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电力电子技术在全世界范围都是一个比较新兴的学科,是新能源并网和电能质量研究的关键技术,是发配电系统的核心,也是电气类专业学生必须掌握的内容和技能。电力电子技术课程教学内容多、信息量大,既涉及电力工程知识、又涉及电子和计算机知识,是理论性和实践性非常强的专业课程。目前,在智能电网、节能、电磁兼容等方面大量应用,要求学生能根据千变万化的需求和实践设计解决方案,熟练掌握其非线性的特征及应用。
目前电力电子技术课程实验教学大都依托实验平台进行,基本上只设置演示性或验证性实验,真正动手设计、搭建、调试电路的机会并不多,限制了学生动手能力和创新能力的培养[1]。
1 传统实验存在的问题
开展实验,需有相应的实验设备和实验平台支持,实验的开设和设备的选择要做到“两个结合”[2]。一方面,实验要结合理论知识;另一方面,实验要结合工程实践,避免和工程实践脱节[3]。但目前高校开设的电力电子实验普遍存在着实验与理论结合不紧密、实验与生产实践脱节的问题,主要体现在:
(1)传统的电力电子实验与实验平台相结合的问题。传统的电力电子元器件、整流逆变电路等有具体形象[4]、易于被学生接受,但在实际应用过程中已基本实现模块化封装。因此实验平台的设计,既要兼顾传统元器件的形态,又要突出相关模块的应用与实践。
(2)如何开展电力电子技术实验,让学生从硬、软件上掌握电力电子技术的知识。从硬件平台上看,当前的实验只是“静态”地向学生介绍电路工作过程,而没有让学生参与到电路原件分析、电路拓扑分析和动态工作过程分析,在仿真与模拟实验方面更是空白。按照研究的理念,学生应该选择自己感兴趣的问题进行深度分析,从而形成自己独特的研究方法,这需要有良好的实验平台作为支撑。
(3)如何将新技术融入实验中。电力电子技术向着高度的模块化、集成化以及应用多元化的方向发展。智能电网、节能、电磁兼容等技术推动着电力电子技术飞速发展。因此,实验平台的设计应比较先进而且留有升级和进一步扩展的接口。
2 可视灵活的综合实验平台
在电力电子技术综合实验平台建设之前,我院电力电子实验室的设备比较陈旧。针对该情况,在深入研究电力电子技术实现原理和发展趋势的基础上,考虑到实验教学的实际需要,构建了电力电子技术综合实验平台。
综合实验平台主要由PC机、MCL系列电力电子试验台、拓展板、测量设备等组成(如图1所示)。整个综合平台采用标准化的模块结构,PC机可通过数据线与实验台相连,PC机运行电力电子技术实验管理软件和EWB仿真软件。实验过程中,学生可以根据需要进行模块的自由组合、拓展板设计来完成实验电路的搭建和调试。综合平台具有良好的可扩展性,可以根据实验室建设规模灵活地配置实验台的数目,主要包括:
(1)信号电源。经过过流、过压、漏电等保护电路,再分别通过调压、变压、稳压电路得到的交流可调电源、多路直流稳压电源及斩波信号源、逆变信号源、同步信号源等,为不同的实验电路提供不同的电源信号。
(2)实验电路部分根据不同的电力电子器件及不同的电力变换电路。分别设计了不同的相对独立的实验单元挂箱。各实验单元电路原理清晰、可操作性强、效果直观。
(3)类型齐全的电力电子元器件,可以进行GTR,MOSFET,IGBT,GTO的开关特性及其驱动电路、缓冲和保护电路相关实验。
(4)直流电动机、发电机模块。在进行直流调速系统实验时,除可用常规的由运算放大器构成的PID调节器进行控制外,还可和计算机相连,由上位机进行数字控制,并采集转速曲线和电流反馈信号,通过计算机对调速系统的参数进行调节,对转速等动态波形进行分析。
(5)实验台对PC以及其他拓展板的各种标准化接口。
(6)数字仪表、开关和按钮等辅助设备。
综合实验平台有以下主要特点:
(1)设备齐全,包括常规的电力电子元器件,配备了电机、变压器和电路拓扑等模型,还可以在PC机上自行仿真电路并将虚拟模块信号传送到实验台。学生可以自行设计电路模块,并使相关模块与平台相连,提高动手能力。
(2)PC机上可利用EWB等软件设计电力电子技术课程中的许多电力电子电路仿真实验,如单相/三相晶闸管相控整流电路、电容滤波不可控整流电路、DC-DC升/降压电路等。
(3)实现实验台与PC机、拓展板的标准化数据通讯,方便教学实验,避免以往实验存在电力电子元器件、电路拓扑不易修改的问题。
(4)配有各种信号灯及音响,提醒实验的学生注意当前的实验运行情况,保证接错线时不会损坏平台,解决了实验设备容易损坏而不敢让学生动手实验的问题。
3 实验管理
如何进行电力电子实验是难点和重点,当前的电力电子实验把重点放在讲解理想元器件在理想信号下的标准工作过程,仅简单地重现了理论课的内容,既锻炼不了学生的实验能力,也无法提高学生的学习积极性。针对这种问题,应用实验管理软件,存放着学生自己设计的实验过程,可让学生自己动手参与实验的设计。
将实验分为验证性、设计性、综合性和创新性4类实验,形成递进的实验层次。实验教学过程中,根据学时的安排和学生的实际能力,选择其中的模块进行实验。学生根据自己的情况,从简单的实验开始,逐步提高自己能力。
(1)验证性实验包括传统的实物元器件电路实验和虚拟仪器实验。学生选择实验项目并根据指导书的内容和步骤进行实验。主要目标是掌握各种典型电能变
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换电路的工作原理、波形分析及定量计算。
(2)设计性实验是在验证性实验的内容和基础上,由学生自行设计测试设备参数及其特性。主要目的是掌握故障问题的分析和定位,熟悉电力电子学的诸多问题。
(3)综合性实验设计提供按行业细分的实验方向,供学生选择,跟踪教师的各类研究方向并进行设计。根据我院的情况,与电力电子技术应用相关的课题组方向包括高压直流输电即保护控制技术、电力系统优化与控制、高性能电力拖动及电能质量监控、电力电子及控制技术、电机及其控制理论。实现实验与实际问题的结合、教学与研究相结合。
(4)创新性实验设计。实验室是课程设计过程中实践环节实现的地方,配合课程设计、大学生科技创新项目方案,进入实验室进行实验。参考我院相关教师所中提出的问题,进行创新性实验设计。
4 整体效果分析
针对电力电子技术实验发展的需要,构造了综合性实验平台,该平台在包含常规电力电子实验的基础上,提供标准化接口扩展实验。实验平台同时也向课程设计和毕业设计以及学生研究项目(SRP项目)等实验开放,克服了以往SRP项目存在因设备不足导致计划无法验证和实践等问题。
从电力电子技术发展的趋势来看,综合平台的性能还可以进一步提高,以更好地满足教学和科研需要,形成多层次、立体化的实验教学特色。
参考文献
[1] 胡少强,王智东,林声宏.电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究[J].中国现代教育装备,2010(7):81-82.
当前变电站工程建设的主流项目就是智能变电站,广泛建设智能变电站可以对各电力系统的组成部分实现协调管理,确保电网安全,有效管理电网运行。先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术、信息处理技术是综合自动化控制技术的核心[1]。在变电站管理中广泛应用综合自动化控制技术,对提高电力企业综合效益具有重要意义。
一、综合自动化控制技术的内涵
综合自动化技术即多种专业技术相互融合的工作系统,其功能全面、信息传递量大,传递速度快并且可以实现智能自动化运行。先进的计算机软硬件技术是综合自动化控制技术建立的基础,计算机技术本身功能就非常强大,可以依靠因特网快速传递与接收信息,综合自动化控制技术建立于计算机技术之上,理所当然具备这些优点。综合自动化控制技术是分布、分层的系统结构,单片机或计算机是组成其各个子系统与功能模块的主要设备,其还肩负着采集数据、发送指令的任务,单片机与电子计算机都可以实现高速处理数据,这就决定综合自动化系统具有显著的优势。
二、电力调度中应用综合自动化控制技术的优势
1、提高供电服务质量。在智能变电站电力调度中,无功自动控制是其核心,综合自动化控制系统功能全面,具有集成化、高频化、全控化、高效率化的特点,可以有效稳定电压,有利于预防设备故障,提高电气、传输设备的耐久性。尤其对于具备无功自动设备的变电站,可以进行有效管理,有利于提高供电服务质量。
2、安全保障。智能自动化运行是综合自动化控制技术的重要特点,整个调度过程自动化,有利于及时查处故障,提高电力设备故障诊断能力。综合自动化控制技术还可以对电力设备进行实时监测,一旦发生异常,即刻采取保护措施,这就为变电站安全运行提供了保障。
3、提高管理效率。综合自动化控制技术可以对变电站数据进行全面监视、测量、记录,并可以通过计算机与网络进行汇总。变电站工作人员可以通过计算机设备轻松观察各个部分电力设备运行状况,对关键设备的系统数据进行分析,根据电子监测数据判断关键设备运行状态,及时进行设备检修与维护。
4、节省人力资源。综合自动化控制技术应用之前,变电站各电力设备的数据采集主要依靠人工采集实现,工作人员首先对各个电力设备进行检测,然后将数据进行汇总分析。综合自动化控制技术借助计算机与电子通信技术可以快速采集电力设备数据并发送指令,这就减少了电力工作人员的劳动强度,大幅节省人力资源,降低电力企业生产成本,有利于提高经济效益。
三、具体应用
综合自动化控制技术在智能变电站电力调度中以一定的模式结构存在,集中式结构、分布式结构、分布分散式结构是三种主要的模式结构,下面探讨这三种模式的优势与缺陷。
1、集中式结构。电力调度中最常用的结构即集中式结构,其应用范围广泛,可以通过扩建计算机I/O接口,获得更加精确的数据信息,通过对这些数据信息进行合理分析,可以有效的监控、保护微机。但是这种结构也存在一定缺陷,一整套集中式结构的计算机并不能完成整个电力调度工作,有时还需要特定的单独计算机进行辅助。
2、分布式结构。分布式结构扩展了变电站本身的功能,利用多组计算机并联运算实现系统检测。分布式结构的兼容性好,可以利用CPU系统对相同时间段的大量数据进行有序合理处理,与集中式结构相比,可以有效避免因数据过多导致的数据卡死问题,但是由于分布式结构的分散性特点,增加了自动化系统的管理难度。
3、分布分散式结构。双层次变电站系统是利用分布分散式结构的主要系统,双层次变电站是指变电站系统结构具有变电站层与间隔层。与集中式结构、分布式结构相比,分布分散式结构创新性尤为突出,在分布分散式结构中,元件与短路器隔离,这就可以实现对各项数据的全面采集,并有效监控与保护变电站中的各汇总的整体集中监测的控制单元[2]。在集中式结构与分布式结构中,往往需要大量电缆线路进行连接,电磁干扰较大,分布分散式结构很好的规避了这些问题,可以实现信息真实可靠的传递,即使某部分出现了故障,也不会造成全局性影响。
结语:时展需要电力部门提高工作效率,降低成本,综合自动化控制技术能够提高供电稳定性,提高变电站电力调度的工作效率,节省人力资源,符合我国电力事业的发展趋势,目前综合自动化控制技术还不完善,应加大研发力度,及时将先进科学技术与自动化控制技术相结合,完善综合自动化控制系统系统,不断提高我国电力事业的综合管理水平。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0209-02
《电力电子技术》是本校自动化、电气工程及其自动化专业的9门专业核心课程之一。电力电子技术跨“电力”、“电子”和“控制”3个领域,是“弱电子”对“强电力”实现控制的桥梁和纽带。该课程的实践性非常强,很多概念和方法必须通过实践环节才能较好地领会和掌握。在做好理论教学的同时,加强实验教学非常重要。实验教学对帮助学生理解和巩固课堂理论知识,培养学生的操作技能、创新意识和探索精神具有重要的作用。在工程实践中,该课程始终呈现高速发展趋势,不断有新的器件、新的电路拓扑结构与新的控制方法问世。这些因素决定了对该课程的实践环节进行改革是非常必要的。
一、教学改革背景
目前我院在电力电子技术实验教学环节中仍在使用某公司的“TKDD一1型电力电子技术及电机控制实验装置”,该实验装置经过多年使用,器件老化,存在如下问题:
1.故障率高,烧坏设备的情况经常出现,如直流斩波电路的MOSFET管子经常烧坏,概率几乎达到100%,做完一组下一组几乎没法做,三相全控整流电路的晶闸管也有类似情况。
2.实验数据与理论值之间的误差很大,严重影响了实验效果,如控制角α的调整范围很窄,无法实现逆变,这些实验参数厂家也无法完全修复。
3.能做的实验数量少,而且多数为验证性实验,学生只能被动地接受实验结果,学习兴趣不大。
4.现有的实验设备是模块化、封闭的实验箱,学生在上面进行接线、用示波器观察波形,测试数据,能够理解基本电力电子电路的原理和工作过程,但是对电力电子实际元器件电路缺乏直观的认识,也缺乏个人发挥空间。
5.目前学生的毕业设计面临硬件电路制作无从下手的局面,所以必须进行前期积累,掌握基本的硬件电路制作方法,为以后毕业设计制作综合性电路打下基础。
二、教学改革的内容
1.保留必要的验证性实验。在实验初级阶段,学生刚接触电力电子技术实验,对实验设备和仪器还很陌生,此时采用传统的“老师讲、学生听”的方式,通过教师操作演示给学生看,对学生掌握实验设备和仪器的正确使用方法、强电实验中安全用电的基本知识和注意事项以及进行规范操作很有好处。
需要根据现有设备的情况以及该实验课程特点,确定3个验证性实验,最好包括整流、斩波、调压、逆变四个基本电路拓扑。
2.开展综合创新性实验教学改革。该课程是一门实践性非常强的课程,需要学生熟悉常用电力电子仿真软件的使用、常用的元器件及选型、掌握高频变压器的绕制、高频电感的制作、熟悉电路原理图绘制、熟悉电路板布线及制作、掌握常用的硬件电路调试方法,最后完成电力电子电路制作的完整工艺流程。
根据学生的情况分为两个层次:
第一个层次:欠缺电路制作经验的学生选作教师提供的课题;
第二个层次:有基础的学生可以自主设计产品。设计过程中教师要给予一定的指导,学生可自行查阅资料,购买元器件,设计、焊接和调试电路。学生在采购元器件的过程中了解了元件的参数和特性,在调试过程中学会了使用示波器等设备,培养了分析问题、解决问题的能力,这样做不仅有利于因材施教,为学生的自由发展创造良好条件,而且可以提高实验室的利用率,同时还开发了学生的潜力,为学校组织广东省机电产品创新大赛、全国电子设计大赛、机器人比赛、三菱自动化杯等培养人才。
三、具体的实施方案与方法
该实验课总共16个学时,其中一部分为基本的验证性实验,另外的学时作为综合创新性实验,学生分组进行电力电子实际电路的制作和调试,每组(2~3人)上交一个电路作为考核依据,并每人提交综合创新性实验报告一份。学生需要完成以下工作:原理电路仿真、电路拓扑确定、元器件参数计算及选型、元器件清单列表、高频变压器绕制或者电感绕制、原理图绘制、电路板布线、电路焊接、电路调试,从而掌握电力电子电路制作的完整过程。
1.2013―2014年第1学期在11自动化A、B班做过初步尝试,已经采用其中的8个学时做了综合创新性实验教学改革,学生能够初步掌握高频变压器的绕制,接近60%的同学能够焊接并调试出开关电源(输入85~220V,单输出或者双输出10~24V)电路,11自动化B接近80%,初步达到目的,但仍然存在如下关键问题:因为输入电压过高的原因,出于安全性考虑,所有的电路调试都是老师在场进行调试的,学生没有掌握硬件电路调试的要点,这是下一步必须改善的地方;
2.2014―2015年第1学期实施方案:在12自动化3个班进一步开展综合创新性实验教学改革,合理确定题目,降低输入电压要求,实现36V以下安全电压输入,目标是实现90%以上的学生能自主绕制高频变压器或者高频电感、焊接、调试电路,并且形成积累,为相关学科竞赛培养和物色人才。
3.2015―2016年第1学期实施方案:在13自动化1个班、电气工程及其自动化2个班进一步开展综合创新性实验教学改革,在前两轮改革的基础上,可以增加题目的数量,优化题目的内涵,目标是学生的作品可以参加学科竞赛。
四、实施案例
在全世界致力于发展低碳经济的大环境下,高效节能的高频开关电源具有广阔的市场,高频化、高效率、小型化和绿色化是高频开关电源的发展趋势。针对本校学生的特点和接受能力,考虑安全性的前提下,制作小功率辅助开关电源,输入为36V直流电,输出为5V直流电,选用PI公司的DPA-Switch系列,基于PI Expert v9.0进行电路设计。
1.电路原理图和PCB图纸。设计的DC/DC 5V高频开关电源以DPA422为核心控制芯片,将220 V高频MOSFET与全部控制和故障保护电路集成在一起的单片IC,具有较宽的直流电压输入范围(16 VDC至75 VDC),开关频率可选300/400 kHz。高频开关电源原理图如图1所示,PCB图纸如图2所示。
2.电路制作和调试。高频变压器的绕制是整个硬件电路制作的关键环节。图3是高频变压器绕制的电特性原理图。分为初级绕组、次级绕组和偏置绕组。图4是输出电压的测试结果。
五、结论
本教学改革以11级、12级、13级自动化、电气工程及其自动化专业的学生为教学改革的对象,完成电力电子电路制作的完整工艺流程。为学校组织广东省机电产品创新大赛、全国电子设计大赛等各类型学科竞赛培养人才,促进我院工科类教学质量的提高。同时也为学生的毕业设计打下良好的基础。根据这几年带毕业设计的经验,很多学生到大四都无法独立进行硬件电路制作,只是停留在简单的电装实习阶段,所以一到毕业设计,遇到综合性较强的硬件制作,根本无法下手。通过此训练,这种情况将会得到较大改善。
参考文献
关键词:综合自动化控制技术;智能变电站;电力调度
一、综合自动化控制技术概念
(一)综合自动化技术
综合自动化技术是以计算机技术为前提,网络技术作为介质,分层模式作为主要结构,从而进行自我控制来融合多种技术的一种综合性技术。计算机作为基础,在电力调度工作中,需要其进行准确的计算与数据分析,并迅速做出正确的判断,所以要求其功能强大且工作效率高。综合自动化控制技术的辅助技术之一就是通信技术,通过对其的运用来管理整个电网系统,其中包括电力系统的每一个细节,通过这样自动化的控制与管理,避免了人工操作过程中出现的一些情况,提高工作效率。
(二)综合自动化控制技术功能组成
综合自动化控制技术其功能组成包括了两个部分,分别是计算机和单片机两部分。主要作用是保护电力系统正常运行,提高电力系统的工作效率。同时可以自动化控制变电站,定期提交变电站电压报表,自动进行用电调整,尽量减少人工干扰,此外,能够对电力系统中出现的问题迅速寻找出来并解决掉,保证电力系统的安全。
二、智能变电站电力调度中综合自动化控制技术的应用优势
(一)提升供电能力,提高服务的质量的优势
综合自动化控制技术可以对变电器和无功补偿变容器进行流畅而随意的操作与控制,提高电力调度能力,同时为保证服务质量,综合自动化控制技术对变电站内的设备都会有定期的保养,保证其运行良好,降低其出现故障的频率,延长设备使用勖。而且由于变电站使用了自动化控制技术,所以减少了许多工作人员数量,但是同样的也避免了许多人工操作出现的错误,从而提高了服务质量,整体为变电站电力调度工作提高了供电能力。
(二)提升变电站的管理效率的优势
综合自动化控制技术的运用主要依靠计算机和网络,在电量充足的条件下,这些设备都是可以无人管理进行自动化的工作,而且可以24小时不间断的进行,变电站的工作人员主要的职责就是对这些设备进行定时的检查,确保设备无硬件故障问题出现,其管理模式分为两步,第一步是通过计算机迅速且自动化分析和处理出现的问题,提高变电站管理效率,避免出现人工操作时思考问题缓慢的问题。第二步,是在计算机分析结束后,管理人员通过对数据的观察与自身经验知识进行分析和探索,找出第一步的不足,保证变电站的工作质量,通过这两步,可以提升变电站的管理效率。
(三)确保电力系统安全性的优势
由于传统的变电站工作是由人工进行的,所以无法感知设备内部细节处的故障,使得故障没有被及时发现,随着故障越来越严重,最终导致变电站的电力调度和供电工作受到了很大的影响。然而自动化技术可以很好避免这样的事情发生,其寻找问题的速度很快,细微地区的故障都能及时发现并迅速做出最佳决策,采取一定的措施进行解决,避免了故障扩大,保证了电力系统的安全性。同时,综合自动化控制技术在变电站中进行实时监控,在发现问题时,可以迅速有效的通过警报来通知管理人员,使得电力系统的安全性得到进一步的提升。
(四)有效节约成本优势
由于综合自动化控制技术其投入成本不高,且工作时间长工作效率高,可自动进行工作,无需人员介入,所以大大减少了人力的支出,降低了变电站的运营成本,而且还节约了很大一部分的生产成本,随着技术的不断进步与发展,其使用寿命也在不断的延长,使用效率和安全性也在不断的提升,导致其成本一直处于降低趋势。
三、智能变电站电力调度中综合自动化控制技术的具体应用
(一)多台计算机集中式应用
多台计算机集中式应用是指综合自动化技术其对智能变电站的控制是采用多台计算机共同工作,利用计算机其强大的功能进行电力调度的运行和获取数据信息,并进行计算机间的各自分工,对获取的数据信息进行统计和分析,最后集中所有分析结果,并进行自动保护与控制的一种应用模式,这也是智能变电站经常使用的一种控制形式。
(二)分布式结构应用
分布式结构一般适用于低压智能变电站,其与多台计算机集中式结构最大的区别就是增加了计算机数量,在工作过程中,不会集中最后的分析结果进行应用,而是通过将功能与职责各自分工后进入互不干扰,独立完成相应的数据处理的模式,这种应用的优势就在于可以在同一时段处理许多数据而不出现卡死的问题,提升了处理数据的效率,在真个运行模式中,终端系统处于控制全局的位置,并将各个计算机的情况进行总结。
(三)分布分散式结构应用
分布分散结构模式应用在被分成变电站层和间隔层两层的双层次变电站系统中,是一种自动化控制技术,相较于传统的原件和断路器间隔的设计方面,具有一定的创新性,可以全面系统的收集断路器间隔数据。同时以此为前提,成功将保护和控制功能等汇总与于小范围控制单元中,大大节省了电缆线路,并且能减弱电磁干扰,提高传递信息的准确度,就算某些地方出现问题,对整体的运行情况也没有多大的影响。此外,分布分散结构的设置也比较简单,厂家可以提前组装好,有效提高智能变电站建设过程的施工效率,降低其施工难度。要根据变电站的实情来选择运用哪种结构模式,同时有关工作人员要提前做好充分的调研,以节约成本,提高管理效率,减少问题的产生。
四、总结
综上所述,自动化控制技术是未来极有发展前途的重要技术,其不仅可以有效的减少人力的使用降低生产成本,还可以提高电力系统的安全性,但是其在我国电力系统的应用还处于初步发展阶段,需要不断的进步与发展,目前较为广泛的应用于智能变电站电力调度工作中,本文重点分析了综合技术在智能变电站电力调度中的应用优势及其具体应用,旨在提高电力系统的运行效率,避免故障发生,保证变电站正常运营。
参考文献:
[1]宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育 ,2012(2).
[2]刘敏.综合自动化控制技术在智能变电站电力调度中的应用研究[J].中国科技信息,2014,17:93-94.
综合自动化控制技术是一种摆脱了人力机械操控,在大部分操作上都利用的当前的先进计算机电子技术,通过电子通信以及电子信息处理技术对变电站中的各种设备(一般指二次设备)进行相应的重组以及优化,并且对设备自身的运行情况进行进行相应的监视以及测量协调的自动化技术。下面,我们将结合综合自动化控制技术在变电站电力调度中的优点以及构成进行分析,希望能够抛砖引玉,对同行起到一个提点的作用。
1 非自动化变电站电力调度的缺点
在进行大规模技术改造之前,变电站一般都是采取人工值班的方法,有些工作都需要人工手动去完成,例如以前的抄表工作,就需要值班人员根据需要按时间去手动完成,由于进行抄表数据传输的方法一般为电话口头传输,没有可以依据的文字性材料或者电子材料,误差出现的概率极高,而且手动抄表也不能做到对数据的时间监控,甚至不排除一些值班人员为了某些原因而对数字进行虚假报告的情况。
除了人员的因素之外,常规的变电站一般以充油式的构建为主力军,这其中包括了变电站的主要部分,比如主变压器、断路器等核心部件。由于其技术自身的缺陷,油液渗漏就成为了一个不可避免的情况。同时由于常规电站的技术相比较现在的电站更加落后,因此在常规维护项目上,比如操作结构、直流电源、电缆以及其接头部位等处维护工作量很大,并且很容易出现拒动、误动事故。正是基于以上的因素,综合自动化控制技术在变电站电力调度中的应用已经成为了一种必然趋势。
2 综合自动化控制技术在变电站电力调度中的模式构成
2.1 集中式结构
在自动化电力调度结构中,集中式的应用是最为广泛的一种。在这方面,整个变电站中的强功能计算机对其I/O接口进行扩展,通过这些扩展接口来获取相应的精确信息,比如变电站的即时模拟量还有相应的数量,数据采集之后也可以进行对数据进行相应的处理,在数据统计的基础之上进行微机监控、保护以及按照设定程序进行自动控制的功能。在这里要明确一个概念,集中式结构并不意味着一台计算机独挑大梁,单独完成从监控到保护的全部过程,而是在单独的计算机承担相应的任务同时,对自己所负责的领域处理涉及的更多一点。在这里笔者举个例子,在综合化变电站中,负责监控的电脑——监控机——要对监控领域的数据关注更多一点,比如说数据采集和处理业务、电流断路器的应急处理、人机交互以及数据提供等任务。在这个基础上,另一台计算机则要负责比如说多回低压电路保护的任务。这样在分工有序的情境创设下,集中式的结构就成为了高效智能化自动变电站的主流构成。
2.2 分布式结构
这种结构和集中式结构的构成思路似乎是完全相反的。在这个系统里,变电站自身的功能一般会进行扩展,不再由一台计算机或者一个整体的计算机组成来完成相应的工作。与之相反,各个功能都会按照一定规律分散给个台计算机,这种规律一般情况下是按照功能设计思路的逻辑顺序来的。在这里,一般情况下都是通过主从cpu的系统工作思路来进行并联运算。在这种模式下,同时发生的多任务或者多突发事件能够被并行的cpu完美完成,解决了同一时刻大量数据涌入导致的数据卡死的瓶颈问题。与此同时,每一个cpu之间的网络产生串行的方式来进行数据间的交换以及通信,同时由于网络内部构架有着优先级别的区分,系统传输信息的实时性得到了解决。最为关键的问题是,单一模块出现了问题不会对其他模块构成太大的影响,功能在没有受到严重破坏的情况下还可以完整有序的继续运行。正是基于以上优点,分布式结构一般都被用在各种维护困难的变电站中,多以中低压变电站为主。
2.3 分布分散结构
这种结构的主要特点就是把变电站的结构系统从上述两种中的单纯分散式单层系统逻辑变成了双层次的逻辑,也就是被划分成了变电站层和间隔层。有的时候,这两层中间还会插入一个通信层,变成三层次结构。
和上面的两种不同结构相比,这种结构的创新之处就在于针对元件和断路器间隔进行重新的设计。当这个层次进行正常运作的时候,断路间隔所需要的数据进行全部采集,另外在此基础上,保护和控制的多项功能将完全集中到一个很小范围内的测控单元上,如一个或者多个单元进行集中处理。测控单元可以直接设置到断流器柜上或者根据实际需要放置到断路器的间隔旁边,相互之间通过特殊的光缆进行连接。这种技术最大的好处是尽可能的减少了电缆线路的连接,使得电磁干扰在理论上降到了一个低点,使得信息的传递准确性和可依赖性大幅度提高,最终使得各个部分之间即使出现故障或者事物也不会影响整体的运行。除此之外,最关键的一点就是这些设置都是流水化作业,可以在厂家进行提前组装,降低了现场施工的难度,提高了效率。
3 综合自动化控制技术在变电站电力调度中的优越性
3.1 提高供电服务的质量,对电压合格率的提高也有促进
变电站综合自动化服务系统是一个完整的功能组成,在这其中的一个重要功能就是无功自动控制。因此对于具有相应配置的变电站(有载调压变压器以及无功补偿电容器)来说,可以充分运用这些配置,来对电压进行稳定化并使得电压的合格率得到大幅度的提高。从安全角度考虑,这可以使得相应的用电设备和传输设备的耐久性得到大幅度的提升,保护了这些设备,对网络损耗的降低以及电能传输过程中的节能都有着非常好的帮助。
3.2 保护变电站的安全,提高运行水平
自动化运行系统是由电脑操控的,他们同时具有故障查找以及诊断的能力。同时由于电脑在反应速度上与人相比所具有的明显优势,他们能够十分迅速的发现针对性目标的故障并及时采取措施进行断电保护。有的装置可以无时无刻监视其保护对象,当保护对象的运行数值超出了正常范围的时候,监视器就可以迅速的发出其告警信息。正是这种无时无刻的监督,使得很多有可能会酿成大祸的事故被及时扼杀于无形当中,这也直接或者间接的促进了一次或者二次设备的运行可靠性提高。
3.3 提高管理水平
当变电站进行了全面的自动化改造之后,无论是数据监视、数据测量、数据记录还是最终的抄表活动都是通过电脑和互联网进行自动的执行。这样不仅提高了准确度,节约了时间和大量的人力物力,又避免了出于各种目的所造成的人为数据精确度干扰。在进行正常运作的时候,运行人员只需要观察屏幕,就可以对输电和变电的主要数据以及各项参数做到心中有数。同时数据可以通过互联网进行自动化的传输,处于枢纽的调度员也可以对这些数据随时做到心中有数,出现问题也可以在警报的提示下第一时间进行调节和控制。所有事件的先后顺序也有着明确的纪录,这样就使得管理水平得到了极大的提高。
3.4 减少工作量
因为电脑可以根据程序设定对监控系统进行远程的遥控和调整,因此只要在核心枢纽留有少量的值班人员就可以,减少人工劳动力的输出,避免人力浪费。
3.5 降低成本
新型的变电站综合自动化系统由于大量采用了计算机以及电子通信技术进行运行,因此在资源共享以及信息利用方面比人工要好很多。同时因为大规模集成电路的广泛运用,成本不断缩小降低,因此就整体改造而言施工和物料成本只会处于不断下降的程度,性价比也会逐步上升。在这种情况下,变电站的总投资只会达到一个很低的水平。
4 结论
综合自动化控制技术在变电站电力调度中的应用是一个新生事物,相对于过去的传统人力的耗时耗力,综合自动化控制技术更能适应当前的我国国情。随着我们国家的经济不断飞速发展,我们国家对电力的需求也在与日俱增。正是在这种条件下,高科技变电站必然会成为这个飞速发展时代的重要辅助工具。正是在这种高科技辅助的支援下,我们国家才能在电力领域逐步走向自主、安全、节能、低耗、廉价的更高目标。这样从宏观上说对我们国家的能源领域有着长远的进步和促进。
参考文献:
建立电力调度综合数据平台,其目的是为了保证电力系统的安全运行,及时应对突况,确保用户用电需要。如远程监控变压器、断路器、电流互感器等的运行情况,监测电能量、电压量、网损报表等。通过这些数据的收集、分析,从海量数据中挖掘出深层次的关联,从而辅助决策。
目前,我国电力行业电力调度数据网的各项业务是按照国家电力调度通信中心对于电力调度系统数据整合要求和电力二级系统安全防护的规定来划分的。国家电力调度通信中心对于电力调度系统数据整合的要求是:动态安全预警系统、电力市场运营系统、生产报表系统三者融合,其中数据整合的基础是电力二次系统安全防护,电力系统控制区域与调度数据专用网络、管理信息区域与企业综合信息网络实现纵向认证,电力系统控制区域与管理信息区域实行横向隔离,进行安全区分。也就是综合数据平台系统结构上应分为控制区和非控制区两部分,分别对应生产控制区域和管理信息区域。横向进行数据传输,纵向上进行数据交换。
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)15-0065-01
随着经济的飞速发展,国民生活质量的日渐提高,电以成为所有国民生活的必需品。近年来,电力系统一直是社会发展和国民经济的重要保障,而且得到了快速推进与发展,电力设备得到了一定程度上的改善。与此同时,网络与信息通信技术的飞速发展与普及,电力部门也开始引进一些实用性、实时性、可靠性高的通信技术。电力通信数据网的建设为电力系统提供了重要的数据支撑,也是关键性的基础设施之一。在这样大的发展背景下,县级供电企业的数据信息化建设也开始大力开展。
1 电力通信综合数据网的组成
电力通信综合数据网的组成可以理解为:电力通信网与电力综合数据网的集合体。电力综合数据网包含在电力通信网内。而电力综合数据网又可分为:电力调度数据网和电力综合业务数据网。电力通信网给电力系统和电力部门提供办公与信息交流的平台。办公软件的广泛应用与远程电子表的范围安装,节省了大量的“跑部”时间与抄表时间,可以有效地提高电力部门的工作效率,大幅度减少以前跑部门、跑审批、跑签字、跑公章的时间。正因为有了电力通信综合数据网提供的用电数据、用电高峰时间、用电量大小区域的分类和电耗的分布,时刻把用电的真实数据与信息反映给电力管理部门,才可以让他们做到有效、及时且准确的电力分配与调度,合理的安排电力生产与电力分配,极大地满足各个区域的电力需求和客户的用电要求,也同时节省了电力生产设备的消耗与运维费用。电力通信综合数据网还可实现多种功能及应用。例如:视频会议、视频监控、实时录音、软交换、通信网管等。
2 电力通信综合数据网建设方法
电力通信综合数据网的建设不光给电力部门带来了极大地方便,提高了办公效率,也为客户带来了很大的方便。客户可以通过登录电力部门的网站输入有效地址或者开户名即可即时实时的查询到本户当月的用电信息及电费价格,或者拨打客服热线通过语音对话也可查询详细的用电信息。
首先,电力通信综合数据网的建设要分析其业务需求。电力通信综合数据网主要实现的功能有:视频会议、视频监控、实时录音、软交换、通信网管等。而这些可实现的功能对于数据网的要求也各不相同。比如:视频会议与软交换对于数据网的综合指标要求很高,网络不稳定将造成图像和声音的严重不稳定;丢包率对于实时录音影响较大;视频监控对带宽要求较高。根据上述的内容可以看出,电力通信综合数据网必须具有安全、稳定、可靠等条件,才能达到实现他的功能的要求。
其次,电力通信数据网的建设要选择网络拓扑。比较主流的网络拓扑为星型、双星型、网状型、环型。而这些拓扑也因为其形状的不同,具有不同的可靠性与难简度。星型,结构最简单,维护方便但是可靠性不行;双星型,可靠性高,但是它因为他的环环相扣导致链路特别复杂,要求也高;网状型,结构复杂且维护难度相对较高,但是它具有很高的全网可靠性;环型结构不太适合数据网。而链路也有其独特的优缺点。E1,稳定性能高,但是带宽很小;POS,稳定性高,但是会占用传输主干网的大量资源;以太通道,带宽比较灵活,可以按需分配,但是因为节点太多,故障点也相应增加,同时占用传输资源较多;光纤直连,带宽没有限制,但是受光纤条件限制。综上所述,在选择网络拓扑时,应该根据实际情况,制定出最合适的网络拓扑类型以及链路,这样才能充分实现数据网的功能。根据以上内容我们可以得出一些结论:光纤试用于光缆条件好的地方,且网状类型连接可以更好的发挥光纤的作用;光缆条件有限或者偏远地区,以太方式或者POS方式以双星型结构,双线接入核心站比较适宜;次要的站点,E1直线构建星型网络比较实用。一般构建的网络都是混合型,覆盖区域较大,链路方式较多,所以选取核心站较为重要,适宜选取光纤条件富有的地区,而其他的汇集站点和边缘站点,则根据其站有无下属站接入而选取,边缘站点一般没有下属接入站点,其他的可选取为汇集站点。
第三,电力通信综合数据网中实现数据传输的重要设备是路由器和交换机。它们的特点和性能也各有不同。路由器中有高端与中低端之分。高端路由器路由功能齐全,端口的类型也很多且密度还高,它具有强大的数据交换能力,还能配置关键板卡冗余及电源冗余。而中低端的路由器在密度与交换能力上,远远不如高端路由器,并且一般无法配置关键板卡冗余或者电源冗余。交换机也有高低之分。高端交换机均为三层交换机,路由功能较强且以太端口密度较高。而中低端交换机只具备普通二、三层交换机,没有MPLS VPN功能,不能配置关键卡冗余及电源冗余,而高端交换机可以配置关键卡冗余及电源冗余。通过比较可以看出,不管是从可靠性还是安全性的角度来看,高端路由器和高端交换机都是更加的适合构建网络,而中低端的则不适合。供电企业电力通信综合数据网是属于供电企业的专属网络,不需要与其他网络连接共享,所以可以将IP地址里私有地址作构建网络里的地址。适用的路由协议主要有:OSPF(开放式最短路径优先)、RIP(路由信息协议)、ISIS(中间系统――中间系统)、EIGRP(增强网关内部路由线路协议)。OSPF是专为IP网络锁设计,具有良好的通用性与扩展性;RIP协议因为其扩展性差但实现简单,所以一般只适用于小型网络;ISIS的性能较OSPF略好;EIGRP协议是私有协议,一般不做网络互连。构建MPLS VPN网络时,我们首先要明确知道VPN的类型以及它的协议标准和特点。二层MPLS VPN的协议标准是Martini和Kompella,它技术还不成熟,标准未统一,但是类似于MSTP的二层透明传输功能它却可以提供,正因为这一点,它比较适合点对点业务。而三层MPLS VPN它的技术就比较成熟,也属于标准协议,接入的设备必须具有路由能力,各个站点的IP地址段和网关地址也不同,比较适合于多点对多点的VPN网络。在确定业务需求和了解各个网络的特点之后,选择业务传输方式的时候,针对于技术先进与安全隔离,可以将MPLS VPN选作各项业务的唯一传输方式。综上所述,选择MPLS VPN类型,要根据其特点与利弊来选择更加合适的一种。
第四,电力通信综合数据网构建成功之后,对于网络的可靠性要进行测试。网络的不稳定将影响其可实现的功能,核心节点的故障也会导致系统的故障和瘫痪。对于这类问题,采用两种方法可以解决:一种是提高网络的稳定性,采用快速重路由技术,备份重要路由节点和链路,提高安全性能和可靠性。第二种主要是对核心节点单独失效时使用,在实施第一种方法的同时,在主站侧多设几个路由器,虚拟出一个稳定的网关,这样就可以解决核心节点单独发生故障时的问题,当核心节点故障时,主路由器的业务可由备用路由器处理,这样就可以提高网路的稳定和可靠性。
县级供电企业对数据网络的安全性和可靠性要求较高,所以构建网络时,要对业务特点以及需求进行分析,构建出安全可靠的网络的同时,也要兼顾先进技术,这样才能构建出更加适合县级供电企业电力通信综合数据网。
3 结 语
县级电力企业综合数据网建设对提高我国电力企业的信息化水平,促进我国自动化和信息化发展具有重要的作用。本文详细的介绍了电力企业综合数据网的组成,并根据作者的实践经验详细论述了建设电力企业综合数据网的方法,对促进我国电力系统信息化和自动化发展具有重要的理论和现实意义。
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
1 电力营销稽核的内容与现状
电力营销稽核具有自身特定的内涵与内容,并且营销稽核已经得到电力企业的高度重视,被纳入到日常的工作当中。
1.1 电力营销稽核的内涵
电力营销稽核是为了提高营销各环节工作质量而开展的稽核、督查工作,它实质上是一种内控机制,是除审计、监察、安全之外的第四种监督。从工作职责上看,电力营销稽核不同于一般性的管理工作,从稽核对象来看,主要是通过对电力营销相关人员的行为的监督、检查来提高营销工作质量,并进而促进电力企业整体经济效益的提升;从稽核的目标来看,主要是发现电力营销过程中的各种问题如责任事故等并提出整改意见;从稽核的远景来看,主要是制定各种相关的制度,通过制度来弱化甚至消除营销事故。
1.2 电力营销稽核的主要内容
电力营销稽核主要包括以电力计量装置为核心的计量稽核,以电价执行和电费征缴为核心的电价电费稽核,以消费者为中心的用电服务稽核,以及以电力营销为核心的营销稽核等方面的内容。
1.3 电力营销稽核的基本现状
为了推进电力营销稽核工作的开展,各电力企业积极采取各种举措,主要包括三个方面的内容。首先,为了开展电力营销稽核工作,依据《中华人民共和国电力法》等相关的法律法规,电力公司制定了电力营销稽核相关管理办法,以此来明确电力营销的工作职责,工作内容等。其次,成立了专门的机构如稽核处负责稽核工作。再次,指定专门人员进行稽核实践,部分电力公司还通过办理《营销稽核证》来确认稽核人员的身份,从而使得稽核工作更具有权威性。
2 电力营销稽核存在的主要问题
虽然营销部门已经意识到稽核的重要性,并采取了积极的举措,但从实践来看,依然存在诸多问题,如营销稽核定位不准甚至缺位、错位,稽核的方法有待创新等。
2.1 改善电力营销稽核的整体环境
首先,从电力系统内部来看,当前电力企业更多的注重直接增效活动,如积极征缴应收未收电费等,对于防止电力营销过程中的“跑、冒、滴、漏”现象也充分利用审计、监察等方面的力量,从而给稽核人才队伍建设、稽核工作开展带来了一定的挑战。其次,从外部环境来看,当前部分消费者特别是农村消费者更多的被动的接受电力企业的服务,而企业用户则想方设法变动用电价格等,这就使得消费者难于为稽核工作的开展提供有力的支持,难以形成稽核工作整体合力。
2.2 对电力营销稽核的方法进行创新
当前,电力营销稽核的方法主要是抽查和全面普查两种,但在执行过程中这种方法都存在一定的问题。从全面普查来看,由于电力营销涉及的范围广,不仅包括营销报表(月、季度、半年度、年度统计报表),还包括相关的工作档案、消费者投诉等方面的内容,要进行全面的稽核需要大量的人力、物力和财力,在电力企业成本节约的大背景下可行性不高。从抽样稽核来看,虽然这种方法只是对部分资料和数据进行稽核,能够形成一定的节约,但也可能导致在抽样上存在各种“人为”失真的问题。
2.3 电力营销稽核的制度有待健全
首先,电力营销稽核制度体系有待健全,从实践来看,当前营销稽核操作文件,稽核质量评价方案等文件存在缺位的问题,这使得在稽核过程中存在无操作标准、评价标准可参考的问题,降低了稽核质量。其次,电力营销稽核制度有待细化,现行的部分制度可操作性不强。如对于稽核结果的判断,主要分为对与错两种(存在问题或者不存在问题),而缺乏更为细化的评价,如没有采用百分制进行评价,从而使得评价结果过于绝对,限制了评价结果的进一步应用。此外,稽核的结果也缺乏统一、量化的应用体系,从而可能在电力企业内部形成一种不公平的竞争,给稽核工作带来了挑战。
3电力营销稽核的改进措施
强化电力营销稽核,可以从稽核人才,方法与工具,管理制度,保障体系等方面着手。
3.1 加强电力营销稽核人才队伍建设
首先,要加强对稽核人员专业技能培训,如与业务科室合作帮助稽核人员了解如何识别各种计量装置是否准确运行,了解消费者窃电常用的手法,了解电费是否按照有关规定执行等。特别是,在执行阶梯电价的背景下,要帮助稽核人员了解各种电价的临界点,从而帮助其更好的识别阶梯电价是否落到实处。其次,要加强对稽核人员职业道德教育,提高稽核人员的责任感和使命感,调动其工作积极性。再次,要加强营销稽核队伍建设,基层单位应成立营销稽核专业化班组。
3.2 改进电力营销稽核方法和工具
首先,要完善电力营销稽核方法,一方面,要不断细化现行的电力营销稽核方法,如实行抽样稽核的过程中,要充分利用营销稽查系统、负控管理系统、用电信息采集系统,进行数据的甄别和筛选,提高稽核的科学性、针对性和准确性。另一方面,要积极引进并推动重点稽核法等方法的实施,对稽核过程中发现重大问题的部门连续进行稽核,对电力消费总量靠前和高耗能企业进行重点稽核等,此外,还可以引进对比稽核法,即通过历史数据的比较,通过横向比较来发现电力销售环节存在的问题,从而达到稽核的目标。其次,要创新性的引进各种稽核工具,如充分利用信息化软件来收集、处理各种电力营销的信息,并智能化的进行数据筛选,如自动显示各种异常数据等,从而为稽核提供参考信息。
3.3 完善电力营销稽核管理框架体系
首先,要在遵循国家法律法规的基础上,制定电力营销稽核管理整体框架,确定稽核工作的指导思想、基本原则,从宏观上指导稽核工作的开展。其次,要积极完善电力营销稽核制度,要积极制定电力营销服务规定,操作手册,电力营销稽核评价标准体系等规范营销工作的文件,为稽核工作提供判断依据和标准。再次,要完善电力营销稽核日常管理体系,包括稽核工作基本流程,稽核工作本身绩效考核评价体系等。此外,还要通过联席会议、定期形势分析会等建立省、市、县、班组不同级别之间,稽核部门与其他业务科室之间工作动态联系机制,及时解决稽核工作中存在的问题,提高稽核工作质量。
3.4 夯实电力营销稽核保障体系
首先,要进一步完善电力营销稽核工作组织结构,电力企业要指定专门的领导负责稽核工作,并保证稽核部门的独立性、权威性,从而保障稽核工作的开展。其次,要建立稽核责任落实与责任追究机制,要将稽核工作分解到具体的岗位,具体到责任人,并进行明确的考核,对工作不力的稽核人员要给予相应的处罚,对工作绩效高的员工则给予奖励。
参考文献
[1]翟中炜,杜艺彦.论电力营销稽查机制的管理与建设[J].中国电力
教育,2012(15):119-120.
[2]曾省苹,刘硕.电力营销稽查的监督管理[J].今日科苑,2010(4):77.
机械设备的安装是机电工程中的一个重要内容而建筑工程项目的机电工程机械设备安装主要可以分为通用机械设备安装、标准机械设备安装和专用机械设备安装。在这三种机械设备的安装中,必须首先严格按照相应的程序和标准来检验机械设备的质量配对机电设备的数量、型号、规格等。其次确认机械设备质量合格数量、型号、规格等正确之后就要进行机械设备的定位。在机械设备的安装位置放线进行初期检查评价机械设备的性能,然后就可以开始安装过程了。再次机械设备安装完成之后就应将机械设备拆卸下来并清洗尤其是在需要防锈的地方要进行深度清洗确保其清洁度并根据要求涂抹上质量合格的油保护好机械设备使机械设备能正常运行保证机电工程的质量。
1.2电气系统安装
电气系统的安装是一项技术要求非常高的工程,因此首先必须要保证施工人员的素质,考核施工人员的技能水平和责任意识,以高素质的施工人员来保证工程质量。电气系统的安装非常复杂涉及到的内容多,受自然环境的影响大为了保证质量首先应分解电气系统安装工程将其分成若干个子项目海个子项目有一个负责人对其施工过程全权领导、监督和负责。其次皮装过程。安装中要做好电缆的防火工作将电缆与火源彻底区分开来避免发生安全事故。同时还要保证电缆的质量,如果电缆的质量不合格的话那么就极有可能在运行一段时间之后出现停电停产事故甚至造成安全生产事故。电气系统安装过程中最为复杂的是电缆的预埋,由于电缆的型号、规格非常多,易混淆,预埋得又非常密集所以必须在预埋之前再三核对电缆的型号和规格统一整理和划分避免出现电缆的混乱和叠加避免出现电缆温度无法散发的情况保证电缆功能的顺利发挥。在电气系统安装过程中,有时难免会出现一些设计变更的情况。因此施工人员在施工时发现与设计图纸不一致情况时应按照相关流程向有关部门报告并由有关部门经过讨论、审核之后相应变更设计方案。为控制电气系统安装的质量应做好一些细节工作,比如说安装母线和桥架时应采用专用的支架,且要保证支架的稳固和牢靠。再比如说:电气管和水管的安装中,二者之间的距离必须保持在.02m以上且电气管要在水管的上面。
1.3弱电系统安装
弱电系统安装是机电工程施工重点内容启直接关系到建筑照明系统、用电的安全和稳定。没有一个建筑工程可以缺少弱电系统的安装而弱电系统的安装同时又是非常之复杂的,内容非常多要求非常严格。比如说:电梯的安装在电梯门的安装中洛层门地坎和开门刀之间的距离必须保持在5r’Tr’n一sm之间,轿厢地坎与开门的滚轴之间的间隙也必须在5r’Tr’n一sm之间。当整栋建筑建完之后,就可以开始弱电系统的核心部分安装了也就是弱电系统的中央主机和末端设备的安装。在这个核心部分的安装中汪何一点差错都有可能导致整栋建筑供电系统出现问题周此必须严格控制好质量。由于安装的步骤非常多,因此必须从设备的定位开始到软件的输入再到与连通线路的校线等都要一步步严格按照规定完成。安装完成之后就要进行系统的调试工作,匕匕如说要对数据的科技网络系统、电话交换机系统进行调试。做好调试是确保弱电系统正常运行的保障。必须采用精确的工具、仪器提高调试人员的业务素质和责任心,使其严格按照调试步骤和标准来进行系统的调试保证弱电系统质量。
1.4工程验收
机电工程是建筑工程的重要组成部分其质量直接关系到建筑工程的质量、功能、安全和舒适性。在当前形势下建筑行业从业者都应重视机电工程并认真学习新技术、新知识,努力提高自身素养,以便在工程施工中做好施工技术的综合管理做好机电工程质量控制避免安全事故的发生。每进行完一个环节的施工就必须进行质量检查,当检查不合格时应尽快停止目前的施工开展补建工程直到这一环节的工程质量合格之后再进行下一环节的施工。同时在施工中还应做好各种资料的收集整理工作做好各种数据的记录,以确保竣工验收的川页利进行。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.180
1 儒岩变电站基本情况
110kV儒岩变电站位于梧州市市郊,占地约2200平方米,变压器容量2×31.5MVA,三个电压等级,110kV配电装置室外布置,35kV及10kV配电装置室内布置。儒岩变电站站址所在地土质主要为泥质沙岩,土壤电阻率在站确植疾痪匀,在320-600Ω・m之间变化,而且受季节气候干燥变化影响较大。
综合考虑架空避雷线和主变中性点分流因素及变电站综合自动化系统对接地电阻的要求,设计要求变电站接地网接地电阻为0.5Ω。儒岩变电站站内接地网按施工图纸施工完毕后,实测接地电阻为3.3Ω,不能满足0.5Ω的设计要求。
2 利用外扩电解地极降低接地网电阻
儒岩变电站的土壤电阻率在320-600Ω・m之间,如果要达到设计0.5Ω的要求,采用传统向外扩展接地网的方法,根据行业标准《交流电气装置的接地》的计算方法,需要向外扩展接地网约21万平方米,从经济上,技术上都不可取,不符合科学的发展观。
采用打深井配合使用降阻剂的方法,从经验来看,效果并不明显。
使用外扩电解地极组的方法,只需要22支电解电极,比较少的占地就可能能满足要求。外扩电解地极组包括四个部分:电解地极、接地线、离子回填料、阴极补偿装置等。
2.1 电解地极
电解地极为铜管或塑料管,直径65mm,管长1.5m,管内装有离子化合物,管的两端各有3个呼吸排泄孔。
电解地极埋于地下0.8m,电解地极上面回填离子回填料,电解地极通过呼吸排泄孔吸收土壤中的水分,使电解地极内的离子化合物变为电解质溶液,电解质溶液从呼吸排泄孔排出,在离子回填料的吸取作用下,均匀的流入土壤,在土壤中形成了成片导电良好的电解质土壤,从而形成了一个良好的电解质导电通道,大大的降低原来土壤电阻率,达到降低接地电阻的目的。
电解地极的设计有效期按管内离子化合物数量及呼吸排泄孔大小、数量,以及电解质溶液排出速度,设计寿命为10年。
儒岩变电站所需电解地极数量n:
可按以下经验公式计算:
n=1/[(1/R1)×R×K]
其中:
R为设计要求接地电阻值,R=0.5Ω;
R1为1套电解地极电阻值,R1≈0.08ρ,儒岩变电站的土壤电阻率在320~600Ω・m之间,为可靠起见,并考虑季节变化干燥对土壤电阻率的影响,ρ取600Ω・m;
K为电解地极效应系数,
当 ρ
当 200≤ρ
当 500≤ρ
当 ρ≥1000Ω・m 时,K取5,
固K取4.5;
n=1/[(1/R1)×R×K]
=1/{[1/(0.08×600)]×0.5×4.5}
=21.3
n取22,也就是,儒岩变电站所需电解地极数量为22组。
2.2 接地线
接地线采用50×5mm镀锌扁钢,作用是把电解地极连接起来并与变电站站内接地网连接起来。儒岩变电站22组电解地极分为4段分别与站内接地网连接,电解地极与电解地极之间距离约为30m,4段电解地极的接地线总长度约为700m。
2.3 离子回填料
离子回填料作用是把电解地极中的电解质溶液从管中吸出来,另一方面,离子回填料本身电阻率只用8Ω・m,起改善土壤电阻率的作用,加强电解地极与大地的有效接触。
2.4 阴极补偿装置
儒岩变电站设计了两套阴极补偿装置,以补充电子,从而减缓金属构件的腐蚀速度,达到较好电化学防腐效果。
儒岩变电站外扩电解地极工程施工完毕后,实测接地电阻为0.75Ω,接近了0.5Ω的设计要求值,但还没有满足设计要求,需采取其他措施以防止接触电位差、跨步电位差触电及防止综合自动化系统等弱电设备受雷击或反击损坏。
3 采取绝缘措施防止接触电位差、跨步电位差触电
儒岩变电站接地网电阻已经达到0.75Ω,接近了设计要求,为了降低成本,不再采取措施减小接地电阻,为了防止接触电位差、跨步电位差触电,可采用均压、绝缘等技术措施。儒岩变电站接地网本身已经设计了方孔等间距均压带,因而这里着重考虑采用绝缘技术防止接触电位差、跨步电位差触电。
为了防止接触电位差、跨步电位差触电,儒岩变电站在110 kV隔离开关及断路器铺设了沥青操作平台,站内道路也使用沥青路面,35kV、10kV开关柜前铺设绝缘垫。
4 采取均压措施防止弱电设备受雷击或反击损坏
弱电设备比较容易受雷击或反击而导致损坏,有效防止弱电设备比较容易受雷击或反击而导致损坏的方法,除了尽量减小接地网接地电阻之外,均压、屏蔽、限幅、隔离等技术也很有效。儒岩变电站接地网电阻以达到0.75Ω,接近了设计要求,如果再继续减小接地电阻,将要投入比较大的成本;而另一方面,屏蔽、限幅、隔离等技术措施,弱电设备的生产厂家已经考虑得比较充分,因而儒岩变电站防止弱电设备受雷击或反击损坏的技术措施就着重放在对整个变电站接地网的均压上。
为了达到均压目的,儒岩变电站设计了一个二次接地环网,二次接地环网由四部分组成:主控室接地环网、35kV及10kV高压开关柜接地环网、高压开关站接地环网、各接地环网之间的联络线。
弱电设备的机箱、隔离变压器的外壳、二次电缆及通讯电缆的屏蔽层铠装层、电压互感器及电流互感器的二次侧接地等都接在二次接地环网上,使得所有的弱电设备处于一个等电位,从而有效地防止雷击或反击的损坏。
5 结语
儒岩变电站为变电站接地网接地电阻综合处理提供了一种成功模式:首先采用外扩电解地极降到0.75Ω,接近了设计值0.5Ω;然后,采取绝缘措施防止接触电位差、跨步电位差触电,采取均压措施防止弱电设备受雷击或反击损坏,既节省了投资,又能满足运行要求。