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电气系统设计论文样例十一篇

时间:2023-03-22 17:44:31

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电气系统设计论文

篇1

1.1做到配电设计工作的完善

在开展设计活动的时候,首先应该考虑到的一点就是电力系统的可实施性。这一特性的达标要从两个方面来观察,第一整个系统的负荷能力的高低,第二是系统中所有设备的安全可靠性,同时不同的设备仪器要有配套的使用说明与技巧。在配电的过程中,要确保整个系统能够便于操作、调控,要运转灵活、高效、稳定。在电力设计过程中要达到系统的稳定性与安全性的效果,首先要做的就是提高材料的绝缘性能,最后再进行线路铺设的时候要确定线路之间的距离满足绝缘性的要求。

1.2提高电气系统的运行效率

为了提高整个系统的能源利用效率,达到节能的目标,在进行系统内部仪器装备使用的过程中就应该选择那些具有节能性的设备。此外,我们还可以通过负荷的均衡性、减少消耗等措施手段来提高系统运行过程中的节能效果。例如,在进行配电规划设置的过程中,要对配电负荷系数的确定也应该加强力度。在进行设备安装组合的过程中注意选择最佳的结构形式,也能够达到提高设备运行效率降低能源消耗的目的。

2电气系统中的节能设计技术

2.1减少电能在线路上的传输损耗

在设计阶段主要的目标就是达到节能降低消耗的目的,只有坚持这一理念,才能从根本上降低配电系统的运行压力,维持系统的正常、高效运转。因为在电力传递过程中,存在着过多的电阻压力,所以会对功率产生影响。通过电阻力的控制能够起到降低线路消耗的巨大作用。导线所能产生的电阻量和线路长度成正相关,与线路横截面积成负相关。所以,为了达到降低电阻的效果,我们可以从下面几个角度入手解决问题:

(1)选用电阻率小的材料来完成线路的铺设,工业电气设计中已较少采用铝芯电缆,多采用铜芯电缆。

(2)将导线的长度控制在规定的范围以内。减少线路铺设过程中的弯度,尽量选择直线型架线。此外,变为了缩减供电距离,最好在电压中心区设置变压设备。

(3)扩大导线的横截面。在国内经济初步发展的阶段,因为经济条件有限,所以进行线路设计铺设的时候我们对于线路运行长远经济效益的考虑总是不够。当前,对工程建设越来越重视整体和长远的合理性。在电力和建筑电气工程中推行按经济电流选择电缆截面是实现线路设计合理化的第一步。

2.2无功补偿

在整个电力体系中,无功功率占有的容量属于大部分,这在无形中增加了线路的压力,从而使得电网的电压处于不稳定阶段,对于电网的有效运行产生了极为不利的影响。对于电能使用者来说,从外观上来看无功功率的因数不足,当它达到0.9时,使用者就要根据实际情况上交一定的罚款,所以也会增加使用者的经济成本,这就要求我们要从下面几个方面出发进行相应的调整,以维持良好的经济效益:第一,将电容器作为最主要的补偿设备,通过该容器的容纳量来对参数进行详细的确定,希望通过这些数值来完成计算工作;二是考虑电网的运行情况,要十分了解补偿线路和负荷情况,如果固定负荷较多,应该采用静态补偿方式,反之,对于变化的、不连续的负荷较多应考虑动态补偿方式。第三,完成接地装置,能够遵循就近原则,就能够实现运电系统效能的降低。

2.3滤波器

因为系统中电气装备仪器的不断增多以及其它一些因素的影响,所以出现的谐波电流量也会不断地增多,而这些电流所导致的电压的产生会引起电压的畸形转变,导致电网仪器装备出现一些错误的举动。所以,为了降低电压,就应该采取有效的措施进行谐波的消除,为了达到这个效果最好的途径就是使用消波仪器。

2.4其他形式的节能

为了达到节能的效果,除了使用上面的一些措施以外,还可以通过其它一些方式,比如:通过光能的有效使用,在耗电活动中,家庭照明所占的比例占了大部分,所以,选择一些具有良好的节能型的照明设备将会起到良好的节能效果。这样也能起到系统性的节能作用。

篇2

通讯系统可以说是汽车电子信息系统的核心和中枢,同时也是车辆内部系统和外部网络实现信息交互和重要桥梁,对于实现系统的各项功能而言有着不可替代的作用。从目前来看,在汽车电子信息系统中,最为常用的是GPRS无限数据传输系统,按照相应的网络协议,利用传统GSM网络的相关资源,进行数据的传输工作,可以保证数据传输的速度和质量。不仅如此,在不断的发展过程中,全球的运营商都针对商用GPRS系统进行了研发,为车载通讯系统提供了必要的网络支持,也使得汽车电子信息系统有了一个接入时间短、传输速率高、安全可靠的信息交互平台。

2车载嵌入系统

在科技发展的带动下,车载系统的嵌入技术愈发成熟,逐渐成为汽车信息网络的控制中心。车载嵌入系统可以对车辆内部设备的运行状况进行检测,一旦发现异常,可以立即向驾驶人员发送相应的警报信息,如语音提示或灯光信号等,同时针对故障进行前面细致的分析,向驾驶员提出合理化建议,如停车检修或者调整路线前往维修点等,对安全事故进行规避,保证行车安全。在车载嵌入系统中,利用相应的处理器、GPS接收机、GPRS模块以及人机交互接口等,可以构建出一个具备强大通信能力和信息处理能力的平台,利用无线通讯、蓝牙数据交互等网络通讯技术,实现信息的交互和共享。系统的标准化和模块化设计不仅便于系统功能的实现和维护,也使得其具备良好的拓展性,可以实现车辆定位、动态导航等功能。

3外部系统

从目前的发展情况看,外部系统包括一个专业的门户网站,可以为每一位用户提供个性化的服务,满足用户不同的使用需求,同时还可以根据相应的情况,进行动态更新,为用户提供完整、合理、准确、可靠的信息。需要进行动态更新的情况包括:汽车自身的地理位置,或者用户指定的道路路况图;用户的具体需求;与汽车服务供应商服务协议的相关内容;汽车在行驶过程中遇到的特殊状况。

汽车电子信息系统功能的实现,不仅需要相应的硬件资源,还需要良好的软件支持,因此,做好系统软件的设计工作是非常重要的,应该重视以下两个方面的内容:

篇3

引言

随着我国电力建设事业的发展,大容量发电厂和超高压远距离输电线路正在建设和投入运行,电力系统稳定问题更显突出。电力系统失去稳定,往往会造成大面积的停电,给国民经济带来严重损失,如何提高电力系统的运行的稳定性成了一个迫切要求解决的问题。

本文通过分析当前各种PSS应用情况发现发电机励磁系统和电力网联系密切,调速系统和电力网联系较弱。所以本文研究调速侧电力系统稳定器对低频振荡的抑制效果,并用MATLAB仿真多机无穷大系统中GPSS对低频振荡的抑制作用。

1 电力系统低频振荡的抑制措施

从控制手段方面来看,国际上目前最常见的方法为励磁系统附加稳定控制。这种方法的研究经历了比例式控制、“PID”型电压调节器、电力系统稳定器(PSS)、线性最优励磁控制方式(LOEC)以及具有自适应能力的最优励磁控制器几个阶段。在这些励磁系统附加稳定控制的方法中,应用得最普遍、最成功的是PSS。目前,PSS已在世界各地被广泛采用,主要是因为有大量的实践证明用PSS来抑制系统低频振荡是一种经济、简单易行而且有效的方法 [1]。

2 GPSS原理及计算方法

2.1 水轮机特性及其传递函数

2.2水轮机调速器特性及其传递函数

调速器是这样设计的,当原动机转速下降低于参考水平值时,它使输入能量增大。反之, 转速高于参考水平时,它使输入的能量减小[3]。

本文将采用IEEE委员会报告中,推荐的水轮机机械液力调速器的模型[4]进行仿真分析。

2.3 GPSS的传递函数

3.1三机无穷大系统仿真

4结论

提高电力系统稳定性可以提高供电系统电能质量,减少故障的发生和故障严重性,这直接减少在这方面的经济损失对整个电力系统有着重大意义。低频振荡是影响电力系统稳定性的重要方面。随着技术的发展,大容量发电厂和超高压远距离输电线路正在建设和投入运行,电力系统稳定问题更显突出,低频振荡时有发生严重影响电力系统稳定性。GPSS从和电力系统联系较弱的调速侧入手,实现较强的鲁棒性控制,通过调速控制实现以改变系统阻尼可谓另辟蹊径。这一观点的提出为提高电力系统稳定性做出了突出贡献。

参考文献

[1]王敏.电力系统低频振荡的原因与对策闭[J].广东水利水电职业技术学院学报,2004,2(1):1-4.

[2] 商国才.电力系统自动化[M].天津大学出版社,1996.

[3] 余耀南.动态电力系统[M].水利电力出版社,1985.

[4] 袁季修.电力系统安全稳定控制[M].中国电力出版社,1996.

篇4

由于技术等方面的制约,我国目前大多数船舶设计软件在电气设计方面仅具备绘图功能。而船舶的电气系统设计是一个需要多专业协作的复杂过程,涉及到大量的设计方案的确定、分析模型的建立、各种设备的评价选优等工作,若靠人工的操作不仅消耗大量的时间而且工作精度不高,严重影响设计的效率和质量,本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化等关键技术在船舶电气系统智能化设计中的应用。

一、船舶电气系统设计

船舶的电气系统是一个复杂的系统,各个电气系统规律性不统一,而且现在的新的电气控制系统更新换代速度快,所以在设计中要考虑到系统能实现常规计算机辅助设计功能以及资料管理,具有计算生成、自动校验、数据交换等智能化功能的基础。综合上述要求,船舶电气系统设计主要是通过调用第三方绘图软件和Windows 应用程序的技术方案来实现系统需求,主体框架分操作界面、主程序、参数绘图模块、数据库、资料库五个部分。

(1)操作界面:主要有项目管理、图纸管理、计算书生成、材料报表生成、电气绘图、标准图框生成、标准符号生成、三维模型生成、数据交换以及帮助十个

主界面。对于功能和需求比较复杂的主界面,为了进一步的实现系统的功能需求,配有子界面,例如电气绘图主界面配有页面管理、设计布置、参数绘图、对象编辑四个子界面。

(2)主程序:指为了实现操作界面的相关操作,主要是为了实现项目、图纸管理,计算书、材料报表生成,电气绘图,辅助设计模块的相关程序以及接口程序。

(3)数据库:数据库是整个系统的核心部分,主要保存着零件及设备的参数、项目信息等,主要分为管理数据库和项目数据库管理。而且在系统中,每个项目都有自己的项目数据库,用于存储其所有电气系统、电气设备以及资料信息.

(4)资料库:保存所有船舶电气设计过程中涉及产生的图纸和文档资料.

(5)参数绘图模块:目前的船舶电气系统中,主要包括电力一次系统图、广播系统图、照明系统图以及照明布置图四个部分。

二、船舶电气智能设计对象分析

为了更好的实现电气设计的智能化,本文对设计过程中涉及的对象进行了简单的分析。设计对象主要分为船体背景、电气器材和设计管理信息三大类。

1、船体背景

在船舶的电气化设计,船体背景是一个必须要考虑的重要因素,主要是指甲板的环境变量和设备所在的区域属性。即在电气系统图设计时,需要在图纸上按照设备所处甲板对设备进行划分,确定每个设被的准确位置;再对设备进行布置时,需要考虑设备所处区域的环境变量。

2、电气器材

这里的电气器材主要是指电缆和电气装备。在电气系统的设计需要对电气器材的属性有具体的了解。对于电缆的属性主要是型号、规格以及和前后设备的拓扑关系。而电气装备的属性则想多比较具体,主要有二维符号、三维模型、名称、代码、额定功率、功率因数等。

3、设计管理信息

主要是在设计过程中,为了方便管理,将设计管理分作船舶项目、系统、子系统和功能模块四级,并建立结构树,进行相关的属性信息管理。

三、船舶电气智能设计系统关键技术分析

船舶电气智能设计系统中,运用到的高新技术众多,本文主要是介绍了船舶信息数字化、功能模块参数化两种关键技术。

1、 信息数字化技术

信息数字化技术在船舶电气智能设计系统中,主要将设计中设计到的对象进行相关的数字化信息处理,即根据相关定义原则,将约束条件和属性采用相关的数字代替具体的信息,然后对上述船舶电气设计中需要设计的对象采用相关的数字描述,建立船舶电气数字化模型。数字化过程中主要采用面向对象方法学,将船舶看作由各种“对象”组成的整体,然后根据相关的约束条件对各对象的归类、设计以及定义属性、方法以及响应的事件,使其能满足计算机的识别和处理功能。

2、 参数化方法

在船舶电气设计中,比较常用的方法就是查询修改母型船。但是该方法在查找过程中需要进行大量的信息处理,本文针对该特点采用了参数化方法。参数化方法主要是对电气系统图纸采用参数进行量化和识别和相关功能模块的描述。主要进行参数化的因素有船舶类型、装载(工作能力)、航区、自动化标志、电力推进、主机、主电源和大型机械设备等。参数化模块主要是指描述描述系统功能的特征项,包括图面需要表达、绘图需要的各方面。

本文以船舶电气智能设计系统中数字化、参数化设计方法为基础,介绍了AutoCAD中的ActiveX技术及XData技术,详细探讨了使用该技术对船舶电气AutoCAD图纸(.dwg)的识别与再设计方法,并给出使用VB语言实现船舶电气再设计功能的关键源代码.该技术在船舶电气智能设计系统中的应用解决了AutoCAD图形与数据库关联的问题及其图形对象难以被计算机识别的问题。该技术的应用能够大大缩减母型船转化的速度,提高设计效率,缩短设计周期。同时,该技术对基于AutoCAD平台设计的其它专业也有参考价值。

总而言之,随着我国科技的日新月异,计算机技术的快速发展,我国的船舶电气智能化设计将会有很大的进步,步入真正的智能化阶段,将大大的缩短设计成本以及设计周期。

参考文献:

[1]纪卓尚,王言英,林焰,戴寅生,马坤,刘玉君.船舶CAD/CAM在大连理工大学的研究与进展[J],大连理工大学学报,1995年06期

篇5

1.前言

云南某千年古寺为国家重点文物保护单位,历史上曾两度遭遇火毁。2009年的地震导致古寺大部分建筑受损,现正进行统一修复,而消防系统设计与实施便是其中一项重要任务。

2.火灾危险性分析

1)火灾荷载大,耐火等级低

寺院以木材作为主要的建筑材料,以木构架为主要的结构形式,火灾危险性极大,而建筑构件的耐火等级很低,并且由于寺院是建在山上,发生火灾后火势能够迅速蔓延,极易形成立体燃烧。

2)建筑之间无防火间距,容易出现“火烧连营”

寺院以各式各样的单体建筑为基础,组成各种庭院。在庭院布局中,基本采用“四合院”和“廊院”的形式。这两种布局形式都缺少防火分隔和安全空间,如果其中一处起火,一时得不到有效控制,就会形成“火烧连营”的局面。

3.消防系统设计

由于寺院存在上述火灾隐患,而对其实施保护又具有极其重要的意义,因此,必须加强消防安全对策。古建筑消防安全不仅要以扑灭火灾为第一目标,而且还要最大限度的保护古建筑的整体结构及形式。因此,火灾探测技术及消防安全措施的选择就显得尤为重要,必须能够因地制宜的达到早期探测和早期灭火。整个工程中消防系统包括消防电气系统及消防灭火系统。

1)消防电气系统设计

消防电气系统包括火灾自动报警及联动控制系统、消防广播系统、消防电话系统、应急照明和疏散指示系统。

(1)根据本工程对火灾自动报警及消防联动控制系统的要求,经过认真细致的研究和论证,为该工程提供以下配置方案如下表1所示。

(2)根据《古建筑消防管理规则》及《火灾自动报警系统设计规范》,并参照故宫等国内古建筑领域的常用探测保护方式,在本次设计中采用了点型感烟探测、点型感温探测、极早期吸气式探测以及视频火灾探测。

其中,视频火灾探测系统是现代消防的最先进技术。本工程在大雄宝殿设置一套8路视频火灾探测系统,大雄宝殿空间高大,点式探测器不能满足规范的设置要求,其他探测方式对古建筑的美观及使用会有一定的影响,综合以上因素,设置了视频火灾探测系统。它的特点是:

2)消防灭火系统设计

寺院属于国家级文物保护单位,为保持寺内建筑的原貌,建筑内不便安装传统的室内消火栓系统和自动喷水系统,又由于寺院建筑比较集中,道路陡峭狭窄,消防车难以到达现场,鉴于本工程特点,在建筑内部设置灭火器,建筑外部设置室外消火栓系统,设置在室外的消火栓采用“室外用室内型消火栓”,在火灾初期,可使用灭火器将火灾扑灭;当火灾较大时,可直接使用消火栓系统进行灭火,无需消防车加压或供水。

(1)消防蓄水池设计

根据现场地质勘查报告,蓄水池设计选址在寺院西侧一百米左右地方,水池长约8米,宽约10米,蓄水池内有效水深3米,蓄水量约为240立方米,以满足寺院消防用水的需求。

序号

保护区域名称

保护措施

火灾自动报警系统

联动控制系统

消防广播系统

消防电话系统

应急照明和疏散指示系统

1

鼓楼

2

钟楼

3

藏经阁

4

禅房

5

客堂

6

大雄宝殿

7

地藏殿

8

方丈室

9

圆通殿

10

后轩北院

11

斋堂

12

篇6

中图分类号:TM7文献标识码: A

前言

在整个变电站的电器系统设计中,各个主要部分的链接是建立整个电力系统的关键所在,电气化系统的设计可以清晰明确变电站内部变压器和各种电压线路以及所需设备的链接是否正常,各个部件之间的链接是否达到最大限度的联系,也可以载明变电站内各种设备之间的链接方式和方法。变电站电气设备主链接的设计思路主要是根据变电站的电压级别和变电站的性质选择出一套与变电站的电器设备相符合的电器设备链接方式。变电站的主链接方式的选择可以直接影响到所处整个电力系统的和变电站的运行安全与否,因此,在实际的工作中,我们要想保证电力系统的平稳安全运行就在做好基本工作意外还需要在一定程度上关注变电站对电气化设备的选择以及其他配电设备的的采用,比如想主变压器的采用设备的性能程度会直接影响到变电站乃至整个电力系统的安全性和经济性,必须引起重视。

一、对变电站一次部分电气设计

由于在我国的农村电网设施以及变电站的设置较为偏少,电站之间的距离较长,对电路的耗损随之加大,这样势必会造成到用户的的电压过低的具体情况,在日常的生产生活中这种低电压肯定会影响到居民的生产生活质量。为了改变在广大农村存在电力的问题,我们力争改变目前的现状,在满足人民的基本生活的要求后,也要为农业的发展提供便利条件。因此,本论文认为应在我国的农村建立一批小型的变电站,所建立的电站的电压应保持在110KV,具体的地理位置应选择在城市的发展区和交通较为方便的地方。

在建设的变电站电器的一次部分应采取110KV的进电,因为变电站的选址在交通较为方便的区域,所以变压器应为三相电。对变电站一次部分的电气设计的主要目的就是选择接线形式、设备等和对变压器出路和继电的保护等。对电气的设计我们应以电力供应和传输的安全、平稳和低损耗为原则。

1、要根据所带负荷的程度来选择变压器,一般情况下,一次部分的电气设计所涉及的范围较广内容很多,另外还要根据不同的电压低等级和类型性质等进行具体侧重点的设计,应根据实际情况具体分析具体操作。

2、在设计过程中需要根据变电站的规模和具体情况进行设计,其中需要注意的是,设计中所选用的主变压器必须要满足在输送过程中对电容的需求,需根据电力系统的具体规定选择,再将变压器的允许负荷能力考虑进去。

3、变电站电气系统的设计的重要部分是电气主接线,这个应该根据具体的立项方案执行,所应准备多个主接线方案供参考,这主要是根据线路的出入回数、电压级别、变压器的台数等众多因素的不同设计的方案。对于方案的选择主接线的要求从技术上和可行性上两个方面进行论证。首先通过技术手段对所有的设计方案进行甄选,对于那些明显不合格的设计方案要先去除,接下来再运用具有可靠性的定量分析模型等进行计算比较,选择在技术上最优的两到三个主接线方案。对于变电站电气设备的选择就必须根据既定的额定电压和额定电流进行选择,在根据短路情况出现的条件检验他的相关稳定性。

二、电气二次部分的设计

经过我们对于110KV变电站的了解和研究,初步确定变电站电气二次部分的设计布置和各级电压的配置装备,另外就是随着电气化自动信息化的发展趋势,还应该对变电站电气系统的自动化系统的配置所要求的直流电的数据。我们从以下几个方面进行着重分析,1、从在电力调度方面来看,我们可以尽可能的借助现代化技术手段对变电站的分布进行远程控制,并在相关系统的配置运行上装备相关保护和预防装置。2、从负荷增长方面来看,我们需要提前讲明建立变电站的必须性,在确定前者后我们再根据将要建立变电站的总括和走线方向等方面进行考虑,经过对所能承载的负荷资料尽享详细分析,以及变电站的安全性和运行性考虑确定电力规格和电站的主接线,最后通过负荷计算出在一定区域内所需要的建立的变电站台数,以及所要配备的变压器和电容器等设备的数量和型号等。最后,在依据所拟建变电站的最大持续工作电流量和短路的计算分析结果做出相关保护措施,如:变压器保护、母线保护、防雷保护等。

另外,就是根据当前施行的电力系统设计要求的规定,设计一个110KV的变电站的电器设备二次部分里继电保护是电力系统安全平稳运行的一个重要环节和障碍,在本文的变电站电气系统的设计的继电保护的设计中我们结合了实践工作以及当前我国在继电保护里的主要问题进行重点研究,对继电保护的安全及反应灵敏性都采用计算机技术进行监控,使其能够智能化的处理状况,对电气系统进行足够的保护。对于110KV线路的配置保护是采取定段距离保护,在内条线路上都装置上反应快速,能在故障发生的第一时间切除故障,对变电站的电器设备进行保护的,且性能相对较好的故障录播装置系统,已达到对母线进行保护的目的。在电力系统设备中的电力变压器是整个系统中的重要电气设备,变压器的故障对整个供电系统的安全稳定性运行都会造成很严重的后果,其次还有变压器是相当贵重的设备,所以,我们一定要根据变压器的保护对其负荷的电容和电压进行精确地控制,确保保持良好的运行。

三、高低压配电设计

在对高低压配电的设计上所需用的配电装置必须满足在充分考虑经济性和安全性的基本的要求外,还需对高低电压等进行负荷等级的评估设计做出相关配电装置。所谓的一级配电设备是整个变电站的主动力中心,这些设备一起安装在电力系统的变电站,经此将电力发送给下级的各个配电设备。由于这套设备属于第一级降压设备,所对其的电气参数和电容等数据会要求很高。动力配电柜和电动机控制中心一起构成变电站的二级配电设备,配电柜的使用较为分散,且回路较少的环境,而电动机控制中心则恰恰相反没适用于较为集中的环境。他们按照以及配电设备的要求将电力分配到相应负荷的二级配电设备。高低压配电设计的目的就是将上级的高电压电能通过高低压的配电装置将高压电转入低压电,在配送到下一级电网,这可以对负荷提供了保护监控等作用。

四、总结

综上所述,在对110KV变电站电气系统的设计我们已经有了较为详细的方案,但在实际的工作中,我们还需要根基变电站的实际所处的情况和环境进行具体的分析和研究,相信在我国的电力系统不断发展的大环境下,变电站电气系统的设计将会更优化,取得令人满意的系统设计。本文介绍的110KV变电站电气系统设计的结构、布置、配置等实在长期工作实践的基础上得到的体会,望能为电力行业的同仁们参考,所设不足之处还望批评指正。

参考文献:

[1] 黄纯华.工厂供电[M].天津:天津大学出版社,2001.

篇7

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

中图分类号:TG502.34文献标识码:A文章编号:

目前我国正处于城镇化快速发展的时期,每年有大量的建筑工程项目完工和在建。目前,我国建筑能耗巨大,其能耗已占全社会总能耗的30%左右。与此同时我国建筑还面临着能源利用效率低下的问题,目前我国单位建筑能耗比同等气候条件下的发达国家高出2~3倍。据有关专家预计,到2020年,我国城市化水平将超过60%,这意味着我国建筑能耗还将以较高的速度增长。在建筑能耗中电能是一个重要的方面,如何降低损耗、高效利用电能,将节能技术合理应用到工程项目当中已成为一个越来越重要的问题。

一、建筑电气设计的内容

建筑电气设计应该在认真的执行国家技术经济政策以及有关国家标准与规范的前提下,进行工业以及民用建筑的建筑电气的设计,并且能够满足保障气居民人身、财产、电气设备以及建筑物安全、供电安全、电气节约以及经济合理等要求。设计还需做到以下几点要求:方案合理、技术优良、运行安全和满足相关建筑电气规范,建筑电气设计的目的是通过对各个电气系统的设计实现电气系统简捷实用、便于操作、管理以及维护,减少综合投资预算。

主要包括低压配电系统、强电部分,弱电部分。低压配电系统主要是负荷等级的划分和对应的供电要求,以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等要求。配电线路系统设计应根据线路要求、电压等因素线路的走向,配管材材料、型号和规格,导线型号等设计制作平面图。电气设备的选择涉及很多因素,首先要考虑的是产品性能与质量,其次是经济性。随着人们保护环境的意识越来越强,环保产品和节能产品也是我们要考虑的新的因素。但是没有百分之百可靠的系统和设备,我们还要对各种可能发生的意外情况进行保护,这是电气设计工程师要履行的职责。强电部分内容包括:低压配电系统设计、照明系统设计,防雷以及等电位接地的设计;弱电部分内容包括:有线电视系统设计、电话系统设计和宽带网络系统设计。

二、建筑电气设计节能的基本原则

建筑电气设计节能的基本原则是电气施工的重要指标,只有在满足原则的前提下,我们才能既保证建筑工程电气施工的科学合理性,同时又达到节能的目的。具体的原则主要包括以下三个方面的内容:

2.1建筑电气设计节能应当满足建筑物的各项功能需求

通常来说,建筑电气施工应当满足建筑物的照明需求以及色温、显色等指数;满足舒适性空调的风量和温度,即建筑的舒适卫生需求;此外,还应当满足建筑工程的运输畅通、通风顺畅等公用性需求以及娱乐场所电气设施的用电、展厅工艺照明、电力用电等非凡工艺的各项要求。

2.2节省无谓消耗的能源

节能的基本出发点就是节省无谓消耗的能源。这就需要我们首先考虑建筑物的那些能源消耗是与建筑物发挥各项功能不相干的,然后再考虑具体应采取什么样的节能措施。比如说变压器的功力损耗以及传输线路上的有功损耗等。

2.3节能应当考虑实际的经济效益

节能应当从当前的科技水平以及基本国情出发,不能因为注重节能而过高的提高工程的成本,增加项目整体的运作费用,最好的节能规划是让因为节能而增加的部分投资,在几年之内或者是较短的时间内用节能下来的运行费用回收回来。

三、如何实现建筑电气工程的节能化

3.1优化建筑电气系统的节能设计

要想保证建筑电气节能工程的顺利开展,首先需要做的就是要完善建筑电气系统的节能设计,对此,设计单位需要严格要求设计人员,对于每个环节的建筑电气工程,都需要有详细的电气负荷计算书,并根据实际的情况采取相应的节能措施。同时还需要注意的是,在进行建筑电气节能设计的时候,要秉承“以人为本、尊重实际“的设计理念,设计之前深入现场做好调查工作,制定完善的设计方案,同业主进行有效地沟通,在设计时充分考虑电能符合特点、建筑电气的实用功能要求以及周围的综合环境等,经过前面的分析之后最后确定完善的方案。在设计的过程中,需要根据季节的变化设计出灵活的投切变压器,从而实现节能经济运行,减少不必要的能耗损失。

3.2加强建筑电气节能管理

实现建筑电气节能除了要加强改进技术之外,最重要的还需要进行建筑电气的节能管理,在保证技术的同时可以实现监管,保证节能目标的实现。要加强管理,首先需要建立健全的监管机制,制定完善的监管政策,保证管理工作的顺利进行和建筑电气节能工程的顺利进行;其次要加强管理者的管理技能,使管理者熟知建筑电气节能的基本程序,避免管理过程中出现差错,如可以定期进行管理者的技能培训,增加他们的管理理论知识水平和建筑电气节能常识,还可以在平时利用多种手段进行宣传,使得这种节能的意识深入人心,这样在管理过程中就更为得心应手;最后需要建立奖惩制度和激励机制,充分调动各方面人员的积极性,保证在监管的力度下能够实现建筑电气节能的目标。需要注意的是,由于建筑电气节能在很大程度上取决于建筑电气设备的运行状况,所以说需要认真管理,使得各种设备有效且安全的运行。

3.3保证施工过程中的各个环节实现节能

要想实现建筑电气节能目标,除了要采用新型的节能技术和加强管理之外,还需要保证施工的每个环节实现节能,这就要求在设备选择上格外注意。首先需要合理选择变压器的型号和规格。为了实现节能的目标,减少电能的损耗,可以适当的降低变压器的负载率,但是这样又会造成工程投资的提高。采用非晶态合金作为变压器的铁芯,这样能够拥有特殊的磁特性,与普通的材料相比同容量能够降低损耗达到80%左右,所以说选择合理的变压器十分重要。其次要选择合适的电缆和电线。线路要尽可能走直线以减少导线的长度,低压线路要少走回头先,减少电能的损耗,同时要保证变压器接近负荷中心,减少供电的距离。同时需要注意的是可以增加导线的截面,还可以利用某些季节性的负荷线路减少线路和电阻。最后需要注意保证电动机的节能。实现电动机的节能主要需考虑电动机的工作效率和功率因数,因此说要实现电动机的节能,在进行选择时一定要正确掌握其负荷特性,分清是否是连续的。而为了降低无功功率流动引起的能量损耗,需要改变电容器集中安装的做法。

3.4合理选择节能设备

合理选择建筑电气的节能设备也是实现节能的一个至关重要的措施。能源的浪费主要是光能和热能,因此,首先需要合理选择节能光源,荧光灯在节能方面应用的十分广泛,气体放电光源也由于其结构简单、使用寿命长、光效高以及无电磁辐射等优势成为建筑电气节能照明的首选。同时还需要选用节能的设备,诸如节能变压器和电动机等,这些都能够减少能量的消耗,实现建筑电气节能的目标。

四、结束语

总的来说,建筑电气设计中的节能是一项系统化的工程,需要我们从当前的电气节能技术以及整个电气项目的各个环节来综合性的进行考虑,具体的技术与措施的采用需要我们不断的进行发掘与创新,才能保证建筑节能规划越来越符合现代化的节能需求。

参考文献:

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现代社会,科技不断发展、经济持续进步,对电力系统、电能供应质量等的要求越来越高,电力网络系统也正在逐渐走向发展与完善,变电所电气部分设计中,接线设计占据十分重要地位,因为接线系统设计水平会极大地关系到电气系统的运行质量、工作状态,因此,必须加强对变电所电气接线的设计。

一、35kv变电所电气一次部分设计的整体分析

所谓35kv变电所电气一次部分就是一次接线,高压电器设备通过连接线构成的电路,其能够接收并分配电能。一次接线能够从总体上反应不同设备的功能、链接方式、不同电路间关系等等,对应构建出变电所电气主要构造。电气主线在整个电力系统中发挥着关键而重要作用,因为电气主线设计与链接质量直接影响着供电质量、线路运行状况等重要因素,甚至关系到配电设备的布局、继电保护的装配等等,因此,电气主线的设计必须要达到以下标准:安全稳定、自由灵活调动、便于检修等等,只有这样才能体现出其经济性特征。

1、电气主接线的设计标准

(1)确保安全供电,维护电能质量

电力系统运行的根本就是要安全、稳定,减少停电次数与规模,从而减少发电厂自身以及其他用电行业客户的损失,而且故障性断电还可能造成供电设备损坏、报废,社会安定受到影响等等。这其中所带来的损失是巨大的。

所以,电气主接线的设计必须本着供电安全稳定的原则,其中要确保电压合理、频率合理、供电线路连接正确等等,只有具备这几点基本要求,才能确保电能质量,主接线必须在不同工作状态中达到这些基本标准。

(2)富于灵活性、便捷性

电气主线在供电运行过程中安全、稳定的同时,也要具有一定的自由度和灵活度,例如:当电力系统出现故障时,电气设备需检修时,电气主线能够方便、灵活地被调度,能够及时转变运行方式来维持供电系统持续供电,尽量控制停电范围与时间。

(3)成本合理、经济廉价

在确保供电安全、稳定、高质的前提下,主接线设计也要本着经济实惠的原则,要确保对设备的成本投入最少,所占空间最小、转移费用最低,为了控制设计成本,尽量一次性设计成功,并实施分期投资战略,这样才能有效控制成本投入量,创造良好的经济效益。

(4)具有可塑空间

任何电气部分的设计都不是一成不变的,需要随着时代的发展、科技的进步实时变化,这就需要在主线设计方面留出可塑空间,一方面要顾及到最终接线能够顺利运转,另一方面也要考虑到分期过渡的情况,要为日后的电力系统施工检修等提供方便。

2、具体设计方法

电气主接线的设计过程与方法应该包括以下方面:

第一,综合、全面地分析设计原则、设计图纸以及其他相关资料信息。

第二,科学抉择所需配置的发电机数量、单个发电机的容量,编制出科学的、适合性的主接线模式。

第三,对主变压器的数量与容量大小做出正确的判断与选择。

第四,厂用电源的引接。

第五,深入分析情况,判断有无限制性短路电流接入的必要,对应采取科学的解决对策。

第六,将所选择的设计方法、组织方案等进行综合对比分析,从经济、技术这两大方面进行对比,从而得出一套最科学的接线方法。

二、35kv变电站电气一次部分设计研究

1、主线设计主体设计方案

要想确保主接线安全、稳定地运行,首先要确保电气设备运行的安全可靠,因此,要优选质量好、安全系数高的电气设备,从而使接线简单化,一方面要保证主接线安全稳定、灵活变通,另一方面又要确保其成本低廉、投入小,占地面积小。

本着以上标准和要求展开电气设计,才能打造出科学、合理,令人满意电气设计类型。

2、具体设计过程

遵照上面的设计方案,对于35kv变电所电气部分主接线的具体设计步骤体现为:

引入一台半断路器进行接线设计,如果进出线回路数大于或等于6回,可以选择此断路器接线,相反,则可以选择双母线接线法,但是前提是要确保其能够维护电力系统的安全、持续、稳定运行。

在一台半断路器接线过程中,电源线需要同负荷线成双成对,形成串,而且同名回路要装设于不同串中。例如:如果电源线同负荷线所成串只有两个时,同名回路则需对应链接在不同侧的母线上,而且进出线需要配置隔离开关,如果接线串在三个或更多时,同名回路则应该接在同一侧母线中,此类情况下可以不设隔离开关。

此外,在接线设计过程中,还应根据接线地区的地理环境、自然条件以及电力系统的实际状况等进行有针对性地选择与设计。

3、35KV变电所电气接线中的问题分析

要严格依照我国在变电站电气设计方面的相关规定进行电气接线设计,其中需要注意的是,如果机组的容量在200MW甚至更高时,需要装配交流保安电源,而且要对应要配置柴油发电机组,同时要确保其能够在短时间的被启动,以此发挥监控与保安功能,并对应配置能够永久、持续供电的电源设备,35kv变电站适合这一选择,具体的工作安排体现为:

第一,各个发电机组都装配一套柴油发电机组,并确保其能够及时、灵活地被启动,这个发电机组就为持续供电提供保障,参照具体的负荷要求,来选择其容量。

第二,在两个发电机组的保安pc中间增设开关,以此将两个发电机组联系起来,这样就能够保证一台机组电力无法供应时,启动另一台机组,从而确保电能的持续供应。

第三,增设预防断电的电源系统。任何一个机组都应配一个能够确保持续供电的电源设备,例如:DCS系统、热工控制仪表、自动化设备等等,而且要确保所输出的电压在220v,容量达到100kva.

第四,单位机组中配设2个保安段,机组保安负荷在保安段,有柴油机引接,当线路依照常规规则运行时,机组的两个锅炉工作段发挥供电功能,当出现故障问题时,则应立刻转入柴油机发电机,确保供电持续进行。

总结:

35kv变电所电气部分设计中,一次接线设计是重要的设计工作,必须提高接线设计水平,确保接线设计达到安全、稳定的水平,因为接线设计水平直接影响到整个电力系统的运行状态与工作水平,甚至会威胁到电气系统的运行质量,必须首先制定出科学的设计方案,对设计方案作出科学化、合理化的选择,同时明确设计过程中可能遇到的各种问题,针对这些问题事先采取有效的解决对策,这样才能切实提高变电所电气设计质量。

参考文献:

[1]蒋年德,魏育成:变电站综合自动化系统体系结构研究[J].电网技术.2011年10期.

[2]贾玲珍.变电站综合自动化设计中若干问题的研究[J].华北电力大学,2012年.

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中图分类号:F407文献标识码: A

一、前言

随着电厂生产水平的不断提高,人们对电厂DCS控制系统的要求也越来越高。因此,我们要加强先进设计理论与先进技术的学习与应用,不断进行基于以太网的电厂DCS控制系统的探讨,使电厂DCS控制系统的更加适用、安全、可靠与经济。

二、电厂DCS控制系统的概述

电厂辅助系统主要有水网、煤网、灰网、脱硫、脱销系统等,对于300MW及以上的机组来说,辅助系统大都已采用计算机控制,随着网络技术、计算机技术及DCS控制技术的日益成熟,这就为这些辅助系统实现自动化控制打下了坚实的基础,并且加速了辅控系统纳入全厂管控一体化的进程。

过去电厂辅控常采用传统PLC实现独立且分散的控制,这种控制模式由于使用较多的运行人员,加上各系统间联系不方便,备品备件种类多,难于管理及设备投资大等缺点已经基本不被采用。辅助网络控制采用新一代DCS系统后克服了原有独立且分散的控制系统的缺点,可最大可能的将运行人员减到最少。使控制系统在基本不提高造价的情况下,使辅助网络控制系统的水平达到与主机DCS控制系统相当的水平,为实现全厂管控一体化打下良好基础。本文重点介绍DCS在湖南创元电厂2×300MW火电机组水网中的应用。水网是辅网中最复杂的系统,通常包括锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、汽水分析和化学加药系统、制氢站、综合水泵房、废水处理系统(含工业废水处理、生活污水处理、含煤废水、含油废水)等。

三、常用电气系统控技术比较

1、为采用常规的电气纳入DCS系统监控的方式

目前,大容量机组的电气系统纳入DCS监控的主要方式为:发变组保护、综合自动化装置、厂用电系统的保护及自动装置的动作情况是通过各独立的装置动作信号以及电气设备的位置状态等开关量作为输入量(即DI)送至DCS系统;模拟量(如电流、电压、有功、无功)通过电量变送器输出4~20mA标准信号送至DCS系统:DCS的控制命令作为输出量(即DO)引至电气设备,各电气设备与DCS系统的联系采用硬接线方式,即由电气设备现场用电缆将电气量信号一对一地送至DCS系统的I/O柜上。

2、高低压电动机通过现场总线接入DCS

每台电动机的智能终端模块与DCS的联系信号除起动/停止指令、运行/停止状态反馈、遥控状态、电源监视、电流共七个信号外,增加了保护动作信号、设备故障信号、设备起动次数、参数设定、累计运行时间等现场设备信息,大大丰富了DCS的监视内容。其中的设备起动次数、累计运行时间等信息采集及分析,为提高电厂管理和维护水平创造了有利条件。由于智能终端模块集成了通讯、保护、二次控制电路等多项功能,其中低压智能终端模块还集成了电流互感器,10kV、6kV智能终端模块还提供故障录波功能(上位机支持),采用交流采样技术,通过现场总线接入DCS,节省了控制电缆,取消了电量变送器及控制用中间继电器,使电气开关柜内接线大为简化,安装及设备制造的工作量比采用常规的“硬接线”方式大大减少。目前,满足现场总线要求的智能化的中压开关柜及低压开关柜得到了广泛使用。

3、整个系统由三个功能层构成

第一层:测控保护层。由大量的保护和自动装置构成,主要由分散安装于就地开关柜的智能终端装置、发变组保护、AVR,ATS,ASS等组成,保护功能完全独立,利用现场总线技术,采用光纤或屏蔽双绞线连接至通信管理层,可以实现这些装置的分散监控。

第二层:通信管理层。该层将DCS对测控保护层的控制命令,或电气后台工作站发出的修改定值命令等,下发至各有关装置,同时,将各装置上送的信息送至DCS系统或电气后台工作站。通迅管理层具有通信接收、发送、规约转换等功能,通迅管理层与上位机系统连接采用以太网,通迅管理层一般配置前端机或通迅管理单元,提供12~16个通迅接口。

第三层:上位机系统。包括DCS系统和电气后台工作站系统。电气后台工作站系统主要负责电气系统设备的管理维护、电能计量、故障录波和保护定值修改及下达等工作,由DCS系统来完成画面显示、报表生成、打印、控制、事件记录报警等。

四、基于以太网的电厂DCS控制系统研究

1、电厂DCS系统的网络设计分析

DCS系统的网络设计是整个DCS系统设计的基础和核心,对DCS整个系统的实时性、可靠性及扩充性起着决定性的作用。

由于系统网络的实时性是衡量系统网络性能的指标,因此,DCS系统的网络设计必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。

系统网络的设计还必须具有良好的可靠性,保证网络通信一直处于良好的联通状态,可以通过采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构来实现。

2、电厂DCS系统的功能设计研究

根据我国当前电厂DCS系统的发展状况,结合电厂的现实情况,对电厂DCS系统的功能设计主要包括数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、数字电液调节系统(DEH)和锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)。

(一)、数据采集系统(DAS)

数据采集系统(DAS)又被称为计算机监控系统,其基本功能就是对机组整个生产过程的参数进行在线检测,经过相关的处理运算后以CRT的画面形式提供给操作员。在此系统中,可以实现自动报警、制表打印和性能指标的计算等功能,以提高操作员实际操作的准确性。

(二)、模拟量控制系统(MCS)

模拟量控制系统(MCS)是将汽轮发电机组的锅炉和汽机当作一个整体来进行控制,分为炉侧、机侧模拟量控制系统两部分。其中,炉侧MCS系统包含了几个重要调节系统,机炉协调控制系统、汽温调节系统、送、引风调节系统、启动分离器储水箱水位控制系统及蒸汽温度控制系统;而机侧MCS系统除了锅炉给水系统全程调节和除氧器水位调节是串级调节外,其它都是一些单回路调节系统,如除氧器压力、水位调节系统、凝汽器水位调节系统和闭式水箱水位调节系统。

MCS系统主要负责生产过程中水、风燃料等系统的主要过程中变量的闭环自动调节及整个单元制汽轮发电机组的负荷控制任务。

(三)、顺序控制系统(SCS)

顺序控制系统(SCS)也称程序控制,是将机组的部分操作按热力系统(或辅助机械设备)划分成若干个局部子系统,按照事先规定的顺序,通过对各设备运行状态的逻辑判断来发出操作指令,进而对机组设备的各部分实施顺序启动,以实现顺序控制的目的。其主要任务就是负责电厂厂房内主机或辅机的自动启停、参数监视及联锁保护工作。

由于SCS系统中指令的优先级是实行分层设计的,炉侧顺序控制的范围包括:送风机、引风机、炉膛吹灰系统等方面;机侧顺序控制系统的范围包括:汽机油系统、内冷水系统、胶球清洗系统等方面。

虽然SCS系统是一个内容庞杂而控制逻辑相对简单的系统,但联锁保护逻辑的设计作为其核心内容,必须结合现场设备的实际情况进行设计,其设计的合理性不仅关系到辅机本身的安全,还关系到机、炉主设备的安全。

(四)、数字电液调节系统(DEH)

数字电液调节系统(DEH)是汽轮发电机组的重要组成部分,其主要作用是调节汽轮机的转速、功率和控制汽轮机前的压力,同时还可以实现机组启停过程和故障时的控制和保护功能。

(五)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)

锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)又称为燃烧器管理系统(BMS),该系统能在锅炉正常工作、启停等各种运行方式下,连续、密切的监视大量燃烧系统的参数和状态,通过不断地进行逻辑判断与运算,使得必要时发出动作指令,结合各种顺序控制和连锁装置的设计,使燃烧系统中的相关设备严格按照一定的逻辑顺序进行操作或处理未遂事故,以保证锅炉的安全。

五、结束语

通过对新时期下,电厂DCS控制系统的分析,进一步明确了电厂DCS控制系统的设计方向,为电厂DCS控制系统的优化完善奠定了坚实基础,有助于提高电电厂生产水平的提高。

参考文献

[1]刘景芝,孙伟.一电厂热工控制DCS系统设计[J].自动化技术与应用,2007

[2]孙星.分布式控制系统DCS研究[J].科技创新导报,2011

[3]潘菊初;新型分散控制系统DCS的研发与探索[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007

[4]潘菊初;分散控制系统DCS中的实时网与非实时数据网[A];第十八届多国仪器仪表学术会议暨展览会学术论文集(应用篇)[C];2007

篇10

中图分类号:V267 文献标识码:A

现代的航空发动机是一个典型的复杂工程技术系统,包含了众多的相关子系统,其工作过程是极其复杂的气动热力传动的过程。在众多的部件中,发动机低涡轴是航空发动机传动系统中的关键部件之一。发动机低涡轴在工作时,其表面会吸附很多杂质,影响其工作性能。在发动机修理过程中,需要对低涡轴进行超声清洗,除去其表面附着的杂质。如果这些杂质不能被彻底的清除,那么航空发动机的安全性能得不到保证。所以,对航空发动机低涡轴进行超声清洗是发动机大修过程中至关重要的一个环节。

低涡轴超声清洗机就是专门由于清洗低涡轴的设备,本文详细介绍了发动机低涡轴超声清洗机控制系统的设计过程及功能。

1 低涡轴超声清洗机总体设计

基于低涡轴超声清洗的工艺要求及超声清洗机机械设计对电气控制系统的要求,低涡轴超声清洗机电气控制系统应具备以下功能:

(1)电气系统应具有漏电保护功能。

(2)清洗机具有对清洗槽及储液槽中清洗液测温、加热及自动控温的功能。

(3)清洗机具有清洗槽中清洗液低位控制功能。

(4)清洗机能够自动设定及控制超声清洗时间。

2 清洗液测温及控温系统设计

2.1 清洗机测温功能设计

工艺要求在进行低涡轴超声清洗时,超声清洗试机清洗槽内的清洗液要一直保持在特定的温度区间内,因此设备要对清洗槽内的清洗液进行温度测量。而且由于储液槽内的清洗液根据需要会向清洗槽内补液,为防止在工作中达不到温度要求的清洗液被补进清洗槽中,影响清洗效果,所以对储液槽内的清洗液进行温度测量也是十分必要的。

铂电阻作为一种精密的温度检测元件被广泛应用于智能仪表和自动控制系统。铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器,由于其测量准确度高、测量范围大、稳定性和复现性好等特点,被广泛用于中温(-200℃~650℃)范围的温度测量中。本试验器采用铂电阻测温方式来测量清洗槽及储液槽内清洗液的温度。

2.2 清洗机控温功能设计

由于低涡轴清洗时需要清洗液温度保持在一定范围内,而在工作过程中,清洗液的温度必然会降低,所以设备需要一套能够自动加热控温的系统。本设备采用温控表来实现温度的显示及自动控制。

现就清洗槽为例,对清洗液的加温,控温过程进行说明。工作前,将温度表的温度上下限设定好。工作时,由于清洗液的温度低于温控表的温度下限,所以温度下限报警触点闭合,加热管开始工作,清洗槽开始加温;当清洗液的温度超过温控表设定的温度下限,温度下限报警触点断开,加热管继续工作,清洗液的温度继续升高;当清洗液的温度超过温控表设定的温度上限,温度上限报警触点断开,加热管停止工作,随着超声清洗工作的进行,清洗液的温度将会降低;当清洗液的温度低于温控表设定的温度下限,温度下限报警触点再次闭合,加热管开始工作,清洗液温度升高,直到清洗液的温度超过温控表设定的温度上限,加热管停止工作。以此往复,清洗槽内的清洗液的温度将一直保持在设定的工作温度范围内。

3 超声控制系统设计

由于低涡轴为空心轴,为了能够使清洗的效果更好,所以超声系统振源分为两部分:超声振板――主要功能是使清洗槽内清洗液超声振动,清洗轴的外表面;超声振动棒――主要功能是使低涡轴内部的清洗液超声振动,清洗轴的内表面。

低涡轴的清洗工艺还要求超声清洗的时间,所以在本设备超声控制系统中采用定时器来设定超声振板及振动棒的工作时间,并且在到达工作时间后,设备自动停止超声振板及振动棒工作,达到精确控制的目的。

4 其它系统设计

4.1 漏电保护系统设计

用于清洗低涡轴的清洗液是导电的液体,加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象,那么直接威胁着操作者的生命安全,所以设备在设计中增加漏电保护的功能。设备带有漏电保护功能的空气断路器,加热管、超声振板及振动棒出现漏电现象,漏电保护器将动作,切断该用电器主回路电源,使设备处于安全状态中,保护操作者的人身安全。

4.2 清洗液液位保护系统设计

清洗机工作时,可能出现两种清洗槽“干烧”现象。第一,工作前忘记向清洗槽中添加清洗液时就开始加热,由于清洗槽内没有清洗液造成“干烧”现象;第二,超声清洗工作时间过长,清洗液挥发严重,操作者没有及时发现造成“干烧”现象。这两种情况都会对设备造成严重的损坏,甚至发生火灾等安全事故。为避免这种情况的发生,在清洗槽中增加了液位传感器。当清洗槽中的清洗液超过液位传感器设定的下限值时,液位传感器的常开触点闭合,将这个触点串联在控制回路中,只有这个触电闭合的情况下才可以进行加热的工作。

结语

低涡轴是航空发动机的重要部件,其在发动机修理过程中超声清洗的结果,直接影响着发动机的性能及安全。所以低涡轴超声清洗机是修理航空发动机必不可缺的试验设备。通过对低涡轴的技术资料及工艺文件要求的消化理解,确定设计电气控制系统所需的技术参数,完成试验器的电气控制系统设计。设备具有自动控温、超声计时控制、清洗液液位低位控制、漏电保护等功能。超声清洗机的电气性能完全可以满足低涡轴的超声清洗工艺要求,而且系统还具有性能稳定、操作简单、维护方便、安全性高等特点。

参考文献

[1]杨帆.某型航空发动机滑油系统试验台计算机控制系统设计与实现[D].西安:西北工业大学硕士学位论文,2009.

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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

中图分类号:TM62文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

伴随当今发电技术的迅猛发展,由于我国的人均可利用的能源资源比较缺乏,因此,亟待发展大容量、高效率、节能环保的百万千瓦级大型发电机组。同时,又因为电气系统对电厂的生产运行作用巨大。所以,为使发电机自动化水平得到提高,并实现其安全可靠运行和较高的生产效益,就必须进一步加强对电厂电气系统的有效控制。

一、发电厂电气系统设计所要遵循的基本原则

1.发电厂电气主接线形式的选择所要遵循的基本原则。发电厂电气主接线在满足灵活性、经济性以及可靠性等基本要求之外,还需以以下几项内容作为设计所要遵循的依据:第一,在电力系统中发电厂所起的作用及其地位;第二,分期以及最终建设发电厂的规模;第三,负荷的重要性及其大小;第四,电气系统备用容量的大小;第五,电气主接线由电气系统专业所提供的具体资料。

2.发电厂主变压器容量的选择所要遵循的基本原则。首先,主变压器的容量可以按照扣除厂用变压器计算负荷后的发电机最大连续容量来加以选择。其次,主变压器的容量可以在扣除本机组的厂用负荷并留出10%裕度的发电机额定容量来加以选择。

3.发电厂主变压器阻抗的选择所要遵循的原则。首先,变压器的阻抗实际上就是产生于绕组之间的漏抗,其大小主要有变压器的材料及其结构所决定。并且,当变压器的材料、结构以及所采取的的类型、变比一定时,其阻抗大小受变压器容量的影响便很小。其次,从供电质量及电力系统稳定性两方面分析,对变压器的阻抗要求尽量偏低;然而变压器阻抗偏低却又可能造成系统的短路,而导致电流急剧增大,从而造成选择高压及低压电气设备变得困难。此外,发电厂主变压器阻抗的大小与变压器并联运行的要求密切相关。

4.发电厂用电接线形式选择所要遵循的基本原则。首先,为避免出现因一台故障机停运或出现电气故障而导致对另一台的正常运行产生影响,因此,要保持各机组厂用电系统之间相互独立。其次,要对机组启动及停运过程的供电要求加以充分考虑,如配备可靠的备用/启动电源;尽量减少机组启动、停用或发生事故时的切换操作。再次,要对厂用电系统在电厂分期建设及连续施工过程的运行方式加以充分考虑,尤其是需要对厂用电系统给公用负荷供电所带来的影响加以格外注意。最后,为保证在全厂停电时,变压器能够持续运行,则需要在2机组中设置容量足够大的交流事故保安电源,并保证保安电源的供电装置不能间断【1】。

二、发电厂电气系统控制的基本方式

通常在当前大型火力发电厂中,采取DCS(Distributed Control System)集散控制的电气控制系统。该系统高度整合通信技术、控制技术、屏幕显示技术以及计算机技术,是网络控制以及计算机高速发展并有效结合的产物,在诸如化工、电厂、炼钢、制药等诸多领域都有广泛的应用。一般来说,依据结构层次对集散控制系统进行分类,其主要包括上位管理层、监督控制层、现场控制层以及生产现场四类,并且该系统的结构图如图所示。

图1 集散控制系统DCS的结构图

1.集散控制系统的现场控制层。现场控制层在DSC结构层次中处在最低端,其主要完成的功能是:首先,采集过程数据,即对现场的状态开关量以及各种物理量加以采集,并适当采取转换及滤波设备对数据加以处理。其次,监测并诊断装置设备情况及其运行的状态。最后,使得开环及闭环控制得以实现,并尽可能地对顺序逻辑控制功能或DDC控制功能加以完成,逐渐将一些自动控制技术包括仿真智能控制、专家系统控制、预测控制以及自适应控制等投入到集散控制系统当中。

2.集散控制系统的监督控制层。监督控制层主要是用来对现场控制层发出的实时数据及状态信息加以接受,然后将下一步操作指令向下级进行。其主要功能包括:处理事故报警以及对装置加以监视;各类报表的打印工作;提供集散控制工作的操作界面;使得优化控制、自适应控制以及其他各类的先进控制策略得以实现;完成数据通信等。

3.集散控制系统的上位管理层。从功能层次上看,上位管理层主要包括调度层和决策管理层两类。其中调度层主要是依据市场调查的情况,完成对生产计划的制定工作,并然后使生产优化的调度与管理得以实现。在此过程中,能够获得工厂级制定的统计报表以及实时的监测数据。而决策管理层则是为方便上层管理人员能够方便科学地进行决策管理,所以从调度层获得相关的统计信息及监测数据等【2】。

三、发电厂电气系统的有效控制方案选择

(一)发电厂电气主接线有效方案的选择

发电厂电气主接线通常选用两种接线方式:一台半断路器接线和双母线接线。

1.一台半断路器接线包括六台断路器,有两个完整串,其接线图如图2所示。

图2 一台半断路器接线图

采用一台半断路器接线的优点包括,第一,供电具有极高的可靠性,因为在每一条回路均有2台断路器进行供电,因此,一旦母线发生故障,只需将所有与此母线相连的断路器跳开,便可保证认可回路电路运行正常。并且在对回路进行事故检修时,停电回路要低于两回。

第二,运行调度非常灵活,通常情况下,全部断路器及两组母线均被置入工作之中,形成多环形供电的模式,因此对其运行的调度非常灵活。

第三,对检修的操作非常方便,线路中的隔离开关只用作检修,无需被当做倒闸操作电器。

而采用一台半断路器接线的缺点是,因为一台半断路器接线中一条回路中被接入两台断路器,并且中间断路器的两端各连着一条回路,因此,将二次回路和继电保护变得异常复杂。

此外,500kV配电装置采取一台半断路器接线,其占地面积为208。

2.双母线接线包括五台断路器,且中间没有分段,其接线图如图3所示。采用双母线接线的优点包括,第一,供电比较可靠,为防止供电中断,可以将两组母线的隔离开关用作倒闸操作电器,以便对母线进行轮流检修。并且一旦一组母线出现故障,可以迅速将供电恢复正常,同时在对任意一回路的母线隔离开关进行检修时,只需将该回路停运即可。

第二,运行调度比较灵活,可以任意将各个回路负荷及电源箱某一组母线分配,从而能够使运行中对各种潮流变化的需要而进行的调度操作变得更加灵活。

采用双母线接线的缺点是,第一,在检修母线出现故障的过程中,将隔离开关当成了倒闸操作电器使用,因而,容易出现操作上的失误。

第二,在今后将双母线接线扩建成双母线双分段或者双母线单分段的接线方式,会增加更多的设备,因而,使得其运行的可靠性与灵活性比一台半断路器接线方式要差。

其中,500kV配电装置采取双母线接线,其占地面积为。

图3 双母线接线图

综合考虑两种接线方式的优缺点、占地面积及经济性特点,依据发电机出口是够装设机组的启动(备用)电源以及GCB断路器,当接入500kV配电装置时,得出两种发电厂电气系统的主接线有效方案。其一,是将断路器装设在发电机与主变压器之间,并在每四台机组配置一台高压备用变压器;其二,是不在发电机与主变压器之间设断路器,而在美两台机组中设置两台高压启动(备用)变压器。

(二)发电厂发电机出口断路器的有效选择

1.发电机出口断路器技术性能的分析。发电机出口断路器一般在绝缘性能、电气性能和机械性能上鱼通用型断路器基本一致。其与后者主要的区别是,发电机出口断路器对直流分量及衰减时间常数的要求比较严格。这是因为发电机的电感值相对较大,因而导致在瞬间断路器所承受的衰减时间常数及直流分量急剧增加。

2.发电机出口断路器的有效选择。当前国际通用的ANSI/IEEEC37-013规定,对发电机出口断路器型式的选择主要考核系统源短路以及发电机源短路时断路器的开断与关合。首先,系统源短路是断路器的开断与关合试验,通常情况下,发电机出口断路器的工作是在非自动重合闸操作顺序之下,直流分量包括DC%>20%和DC%<20%,其瞬间恢复的电压峰值是发电机最高工作电压的1.7倍,而瞬态恢复电压达3.5Kv/us的上升率;而通用型断路器通常是在自动重合闸操作顺序之下工作,其直流分量为DC%<20%,瞬间恢复电压峰值为额定工作电压的1.71倍,而瞬态恢复电压的上升率仅仅为0.34Kv/us。

其次,发电机源短路的开端与关合,发电机源短路时,依照国际标准规定,其直流分量的值为DC%=130%,远远高出通用型断路器的直流分量。

综上所述,发电机出口断路器的选择主要从断路器在电力系统中的作用、发电机源短路及系统源短路的可靠性数据的计算、电厂接入系统的方式等多方面进行考虑【3】。

此外,在变压器的选择过程中,除却要遵循其变压器容量及阻抗选择的原则之外,通常还要对变压器的可靠性要求、运输条件及制造条件等多方面综合考虑,从三相变压器或者单相变压器组中进行合理选择。尤其是大型变压器,则更需对其运输的可能性进行考察。

结束语:基于电气系统与电厂的稳定运行及经济效益之间的密切关系,电气系统的有效控制包括电气系统主要设备如断路器以及主变压器等的合理选择、对电气主接线形式的合理选择、电气系统的继电保护以及控制等的科学有效,在保证大型发电厂的电气系统为发电厂提供安全、可靠、经济的生产环境方面,均具有极其重要的意义。

参考文献: