiān)控的主要方式為:發(fā)變組保護、綜合自動化裝置、廠用電系統(tǒng)的保護及自動裝置的動作情況是通過各獨立的裝置動作信號以及電氣設(shè)備的位置狀態(tài)等開關(guān)量作為輸入量(即DI)送至DCS系統(tǒng);模擬量(如電流、電壓、有功、無功)通過電量變送器輸出4~20mA標準信號送至DCS系統(tǒng):DCS的控制命令作為輸出量(即DO)引至電氣設(shè)備,各電氣設(shè)備與DCS系統(tǒng)的聯(lián)系采用硬接線方式,即由電氣設(shè)備現(xiàn)場用電纜將電氣量信號一對一地送至DCS系統(tǒng)的I/O柜上。
2、高低壓電動機通過現(xiàn)場總線接入DCS
每臺電動機的智能終端模塊與DCS的聯(lián)系信號除起動/停止指令、運行/停止狀態(tài)反饋、遙控狀態(tài)、電源監(jiān)視、電流共七個信號外,增加了保護動作信號、設(shè)備故障信號、設(shè)備起動次數(shù)、參數(shù)設(shè)定、累計運行時間等現(xiàn)場設(shè)備信息,大大豐富了DCS的監(jiān)視內(nèi)容。其中的設(shè)備起動次數(shù)、累計運行時間等信息采集及分析,為提高電廠管理和維護水平創(chuàng)造了有利條件。由于智能終端模塊集成了通訊、保護、二次控制電路等多項功能,其中低壓智能終端模塊還集成了電流互感器,10kV、6kV智能終端模塊還提供故障錄波功能(上位機支持),采用交流采樣技術(shù),通過現(xiàn)場總線接入DCS,節(jié)省了控制電纜,取消了電量變送器及控制用中間繼電器,使電氣開關(guān)柜內(nèi)接線大為簡化,安裝及設(shè)備制造的工作量比采用常規(guī)的“硬接線”方式大大減少。目前,滿足現(xiàn)場總線要求的智能化的中壓開關(guān)柜及低壓開關(guān)柜得到了廣泛使用。
3、整個系統(tǒng)由三個功能層構(gòu)成
第一層:測控保護層。由大量的保護和自動裝置構(gòu)成,主要由分散安裝于就地開關(guān)柜的智能終端裝置、發(fā)變組保護、AVR,ATS,ASS等組成,保護功能完全獨立,利用現(xiàn)場總線技術(shù),采用光纖或屏蔽雙絞線連接至通信管理層,可以實現(xiàn)這些裝置的分散監(jiān)控。
第二層:通信管理層。該層將DCS對測控保護層的控制命令,或電氣后臺工作站發(fā)出的修改定值命令等,下發(fā)至各有關(guān)裝置,同時,將各裝置上送的信息送至DCS系統(tǒng)或電氣后臺工作站。通迅管理層具有通信接收、發(fā)送、規(guī)約轉(zhuǎn)換等功能,通迅管理層與上位機系統(tǒng)連接采用以太網(wǎng),通迅管理層一般配置前端機或通迅管理單元,提供12~16個通迅接口。
第三層:上位機系統(tǒng)。包括DCS系統(tǒng)和電氣后臺工作站系統(tǒng)。電氣后臺工作站系統(tǒng)主要負責電氣系統(tǒng)設(shè)備的管理維護、電能計量、故障錄波和保護定值修改及下達等工作,由DCS系統(tǒng)來完成畫面顯示、報表生成、打印、控制、事件記錄報警等。
四、基于以太網(wǎng)的電廠DCS控制系統(tǒng)研究
1、電廠DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計分析
DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是整個DCS系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)和核心,對DCS整個系統(tǒng)的實時性、可靠性及擴充性起著決定性的作用。
由于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實時性是衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標,因此,DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計必須滿足實時性的要求,即在確定的時間限度內(nèi)完成信息的傳送。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計還必須具有良好的可靠性,保證網(wǎng)絡(luò)通信一直處于良好的聯(lián)通狀態(tài),可以通過采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
2、電廠DCS系統(tǒng)的功能設(shè)計研究
根據(jù)我國當前電廠DCS系統(tǒng)的發(fā)展狀況,結(jié)合電廠的現(xiàn)實情況,對電廠DCS系統(tǒng)的功能設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)和鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)。
(一)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)又被稱為計算機監(jiān)控系統(tǒng),其基本功能就是對機組整個生產(chǎn)過程的參數(shù)進行在線檢測,經(jīng)過相關(guān)的處理運算后以CRT的畫面形式提供給操作員。在此系統(tǒng)中,可以實現(xiàn)自動報警、制表打印和性能指標的計算等功能,以提高操作員實際操作的準確性。
(二)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)
模擬量控制系統(tǒng)(MCS)是將汽輪發(fā)電機組的鍋爐和汽機當作一個整體來進行控制,分為爐側(cè)、機側(cè)模擬量控制系統(tǒng)兩部分。其中,爐側(cè)MCS系統(tǒng)包含了幾個重要調(diào)節(jié)系統(tǒng),機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送、引風調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動分離器儲水箱水位控制系統(tǒng)及蒸汽溫度控制系統(tǒng);而機側(cè)MCS系統(tǒng)除了鍋爐給水系統(tǒng)全程調(diào)節(jié)和除氧器水位調(diào)節(jié)是串級調(diào)節(jié)外,其它都是一些單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng),如除氧器壓力、水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)、凝汽器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)和閉式水箱水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
MCS系統(tǒng)主要負責生產(chǎn)過程中水、風燃料等系統(tǒng)的主要過程中變量的閉環(huán)自動調(diào)節(jié)及整個單元制汽輪發(fā)電機組的負荷控制任務。
(三)、順序控制系統(tǒng)(SCS)
順序控制系統(tǒng)(SCS)也稱程序控制,是將機組的部分操作按熱力系統(tǒng)(或輔助機械設(shè)備)劃分成若干個局部子系統(tǒng),按照事先規(guī)定的順序,通過對各設(shè)備運行狀態(tài)的邏輯判斷來發(fā)出操作指令,進而對機組設(shè)備的各部分實施順序啟動,以實現(xiàn)順序控制的目的。其主要任務就是負責電廠廠房內(nèi)主機或輔機的自動啟停、參數(shù)監(jiān)視及聯(lián)鎖保護工作。
由于SCS系統(tǒng)中指令的優(yōu)先級是實行分層設(shè)計的,爐側(cè)順序控制的范圍包括:送風機、引風機、爐膛吹灰系統(tǒng)等方面;機側(cè)順序控制系統(tǒng)的范圍包括:汽機油系統(tǒng)、內(nèi)冷水系統(tǒng)、膠球清洗系統(tǒng)等方面。
雖然SCS系統(tǒng)是一個內(nèi)容龐雜而控制邏輯相對簡單的系統(tǒng),但聯(lián)鎖保護邏輯的設(shè)計作為其核心內(nèi)容,必須結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備的實際情況進行設(shè)計,其設(shè)計的合理性不僅關(guān)系到輔機本身的安全,還關(guān)系到機、爐主設(shè)備的安全。
(四)、數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)
數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)是汽輪發(fā)電機組的重要組成部分,其主要作用是調(diào)節(jié)汽輪機的轉(zhuǎn)速、功率和控制汽輪機前的壓力,同時還可以實現(xiàn)機組啟停過程和故障時的控制和保護功能。
(五)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)
鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)又稱為燃燒器管理系統(tǒng)(BMS),該系統(tǒng)能在鍋爐正常工作、啟停等各種運行方式下,連續(xù)、密切的監(jiān)視大量燃燒系統(tǒng)的參數(shù)和狀態(tài),通過不斷地進行邏輯判斷與運算,使得必要時發(fā)出動作指令,結(jié)合各種順序控制和連鎖裝置的設(shè)計,使燃燒系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備嚴格按照一定的邏輯順序進行操作或處理未遂事故,以保證鍋爐的安全。
五、結(jié)束語
通過對新時期下,電廠DCS控制系統(tǒng)的分析,進一步明確了電廠DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計方向,為電廠DCS控制系統(tǒng)的優(yōu)化完善奠定了堅實基礎(chǔ),有助于提高電電廠生產(chǎn)水平的提高。
參考文獻
[1]劉景芝,孫偉.一電廠熱工控制DCS系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應用,2007
[2]孫星.分布式控制系統(tǒng)DCS研究[J].科技創(chuàng)新導報,2011
[3]潘菊初;新型分散控制系統(tǒng)DCS的研發(fā)與探索[A];第八屆工業(yè)儀表與自動化學術(shù)會議論文集[C];2007
[4]潘菊初;分散控制系統(tǒng)DCS中的實時網(wǎng)與非實時數(shù)據(jù)網(wǎng)[A];第十八屆多國儀器儀表學術(shù)會議暨展覽會學術(shù)論文集(應用篇)[C];2007
中圖分類號:V267 文獻標識碼:A
現(xiàn)代的航空發(fā)動機是一個典型的復雜工程技術(shù)系統(tǒng),包含了眾多的相關(guān)子系統(tǒng),其工作過程是極其復雜的氣動熱力傳動的過程。在眾多的部件中,發(fā)動機低渦軸是航空發(fā)動機傳動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。發(fā)動機低渦軸在工作時,其表面會吸附很多雜質(zhì),影響其工作性能。在發(fā)動機修理過程中,需要對低渦軸進行超聲清洗,除去其表面附著的雜質(zhì)。如果這些雜質(zhì)不能被徹底的清除,那么航空發(fā)動機的安全性能得不到保證。所以,對航空發(fā)動機低渦軸進行超聲清洗是發(fā)動機大修過程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。
低渦軸超聲清洗機就是專門由于清洗低渦軸的設(shè)備,本文詳細介紹了發(fā)動機低渦軸超聲清洗機控制系統(tǒng)的設(shè)計過程及功能。
1 低渦軸超聲清洗機總體設(shè)計
基于低渦軸超聲清洗的工藝要求及超聲清洗機機械設(shè)計對電氣控制系統(tǒng)的要求,低渦軸超聲清洗機電氣控制系統(tǒng)應具備以下功能:
(1)電氣系統(tǒng)應具有漏電保護功能。
(2)清洗機具有對清洗槽及儲液槽中清洗液測溫、加熱及自動控溫的功能。
(3)清洗機具有清洗槽中清洗液低位控制功能。
(4)清洗機能夠自動設(shè)定及控制超聲清洗時間。
2 清洗液測溫及控溫系統(tǒng)設(shè)計
2.1 清洗機測溫功能設(shè)計
工藝要求在進行低渦軸超聲清洗時,超聲清洗試機清洗槽內(nèi)的清洗液要一直保持在特定的溫度區(qū)間內(nèi),因此設(shè)備要對清洗槽內(nèi)的清洗液進行溫度測量。而且由于儲液槽內(nèi)的清洗液根據(jù)需要會向清洗槽內(nèi)補液,為防止在工作中達不到溫度要求的清洗液被補進清洗槽中,影響清洗效果,所以對儲液槽內(nèi)的清洗液進行溫度測量也是十分必要的。
鉑電阻作為一種精密的溫度檢測元件被廣泛應用于智能儀表和自動控制系統(tǒng)。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器,由于其測量準確度高、測量范圍大、穩(wěn)定性和復現(xiàn)性好等特點,被廣泛用于中溫(-200℃~650℃)范圍的溫度測量中。本試驗器采用鉑電阻測溫方式來測量清洗槽及儲液槽內(nèi)清洗液的溫度。
2.2 清洗機控溫功能設(shè)計
由于低渦軸清洗時需要清洗液溫度保持在一定范圍內(nèi),而在工作過程中,清洗液的溫度必然會降低,所以設(shè)備需要一套能夠自動加熱控溫的系統(tǒng)。本設(shè)備采用溫控表來實現(xiàn)溫度的顯示及自動控制。
現(xiàn)就清洗槽為例,對清洗液的加溫,控溫過程進行說明。工作前,將溫度表的溫度上下限設(shè)定好。工作時,由于清洗液的溫度低于溫控表的溫度下限,所以溫度下限報警觸點閉合,加熱管開始工作,清洗槽開始加溫;當清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度下限,溫度下限報警觸點斷開,加熱管繼續(xù)工作,清洗液的溫度繼續(xù)升高;當清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限,溫度上限報警觸點斷開,加熱管停止工作,隨著超聲清洗工作的進行,清洗液的溫度將會降低;當清洗液的溫度低于溫控表設(shè)定的溫度下限,溫度下限報警觸點再次閉合,加熱管開始工作,清洗液溫度升高,直到清洗液的溫度超過溫控表設(shè)定的溫度上限,加熱管停止工作。以此往復,清洗槽內(nèi)的清洗液的溫度將一直保持在設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。
3 超聲控制系統(tǒng)設(shè)計
由于低渦軸為空心軸,為了能夠使清洗的效果更好,所以超聲系統(tǒng)振源分為兩部分:超聲振板――主要功能是使清洗槽內(nèi)清洗液超聲振動,清洗軸的外表面;超聲振動棒――主要功能是使低渦軸內(nèi)部的清洗液超聲振動,清洗軸的內(nèi)表面。
低渦軸的清洗工藝還要求超聲清洗的時間,所以在本設(shè)備超聲控制系統(tǒng)中采用定時器來設(shè)定超聲振板及振動棒的工作時間,并且在到達工作時間后,設(shè)備自動停止超聲振板及振動棒工作,達到精確控制的目的。
4 其它系統(tǒng)設(shè)計
4.1 漏電保護系統(tǒng)設(shè)計
用于清洗低渦軸的清洗液是導電的液體,加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象,那么直接威脅著操作者的生命安全,所以設(shè)備在設(shè)計中增加漏電保護的功能。設(shè)備帶有漏電保護功能的空氣斷路器,加熱管、超聲振板及振動棒出現(xiàn)漏電現(xiàn)象,漏電保護器將動作,切斷該用電器主回路電源,使設(shè)備處于安全狀態(tài)中,保護操作者的人身安全。
4.2 清洗液液位保護系統(tǒng)設(shè)計
清洗機工作時,可能出現(xiàn)兩種清洗槽“干燒”現(xiàn)象。第一,工作前忘記向清洗槽中添加清洗液時就開始加熱,由于清洗槽內(nèi)沒有清洗液造成“干燒”現(xiàn)象;第二,超聲清洗工作時間過長,清洗液揮發(fā)嚴重,操作者沒有及時發(fā)現(xiàn)造成“干燒”現(xiàn)象。這兩種情況都會對設(shè)備造成嚴重的損壞,甚至發(fā)生火災等安全事故。為避免這種情況的發(fā)生,在清洗槽中增加了液位傳感器。當清洗槽中的清洗液超過液位傳感器設(shè)定的下限值時,液位傳感器的常開觸點閉合,將這個觸點串聯(lián)在控制回路中,只有這個觸電閉合的情況下才可以進行加熱的工作。
結(jié)語
低渦軸是航空發(fā)動機的重要部件,其在發(fā)動機修理過程中超聲清洗的結(jié)果,直接影響著發(fā)動機的性能及安全。所以低渦軸超聲清洗機是修理航空發(fā)動機必不可缺的試驗設(shè)備。通過對低渦軸的技術(shù)資料及工藝文件要求的消化理解,確定設(shè)計電氣控制系統(tǒng)所需的技術(shù)參數(shù),完成試驗器的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)備具有自動控溫、超聲計時控制、清洗液液位低位控制、漏電保護等功能。超聲清洗機的電氣性能完全可以滿足低渦軸的超聲清洗工藝要求,而且系統(tǒng)還具有性能穩(wěn)定、操作簡單、維護方便、安全性高等特點。
參考文獻
[1]楊帆.某型航空發(fā)動機滑油系統(tǒng)試驗臺計算機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安:西北工業(yè)大學碩士學位論文,2009.
Abstract: As one of the important basic industries of national economy, power industry plays an extremely important role in the national economic development strategy. At the same time, as the million-kilowatt-class large-scale power plant system, stable operation and economic benefit of power plant electrical system and is closely related to the. Therefore, in order to make the large power plant safe and reliable operation and good economic benefits, it is necessary for the electrical system wiring, equipment selection, following aspects of protection, control, analysis, and design a scientific and effective electrical control system.
Key words: power plant; electrical system; effective control
中圖分類號:TM62文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
伴隨當今發(fā)電技術(shù)的迅猛發(fā)展,由于我國的人均可利用的能源資源比較缺乏,因此,亟待發(fā)展大容量、高效率、節(jié)能環(huán)保的百萬千瓦級大型發(fā)電機組。同時,又因為電氣系統(tǒng)對電廠的生產(chǎn)運行作用巨大。所以,為使發(fā)電機自動化水平得到提高,并實現(xiàn)其安全可靠運行和較高的生產(chǎn)效益,就必須進一步加強對電廠電氣系統(tǒng)的有效控制。
一、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)設(shè)計所要遵循的基本原則
1.發(fā)電廠電氣主接線形式的選擇所要遵循的基本原則。發(fā)電廠電氣主接線在滿足靈活性、經(jīng)濟性以及可靠性等基本要求之外,還需以以下幾項內(nèi)容作為設(shè)計所要遵循的依據(jù):第一,在電力系統(tǒng)中發(fā)電廠所起的作用及其地位;第二,分期以及最終建設(shè)發(fā)電廠的規(guī)模;第三,負荷的重要性及其大??;第四,電氣系統(tǒng)備用容量的大??;第五,電氣主接線由電氣系統(tǒng)專業(yè)所提供的具體資料。
2.發(fā)電廠主變壓器容量的選擇所要遵循的基本原則。首先,主變壓器的容量可以按照扣除廠用變壓器計算負荷后的發(fā)電機最大連續(xù)容量來加以選擇。其次,主變壓器的容量可以在扣除本機組的廠用負荷并留出10%裕度的發(fā)電機額定容量來加以選擇。
3.發(fā)電廠主變壓器阻抗的選擇所要遵循的原則。首先,變壓器的阻抗實際上就是產(chǎn)生于繞組之間的漏抗,其大小主要有變壓器的材料及其結(jié)構(gòu)所決定。并且,當變壓器的材料、結(jié)構(gòu)以及所采取的的類型、變比一定時,其阻抗大小受變壓器容量的影響便很小。其次,從供電質(zhì)量及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性兩方面分析,對變壓器的阻抗要求盡量偏低;然而變壓器阻抗偏低卻又可能造成系統(tǒng)的短路,而導致電流急劇增大,從而造成選擇高壓及低壓電氣設(shè)備變得困難。此外,發(fā)電廠主變壓器阻抗的大小與變壓器并聯(lián)運行的要求密切相關(guān)。
4.發(fā)電廠用電接線形式選擇所要遵循的基本原則。首先,為避免出現(xiàn)因一臺故障機停運或出現(xiàn)電氣故障而導致對另一臺的正常運行產(chǎn)生影響,因此,要保持各機組廠用電系統(tǒng)之間相互獨立。其次,要對機組啟動及停運過程的供電要求加以充分考慮,如配備可靠的備用/啟動電源;盡量減少機組啟動、停用或發(fā)生事故時的切換操作。再次,要對廠用電系統(tǒng)在電廠分期建設(shè)及連續(xù)施工過程的運行方式加以充分考慮,尤其是需要對廠用電系統(tǒng)給公用負荷供電所帶來的影響加以格外注意。最后,為保證在全廠停電時,變壓器能夠持續(xù)運行,則需要在2機組中設(shè)置容量足夠大的交流事故保安電源,并保證保安電源的供電裝置不能間斷【1】。
二、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)控制的基本方式
通常在當前大型火力發(fā)電廠中,采取DCS(Distributed Control System)集散控制的電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)高度整合通信技術(shù)、控制技術(shù)、屏幕顯示技術(shù)以及計算機技術(shù),是網(wǎng)絡(luò)控制以及計算機高速發(fā)展并有效結(jié)合的產(chǎn)物,在諸如化工、電廠、煉鋼、制藥等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應用。一般來說,依據(jù)結(jié)構(gòu)層次對集散控制系統(tǒng)進行分類,其主要包括上位管理層、監(jiān)督控制層、現(xiàn)場控制層以及生產(chǎn)現(xiàn)場四類,并且該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示。
圖1 集散控制系統(tǒng)DCS的結(jié)構(gòu)圖
1.集散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制層。現(xiàn)場控制層在DSC結(jié)構(gòu)層次中處在最低端,其主要完成的功能是:首先,采集過程數(shù)據(jù),即對現(xiàn)場的狀態(tài)開關(guān)量以及各種物理量加以采集,并適當采取轉(zhuǎn)換及濾波設(shè)備對數(shù)據(jù)加以處理。其次,監(jiān)測并診斷裝置設(shè)備情況及其運行的狀態(tài)。最后,使得開環(huán)及閉環(huán)控制得以實現(xiàn),并盡可能地對順序邏輯控制功能或DDC控制功能加以完成,逐漸將一些自動控制技術(shù)包括仿真智能控制、專家系統(tǒng)控制、預測控制以及自適應控制等投入到集散控制系統(tǒng)當中。
2.集散控制系統(tǒng)的監(jiān)督控制層。監(jiān)督控制層主要是用來對現(xiàn)場控制層發(fā)出的實時數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息加以接受,然后將下一步操作指令向下級進行。其主要功能包括:處理事故報警以及對裝置加以監(jiān)視;各類報表的打印工作;提供集散控制工作的操作界面;使得優(yōu)化控制、自適應控制以及其他各類的先進控制策略得以實現(xiàn);完成數(shù)據(jù)通信等。
3.集散控制系統(tǒng)的上位管理層。從功能層次上看,上位管理層主要包括調(diào)度層和決策管理層兩類。其中調(diào)度層主要是依據(jù)市場調(diào)查的情況,完成對生產(chǎn)計劃的制定工作,并然后使生產(chǎn)優(yōu)化的調(diào)度與管理得以實現(xiàn)。在此過程中,能夠獲得工廠級制定的統(tǒng)計報表以及實時的監(jiān)測數(shù)據(jù)。而決策管理層則是為方便上層管理人員能夠方便科學地進行決策管理,所以從調(diào)度層獲得相關(guān)的統(tǒng)計信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)等【2】。
三、發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的有效控制方案選擇
(一)發(fā)電廠電氣主接線有效方案的選擇
發(fā)電廠電氣主接線通常選用兩種接線方式:一臺半斷路器接線和雙母線接線。
1.一臺半斷路器接線包括六臺斷路器,有兩個完整串,其接線圖如圖2所示。
圖2 一臺半斷路器接線圖
采用一臺半斷路器接線的優(yōu)點包括,第一,供電具有極高的可靠性,因為在每一條回路均有2臺斷路器進行供電,因此,一旦母線發(fā)生故障,只需將所有與此母線相連的斷路器跳開,便可保證認可回路電路運行正常。并且在對回路進行事故檢修時,停電回路要低于兩回。
第二,運行調(diào)度非常靈活,通常情況下,全部斷路器及兩組母線均被置入工作之中,形成多環(huán)形供電的模式,因此對其運行的調(diào)度非常靈活。
第三,對檢修的操作非常方便,線路中的隔離開關(guān)只用作檢修,無需被當做倒閘操作電器。
而采用一臺半斷路器接線的缺點是,因為一臺半斷路器接線中一條回路中被接入兩臺斷路器,并且中間斷路器的兩端各連著一條回路,因此,將二次回路和繼電保護變得異常復雜。
此外,500kV配電裝置采取一臺半斷路器接線,其占地面積為208。
2.雙母線接線包括五臺斷路器,且中間沒有分段,其接線圖如圖3所示。采用雙母線接線的優(yōu)點包括,第一,供電比較可靠,為防止供電中斷,可以將兩組母線的隔離開關(guān)用作倒閘操作電器,以便對母線進行輪流檢修。并且一旦一組母線出現(xiàn)故障,可以迅速將供電恢復正常,同時在對任意一回路的母線隔離開關(guān)進行檢修時,只需將該回路停運即可。
第二,運行調(diào)度比較靈活,可以任意將各個回路負荷及電源箱某一組母線分配,從而能夠使運行中對各種潮流變化的需要而進行的調(diào)度操作變得更加靈活。
采用雙母線接線的缺點是,第一,在檢修母線出現(xiàn)故障的過程中,將隔離開關(guān)當成了倒閘操作電器使用,因而,容易出現(xiàn)操作上的失誤。
第二,在今后將雙母線接線擴建成雙母線雙分段或者雙母線單分段的接線方式,會增加更多的設(shè)備,因而,使得其運行的可靠性與靈活性比一臺半斷路器接線方式要差。
其中,500kV配電裝置采取雙母線接線,其占地面積為。
圖3 雙母線接線圖
綜合考慮兩種接線方式的優(yōu)缺點、占地面積及經(jīng)濟性特點,依據(jù)發(fā)電機出口是夠裝設(shè)機組的啟動(備用)電源以及GCB斷路器,當接入500kV配電裝置時,得出兩種發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的主接線有效方案。其一,是將斷路器裝設(shè)在發(fā)電機與主變壓器之間,并在每四臺機組配置一臺高壓備用變壓器;其二,是不在發(fā)電機與主變壓器之間設(shè)斷路器,而在美兩臺機組中設(shè)置兩臺高壓啟動(備用)變壓器。
(二)發(fā)電廠發(fā)電機出口斷路器的有效選擇
1.發(fā)電機出口斷路器技術(shù)性能的分析。發(fā)電機出口斷路器一般在絕緣性能、電氣性能和機械性能上魚通用型斷路器基本一致。其與后者主要的區(qū)別是,發(fā)電機出口斷路器對直流分量及衰減時間常數(shù)的要求比較嚴格。這是因為發(fā)電機的電感值相對較大,因而導致在瞬間斷路器所承受的衰減時間常數(shù)及直流分量急劇增加。
2.發(fā)電機出口斷路器的有效選擇。當前國際通用的ANSI/IEEEC37-013規(guī)定,對發(fā)電機出口斷路器型式的選擇主要考核系統(tǒng)源短路以及發(fā)電機源短路時斷路器的開斷與關(guān)合。首先,系統(tǒng)源短路是斷路器的開斷與關(guān)合試驗,通常情況下,發(fā)電機出口斷路器的工作是在非自動重合閘操作順序之下,直流分量包括DC%>20%和DC%<20%,其瞬間恢復的電壓峰值是發(fā)電機最高工作電壓的1.7倍,而瞬態(tài)恢復電壓達3.5Kv/us的上升率;而通用型斷路器通常是在自動重合閘操作順序之下工作,其直流分量為DC%<20%,瞬間恢復電壓峰值為額定工作電壓的1.71倍,而瞬態(tài)恢復電壓的上升率僅僅為0.34Kv/us。
其次,發(fā)電機源短路的開端與關(guān)合,發(fā)電機源短路時,依照國際標準規(guī)定,其直流分量的值為DC%=130%,遠遠高出通用型斷路器的直流分量。
綜上所述,發(fā)電機出口斷路器的選擇主要從斷路器在電力系統(tǒng)中的作用、發(fā)電機源短路及系統(tǒng)源短路的可靠性數(shù)據(jù)的計算、電廠接入系統(tǒng)的方式等多方面進行考慮【3】。
此外,在變壓器的選擇過程中,除卻要遵循其變壓器容量及阻抗選擇的原則之外,通常還要對變壓器的可靠性要求、運輸條件及制造條件等多方面綜合考慮,從三相變壓器或者單相變壓器組中進行合理選擇。尤其是大型變壓器,則更需對其運輸?shù)目赡苄赃M行考察。
結(jié)束語:基于電氣系統(tǒng)與電廠的穩(wěn)定運行及經(jīng)濟效益之間的密切關(guān)系,電氣系統(tǒng)的有效控制包括電氣系統(tǒng)主要設(shè)備如斷路器以及主變壓器等的合理選擇、對電氣主接線形式的合理選擇、電氣系統(tǒng)的繼電保護以及控制等的科學有效,在保證大型發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)為發(fā)電廠提供安全、可靠、經(jīng)濟的生產(chǎn)環(huán)境方面,均具有極其重要的意義。
參考文獻: