电站设计（共12篇）
电站设计 篇1
1 工程概况
昆江水电站二级电站位于越南广南省Song Con中下游,电站拦河坝为混凝土重力坝,坝高20.5 m,坝顶高程为283.5 m,坝轴线长115.15 m,由4孔12 m闸坝和4孔12 m自由溢流坝组成,正常水位为278 m,校核水位为281.97 m。电站为引水式,装机容量为3×18 MW,设计引用流量为24.9 m3/s,采用一洞三机供水方式,经过拦河闸坝右岸的引水明渠、有压发电引水隧洞、调压井、竖井、压力钢管等水工建筑物共约5.5 km,压力钢管由2个岔管与支管相连,经蝶阀正向进入二级厂房,尾水汇入Song Con。引水系统纵剖面图如图1所示。
2 引水系统各建筑物设计
2.1 引水明渠及进水口
为满足有压隧洞的淹没深度,降低隧洞进口高程,便于设置冲砂、排砂系统,引水明渠布置在Song Con河右岸,总长77.14 m,含闸室段、渠身段、冲砂孔、溢流侧堰至隧洞进口。闸室段与拦河坝相连,渠首沿轴线方向依次设置有清污抓斗、拦污栅、检修闸门和工作闸门,闸室顶部高程为283.5 m,设置有门机轨道和启闭机房。闸室后的渠身段为梯形断面,渠底宽3.6 m、深6 m;在坝下0+027.75 m设有5 m×5 m冲砂闸通过渠身排向河内。冲砂闸后14.11 m按1:3坡比降至隧洞进口处,在隧洞进口前278 m高程设一段溢流侧堰。
隧洞进口采用岸塔式结构,坐落在弱风化(ⅡA)花岗岩上。此处岩体坚硬,完整性好,进水口前沿宽度为8 m,高度为10.26 m,轴线长4.09 m,后通过10m的渐变段与隧洞相接,底板高程为268.74 m,板厚2 m,设有4 m×6m (宽×高)事故闸门一道,闸门检修平台高程为279 m,通过踏步上至右岸公路。
2.2 引水隧洞
2.2.1 洞线布置
引水隧洞位于Song Con右岸,全长5.5 km。隧洞线呈折线布置,总体呈南北走向。引水隧洞距Song Con水平距离最近300 m,最远为1 400 m,共穿越5条较大的沟谷,其中2条切割较深。根据出渣需求,在主洞上设计布置了3条施工支洞(竖井处的隧洞出口为3#支洞)。隧洞洞径为3.6 m,呈马蹄形,坡降8%,竖井前为低压段隧洞,竖井后为高压段隧洞。
2.2.2 引水隧洞结构设计
引水隧洞线将穿越7条较大的断层,洞轴多与断层近直交,断层破碎带及影响带较宽,施工中开挖揭示整条引水隧洞大小断层共100多条,围岩为Ⅳ类、Ⅴ类。除断层及其影响带以外,岩体多为微风化(ⅡB)花岗岩,灰白色,岩石坚硬,节理裂隙相对不发育,围岩稳定性好,围岩以Ⅱ类、Ⅲ类为主。隧洞垂直埋深最小约25 m,最大约270 m。
技术阶段隧洞断面设计为圆形断面,为加快施工进度,方便隧洞开挖出渣,施工阶段在保证过流断面的情况下,开挖断面优化为马蹄形断面,Ⅱ类、Ⅲ类围岩素喷、锚喷段衬砌后仍为马蹄形断面,底板统一采用150 mm厚C20现浇素混凝土衬砌,钢筋混凝土衬砌段则衬砌回圆形断面,马蹄形和圆形断面的隧洞之间采用7.5 m长的渐变段作为过渡段。
经衬砌结构计算,Ⅱ类围岩洞段衬砌采用素喷C20混凝土厚度为80 mm,介于Ⅱ～Ⅲ类围岩洞段采用素喷C20混凝土,厚度为100mm衬砌。Ⅲ类围岩洞段采用锚喷支护:隧洞上半部180°范围内6Φ20全长黏结型系统锚杆,锚杆长2.5 m,排距1.25 m,呈棱形布置,挂网Φ6@200 mm×200mm再喷C20混凝土,厚度为100mm。介于Ⅲ～Ⅳ类围岩洞段采用厚度为300 mm厚C20混凝土配单层筋,Ⅳ类围岩洞段采用厚度为400 mm的C20混凝土配双层筋,V类围岩洞段采用厚度为500 mm的C20混凝土双层钢筋混凝土衬砌。经过计算配筋为Φ14@140 mm,单层、双层钢筋混凝土结构的内、外层配筋率均在经济配筋率范围内。
2.3 调压井
调压井所在位置大多为弱风化(ⅡA)花岗岩,岩体为灰白色,岩石坚硬,裂隙发育,稍破碎,裂隙多为铁质充填或铁质渲染裂隙面,局部铁质渲染风化成砂状,锈黄色,局部裂隙有少量泥质充填。
调压井原技术设计阶段采用埋藏式,大井直径为8m,阻抗孔直径为3.6 m,经调保计算后,最低涌浪水位为256.95 m,最高涌浪水位为300.35 m,穹顶位于弱风化(ⅡA)岩层上部,采用锚喷支护,在302 m高程通过施工支洞与其相连。
考虑施工方便及工程造价因素,调压井经优化设计后决定采用露天的简单式施工方法,上部大井直径为5 m,与隧洞交接的阻抗孔直径为3.6 m,经调保计算后,正常运行水位为288 m,最高涌浪水位为311.27 m,调压井顶部高程为326.5m,底部高程为247 m,整体采用钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为0.5m。通过结构力学方法的薄壁圆筒理论进行计算,并经有限元复核,采用双层钢筋,环向筋Φ14～28@200mm,纵向筋14～22@200mm,根据计算内力结果按高程分段配筋。
2.4 压力管道及竖井
压力管道采用一洞三机供水方式,调压井后隧洞及竖井上部为强风化(ⅠB)花岗岩,岩体裂隙发育,稍破碎,裂隙多为铁质充填或铁质渲染裂隙面,局部铁质渲染风化成砂状,呈锈黄色,局部裂隙有少量泥质充填。为防止隧洞内水外渗从而引起山体失稳,采用钢衬护岩,桩号引4+429.796～引4+601.792之间为低压上平段,钢管管径为3 m,壁厚14 mm;竖井上部引4+616.385～引4+657.385钢管管壁厚度为16 mm。竖井下部及高压段隧洞前部处于微风化(ⅡB)岩层,采用钢筋混凝土衬砌。经过透水衬砌计算,采用单层钢筋,竖井下段:环向筋Φ18@150 mm,纵向筋Φ14@200mm;竖井下弯段和高压斜管段:环向筋Φ20@150mm,纵向筋Φ16@200mm。
下平段的高压压力管段按挪威准则的上抬理论确定钢衬起点,埋管按经济流速4～6 m3/h确定压力管道主管内径D内=2.8 m,按内水水头(含水锤压力)和抗外压稳定计算管壁厚度为12～28mm;主管经2个岔管与支管相连,支管内径D支=1.2m,壁厚t=18 mm。钢管及加劲环均采用Q345B钢板焊接。三梁岔水流形态好,受力明确,结构安全可靠,便于设计,因此本工程明岔管采用非对称“Y”形三梁岔管,采用15MnVR钢材,加强梁采用优质碳素钢,钢号为45 (GB/T699),其抗拉、抗压和抗弯强度设计值为325 N/mm2。连接柱采用圆柱形ZG310-570,经过计算1#岔管壁厚34 mm,2#岔管壁厚26 mm。支管经蝶阀正向进入二级厂房,钢管末端轴线高程为19.5 m。
3 结语
昆江水电站二级电站为典型的高水头引水式电站,其引水系统路线长,结构复杂,可供其他类似工程参考。
通过引水隧洞断面及衬砌形式、调压井结构形式、压力钢管结构的设计,协助施工方加快了施工进度,节约工程投资,使工程按期保质发电。
引水系统为本工程进度计划的关键路线,在建设、设计、施工、监理等参建各方的共同努力下,工程自2006年6月开工至2008年12月首台机组发电,历时30个月,发电至今引水系统各建筑物运行正常。
参考文献
[1]SL 285—2003,水电站进水口设计规范[S].
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[3]DL/T 5058—1996,水电站调压室设计规范[S].
[4]DL/T 5141—2001,水电站压力钢管设计规范[S].
电站设计 篇2
摘要：水电站电气设计直接影响水电站运行的可靠性，本文针对水电站电气设计的高压限流熔断器组合保护装置、发电机中性点接地方式、水车保护等问题进行了探讨，对提高水电站运行的可靠性将会有积极的作用。关键词：高压熔断器;中性点接地;水车保护;电气设计;水电站高压限流熔断器组合保护装置
高压限流熔断器组合保护装置由限流熔断器FU和高能氧化锌电阻FR组成，用来防止短路电流对电器设备的破坏，简称为FUR。在厂变高压侧发生的相间短路的短路电流是全厂发电机和系统的短路电流之和，此处如选择断路器，由于短路开断电流非常大，选择大开断电流的断路器价格太贵，所以大机组此处一般不选择。在一些电站的设计和改造中，在厂变高压侧加有高压限流熔断器组合保护装置。在2.5 ms以内，高压熔断器可以很快将短路电流限制住，截断电流控制在预期短路电流的15％左右，防止由于变压器高压侧相间短路而发生的高厂变爆炸事故和对发电机、主变压器、母线等设备的冲击损伤。
在选择限流熔断器FU时应考虑与厂变低压侧的配合问题，厂变低压侧最大短路电流折算到高压侧的值对应的FU的熔断时间，应大于低压侧10 kV及各分支负荷的过流保护动作整定时间与其开关动作时间之和。以避免低压侧故障使FU熔断而产生越级跳闸、扩大事故范围。低压侧最大短路电流折算到高压侧的值对应的FU的熔断时间一般取1 s。中性点接地方式
发电机中性点的接地方式过去一直采用消弧线圈接地，由于经消弧线圈接地电流很小，可满足国标要求，故在发电机发生单相接地故障时，可以暂不跳发电机开关，只发信号，由运行人员处理。近些年国内新建设的水电站发电机中性点的接地方式大部分采用接地变压器接地（经高阻接地），在发电机发生单相接地故障时，接地电容性电流未经消弧线圈综合，接地电流大于附表中的允许值，故必须作用于跳发电机开关。
2.1单相接地故障产生的过电压
发电机中性点的接地采用接地变压器接地（经高阻接地），其设计思想是为了防止间歇性单相接地故障时产生的暂态过电压破坏发电机绝缘，单相接地故障转化为匝间故障或相间故障，避免对发电机造成更大的损失。
2.2发电机中性点经消弧线圈接地
国内外研究资料表明，发电机中性点经消弧线圈接地的发电机单相接地暂态过电压和发电机运行频率有直接关系。在额定频率50 Hz附近的发电机单相接地的暂态过电压值都小于2.6 Ux，也就是说发电机在并网运行的过程中发生了单相接地故障，发电机单相接地的暂态过电压值小于2.6 Ux，不会破坏发电机绝缘。同时由于经消弧线圈综合的接地电流很小，满足国标，故发电机可暂时不跳开关。运行人员先汇报调度，并开启备用机组转移负荷，再将事故机组减负荷至零后断开发电机开关并停机。发电机组电气保护设计
推荐的发电机保护配置方案如下：
1）完全纵差保护；2）不完全纵差保护；3）高灵敏零序电流型横差保护；4）裂相横差保护；5）低压记忆过电流保护；6）失磁保护；7）失步保护；8）迭加交流电压型定子一点接地保护；9）迭加方波电压型转子一点接地保护；10）过励磁保护；11）过电压保护；12）反时限负序过流保护；13）定子绕组过负荷保护；14）转子表层负序过负荷保护；15）发电机意外加电压保护；16）轴电流保护；17）断路器失灵保护；18）CT断线保护；19）PT断线保护；20）励磁变差动保护；21）励磁变过流保护。下面重点阐述以下几种发电机电气保护措施设计要点。
3.1定子一点接地保护设计
定子一点接地是发电机最常见的故障之一。现代的定子一点接地保护已经不仅要求大型发电机具有100％的保护区，而且要求在定子绕组任一点发生接地故障时，保护装置都具有较高的灵敏度。
3.2转子一点接地保护
国内目前采用的转子一点接地保护类型有电桥式、迭加直流电压式和迭加交流电压式三种。为避免两套保护相互干扰，推荐一套保护采用迭加方波电压型转
子一点接地保护，另一套保护采用迭加直流电压型转子一点接地保护。
大型发电机的励磁绕组及外部励磁回路对地电容较大，因此转子一点接地保护应采取措施以避免或消除对地电容对保护产生的不利影响。根据规程规定，转子一点接地保护应延时动作于信号。计算机监控系统与水车保护
在水电厂生产运行过程中，如果发生事故，首要的任务是将机组安全的停下来，以防止事故的进一步扩大。计算机监控系统在水电厂应完成的功能有三个，即机组安全（水车保护）、监控、顺序控制，第一位应该是保证机组的安全（水车保护），其次是监控，再者是顺序控制，故机组的安全（水车保护）是在计算机监控系统设计中应重点考虑的问题。在计算机监控系统中的水车保护功能，一般是通过逻辑判断来实现保护出口的推力、上导、下导、水导等瓦温，压油装置的低油压、低油位，电气过速、机械过速的模拟量的跳闸停机越限值等；其他RTD、液位、流量等信号只报警。
《水力发电厂计算机监控系统设计规定》中，水力机械保护（水车保护）一般由另设的专门功能装置实现，监控系统与之交换简单的信息，水力机械保护与继电保护、励磁系统、调速器应等同对待。为了进一步提高水车保护的可靠性并遵照水车保护应独立成系统的规定，我们将推力瓦温、上导瓦温、下导瓦温、水导瓦温、压油装置的低油压、低油位、电气过速、机械过速几个有保护出口的重要量，通过常规硬接线独立于计算机监控系统组成单独的水车保护屏，用开关量进行逻辑判断来实现水车保护。计算机监控系统通过模拟量进行逻辑判断实现水车保护，与通过开关员进行逻辑判断实现水车保护的常规系统起优势互补，从而实现对水车保护的冗余。防雷接地设计
防雷措施按新增场地的防雷保护是否在原有防雷保护范围内来确定需不需要新增防雷措施；新增场地的主接地网需与原有变电站内的主接地网两点以上可靠连接，施工完毕后再实测接地电阻值，接地电阻值应满足设计计算要求，如果超出允许值，应采取必要降阻措施；若是原有站址上的改建、扩建工程，防雷部分在一期工程中一般情况下已经实施，但还是需要校验是否满足要求，不满足时再新增防雷措施。资料及会签图纸
专业间互提资料时，电气一次提供给外专业的电气主接线图及电气总平面布置图必须是与现场实际情况相吻合并结合本期工程更新后的图。
若接线是一台半断路器接线时，主接线图中要将本期改建、扩建工程中需要完善串的全部电气设备（特别是断路器及电流互感器）的参数标注在电气主接线图上，以便各个专业进行核对会签。会签线路专业的图纸时要注意其出线间隔的排列及出线相序与本专业是否是一致的。
设计时要预估施工中有可能存在的风险，尽量降低并提出安全措施，在有可能造成停电的改建、扩建工程中，要提出合理化的施工建议以减少停电损失。7 结束语
在水电站电气设计中，发电机中性点接地方式的选择、限制厂变高压侧很大的短路、协调计算机监控系统与水车保护等是必须注意的问题，文章针对这几个问题进行了详细地探讨和分析，对提高水电站运行的可靠性将有积极作用。参考文献:
变电站施工组织设计 篇3
关键词：施工组织设计
1项目概述及特点
1.1概述
本次招标A标包括主控楼及通讯楼、220KV屋外配电装置、综合楼、消防小间、站区道路。处于XX至XX公路北侧约200m的岗地上，进站道路引接于XX与砂乡公路，长180m。自然标高26-35M(黄海高程系，下同)整平标高为31.2m，站区采取有组织排水。
施工电源：采取永临结合方式，本变电所站10KV所用点备用电源在工程开工前提前建成，引至变电站站区，作为施工单位施工电源。
施工水源：本站φ150管径的正式供水系统作为施工水源在开工前引至站区内。
1.2特点
1.2.1架构基础及各类设备基础较多，间距较小。局部基础地面位于回填土之上。
1.2.2各类设备支架安装工作量较大，工期紧，土建与安装需紧密配合。
1.2.3本标段建(构)筑物多，交叉作业多，各工种整体流水作业较为复杂。
2施工总体布置
2.1施工布置的原则
2.1.1本变电所内电气布置很紧凑，场内可用的临时设施用地较少，施工布置时应充分利用现有空地，以不占或少占永久设施用地为原则；
2.1.2充分利用地形和区域条件，合理布局，既要有利于生产、易于管理，又要便于生活，并符合国家有关安全、防火、卫生、环境保护等规定，直接为生产服务的设施尽量靠近施工现场，而生活和仓库等设施靠后布置。
2.1.3按合同规定做好防洪安全和环境保护规划，采取必要的措施，保护临时设施周围开挖后的边坡。
2.2水、电、风及通信
2.2.1供水施工用水考虑采用抽水机抽取右江河水。在变电站附近的V184.5m高程处建容积为20m3的蓄水池，φ50mm供水管接至主要施工用水点。
2.2.2供电：由于甲方提供的工地变电所距离本工程施工场地较远，而本工程项目用电量较少，本工程施工考虑自备2台30KW和1台50KW的柴油发电机组根据施工需要供电。发电机房设在变电站184.5m高程平台的空地上。
2.2.3供风：本工程石方开挖量较少，爆破钻孔计划采用手风钻，采用4台JWG ／7柴油移动式空压机供风。
3施工准备工作
3.1组织准备
3.1.1如宣布我局中标，我们将立即在局内进行施工前动员，按合理分工与密切协作的原则，组建项目经理部，确定管理运行机制。合同文件签订后，由项目经理部及时组织施工人员、设备材料进场，保证在合同文件规定的时间内正式开工。
3.1.2成立由一位副局长任组长的领导协调小组，负责本工程的组织协调工作，最大限度地优化配置人力、物力、财力和技术力量，确保本工程优质、快速、安全完成。
3.1.3做好职工教育工作，按照劳动力需用计划，分批组织各工种人员进场，安排好职工生活，做好质量、安全、防洪、防火、文明施工和遵纪守法教育。对特殊工种人员进行上岗前培训、严格持证上岗。
3.2技术准备
3.2.1熟悉合同，全体管理人员在开工前集中学习，认真研读本工程合同文件，领会合同精神，认真履行合同：
3.2.2全面熟悉设计文件及图纸资料，领会设计意图，澄清所发现的设计问题：
3.2.3备齐本工程所需的规程、规范和标准(所需规程、规范和标准见前述)，按监理工程师和我局JS09002标准体系文件要求备好各种有关施工记录表格：
3.2.4现场实测实量，复核工程量，按施工的难易程度，编制实施性的施工技术措施；
3.2.5进行试验工作，对砼、砂浆的原材料进行试验检验工作，通过试验确定砂浆和砼配合比等；
3.2.6技术准备工作坚持做到：准备项目齐全，执行标准准确、内容完善齐备、超前计划布局及时指导交底，重在检查落实。
3.3物资准备
3.3.1资金准备：根据工程所需投入足够的流动资金。
3.3.2根据施工进度安排好各种材料、施工设备的进场时间，落实材料供应来源和运输措施，确定材料仓库和堆放的面积、地点。
3.3.3材料进场按我局IS09002质量体系文件的采购程序和贮存程序执行。各种材料除应有出厂合格证外，还要按有关规定在监理工程师监督下进行检验。并报监理工程师同意方可使用。
3.3.4设备进场后要做好安装、调度、保养，一些常用的配件要有一定数量储备以便及时更换，保证各种机械设备正常运转。
4施工部署
4.1220千伏屋外配电装置
基础土方开挖采取人工开挖，按规范要求进行放坡，土方就近堆放，及时回填。220KV屋外配电装置构架基础施工按轴线拟采取分三段施工，以便于模板的周转，具体施工段划分如下：1轴4轴为一施工段；5轴8轴为二施工段；9轴-10轴为三施工段。施工过程中，各专业工种进行流水作业。架构及设备支架基础为杯型基础，模板均采用侣MM厚木夹板，钢管支撑，杯口吊模。在一施工段进行的同时进行本标避雷针安装，以便场区内及时形成避雷体系。混凝土浇筑采用四台机动小翻斗负责水平运输，人工翻揪八模。220KV屋外配电装置构架基础施工完毕，经检验符合要求后进行环型杆及钢构架安装，安装时采用一台25t汽车吊吊装，两台经纬仪控制环形杆位置及垂直度。
4.2主控楼及通讯楼、综合楼施工部署
主控楼及通讯楼为连体结构，施工同时进行。综合楼在主控楼及通讯楼结构完毕后进行。通讯楼、综合楼砖混结构，主控楼框架结构。预制板安装采取搭设斜道，人工运输的方法。主控楼梁、柱、板一次浇筑成型，通讯楼屋面为全现浇。基础及上部结构模板均采用18MM厚木夹板，钢管支撑。在各个单位工程施工过程中，土建与安装的良好配合是使整个工程能够优质、高速、安全、文明完成的关键，这样就要协调好土建与安装的关系，控制好各项安装工程的插入点，土建与土建之间，土建与安装工程之间，安装与安装之间做到协调配合，有条不紊。主要建筑物施工时，我们将充分利用有限的时问和空间，拟采用先地下，后地上，先主体结构，后围护及装修施工，以主体施工为先导，分部分项工程紧随其后，有序组织交叉作业。
5安全组织技术措施
5.1施工用电安全措施
5.1.1所有设备用电采用三相五线制，支线架设在过道处要采用安全保护措施：
5.1.2现场配电室设置在合理的地点，并有可靠的防护装置，室内配电屏上各配电线应编号，并标明用途标记，配电室内应配置砂箱和绝缘灭火器；
5.1.3配电箱、开关箱采用铁板或优质绝缘材料制作，装设在干燥、通风及常温场所，且安装端正、牢固：
5.1.4配电箱、开关箱必须防雨、防尘、保持箱内干净，并且有门、有锁、均设置漏电保护装置。
5.2施工机具安全防护措施
5.2.1所有机电设备实行“一机一闸一保险”制度，并必须有可靠的接地、接零保护，手持电动工具、潜水泵必须单独安装漏电保护器，且灵敏可靠；
5.2.2乙炔发生器必须有回火防止器、保险链、保险装置必须灵敏可靠，使用合理，各类气瓶应有明显的色标和防震圈，并不得在露天曝晒；
5.2.3机械设备安装后，必须经过验收合格后方可使用。
6总结
牟黄水电站硬壳坝设计 篇4
牟黄水电站位于铜仁市大坪乡地慢村境内的车坝河上, 属车坝河梯级开发的第8级, 距铜仁市67km, 距铜玉高等级公路42km, 电站水库正常蓄水位416.80m, 设计洪水位419.05m, 校核洪水位420.83m, 最大下泄流量2777.7m3/s, 总库容为246×10em3, 属小 (1) 型水库。大坝为硬壳坝+橡胶坝, 橡胶坝顶高程为417.0m, 溢流坝段长98m, 固定坝顶高程413.3m, 坝底高程399.00m, 坝高14.3m;非溢流坝顶高程421.43m, 最大坝高22.43m, 大坝总长124.5m。电站多年平均流量12.77m3/s, 最大水头10.47m, 最小水头7m, 装机容量3×630kw, 保证出力396kw, 年发电量764万kw·h, 电站属小 (2) 型, 厂房为河床式。
2 坝型比选
牟黄水电站坝址处河床宽130m, 河谷宽高比7:1, 呈不对称的"U"形河谷, 右岸地形坡度35°~75°, 左岸地形坡度20°~50°。地层为寒武系下统杷榔组, 岩性为含炭质钙质页岩、钙质页岩及含钙质粘土页岩互层产出, 岩石软硬相间, 以含炭质钙质页岩为主, 河床砂卵石覆盖层深达6m, 砂卵石储量丰富。块石场较远, 距大坝11km, 运费较高。
结合地质、地形、建筑材料及库区淹没采用四种坝型作比较: (1) 空腹重力坝; (2) 硬壳重力坝; (3) 空腹重力坝+橡胶坝; (4) 硬壳重力坝+橡胶坝。
从表中可以看出, 硬壳重力坝比空腹坝节省, 但硬壳坝+橡胶坝比纯硬壳坝节省投资29.19万元。从技术角度讲, 各种坝型的技术均很成熟, 不是问题;从运行管理方面来说, 橡胶坝受天然条件的严重制约, 特别是山区河流, 洪水季节, 碴、石顺流而下, 容易划伤坝袋, 运行维修费用高;从政策上讲, 党中央国务院对农村问题相当重视, 应尽量减少淹没耕地;从梯级开发来看, 采用橡胶坝可减少对上游大塘三级电站的洪水影响, 并且可减少本站的非溢流坝高度和厂房防洪墙的高度。
综合分析, 推荐硬壳重力坝+橡胶坝方案。
3 结构型式
硬壳坝全长96m, 坝顶高程413.3m, 坝底高程399.00m, 坝高14.3m, 为满足橡胶坝袋要求, 故坝顶宽度为10.79m, 坝底宽27m。溢流面采用C20钢筋砼, 钢筋砼厚度:上游底部厚度0.7m, 上部厚度0.4m, 坝顶厚度0.8m, 下游面厚0.5m。
牟黄大坝为设隔墙的硬壳坝, 在硬壳坝体内设置与水流向平行的隔墙, 以增加硬壳的刚度和坝的整体性, 防止裂缝。隔墙间距5m, 厚1m, 隔墙之间回填砂卵石。为了充分发挥坝体材料的抗压强度大、抗拉强度小的优势, 上、下游内壁均采用连拱式, 拱半径2.5m。上游外壁坝坡为1:0.2, 壁厚3.0m, 下游坝坡1:1, 壁厚1.5m。溢流面内壁为半径4.5m的园弧拱, 厚1.83m。为了减小扬压力, 平衡隔墙和下游硬壳的侧向水压力, 有利大坝稳定安全, 在大坝坝体内隔墙及下游墙设置直径为30cm的排水孔。结构如下图1、2。
4 大坝应力分析
大坝应力计算, 主要是对大坝运行最不利工况进行计算分析。水库校核洪水位420.83m, 对应的下游水位为413.32m, 设计洪水位419.05m, 对应的下游水位412.28m, 正常蓄水位416.80m, 对应的下游水位406.55m。由以上水位可知, 大坝运行最不利工况为校核洪水位和正常蓄水位两种工况。
运用有限元法对包括隔墙在内单宽5m的坝段进行空间应力计算分析。
计算成果如下:
由上面的应力图可知:两种工况下最大拉应力为0.314Mpa, 最大压应力为0.071 Mpa, 按《砌石坝设计规范》 (SL25-2006) 表A.0.3, C10砼砌块石允许压应力为13.2 Mpa, 表A.0.4, C10砼砌块石允许拉应力为0.57 Mpa, 由此可见, 应力均满足规范要求。
5 大坝稳定分析
大坝稳定计算仍采用重力坝的刚体摩擦公式, 由于大坝较大面积为填料与基础的摩擦, 故采用纯摩公式:
式中:ΣW-铅直方向的合力, KN, 向下为正;ΣP-水平方向的合力, KN, 指向下游为正;K-抗滑安全系数;f-滑移面上的摩擦系数, 取0.4。
由表可知:校核洪水位时安全系数K=1.22>1.0, 正常蓄水位时安全系数K=1.29>1.05, 满足规范要求。
6 结论
牟黄水电站大坝采用硬壳坝, 不但充分利用了当地现存材料, 大大节省了远距离材料开采及其运输费用, 而且避免了因新开料场出现环境污染及水土流失问题。
由于坝顶采用橡胶坝袋, 坝顶宽度应满足橡胶坝袋的要求, 故坝顶较宽, 在这样的条件下采用硬壳坝比采用其它实体重力坝更节省工程投资。
硬壳坝与其它实体重力坝类似, 具有施工渡汛较易、便于坝面溢流和长年施工等优点。
牟黄电站坝址岩石以含炭质钙质页岩为主, 基础承载力小、摩擦系数小, 采用硬壳坝比其它实体重力坝合理。
参考文献
[1]《砌石坝设计规范》SL25-2006
[2]《水工设计手册》第四卷 (土石坝)
大型地面光伏电站设计建设 篇5
1、中利腾晖简介
2、项目概况
3、项目优化设计与经验总结
4、项目运维经验与优化
中利腾晖简介
中利腾晖是由中利科技（深交所上市公司，股票代码002309）投资的一家光伏太阳能企业。公司总投资额达8.5亿美元。引进德国、日本及意大利全自动太阳能电池片及组件设备生产线，建设21万平方米独立生产厂房，太阳能电池片组件产能可达到3吉瓦。中利腾晖已经日渐成为国内规模最大、科技含量最高的光伏制造型企业之一。
公司已经从国内外引入200多名行业内的研发、工艺及市场精英人才，组建形成了一家管理现代化的新兴光伏企业，目前公司员工接近4000人。
公司于2010年12月正式开始运作，截止2013年年底，公司产品生产产能达到1.5吉瓦。公司所有产品均已通过欧洲VED产品认证、北美CSA产品认证、德国TUV产品认证、美国UL产品认证、澳大利亚CEC产品认证以及中国金太阳产品认证。
产业链定位
上游战略合作伙伴-----太阳能电池片及组件制造组件及服务供应商-----系统集成应用
专业的系统集成服务 公司设有光伏系统事业部，提供地面或屋顶大型光伏并网电站、小型并网/离网光伏发电系统、光伏建筑一体化等项目咨询、设计、系统集成和工程总承包服务，为客户提供光伏发电系统整体解决方案或系统工程一站式服务。
公司拥有光伏系统集成专业队伍，成员来自于国内外知名光伏系统工程企业、高效、研究设计院所，拥有丰富的研究、设计、工程经验，公司于各电力设计院保持密切合作关系。
公司以客户利益为核心，近三年来，国内外共完成1GW大中型光伏电站的建设。
系统优化设计
一、组件串并联数量优化设计
二、阵列前后排间距优化设计
组件的遮挡对发电量的影响
三、MW阵列单元优化设计
组件与逆变器的容量比，需考虑直流侧损耗，组件的衰减，逆变器的过载能力等。
华为SUN8000过载能力20%。
四、组件之间串联走线方式优化设计
对于上下排布置的组件阵列，采取上、下排组件各自组串方式，还是上下组件连接组串？
五、缩短组件接线盒引线优化设计
带来成本降低、压缩的减小、接线的方便快捷
六、站用辅助电源的优化设计
七、组串联逆变器代替集中式大型逆变器设计
八、组串式方案与集中式方案相比，初始投资已经基本持平。
中利腾晖系统集成技术优势（1）组件性能匹配技术，提高电站效率
利用腾晖电力制造电池片和组件的优势，从硅片筛选分级、电池片测试分档、组件内部串联匹配一直到增强组串的匹配性设计，降低组件匹配塑损失，保证电站发电功率的最大化。（2）选用先进的高性能设备，确保电站可靠性
采用先进逆变器、汇流箱和高功率密度逆变升压设备，减少材料用量，降低设备成本；具备低电压穿越、功率因数可调、智能监控等功能，提高电站可靠性。（3）综合布线优化技术，降低损耗
进行直线、交流综合布线优化设计、集电网络设计及线缆选型，降低线路损耗及线缆量。
（4）快速反应，施工合理、安全、可靠，加快电站建设速度。
项目管理和建设
中利腾晖光伏项目采取项目经理责任制，引进国际先进项目管理理念，严格执行项目管理5大过程组，详细制定项目管理计划。
经验分享
1、项目选址对项目的建设、成本和收益影响巨大；
2、光伏系统成功的关键是高质量的工程设计； ①选择合适的方案，包括与地形匹配，对成本和收益的影响 ②主要部件选型（组件，逆变器）直接影响项目收益
3、需要有周密的项目策划和切实可行项目行动计划；
①方案的设备易采购、易齐套、易实施
4、光伏接入系统的早期规划和设计，接入电网相关手续的办理，是电站成功并网发电的前提条件
运行维护要点：
一、建立完善的技术文件管理体系 主要包括：
1、建立电站的设备技术档案盒设计施工图纸档案
包括：
①设计施工、竣工图纸
②各设备的基本工作原理、技术参数、设备安装规程、设备调试步骤 ③所有操作开关、旋钮、手柄及状态和信号批示的说明 ④设备运行的操作步骤 ⑤电站维护的项目及内容
⑥维护日程和所有维护项目的操作规程
2、建立电站的信息化管理系统
利用计算机管理系统建立电站数据库，内容包括两方面 ①电站的基本信息：气象地理资料、交通信息等
②电站的动态信息：电站供电信息、电站运行中出现的故障和处理方法。
3、建立电站的运行期档案
日常维护工作主要是每日测量并记录不同时间系统的工作参数，主要内容有： ① 日期、记录时间 ②天气状况 ③环境温度
④逆变器直流输入电流、电压 ⑤开关柜输出电流、电压及用电量等
二、完善维护管理的项目内容
1、光伏板的清洁 ①清洁周期：一个月
②清洁工具：清水、干净的软布，切勿用有腐蚀性的溶剂或用硬物擦拭。
③清洁时间：没有阳光的时间或早晚，光伏组件被阳光晒热的情况下用冷水清洗会使玻璃破裂。
2、检查方阵之间的连接是否牢固。
定期检查螺丝是否脱落钢构件支架有没有锈蚀
3、支架与接地系统的连接是否可靠
4、箱式变电站的维护
主要有：①防水：爱热水蒸气损坏设备②隔离：小动物等进入。
5、高低压配电线路
①架空线路日常巡检主要是检查危及线路安全运行的内容，及时发出缺陷，进行必要的维护。
②线路老化及时解决，以免发生意外
三、加强人员的培训 主要针对两方面的人员进行：
① 对专业技术人员进行培训，针对运行维护管理存在的重点和难点问题，组织专业技术人员进行各种专题的内部培训工作，并将技术人员送出去进行系统的相关知识培训，提高专业技术人员的专业技能。②对电站操作人员的培训，经过培训，使其了解和掌握光伏发电的基本工作原理和个设备的功能，并要达到能够按要求进行电站的日常维护工作，具有能判断一般故障的产生原因并能解决的能力
四、建立通畅的信息通道
设立专人负责与电站操作人员和设备厂家的联系。当电站出现故障时，操作人员能及时将问题提交给相关部门，同时也能在最短的时间内通知设备厂家和维修人员及时到现场进行修理。
浅议热力电站的通风降温设计 篇6
【关键词】热力电站；热量；降温通风
电力是经济发展的基础，人们日常生活处处离不开电力的使用。对比发达国家，我国的核电也只是刚刚起步，就目前我国的情况来看，依附于长江流域、黄河流域以及其直流，发展起来很多大中小型水电站，基本占了主导地位。虽然热力发电是一次性能源大户，但是其投资比水电核电少很多，而且建设周期短，具有很强的积极效益。在热电日常生产中所遇到的一些问题，随着其关注度的增加，也开始受到很多专业人士的重视，本文是通过对几个常见的通风降温问题展开探究，从而抒发一点自己对热力电站的通风降温的看法。
一、热力发电站生产过程及其热力设備之间的有机联系
热力发电厂生产的实质就是能量的转换，即将燃料中的化学能通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过叶轮机的旋转转变为机械能，最后通过发电机转化所需的电能，现在的热力发电站主要采用了具有多级回热的再热循环，以燃煤电厂过程为例，动力发电循环过程如下：将燃料煤运入原煤仓，在经给煤机送入钢球磨煤机，将燃料煤磨成粗煤粉，在热空气的作用下将细煤粉分离出来，然后在锅炉中进行燃烧，使其产生的温度加热水冷管内的水，如此反复循环。最后产生的热蒸汽被引入汽轮机，通过蒸汽膨胀做功，带动汽轮机发生旋转，产生机械能带动发电机。最后产生电能，送往千家万户。
在这一系列的能量转化过程中，包括加热、机械粉碎、燃烧等，都是通过各热力设备紧密联系进行的。各设备之间环环相扣，完成热能-机械能-电能的转换。其中任何一个部位都具有决定性作用，比如，燃料煤通过送煤机进入钢球磨煤机进行粉磨，如果在粉磨的过程中不彻底，那么将会影响粗细煤的分离。直接导致炉内不能充分燃烧。所以，热力发电厂生产过程与热力设备密切相连。由于热电站电能转化的复杂性和许多不可逆性，热力设备在转化的时候所输入有效能量的程度不同，造成了许多热量的流失，在整个热电厂的大环境下会造成局部或大部空气温度过高，前面也提到了，这些没有被利用起来的流失环境热量，主要一部分会在空气中消失，或者通过热传导附着在机械设备，厂房等设施上面，为了解决这一问，很多热电站采用了变频引风机降温和使用空气冷却器的多元通风降温。
二、变频引风机降温
某热电站4#130t/h锅炉与其它四台中压锅炉并列为母管制运行。其额定蒸发量为130t/h，运行负荷在100到120吨每小时，日产最大蒸汽量为2880吨。所产生蒸汽担负着3650风机、AV71风机、AV80风机、三台6000KW汽轮发电机、两台12000KW汽轮发电机以及3#、4#高炉区域低压蒸汽用户的蒸汽负荷。在日常生产过程中，130t/h锅炉在运行时，风量调节依靠调节进口风门挡板开度来实现，其过热蒸汽压3.4±0.1Mpa，过热蒸汽温度在430到450摄氏度，给水温度为104摄氏度，排烟温度为130摄氏度。那么通过这些数据可以看出这种风量调节方式不但使风机的效率降低，也使消耗在挡板上的阻力损失增大。
考虑到3#在生产时对于电能消耗的浪费，并且为了提高对锅炉燃烧水平的有效控制，最大限度的增加电站的积极效益。在2006年电站扩建的时候，在5#130t/h锅炉安装时，对四台引风机进行了升级，在安装时采用了智能变频调速系统对其进行了变频改造。通过实时的对电机运行参数进行控制，使得其功率降低，耗电量大大减少，达到了节约能源的目的，同时也是的电机生产时通风降温智能化。
三、空气冷却机的多元通风降温
在采用空气冷却机的热电厂，其通风降温主要是通过自然进风与机械排风或者机械排风与自然排风组合相结合组成的多元方式进行排风降温。通过对空冷机热电厂的研究实际数据计算发现，在主厂房与空冷机距离12米处时，其自然风量达不到所需风量，自然通风会遭到破坏，因此在这种情况下是可以通过机械排风来进行排风降温的。
自然排风主要是在不借助其他设备辅助的自然环境下进行的，所以在主厂房选址的时候，周围应该视野开阔，没有山峰或者是高于厂区封口的自然建筑。其次是在建立厂房的时候，相邻的辅助车间以及锅炉房建筑应该简化为挖空的两个有高度差的墙体，其中辅助车间比主厂房屋顶要高出9米，锅炉房要比主厂房屋顶高出41米。这样的造型结构是为了行程一个自然风道，便于其自然进风。
其次就是机械通风的，在这里机械通风所采用的是空气冷却机。其实也就是风机，它的原理也就是通过风机叶轮的转动，所产生的的气流，使得内外空气进行交换，在这里就是室外空气与车间厂区内过热部位的人空气进行交换，使得过高的温度随着空气的接触进行交换。这里是要求每台机组根据实际情况安设空冷机，其断面为梯形，四周另加一定高度的挡风板，底部作为进风口，侧面作为出风口。分布到各部位。在结合自然排风与机械排风的同时，要注意的是，自然排风和机械排风是机密联系在一起的，相扑相处的。使它们物尽其用，才能事半功倍。
结语
我国在能源利用方面与先进国家还存在着较大的差距，远在20世纪50年，前苏联与东欧国家曾经援助过我国一批热电厂，最为电力工业的基础，在新中国电力事业发展初期起了决定性作用。对于热电工业我们走过了援建，探索，到现在的自主。对于能源发展我国可谓还在求索的道路上一步步紧跟时代步伐。面对能源危机，面对大气污染，面对全球变暖，国人都在不断地探索发现。就热电站而言，专业技术、科技实力也是与日俱增。在探索热电站通风降温的道路上，从旧思想单纯的风机机械降温排风，到现在大家在本文中看到的自然进风与机械排风降温二元结合等方式的出现，足以证明在当前国家倡导节能减排，绿色中国的思想指导下，我国的热电工业也会越来越好。本文是笔者通过自己对热电站排风降温的理解和探究，希望可以得到更多热爱热电工业的人能够投身其中，为它的崛起而努力。
参考文献
[1]范仁东.风冷干排渣系统对锅炉效率影响分析计算[J].电站辅机，2010年01期
[2]阮春莹.浅析人防地下车库通风与排烟设计[J].暖通空调，2007年12期
变电站接地设计研究 篇7
原有接地规程要求接地电阻值不得大于0.5欧姆，由于变电站的各级电压母线接地的故障电流较大，因此很难达到规程要求。现行的标准将允许电阻值在满足条件的情况下放宽至5欧姆，也就是说，并不是所有的接地电阻满足5欧姆就合格了，而是有条件限制的。接地标准中明确规定：必须采取隔离措施以防止转移电位引起的危害;短路电流非周期分量对接地网将造成影响，因此当其电位升高时，3～10k V避雷器不宜动作或者动作后不得损坏;接地应该采取均压措施，对接触电位差以及跨步电位差必须进行验算，看其是否满足要求。
为了满足接地规程的要求，当接地的故障电流比较大时，应该尽量的减小接电阻值。根据现行的接地规范要求在满足其附加条件的情况下，接地电阻值不大于5欧姆都是合格的。这也给我们做接地设计时提供了灵活的选择，根据实际情况选择合理的接地方式。现行的标准虽然放宽了接地电阻值的要求，但是仍然要求接地网具有很强的整体性与安全性，这也就是接地设计应该遵循的原则。
水平接地极为主边缘闭合的复合接地极的接地电阻可以采取下式进行计算。
式中：Rn—任意形状边缘闭合接地网的接地电阻，Ω;
Re—等值(即等面积、等水平接地极总长度)方形接地网的接地电阻，Ω;
S—接帝王的总面积，m2;
d—水平接地极的埋设深度，m;
h—水平接地极的直径或等效直径，o;
Lo—接地网的外援变现总长度，m;
L—水平接地极的总长度，m;
从公式可以看到，降低地网接地电阻可以减小地网的土壤电阻率、增大地网面积、增大水平接地极的直径及长度、增大水平接地极的埋设深度等方式，因此传统的接地方式和新型的接地方式都只从这条公式展开的。
2 传统的接地方式
2.1 扁钢地网
扁钢接地网有方孔地网与不等间距地网两种。方孔地网的网格尺寸往往是根据经验来确定的，设计比较简单粗糙。接地网边缘部位的导体散流量比中心部位大2至3倍，其电场强度也比中心部位的高，起点为梯度大，分布不均匀。另外，该接地网需要耗费大量的钢材，不经济。这种地网一般适用于220KV以下的变电站，由于接地故障电流较小，地网的面积较小，其缺点不太明显。550KV以上的变电站则不适合采用此种接地网。
不等间距地网其水平接地体的布置间距不相等，中部较大，边缘较小。这样就可以将方孔地网的缺点予以弥补，而具有如下几个优点：各个网孔的电势基本相同，个网孔的电势与平均值的差别不会大于5%，最大的网孔电势仅为方孔地网的一半多点。较方孔地网，不等间距地网大大降低了电势梯度过大的危险，增强了地网的对设备及人员的安全性。接地导体的利用率较高，可以节约钢材。入地故障电流分布较为均匀，可以降低其接地电阻值。地表的电位分布均匀，可以降低接触电势与跨步电势。
2.2 降阻剂
在接地极的周围敷设降阻剂，已达到增大接地极的尺寸，减小接地电阻的目的。降阻剂是一种化学物质，它具有很好的导电性能。它能够降低与地网接触的土壤的电阻率，从而达到降低电阻的目的。降阻剂的使用已经有比较长的历史了，其施工工艺已经相当成熟，其降阻性能也非常明显，因此是一种非常值得推广应用的方法。
2.3 外扩地网
在均匀分布的土壤电阻率条件下，接地电阻与接地网面积的平方成反比，接地网面积增大，则接地电阻减小，因此，利用扩大接地网面积来降低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。但是该种接地网需要占用较大的空间，不利于土地资源的节约。
2.4 深井接地
当地下深层的土壤结构的电阻率较低时，便可以采取深井接地的方式。深井接地具有占地少、收外界环境气候影响小，接地施工在站内，不与周围的群众发生关系，不需要征地协调等工作的优点，因此颇受变电站建设工程的偏爱。但是深井接地极一般布置在水平地网的边缘，接地极间的距离应该不得小于接地极长度的2倍，否则其屏蔽效应会导致深井接地极达不到预期效果。而且适合采取深井接地的地方比较少，只有在深层土壤电阻率较低及地下水丰富的地方才能有比较好的降阻效果。因此，深井接地极数量受到场地大小限制，对深层土壤电阻率较高的场地效果不明显。
3 几种新型辅助接地方式
3.1 降阻模块
降阻模块又称之为接地模块，以非金属材料为主要原材料，主要由导电性、稳定性较好的非金属矿物质和电解质组成。具有下列优点：接地电阻稳定;耐腐蚀性良好;能持续负载大电流;使用寿命至少30年;无毒性，不污染。
但由于降阻模块体积较小，其仅增大模块附近导电率及水平接地极的直径，因此降阻模块在工程应用上需要大量应用才会有比较好的效果。
3.2 置换土
采用换土法来降低高土壤电阻率区接地网接地电阻，是一种比较有效的措施。它包括更换土壤与人工处理土壤这两种方法。更换土壤是将接地体周围0.5米之内、接地体三分之一处范围内的原有电阻率高的土壤用电阻率较低的土壤(比如：黑土、粘土、砂质粘土等)替换出来。这种方法虽然效果明显，但由于变电站场地地质情况的区域性，难以在高电阻地质附近找到低电阻土壤。
为改善接地体周围的土壤的导电性，将食盐、木炭、电石渣等物质加入周围的土壤。该法效果明显，造价也较低，但是土壤经过处理后其热稳定性将会降低，接地极的腐蚀速度也将加快，其使用寿命也会降低。因此一般情况下不宜采用。
3.3 斜井接地
打斜井，并埋置外引的接地体，向原接地体直径的几倍范围内的土壤中施放电解质，以降低土壤的电阻率，从而降低接地电阻。现在都是采用非开挖施工技术，在变电站内打斜井，对比垂直深井接地增大了计算面积，并在斜井内设置电解离子接地极，可以很大幅度的降低接地电阻值。斜井接地不但可以有效的降低接地电阻，还可以缩短工期，节约投资。该方法对于山区地形及结构比较特殊的变电站的接地非常适用，尤其是在常规设计及施工满足不了接地电阻要求的情况下，采用斜井埋置电解离子的接地极的方法七效果是相当的明显。该法具有施工方便、施工工期短，且可以防止接地网外延而引起的征地纠纷以及浅埋接地体被偷盗。因此，该法是电阻率较高的地区变电站接地降阻很好的措施。
3.4 爆破接地
爆破接地技术是针对于降低岩石区域接地电阻的一种新技术。通过爆破制裂，然后再将接地极安装于裂缝中，再采用压浆机将降阻剂压入裂缝中，已达到改善较大范围内的土壤的导电性能的目的。
该法的原理是通过爆破将岩石炸裂，爆破裂缝可以与岩层中的节理裂隙相互贯通，在压入降阻剂后，便形成了范围非常广的低电阻率通道，以便于电流通过裂隙中的降阻剂流散至外部岩石。另外，在雨水或者地下水的作用下，降阻剂便会向更深更远处渗透，逐渐形成树枝状，更加有利于接地极的散流。
3.5 铺设水下地网和利用自然接地体
水电站大多都是建设于山谷、峡谷中，受到自然条件的限制，往往无法铺设接地网。而且该区域基本上都是岩石，其电阻率极高，因此，想要将接地电阻降低至合格范围内十分困难。但是大中型的水电站都有规模较大的水库，这时则可以考虑在水库中设置水下地网。首先便是要将水的电阻率测试出来，以便计算水下地网的大小。其网格大小可采用20m×20m的网孔，最好是能够将水下地网埋入水库底的泥土内，以免受到水位高低的影响。对于河道式水电站可沿河流两边设置河岸接地装置。对于水电站来说应充分利用水工建筑、厂房、管道等自然接地体来进行降阻。
4 结语
变电站接地设计时应该根据具体的工程采取对应的降阻措施，在计算接地电阻的目标值的基础上，对变电站所处的地形、地貌、地势等进行仔细勘查，并对土壤的电阻率进行测量，分析出一套技术可行、经济合理，安全可靠的接地措施。
摘要：变电站接地网的的方式有多种, 传统的接地方式有扁钢接地、采用降阻剂、外扩地网、深井接地等, 新型的接地措施有降阻模块、置换土法、斜井接地、爆破井接地等方式。文章重点对变电站的新型接地进行了分析, 希望能给变电站接地设计提供参考。
关键词：变电站,接地设计,深井接地
参考文献
[1]何金良, 康鹏, 曾嵘, 张波, 华普校.青藏铁路110kV输变电工程五道梁和沱沱河变电站的接地系统设计[J].电网技术.2006.
[2]葛红霞.浅议高土壤电阻率地区如何降低变电站接地电阻[J].中国高新技术企业.2009.
某水电站电气设计综述 篇8
一、电站接入电力系统方式
水电站以2回220k V线路接入马尔康500k V变电站220k V侧, 并且其中1回线路开断进小浪底电站, 新建线路导线型号均为LGJ-2×500;其中一条长度约64km, 另外一条长度约16km。其他电站汇集后以1回110k V线路接入该电站联络变110k V侧, 导线型号为LGJ-185, 长度约为6km。
二、电气主接线
根据发电机—变压器组合方式和220k V接线方式, 拟定以下电气主接线方案:
方案一:发电机—变压器为单元接线, 220k V侧单母线接线;方案二:发电机—变压器为单元接线, 220k V侧为双母线接线;方案三:两台发电机与一台变压器组成扩大单元接线, 一台发电机与一台变压器组成单元接线, 220k V侧单母线接线。3种比较方案接线如图1所示。
通过对各主接线方案的技术性、经济性比较, 从保证主接线安全可靠性、满足系统运行稳定性的要求和电站运行灵活性的角度出发, 方案二相对较优。
该水电站的开发任务是发电, 电站的电气主接线设计应以充分保证本电站和电力系统的安全可靠运行为目标, 满足运行灵活、维护方便的要求, 并综合考虑经济性。因此, 推荐方案二为本电站主接线方案。
三、主要电气设备选型与布置
1. 主要电气设备选型。
(1) 发电机。型式:竖轴、悬式、密闭自循环通风冷却, 额定容量:125MW, 额定电流:5 237A, 额定电压:15.75k V, 额定频率:50Hz, 额定功率因数:0.875 (滞后) 。
(2) 主变压器。型号:SF10-150 000/220, 额定容量:150MVA, 额定电压比:242/15.75k V, 高压分接头范围:±2×2.5%, 接线组别:YN, d11, 冷却方式:ONAF。
(3) 220k V配电装置。本电站高压设备推荐采用GIS。占地面积为54.8m×16m。
2. 主要电气设备布置。
本电站为地面式厂房, 主机间与安装间呈“一”字型顺河向布置, 一、二次副厂房分别位于主机间和安装间的上游侧。一次副厂房布置主变室及GIS, 出线场设备布置在一次副厂房楼顶。
四、控制保护和通信
1. 电站控制保护。
该水电站建成后将接受河南省调度, 并接受流域梯级集控中心的统一控制。电站按“无人值班” (少人值守) 原则设计, 采用计算机监控系统进行控制, 不设常规控制设备。
2. 通信。
根据《水利水电工程通信设计技术规程》 (DL/T5080-1997) , 本电站通信系统包括系统通信、梯级调度通信、电站内部通信及水情测报系统通信。
电力系统通信初步规划通信主、备通道均采用光纤通信, 主用通道经该电站至河南某市500k V变电站的220k V线路上架设的OPGW至电力系统, 备用通道经该水电站串接小浪底水电站的220k V线路上架设的OPGW至电力系统。
梯级调度通信包括电站至梯级集控中心的通信以及电站与其他梯级电站间的通信, 初拟采用在梯级水电站间220k V线路上架设OPGW通信方式。
变电站接地系统设计分析 篇9
1) 原来的装置不能满足现在接地短路电流热稳定性的要求。以前对接地装置的要求, 基本上是以其总体接地电阻的大小为标准, 不考虑热稳定性, 而随着电力系统容量的不断增大, 接地短路电流也逐渐增加, 再回上接地网没有改造, 以至于当事故发生时, 有可能引起接地引下线及连接线烧毁, 甚至有可能会导致高压窜入二次回路引发扩大事故;2) 接地材料的匹配不合理。在过去, 因接地的短路电流的接地网干线及设备引下线截面的配合不合理, 经常导致接地引下线流过的短路电流比接地网主干线大, 而散热条件差, 温度极易升高, 有可能造成引下线烧断, 甚至事故进一步扩大, 因此这个问题是接地系统中的比较薄弱的环节;3) 接地系统的电位差考虑不周全。在接地系统设计中, 大多是以人员人身安全考虑均压措施, 只注重控制接触电势和跨步电势, 而忽视了接地网内远离点的电位均衡问题;4) 接地网腐蚀问题。接地装置直接与土壤接触, 这就容易导致接地装置受金属氧化作用, 发生腐蚀, 使得有效截面慢慢减小, 这就减小了接地网的寿命。
2 接地网设计
2.1 接地安全运行问题
1) 要确认材料的热稳定性能好。对变电站大接地网, 截面选择应该按照最大单相短路电流值来进行热稳定校验, 而在变电站内小接地短路电流接地网的接地线截面选择按最大的两相短路电流进行相似的校验;
2) 为了防止因接地网主干线及导体截面不匹配而引起的接地引下线烧断或腐蚀, 所以需要合理地选择接地线及导体截面。接地引线应该大于主网干线截面, 通过接地引下线的电流, 在主网干线两侧分流, 因此, 从热稳定性考虑, 引下线应该至少两倍于主网干线截面。这里还要注意接地引线的导电性能;
3) 均衡接地网的电位差。一般来讲当接地短路电流通过接装置到地下时, 接地网的电位差不超过2 000V, 而由公式R=2000/I, 当I>4000A时, R≤0.5Ω, 这样才能防止因电位差太大对二次设备造成损害;
4) 接地网的防腐。一般可以采用对接地网热镀锌、热镀锡这样的防腐措施, 如果还不能满足规定的要求, 可以采用接地网体外包炭素粉加热后形成的炭素复钢体来解决问题。还应该对接地网经常性的检查, 来记录腐蚀的程度来确定接地网的寿命, 这样能使得接地网安全运行。
2.2 基于爆破接地技术的接地网的设计
爆破接地技术的主要内容:
对于接地系统而言, 接地电阻越小, 对越对接地装置有利, 下面讲述一种在实践很有作用的爆破接地技术。爆破接地技术主要是可以大范围的降低土壤的电阻率, 其原理如下:利用地下的电阻率较低的土壤层、地下水层以及金属矿物质层来改善散流;降阻剂可以与接地极及很多类型的土壤形成良好的接触, 以达到降低电阻的效果;大范围降低土壤电阻率;通过爆破形成的裂隙, 可以用压力灌降阻剂形成一个低电压通道, 可以使低电阻率区域有可能与较远的土壤相连。
3 接地装置设计
1) 确定接地电阻。这是基本设计原则问题。其主要通过估算公式, S为接地网的面积, ρ表示土壤电阻率;2) 接地引下线截面的计算。主要根据热稳定性条件, 接地线的最小截面应符合这个公式, 其中Sg表示接地线的最小截面;Te表示流过接地线的短路电流值;C表示短路等效持续时间;表示接地线材料的热稳定系数。在此220kV的变电站中, 一般钢材的C=70, 而当短路电流为1 000A时, Sg=12mm2;3) 接地网的连接。根据接地电阻值和接地引下线的截面标准, 沿变电站墙内设闭合环行接地带, 再设置一定数量的垂直接地极。然后在各级区间里接地, 但需保持两根干线是均压。还要以安全性考虑接地带的接触电压和跨步电压;4) 二次设备的接地。二次设备的接地主要解决二次回路电位不均造成设备破损的。比如集成电路型、微机型保护的电流、电压、和信号接点引入线的屏蔽电缆, 屏蔽层应在开关场与控制室同时接地, 这样就可以保持其两方面的电位均衡;5) 防雷接地。防雷接地其方法主要向大地泄放雷电流。一般应尽量使防雷接地与装置相距较远点。而户内变电站需要将避雷防雷装置放置在房顶。
4 变电站接地系统施工及其要注意的问题
1) 主网对140m×150m面积采用网格敷设, 对所需的钢热镀锌, 如此可以对腐蚀有一定的抵抗作用。此外还应该考虑接地网的寿命, 综合前面的材料选择和注意的问题以尽量在保证其安全运行的情况下延长寿命;2) 垂直接地体采用140m×150m×100m的TT-MK-A接地模块, 注意为了防止屏蔽效应, 其间距要大于5m;3) 一般来讲采用了深井爆破接地技术, 井深要达到接地网面积的等效半径, 其井之间的距离不应小于进深的两倍, 否则会影响降阻效果。而钻井期间还应注意地下层地质结构以及土壤率的变化, 用这方法主要是因为接地电阻值不会受到气候、季节的变化而影响;4) 在爆破后加压灌注的降阻剂应该尽量对接地设备无腐蚀作用, 能较长时间保持降阻效果, 且无毒不会污染环境。使用这个化学物品应尽量从其长远的安全性和长效性来考虑, 以防引发一些化学污染危害;5) 爆破接地技术是新的科研成果。主要是采用较小直径且能在120m的深处钻孔, 再用隔距离安放炸药, 爆炸后以达到其设想的效果, 但这此项善不无整的操作系统, 需要具体问题具体分析;6) 按规定铺设接地网后, 就要对电位隔离采取措施。这主要是防止电位转移。在这主要是对一些设备进行隔离, 对一些有安全隐患的尽量采用严格的绝缘措施。如用电缆时, 最好选择全塑电缆。这方面应该是非常重要的, 关系到人员人身安全和设备安全;7) 在具体的施工工程中, 要严格做到按标准施工, 而且要在施工实施中要全过程监理。对材料验收环节就找专业人员按严格的程序进行现场监督。而尤其是一些安全隐患大的工程, 应该集思广益, 寻找最佳方法, 以确保工程质量。
对接地装置的设计中, 主要是满足接地电阻和防雷接地电阻的要求时, 综合电力系统发展和运行时接地网的受腐蚀影响, 还要正确地计算出接地线的截面积。布置接地装置时要加大接地网的面积, 降低接地电阻为主要的措施, 谨慎地对待二次设备接地, 以保证人员的安全和设备的安全。
参考文献
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[2]陈卫东.关于变电站接地系统设计的探讨[J].电气工程与自动化, 2010, 6.
抽拉式双机静音电站设计 篇10
关键词：抽拉式,静音电站,结构设计
0前言
抽拉式双机静音厢式电站由1套抽拉式导轨和2台静音厢式电站组成, 2台静音厢式电站采用镜像的结构布置通过二级减震器安装于抽拉式导轨上, 并且为了保持与系统外形的一致性, 电站采用外部销角的结构。其中单台静音厢式电站主要由一台BF4L2011F柴油机、发电机、控制屏、低噪声箱体、轴流风机等其它附件组成。2台静音厢式电站可单独供电, 互为备份, 为用电设备提供380V、50Hz的三相工频交流电源。
1 电站总体结构概述
抽拉式双机静音厢式电站通过抽拉式导轨横向安装于载运平台上, 当要对电站维修时, 可通过抽拉导轨移出平台进行, 而不是采用原来需吊下电站进行维修的方式, 减少了起吊单元和系统重量, 提高系统的机动性。
静音厢式电站内部沿长度方向布置有柴油机和发电机, 厢式电站采用两侧进风、顶部排热风和排烟的方式进行通风散热, 厢式电站内部布置有冷热风隔腔采用扩张式消音原理, 达到既通风又降噪的目的。具体内部布置如下图1:
2 结构设计特点
2.1 箱体的高效散热和降噪设计
箱体内在高温环境条件的温升直接影响到电站的工作, 温升主要由机组表面辐射、排烟系统与热排风引起, 控制好温升必须有一个良好的风路设计, 如何将箱体内的冷却风路进行有效的隔离, 并对箱体内部的风道进行分散导流是保证机组高温 (+50℃) 正常工作的关键。在散热方面重点进行了以下设计:
2.1.1 箱体总体风道设计
电站的通风散热采用多腔体 (分为电机风室, 油机风室, 排风腔, 油机进风腔) 分隔式负压歧路进风风路设计, 箱体的进风口与出风口隔离, 有别于以往的风路设计, 不会形成风路短路及涡流现象, 具有较好的通风散热功能。
2.1.2 噪声和通风散热处理
1) 为了达到降低电站运行噪声的要求, 对箱体内的柴油发电机组的进风、排风通道做降噪处理。在柴油发电机组运行时, 为了能满足电站运行进、排风顺畅, 使电站在一个热平衡状态下正常工作, 箱体设置油机进风口及电机进风口等多风路, 冷空气由两个进风口分别进入油机风室及电机风室, 每个风室与其它腔体完全隔离, 进入油机室的冷风经过“S”形循环被油机冷却风道内负压吸入, 对油机机体冷却后, 排至排风处, 同时进入电机室的冷风被电机内风扇自电机尾部负压吸入, 冷却电机后, 经电机前端排风口排出, 汇集于排风处, 后由轴流风机吸出, 由于是歧路进风, 不会形成风短路及涡流现象, 具有较好的通风散热功能。而且, 进风口设置在箱体下部及底盘两侧, 底盘上进风口设置在底盘内壁, 可防止箱内噪声外泄, 油机侧进风口采用消声迷宫形式进行降噪处理, 在进风迷宫前端设置有进风百叶。箱体内壁安装有吸音降噪层, 电站通过高效低噪声轴流风机进行排热风, 并且通过低噪声消音器进行降噪和排烟。
电站要求噪声值≤75d B (A) , 对于要求在体积小、重量轻的约束条件下对电站的降噪处理存在一定难度, 所以, 在电站设计中, 运用空腔复合阻抗式降噪设计技术。根据对噪声源的分析, 噪声主要分为空气动力噪声、机械噪声、燃烧噪声等。针对噪声源的特点, 电站进行了针对性的设计。第一, 在排风口与进风口运用了迷宫形式的空腔风道, 对气流噪声进行气压释放空腔复合阻抗式的降噪处理;第二, 在两侧壁采用吸音层结构, 对机组的机械噪声进行降噪处理;第三, 对柴油机的排气噪声采用降噪型消声器进行降噪, 降低排烟辐射噪声;第四, 对发电机组进行高效减震减小电站振动, 从而降低噪声。
2) 箱体隔声量
电站在未安装箱体降噪前, 电站噪声值达98d B (A) , 要使电站达到75d B (A) 的要求, 则箱体至少要求达到的降噪量为:98d B (A) -75d B (A) =23d B (A) 。
本电站箱体降噪主要采用隔声和吸声两个措施。箱体外罩的蒙皮为1.5mm整张钢板, 用50mm黑色吸音棉粘在外蒙皮的内壁, 并且采用合理结构1mm微孔铝板进行保护固定住吸音棉。进排风百叶窗采用1.2mm钢板折弯成型, 百叶窗最下一片须进行防雨设计, 百叶窗上粘有10mm的岩棉, 岩棉用玻璃丝面包好后再用整块穿孔板固定。
隔声壁板材料为1.5mm钢板, 面密度为11.78kg/m2, 其隔声量为:
其中, TL1———平均隔声量。
吸声棉为50mm岩棉, 其吸声系数为:
其中, α1———平均吸声系数。
隔声罩的实际隔声量可用下式计算:
R1=TL1+10lg (α1) =28.8 d B (A)
通过计算可满足降噪要求。
3) 消音器消音降噪
消音器为阻抗复合性消声器, 其消声量可用下式计算:
式中:R2———阻性消声器的消声量, d B (A) ;
φ (α2) ———消音系数, 与阻性材料的吸声系数有关, φ (α2) =1;
S———气流通道横截面积, 0.022×3.14=0.0013 (m2) ;
P———气流通道断面周长, 0.04×3.14=0.13 (m) ;
L———有限消声长度, 0.3 (m) 。
通过计算可满足降噪要求。
2.2 抽拉式导轨设计
为了达到快速简单可靠的维修性, 采用对2台静音厢式电站采用镜像的结构布置通过二级减震器安装于抽拉式导轨的结构, 有效解决维修空间的局限性。在一台电站需要维修时, 通过将抽拉式导轨连同静音厢式电站从汽车的一端往外拉出, 另一台静音厢式电站则随导轨一起移动到汽车的中部位置, 使需维修电站不会因悬空而掉落。
2.3 采用二级高效减震的效果设计
为减小电站的振动主动传播和有效隔离, 电站在本身有一级减震器的情况下, 通过在电站箱体底座外部安装四个减震器, 最后安装于抽拉式导轨上, 从而达到二级高效减震的效果, 同时降低噪声。
3 结论
抽拉式双机静音厢式电站具有“噪音低、机动性强、快速反应能力强、全天候的环境适应力”的特点, 技术性能优异, 符合军用移动电站的发展方向。该项目考虑了高温环境下的工作可靠性, 人机工程设计, 能适应于各种特殊要求的军用环境条件, 具备起点高、技术功能齐全、人机环境合理等特点, 具有广阔的市场前景, 产品具有长期的市场寿命。
参考文献
智能变电站的设计与实际应用 篇11
【关键词】智能变电站；电子式互感器；智能终端；合并单元
随着我国电网规模的扩大，信息化程度的不断提高，国家电网公司提出了“坚强智能电网”的概念，因此，建立智能化变电站势在必行。
智能变电站以数字化变电站[1]为依托，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站自动运行控制，设备状态检修、运行状态自适应、分布协调控制、智能分析决策等高级应用功能，提高管理和运行水平。
1.智能变电站自动化系统的构架
智能变电站内主要的一、二设备应为智能设备，这是变电站实现数字化的基础。设备间信息传输的方式主要为网络通信方式，取代传统的二次电缆等硬接线。
智能变电站的设备分为三层：站控层，间隔层，过程层。各层之间的联系均采用光缆。
站控层包括站级计算机和人机设备、服务器或路由器等设备。站控层实现变电站的监测控制、报警、操作闭锁、记录和自诊断功能、继电保护整定值变更、故障分析及变电站的远方控制等。
2.智能变电站的主要技术及其应用
本文以220kV云会变为例，简单介绍一下智能变电站的主要技术的介绍及其这些技术在实际案例中的应用。
2.1电子式互感器
智能变电站采用的是电子式互感器[2]。与常规互感器相比较，电子式互感器的优点是安全性高，具有优良的绝缘性能和优越的性价比，暂态特性好，无TA开路、TV短路的危险，互感器的精度与负载无关动态范围大，测量精度高，而且消除了磁饱和和铁磁谐振等问题，同时，它具有体积小、重量轻的特点。其缺点是可靠性不如常规电磁式互感器。
220kV云会变的一次设备采用GIS设备，互感器选用的是有源式电子互感器。
电流互感器为线圈型电子式电流互感器（ECT）。它以电磁式电流互感器为基础，高压侧采用低功率电流互感器和罗可夫斯基线圈采样，经过滤波、积分变换及A/D转换后变成数字信号，再通过电光转换电路将数字信号变为光信号，然后通过光纤将数字光信号传送到与低压侧相连的合并单元。
2.2合并单元
合并单元（MU）是ECT／EVT与保护、测控等设备接口的重要组成部分，主要功能是同步采集多路电子式互感器输出的数字信号，并按照规定格式发送给保护、测控、故障录波、报文记录分析、电能表等设备。
合并单元接入信号包括：电子式互感器输出的数字采样值、智能化一次设备的开关信号、传统互感器的模拟信号等。当未在一个电压等级全部配置电子式互感器、变压器各侧未同时配置电子式互感器时，可在合并单元同时接入数字信号和模拟信号，仅同步后输出至母线保护或变压器保护。合并单元与二次设备之间一般通过光纤相连，按照IEC61850-9-1/2或IEC60044-8的规范进行通信。
220kV云会变采用的是OEMU700系列合并器，为高压侧数据处理系统。合并单元向保护测控装置、故障录波、电能计量等传输的电流、电压采样值通过光纤直连的形式完成，同时合并单元与间隔层其他设备通过以太网连接获取相关GOOSE报文（比如用于同期合闸的闸刀位置）。
2.3智能终端
智能终端又称智能操作箱，是一种智能组件。它与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备的测量、控制等功能。
其原理是接收保护和测控装置通过GOOSE网下发的断路器或刀闸的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。
220kV云会变的220kV部分采用的PCS-222B装置，它是由微机实现的智能操作箱，可与220kV及以上电压等级分相或三相操作的双跳圈断路器配合使用。110kV部分采用的是JFZ-600S装置。上述装置均支持实时GOOSE通信，通过与保护和测控等装置相配合能够实现对断路器、刀闸的分合操作，同时能够就地采集断路器、刀闸等一次设备的开关量信号，满足GOOSE点对点直跳的需求。
3.220kV云会变的技术特点
220kV云会变基本实现了一次设备的智能化、二次设备的数字化、网络结构标准化，并配置了在线监测系统、智能高级应用等功能[3]，其技术特点介绍如下：
3.1二次设备的数字化和网络化
（1）通过电子式互感器、采集器实现二次设备的数字化，将二次设备的模拟量转换为数字量。
（2）通过合并单元实现电子式互感器电流、电压量的采集，并通过GOOSE交换机将二次信号变为基于网络传输的数字化信息。
3.2一次设备的智能化
（1）采用常规一次设备+智能单元方式实现220kV、110kV系统一次设备的智能化，通过智能终端完成断路器、隔离开关等设备的跳合闸回路、位置信号采集回路等。
（2）主变本体非电量信号，如档位、风扇运行状态、重瓦斯、轻瓦斯、油温、绕组温度、压力释放等通过变压器智能终端采集。
3.3通信网络的标准化
（1）网络结构分为站控层、间隔层和过程层，网络系统构成分为站控层网络和过程层网络。
（2）站内分别设置GOOSE网和MMS网。其中GOOSE网为双重化配置，网络形式均采用光纤星形网。保护直接采样，直接跳断路器。
（3）通过按照IEC61850及DL/T860中的系统结构，实现了通信网络的标准化，实现了设备间的互操作性。
3.4一次设备的在线监测
（1）云会变配置有一次设备在线监测系统，主要是对主变、GIS、避雷器、35kV开关柜等高压电气设备进行全面监测，分析诊断各监测参数，进行故障定位、故障预警、远程监测，防止高压电气设备事故的发生。
（2）在线监测系统采用分层分布式结构，由传感器、现场采集单元、智能单元和监测中心服务器组成。
3.5高级应用功能
220kV云会变实现了一键式顺序控制、故障信息分析决策与智能告警、源端维护等高级应用功能。
3.6智能辅助系统
220kV云会变采用统一“智能巡检与安防辅助控制系统”，对传统的图像监控、红外测温、安全预警、火灾报警、消防、照明、给排水和采暖通风系统进行整合，实现传统多个系统的功能。
4.总结
智能变电站系统采用组合式智能电气设备，缩小了开关场占地面积；电子式互感器和光纤网络通信技术取代了传统大量的二次电缆，控制室面积、控制屏个数、屏上端子数等大幅减少，原来基于硬接线的信号联络方式转变为基于光纤网络的软接线方式。先进性、可靠性、智能化将给电网企业带来极大的经济效益。虽然智能变电站技术及产品有待完善，但是它有传统产品不可比拟的许多优点。随着智能变电站的发展和完善，未来智能变电站必将在智能电网中发挥至关重要的作用，将对整个电网的运行和控制产生深远的影响。[科]
【参考文献】
［１］高翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
［２］程莉.应用于智能变电站的电子式互感器选型分析[J].江苏电机工程，2010，29（4）：62-64.
电站事故照明切换电路设计 篇12
事故照明切换电路设计, 在正常情况下照明由交流回路380V提供照明, 当发生事故时, 由直流220V投入运行提供照明。其中电站在交直流切换中都是利用各自连接公共母线实现可靠供电。本次设计为完善切换电路, 加入了报警控制电路, 利用这个电路实现对交直流切换过程的报警, 使得电站事故照明切换电路更加完善。
2 主要元器件特性
2.1 电阻、电容
电阻是所有电路中使用最多的元件之一。在物理学中, 用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大, 表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体, 电阻一般不同, 电阻是导体本身的一种特性。电容 (或称电容量) 是表现电容器容纳电荷本领的物理量。它是一种静态电荷存储介质, 可能电荷会永久存在。
2.2 熔断器
熔断器称为保险丝, 是一种保证电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器, 广泛用于配电系统和控制系统, 主要进行短路保护或严重过载保护。
2.3 隔离开关
隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器, 隔离开关用于各级电压, 用作改变电路连接或使线路或设备与电源隔离。
2.4 电磁继电器
电磁继电器是一种电子控制器件, 它具有控制系统 (又称输入回路) 和被控制系统 (又称输出回路) , 通常应用于自动控制电路中。
2.5 晶体管
晶体管 (transistor) 是一种固体半导体器件, 可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
2.6 555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555, 用CMOS工艺制作的称为7555, 除单定时器外, 还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽, 可在4.5~16V工作, 7555可在3~18V工作, 输出驱动电流约为200 m A, 因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器, 性能可靠, 只需要外接几个电阻、电容, 就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
2.7 计数器
计数器是一种非常典型应用很广的时序电路, 计数器不仅能统计输入时钟脉冲的个数, 还能用于分频, 定时、产生节拍脉冲等。计数器的类型很多, 按计数器时钟脉冲引入方式和触发器翻转时序的异同, 可分为二进制计数器、二-十进制计数器和任意进制计数器。
二进制加法计数器运用起来比较简洁方便, 结构图和原理图也比其它进制的简单明了, 但二进制表示一个数时, 位数一般比较长。十进制是我们日常生活中经常用到的, 不用转换, 所以设计十进制加法计数器比设计二进制加法计数器应用广泛, 加法器是以数据的累加过程, 对我们的生活有一个积极地促进作用。
74LS161是可编程中规模同步4位二进制加法计数器, 其中, Q3、Q2、Q1、Q0为计数状态输出端, C为进位输出端, EP, ET为计数控制端, LD为预置数控制端, D3、D2、D1、D0为预置数输入端, RD为异步置零控制端, CP为计数脉冲输入端。
2.8 数字显示译码器
在数字系统中, 译码器的功能是将一种数码变换成另一种数码。译码器的输出状态是其输入变量各种组合的结果。译码器的输出既可以用于驱动或控制系统其他部分, 也可驱动显示器, 实现数字、符号的显示。显示译码包括驱动液晶显示器 (LCD) 、发光二极管 (LED) 、荧光数码管等。数码译码主要是用来完成各种码制之间的转换。例如可用来完成BCD-十进制数、十进制数-BCD之间数制的转换。把所使用的每一种二进制代码状态都赋于特定的含义, 表示一个特定的信号或对象, 叫编码。如用四位二进制数的0000~1001这十种状态, 分别表示0~9这十个十进制数码, 称为8421编码。反过来把代码的特定含义翻译出来, 称为译码。
3 事故照明切换电路设计
电路如图1所示, 给事故照明负荷。PV、PA为直流监视仪对于变电站, 事故照明正常时由交流电源供电, 当交流电源失电时, 经事故照明切换装置自动切换为直流电。事故照明切换电路如图一所示, KV1-KV3为电源监视继电器, 当交流电源消失时, KV1-KV3失电, 一方面其常开触点断开, km1失励, 断开交流电源, 另一方面其常闭触点返回闭合, 启动接触器km2.km2带电起励后常开触点闭合, 同时启动直流接触器k m3, 自动投入直流电源, 供给事故照明负荷PA、PV为直流监视仪。
正常供电时指示灯HG亮, 当交流失电时, 指示灯HR亮, k m3得电, k m3的常开触点闭合km4线圈得电, km4的常开触点闭合, 报警器接通, 当发出报警信号后, 需要人工复位, 按下复位按钮SB1, km5得电, km5常开触点闭合, 形成自锁, km4线圈失电, 停止报警。
4 电路设计的拓展
在本电路设计的基础之上, 可以再加一部分计数显示电路, 即可以把每月或者每年发生故障的次数记录并显示出来。所用元器件为计数器、译码显示器等。方法为在事故照明切换电路要提供直流电的220V直流电源处, 通过一个滑动变阻器接计数器, 然后再连接译码器显示器。
因为十进制计数器的有效状态位为10个, 而74LS161的有效状态位为16个, 所以用十六进制计数器构成十进制计数器时只需要保持10个状态位即可, 又因为74LS161计数器计到0000或者1111又进位标志, 所以选择其一进行保留, 在应用同步置数或者异步清零的方法使其循环即可。计算机在处理各种文字符号或数码时, 必须把这些信息进行二进制编码, 在编码时所使用的第一种二进制编码状态都赋予了特定的含义, 即表示一个确定的信号或者对象, 实现这种功能的电路叫编码器, 如用于键盘的BCD码, ASCII码编码器等。译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号, 以高、低电平的形式在各自的输出端口送出, 以表示其意愿。译码器有多个输入端和多个输出端。假如输入的端个数为n, 每个输出端只能有两个状态, 则输出端个数最多有2n个。
摘要：指出了中小型水电站和变电所, 事故照明正常时由交流电源供电, 当交流电源消失时, 经事故照明装置自动切换为直流电源供电。设计了电站事故照明电路, 为电路实现可靠故障转换提供参考。
关键词：计数器,报警器,555定时器
参考文献
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