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關鍵詞:小型水電站壓力前池設計結構尺寸
中圖分類號:TV742文獻標識碼: A 文章編號:
本人設計了四個小型水電站的壓力前池,經過不斷的學習和實踐,參考相關資料,總結了小型水電站壓力前池結構尺寸的計算。
1 設計依據及參考資料
(1)設計依據:《水電站引水渠道及前池設計規范》(DL/T 5079—1997)、《小型水力發電站設計規范》(GB 50071—2002)、《水電站進水口設計規范》(SD 303—88)。
(2)參考資料:《水電站建筑物》(王樹人董毓新主編)、《水電站》(成都水力發電學校主編)
2 設計基本資料
機組臺數 ……………………………………n1
單機容量…………………………………… N
引水渠設計引用流量 ………………………Qp
單機引用流量……………………………… Q設
引渠末端渠底高程………………………… 1
引渠末段渠底寬度…………………………b
引渠末段渠道邊坡…………………………m
引渠末端渠道設計水深……………………h
引渠末端渠道設計流速 ………………… v0
壓力鋼管根數 …………………………… n2
壓力鋼管內徑……………………………D
進水室隔墩厚度………………………………d
進水室攔污柵的允許最大流速 ………………v進
堰頂與過境水流水面的高差………………… h
側堰類型正堰的流量系數 ……………………m0
3 側堰布置及水力計算
3.1 側堰堰頂高程的確定
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第4.5.3條的規定,側堰的堰頂高程應高于設計流量下水電站正常
運行時的過境水流水面高程h(0.1~0.2m)
過境水流水面高程2=渠末渠底高程 + 渠道正常水深
側堰堰頂高程3=2 + h
3.2 側堰堰頂長度、堰上平均水頭的確定
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第A.0.3條,對于設一道側堰的布置,當水電站在設計流量下正常運行,側堰不溢水;當水電站突然甩全部負荷待水流穩定后全部流量從側堰溢出,為控制工況。此時,側堰下游引水渠道流量為零,側堰泄流能力按公式A3確定。
(A3)
流量系數mL宜?。?.9~0.95)m0
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第4.5.3條,側堰的堰頂長度,堰上平均水頭,需經計算比較確定。溢流堰長度與溢流堰頂水深有關,溢流水深過大,則單寬流量大,消能工程量大,但溢流水深小,則溢流堰長度就長,影響前池平面布置,所以在計算時兩者應統籌兼顧。根據上述原則,經試算確定堰頂長度和堰上平均水頭。
4 壓力前池各部分平面尺寸的擬定
4.1 前池池身平面尺寸的擬定
對于中小型電站進水室長度L進=3~5m
單管的進水室寬度b進=1.8D
進水室寬度B進=n2b進+(n2-1)d
前池池身寬度B前=1.5B進
前池池身長度L前=3.0B前
5 壓力前池特征水位的擬定
5.1 進水室入口處的水深h進(m)應滿足下列條件:
即:
5.2 前池正常水位Z正常:
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第7.0.4條,應以設計流量下水電站正常運行時的水位作為前池的正常水位。
Z正常=渠末渠底高程 + 渠道正常水深
5.3 前池最高水位Z最高:
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第7.0.5條,前池和引水渠道內的最高水位,應按照設計流量下正常運行時,水電站突然甩全部負荷時的最高涌波水位確定。
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第D.0.5條,側堰作為控制泄流建筑物,對涌波起到控制作用,即對引水道系統來說,控制工況是:電站甩滿負荷待水流穩定后(涌波已消失),全部流量從側堰側堰溢出時,將恒定流時的堰上水頭乘以1.1~1.2的系數,把這時的水位定為最高涌波水位。
即Z最高=堰頂高程3+1.2H堰
5.4 前池最低水位Z最低:
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第7.0.6條,前池最低水位可根據水電站運行要求確定。一般前池最低水位為電站突然增加負荷前前池的起始水位Z0減去突然增荷時的最低涌波hmax。
對于非自動調節渠道,起始水位Z0可取溢流堰頂高程3,最低涌波hmax按一臺機組運行突增到兩臺機組即發電流量由8.1m3/s突然增加到16.2m3/s時的前池水位降落。
引水渠道中產生落波時,波的傳播速度c0和波高h0可按一下兩式聯立求解:
負荷變化前的流量Q0
負荷變化后的流量Q'
下面試算求解波速c0、起始斷面波高h0:
假設h0
波流量Q
B'0=b+2m(h-h0/2)
負荷變化前的過水面積W0=Q0/v0
計算波速c0
得起始斷面波高h0
hmax=Kh0=2h0
Z最低=Z正常 - hmax
6 壓力前池各部位高程的擬定
6.1 進水室淹沒深度S的確定
根據《水電站引水渠道及前池設計規范》第6.1.9條規定,水電站進水口上緣淹沒于最低水位以下的深度,應
按SD303確定。淹沒深度按戈登公式確定:
式中:
C—系數,對于對稱進水口,C=0.55
d—進水口閘門高度,
V—進水口閘門斷面流速
關鍵詞: 貫流式水電站;消防總體設計;消防給水;CO2滅火系統;干粉滅火器;火災自動報警及滅火控制系統
1. 工程概況和消防總體設計方案
1.1概況及其特征。居龍灘水利樞紐工程是以發電為主,兼顧防洪和灌溉、供水、航運以及水庫養殖等任務的綜合利用工程。其工程規模為:水庫總庫容為7.76×107m3;電站總裝機容量60MW。
該工程位于貢水左岸支流桃江下游贛縣大田鄉夏湖村境內,距贛縣縣城約28Km。桃江流域屬副熱帶季風氣候區,流域內各地多年平均氣溫19.4℃,極端最高氣溫41.2℃,極端最低氣溫-6℃,多年平均蒸發量1576.2 mm。
工程是由擋水壩、溢流壩、河床式發電廠房、船筏道及升壓開關站等建筑物組成。
本工程的主要消防對象是水電站建筑物及其機電設備。其中水電站建筑物的消防設計含主廠房、副廠房、主變壓器場(開關站)、高壓開關室、廠用屏配電室、油庫、機修車間和壩區等。除檢修期外,水電站及其機電設備一般都處于生產運行狀態。
1.2消防設計依據和設計原則。
本工程消防設計依據國家、行業頒布的下列現行規程規范進行:
(1)水利水電工程設計防火規范(SDJ 278-90)
(2)火災自動報警系統設計規范(GB 50116-98)
(3)建筑設計防火規范(GB50016-2006)
(4)自動噴水滅火系統設計規范(GB 50084-2005)
(5)建筑滅火器配置設計規范(GB 50140-2005)
(6)二氧化碳滅火系統設計規范(GB 50193-93) (99年版)
(7)電力系統設備典型消防規程(GB 5027-93)
(8)采暖通風與空氣調節設計規范( GB50019-2003)
(9)水力發電廠機電設計技術規范(DL /T5186-2004)
(10)中華人民共和國消防法( 1998-04-29)
(11)火災報警控制器通用技術條件( GB 4717-93)
(12)水庫工程管理設計規范(SL106-96)
為貫徹“預防為主,防消結合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經濟實用的方針,并結合居龍灘水利樞紐工程的具體情況,確定了如下基本設計原則:
在消防區內,按規范要求統一規劃暢通的安全通道,設置安全出口及其標志;
以生產重要性和火災危險性設置消防設施和器材,特殊部位按防火規范采取其它消防措施;
在電站設置消防控制中心(計算機房旁)和火災報警系統,消防電源采用雙可靠獨立電源;
采取消防車、消火栓、CO2滅火和干粉滅火器四種滅火方式,消防用水取自可靠而充足的水源;
設置通風排煙系統;
選用阻燃、難燃或非燃性材料為絕緣介質的電氣設備或采取其它保護措施以防止或減少火災發生;
有火災危險性設備之間, 采用耐火材料制成的墻或門隔離,孔洞用耐火材料封堵以防止火災的漫延與擴散。
關鍵詞:人防通風; 設計規范; 轉換原則; 換氣次數; 柴油電站
引言
自從《中華人民共和國人民防空法》1997年1月1日開始頒布實施以來,在積極貫徹“長期準備、重點建設、平戰結合”方針和“與經濟建設協調發展、與城市建設相結合”原則的同時,隨著社會經濟的不斷發展,城市化進程的不斷加快,全國對人防工程的建設日益重視。筆者現將在多年人防通風設計中遇到的若干問題綜述如下。
1.人防通風設計規范的選用
人防工程按照戰時使用功能可分為:指揮工程、醫療救護工程、專業隊工程、人員掩蔽工程和配套工程五大類。其中,除指揮工程以外,其他人防工程戰時均不考慮消防設計。除了指揮工程需要遵循專門的設計規范和防火規范,醫療救護工程需要遵循《人民防空醫療救護工程設計標準》RFJ005-2001以外,其他人防工程通風設計的主要依據是《人民防空工程設計規范》GB 50225-2005、《人民防空地下室設計規范》GB 50038-2005和《人民防空工程防化設計規范》RFJ013-2010,如果涉及到平時功能的消防設計,還應遵循《人民防空工程設計防火規范》GB 50098-2009。
根據9規范總則,《人民防空工程設計規范》GB 50225-2005適用于新建、擴建的坑道、地道和單建掘開式人防工程以及地下空間兼顧人防需要的工程;《人民防空地下室設計規范》GB 50038-2005則適用于新建或改建的抗力級別為常5級、核4級及以下的甲、乙類防空地下室和居住小區內的結合民用建筑易地修建的甲、乙類單建掘開式人防工程設計。由此可見,兩本設計規范具有以下幾點不同:(1)《人民防空地下室設計規范》GB 50038-2005只適用于抗力級別為常5級、核4級及以下的人防工程,而《人民防空工程設計規范》GB 50225-2005對抗力級別未作要求,即適用于各種抗力等級。(2)根據施工方法、結構受力形式,人防工程可分為:單建掘開式、附建掘開式、成層式、坑道式、地(隧)道式等結構類型。其中,《人民防空地下室設計規范》GB 50038-2005主要適用于附建掘開式人防工程,而《人民防空工程設計規范》GB 50225-2005則適用于除附建掘開式以外的其他各種結構類型。例如:地下商業街人防工程設計應以《人民防空工程設計規范》GB 50225-2005為依據;附建式地下室兼顧人防設計宜以《人民防空地下室設計規范》GB 50038-2005為依據,單建式地下室兼顧人防設計以《人民防空工程設計規范》 GB 50225-2005為依據比較合適。
人防工程在和平時期為了充分發揮經濟效應和社會效應,除了戰時使用功能以外,還具有一定的平時使用功能,其主要用途為:(1)商場、醫院、旅館、餐廳、展覽廳、公共娛樂場所、健身體育場所和其他適用的民用場所等;(2)按火災危險性分類屬于丙、丁、戊類的生產車間和物品庫房等;(3)車庫。針對人防工程平時功能的消防設計,其主要依據是《人民防空工程設計防火規范》GB 50098-2009。但是,根據《人民防空工程設計防火規范》GB 50098-2009 3.1.14條和條文說明1.0.4條,當人防工程的平時使用功能為車庫時,應以《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB50067-97為設計依據。
2.人防工程戰時通風方式之間的轉換原則
人防工程的戰時通風方式根據人防工程防化級別的不同主要分為:(1)防化級別為甲、乙、丙級的工程應設置清潔式通風、濾毒式通風和隔絕防護時的內循環通風;(2)防化級別為丁級的工程,應設置清潔式通風和隔絕式防護。人防通風設計的主要任務就是為了滿足戰時使用功能而進行的戰時通風方式間的相互轉換運行,其轉換原則為:(1)當工程未遭到核生化武器襲擊之前進行清潔式通風。(2)當工程處在下述任一情況時,應轉入隔絕式防護或隔絕防護時的內循環通風:1)敵人對該地實施核生化武器襲擊警報拉響時;2)工程周圍受到核生化武器襲擊初期;3)外界空氣受到污染而濾毒設備失效時;4)通風孔口被堵塞或通風設備遭到破壞時;5)工程外部發生大面積火災時。(3)當查明工程外部放射性沾染程度、化學毒劑和生物戰劑的性質和濃度,并驗證所設除塵濾毒設備能過濾吸收時,方可轉入濾毒式通風。(4)在濾毒式通風過程中,當發現通過除塵濾毒設備后空氣中的放射性灰塵、化學毒劑和生物戰劑的量超過允許標準或除塵濾毒設備的通風阻力出現過大或過小時,要立即轉回到隔絕防護時的內循環通風,并迅速查明原因進行處理。更換除塵濾毒設備后,要進行檢查,確認性能可靠后,才允許再次轉入濾毒式通風。(5)當查明工程外部的放射性灰塵、化學毒劑和生物戰劑已經消失,對染毒的通風管道、密閉閥門、擴散室、濾毒室及油網除塵器等進行徹底洗消,經檢查合格后,可以轉為清潔式通風。只有嚴格遵循戰時通風方式的轉換原則,才能夠滿足人防工程的戰時使用要求。
3.醫療救護工程分類廳的換氣次數
醫療救護工程作為戰時對傷員獨立進行早期救治工作的重要場所,其通風設計應遵循《人民防空醫療救護工程設計標準》RFJ005-2001。根據此標準第4.2.4條規定“濾毒通風時,第一密閉區分類廳的通風換氣次數不宜小于40次/h”。然而在實際設計中,此條規定非常難以滿足,因為按此要求進行設計,所需濾毒通風量會很大,這不但增加了過濾吸收器、超壓排氣活門的個數,而且增大了濾毒通風管道的截面積,從而增加了設備投資。例如,根據標準要求,不同等級的分類廳最小使用面積為40m2~60m2,層高最小為2.6m,則滿足此要求的最小濾毒通風量為(40~60)2.640=4160~6240 m3/h,此值比按照防毒通道換氣次數要求計算得到的濾毒通風量至少大1~2倍。所以筆者個人認為,按人員主要出入口最小防毒通道換氣次數不小于50次/h確定濾毒通風量較為合適。
4.柴油電站設計中的冷卻概念
柴油電站是人防工程內的重要設備,是戰時人防工程重要的電源保證。然而在有關柴油電站冷卻系統設計的描述中,在概念上容易將柴油機本身的自冷卻方式與工程措施上采取的冷卻方式相混淆。從嚴格意義上區分,有6種冷卻概念。(1)水冷式柴油機:由冷卻液通過閉式循環或開式直流冷卻方式帶走熱量的柴油機;(2)風冷式柴油機:無需冷卻液的柴油機;(3)柴油機水冷卻方式:柴油機機頭散熱器的熱量通過外部供給的冷卻水帶走或冷卻水直接通過柴油機氣缸套帶走熱量的冷卻方式;(4)柴油機風冷卻方式:柴油機機頭散熱器的熱量由機頭風扇和散熱器傳到周圍空氣中;(5)柴油發電機房水冷卻方式:在柴油發電機房內設置通有冷卻水的冷風機,促使機房內熱空氣與冷風機內冷卻水進行熱交換帶走機房內熱量的冷卻方式;(6)柴油發電機房風冷卻方式:由室外引入的空氣帶走機房內熱量的冷卻方式。工程中典型的風冷式柴油電站為水冷式柴油機+柴油機風冷卻方式+柴油發電機房風冷卻方式;典型的水冷式柴油電站為閉式循環水冷式柴油機+柴油機水冷卻方式+柴油發電機房水冷卻方式或為開式直流水冷卻柴油機+柴油發電機房水冷卻方式。除這兩種典型冷卻方式外,還有其他多種組合類型。在實際設計中,設計人員應清楚這6個冷卻概念,在根據實際情況進行針對性設計。
5.結語
隨著人防工程在全國各地建設的日益增多,設計人員應認真研究人防規范的適用范圍,明確戰時通風方式的轉換原則,清楚與柴油電站相關的幾個冷卻概念,并不斷研究解決實際設計中出現的問題,逐步提高自身的設計水平,更好地促使人防工程發揮出平時使用時的經濟效益、社會效益和戰時使用時的戰備效益。
參考文獻
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關鍵詞:電力設計配電系統
1 工程概況:
普聯光明基地位于深圳市光明高新區西區,總用地面積43906.60m2,用地性質為工業用地,項目為企業的生產基地,含生產車間,試產、檢測車間,配套食堂及住宿等功能,地面以上最大高度不超過100米,地下一層做為車庫和設備用房。項目總建筑面積150850 m2,其中廠房建筑面積105700 m2,配套宿舍及食堂建筑面積26000 m2,地下室18080 m2
2變配電系統
2.1負荷容量統計:
2.1.1一級負荷
消防設備(360KW);主要通道、樓梯間及車庫、廠房的應急照明及疏散指示(200KW);消控中心、變配電所,發電機房等重要設備照明(60KW),消防電梯(90KW);。
2.1.2二級負荷
生活水泵、潛水泵(105KW);客梯(60KW),部分生產動力(1280KW),部分廚房(200KW)
2.1.3三級負荷
其它用電負荷(約10000KW)
備注:廠房用電由甲方提供,其它用電為根據經驗估算
2.2各變電系統
由于本工程距市區較遠,故只能就近由城市開關站電纜引入一路10KV電源,專線供電。
由于工程占地面積較大,根據甲方要求,考慮到供電半徑及電纜成本,且工程地下室空間較大,故本工程擬設三座變電站,在廠房地下一層設高壓開關站,由此開關站分別給設于生產廠房地下室(1號變電站),檢測廠房地下室(2號變電站),宿舍地下室(3號變電站)的變電站供電,其中一號變電站的變壓器由開關站高壓柜直接供電,2,3號變電站采用10KV環網柜供電,所有的高壓配電裝置采用戶內成套固定式開關柜,各變電站的10KV 電源采用單母線。
2.2.1各變電所概況
1號變電站
擬設D.yn11型1600KVA干式變壓器四臺,變壓器采用環氧樹脂澆注干式變壓器,戶內成套型,帶IP3X防護網罩;低壓為單母線分段運行,四臺干式變壓器兩兩聯絡,聯絡開關采用手動控制。本變電站主要供生產廠房用電及相應地下車庫。
本變電站旁設二臺800KW柴油發電機作為備用電源,主要供停電時保證生產用電,同時消防時做為生產廠房的消防第二電源。柴油發電機須在市電中斷后15s內自起動并帶負荷,應有連續三次自起動功能。
2號變電站:
擬設D.yn11型1000KVA干式變壓器四臺,變壓器采用環氧樹脂澆注干式變壓器,戶內成套型,帶IP3X防護網罩;低壓為單母線分段運行,四臺干式變壓器兩兩聯絡,聯絡開關采用手動控制。本變電站主要供檢測廠房用電及相應地下車庫。
本變電站旁設一臺360KW柴油發電機作為備用電源(以消防負荷及保證負荷較大的定)。柴油發電機須在市電中斷后15s內自起動并帶負荷,應有連續三次自起動功能。
3號變電站:
擬設D.yn11型800KVA干式變壓器二臺,變壓器采用環氧樹脂澆注干式變壓器,戶內成套型,帶IP4X防護網罩;低壓為單母線分段運行,聯絡開關采用手動控制。自投時應自動斷開非保證負荷,以保證變壓器正常工作。本變電站主要供宿舍、食堂用電及相應地下車庫。
本變電站旁設一臺320KW柴油發電機作為備用電源(以消防負荷及保證負荷較大的定)。柴油發電機須在市電中斷后15s內自起動并帶負荷,應有連續三次自起動功能
2.2.2計量方式:
本工程1、2號變電站對外總計量為高壓計量,3號變電站設高壓總計量,同時低壓計量到戶,公共負荷在分段母線計量,高低壓計量相結合,另在低壓出線相應部位設置電流互感器,作測量及保護用,以便于節能考核與管理
另外由于本工程處在光明新區,根據光明新區的要求,本工程需做綠色建筑,故工程設分項計量表
2.2.3電容補償
每段低壓母線設無功動態電容補償裝置,補償前功率因數0.78,補償后低壓側功率因數不小于0.95,高壓側功率因數不小于0.9,總電容補償容量為3120 kvar ,其中1號變電站擬設總電容補償容量1920kvar,2號變電站擬設總電容補償容量720kvar,3號變電站擬設總電容補償容量480kvar
2.2.4高壓電源進出線方式
除1號變所為上進上出外,2,3號變電所為下進下出,低壓電源進出線方式:除1號變所為上進上出外,2、3號變電所為下進上出,采用電纜橋架敷設方式。
3 配電系統:
3.1采用TN-S低壓配電系統,N線與PE線,從變配電間處經重復接地分開后,不再相連,保持絕緣。
3.2一級負荷采用市電低壓母線段和發電機應急母線的兩回路,以放射式方式供電,并于末端自動切換。二、三級負荷采用放射式或樹干式相結合配電。
3.3導線材質及敷設方式:一、二級負荷中的消防負荷采用耐火型銅芯電纜沿封閉式電纜橋架(外涂防火材料)吊頂、電氣豎井內敷設,或穿鋼管暗敷樓板、墻、柱內。其余設備電源采用普通交聯銅芯電纜和絕緣導線,穿管暗敷樓板、墻、柱內,或預分支電纜沿電氣豎井內敷設。一級負荷的兩回配電線路沿同一電纜橋架敷設時,加防護隔板。條件允許時應按不同路徑敷設。
3.4各配電箱、插座箱、控制箱、開關箱等一律壁掛式暗裝(車庫、設備房壁掛式明裝)。各動力設備均自帶電控裝置。本設計僅考慮其電源的配置。
3.5動力設備原則上采用就地與遠動集控方式。30KW及以上動力設備采用降壓啟動方式。
4照明系統:
4.1采用節能熒光燈為主要光源(廠房及宿舍);采用高效節能的熒光燈為主要光源(車庫);采用白熾燈做需瞬時點亮(應急照明)。
4.2照度標準
車庫~75lx
設備房100lx~200lx
通道、走廊30lx~75lx
宿舍 ~75lx
電子元器件生產廠房 300lx~500lx
電子元器件檢測廠房300lx~500lx
其余房間照度標準:按GB 50034-2004之相關要求設計
4.3潮濕場所選用防水防潮燈及開關插座。
4.4應急照明線路采用耐火型銅芯導線穿鋼管暗敷樓板、墻、柱內;其他照明線路采用普通絕緣導線穿硬質塑料管暗敷樓板、墻、柱內。
5自動報警系統
5.1本工程廠房區按一類,宿舍樓按二類保護對象對象的性質設集中報警系統,并能將總線數據傳送至消防控制中心。
5.2在檢測廠房首層設消防控制室,并設直通室外的出口。
5.3消防設備主電源供電按一級負荷要求設雙回路,并于末端自動切換,報警器直流備用電源為設備自帶蓄電池。消防控制室設專用接地端子板,與防雷系統共用接地
裝置,接地電阻要求不大于1歐。
5.4本套報警系統由火災探測器、報警控制器、手動報警按鈕、消防廣播、消防
電話及相應的聯動控制模塊組成,為柜式機。
5.5本工程下列部位選用感煙/感溫探測器:變電所、風機房、樓梯間前室,消防電梯前室、走道、汽車庫、廠房等。
5.6報警傳輸線、有聯動要求控制總線和多線采用阻燃銅芯導線穿金屬管暗敷不燃體結構內,或金屬管(外涂防火涂料)沿吊頂內敷設。
6 防雷系統
6.1本建筑的年預計雷擊次數 N=0.32 次/a。防雷等級按二類設計。
6.2防直擊雷的措施,采用裝設在建筑物上的避雷網(帶)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(或利用屋面金屬欄桿作接閃器),并應在整個屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網格。防雷電波侵入的措施,采用進出電源線路均采用電纜敷設,在高低壓配電裝置或重要設備上裝設避雷器。所有進出建筑物的金屬管道就近與防雷接地裝置相連。
6.3防側擊雷的措施,建筑物超過45m,每層設均壓環,均壓環均與該層外墻上的所有金屬窗、構件、引下線連接。
6.4接地引下線利用建筑柱內主筋,按建筑跨距均勻布置,適當位置設接地電阻測試點。接地裝置利用建筑基礎,并設若干外引人工接地板。聯合接地電阻要求不大于1歐。
7 接地與安全
7.1本低壓配電系統采用TN-S系統。
7.2在每一個配電室適當位置處預留40X4mm扁鋼作為主接地線,并設一總等電位聯結端子板,該主接地線應與柱內主鋼筋可靠焊接。
7.3強電豎井內設貫穿式40X4扁鋼作接地保護干線,弱電豎井內設貫穿式40X4銅帶作為電訊設備專用接地線,下端均應與接地網可靠連接。樓層配電箱、弱電配線架分別從該保護扁鋼引接接地保護線或等電位聯結PE端子板。
7.4本工程重要設備(發電機、消防控制室、電梯、風機、水泵、冷凍機房等)的接地,在設備房適當位置處預留接地端子,接地端子與兩根主筋焊接、這兩根主筋(與防雷引下線分別設置)應一直往下通長焊接至接地網。
7.5插座配電開關選用漏電保護型,漏電動作電流30mA,樓層總配電箱開關采用防火漏電開7.6宿舍衛生間作局部等電位聯結。
參考文獻
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論文關鍵詞:阿呷水電站,節能降耗設計,十二五'規劃
阿呷水電站位于甘洛縣境內甘洛河流域中上游河段,上游與工棚電站尾水銜接,下游與阿呷水電站正常水位相銜接。本電站采用低閘引水式開發,電站額定引用流量13.1m3/s,引水隧洞長7797.93m,電站利用落差215m,裝機容量21MW。本工程為單一發電工程,無防洪、航運、供水等綜合利用要求。
取水樞紐區位于工棚電站廠房下游600m處,廠房位于阿呷鄉下游約1km處,甘洛~阿呷鄉有縣級公路相通,阿呷鄉~壩址有簡易鄉村公路通過,距離縣城公路里程約38km,距涼山州州府西昌市約240km,距省會成都市約350km,對外交通較為方便。阿呷水電站工程任務以發電為主,無灌溉用水,無防洪、航運、供水等綜合利用要求。
阿呷水電站用水為非耗水型,所引水量回歸至甘洛河,并提供優質、清潔能源,阿呷水電站的建設符合國家和四川省產業政策,符合可持續發展目標。阿呷水電站可替代節約化石能源,可減排溫室氣體量和其他污染物。
2.主要節能降耗措施
水電屬于清潔能源,阿呷水電站發電用水過程中不增加水體污染,不耗水,水流經水輪機尾水管、尾水渠直接排入廠房下游河道,不需處理,符合水資源管理要求。阿呷水電站多年平均發電量9506.5萬kw.h。電站發電后,以標煤耗310g/kw.h計,每年約減少使用2.95萬t標煤,相當于每年減少二氧化碳排放1.26萬t,同時每年至少可減排SO20.21萬t。本工程在節能設計方面主要考慮以下幾個方面。
2.1工程布置節能
本工程計劃布置3個施工區:攔河壩施工區(含發電引水隧洞進口)、引水隧洞各支洞工區、發電廠房(含發電引水隧洞出口)施工區。本工程首部樞紐工區、引水隧洞各工作面和廠房工區就近布置混凝土拌和站及供風、供水站。機械修配站、汽車保養站、鋼筋加工廠、木材加工廠集中布置,其中機械修配站、汽車保養站布置在廠區,鋼筋加工廠、木材加工廠布置在首部工區、3#支洞附近、廠房工區。廠區金結安裝和機電拼裝場不考慮單獨征地,可將就近碴場平整后布置。工程布置結合《水利水電工程節能設計規范》(GBT50649-2011),充分考慮工程的實際情況,在工程布置上達到了節能的要求。
2.2設備選型節能
在設計中根據閘門的型式、尺寸、孔口數量和運行要求等因素,并充分考慮各種啟閉機的特點,在滿足安全的前提下選用合理的啟閉型式和容量,避免造成電能消耗的浪費,是節能降耗的主要手段。此外,在設計閘門時,考慮采用低摩擦系數的承壓滑道、頂側水封采用橡塑材料的水封等措施降低啟閉機的容量,從而達到節能降耗的目的。
電站選用HLA575c-LJ-110型水輪機,額定流量6.55m3/s,相應配SF10.5-10/2860型水輪發電機,調速器為GSLT-1800型。在機組選型的時候,考慮采用能量指標好、效率高的轉輪,因此,選用了HLA542轉輪。該電站的輔助系統也盡量簡化,輔助設備選擇也盡量考慮采用能量指標好的設備。
阿呷水電站廠區海拔高程為1616m,地震烈度為Ⅶ度。本階段電氣設備選型按照以上短路電流計算成果進行選擇,再根據海拔高程加入絕緣系數1.088,在滿足電站運行要求的前提下,盡可能節省投資。廠用電主、備用電回路在低壓側實現自動切換。設計中合理配置變壓器,減少了電能損耗。
2.3照明節能
本工程為地面廠房,主廠房、副廠房及升壓站盡量采用自然采光,因此照明系統的總耗電量較小,采用如下措施降低照明系統能耗:
2.3.1.盡量避免采用白熾燈作為照明光源,通常采用熒光燈、金屬鹵化物燈、高
壓鈉燈等高效氣體放電光源,或采用節能燈,以降低光源耗電量。
2.3.2不需要長時照明的場所,照明開關的設置應盡量考慮便于做到人走燈滅。
2.3.3大功率氣體放電燈的功率因數應補償到0.8以上,以降低無功電流帶來的
電能損失。
2.3.4主要照明場所(如主機間等)應做到燈具分組控制,使得電廠人員可根據不同
工作的需要調整照度。
各工作場所的照度標準值應符合《工業企業照明設計標準》(GB50034-92)、《民用建筑照明設計標準》(GBJl33—90)的有關照明標準。
2.4給排水節能
本電站采用高位消防水池的常高壓方式,消防與生產、生活合用水池。消防儲水容積為80m3,水池設于廠房后坡上,其高程為1700m,水池貯水全部取自山間泉水,經沉淀凈化處理后進入生產、生活管道。在廠區設室外消火栓一套,供廠區室外消防用水。
廠區排水主要為地面廠房內生活污水排放、雨水排放。其中廠房內污水經水泵抽升后,排至下游。生活污水需經化糞池處理,糞便污水宜與生活污水分流。廁所,廚房及其他房間經常從地面排水時應設置地漏。生活區排污量相當小,不會形成污水徑流。
3.綜合評價
本工程建設期主要消耗能源為:柴油、汽油、電力等。工程運行期能源消耗主要有運行維護各類水工建筑物閘門消耗的柴油和電力、水電站用電設備以及管理用電等。工程建成后產生的社會效益和發電經濟效益可以看作能源消耗的產出。
本工程不存在能耗過大的建筑物和設備,項目的建設和運行期亦不會消耗大量能源,能源消耗總量相對合理,因此本工程的建設不會對當地能源消耗結構及能源利用產生不利影響。
本設計依據合理利用能源、提高能源利用效率的原則,遵循節能設計規范,從設計理念、工程布置、設備選擇、施工組織設計等方面已采用節能技術,選用了符合國家政策的節能機電設備和施工設備,合理安排了施工總進度,符合國家固定資產投資項目節能設計要求。
參考文獻:
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關鍵詞:110 kV變電站;典型設計;土建
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)35-0170-02
1 110 kV變電站設計存在問題及典型設計推廣要求
隨著我國經濟建設的發展,輸變電網絡建設也持續穩定發展中。在全國范圍內,新增了許多110 kV變電站建設。隨著變電站領域的技術發展日新月異,110 kV變電站建筑也有著與眾不同的變化。隨著變電技術的更新換代、變電站設備的迅速發展,再加上城市化建設步伐的加快,110 kV變電站的站址已經逐步深入到城市人口稠密的中心區域。比如說北京天安門廣場下方,就規劃建設了6個110 kV地下變電站。隨著城市的總體環境發生了巨大的變化,越來越多的高層建筑成為城市建筑的主流,在城市中心區域以及城市內建設110 kV變電站,其土建設計過程也出現了一系列的特殊問題。這些土建設計特殊問題將影響著變電站總體安全以及變電站設備的安全運行。部分沿用舊有的安全以及設計標準和設計規范的建設行為甚至會影響居民的正常生活。因此,110 kV變電站建設必須與時俱進,嚴格按照最新的設計規范要求進行設計,在導變電站土建的設計、安裝、運行模式等方面及時進行設計規范的學習與解讀,避免在變電站設計及施工中產生錯誤及不良影響。
2 110 kV變電站典型設計土建部分的要求及落實
在《110~500 kV輸變電工程標準設計要求及可研深度規定》中,在可行性研究階段,要求110 kV變電站在總體布置上,必須要實現變電站的基本功能和核心功能,實現變電站全過程、全壽命周期內資源節約,環境友好的要求。首先是在建筑風格上,總體體現工業性產品或設施的特點,提倡工藝簡潔、施工方便、線條流暢,與環境協調,遵循中國南方電網有限責任公司典型設計總體原則。長期以來,由于變電站建設一直采用的是非標準化設計,不同的電力設計院采用的是不同的土建布置和建筑設計方案,最終導致外立面形態各異、建筑設計顏色及構造與變電站周邊建筑環境不協調,特別是在城市中心區的110 kV變電站建設,還有部分位于旅游風景區的110 kV變電站建設,常常成為破壞周圍環境的制約性因素。
而且在110 kV變電站土建設計結構安全性和耐久性問題處理這個問題上,大部分設計人員長期以來一直認為混凝土是非常耐久和安全的材料。而且在我國,土建結構的設計與施工規范一直推薦使用混凝土建筑材料,并且土建結構設計人員對于標準化混凝土建筑材料的使用更為熟悉。但是在沿海環境,特別是中國南方電網有限責任公司下屬的廣東電網公司、廣西電網公司以及海南電網公司,這三個省網公司所屬的大氣環境氣候為海洋以及熱帶氣候,大氣環境因素對于混凝土建筑材料的破壞作用更為嚴酷。而在貴州以及云南兩個省網公司管轄區域,110 kV變電站建設的土建部分材料選擇及設置對于干濕、凍融等大氣侵蝕下的耐久性要求,相對考慮較少。因此,導致了許多110 kV變電站的混凝土結構常常出現鋼筋銹蝕、混凝土腐蝕、塔基損毀等情況,嚴重的甚至導致停電以及安全事故。
2.1 110 kV變電站選址
變電站站址選擇屬于變電站土建部分設計的重要內容。進行站址選擇首先要由系統部門進行擬建變電站規劃中心位置以及區域內的電力負荷中心,并且根據相應的潮流分析以及電網的規劃確定負荷中心位置,在中心位置附近選擇較為適宜建設變電站的站址位置,并且進行相應的野外踏勘,以便進行站址確定。在進行站址確定之前,必須由系統部門進行相應的系統接入方案設計,并且考慮無功補償規模、出線、主變壓器的規模以及等級等變電站主要參數依據。依據系統部、變電一次、變電二次、地質勘察等不同的專業所提供的資料,匯總當地的土地、住房建設、建管單位、林業、農業、規劃等政府部門的意見,土建設計人員會同相關政府部門人員初步確定幾個變電站選址方案。這些選址地點應當盡量與負荷中心較近,以便能夠降低電網損耗。在進行現場踏勘之后,就要對幾個站址方案進行比選。在進行方案比選的時候,必須要考慮以下因素:①待選的變電站站址是否與當地的政府規劃相一致。特別應當注意的是,不能占用基本農田保護區域。在變電站站址選擇中,這是作為首要考慮條件。因為一旦涉及基本農田保護區域占用,必須要上報國土資源部進行土地總體規劃調整,這個調整的上報及批復周期一般是1~3 a,遠遠超出一個110 kV變電站的建設周期。但是如果是占用一般耕地,則可以通過上報國土局進行耕地補償來進行調整使用。當地國土部門對土地總體規劃作出相應的調整后,則可以通過耕地補償進行站址協調,這是一個折中的選址辦法。②在進行站址選擇的時候,必須要充分考慮站用水源、站用電源、交通運輸、地質條件、土地用途等多種因素,重點解決站址的可行性問題,避免出現顛覆性因素。比如在進行地質勘察時,必須要明確有無不良地質情況,比如地下溶洞、滑坡、坍塌等情況,特別是部分古滑坡,由于其隱蔽性較強,所以較難發現,一旦站址確認,需要花費較大精力進行變電站站址地質處理,增加了變電站造價。③原則上應提出兩個或兩個以上可行的站址方案,如確實因各種難以克服的困難只能提供一個站址應提供充分的依據并作詳細說明。在進行變電站站址比較選擇以及站址備選方案上報時,為了避免出現單一站址的情況,需要進行多重考慮。但是在實際應用中,大部分設計單位為了節省前期工作成本以及勘察費用,只選擇一個方案進行上報。最終出現站址征地等疑難問題時,則必須進行站址挪移,造成費用增加的情況。
2.2 站址水文氣象報告需要作為嚴格要求進行限定
在110 kV變電站典型設計方案要求中,新增了對于站址水文氣象資料收集以及報告形成的要求。除提供百年一遇以及五十年一遇洪水位之外,還要對洪水淹沒情況以及區域內的洪澇情況進行預計分析和論述。而氣象資料則要求列出氣溫、濕度、氣壓、風速及風向、降水量、冰雪、凍結深度等氣象條件。因為這些氣候條件對于變電站的站址選擇以及混凝土材料的選擇有著較為重要的影響。而防洪澇及排水情況則應說明備選站址內的防洪澇以及排水情況等,這有助于在進行設備基礎標高定位。而當地的水文地質條件、地下水位情況等則直接影響變電站的基礎防腐等級,而水源的水質、水量情況則影響變電站用水條件,涉及到變電站將來的生活以及生產用水是否可以使用井水或者當地用水,或者必須另外接入自來水源等。
2.3 站址的工程地質勘察報告要包含全面的地質勘察內容
在進行可行性研究階段的地質勘察工作時,必須嚴格按照可行性研究內容的深度要求進行地質勘察工作。站址工程地質勘察報告要說明站址區域地質、區域構造和地震活動情況,確定地震基本烈度,對站址方案的穩定性作出評價。地質勘察報告中必須說明站址的地形、地貌特征,地層巖性。而且要說明站址的地形、地貌特征,地層巖性、巖土結構、成因類型及分布,確定地基類型。如果在可行性研究階段時未能充分滿足地質勘察的要求,則需要在初步設計階段,詳細進行鉆孔勘察,充分了解站址及附近地區的不良地質現象,并對其危害程度和發展趨勢作出判斷,提出相應的防治措施的建議。比如在變電站站址落差位置較大的時候,采用高邊坡設計的方式進行邊坡防護,防治邊坡移位對變電站的影響。
3 以110 kV變電站實例分析土建典型設計應用
以110 kV營盤變電站工程為例,投資單位為廣西電網公司,土建工程規模主要包括新建110 kV營盤變電站及擴建對側。
3.1 建筑材料優化
在選擇施工材料的時候,我們首先考慮的是變電站的內在質量,只有在保證內在質量的前提下,我們才可以從節約成本的角度來尋找相應的替代品。這是我們選擇材料的原則。變電站建筑物均采用現澆鋼筋混凝土框架結構,磚砌填充墻?;炷翉姸鹊燃壊捎肅20~C35,鋼筋采用HPB235、HRB335和HRB400熱扎鋼筋,砌體材料采用M5水泥石灰混合砂漿砌筑MU10灰砂磚,事故油池采用鋼筋混凝土結構。場地電纜溝采用磚砌結構,過道路電纜溝采用鋼筋混凝土結構。這樣體現了經濟型和實用性。
3.2 建筑施工方案優化
考慮北海當地土壤砂石海水腐蝕情況,地基處理不宜直接作為天然地基,建筑物采用ф400徑錘擊高強混凝土預應力管樁,這既有利于加快工程施工進度,也有效降低了工程的成本。
3.3 應對臺風天氣,變電站增加邊坡保護和砌筑工程應對
2013年廣西境內受臺風影響多達13個,特別是9-10月間,臺風影響多達5個。受臺風影響,考慮日后運行維護原因,變電站增加了大型護坡、爆破石方工程,地震烈度按7?考慮,設計基準期為50 a,結構使用年限50 a。變電站建筑布置,已經滿足變電站安全使用功能并且盡量的降低成本。
3.4 根據規范重新設置消防措施
站內防火按典型設計原則進行設計站內同一時間按一次火災考慮,根據規范在整個變電站內設置了一套的消防設施。由于站內配電裝置樓火災危險性為戊類,耐火等級為二類,建筑體積不超過3 000 m3,因此站內不設置消防給水系統,全站集中設置一套火災自動報警系統,實現火災報警部位信號和聯動控制狀態信號的實時監視?;馂奶綔y報警范圍包括電氣二次設備室、10 kV配電裝置室等處,并根據安裝位置的特點和電氣設備的特性選用不同的智能火災探測器?;馂淖詣訄缶到y應由站內交流不間斷電源系統提供專用回路供電。
4 結 語
標準化典型設計使110 kV變電站設計進入了模塊化體系設計的階段,但是由于各地的情況不同,特別是沿海的變電站設計,則需要根據當地的地質情況進行優化設計,電力設計工作者除了采取各種技術措施和管理措施外,還需要根據地區智能化發展的條件對變電站建筑設計進行優化和改善,這樣才能使變電站設計更具有前瞻性和改良性,為其后期的無人值守功能提供應對。
參考文獻:
[1] 巫尚吉.110~220 kV變電站土建設計探討[J].技術與市場,2011,(9).
關鍵詞:園區;變電站;主變規模
引言
園區是我國產業發展的集聚區,也是國民經濟和地區經濟發展的重要載體。為提升海南省園區綜合競爭力和可持續發展能力,滿足園區電力負荷增長需求,實現優化土地資源配置,合理規劃園區新建變電站主變規模是十分有必要的。
1 園區整體規劃情況
??贏園區位于海口市的西南側,呈南北縱向分布,距市中心約17km,該園區是海南省政府為大力發展??趯嶓w經濟,而提出的產業發展項目。園區一期規劃面積18.4km2,其中城市建設用地15.8km2;遠期規劃總面積59.3kme,其中城市建設用地53.7km2。
園區規劃空間結構為“一軸、兩帶、兩心、四組、多片”,即建設貫穿南北的中央發展軸;至西向東構建工業發展帶、研發生活帶;形成以行政商務為中心的北部及中北部組團,以公共服務及景觀為核心的南部及中南部組團;不同組團內部按照用地性質和功能劃分多個不同的產業片區、研發片區和生活片區。
2 負荷預測
結合園區發展規劃,采用空間負荷預測法對園區遠期、一期飽和負荷分別進行預測。結果見表1。
根據負荷預測結果,美安科技新城遠期飽和負荷約為569MW,一期飽和負荷約為160MW。
3 變電站主變規模分析
3.1 供電電壓等級選擇
園區周邊現有1座220kV變電站(#1)、3座110kV變電站(#2、#3、#4),距離本項目分別約為8km、25km、20km、4km,結合園區為南北縱向分布的特點,若由#1變、#2變、#3變向園區供電,則供電線路較長,且#2與#3變供電線路路境內需跨越國家地質公園,實施較為困難;若僅由較近的#4變(現有主變容量20+50MVA,終期主變容量2×50MVA)供電,則難以滿足園區一期負荷發展需求,因此,可在園區內部規劃建設220kV變電站作為電源點,通過110kV電網向各片區負荷供電。
3.2 變電站主變規模分析
根據負荷預測結果,考慮園區內220kV變電站直供負荷、110kV及以下電源可利用容量,參照南方電網相關設計規范,220kV、110kV電網容載比分別取1.9、2.1,先對變電站容量需求進行計算,再由遠期到近期確定主變規模。
(1)220kV變電站主變規模:計算如表2所示,園區遠期需220kV變電容量1080MVA,考慮海南電網現有主變容量(120MVA、150MVA、180MVA),為滿足園區遠期變電容量需求,充分利用園區土地資源,減小變電站占地規模,提高供電設備利用效率,結合園區南北縱向分布特點,可建設2座220kV變電站,每座變電站主變終期規模均按3×180MVA預留位置;一期需220kV變電容量為304MVA,可建設1座220kV變電站,本期主變規模按2×180MVA配置。
(2)110kV變電站主變規模:計算如表3所示,園區遠期需110kV變電容量817MVA,考慮海南電網現有主變容量(50MVA、40MVA、20MVA),為滿足園區遠期各地塊負荷供電需求,充分利用園區土地資源,提高園區供電可靠性,節約10kV配套線路建設投資,可建設6座110kV變電站,每座變電站主變終期規模均按3×50MVA預留位置;一期需110kV變電容量為252MVA,結合園區負荷為南北縱向分布的特點,可建設3座110kV變電站,本期主變規模按2×50MVA配置。
4 結束語
合理確定變電站主變規模,不僅可為園區發展提供充足電力供應,提高供電設備利用效率,為后續站址選擇、變電站接入、設備布置方式、線路廊道規劃提供設計依據,還可避免因變電設施規劃不合理造成園區土地資源浪費,對園區經濟發展起到促進作用。
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作者簡介:王君(1986-),男,漢族,吉林省,中科泰和綠色能源(廣州)有限公司工程部總經理,碩士研究生,電力規劃和設計。
關鍵詞:用電設備;供電系統;電源;系統設計
中圖分類號:U223.6文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著人們對居住條件的要求越來越高,各式各樣的住宅小區層出不窮,在了解了小區的位置、環境、交通及戶型等外觀后,人們開始更加注重供配電等內在條件的質量。因此,安全可靠、技術先進、經濟合理的小區供配電系統顯得日趨重要。
1、供電電源
住宅小區一般應由10KV電源供電,住宅小區中的住宅樓和其他公用設施的用電負荷分級應符合現行的《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》等的規定。當住宅小區內僅有三級負荷時,供電電源可取自附近的110~35/10KV區域變電所的若干10KV供電回路。當住宅小區內同時具有一、二級負荷時,則應根據區域變電所的電源路數和變壓器臺數確定供電電源。若區域變電所的110~35KV電源僅為一路,則小區的備用電源應從另外的區域變電所引來。當住宅小區內的一、二級負荷較小,且設置自備電源比從城市電網取得第二電源更經濟合理時,可設置自備電源。對規模較大的小區,當區域變電所的10KV出線走廊受到限制或配電裝置間隔不足且無擴建余地時,宜在小區內設置10KV開閉所(開關站)。開閉所宜與10KV變電站聯體建設。總之,住宅小區的供電方式必須與當地供電部門協商確定。
2、配變設置
2.1負荷計算
以前,住宅小區用電負荷的計算主要有單位面積法和需要系數法等,各地的計算標準千差萬別。新的《住宅設計規范》出臺后,對各類住宅的用電負荷標準、電表規格、進戶線截面都規定了下限值。很多省、市、自治區也根據此規范并結合本地區情況,出臺了地方住宅設計標準,對上述用電指標均作了等同或高于《住宅設計規范》的規定。據此,一般采用單位指標法進行負荷計算。
即Pc=ΣKx×Pe×N式中Pe——單位用電指標。如:4KW/戶(不同戶型的用電指標不同),可根據《住宅設計規范》或各地區的地方住宅設計標準的規定選取。KWN——單位數量,即戶數(對應不同面積戶型的戶數)Kx——需要系數,《住宅設計規范》對其取值未作規定,有些地方標準有規定,但是差別較大。如果地方標準無規定,可參照《全國民用建筑工程設計技術措施-節能專篇/電氣》的推薦值,表2.2.4-1的規定取,具體按接三相配電計算時所連接的基本戶數選定:9戶以下取1;12戶取0.95等。對小區內的商業、辦公等配套公建及路燈用電負荷需用其他方法單獨計算。
2.2配變選型
住宅小區配電的視在功率
S=ΣPc/cos¦
式中cos¦—功率因數,由于住宅以照明負荷和家用電器為主,一般取0.8—0.9(參見《住宅設計規范》條文說明。當小區內有電梯、水泵、中央空調等動力設備時,其負荷應單獨計算后再匯總。消防用電負荷一般不計入S——視在功率,KVA在計算設置變壓器的容量時,應考慮變壓器的經濟負荷系數和功率因數補償效果。變壓器的經濟負荷系數在0.6—0.75之間,變壓器的負荷率應不大于0.85。10KV供電的功率因數應不低于0.9,否則應進行無功補償。由于住宅樓以單相負荷為主,容易造成三相不平衡負荷超出變壓器每相額定功率15%的情況,因此,小區內應選用接線組別為D,yn11的變壓器。
住宅小區用電負荷季節差別甚至晝夜差別都很大。所以宜選用空載損耗低的節能型變壓器,如S9系列或非晶合金變壓器。小區內設置的變電站的型式和數量必須根據小區規模、建筑類別(別墅、多層、高層等)及配電總容量并結合當地電業部門的供電系統規劃來確定。
目前住宅小區內設置的變電站的類型有多種,獨立型、戶內型和分散型。獨立型變電站一般用于規模較小或負荷比較集中的住宅小區;分散型變電站一般用于規模較大、負荷分布比較分散的住宅小區;大多采用箱體移動式結構(即箱變),且一般設置開閉所(開關站);戶內型變電站一般用于高層且單體面積較大的住宅建筑。
供電變壓器的臺數及單臺容量可按以下原則確定:對于獨立型或戶內型變電站,配電變壓器的安裝臺數宜為兩臺,單臺變壓器的容量不宜超過1000KVA;對于分散型變電站,根據小容量多布點的原則,對以多層住宅為主的小區單臺變壓器的容量不宜超過630KVA;對別墅區單臺變壓器的容量不宜超過315KVA。
2.3配變選址
住宅小區內變電站的設置應遵循以下原則:
(1)盡量接近小區負荷中心且進出線方便,以降低電能損耗、提高供電質量、節省設備材料。
(2)考慮合理的負荷分配及適宜的供電半徑。單臺變壓器的容量一般不超過上節所述;中壓供電半徑:負荷密集地區不超過2Km,其他地區應不超過3Km,380/220V配電線路的配電范圍一般不宜超過250m。
(3)當小區內有高層、多層或別墅等多種類型住宅時,宜按不同類型分別劃分供電范圍。
(4)當小區規模較大時,如果分期開發,應盡量按分期片區劃分供電范圍。
(5)一般按小區內干道的自然分隔劃分供電分區,避免大量管線穿越馬路、交叉重疊。
(6)與住宅樓(尤其是住戶的南臥室)保持一定距離,一般不低于6m(現行規范無明確規定),以滿足防火、防噪聲、防電磁輻射等要求。
(7)遠離通信機房、微機機房和消防控制室等有防電磁干擾要求的房間。
3、低壓配電
低壓配電系統,應保障安全、配電可靠、經濟合理、維護方便。住宅小區低壓配電應采用TN—S或TN—C—S系統供電方式,并在入樓處做總等電位聯結,相線與零線等截面。從變電站到各棟樓或各中間配電點一般均采用放射式接線方式,低壓線路一般采用YJV22型低壓電纜直埋敷設,入戶處穿鋼管保護。對單元式高層住宅,可在每單元地下室設置小型低壓配電間,分單元雙電源供電。配電間內安放數臺低壓配電及計量柜,以放射式、樹干式或分區樹干式向各樓層饋電。對多層住宅或別墅,可在樓前適當位置設置落地式風雨箱或在樓內地下室設置落地式進線箱作為中間配電點,以放射式向各棟樓或各單元供電。每單元宜提供三相電源,以利三相負荷平衡。單元配電箱暗設在單元首層入口處。
單元配電大體有兩種形式:第一種,單元配電箱內設單元總開關、分支開關及各分戶計量電表,由單元配電箱到各戶配電箱用放射式布線。第二種,單元配電箱內設單元總開關,由單元配電箱到樓層配電箱采用樹干式布線,各層配電箱暗設在各層樓梯間墻上,在層配電箱內設有該層住戶用計量表及配電開關,由層配電箱到各住戶采用放射式配電。選擇低壓電纜時,除按計算負荷考慮與出線開關的保護配合外,還應保證供電質量,宜按經濟電流密度選擇電纜截面并適當考慮負荷發展裕量。
結束語
供配電設計在確保安全可靠的大前提下,根據工程特點、建設規模、當地氣候條件、地區供電條件及經濟發展狀況等諸多因素。兼顧技術先進性和經濟合理性,綜合確定民用建筑的供配電方案。
參考文獻
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[2]GB50096-2011住宅設計規范.北京:中國建筑工業出版社,2011.
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關鍵詞:變電站 自動化 數字化
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2013)06-0165-01
0引言
近年來,隨著現代化生產的發展,對電力能源的需求越來越大。對電力供應的質量要求也越來越高,而且由于計算機技術及通訊技術等相關學科的高速發展使計算機自動化監控系統在變電站(所)中得到了廣泛的應用。變電站自動化系統是將保護,控制監視和通訊、網絡技術等融合在一起的計算機系統。相對于傳統的以儀表柜、控制臺,中央信號屏等組成的控制系統,是一種計算機為主的,將變電站(所)的二次設備〈包括測量、信號、控制、保護、自動裝置和遠動裝置等〉經過功能組合而形成的標準化、模塊化、網絡化,功能化的現代化計算機監控系統,適應現在生產發展和能源管理的需要。變電站自動化系統的發展方向變電站自動化系統有三種主要模式:①常規測控設備加上完備的四遙遠動裝置;②以RTU 為核心,以數據采集、控制、保護、錄波、計量等為的集中式結構;③以一次設備為對象來組織各類二次功能,以通信網為手段實現功能和組成分散化的分層分布式結構。
1.數字化變電站自動化系統的特點
1.1 智能化的一次設備
一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計, 簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構,數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之,變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替,常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。
1.2 網絡化的二次設備
變電站內常規的二次設備,如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造,設備之間的連接全部采用高速的網絡通信,二次設備不再出現常規功能裝置重復的 I/O 現場接口, 通過網絡真正實現數據共享、資源共享,常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
1.3 自動化的運行管理系統
變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化;數據信息分層、分流交換自動化;變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告,指出故障原因,提出故障處理意見;系統能自動發出變電站設備檢修報告,即常規的變電站設備"定期檢修"改變為“狀態檢修”。
2存在問題
變電站自動化系統雖然已經得到了大量的推廣應用,但也存在著一些問題,歸納起來有以下幾個方面的問題:(1)變電站內繼電保護功能的重要性和冗余設計問題未得到應有的重視。 變電站內可以沒有自動化,但不能沒有繼電保護,而繼電保護又是一個系統性的問題,需要依賴各方面的相互支持和配合,仍然存在二次設計(直流電源,二次回路,CT 變比選擇)、保護定值整定和安裝試驗、保護設備自身的可靠性等問題。(2)變電站內繼電保護等設備的自動測試及事件記錄有待加強和完善。常規變電站保護裝置和自動裝置都有比較仔細的定期例行試驗,但由于變電站自動化系統中數字式保護及自動裝置具有自檢功能,導致運行維護和定期試驗工作被大為淡化,而現已投運的數字式保護在自檢、自動測試及事件記錄等方面的工作并非完美無缺,還有許多工作需要做。(3)變電站內通信網接口和協議的標準化問題。變電站采用多個廠家的設備,因而存在網絡互連和通信接口的問題。各個廠家的現狀是自成體系的通信接口和自定義協議, 目前已經推出的一些信息接口配套標準,雖已有部分廠家采用,但由于各廠家對標準的認識不統一,具體實施時對標準規定的部分內容作了擴充和改動,易出現各廠家雖采用相同協議但不能接口的現象。(4)變電站自動化系統的設計規范和驗收標準問題。變電站自動化系統目前的實現方案多種多樣, 但沒有一個基本的設計規范要求,國家和行業也沒有相關標準來統一要求,導致目前市場上產品眾多,用戶無從選擇。另外有些地區(行業)用戶根據自身的特殊需要不斷提出新的要求,廠商為了市場也不斷改進滿足用戶的要求, 出現了廠商和用戶兩難的局面。
3變電站的自動化
3.1集成化
隨著集成電路和計算機技術的飛速發展,各種新型的大規模集成電路將會進一步應用在繼電保護和測控裝置上,這些新器件的應用將使保護和測控裝置的電路板更加小型集成化, 如保護、控制、測量、故障錄波及事件記錄以及運行支持系統的數量處理等功能將被模塊化設計在一個統一的數字裝置內,間隔內部和間隔間以及間隔層同站級間的通信采用少量的光纖總線實現,取消傳統硬線連接。高集成化可以使裝置通信、數據存儲及處理能力更強,降低成本,減少故障率,有利于實現統一的運行管理。
3.2數字化
數字化是指變電站自動化系統的整體數字化、信息化以及與電力整體的協調操作。隨著變電站一次設備的智能化,如智能開關設備、光電式電壓和電流互感器和各類智能電子裝置的出現和應用,變電站自動化將進入數字化階段,在變電站內原來位于保護、測控裝置中 I/O 單元、A/D 單元等,將被分離出來下放到智能化的一次設備中去。保護、測控和自動裝置的功能將在統一的I/O及模擬量數據信息平臺上進行重新分工和組合,有利于改進和優化現有的保護和控制功能。
3.3標準統一化
技術的進步和行業規范標準的約束,變電站自動化系統將逐步向產品標準化方向發展。具體表現在:產品基本功能設計和要求的標準化及產品的對外接口和通訊協議的標準化,變電站內不同廠家的設備可以做到互換互連,“即插即用”增加了用戶選擇變電站內各類設備和更換設備的自由度,同時不滿足標準化設計的廠商將被逐步淘汰,使變電站自動化專業逐步走向良性的發展。
4結束語
目前, 國內已有數個數字化變電站順利投運, 運行時間最長的已近兩年, 總的來看設備運行平穩, 各類數據采集、傳輸無誤, 保護和自動裝置動作正常, 至少可以說明數字化變電站的技術運用到實際中已初步通過實踐的檢驗, 滿足了安全、穩定的系統運行要求。但同時數字化變電站經過更長時間的運行, 肯定會出現除本文提到的其他的更多的各種各樣的問題, 還有待各專業研究機構和有能力的廠家進一步深入研究和解決。
參考文獻:
[1]江智偉.變電站自動化及其新技術[M].中國電力出版社,2006,1.