時(shí)間:2023-03-28 15:08:02
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配電設(shè)施要想更加安全可靠的運(yùn)行,就需要保證配電設(shè)備在運(yùn)行過程中,不會出現(xiàn)停電事故,如短路、外力破壞、絕緣擊穿等;在運(yùn)行操作和維護(hù)過程中,有可靠的電氣機(jī)械聯(lián)鎖等措施防止人員誤操作和誤觸電事故;在配電設(shè)施附近做好防護(hù)措施,居民和過往行人不會錯(cuò)誤地觸碰到電路;可以對常見的惡劣天氣進(jìn)行抵抗,如風(fēng)、雷、雨水等,盡可能避免事故發(fā)生。
1.2充足的容量
要按照最大負(fù)荷要求來控制配電容量,設(shè)備不能夠出現(xiàn)過負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),并且還需要留有一定的裕度。
1.3電能質(zhì)量
電能質(zhì)量指標(biāo)包括諸多方面的內(nèi)容,其中,頻率偏差、電壓偏差以及流動和閃變等,都是我們所經(jīng)常使用的。配電設(shè)計(jì)主要是對電壓偏差進(jìn)行計(jì)算。
1.4供電的連續(xù)可靠性需要得到保證
在對電源的數(shù)量和網(wǎng)路的形式進(jìn)行確定時(shí),需要將負(fù)荷大小充分納入考慮范圍,要最大限度地降低用戶的停電次數(shù)和停電時(shí)間。
210kV電源進(jìn)線工程設(shè)計(jì)
2.110kV電氣主接線
對于大部分住宅來說,負(fù)荷比較單一,因此設(shè)計(jì)電氣主接線也相對容易。但對于高層或小高層的住宅小區(qū)來說,其負(fù)荷較重,電氣主接線的設(shè)計(jì)就顯得相對復(fù)雜。一般的高層小區(qū)住宅都設(shè)有用電負(fù)荷二級或者二級以上的設(shè)施,例如電梯、消防、噴淋等設(shè)施。為減輕負(fù)荷,在小區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置一座開閉所,采用兩條單獨(dú)的母線接入10kV電氣主接線,以滿足小區(qū)相關(guān)負(fù)荷的要求,適應(yīng)小區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)的特殊情況。以某住宅小區(qū)為例,該小區(qū)總建筑面積200000m2,包括綜合商業(yè)街、酒樓、高層公寓、幼兒園等。該工程有一、二級負(fù)荷,要求由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障或檢修時(shí),另一個(gè)電源應(yīng)能保證供電,即兩個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)停電。為保證消防負(fù)荷及其它重要負(fù)荷的供電可靠性,設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源。10kV高壓系統(tǒng)采用單母線分段接線,如右圖所示。系統(tǒng)正常工作時(shí)兩路電源獨(dú)立運(yùn)行,母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)此時(shí)為斷開狀態(tài)。其中一路電源發(fā)生故障或檢修時(shí),母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動合上,全部負(fù)荷由另一路電源供電。400V低壓側(cè)同樣采用單母線分段接線,設(shè)母線聯(lián)絡(luò)開關(guān),與進(jìn)線開關(guān)采用電氣加機(jī)械聯(lián)鎖。
2.210kV開關(guān)柜
根據(jù)絕緣介質(zhì)的不同,配電常用負(fù)荷開關(guān)柜主要包括以下3種:SF6負(fù)荷開關(guān)柜、空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜以及真空斷路器開關(guān)柜。通過對比發(fā)現(xiàn),目前這3類負(fù)荷開關(guān)柜中SF6負(fù)荷開關(guān)柜因其占地面積小、分段能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、檢修周期長等特點(diǎn),符合供電企業(yè)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)以及住宅小區(qū)供電可靠性的要求,因此在住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)中使用越來越廣泛。
2.3變壓器的選擇
變壓器是10kV配電設(shè)計(jì)當(dāng)中的關(guān)鍵部分,變壓器的選擇關(guān)系著供電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定,因此必須結(jié)合住宅區(qū)的實(shí)際情況,選擇合理的變壓器。干式變壓器與全密封油浸式變壓器是變壓器的常見類型。首先選擇變壓器的額定電壓,高壓側(cè)電壓與所接入電網(wǎng)電壓相等,低壓側(cè)電壓比低壓側(cè)電網(wǎng)的電壓高10%或5%(取決變壓器電壓等級和阻抗電壓大小);額定容量選擇,計(jì)算變壓器所帶負(fù)荷的大小(要求統(tǒng)計(jì)最大綜合負(fù)荷,將有功負(fù)荷kW值換算成視在功率kVA),如果是兩臺變壓器,那么每臺變壓器的容量可按照最大綜合負(fù)荷的70%選擇,一臺變壓器要按總負(fù)荷考慮,并留有適當(dāng)?shù)脑6取F渌茀?shù)可結(jié)合變壓器產(chǎn)品適當(dāng)考慮。變壓器的選擇還與變電所的位置息息相關(guān),若變電所處于地下,則適宜采用干式變壓器;若變電所處于地上,則適宜采用油浸式變壓器,這樣設(shè)計(jì)能夠確保其與消防及其他配套設(shè)施的要求不發(fā)生沖突,確保供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
3配電房電氣工程設(shè)計(jì)
3.1配電房的位置選擇
小區(qū)配電設(shè)施如配電室、箱室變壓器、電纜溝管走向等應(yīng)納入住宅小區(qū)設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃,應(yīng)與小區(qū)內(nèi)其他管線統(tǒng)籌規(guī)劃;住宅小區(qū)的配電房以獨(dú)立建筑物為宜,也可結(jié)合主體建筑建設(shè),一般設(shè)在地面一層或二層,但不應(yīng)與居民住宅毗鄰。當(dāng)條件限制而必須設(shè)在地下層且當(dāng)?shù)叵聦佑卸鄬訒r(shí),不應(yīng)設(shè)置在最底層,以防受潮或水淹。目前一般新建小區(qū)的配電房常常設(shè)置在建筑物的首層或地下室。當(dāng)設(shè)置在建筑物的首層時(shí),應(yīng)注意不應(yīng)與廁所、浴室、蓄水池、下水道、空調(diào)系統(tǒng)等容易積水、發(fā)熱的場所相鄰,不應(yīng)有供水管和排污管等非電管線穿越。當(dāng)小區(qū)配電房設(shè)置在建筑物的地下室時(shí),要注意配電房內(nèi)的地面標(biāo)高要比室外地面標(biāo)高高10cm,防止室外積水滲入配電房。配電房應(yīng)具有排水、防滲水功能;還應(yīng)具備通風(fēng)機(jī)獨(dú)立的消防設(shè)施,并設(shè)通向室外的安全出口平臺及檢驗(yàn)通道。
3.2配電房防雷保護(hù)及接地裝置
進(jìn)線部分應(yīng)在10kV電源進(jìn)線內(nèi)、變壓器低壓側(cè)裝設(shè)避雷器,作為防止直擊雷、入侵雷電波對電氣設(shè)備危害的保護(hù)裝置。配電房設(shè)備接地與防雷接地系統(tǒng)可以共用接地體,稱為聯(lián)合接地,接地電阻不應(yīng)大于1Ω。新建小區(qū)的電房配電系統(tǒng)接地形式,一般都采用TN-S型接地系統(tǒng)。接地裝置安裝時(shí),利用配電站室內(nèi)基礎(chǔ),用50×5扁鋼焊接成環(huán)形地網(wǎng)并與建筑物接地裝置多點(diǎn)連接;金屬構(gòu)支架、金屬設(shè)備外殼,變壓器中性點(diǎn)與接地裝置多點(diǎn)連接;配電裝置接地電阻應(yīng)≤4Ω,如果達(dá)不到要求,則沿著電纜溝方向向外增加接地裝置。
3.3線路走廊選擇
小區(qū)外電力電纜、輸電線路的路逕應(yīng)在供電方案確定后,由設(shè)計(jì)單位提供路逕圖給建設(shè)單位,上報(bào)當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門批準(zhǔn)并辦理《規(guī)劃許可證》。設(shè)計(jì)單位按照批準(zhǔn)的方案進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。小區(qū)內(nèi)電力電纜的布置應(yīng)和給水、煤氣、弱電網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌考慮。
4小區(qū)高低壓供配電工程設(shè)計(jì)
4.1低壓配電系統(tǒng)宜采用單母線分段運(yùn)行方式。在用電高峰季節(jié)(夏、冬季),兩臺變壓器分別向各自的低壓網(wǎng)絡(luò)供電,在用電負(fù)荷較小的季節(jié)(春、秋季),則可根據(jù)負(fù)荷量的情況,必要時(shí)退出一臺變壓器,通過低壓母聯(lián)開關(guān)聯(lián)絡(luò),由一臺變壓器供電,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。
4.2低壓線路宜采用全放射式,各棟均設(shè)獨(dú)立電源回路,直接引人各棟總配電箱。在選擇各棟的電源電纜截面時(shí),其載流量應(yīng)在計(jì)算電流的基礎(chǔ)上,適當(dāng)考慮一定的裕量。例如:某用電設(shè)備的額定電流為20A,考慮到留有一定的余量,確定所需要的電流為22A。然后,根據(jù)絕緣導(dǎo)線所要求通過的總電流,當(dāng)電流在10~50A之間,每平方毫米可通過電流為4A。最后將22A除4A,得到所應(yīng)該選擇的導(dǎo)線截面S=22/4=5.5(平方毫米),根據(jù)這個(gè)數(shù)值,可以選擇對應(yīng)截面的導(dǎo)線,若計(jì)算出來的截面積不在導(dǎo)線截面規(guī)格系列中,可以選擇略大的導(dǎo)線截面。
配網(wǎng)體系是一個(gè)能實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控與離線管理相融合的系統(tǒng),把電網(wǎng)設(shè)施數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),電網(wǎng)連接圖形以及地理圖形、圖形和數(shù)據(jù)相結(jié)合,擁有很高的安全性與集成度,體系具有軟件隔離的功效,并且系統(tǒng)軟件的運(yùn)作與網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施類別沒有關(guān)系,可以適應(yīng)光纖、配電線截波、無線通訊等多類通訊方法或是構(gòu)成廣域網(wǎng)的方法。在較為開放式的支撐平臺基礎(chǔ)上,系統(tǒng)有著一定的開放性、可靠性、易用性。
2配網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)的組成
光纖以太網(wǎng)在配網(wǎng)中的運(yùn)用光纖以太網(wǎng)配網(wǎng)方案:首先,主站和子站間利用單模光纖,用光纖以太網(wǎng)連接,通訊速率達(dá)100M,應(yīng)使用光纖轉(zhuǎn)換模塊2對,即兩個(gè)子站。其次是,子站和干線上環(huán)網(wǎng)柜,開閉所且FTU間利用光纖,運(yùn)用通訊處理機(jī)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),利用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)完成變電站RTU的接入以及GPS的接入,當(dāng)?shù)氐木S護(hù)以及遠(yuǎn)傳、電子設(shè)施介入等諸多功能。
3配網(wǎng)可靠性管理
3.1配電體系管理隨著科技的迅猛發(fā)展,配電網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)含量持續(xù)提升,也對相關(guān)的人員素質(zhì)有了更高的要求。工作人員不僅能熟悉運(yùn)行、檢修、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等,還要了解計(jì)算機(jī)與配電網(wǎng)自動運(yùn)行、修護(hù)等。所以,應(yīng)從各個(gè)方面著手,包括培訓(xùn)力度、方式、內(nèi)容等,持續(xù)的提升相關(guān)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)與思想素質(zhì)。
3.2停電管理現(xiàn)階段的停電方法主要是計(jì)劃停電、臨時(shí)停電、夜間停電這三類。計(jì)劃停電是依照月生產(chǎn)計(jì)劃工作的要求,在月底向調(diào)度進(jìn)行下個(gè)月的停電計(jì)劃申請,臨時(shí)停電通常是處理故障,臨時(shí)向調(diào)度中心申請停電,夜間停電是對于工作量比較小的,在安全的前提之下通過夜間的檢修工作,這樣雖說不能提升供電的可靠性,不過能在很大的程度上降低電量的損失,并獲得良好的社會效應(yīng)。
3.3綜合停電這類情況主要有兩種,一是各個(gè)部門之間的,調(diào)度所依照各個(gè)部門的停電申請進(jìn)行合理的調(diào)節(jié),促使各個(gè)部門的工作能安排在同一天進(jìn)行。并且,調(diào)度所依照某個(gè)部門的停電申請來通知其余部門是不是有工作要進(jìn)行。二是為本部門各個(gè)班組間的,由各自部門自行調(diào)節(jié),并統(tǒng)一進(jìn)行停電申請。這樣操作,就能避免重復(fù)停電所帶來的影響,以提升可靠性。
4健全配網(wǎng)網(wǎng)架
當(dāng)下的配電網(wǎng)現(xiàn)狀是架空線為主的,電壓供電主要是35kV、10kV、0.4kV,且直饋的方法供電以三種方式為主,這類傳統(tǒng)陳舊的供電方式,就是導(dǎo)致供電工程技術(shù)與可靠率不高的主要因素。在加上現(xiàn)階段的城市建筑高層化、生活環(huán)境綠化以及居民生活小區(qū)化的需求,蜘蛛網(wǎng)式的供電網(wǎng)也會給安全與環(huán)境帶來諸多的問題。因此,一定要從安全可靠以及經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)上去考慮配電網(wǎng)的優(yōu)化,改善以往陳舊的供電方式,健全配電網(wǎng)的構(gòu)造才可以發(fā)揮配網(wǎng)供電的需求,也是提升供電可靠性的關(guān)鍵。
4.1注重施工與檢修的質(zhì)量提升配電網(wǎng)可靠性總體來說是一件長時(shí)間且持續(xù)的工作。施工以及檢修質(zhì)量是非常關(guān)鍵的階段,一定要嚴(yán)格把關(guān)以降低故障出現(xiàn)率。尤其是配電網(wǎng)運(yùn)用的非標(biāo)準(zhǔn)金具設(shè)計(jì)以及相關(guān)的鍍鋅材料質(zhì)量,是當(dāng)下首要該解決的問題。不然,會緊接著大量非常嚴(yán)重的銹蝕金具更新,且工作量又極其繁重,供電可靠性就得不到相應(yīng)的保障。這是人們最容易忽視的,應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)人員的重視。
4.2簡化供電電壓等級(1)電力的傳輸是從各類電壓等級的網(wǎng)絡(luò)通過逐層降壓才送達(dá)用戶的。以現(xiàn)階段的情況來說,通常將110kV以上的電壓作為高壓輸電網(wǎng),35kV以下則是用戶供電的配電網(wǎng)。對用戶來說能接受的電壓為10kV、6kV、0.4kV,這些都是經(jīng)過多次的降壓。且降壓的環(huán)節(jié)越多,設(shè)施就會越多,相對來說管理的層次就越多,也會出現(xiàn)很多環(huán)節(jié)的電能損失,電能損失的增多不僅僅是浪費(fèi)還會對電能的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響,對電網(wǎng)的運(yùn)作是非常不利的。所以,怎樣簡化或是降低電壓的等級,縮減變電的環(huán)節(jié)是最現(xiàn)實(shí)的。我國有很多的電網(wǎng)現(xiàn)今已經(jīng)取消了6kV的一級電壓,還有些會直接運(yùn)用110kV降壓為10kV為用戶供電,依照不同用戶的狀況,選擇最合理的供電電壓,這對轉(zhuǎn)化供電條件有著重要的作用。所以,作為配網(wǎng)特別是城市的配網(wǎng),取消35kV一級電壓也是可行的。將110kV以下的作為配網(wǎng)來認(rèn)識,縮減降壓的環(huán)節(jié),這樣能節(jié)約設(shè)備的投資量,還便于線路的架設(shè),又降低了多余的能耗,這也是配網(wǎng)構(gòu)建與改善的方向。世界各國電壓概況,如表1所示。(2)用利電纜或是絕緣導(dǎo)線來改善架空線的供電方法城市的構(gòu)建高層化以及環(huán)境的美化,對供電有了更高的要求。若是繼續(xù)運(yùn)用眾多的架空線來作為配電網(wǎng),不僅安全得不到相應(yīng)的保障,還對城市的美觀有著不小的影響。所以,配電網(wǎng)使用電纜供電來替代以往傳統(tǒng)的架空線供電方法,也是現(xiàn)代城市化發(fā)展的必然趨向。電力改為電纜供電方法,這樣對配電線路來說可以抵御外界的強(qiáng)風(fēng)、雷電、冰雪、交通事故等導(dǎo)致的自然損毀的能力大大提升了。且使用絕緣導(dǎo)線開代替裸導(dǎo)線的架空線供電方法,這也是一類較為十分的發(fā)展趨向,不僅提升了絕緣的水平,還為同一個(gè)走廊多回路供電方式提供了方便。
4.3提升配變?nèi)葺d比變電站的變壓器臺數(shù)以及容量是會直接影響供電的可靠性原因之一。變電站的變壓器容量與臺數(shù)的選取,應(yīng)依照當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷大小以及增長的趨向并加以合理有效的選擇其配變的容載比這是反映配網(wǎng)供電能力的關(guān)鍵工程技術(shù)。若是過大電網(wǎng)的初級建設(shè)投資量會過高,過小又會導(dǎo)致電網(wǎng)的適應(yīng)性很低。要從安全可靠兩方面進(jìn)行全方位的考慮,第一是在正常的運(yùn)作方式之下依照經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行,第二是在兩臺上運(yùn)作的變電站,要以N-1的原則進(jìn)行相應(yīng)的校驗(yàn),在停運(yùn)一時(shí),應(yīng)保障運(yùn)作的變壓器過載。在較為重要的供電區(qū),也應(yīng)依照N-2的原則來確定。隨著城市的持續(xù)發(fā)展,對供電的可靠性能就有著更高的要求,所以要改善單臺配變供電的方法,特別是高層建筑更是要設(shè)立兩臺及以上的配變供電方式,這樣也是配網(wǎng)發(fā)展必定要認(rèn)真考慮的內(nèi)容。強(qiáng)化變電站分布點(diǎn)的合理化結(jié)合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,提升轉(zhuǎn)供能力,合理有效的選擇配變的容載比,這樣會促使配網(wǎng)供電的可靠性能大大提升。且還應(yīng)考慮其他眾多的因素,比如強(qiáng)化線路的維護(hù)與管理和加速故障檢測與修護(hù),提升相關(guān)業(yè)務(wù)人員的工程技術(shù)水平,工作人員不僅僅要熟悉運(yùn)行、檢修、規(guī)劃以及設(shè)計(jì)等,還應(yīng)懂得計(jì)算機(jī)與配電網(wǎng)自動運(yùn)作、維護(hù)等,運(yùn)用配電網(wǎng)自動化的方式施行故障管理與強(qiáng)化配電設(shè)施與配電線路運(yùn)作的管理等,進(jìn)而提升供電的可靠性。
隨著社會發(fā)展的逐漸加快和人們生活水平的逐漸提升,人們對配電系統(tǒng)的可靠性、安全性要求越來越高。低壓配電線路設(shè)計(jì)作為配電效益優(yōu)化的重要措施,能夠在配電需求上形成針對性線路體系,對配電線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,從根本上改善電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。如何結(jié)合電力系統(tǒng)現(xiàn)狀形成針對性低壓配電線路體系已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
1低壓配電線路設(shè)計(jì)思路
低壓配電線路設(shè)計(jì)的過程中要充分把握電力系統(tǒng)配電需求,在該基礎(chǔ)上形成針對性配電線路體系。尤其是在高壓和低壓線路檔距設(shè)計(jì)的過程中,要明確線路架設(shè)位置,使其避開通信設(shè)施,最大限度降低線路對通信設(shè)備的影響;要結(jié)合配電狀況對配電室內(nèi)部設(shè)置進(jìn)行完善,做好高壓設(shè)備與的低壓設(shè)備中的保護(hù);要做好線路的絕緣保護(hù),通過設(shè)置保護(hù)裝置及隔離裝置最大限度降低進(jìn)戶線事故,這是新時(shí)期電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
2低壓配電線路的勘測定位
2.1嚴(yán)格依照要求,做好路徑選擇
電力系統(tǒng)低壓配電線路設(shè)定的過程中要嚴(yán)格依照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì),保證其經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和高效性,其具體包括:(1)遠(yuǎn)離環(huán)境惡劣區(qū)域,保證線路設(shè)置在條件良好、設(shè)施良好的環(huán)境中,最大限度降低外部因素對低壓配電線路的影響;(2)設(shè)置過程中要減少不必要的線路交叉,選取工程造價(jià)最低、工程效益最好的方案進(jìn)行線路架設(shè)。尤其是要把握好低壓配電線路與道路側(cè)、廠房、倉庫等區(qū)域的設(shè)置,要減少跨轉(zhuǎn)角,做好線路隔離保護(hù);(3)要與區(qū)域發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào),盡量減少不必要的線路遷移,保證線路設(shè)計(jì)一次到位。低壓配電線路選擇時(shí)必須在上述基礎(chǔ)上結(jié)合用戶分布狀況設(shè)置好接引點(diǎn),從而形成最優(yōu)路徑,從根本上提升低壓配電電經(jīng)濟(jì)效益。
2.2進(jìn)行桿位測定,確定線路位置
低壓配電線路設(shè)計(jì)的過程中要對桿位點(diǎn)進(jìn)行明確,依照要求確定桿位是否合理,從而保證配電效果。要結(jié)合配電所、變壓站和用戶分布點(diǎn)位置確定電桿的首端和終端,在該基礎(chǔ)上計(jì)算桿位距離,依照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對中間桿的位置進(jìn)行選取。10kV配電線路中居民區(qū)間桿位置選取時(shí)需要控制在50m以內(nèi);非居民區(qū)中間桿位置選取時(shí)需要控制在80m以內(nèi)。中間桿架設(shè)線路出現(xiàn)交叉時(shí),要保證交叉點(diǎn)在被交叉跨越物的下放,這樣才能夠最大限度降低線路交叉危害,提升低壓配電線路的可靠性。而新桿設(shè)置與舊線路出現(xiàn)交叉時(shí),要在倒桿間隔基礎(chǔ)上盡量保證其靠近交叉處舊線桿。
3低壓配電線路的設(shè)計(jì)內(nèi)容
3.1線路設(shè)計(jì)方法
不同的線路設(shè)計(jì)方法會產(chǎn)生不同的低壓配電電效果,人員需要結(jié)合低壓配電環(huán)境合理選擇低壓配電線路設(shè)計(jì)方法,在該基礎(chǔ)上構(gòu)建針對性設(shè)計(jì)方案,這樣才能夠從本質(zhì)上改善電力系統(tǒng)運(yùn)行效果。當(dāng)前常見的低壓配電線路設(shè)計(jì)方法主要包括導(dǎo)線弧形垂直法、剩余電流保護(hù)器法、防雷措施預(yù)測法等。(1)導(dǎo)線弧形垂直法:該方法能夠從根本上提升低壓配電線路敷設(shè)效果,形成最優(yōu)敷設(shè)方案。導(dǎo)線弧形垂直法主要通過導(dǎo)線最低點(diǎn)與地面垂直弧面確定線路承受電壓范圍,在該基礎(chǔ)上確定低壓配電線路電壓指標(biāo),對配電線路節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行設(shè)定。該方法運(yùn)用的過程中能夠從根本上控制導(dǎo)線負(fù)荷,形成最佳線路位置;(2)剩余電流保護(hù)器法:該方法主要通過剩余電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)低壓配電線路可靠性的提升,常規(guī)保護(hù)裝置主要為機(jī)械化電力保護(hù)器或組合電力保護(hù)器。該裝置能夠終止低壓配電線路中剩余電流的傳輸,使上述電流回轉(zhuǎn)到二次傳輸中;(3)防雷措施預(yù)測法:低壓配電線路設(shè)計(jì)時(shí)要把握防雷措施預(yù)測法,依照該方法對線路進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整,做好線路控制。雷電是影響低壓配電電效果的重要因素,很容易造成線路損壞,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓。防雷措施預(yù)測法要求結(jié)合近年來低壓配電線路雷電事故設(shè)置好防雷裝置,如避雷針、避雷網(wǎng)、防雷金屬套等,做好雷電防范,提升線路可靠性。與此同時(shí),人員還要選取防雷性能較好的低壓配電管線,嚴(yán)格依照安全需求設(shè)置好線路接地,從而有效預(yù)防雷電的襲擊。
3.2線路設(shè)計(jì)內(nèi)容
低壓配電線路設(shè)計(jì)時(shí)要依照線路設(shè)計(jì)方法形成針對性編制內(nèi)容,其具體包括:(1)線路編制依據(jù)、線路狀況、線路設(shè)計(jì)過程中的各項(xiàng)參考依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)、線路設(shè)計(jì)的基本原則等;(2)線路設(shè)計(jì)狀況,即線路起始位置、中間桿狀況、線路位置參數(shù)、線路電壓等級等和線路周圍環(huán)境,即線路周圍地形、線路周圍氣候、線路去污狀況等。要在上述狀況下確定線路的走向長度,最大限度減少線路交叉、線路轉(zhuǎn)著和線路重疊,形成最優(yōu)的線路轉(zhuǎn)角,從而降低低壓配電線路成本,提升線路輸電效果。一般導(dǎo)線排列的過程中主要采用水平方式實(shí)現(xiàn),多線路導(dǎo)線可以結(jié)合狀況適當(dāng)選取水平方式、框式方式排列、同回路垂直排列等。低壓配電線路敷設(shè)過程中對不同型號的導(dǎo)線、電纜線、保護(hù)裝置、桿塔裝置等需求量較大,對線路機(jī)電設(shè)備要求較高。為了高質(zhì)量、高效益地完成各項(xiàng)敷設(shè)任務(wù),低壓配電線路設(shè)計(jì)的過程中要依照低壓配電線路狀況合理選取機(jī)電設(shè)備,確定機(jī)電的安全系數(shù)、機(jī)電運(yùn)行能力等。要對機(jī)電裝置的運(yùn)行效果和使用空間進(jìn)行分析,結(jié)合具體任務(wù)需求做好機(jī)電設(shè)備的安置,使其順利應(yīng)用到線路敷設(shè)中。常規(guī)線路敷設(shè)的過程中對線路桿塔基礎(chǔ)要求并不嚴(yán)格,只需要結(jié)合狀況進(jìn)行簡單設(shè)計(jì)即可。低壓配電線路設(shè)計(jì)的過程中要結(jié)合線路環(huán)境及線路輸電要求分析線路桿塔基礎(chǔ)承載力,形成科學(xué)的桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行針對性數(shù)據(jù)測試,確定桿塔是否能夠承擔(dān)線路配電任務(wù)。占道走廊區(qū)域內(nèi)的線路桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要使用水平垂直保護(hù)法對線路進(jìn)行保護(hù),將線路一端放置在桿塔頂端,而另一端接地面懸掛,最大限度降低可能出現(xiàn)的低壓配電線路故障。
4總結(jié)
低壓配電線路設(shè)計(jì)的過程中要對線路設(shè)計(jì)方法進(jìn)行明確,在線路設(shè)計(jì)要求上對線桿位置進(jìn)行勘測和確定。與此同時(shí),要在該基礎(chǔ)上合理把握導(dǎo)線弧形垂直、剩余電流保護(hù)器、防雷措施預(yù)測等內(nèi)容,在上述基礎(chǔ)上形成相應(yīng)的線路敷設(shè)細(xì)節(jié),從而全面優(yōu)化線路設(shè)計(jì)狀況,從根本上提升低壓配電效果。
作者:高惠梅 單位:四會市水利水電勘測設(shè)計(jì)院
參考文獻(xiàn):
[1]熊江,李樹庭,魏素軍.低壓配電線路設(shè)計(jì)的造價(jià)統(tǒng)計(jì)及校驗(yàn)優(yōu)化軟件[J].建筑電氣,2009(02):10-16.
中圖分類號:TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
就目前而言,在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的前提下,電氣設(shè)計(jì)師對同一或同類建筑可能做出多種配電方案。各方案的特點(diǎn)會有所不同。在很多具體工程中,因受到多方面因素的限制,配電方案的合理性、靈活性、實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)不可能同時(shí)兼?zhèn)洌覀兛梢栽谠O(shè)計(jì)工作中認(rèn)真總結(jié),廣泛交流,統(tǒng)籌兼顧,揚(yáng)長避短,力求做到最優(yōu)。建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的,就是要采用一切可能的、恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段,在數(shù)量上、質(zhì)量上滿足各種用電設(shè)備在正常事故狀況下的不同用電要求,保證供電的安全和可靠,同時(shí)考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。
一、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范要點(diǎn)
供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),做到保障人身安全,供電可靠,技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)中,必須從全局出發(fā),統(tǒng)籌兼顧,按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn),以及地區(qū)供電特點(diǎn),合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近遠(yuǎn)期結(jié)合,以近期為主。設(shè)計(jì)中盡量采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。
1.負(fù)荷分級及供電要求
電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組,供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路,以及蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級負(fù)荷的供電系統(tǒng),應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源(UPS)。
一級負(fù)荷:一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者;或?qū)⒃谡紊希?jīng)濟(jì)上造成重
大損失者;或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作者。
1.2 二級負(fù)荷:二級負(fù)荷為中斷供電將在政治上,經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷,如主要設(shè)備損壞,大量產(chǎn)品報(bào)廢等;或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)荷,如交通樞紐、通信樞紐等;或中斷供電將造成秩序混亂的負(fù)荷等。
1.3 三級負(fù)荷:三級負(fù)荷為不屬于前兩級負(fù)荷者。對供電無特殊要求。
2.電源及供電系統(tǒng)
供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),除一級負(fù)荷別重要的負(fù)荷外,不應(yīng)按一個(gè)電源系統(tǒng)檢修或者故障的同時(shí)另外一個(gè)電源又發(fā)生故障的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要兩回電源線路的用電單位,應(yīng)采用同級電壓供電;但根據(jù)各級負(fù)荷的不同需要及地區(qū)供電的條件,也可以采用不同的電壓供電。供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠,同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不應(yīng)多于兩級。高壓配電系統(tǒng)應(yīng)采用放射式。根據(jù)負(fù)荷的容量和分布,配變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心。
3.電壓選擇和電能質(zhì)量
用電單位的供電電壓應(yīng)根據(jù)用電容量,用電設(shè)備的特性,供電距離,供電線路的回路數(shù),當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃等因素,經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。
二、建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
建筑供配電自動化系統(tǒng)應(yīng)遵循穩(wěn)定可靠性原則、規(guī)范性原則、分層分布式原則、獨(dú)立原則、分散和靈活開放性原則等。要保證供配電的穩(wěn)定,宜選用技術(shù)成熟且通過國家檢測檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)定的,經(jīng)過現(xiàn)場運(yùn)行考驗(yàn)的綜合保護(hù)與測量于一體的自動化系統(tǒng);供配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)執(zhí)行國家和行業(yè)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定等;系統(tǒng)的各種接口規(guī)約應(yīng)逐步采用國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,對特殊的通訊規(guī)約應(yīng)具備詳盡的規(guī)約文本,并通盤考慮直流系統(tǒng)及計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè);分層分布顧名思義即按不同的建筑樓層進(jìn)行分布,以充分應(yīng)用現(xiàn)場總線等通訊技術(shù)樓層內(nèi)數(shù)據(jù)交換問題;由于供配電系統(tǒng)的特殊性,自動化系統(tǒng)保護(hù)功能也相應(yīng)獨(dú)立,不能依賴于其他的控制設(shè)備,而應(yīng)設(shè)置專門裝置;單元之間的裝置需要較高的可靠性和抗干擾能力,能向全分散全下放化過渡,結(jié)構(gòu)平臺應(yīng)靈活方便系統(tǒng)擴(kuò)展且具備與建筑自動化其他系統(tǒng)集成的能力。
三、高層建筑供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1.負(fù)荷等級的計(jì)算。負(fù)荷等級的確定應(yīng)按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行,一般情況下,高層建筑負(fù)荷等級也可按以下確定:一級負(fù)荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應(yīng)急照明、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯等;二級負(fù)荷包括部分客梯電力、生活泵電力;三級負(fù)荷包括一、二級負(fù)荷以外的其他用電負(fù)荷。
2.供電電源。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為保證供電系統(tǒng)的合理性,要求根據(jù)負(fù)荷等級采取相應(yīng)的供電措施。各級負(fù)荷的供電電源應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。對高層建筑來說,一般沒有特別重要負(fù)荷,且一級負(fù)荷容量較小,因此采用兩路市政電源供電或一路市政電源加應(yīng)急發(fā)電機(jī)組供電均可滿足要求,后者在工程應(yīng)用中較為常見。供電電源采用一路獨(dú)立的l0KV 高壓電源,由市政區(qū)域變配電站引入至小區(qū)首層開關(guān)房.低壓配電電壓采用380/220V。設(shè)置柴油發(fā)電機(jī),以確保消防設(shè)備用電。
3.變配電所的設(shè)置。一般應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量、負(fù)荷分布以及建筑物功能分區(qū)的實(shí)際情況,與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)確定變配電所的位置以及數(shù)量。變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算容量選擇,變壓器的負(fù)荷率一般取70%~85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m,當(dāng)供電容量超過500KW,供電距離超過200m時(shí),宜考慮增設(shè)變配電所。只要條件許可,變配電所的位置應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,從而簡化了配電系統(tǒng),有利于增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性,同時(shí)也減少了線纜的使用量,降低因線路造成的電能損耗.由于首層空間的商業(yè)價(jià)值比較高,一般高層建筑的變配電所設(shè)于負(fù)一層,便于通過地下停車庫的車道運(yùn)輸變配電設(shè)備。
4.高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運(yùn)行方式。對于高層建筑,其高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運(yùn)行方式一般做如下設(shè)計(jì):高壓系統(tǒng)采用一路l0kV 高壓進(jìn)線,結(jié)線型式采用單母線運(yùn)行方式;變壓器低壓側(cè)采用單母線分段結(jié)線型式,每臺變壓器對應(yīng)接一段母線,母線段之間采用母聯(lián)開關(guān)聯(lián)絡(luò),正常情況下各段母線分列單獨(dú)運(yùn)行,母聯(lián)開關(guān)打開,當(dāng)其中一臺變壓器故障退出運(yùn)行時(shí),母聯(lián)開關(guān)手動合上,由同組的另一臺變壓器保證部分重要負(fù)荷的供電,當(dāng)故障的變壓器恢復(fù)供電后,母聯(lián)開關(guān)自動打開,恢復(fù)正常運(yùn)行方式。母聯(lián)開關(guān)與進(jìn)線開關(guān)應(yīng)具有電氣聯(lián)鎖功能并加機(jī)械聯(lián)鎖,以防止電源倒送。變壓器低壓側(cè)設(shè)置應(yīng)急母線段,由正常電源與備用柴油發(fā)電機(jī)電源經(jīng)雙電源切換開關(guān)向該母線段供電,以保證應(yīng)急情況下一級負(fù)荷的供電,雙電源切換開關(guān)設(shè)有電氣和機(jī)械聯(lián)鎖,防止發(fā)生向市電反供,消防負(fù)荷均采用雙回路供電,在末端配電箱切換。
5.電能計(jì)量裝置。商業(yè)用電采用高壓計(jì)量,居民用電采用低壓計(jì)量到戶。商業(yè)高壓10kV 進(jìn)線側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜,安裝有功電度表、無功電度表;變壓器低壓側(cè)不同用戶的供電回路分別裝設(shè)有功電度表,監(jiān)視儀表根據(jù)供電部門及建設(shè)方要求設(shè)置。為了方便管理,一般商鋪分戶電表集中設(shè)于每層電表間或配電間,住宅用戶采用一戶一表,九層以下(包括九層)的住宅樓,電表箱可集中設(shè)于首層電表間內(nèi);九層以上的住宅樓,電表箱分設(shè)于每層的電井內(nèi),為方便管理可設(shè)置遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),梯燈及電梯用電單獨(dú)計(jì)量,由住戶分?jǐn)偂?/p>
6.備用電源和應(yīng)急電源。自備柴油發(fā)電機(jī)組的容量按照需供電的最大穩(wěn)定負(fù)荷,計(jì)算時(shí)分別考慮消防情況和非消防情況下必須保證的電源容量,取其較大者。 當(dāng)市電中斷時(shí),柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)立即啟動,并在15s內(nèi)投入正常帶負(fù)荷運(yùn)行;當(dāng)市電恢復(fù)時(shí),機(jī)組自動退出工作并延時(shí)停機(jī)。
四、結(jié)束語
總之,高層建筑供配電系統(tǒng)就應(yīng)該貫徹經(jīng)濟(jì)、合理、技術(shù)和材料先進(jìn)的原則,仔細(xì)斟酌具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),保證在建造時(shí)可以合理分配各個(gè)部件安裝到位盡量減少誤差達(dá)到安全的標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備的選擇要按地點(diǎn)和位置來進(jìn)行最佳的配置。在現(xiàn)在高層建筑供配電系統(tǒng)中最主要的是在建造完成后使用時(shí)的安全。因此,在對高層建筑供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),其負(fù)荷容量計(jì)算是否準(zhǔn)確,供電電源選擇及變配電所布置是否合理,供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì),運(yùn)行是否能保持穩(wěn)定、安全等方面,將決定其最終成果的優(yōu)劣。
中圖分類號:TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一.前言
我們知道,電力網(wǎng)在輸送電能的過程中,電能損耗是十分驚人的,在這巨大的電能損耗中低壓(380V/220V)配電網(wǎng)占有相當(dāng)大的比重。主要原因是低壓配電網(wǎng)電壓低、電流大,特別是負(fù)荷功率因數(shù)低,更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網(wǎng)的線路損耗,對于提高整個(gè)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有重大意義。在進(jìn)行輸電線路設(shè)計(jì)時(shí),選擇導(dǎo)線截面的傳統(tǒng)方法是:按導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度、允許電壓降和導(dǎo)線長期允許安全載流量等因素而定。但從節(jié)約能源的原則出發(fā),應(yīng)將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導(dǎo)線截面的依據(jù)之一。即在經(jīng)濟(jì)合理的原則下,適當(dāng)增大導(dǎo)線截面積以減少輸電線路電能損耗,從而達(dá)到在不增加發(fā)電能力的情況下而增加供電能力的目的。
二.低壓配電線路導(dǎo)線截面選擇
工程設(shè)計(jì)時(shí),離不開電氣設(shè)計(jì),而電氣設(shè)計(jì)直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)和其他公眾利益,成功的導(dǎo)線截面設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)是安全、合理、經(jīng)濟(jì)和可行的。而導(dǎo)線截面設(shè)計(jì)則是電氣工程設(shè)計(jì)的重要組成部分之一。由國家建設(shè)部頒發(fā)的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》對電氣方面要求就更加嚴(yán)格。因此,我們在低壓配電線路導(dǎo)線截面設(shè)計(jì)中,不僅要使導(dǎo)線截面有足夠的安全儲備,而且要限制導(dǎo)線截面過大造成的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi),來保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。低壓線路導(dǎo)線導(dǎo)線截面設(shè)計(jì),一般應(yīng)根據(jù)以下幾方面的要求來選擇:
1.選擇導(dǎo)線截面,首先滿足發(fā)熱條件這一要求,即導(dǎo)線通過的電流,不得超過其允許的最大安全電流。通常,當(dāng)負(fù)荷電流通過導(dǎo)線時(shí),由于導(dǎo)線具有電阻,導(dǎo)線發(fā)熱,溫度升高。當(dāng)裸導(dǎo)線的發(fā)熱溫度過高時(shí),導(dǎo)線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發(fā)熱溫度進(jìn)一步升高,可能發(fā)生斷線事故。當(dāng)絕緣導(dǎo)線( 包括電纜) 的溫度過高時(shí),絕緣老化和損壞,甚至引起火災(zāi)。因此,導(dǎo)線應(yīng)能夠承受長期負(fù)荷電流所引起溫升。各類導(dǎo)線都規(guī)定了長期允許溫度和短時(shí)最高溫度,從而決定了導(dǎo)線允許長期通過的電流和短路時(shí)的熱穩(wěn)定電流。選擇導(dǎo)線截面時(shí),應(yīng)考慮計(jì)算的負(fù)荷電流不超過導(dǎo)線的長期載流量,導(dǎo)線的額定電流可以從工具書中查到。
2.為保證導(dǎo)線具有必要的機(jī)械強(qiáng)度,要求導(dǎo)線的截面不得太小。因?yàn)閷?dǎo)線截面越小,其機(jī)械強(qiáng)度越低。低壓線路的導(dǎo)線要經(jīng)受拉力,電纜要經(jīng)受拖曳。所以,規(guī)程對不同等級的線路和不同材料的導(dǎo)線,分別規(guī)定了最小允許截面。按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線的允許最小截面,可參考表一。
3.選擇導(dǎo)線截面,還應(yīng)考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導(dǎo)線的電壓降必須限制在一定范圍以內(nèi)。按規(guī)定,電力線路在正常情況下的電壓波動不得超過正負(fù)百分之五臨時(shí)供電線路可降低到百分之八。當(dāng)線路有分支負(fù)荷時(shí),如果給出負(fù)截的電功率P和送電距離L,允許的電壓損失為ε,則配電導(dǎo)線的截面( 線路功率因數(shù)改為I) 可按下式計(jì)算
式中P為負(fù)載電功率,千瓦;
L為送電線路的距離,米;
ε為允許的相對電壓損失,=;
C為系數(shù),視導(dǎo)線材料,送電電壓而定( 表二)
Kn為需要系數(shù),視負(fù)載用電情況而定,其值可從一般電工手冊和參考書中查到。
表二公式中的系數(shù)C值
例:距配電變壓器400米處有1臺電動機(jī),功率為10千瓦,采用380伏三相四線制線路供電,電動機(jī)效率為η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%應(yīng)選擇多少截面的銅導(dǎo)線?
解(1) 按導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度考慮,導(dǎo)線架空敷設(shè)銅絕緣導(dǎo)線的截面不得小于4平方毫米
(2 ) 按允許電流考慮,求出電動機(jī)工作電流( 計(jì)算電流)
從電工手冊查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時(shí)的允許電流為28 安培,可滿足要求Ij=Ie
(3 ) 按允許電壓降考慮,首先計(jì)算電動機(jī)自電源取得電功率
若選用銅線則C=77,Kn=1,求出導(dǎo)線截面為
為滿足以上三個(gè)條件,可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線
選擇導(dǎo)線截面,一般來說,應(yīng)考慮以上三個(gè)因素。但在具體情況下,往往有所側(cè)重,針對哪一因素是主要的,起決定作用的,就側(cè)重考慮該因素。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),低壓動力線路的負(fù)荷電流較大,一般先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面,然后驗(yàn)算其機(jī)械強(qiáng)度和電壓降。低壓照明線路對電壓的要求較高,所以先按允許電壓降來選擇導(dǎo)線截面,然后驗(yàn)算其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。在三相四線制供電系統(tǒng)中,零線的允許截流量不應(yīng)小于線路中的最大單相負(fù)荷和三相最大不平衡電流,并且還應(yīng)滿足接零保護(hù)的要求。在單相線路中,由于零線和相線都通過相同的電流,因此,零線截面應(yīng)與相線截面相同。例如,對于長距離輸電線路,主要考慮電壓降,導(dǎo)線截面根據(jù)限定的電壓降來確定;對于較短的配電線路,可不計(jì)算線路壓降,主要考慮允許電流來選擇導(dǎo)線截面;對于負(fù)荷較小的架空線路,一般只根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度來確定導(dǎo)線截面。這樣,選擇導(dǎo)線截面的工作就可大大簡化
三.結(jié)束語
雖然我國低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng),將會為我國的低壓配電節(jié)能的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ),為了保證用戶電器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),提高我國低壓配電節(jié)能能力,可以實(shí)施獨(dú)立的供配電系統(tǒng),同時(shí),要進(jìn)一步完善各種應(yīng)急措施,比如設(shè)置應(yīng)急的電源,如此,可以在發(fā)生一些突發(fā)事件時(shí)候,保證企業(yè)的供配電能夠正常進(jìn)行,對企業(yè)的財(cái)產(chǎn)形成更強(qiáng)有力的保證。在進(jìn)行企業(yè)的供配電設(shè)計(jì)時(shí)候,要充分考慮到企業(yè)建筑供電要求高,供電負(fù)荷復(fù)雜的特點(diǎn),要在綜合考慮整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上,采取有效的設(shè)計(jì)工藝,嚴(yán)格設(shè)計(jì)流程,在企業(yè)相關(guān)各個(gè)部門共同的配合下,加強(qiáng)雙方的溝通,保證供配電設(shè)計(jì)能夠充分滿足企業(yè)各方面的需求,同時(shí),要在實(shí)踐中,不斷促進(jìn)整個(gè)企業(yè)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。
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中圖分類號:TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
高層建筑的一大特點(diǎn)在于:所涉及到的機(jī)電設(shè)備種類眾多,因此用電負(fù)荷也相對較大。在這樣一種實(shí)際情況下,高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量的保障與提升就顯得至關(guān)重要的。本文認(rèn)為:做好高層建筑高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)工作需要從以下幾個(gè)方面入手:
1 供電電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
高層建筑用電負(fù)荷分級需要充分遵循我國現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、以及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)來開展。從供電電源的選取角度上來說,若整個(gè)高層建筑內(nèi)部僅具有三級負(fù)荷,則在供電電源的選取方面,則可以在充分遵循就近原則的基礎(chǔ)之上,選取110~35/10kV區(qū)域變電所的10kV供電回路進(jìn)行供電。而若高層建筑內(nèi)部同時(shí)具有一級負(fù)荷、以及二級負(fù)荷,則應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步以供電區(qū)域變電所的電源路數(shù)、以及變壓器臺數(shù)實(shí)際情況,選取合理的供電電源指標(biāo)。同時(shí),還需要特別注意的一點(diǎn)問題在于:若高層建筑內(nèi)部所對應(yīng)設(shè)置的一級負(fù)荷、以及二級負(fù)荷水平較低,則可以通過設(shè)置自備電源的方式解決供配電系統(tǒng)在供電電源設(shè)置方面的問題。若展開高壓供配電系統(tǒng)供電的區(qū)域規(guī)模相對較大,同時(shí)若此情況下,區(qū)域變電所10kV出線走廊受到限制影響,則就需要在高層建筑內(nèi)部單獨(dú)設(shè)置10kV電壓等級的開閉所/開關(guān)站。同時(shí),為了確保整個(gè)高層建筑高壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全與可靠,就需要實(shí)現(xiàn)開閉所與10kV電壓等級變電站建設(shè)的聯(lián)體性。
2 供電電壓設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
對于高層建筑而言,高壓供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行與供電電壓參數(shù)的確定之間有著極為密切的關(guān)系。同時(shí),相關(guān)研究工作證實(shí):對于高層建筑高壓供配電系統(tǒng)而言,供電電壓的具體取值情況會受到電力負(fù)荷大小、供電距離長短、以及供電線路回路數(shù)等關(guān)鍵因素的影響。在常規(guī)意義上,針對未配置有關(guān)鍵性電力負(fù)荷的高層建筑高壓供配電系統(tǒng)而言,在對一級負(fù)荷容量進(jìn)行詳細(xì)核定的基礎(chǔ)之上,對于電力供應(yīng)方式的選擇可以考慮以下兩種類型:第一,基于兩路電網(wǎng)電源的供電方式;第二,基于一路電網(wǎng)電源配合應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的供電方式。在此種電力供應(yīng)方案影響下,選取10kV電壓等級高壓電源作為供電電源的首選方案,同時(shí)需要將其安全引入民用建筑開關(guān)房當(dāng)中。而針對低壓配電電壓而言,所選取的電壓數(shù)值應(yīng)當(dāng)為380/220V,同時(shí),需要通過增設(shè)柴油發(fā)電機(jī)裝置的方式,確保高層建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下,消防設(shè)備用電需求能夠得到充分的保障。
3 變壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
在高層建筑高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)工作的實(shí)施過程當(dāng)中,變壓器作為最關(guān)鍵性的設(shè)備之一,做好對變壓器的設(shè)計(jì)工作是至關(guān)重要的。這當(dāng)中,主要涉及到了對變壓器臺數(shù)的選擇、以及對變壓器容量的選擇這兩個(gè)方面的問題。
首先,在變壓器臺數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)工作過程中,需要遵循以下幾個(gè)方面的基本原則:(1)針對與一級負(fù)荷、以及二級負(fù)荷相連接的變電所而言,變壓器臺數(shù)應(yīng)當(dāng)確定為2臺。其中1臺作為面向一級負(fù)荷、以及二級負(fù)荷進(jìn)行供電的設(shè)備,1臺作為故障狀態(tài)下的備用裝置;(2)針對僅與二級負(fù)荷相連接的變電所而言,變壓器臺數(shù)的選擇原則上仍然為2臺。但在低壓側(cè)存在與其他變電所相連接聯(lián)絡(luò)線作為備用電源的情況下,可將變壓器臺數(shù)確定為1臺;(3)針對變電所所布置區(qū)域晝夜負(fù)荷變化較大、或季節(jié)性負(fù)荷變動趨勢顯著的情況,變壓器臺數(shù)應(yīng)當(dāng)確定為2臺,以確保整個(gè)高壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全與可靠。
其次,在變壓器容器的選擇與設(shè)計(jì)工作過程中, 需要遵循以下幾個(gè)方面的基本原則:(1)針對僅設(shè)置有1臺主變壓器的變電所而言,所確定的變壓器容量應(yīng)當(dāng)符合:主變壓器額定容量參數(shù)≥用電設(shè)備總視計(jì)算負(fù)荷;(2)針對設(shè)置有2臺主變壓器的變電所而言,主變壓器容量在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)方面的基本條件:首先,在其中任意一臺變壓器設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)下,變壓器額定容量參數(shù)=用電設(shè)備總視計(jì)算負(fù)荷*(0.6~0.7);其次,在其中任意一臺變壓器設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)下,應(yīng)當(dāng)確保對一級負(fù)荷、以及二級負(fù)荷需要的充分滿足,即要求變壓器額定容量≥用電設(shè)備總視計(jì)算負(fù)荷(涵蓋一級、二級負(fù)荷)。
4 接線方式設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
在高層建筑供配電系統(tǒng)當(dāng)中,應(yīng)用比較普遍的接線方式主要有以下方案:即針對分布有2臺變壓器設(shè)備的低壓側(cè),需要通過單母線分段運(yùn)行的方式進(jìn)行接線。此種接線方式的優(yōu)勢在于:能夠確保重要負(fù)荷供電的可靠性得到保障。但,針對規(guī)模相對較大的高層建筑而言,考慮到高壓供配電系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行過程當(dāng)中所對應(yīng)的一級負(fù)荷表現(xiàn)出了較大的設(shè)備容量,同時(shí)還設(shè)置有相應(yīng)的發(fā)電機(jī)自備電源。因此,基于對一級負(fù)荷可靠性、以及不同等級負(fù)荷投切操作穩(wěn)定性等因素的考量,就需要將系統(tǒng)所對應(yīng)低壓母線線路劃分為三個(gè)區(qū)段,并面向其設(shè)置不同類型的用電設(shè)備與裝置:(1)在剔除消防用電因素影響的前提條件下,重要負(fù)荷母線段可配置包括生活水泵、照明、電梯等用電設(shè)備;(2)應(yīng)急負(fù)荷母線段可配置包括消防用電、以及相關(guān)的公共設(shè)置用電設(shè)備;(3)一般負(fù)荷母線段可配置包括空調(diào)、冰箱、電視等設(shè)備。
5 結(jié)語
在本文有關(guān)高層建筑高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)相關(guān)問題的分析過程當(dāng)中,分別從供電電源設(shè)計(jì)、供電電壓設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)、以及接線方式設(shè)計(jì)這四個(gè)方面入手,就電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要點(diǎn)展開了簡要分析與說明,望引起同行人員的特別關(guān)注與重視。
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[中圖分類號] G642.477 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)24-0060-02
一、引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為一次實(shí)驗(yàn)性的教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生在專業(yè)教師或工程技術(shù)人員的指導(dǎo)下圍繞一個(gè)課題任務(wù)進(jìn)行有計(jì)劃有步驟的學(xué)習(xí)、實(shí)踐、探索和開發(fā)的過程。其目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地綜合運(yùn)用所學(xué)地理論基礎(chǔ)、專業(yè)知識和基本技能,提高分析和解決實(shí)際問題的能力。檢查學(xué)生能否融會貫通大學(xué)時(shí)期的所學(xué)及能否將其拓展和升華。同時(shí),畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果是檢驗(yàn)學(xué)生能否合格畢業(yè)和能否獲得學(xué)位資格認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。
本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)具有一定的獲取知識的能力,具備綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際工程問題的能力。能夠在供配電、電氣設(shè)備制造、電力電子及新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域從事系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)和系統(tǒng)運(yùn)行、管理、維護(hù)等技術(shù)工作。
C(Conceive—構(gòu)思)、D(Design—設(shè)計(jì))、I(Implement—實(shí)施)、O(Operate—運(yùn)行)。其改革愿景是為學(xué)生提供一種在實(shí)際系統(tǒng)和產(chǎn)品的構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行的背景環(huán)境下強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的工程教育,使學(xué)生能夠掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識,領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)與運(yùn)行;理解工程技術(shù)的研究與發(fā)展對社會的重要性和戰(zhàn)略影響。本專業(yè)在接近實(shí)際工程的環(huán)境下,以中小型電力系統(tǒng)和新能源系統(tǒng)項(xiàng)目為主要載體,培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力、較強(qiáng)綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際工程問題的能力。本專業(yè)面向中低壓供配電技術(shù)和新能源及其應(yīng)用領(lǐng)域,服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè),培養(yǎng)從事電氣工程技術(shù)應(yīng)用的生產(chǎn)工程師、服務(wù)工程師及少量設(shè)計(jì)工程師。因此,在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)精心進(jìn)行CDIO改革,是必要及可行的。
二、改革思路及配套方法
(一)課題來源及學(xué)生選題
根據(jù)題目來源可分為科研項(xiàng)目、自選題目、生產(chǎn)實(shí)踐和其它等類型;題目類型:設(shè)計(jì)開發(fā)、理論研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和其它。分為四個(gè)階段:選題、調(diào)研、設(shè)計(jì)和答辯,每個(gè)階段都有不同的任務(wù)和目標(biāo)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)課題首先應(yīng)符合學(xué)生所學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),要體現(xiàn)可行性、實(shí)用性和創(chuàng)新性。而學(xué)生選擇題目時(shí),應(yīng)選擇與專業(yè)需求一致,難度和工作量適當(dāng)。并且自己要感興趣,如果設(shè)計(jì)題目和就業(yè)方向相關(guān)則更好。除此之外,學(xué)生也可以自行構(gòu)思設(shè)計(jì)題目,體現(xiàn)CDIO的構(gòu)思C(Conceive)。指導(dǎo)教師則應(yīng)把握好學(xué)生構(gòu)思出的設(shè)計(jì)題目是否與專業(yè)相關(guān),其難度和工作量是否合適。供配電和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題,適用于CD或者CDI。電力電子及新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用等方面則適用于CDI或者CDIO。
(二)開題工作
開題工作也是屬于CDIO的C(Conceive—構(gòu)思)和D(Design—設(shè)計(jì))。畢業(yè)設(shè)計(jì)開題是指學(xué)生從選擇課題到完成課題詳細(xì)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告(或開題報(bào)告)的階段。該階段約占四分之一的時(shí)間,是相對較辛苦和細(xì)致的階段,關(guān)系到設(shè)計(jì)能否最終成功。在選定畢業(yè)設(shè)計(jì)課題后,老師便將畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)給相關(guān)學(xué)生,其中包含設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)內(nèi)容、基本要求、設(shè)計(jì)條件及參考資料。而課題調(diào)研則就是圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求盡可能地收集詳盡資料,從而對課題涉及的各方面有較深入的理解。具體的實(shí)現(xiàn)方式主要有:
1.參與課題相關(guān)的專題講座,學(xué)術(shù)報(bào)告,了解本課題的技術(shù)成分,前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢。
2.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,搜索有價(jià)值的參考資料。
3.圖書館、院系資料室及書店查閱各類書籍和期刊。
4.在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)中實(shí)地調(diào)查研究,多想多問。
通過對文獻(xiàn)資料進(jìn)行仔細(xì)研讀及完成一定的實(shí)踐調(diào)查后,應(yīng)該對如何完成設(shè)計(jì)有一定的見解了,由此提出兩到三種課題的解決方案,并詳細(xì)分析各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性。然后在教師的指導(dǎo)下將各方案進(jìn)行定性分析和初步估算,針對設(shè)計(jì)條件確定出一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)方案。在依據(jù)方案,擬定設(shè)計(jì)詳細(xì)的時(shí)間計(jì)劃表,體現(xiàn)每個(gè)階段的工作內(nèi)容,需完成的任務(wù),視需要可以具體安排到每周需完成的任務(wù)。因此,開題階段銜接了CDIO的構(gòu)思與設(shè)計(jì)兩個(gè)階段,屬于承上啟下的階段。
(三)設(shè)計(jì)實(shí)施工作
開題報(bào)告審核通過后,進(jìn)入到畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施階段,其屬于CDIO的D(Design—設(shè)計(jì))、I(Implement—實(shí)施)、O(Operate—運(yùn)行)。首先可以按照課題的難度將設(shè)計(jì)內(nèi)容分解成系列任務(wù)模塊。如果遇到技術(shù)困難,要客觀分析,積極尋找原因,并尋找合適的解決方法。該階段的D(Design—設(shè)計(jì))可包括原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)或者供配電方案設(shè)計(jì);I(Implement—實(shí)施)可包括元器件購買、焊接,調(diào)試或者供配電系統(tǒng)圖繪制、預(yù)算表擬制。O(Operate—運(yùn)行)則是軟硬件聯(lián)調(diào)后通過后的整機(jī)運(yùn)行,供配電方案設(shè)計(jì)則不包含運(yùn)行這一步。
如果在設(shè)計(jì)中遇到之前無法預(yù)見的困難,在征求導(dǎo)師的意見后,可考慮適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容。調(diào)整內(nèi)容不是降低難度,而是尋找另外一種新的替代途徑。但要把握好調(diào)整的分寸,應(yīng)保證總體格局盡量不變。這一點(diǎn)關(guān)系到設(shè)計(jì)最終能否順利完成。
設(shè)計(jì)階段非常重要的一點(diǎn)就是指導(dǎo)老師需每周定時(shí)對每個(gè)學(xué)生的工作進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo),做好過程管理。
(四)畢業(yè)論文撰寫工作
完成整體設(shè)計(jì)并調(diào)試通過后,緊接的一項(xiàng)重要的工作就是畢業(yè)論文的撰寫了。畢業(yè)論文一般有以下組成部分:中英文摘要、關(guān)鍵詞、前言、正文、結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄。
1.中文摘要的內(nèi)容則應(yīng)闡述設(shè)計(jì)研究的前提、目的和任務(wù),使用的理論、算法、材料和設(shè)備,實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)和由此推出的結(jié)論及該結(jié)論對今后的課題研究有何啟發(fā)。寫作時(shí)應(yīng)該保持客觀性,簡潔性。英文摘要則要求盡量何中文摘要相對應(yīng),無語發(fā)錯(cuò)誤。
2.關(guān)鍵詞是應(yīng)采用能覆蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)主要內(nèi)容的通用技術(shù)詞條,選為3~6個(gè)較為合適。
3.前言是在概要介紹本領(lǐng)域國內(nèi)外前人研究成果狀況的基礎(chǔ)上,提出尚待解決的問題,從而引出畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的研究目的、理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。主要回答為什么研究。文字簡練,直入主題,避免將前言寫成綜述。
4.論文的正文部分是核心部分,所占篇幅也最長。設(shè)計(jì)的研究成果都應(yīng)體現(xiàn)在該部分,一般包括下面幾個(gè)方面:任務(wù)和目標(biāo);總體方案設(shè)計(jì);各部分的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),比如:硬件、軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試。正文要求結(jié)構(gòu)清晰嚴(yán)謹(jǐn),內(nèi)容翔實(shí)準(zhǔn)確。
5.結(jié)論是對整個(gè)設(shè)計(jì)的一個(gè)總結(jié),是經(jīng)過推理、判斷、歸納等邏輯分析后得到的綜合觀點(diǎn),包含設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)所在,也可以提出進(jìn)一步完善的意見或建議。
6.其余部分可按照論文的格式模版如實(shí)進(jìn)行編寫。
三、考核辦法及改革成效
畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核辦法,總結(jié)起來就是:重視中期檢查關(guān),嚴(yán)守畢業(yè)答辯關(guān)。這個(gè)準(zhǔn)則也體現(xiàn)了CDIO中對于過程的有效管理。中期檢查對進(jìn)度超前的學(xué)生,是一種認(rèn)可和鼓勵,對進(jìn)度滯后的學(xué)生,則是一種督促和鞭策。對設(shè)計(jì)者而言,畢業(yè)答辯是一種有組織、有計(jì)劃、有鑒定的正規(guī)的審查畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的重要形式。畢業(yè)答辯,是完成了CDI后,最后在老師評審面前進(jìn)行O(Operate—運(yùn)行)的演示。作為指導(dǎo)老師,應(yīng)在答辯前,對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),指導(dǎo)其做好答辯前的準(zhǔn)備工作。
筆者緊跟本校的CDIO教育改革步伐,在2008年本校推行CDIO改革后,對于指導(dǎo)的幾屆畢業(yè)設(shè)計(jì),嚴(yán)格過程管理。所帶學(xué)生均取得較好的設(shè)計(jì)成績,每一屆沒有不及格學(xué)生,學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績優(yōu)良率占所帶學(xué)生比例的70%以上。并且將每一屆所帶的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生召集起來,與低年級學(xué)生的相關(guān)CDIO工程實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行專門的技術(shù)交流及指導(dǎo)。并從CDIO工程實(shí)踐項(xiàng)目的小組成員中,鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力,對將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行方向思考,凝練出一個(gè)好的設(shè)計(jì)題目。最終使得好的構(gòu)思能有創(chuàng)新性和傳承性。
四、結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)作為高等學(xué)校本科教育人才培養(yǎng)計(jì)劃中的重要組成部分,是本科教學(xué)過程中最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要體現(xiàn)。本文通過對畢業(yè)設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行梳理,結(jié)合CDIO的理念,對培養(yǎng)學(xué)生如何用工程的觀點(diǎn)正確對待畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的各個(gè)環(huán)節(jié),并順利開展工程實(shí)踐工作,都有一定的參考價(jià)值。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
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自改革開放以后,我國電力事業(yè)的發(fā)展腳步明顯加快,現(xiàn)在絕大部分地區(qū)人們的生活和工作都已經(jīng)離不開電力能源的支持,人們對電力能源的需求量不斷增加,對安全用電的要求也越來越高。電力能源的應(yīng)用不但可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效率,同時(shí)還可以提高人們的生活質(zhì)量。建筑工程作為人們?nèi)粘I畈豢扇鄙俚幕A(chǔ)設(shè)施,其電氣供配電的安裝質(zhì)量直接影響著建筑物使用的安全度、舒適度以及方便程度。而且,隨著人們生活質(zhì)量的提高,人們對建筑電氣供配電的要求更為嚴(yán)格。但是,目前在建筑電氣供配電的安裝管理中還存在很多問題,比如技術(shù)人員能力不足、設(shè)備質(zhì)量和材料質(zhì)量不合格、線路敷設(shè)不合格、電氣防雷接地不足等,這些問題都是當(dāng)前建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)工作,施工單位必須高度重視。本文首先對建筑電氣供配電系統(tǒng)進(jìn)行了簡要的闡述,然后分析了建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)問題,最后針對如何改進(jìn)建筑電氣供配電的安裝管理工作進(jìn)行了分析。
一、建筑電氣供配電系統(tǒng)
對于建筑電氣來說,供配電系統(tǒng)是其最為基本的系統(tǒng)之一。供配電系統(tǒng)的主要作用在于接收電能,變換電能以及對電能進(jìn)行分配,并將電能輸送給各種用電設(shè)備。供配電系統(tǒng)的安裝主要涉及到五個(gè)方面的內(nèi)容:
(1)電力負(fù)荷分級。電力負(fù)荷是指電網(wǎng)上用電設(shè)備所消耗的功率。關(guān)于電力負(fù)荷分級,其主要依據(jù)是用電負(fù)荷的性質(zhì)以及建筑類別。一般來說,電力負(fù)荷可分為三級,即一級負(fù)荷、二級負(fù)荷以及三級負(fù)荷。在選擇電力負(fù)荷分級時(shí),必須要根據(jù)具體的情況而定,切忌隨意而為,不以具體情況為基準(zhǔn)。
(2)供電電源。供電電源的大小是根據(jù)建筑物用電設(shè)備的額定電壓以及用電負(fù)荷量而定的。目前,建筑電氣供配電安裝中主要會涉及到單相220V電源、三相220/380V電源以及10KV高壓供電電源。具體選擇何種電源,也需要對實(shí)地情況進(jìn)行具體分析而定。
(3)供電可靠性。供電可靠性通常是指電力系統(tǒng)能夠持續(xù)供電的能力,它是考核供配電系統(tǒng)工作質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。衡量供配電系統(tǒng)的供電可靠性是否符合要求,主要需注意以下一些指標(biāo),比如用戶平均停電時(shí)間、系統(tǒng)停電等效小時(shí)數(shù)、供電可靠率等。
(4)供配電設(shè)備。供配電設(shè)備是供配電系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)部件,通常包括變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置等。根據(jù)建筑物的類別以及用電需求的不同,合理選擇供配電設(shè)備的型號以及種類。
(5)供配電系統(tǒng)的接線方式。確定接線方式的主要依據(jù)是用電負(fù)荷量以及用電負(fù)荷的分布情況。目前常用的供配電系統(tǒng)接線方式有放射式、環(huán)式、樹干式以及其他方式組成的混合式。其中,放射式以及環(huán)式的可靠性較高,但環(huán)式接線方式的操作比放射式更為復(fù)雜。樹干式的優(yōu)勢在于投資較少,但可靠性不高。
二、建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)問題
目前我國建筑電氣供配電安裝管理中,存在的重點(diǎn)問題有3個(gè)方面,下文就針對這三個(gè)方面進(jìn)行一一闡述。
(一)材料設(shè)備的質(zhì)量有待提高
對于任何工程建設(shè)來說,都必須要有相應(yīng)的、合格的施工材料和設(shè)備才能保證工程施工的順利進(jìn)行。建筑電氣供配電安裝亦是如此,目前供配電系統(tǒng)中在材料和設(shè)備方面存在的主要問題有以下幾個(gè)方面:
(1)所選用的電纜防腐蝕能力弱,耐壓和耐溫低,絕緣電阻不高。電纜內(nèi)部的接頭多,線芯與絕緣層的嚴(yán)密性不高;
(2)材料的熔點(diǎn)低、絕緣差、阻率過大、截面積小于了標(biāo)準(zhǔn)值、機(jī)械性能差、溫度系數(shù)過大等;
(3)動力設(shè)備、照明設(shè)備、插座箱等尺寸不合格、外觀差、鋼板厚度不夠,耐腐蝕能力弱等;
(4)所選用的電線管壁太薄,強(qiáng)度達(dá)不到要求,耐折性弱,鍍鋅層的質(zhì)量不合格等。這些問題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn),必須要在施工過程中引起高度重視。
(二)室內(nèi)線路負(fù)荷存在不合理
建筑電氣供配電的室內(nèi)線路一般都是敷設(shè)在墻壁之上。目前,室內(nèi)線路敷設(shè)存在的不合理主要可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述:
(1)在建筑墻體混凝土上安裝的暗配線管主要存在保護(hù)層不足、折模時(shí)外露、管道不通暢等問題。另外,在同一地方出現(xiàn)兩根或是三根以上的導(dǎo)管交叉安裝也屬于不合理安裝;
(2)因?yàn)榫€槽或是所選用的導(dǎo)線穿過樓板導(dǎo)致供配電系統(tǒng)的上下防火區(qū)存在著空隙;
(3)供配電系統(tǒng)中所選擇的原材料質(zhì)量、規(guī)格達(dá)不到施工要求,比如鋼管太薄、鋼管內(nèi)表面的毛刺過多、管徑太小或是太大等;
(4)所使用的穿線管,其彎曲半徑過小,并存在著彎皺、死管、彎癟等現(xiàn)象。管道轉(zhuǎn)彎時(shí),未設(shè)置相應(yīng)的過渡盒或是過渡盒的設(shè)置不合理;
(5)替代材料不合要求,比如利用薄壁管代替厚壁管、PVC管代替金屬管、黑鐵管代替鍍鋅管等;
(6)未對供配電系統(tǒng)中使用的鋼管進(jìn)行接地設(shè)置,亦或是接地設(shè)置不牢固。在管道通過建筑物的伸縮縫以及沉降縫時(shí),不按要求設(shè)置過路箱,使得管道的安全得不到保證;
(7)在焊接金屬管時(shí),不對焊接口的毛刺進(jìn)行處理,存在著“點(diǎn)焊”以及將管道焊穿等現(xiàn)象。什么地方該使用絲扣連接、什么地方該使用焊接,安裝人員不明確。這些問題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn),必須要在施工過程中引起高度重視。
(三)防雷接地工作未落實(shí)到位
對于建筑電氣供配電安裝來說,防雷接地是保證供配電系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。因此必須要重視防雷接地的安裝工作。目前,在這方面存在的主要問題有:
(1)引下線的截面過小,不符合引雷要求;未將防雷設(shè)置與高處屋面的金屬體以及構(gòu)筑物進(jìn)行有效的連接;
(2)采用非鍍鋅圓鋼作為避雷帶,致使觀感質(zhì)量過差,定位不合理;
(3)接地間隔不合理,接地埋深不足,焊接面不夠,防腐處理不當(dāng),接地電阻過大等。這些問題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn),必須要在施工過程中引起高度重視。
三、如何改進(jìn)建筑電氣供配電的安裝管理工作
(一)嚴(yán)把材料設(shè)備的質(zhì)量關(guān),保證其質(zhì)量符合要求
在建筑電氣供配電安裝和管理中,必須要重視對材料、設(shè)備的質(zhì)量檢驗(yàn),確保其質(zhì)量都符合施工要求。在施工材料、電氣設(shè)備送達(dá)施工現(xiàn)場以后,材料管理人員、工程師、質(zhì)檢人員、材料采購員等必須要相互協(xié)作,共同檢查材料和設(shè)備是否符合建筑電氣供配電安裝的要求,對材料、設(shè)備的型號以及規(guī)格、性能等進(jìn)行核實(shí),看其是否與設(shè)計(jì)一致。清點(diǎn)產(chǎn)品合格證書、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告、使用說明書、零部件等是否齊全,同時(shí)還要進(jìn)行外觀檢查,做好開箱記錄。在施工過程中,如果對材料的質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)疑,應(yīng)該立即進(jìn)行現(xiàn)場封樣,并將其送至相關(guān)部門進(jìn)行檢驗(yàn),確定合格以后才能投入使用。
(二)室內(nèi)線路敷設(shè)必須要安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)
委派專業(yè)人員負(fù)責(zé)室內(nèi)線路敷設(shè)工作,保證室內(nèi)線路的敷設(shè)質(zhì)量。
(1)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范下料配管,凡是不合格的管材不得投入使用;
(2)如果配管的長度不合要求,可以在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置過線盒,切忌接線;
(3)若薄壁管的內(nèi)徑≤25mm時(shí),可以使用規(guī)格不同的手動彎管器;內(nèi)徑≥32mm時(shí),可使用液壓彎管器;鍍鋅管也可按此要求選擇。對于PVC管,應(yīng)該根據(jù)其具體情況,選擇規(guī)格合適的彈簧彎管。在加工內(nèi)徑≥32mm的PVC彎管時(shí),可使用專門的烘箱,保證管皮不會出現(xiàn)變質(zhì)、裂紋、皺皮等現(xiàn)象。
(4)在對配管進(jìn)行加工時(shí),若明配管只有一個(gè)直角(即90°)彎時(shí),其彎曲半徑應(yīng)比管道外徑大4倍左右;若是存在兩個(gè)或是三個(gè)直角彎時(shí),其彎曲半徑應(yīng)該比管道外徑大6倍左右。對于暗配管,一般情況下都是彎曲半徑要比管道外徑大6倍左右。
(5)薄壁管以及鍍鋅管不得使用割管器切割,需要使用鋼鋸進(jìn)行切割。直徑≥40mm的厚壁管應(yīng)該使用焊接方式;直徑≤32mm的管道應(yīng)該使用絲扣連接。
(6)暗配在混凝土上的配線管,其保護(hù)層不得低于15mm,消防管線的保護(hù)層則不得低于30mm。
(三)防雷接地必須要做到位
目前,對防雷接地的改進(jìn)主要有以下幾個(gè)方面:
(1)在接地設(shè)置中,若是利用建筑供配電基礎(chǔ)鋼筋做接地,則主要使用外部以及內(nèi)部兩根對角主筋。在對其進(jìn)行焊接時(shí),不得使用點(diǎn)焊,必須嚴(yán)格按照要求對各焊接點(diǎn)進(jìn)行雙面焊,且焊接長度為鋼筋直徑的6倍。
(2)引線的截面必須大于避雷帶的截面,搭接處的焊縫必須要平整且飽滿,切忌出現(xiàn)夾渣、氣孔等不足。如果鍍鋅層被破壞,必須要進(jìn)行二次防腐處理。高出屋面的透氣管、金屬水箱、煙囪、鐵爬梯等都必須要與防雷裝置有效的連接起來。
(3)避雷腳的位置必須要合理,要進(jìn)行轉(zhuǎn)角對稱布置,接地體的埋深必須大于60cm,各個(gè)接地體的間距不得低于5m。
四、結(jié)束語
總而言之,對于建筑電氣供配電的安裝管理而言,必須要對其中的重點(diǎn)問題進(jìn)行明確,然后再根據(jù)具體的要求采取有效的措施,對這些問題進(jìn)行處理和改進(jìn),明確安裝管理中的重點(diǎn),保證建筑電氣供配電的安裝管理質(zhì)量。
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作者簡介:王筱珍(1963-),女,江西吉安人,廣東海洋大學(xué)信息學(xué)院,副教授;李一峰(1966-),男,山西孝義人,廣東海洋大學(xué)信息學(xué)院,副教授。(廣東 湛江 524088)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0045-02
電氣工程及其自動化專業(yè)是融電氣技術(shù)、自動化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的寬口徑應(yīng)用型專業(yè),在廣東海洋大學(xué)(以下簡稱“我校”)的人才培養(yǎng)方案中,“工廠供電”課程是該專業(yè)的一門重要課程,良好的教學(xué)效果對于培養(yǎng)電氣工程及其自動化領(lǐng)域的高級應(yīng)用型技術(shù)人才是十分重要的。筆者從事“工廠供電”課程教學(xué)多年,一直堅(jiān)持探索該課程的教學(xué)方法,至今已取得了較好的教學(xué)效果。借本文把多年來的教學(xué)方法總結(jié)出來,僅供同行參考。
一、上好首次課
要使學(xué)生對課程產(chǎn)生興趣,首先要讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)課程的目的、意義以及實(shí)用性。課程的首次課是課程的開篇課,是激發(fā)學(xué)生對課程產(chǎn)生興趣的最佳時(shí)機(jī)。我們在首次課中不急于講授課程的具體內(nèi)容,而是向?qū)W生介紹課程的內(nèi)容構(gòu)架及其相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、學(xué)習(xí)課程的目的和意義。緊接著布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)——某機(jī)械廠供配電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)按設(shè)計(jì)順序列寫詳細(xì),它們與教材目錄中的順序大致一致,例如:工廠的負(fù)荷計(jì)算;變配電所主接線方案的確定;短路計(jì)算;一次設(shè)備的選擇;繼電保護(hù)方案的確定及其整定計(jì)算;防雷保護(hù)及接地裝置設(shè)計(jì)。學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的解讀,可進(jìn)一步體會課程內(nèi)容構(gòu)架及其相互間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并初步了解課程內(nèi)容在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
二、課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)同步進(jìn)行
傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)是在課程的理論教學(xué)完成之后進(jìn)行的,其缺點(diǎn)是:學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)對課程內(nèi)容缺乏實(shí)用性的認(rèn)識。“工廠供電”課程是門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,需要學(xué)生一邊學(xué)習(xí)一邊練習(xí)。以前我們只要求學(xué)生做每章后的習(xí)題,但習(xí)題都是小題,且各章習(xí)題的練習(xí)內(nèi)容之間沒有關(guān)聯(lián),學(xué)生只是做些離散的習(xí)題。課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)同步進(jìn)行,學(xué)生學(xué)到相關(guān)的知識內(nèi)容就可進(jìn)行課程設(shè)計(jì)中的相應(yīng)內(nèi)容的設(shè)計(jì),學(xué)生就能及時(shí)地把理論知識與工程設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這樣,一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣性和積極性,另一方面以課程設(shè)計(jì)為綱,把課程內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來了。同時(shí),課程學(xué)完之時(shí),課程設(shè)計(jì)也基本完成,不需專門一周時(shí)間做課程設(shè)計(jì),節(jié)約了學(xué)生的時(shí)間。有些好學(xué)或自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)生甚至提前通過自學(xué)來完成課程設(shè)計(jì)任務(wù),達(dá)到創(chuàng)造性學(xué)習(xí)之目的。
三、采用多種教學(xué)模式
“工廠供電”課程內(nèi)容多、涉及面廣,而且工程實(shí)踐性強(qiáng),單一的教學(xué)模式和方法很難保證教學(xué)效果,應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容采用相應(yīng)的教學(xué)模式和方法。
(1)對負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)、導(dǎo)線截面選擇、繼電保護(hù)原理、無功補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容,仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,在課堂上講授基本原理和基本方法,讓學(xué)生課后通過課程設(shè)計(jì)去消化和擴(kuò)展。
(2)對工廠變配電所及其一次系統(tǒng)、高低壓供電線路與敷設(shè)、防雷接地、變電所結(jié)構(gòu)與布置等內(nèi)容,則先在課堂上講授基本理論、重點(diǎn)、難點(diǎn),然后把學(xué)生帶到學(xué)校的主變電房、圖書館變電房及工程訓(xùn)練中心(金工實(shí)習(xí)廠)變電房參觀見習(xí)。
(3)對變壓器、高低壓電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理等內(nèi)容,則主要在湛江變壓器廠和湛江高壓電器公司以實(shí)物教學(xué)為主,教師根據(jù)現(xiàn)場的電氣設(shè)備,介紹其結(jié)構(gòu)、工作原理;通過參觀變壓器的制造生產(chǎn)線,學(xué)生對變壓器的制造工藝、材料、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、出廠試驗(yàn)等有較深刻的了解。
(4)通過廣東華德力電氣有限公司的現(xiàn)場教學(xué),學(xué)生對工廠高低壓開關(guān)柜的種類、柜內(nèi)設(shè)備配置及其接線方式、繼電保護(hù)的配置及自動裝置等有比較好的認(rèn)識,同時(shí),學(xué)生可見習(xí)工廠供配電系統(tǒng)中的多種一次設(shè)備。
采用課堂講授、實(shí)物教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是:將抽象的知識具體化、感性化,可使一些枯燥乏味的內(nèi)容變得生動有趣,有利于學(xué)生較完整地建立起供電系統(tǒng)的概念;有利于充實(shí)“工廠供電”課程內(nèi)容,提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
四、布置文獻(xiàn)查閱性的作業(yè)
由于學(xué)時(shí)的限制,不可能在課堂上把課程所涵蓋的內(nèi)容都一一講清,特別是新設(shè)備、新技術(shù)發(fā)展很快,涉及面也很廣,很難在課堂上講得全面,只能是簡單介紹,而要求學(xué)生課后有一定的相關(guān)文獻(xiàn)資料閱讀量。為了監(jiān)督學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,一般要求學(xué)生撰寫相關(guān)的小論文,比如:論電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式;論低壓配電系統(tǒng)接地型式;工廠高低壓開關(guān)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢綜述;淺談環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)的發(fā)展;論非金合金變壓器的發(fā)展。
學(xué)生通過查閱文獻(xiàn),或?qū)δ骋粚n}理解得較深,或?qū)┡潆娤到y(tǒng)的新設(shè)備、最新技術(shù)及發(fā)展前沿有較全面的了解。例如,通過做“論電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式”小論文,學(xué)生對電力系統(tǒng)中性點(diǎn)各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)及其使用范圍、目前10kV城市環(huán)網(wǎng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式等就有較深的理解,其掌握的知識大大超過教材的內(nèi)容;通過做“工廠高低壓開關(guān)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢綜述”小論文,學(xué)生對工廠高低壓開關(guān)目前技術(shù)及未來的技術(shù)發(fā)展就有較全面的了解。
五、抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)
我校根據(jù)實(shí)際情況提出了培養(yǎng)“能安心、能吃苦、能創(chuàng)業(yè)”的“三能”型人才。“能安心”是指扎根基層一線、熱愛本職工作的敬業(yè)奉獻(xiàn)精神;“能吃苦”是指能經(jīng)受艱苦環(huán)境、艱苦崗位和各種困難的磨練,具有百折不撓的堅(jiān)強(qiáng)意志;“能創(chuàng)業(yè)”是指具有扎實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐技能,并善于靈活運(yùn)用于工作實(shí)踐的開拓創(chuàng)新能力。
“工廠供電”課程是一門實(shí)踐性和工程性很強(qiáng)的課程,有很多實(shí)踐技能和理論知識必須在實(shí)驗(yàn)中得到學(xué)習(xí)和提高。因此“工廠供電”的教學(xué),不僅要進(jìn)行理論教學(xué)的改革,而且必須高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)的有機(jī)結(jié)合,加深學(xué)生對相對抽象的理論知識的理解,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力,更重要的是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)能引導(dǎo)學(xué)生積極思維,主動尋求知識。
目前,我校開設(shè)的工廠供電實(shí)驗(yàn)有:繼電器特性實(shí)驗(yàn);10kV線路過電流保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn);電力變壓器差動保護(hù)實(shí)驗(yàn)。此外,還有兩個(gè)拆裝實(shí)驗(yàn):繼電器拆裝,讓學(xué)生拆裝電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、信號繼電器和中間繼電器等常見繼電器,使學(xué)生掌握常見繼電器的實(shí)際結(jié)構(gòu)、工作原理;高壓斷路器、變壓器、PT、CT、低壓空開的拆裝,這些電氣設(shè)備中有的是從學(xué)校變電房退役下來的。
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,對于10kV線路過電流保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)和電力變壓器差動保護(hù)實(shí)驗(yàn),我們只給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模峁?shí)驗(yàn)設(shè)備,要求學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)接線及步驟,經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師審閱后,學(xué)生完成接線。對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題,讓學(xué)生提出見解、發(fā)表自己的意見,提出解決方案,并對這些學(xué)生給予表揚(yáng)。這樣的實(shí)驗(yàn)有利于拓寬學(xué)生的思路,在很大程度上提高實(shí)驗(yàn)課的效果,提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。針對有興趣的學(xué)生,實(shí)驗(yàn)室在正常上班時(shí)間之內(nèi)都是開放的,學(xué)生可以根據(jù)課本上或者自己查閱的資料作實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步提高了學(xué)生的動手能力。
盡管拆裝實(shí)驗(yàn)既累又臟,但在了解設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理方面,其他教學(xué)方法難以替代,同時(shí)也是符合我校“三能”型人才培養(yǎng)目標(biāo)的。
六、抓好課程設(shè)計(jì),強(qiáng)化學(xué)生能力培養(yǎng)
正如前述,在本課程的首次課中就下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù),設(shè)計(jì)工作與理論教學(xué)同步進(jìn)行,邊學(xué)邊練。課程設(shè)計(jì)不但能加深學(xué)生對課程內(nèi)容及知識的全面理解和掌握,而且是對學(xué)生進(jìn)行工程訓(xùn)練非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是圍繞“工廠供電”課程內(nèi)容所做的綜合訓(xùn)練。在課程設(shè)計(jì)中,著重讓學(xué)生掌握工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和基本工程設(shè)計(jì)方法,鍛煉學(xué)生的工程計(jì)算和設(shè)計(jì)能力;使學(xué)生初步掌握供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法;培養(yǎng)學(xué)生遵守電氣設(shè)計(jì)相應(yīng)規(guī)范的意識。總之,通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到電氣設(shè)計(jì)工程師的初步訓(xùn)練。
課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,教師只下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書,給出題目、原始資料、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求。設(shè)計(jì)工作以學(xué)生為主體,充分放手讓學(xué)生獨(dú)立思考,獨(dú)立設(shè)計(jì)。教師的指導(dǎo)重點(diǎn)是抓總體方案制定,抓進(jìn)度,抓設(shè)計(jì)說明書的撰寫和圖紙的繪制,對學(xué)生設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤或不規(guī)范處加以引導(dǎo),由學(xué)生自己糾正或改進(jìn)。并且鼓勵學(xué)生多查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)規(guī)范,鼓勵提出多種設(shè)計(jì)方案,引導(dǎo)學(xué)生對不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。
為保障課程設(shè)計(jì)的順利實(shí)施,在課程設(shè)計(jì)中安排學(xué)生到我校的主變電房、圖書館變電房及工程訓(xùn)練中心(金工實(shí)習(xí)廠)變電房現(xiàn)場參觀見習(xí),并看其設(shè)計(jì)圖紙。
七、結(jié)語
“工廠供電”課程內(nèi)容多、涉及面廣,而且工程實(shí)踐性強(qiáng),傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法很難保證教學(xué)效果。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中,堅(jiān)持“理論+實(shí)踐”的指導(dǎo)思想,在“工廠供電”課程教學(xué)方法上作了一些探索和實(shí)踐,并取得了較好的教學(xué)效果。通過努力,學(xué)生的“工廠供電”課程學(xué)得扎實(shí),基礎(chǔ)牢靠,通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到了電氣設(shè)計(jì)工程師的初步訓(xùn)練。這些都為學(xué)生畢業(yè)后從事工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及維護(hù)管理工作打下了良好的基礎(chǔ)。
中圖分類號:U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一.前言
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是近年來隨著高速公路的發(fā)展而不斷興起的系統(tǒng),是為了適應(yīng)現(xiàn)代化高速公路管理的需要。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的自動化管理,同時(shí)還能促使高速公路的管理更加的科學(xué)化。本文筆者結(jié)合自己多年來在高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究,現(xiàn)簡要談?wù)剻C(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的作用,希望能夠使電力監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于高速公路,同時(shí)為電力監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展作應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
二.高速公路綜合電力監(jiān)控需求分析
在以往高速公路沿線的收費(fèi)站、互通樞紐、服務(wù)區(qū)、隧道或隧道群變電站或隧道監(jiān)控室全部靠人工進(jìn)行日常表計(jì)抄錄、操作控制、日常維護(hù)、故障巡查等,因此.每個(gè)變電站或隧道監(jiān)控都要配備24小時(shí)值班人員,人工成本高,效率十分低。高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)需求如下:
(一)監(jiān)視高速公路全線關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)和故障報(bào)警,如市電停電或高壓柜故障、發(fā)電機(jī)故障、收費(fèi)站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風(fēng)機(jī)故障等,確保高速公路安全暢通:
(二)對站的高低壓配電室、發(fā)電機(jī)室及隧道進(jìn)行視頻遙視:變電站偷盜報(bào)警及外場電力或照明電纜偷盜報(bào)警:
(三)對站高低壓配電室和發(fā)電機(jī)室進(jìn)行溫度遙測,并根據(jù)測量溫度控制室內(nèi)通風(fēng)風(fēng)機(jī):對隧道一氧化碳進(jìn)行遙測,并根據(jù)一氧化碳濃度對隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停控制:
(四)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無人值守,故障自動定位:
(五)數(shù)據(jù)、視頻及報(bào)警信息滿足高速公路分布式實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸要求:
(六)滿足高速公路所處環(huán)境和管理運(yùn)行所要求的可靠性與安全性要求:
(七)與高速公路運(yùn)行管理模式相適應(yīng),全線綜合電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無紙記錄,自動統(tǒng)計(jì),自動顯示與打印。
三.簡談機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)作用
1.有著遙信、遙測及遙控的作用
通過現(xiàn)場的控制的網(wǎng)絡(luò),整個(gè)電力設(shè)備的運(yùn)行的情況以及電量等等各種信息,將會通過光纖輸送到控制樞紐并自動的存放到數(shù)據(jù)庫中。只需要觀察工作站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的熒光屏幕,工作人員能夠直觀的知道設(shè)備運(yùn)行的具體的情況、電量、設(shè)備開關(guān)等情況,顯示甚至自動地打印所有的電量上下波動的的曲線、潮流越線報(bào)警和設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的報(bào)警,并經(jīng)過監(jiān)控中心來遠(yuǎn)程控制電力開關(guān)和設(shè)備。通過自身攜帶有通信接口的微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備,檢測線路的三相電壓、電流,功率、電量、頻率、設(shè)備溫度、斷路器狀態(tài)等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)速斷保護(hù)、過流保護(hù)以及重合閘等保護(hù)功能。
2.?dāng)?shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理的功能非常的強(qiáng)大,具體包括:遙測數(shù)據(jù)綜合的處理、系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)、報(bào)表的生成、數(shù)據(jù)的整合、事件順序記錄的處理;非尋常的情況、趨勢弧線的生成以及操作的記錄等提示的告警和打印;歷史文檔的采集、分析、整理和保存。
歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲的具體的情況,定時(shí)將數(shù)據(jù)從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫中,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳輸。
3.人機(jī)界面
機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠模擬接線圖的一些功能,比如報(bào)警的功能、實(shí)時(shí)顯示的功能、數(shù)據(jù)查詢的功能、圖形自動編輯的功能等。此外,機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有系統(tǒng)的自動的對時(shí)、容錯(cuò)、安全管理、通道監(jiān)視和站端系統(tǒng)維護(hù)等功能。
三.監(jiān)控系統(tǒng)組成
高速公路供配電系統(tǒng)的主要負(fù)荷有:收費(fèi)、通信、監(jiān)控設(shè)施的用電;服務(wù)設(shè)施、管養(yǎng)設(shè)施、收費(fèi)站等場區(qū)用電;特殊區(qū)段的動力及照明用電等。受當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件和地理?xiàng)l件的限制,路段變配電所通常都為分散獨(dú)立設(shè)置,同時(shí)配備柴油發(fā)電機(jī)組或者采用雙電源和UPS作為備用電源以提高一、二級負(fù)荷供電可靠性。機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式設(shè)計(jì),利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)將高、低壓設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)供配電的綜合自動化和網(wǎng)絡(luò)管理化。土千網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖,組成光纖環(huán)網(wǎng)。對于設(shè)備相對集中的區(qū)域,用通信網(wǎng)關(guān)構(gòu)成現(xiàn)場子網(wǎng)。現(xiàn)場設(shè)備采用RS一485/422或RS一232等通信接口和現(xiàn)場總線接入到通信集中器,集中接入主干網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、配電 站和通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò))組成。
1.監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心,采用多機(jī)單網(wǎng)模式,包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、 激光打印機(jī)等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)由服務(wù)器操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、支持軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中通信、分析計(jì)算,可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)一
次主接線圖、二次設(shè)備配置圖、系統(tǒng)運(yùn)行的曲線圖、電量報(bào)表、保護(hù)定值等各種數(shù)據(jù)信息,并且可隨時(shí)打印各種數(shù)據(jù)報(bào)表、故障信息、歷史記錄等,通過人機(jī)接口,實(shí)現(xiàn)對整個(gè)配電網(wǎng)(照明、動力等)的監(jiān)控管理。
2.通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)在機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)中處于關(guān)鍵的地位,它能夠把控制中心的控制命令準(zhǔn)確無誤的傳送到數(shù)量眾多的遠(yuǎn)方終端,反映并搜集遠(yuǎn)方設(shè)備的運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息,并提交到監(jiān)控中心。可以這么說,通訊系統(tǒng)就像快遞員,負(fù)責(zé)著把信息從監(jiān)控終端傳遞到各個(gè)端口。
四.監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)必要性
一般來說,監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對全線路面的交通、天氣等狀況的搜集與分析整理,但是在實(shí)際工作中,人們往往忽視機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用。而在實(shí)際運(yùn)營的機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)過程中,機(jī)電T程電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中是不可或缺的一部分。建立完善的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng),關(guān)系到收費(fèi)系統(tǒng)是否能夠正常、便捷的工作。
想要采用高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式,就必須有可靠的高速公路收費(fèi)系統(tǒng),同時(shí)要求該系統(tǒng)能夠便利、穩(wěn)定的工作。要保證收費(fèi)系統(tǒng)順利的工作,就必須保證供電系統(tǒng)能為整個(gè)系統(tǒng)提供正常的運(yùn)作環(huán)境。一旦發(fā)生停電的現(xiàn)象,雖然收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電,若是超過這個(gè)規(guī)定的上限的時(shí)間,市電仍然無法正常的供應(yīng),而備用柴油發(fā)電機(jī)又沒有自動切換啟動,則收費(fèi)站將在UPS電量耗盡后癱瘓,這將影響整個(gè)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)片區(qū)的收費(fèi)工作。故而,我們必須在機(jī)電工程電力監(jiān)測系統(tǒng)上做文章,加大投入,建立高效的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。這樣,就能夠迅速的發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)的排除問題,由監(jiān)控中心統(tǒng)一集中監(jiān)控,很顯然這樣就能夠大大的提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性,以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的高效性、科學(xué)性、自動性的目標(biāo)。
另外,現(xiàn)階段小偷盜竊高速公路沿線的電纜的情況非常的普遍,如果建立了機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng),就可以對全線的外場設(shè)備的供電情況進(jìn)行有效的監(jiān)控,當(dāng)小偷切斷電纜的時(shí)候,外場設(shè)備供電系統(tǒng)就會中斷,監(jiān)控中心的工作人員就會快速的收到供電異常報(bào)警信息,并根據(jù)外場設(shè)備的具體的里程樁號通知路政隊(duì)的工作人員上路巡查,這在一定的程度上,為當(dāng)場抓獲盜竊者提供了可能性,能夠極大的震懾電纜盜竊者,保衛(wèi)高速公路沿線的電纜的安全。因此,機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要的組成部分,一個(gè)相對完整的監(jiān)控系統(tǒng)毫無疑問應(yīng)該包含一個(gè)科學(xué)、高效、全方位的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。
四.結(jié)束語
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于高速公路的現(xiàn)代化自動管理具有重要意義,應(yīng)該注重加強(qiáng)這方面的研究和應(yīng)用。
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