供配电系统设计论文十篇

时间:2023-04-12 08:57:23

供配电系统设计论文

供配电系统设计论文篇1

关键词:配电自动化,“三遥”技术,GIS

 

引言

电力系统包括发电、送电、变电、配电以及相应的通信、安全自动、继电保护、调度自动化、配电自动化等设施。电力系统的根本任务,是在国家发展计划的统筹规划下,合理开发利用动力资源,用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。

一、配网自动化系统功能要求

配电自动化系统的建设经验告诉我们,系统建设的成败不在于采用的技术的先进程度,而是在于配电自动化的实用性问题。配电网属于电力输送的末端,配电线路的重要性不能和输电线路相比,但是设备数量众多。实用的新型配电监控自动化系统在技术要求上应该考虑以下几个方面:

l、功能实用化。论文大全。鉴于目前配电高级应用功能并不实用,供电部门一般在相关应用上采取审慎的态度,在建设初期中一般只进行最基本的网络拓扑功能的建设,就是到工程结束,也仅仅实现网络拓扑、潮流计算、负荷预测、安全经济运行分析及可视化展现等功能,将建设重点放在了尽量实现最大范围的配电设备监控,减轻运维工作量和系统的复杂程度。论文大全。

2、故障处理不苛求。现有配电自动化系统中没有过多的考虑线路故障的自动恢复功能。由于目前的配电模型很难搭建完整,线路现状有时也不允许供电网络的自动重构,而且在一些情况下网络的自动重构可能还会引起更大的故障,但在新建设的线路上则提出必须按照可以进行自动重构的功能要求来规划建设。论文参考。

二、系统总体设计

2.1总体原则与目标

新型实用化配电自动化系统应综合当地配网结构、设备状况、社会用电需求和可靠性指标要求等多方面因素,坚持以“经济实用、技术先进、因地制宜、分步实施、合理利用、适当改造、统筹兼顾、协调发展”为指导原则。

配电自动化系统建设的总体目标是建设一个完善的、先进的、可持续发展的配电自动化系统。能够实现配网线路故障的快速定位、隔离和恢复供电,缩短配电线路故障停电时间,为配网运行提供现代化的管理手段,提高配网运行管理水平和工作效率,提升用户满意度和客户服务水平,切实提高用户供电可靠性。

2.2系统软件配置

2.2.1配网运行监视

实现配电网络的实时运行监视。把10kV馈线沿线设备(主要指开关设备)的开关位置信号、故障指示器信号等遥信量信息,以及电压、电流、功率、电能、供电质量等遥测量信息汇总到配电自动化主站系统(或有人机交互界面的配电子站),对配电网运行状况进行监视。如发生故障,能够根据遥信、遥测信息综合分析,诊断出故障区段范围,指导工作人员尽快到达故障地点,实施必要故障处理措施。

2.2.2馈线自动化

馈线自动化是指利用自动化装置及系统,监视馈线的运行状况,及时发现线路故障,迅速诊断出故障区域并将故障区间隔离,及时恢复对非故障区域的供电。实现馈线自动化的前提条件是监控对象必须具备“遥信、遥测、遥控”的三遥技术条件,能够实施远方遥控动作。论文大全。论文参考。

2.2.3配网分析软件

实现基本的网络拓扑、潮流计算等功能,并将这些功能融合进基本的配电网的操作,如负荷转供、线路闭环监视等,并实现基本的调度作业管理及供电质量统计分析等,以加强调度操作的智能化,方便调度人员的操作,强化安全运行、经济运行。

2.2.4实时信息

主要实现配网实时信息的有效,方便管理、维护人员及时注意相关设备状况,查询、浏览各类历史及统计数据等。

三、配网运行管理系统

3.1配网运行管理与信息整合

按照IEC61970/IEC61968中规定的CIM/CIS的标准要求,以设备统一编码为基础,对供电局的相关系统,如营销系统、配网自动化、负控系统、配变监测系统、计量遥测系统、GIS系统、配网生产MIS系统、95598客服等系统数据进行集成。配电SCADA、计量、负控等系统的实时、历史数据可以根据设备所属关系在集成应用系统地理图上统一显示。论文参考。

3.2配网运行集成分析

1、多类客户停电分析

在配网运行管理系统上实现了对于用户停电的全部管理,包括预安排停电、SCADA设备故障信息、用户保障信息、错锋线路信息,通过GIS系统配变与营销系统的关联,查询用户信息,在统一的平台上实现用户停电的分析、统计,停电用户短信通知以及停电影响用户的分析。

2、停电管理

停电管理应该具有停电显示、停电模拟、停电分析、复电情况分析、辅助停电方案、统计分析预测故障等功能模块。

3、倒闸方案与调度操作票

系统具有自动和手动生成倒闸操作票的功能。调度员判断故障地点后,通过系统自动生成故障隔离/倒闸建议。调度员也可手动生成倒闸操作票,通过设定倒闸前及倒闸后的状态,根据安全规则推导出倒闸步骤。对于己生成的倒闸步骤,可以根据安全规则及设备的过负荷状态分步校验,由倒闸方案生成调度操作票。

4、供电可靠性分析

提高用户供电可靠性必须采取大量有针对性的技术、管理、电网建设等措施,可靠性相关的信息种类多、来源广、时效性强,及时、准确地获取、统计供电可靠性数据难度很大。通过集成系统可以实时获取电网运行监控系统如配网Scada、负控等的电网停电信息,依托配网GIS及配网生产MIS系统中的电网基础数据,及时、准确、可靠、一致的分析、统计电网可靠性指标数据。

3.3统计分析及辅助决策

整个配网运行管理系统中各类业务产生的信息大量而且复杂,如何在这些信息中找到业务和工作的改进方向是辅助决策应用要解决的问题。

通过综合查询,预制多个查询条件和过滤器使用户能够方便的找到各个业务集成后的信息。

通过主题信息分类,定期执行预先定义的统计分析并存储结果报表,可以有效提高统计分析的效率。

开发活动的统计报表,进行提供向下挖掘钻取的方法,使统计报表能够层层钻取深入分析原因所在。

结论

为供电企业的一个重要的自动化系统,配电自动化系统覆盖了供电企业生产的各个方面。配电自动化系统的建设,对于实现配电运行的透明化,提高供电可靠性,提高配电网的运行管理水平,以及对于配电网的规划建设,都有着重要的意义。新型实用配电自动化系统的建设,必将对供电企业提高社会服务质量,提高工作效率和企业效益,发挥巨大作用。

参考文献

[1] 刘东,丁振华,滕乐天.配电自动化实用化关键技术及其进展.电力系统自动化,2004,28(7)

[2] 刘东.配电自动化系统试验.北京:中国电力出版社,2004

[3] 姚建国、周大平、沈兵兵等电力系统自动化2006.4:30(8)

[4] 李澎森等.配电技术概况及发展趋势.高电压技术。2008.01:34

[5] 海涛,陈勇.配网自动化的认识与实践.电力设备,2004.5(10):64-68

供配电系统设计论文篇2

配电系统设计部分包括:配电方案,电力系统相关内容,负荷计算等。

照明系统设计部分包括:光源选择、灯具选择、照度选择、照明方式选择,一般照明与应急照明,相关计算等。

【关键词】负荷;照度

1. 基本情况

(1)随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高,人们对有关供配电、照明、防雷接地及弱电等系统的要求越来越高,使得建筑开始走向高品质、多功能领域,并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

(2)建筑电气设计是在认真执行有关国家标准和规范的前提下,进行工业与民用建筑建筑电气的设计,并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

(3)本工程概况:体育交流中心,高52.5米,地上十三层,第一层为商场,二到十三层为办公用房,顶层为机房层。按“高规”划分,属一类高层建筑。

2. 要解决的问题

(1)低压配电系统中负荷等级的划分及对应的供电要求,项目负荷计算以及配电方式,项目中负荷的分类。

(2)照明系统光源、灯具选择,照度计算,一般照明及应急照明等。

3. 解决方案

3.1配电系统设计。

3.1.1负荷等级及供电要求。

电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。

(1)一级负荷的供电可以采用一路高压电源加一路备用电源——应急柴油发电机组供电,当一级负荷容量较大时,应采用两路高压供电。

(2)二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”,设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压,另一路备用电源(柴油发电机组)。

(3)三级负荷对供电无特殊要求。

对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电并且采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源,其配电设备应明显标志。

本工程为一类高层建筑,消防相关、电梯相关按一级负荷,采用双电源供电。其它动力设备、照明用电为三级负荷。

3.1.2负荷计算原理。

负荷计算一般采用需要系数法。

3.1.3导线选择的原则。

(1)根据计算负荷电流选断路器整定值。

(2)根据断路器整定值选电缆。

(3)导线及断路器选择时要前后级之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级。

(4)动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。

3.1.4配电方式。

高层建筑低压配电系统的确定,应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统;消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。

3.1.5负荷计算及导线选择结果。

3.2照明系统设计。

3.2.1照明系统光源的选择。

电气照明设计的基本原则主要是安全、适用、经济、美观。环境条件对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调,就要正确选择照明方式、光源种类、灯泡功率、照明器数量、形式与光色、使照明在改善空间立体感、形成环境气氛等方面发挥积极的作用。

3.2.2照明灯具、照度及照明方式选择

灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量,满足环境和作业的配光要求,选择灯具时,除考虑环境光分布和限制眩目的要求外,还应考虑灯具的效率,选择高光效灯具。

根据选择原则,本建筑主要照度标准及光源、灯型选择如下:

(1)配电室、办公室、消防控制室、值班室、商场、门庭:300lx三管格栅荧光灯。

(2)机房、库房:50lx单管荧光灯。

(3)走廊:50lx白炽灯。

(4)厕所:75lx白炽灯。

3.2.3应急照明设计。

3.2.3.1应急照明设计考虑的因素。

应急照明按照用途可分为三类:疏散照明、安全照明、备用照明。

(1)疏散应急照明:为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度最低不得小于0.2lx。安全出口的明显位置还要设有标志指示灯。

(2)安全应急照明:在正常照明突然熄灭时,为保证潜在危险场所的人员人身安全而设置的照明。安全照明照度不应小于正常照明系统提供照度的5%。

(3)备用应急照明:备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供,其应急电源主要应来自两个级别的电源:电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池),照度一般为正常照度的10%。

3.2.3.2应急照明灯具选择、布置及控制方式。

应急照明必须选用能瞬时启动的光源,否则,当其不在正常照明运作中一同使用,一旦发生事故,因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。

3.2.3.3应急照明的设计。

充分考虑相关因素后,本建筑采用应急照明与正常照明相结合,走廊、楼梯等场所按一级负荷供电,采用双电源,已满足应急照明要求,办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源,且连续供电时间不少于20min,走道疏散标志灯的间距在20m内,安装高度及其它要求均满足相关规范。

4. 结论

本次设计论文完成了对某办公楼的部分电气设计,通过对该办公楼配电系统、照明系统、防雷接地系统四个系统的设计,综合了电气理论与设计规范及从业多年的实践经验。

建筑电气所涉及的内容繁多,本人目前所掌握的只是其中的一部分,日后当在努力工作的同时,勤奋地学习专业知识,进一步提高自己的专业技能,以期写出更专业的论文。

参考文献

[1]王晓东主编 电气照明技术 北京:机械工业出版社,2003.

[2]胡乃定主编 现代民用建筑电气工程设计与施工 北京:中国电力出版社.

[3]朱银根主编 21世纪建筑电气设计手册 中国建筑工业出版社.

[4]建筑照明设计规范(DBJ133-90).

[5]高层民用建筑设计防火规范(2001版) (GB50045-95).

[6]建筑设计防火规范(2001版)(GBJ16-87).

[7]火自动报警系统设计规范(GB50016-98).

供配电系统设计论文篇3

关键词:供电线路;负荷;供配电;线路安全;管理

中图分类号: TM726 文献标识码: A 文章编号:

供配电系统的安全可靠性在电气设计时是至关重要的一环,会直接影响到市民的人身安全、公共场所秩序,因此要高度重视。对具体的供配电方案论述如下:

1.供配电系统构建的可靠性

1.1负荷供电

在建筑电气供配电系统中,可靠性作为其中的一个关键因素,在设计时,要加强对系统配电模式分析,结合供电可靠性的要求,确定电力负荷,并且要对中断供电的损失进行分析。通常情况下,负荷影响程度可以划分为三种,即一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷包括一类高层建筑的消防设备,主要有:消防设备类中的控制室、水泵、电梯、防排烟设备、自动报警器、应急照明、漏电自动报警系统、自动灭火系统、逃生疏散指示标志和电动的防火门、窗、阀门等消防设备,二类高层建筑的消防设备为二级负荷。而其他的设备,例如柴油发电机房送风机、专供变电站所使用的送风机、排风机,还有专供消防水泵房使用的污水泵等,这些电力负荷等级也应该纳入消防设备,与消防设备有一致级别,在火灾发生时,不能视为非消防设备而切除供电电源。

对于不同级别的电力负荷,有不同要求的供电电源。

在一级负荷中,尤其是重要负荷,不但要有两个电源,而且还务必增设应急电源。为了确保特别重要负荷的供电可靠性,在建筑设计上严禁在应急供电系统中接入其他负荷。

大多数建筑电气设计中,柴油发电机组和EPS应急电源为最常使用的应急电源。应急电源的选用时应经过分析比较来确定,包括造价方面的分析以及环保方面的分析等。此外,应急电源需要注意的问题还包括如下:

1)在允许中断供电时间为毫秒级的设备中,包括有:计算机、精密电子仪器、数据处理系统等,要选用UPS电源,而不能选用发电机组或EPS应急电源作为备用电源。

2)EPS应急电源系统正常的备用供电时间在35-120秒范围内,所以,在建筑电气设计时,要根据设备性质(例如建筑物的性质和类别)标明的备用供电时间进行选用。在火灾发生时,消防泵应满足持续工作时间为2-3小时,喷洒泵应为1小时,而用于防火卷帘的水幕泵应为3小时。需要注意的是,EPS应急电源系统是一种应急电源产品,而不是可以长时间性质使用的备用电源。

3)一般情况下及火灾时,消防电梯与合用的排烟机、送风机等消防设备,也要选用独立于正常电源的发电机组等作为备用电源,也不能选用EPS应急电源。因为在市电停电情况下,EPS应急电源储存的电能在市电停电时就有可能已被用完,即其核心蓄电池就没有了充电电源,一旦此时突然发生火灾,那么这些消防设备就无法投入使用。

1.2供电线路

在建筑电气的供配电系统构建过程中,在满足供电电源要求的前提下,还要保证供电线路的安全性,具体从以下几个方面入手:

1)合理选择敷设方式。在系统构建中,要结合工程设计规范,以建筑物的使用要求和功能性质为标准,加强对系统所处环境的分析,合理确定其敷设方式。

2)要保持供电线路的清洁度。对于供配电系统来讲,不可避免地有灰尘以及污染物等的存在,在一定的条件下,很有可能会对布线系统造成影响,甚至有可能发生不可预料的事情。所以,在进行管线敷设之前,需要做好清理工作。

3)敷设方式要符合设计要求,结合相关的设计规范,采用专用供电回路进行设计,尤其是对于高层建筑来讲,其消防设备更加需要注意这一点,如在系统中,对于消防电梯、消防控制室等一类的供电,需要设置自动切换器,并将其置于最末一级配电箱处,切实保证设备的供电需要。

4)在建筑电气设计中,配电箱没有作防水处理,而地下室车库应急照明配电设备又通常装在车库墙上,如果发生火灾,那么,其设备就极有可能被烧毁,因此,为了避免这种现象的发生,要在配电间,配置和安装相应的配电箱,既保证了应急照明,同时还在很大程度上提高了照明的可靠性。

2安全供配电方案

在供电电源在满足电力负荷的条件时,供电变电所的安全及供配电系统可靠性相当重要。

多数的高层民用建筑都存有大量的一级或二级电力负荷,正常情况下都是设有两台或以上的变压器,以及还设有一台柴油发电机组。针对最常见的两台变压器(不并列运行)和一台柴油发电机组成的各种供配电系统方案,本文对其方案的优缺点进行分析对比,为实际工程项目的设计提供最佳的供配电方案,达到提高供电可靠性的目的。对具体的供配电方案论述如下:

1)变压器和柴油发电机组的低压母线各自独立,互不联系,如图1所示的方案1。其优点是不要联锁,柴油发电机也不会倒送给市电,缺点是平时市电停电时,柴油发电机无法供电给一般性负荷,以及Ⅲ段母线平时没电,其断路器和电缆是否有故障不易被发现。

2)为了解决III段母线平时不带电的问题,由变压器的低压母线引起一路电源到III段母线,如图2所示的方案2。QF、4QF断路器设置机械、电气联锁,以保证柴油发电机不倒送给市电,其缺点也是平时市电停电时,柴油发电机无法供电给一般性负荷。

3)为了能够最大限度地发挥柴油发电机的作用,即当平时市电停电时,能够直接供电给一般性重要负荷,柴油发电机不设专用母线,而是与变压器母线共用,如图3中方案3所示。其缺点是当TM1变压器检修或故障,QL断开,3QF合闸时,恰逢市电停电,柴油发电机自启动,由于QL断开,无法供电给一级负荷。另外为了保证柴油发电机自启动成功,J段母线上的一般性负荷必须失压断开,从而造成平时电网电压波动。也有可能跳闸,影响供电的可靠性。

4)为了克服方案3的缺点,设置柴油发电机专供一级负荷的母线段m,为了保证柴油发电机自启动成功,QL开关必须失压断开,如图4方案4,这样一来即使TM1变压器检修或故障QL断开,3QF合闸时,恰逢市电停电时,柴油发电机自启动,也能供电给一级负荷,从而大大提高了一级负荷供电的可靠性。

从以上分析可以看出,当市电很可靠,柴油发电机容量相对于变压器容量又较小时,可选用方案1、2;当柴油发电机容量相对于变压器容量较大时,可选用方案3、4;当在一级负荷中有特别重要负荷时,可选用方案1、2、4,而不能选用方案3。

3供电线路的安全要求

3.1供电电源在满足电力负荷的条件下,供电线路的安全可靠性也是十分重要的。供电线路敷设方式应考虑相关影响因素进行确定,包括:建筑物的性质、建筑物要求、用电设备的分布以及环境因素等。外部热源、灰尘积聚、腐蚀等都会对供电线路的布线系统带来负面影响,此外,外来冲击、振动和建筑物的伸缩或沉降等各种外界应力也会给供电线路敷设及使用过程造成损害。大多数高层民用建筑,其消防用电设备应选用专用的供电回路,而消防控制室、消防水泵、防排烟风机等设备的供电,应该在最后一级配电箱中安装自动切换装置,且供电线路敷设要符合供配电要求。

在建筑电气设计中,地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上,而配电箱又没有作防火措施,一旦火灾发生在配电箱附近,配电箱很快而且很容易被烧毁,因此应设置配电间来放置配电箱,以保证应急照明供电的可靠性。此外电气设备应尽量选用技术先进、可靠性高的产品,应正确选用供配电系统的接地型式,做好系统的防雷及防雷击电磁脉冲,减少高次谐波分量,保证供电品质等,这些也都是非常重要的。

3.2干线首端保护器分支线安全长度分析根据供配电系统设计规范要求规定:在不影响一、二级负荷中断供电的情况下,配电线路被前段线路短路保护电器有效保护,且此段线路和过负载保护电器能承受通过的短路能量,可不装设短路保护。本着安全、节约的原则,在建筑电气低压供配电设计中,无论在城区内的高层建筑群还是郊区楼盘的别墅和低层建筑群中的低压配电方式,大部分均采用分区树干式的配电方式,另外在城市的路灯供配电中,每个灯杆内从灯头到灯杆脚的连接线与干线接驳的接线方式也是树干式供电的一种方式,在设计实践中干线首端安装的短路保护电器能保护分支线多少长度,即安全长度为多长?如何确定?是设计人员需要探讨的问题。

4.提高供电可靠性的管理措施

可归纳为:1)合理安排停电计划,重视停电检修的综合管理,即采用配合检修策略,避免重复停电.2)加强领导,发展电力可靠性研究,进行统计分析.供电企业开展达标评估活动,提高运行管理水平.3)采用不停电供电(UPS)等先进技术.至少有两套供电系统并联对负载供电.4)改善设备功能,提高设备质量;逐步实行网络化供电,提高配电系统检修的灵活性;积极开展带电作业,进行指标分解;对于双电源馈线加联络开关,对一干多支线路,加装柱上开关.5)增加绝缘架空线和地下电缆的比例,以减少气候环境条件的影响;6)更换、增加配电变压器的数量和容量,增加电源布点密度以满足日益增长的供电需要.

结束语

结合本文对供配电系统、安全供配电、供电线路的安全要求的论述可见,供电的安全可靠性与实际生活息息相关,如果处理不当会给社会带来很大的危害和损失,因此必须要做好这方面安全可靠的预防措施。此外,电气设备还应该做好其他重要方面:1)选用先进技术;2)选用可靠性较高的产品;3)正确选用供配电系统的接地型式;4)做好系统的防雷措施;5)保证供电品质等。

参考文献:

[1]曹渝安、赵兰芳,高层建筑供配电系统安全可靠性浅析[J].兰州工业高等专科学校学报,1997(01).

[2]林洪钟,供配电系统可靠性探讨[J].建筑电气,2006(01).

供配电系统设计论文篇4

关键词:民用建筑,供配电设计,可靠性,经济性。

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、民用建筑供配电设计应遵循的基本原则

在对民用建筑的供配电进行设计时,应当遵循以下几点原则:其一,可靠性原则。这是民用建筑供配电设计必须遵循的原则之一,按照实际用电负荷等级,要求在供配电系统应当在任何运行方式喜爱都能够提供连续的供电,以确保供电可靠性;其二,简洁性。供配电系统的主接线设计应当尽可能简单、明显,尽量不要存在多余的电气设备,并确保某些设备及线路的投切应当便于操作且分合闸要直观。这样的设计不但能够避免误操作,而且还能进一步提高供电系统的运行可靠性,同时还可以使各类故障的处理也更加简单迅速;其三,安全性。应当确保在实施所有操作切换时,作业人员及电气设备的安全,并保证能够在安全的条件下进行检修和维护工作,并且还要确保所有的电气设备都在额定电压和电流的情况下工作,一旦发生事故应当能够及时对故障部位进行切除;其四,选择性。在进行供配电系统设计时,应当从控制故障事故范围扩大的角度进行考虑,这就要求应当有选择地进行断路器配合,但是若是选择性大幅度提高有可能会影响经济性,因而,选择性的设计应当尽可能在较为重要的回路上考虑,这一原则在进行普通回路设计时一般可予以忽略。

二、民用建筑对供电系统的设计要求

目前的供电系统在安全性、经济性等方面都难以满足当下民用建筑的用电符合需求,因为对于民用建筑的供电系统也有了新的要求。未来的供电系统主要发展方向为小型化、节能化、安全化以及自动化。从目前的情况下来看,我国对于供电系统的供电可靠性仍然有不足的问题,对于一些重要供电设备的可靠性和安全性也有待提高,此外,还需要对低压配电部分的安全性重视起来。就目前的情况考虑,民用建筑的供电系统设计需要做到以下等几项基本要求:

1安全性。随着用电负荷的集中化,城市电力电网也逐渐山架空向电缆方向过渡,从配电方案到变压器等电力设备的要求都必须达到国家所规定的技术规范标准,还要保证人身和设备的安全。

2节能性。目前的电气设计人员在进行容量计算时,往往没有注意到公用变压器和专用变压器的负载不同二进行计算上的区别,欠缺在节能性上的考虑,造成变压器长期过于轻载地运行,从此大大降低了运行效率,给供电部门增加了不必要的经济消耗。

3经济性。在符合上述要求的情况下,尽量简化供电系统的设计方案,减少开发商的投资成本,降低设备和维修的费用。并且还可以减少用户的用电量耗费。

三、民用建筑对供配电系统可靠性与经济性的设计方法

1 电力负荷。电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。具体划分如下:一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个独立电源供电,保证有一个电源持续供电。一级负荷中的特别重要负荷.需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时,另一电源系统也发生故障的严重情况,所以除上述两个电源外,还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间,采取独立发电机组,电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置;二级负荷。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电;三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求,仅保证其正常情况下的用电。

2 配变电所。1)所址选择。配变电所的组成一般包括:高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等,具体工程中可按箫要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时,只要具有不低于规范要求的防护外壳,允许将其设在同一房间内,配变电室的组成将更趋简化。2)对土建专业的要求。可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。长度大于7m的配电室应设两个出口,并尽量布置在配电室的两端。3)变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷白。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。

3 节能设计。节省能源是找国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率辛嗜装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。

四、供配电系统设计的改进

1提高供电系统功率,减少线路上的损耗。通常电气设计人员在设计供电系统时,只是通过提高变压器前段的线路功率来做补偿,没有提高负载侧线路上的功率。这样一来,表而上供电部门承担的线路损耗好像减少了,实际上开发商和住宅用户所承担的损耗丝毫没有减少。

2选择功率损耗较小的断路器。目前市而上的断路器种类多样,从节能性方面考虑的话,减少断路器的功率损耗是非常重要的。除此之外,改变断路器的接线方式或者改善电箱的结构也可以减少断路器的功率损耗。

3减少变压器、断路器等设备的功率损耗。通过减低配电房内的温度,可以减少变压器和断路器等设备的功率损耗,因此在设计配电房时,应注意通风良好,降低供电设备的环境温度。如果配电房的面积允许,建议最好取消表压气的保护外壳,从而使变压器的散热能力上升。

4采用环网供电。由于单回路放射式的供电系统成本较高;可靠性差,采用环网供电系统,不但可以节省成本,也能提高供电的可靠性和安全性。采用环网供电系统,使东西两区各成一环,环网单元采用箱式变电站,单线单环。为了限制断路容量并简化继电保护,住宅小区的两个环网供电系统,应采用开环运行的方式。环网在运行过程中,通常会在某点用

负荷开关断开,形成两个独立的供电系统,此断开点成为开环点,分为正常开环和故障开环。之所以设置开换点为的是能够保证单电源网络的两端断路器不会同时断开,提供供电系统的可靠和安全。

五、结论

总而言之,民用建筑供配电所设计是一项较为复杂且系统的工作,供配电设计质量的优劣不但直接关系到居民用电,而且还会对电网供电带来一定影响。为此,在进行民用建筑供配电设计过程中,必须采取科学合理、切实可行的设计方案,并将所有可能影响供配电可靠性的因素都考虑在内,从最经济的角度进行设计。实际设计中,要求设计人员必须遵循安全性、可靠性和经济性的原则,只有这样,才能设计出最符合要求的民用建筑供配电系统。

参考文献

[1] 王金元.民用建筑供配电设计应注意的几个问题[C]//黑龙江省建筑电气情报网、黑龙江省建筑电气专家委员会2010 年年会论文集,2010(5).

[2] 张诚.谈谈民用建筑配电系统的节能设计[C]福建省建筑电气2010年年会论文集,2010(9)

供配电系统设计论文篇5

【关键词】供配电技术 考试模式 改革

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889(2015)06C-0102-03

供配电技术课程是电气自动化技术的专业核心课程,面向的领域是中、小型企业,就业的岗位有:变电站值班员、变电站设备维护员、供配电设备检修员、供配电技术管理员、电气施工员和水电施工员等职位。课程教学的根本任务,就是培养具有良好职业素养、牢固的系统知识和熟练的专业技能的高素质和高技能的专业人才,以满足实际岗位的技能需求,从而实现教学目标与岗位需求的无缝对接。然而,人才的培养是一个复杂的系统工程,涉及到招生、课程建设、教学及考试等诸多环节,在这个系统工程中,课程考试是一个非常重要的节点,考试作为一项目标性评价,不仅对教学活动起到引导作用,而且对学生达到预定的培养目标也有很强的导向功能,如何发挥考试的导向作用,考试技术、方法与手段的选择就显得非常重要。

一、借鉴驾驶证理论考试模式,创建开放式的考核平台

基于学科式教学的期末考试,其考核的方式一般采用闭卷的形式,其优点是便于组织,形成标准化的考试,有利于营造公平、公正和严肃的考纪考风,命题具有较强的针对性。但是这种传统的“一锤定音”考试方法的问题也是显而易见的,首先,课任教师为了提高及格率,通常会给学生出复习范围,甚至直接给出考题及答案,由此造成的结果是学生平时不学习,期末突击背题,还有的学生则将答案带进考场,寻机作弊;其次,有的课任教师为了省事,直接采用往年的考题,甚至教材变更了,其考题也不作调整,导致考试内容与课堂教学相互脱节;第三,由于期末考试在课程成绩评价体系中占有较高的分值,导致学生只重视期末的书面考试,而淡化了实验实训等实践性环节的考核,这恰恰违背了高职教育以技能为中心的教学理念。

针对期末考试存在的问题,使课程考核回归促进职业能力提升的本位,笔者以改革考试模式为切入点,以教学大纲和实际的岗位需求为依据,借鉴了机动车驾驶证科目一(即道路交通安全法律、法规和相关知识考试科目)考试的成功模式,编制了由600道题构成的供配电技术考核题库,运用计算机软件控制,从出题、答题到评卷等全部功能由系统自动完成,考生的考题是由计算机通过题库随机生成的,考题一旦生成,考试计时即开始,考生必须在60分钟内完成答题并提交,系统根据学生所提交的答案,自动完成评分并给出成绩,考试成绩同时进入主考教师的考试成绩登记系统中。考试的时机,可在理论课讲授结束后在规定的时段进行,每两个星期开考一次,对于考试不过关的,当场可给予一次补考的机会,如果连续两次考核不过关,则系统自动关闭该考生的考试通道,等待下一次考试。该考核模式的关键在于考核题库的编制,因此,在编制考核题库时,要注意以下问题:一是考核的题型为单选题、多选题、填空题和判断题等,多选题每小题2分,其它题型每小题1分,成绩评定采用100分制;二是考题要涵盖教学大纲所规定的全部教学内容,对于计算类题目,则以单选或多选题的形式呈现,考题要突出设备的结构原理及分析、电气主接线图的识图与读图、设备规格型号的识读与选择、电力负荷的计算与继电保护电流的整定、电气设备的倒闸操作和变电站(所)机务值勤常识等;三是根据行业的技术发展及企业设备的更新情况,及时修改题库,确保题库的内容与教学大纲的规定及企业现有的设备相吻合。

二、以学校及周边供配电设备资源为素材,创建实物电气绘图考核环节

职业教育是以能力为本位的教育,因此,专业课程考试应该面向实践,面向实用,注重促进学生发现问题和解决问题能力的培养。学习供配电技术最基本的目的,是要求掌握日常低压开关电器的功能及其使用方法,并具备修复一般性故障或对系统进行技术改造的能力。

实物电气绘图考核环节,就是从身边经常接触的供配电系统设备开始,通过接触实物可以有效消化课堂的学习内容,实现理论与实践的有机统一。实训考核的环节,是基于提升学生的职业能力和就业能力而创立的,以前有不少学生到现场后,面对企业现有的供配电设备,许多应知应会的设备常识却全然不知,高职生自身动手能力较强的优势荡然无存。针对这种情况,并结合学校实训基地现有设备的状况,充分利用学校及周边现有的供配电设备资源,编制了实物电气绘图考核题库,首期题库由60道题组成,作业对象以学校教学楼或实训楼的楼层供配电系统为基本单元,要求在实训期间内,根据该楼层的供配电设备的配置及负荷情况,画出其电气主接线图,并向任课教师提交纸质的绘图方案。

项目考核的组织应结合实训教学的过程进行,其步骤如下:第一,下发工作任务书,明确具体的工作内容及其作业要求;第二,以所在的实训室为范例,根据其负荷及配电情况,对实物电气绘图进行现场讲解示范;第三,进行作业编组,以2人为一个作业小组,并确定具体的作业对象及其地点;第四,现场采集资料,包括楼层配电间内的配电设备的数量及规格型号、任一教室或实训室内的配电箱的设备及负荷情况,数据采集可通过拍摄照片和现场记录的方式进行;第五,根据所采集的数据,按照电气绘图的要求,利用计算机CAD软件完成规定任务的绘图作业;第六,对所绘制的电气主接线进行检查校对并提交。实物电气绘图考核涉及到强电,其安全性尤其重要。因此,在实训考核中,应注意以下问题:一是在数据采集前,应给每个作业小组开具有院(系)盖章的商洽函,随工作任务书一起下发,以便作业小组在前往作业地点采集数据时得到相关部门的支持,任课教师应就数据采集一事预先与相关部门进行沟通;二是在现场采集电气设备具体参数时,应在有相关技术人员在场的情况下进行,并且遵守“眼看手不动”的原则,与设备应保持安全距离;三是对于教室或实训室内的照明设备,考虑到安装位置在天花板上,因此,在采集其额定功率等数据时,可采用估算法或向任课教师咨询的方法解决。

实物电气绘图考核的成绩评定,从与实物相符性、电气符号与标注的规范性、布局的合理性与整洁性等三个方面进行评价,评分标准如表1所示。

三、引入项目设计,考核学生综合能力

以德国的苛勒为代表的格式塔心理学认为“人的学习不是一个通过盲目摸索,在刺激与反应之间建立机械的联结的过程,而是一个需要理解、智慧参与的过程”。引入项目设计作为实训和考核的内容,正是基于这种思想而进行教学改革活动。

供配电技术的项目设计,是一个应用电力系统基础理论去分析和解决各种用电负荷的供电、配电及其控制问题,是学生综合能力生成的基本平台。根据其课程定位和培养目标,项目设计的内容定位为小型建筑供配电系统的设计与安装,所谓小型建筑是指企业的车间、室内运动场馆和居家系统等,其建筑面积一般小于1000平方米,项目的选择主要考虑了以下因素:一是低压配电在整个电力系统中所占的比重较大,而且处于电力系统的末端,与电能用户相连接,符合课程的定位和培养目标;二是低压配电所需的各种设备,如小型配电箱、低压断路器、漏电保护器等均是常规的电气设备,在市场上比较容易找到,而且价格比较低廉,在物理上容易实现;三是小型建筑系统的供配电设计项目,由于其用电负荷不大,工程量较小,往往不被专业的电气设计公司所关注,是电气安装工程的“盲区”。目前,在这个领域的小型建筑供配电系统的设计与安装工程,大多被不具备电气安装工程资质的中小型装修公司包揽,随着城镇化建设推进,小型建筑系统的电气工程技术人员不足的矛盾将进一步加剧。因此,考核项目的定位也体现了以岗导学,服务基层的办学理念。

设计性题目的考试模式,强调学生在学习中,不仅要系统地掌握课程的知识、原理和方法,而且学习运用所学知识去解决一个实际问题,从而提高分析问题和解决问题的能力。考试的基本程序如下:下达设计任务书查找资料设计电路图编制工程预算进行模拟安装提交资料与验收,考试安排在课程理论学习结束后的实训周完成。设计性题目的考核模式在具体的实施过程中,为了提高其可操作性,应该注意以下问题:一是为培养学生的团队协作意识,应编组进行,通常1-2人为一个小组,为了防止相互抄袭,每个小组考核的具体内容应有所区别。笔者的经验是预先编制考核题库,从目前市场比较常见的小型建筑中选择50套不同类型的建筑平面图,同时为每套建筑规定用电负荷的规模及使用要求,作为低压配电的设计对象,主要的建筑类型有私人别墅、家庭住宅、车间、教室、实训中心、食堂、运动场所等。二是建筑电气设计的主要任务是为一切用电设备提供配电及其控制功能,供配电设计不是简单给用电设备接通电源,在设计过程中,不仅要满足用户的使用要求,而且要符合国家有关技术规范,因此,在项目设计考核期间,教师应该为学生提供《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)和建筑照明设计标准》(GB50034-2004)等技术标准的相关资料或查询链接地址,以确保所设计的项目符合国家标准。三是把项目设计当作一次“实战”来演练,每个小组至少安排一次与客户沟通环节,教师充当客户,而学生则代表为客户服务的工程技术人员,在沟通的过程中,不仅要随时回答客户提出的问题,而且要根据其要求修改设计方案。四是要求所有的设计方案,必须使用计算机辅助设计来完成,设计方案要同时提交纸质和电子两种文档。提交的资料包括:设计封面、设计概述、建筑系统用电负荷表、系统的供配电电气主接图、照明平面布置图、插座及日用电器平面布置图、配电工程费用预算表。

项目设计考核的成绩评定,从设计方案的正确性、合理与可行性、美观与整洁性以及与客户沟通的能力等方面进行综合评价,评分标准如表2所示。

“题库式考试+实物电气绘图+项目设计”的成绩评价模式,其权重系数分别为0.4、0.25和0.35,实践证明,改革的效果明显。首先,学生的学习热情和求知欲望有了较明显的提高,尤其是实践环节,专心做事的多了,主动提问的多了,加班加点的多了;其次,有效提高了课程考试的及格率,改革前供配电技术考试成绩的及格率一般都维持在70%-80%,有些基础较差的班级甚至跌落到50%以下,实行新的考试模式,其及格率达到了92%以上;再次,提高了学生的成就感和自豪感,尤其是项目设计的考核项目,对学生来说就是一件经过精雕细琢,付出巨大努力的作品。

【参考文献】

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[2]苏德荣,尹淑霞.借鉴美国经验改革我国大学专业的课程考试方式[J].中国林业教育,2014(1)

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[5]吕文,佟会文,佟绍成.构建多元化考试模式的研究与实践[J].辽宁工程技术大学学报,2007(11)

供配电系统设计论文篇6

关键词:城市化进程;高层建筑;综合型建筑;供配电

Abstract: With the development of our society, city changes process to be accelerated ceaselessly, high-rise building in various city is ceaseless emerge in large numbers. The building itself is one involves many industry engineering, high-rise building needs more high-tech technology and equipment. This article from the current high-rise building power supply and distribution engineering situation, analyzes the relationship its energy saving and economic benefit, security and other aspects.

Key words: city to change process; high-rise building; integrated architecture; power supply

中图分类号:TM642+.5 文献标识码:A 文章编号:

一、我国高层建筑供配电工程现状

近年来,在我国的大中小城市,兴起了一阵“建筑风”,各式各样的建筑如雨后春笋般涌现出来。人们在追求建筑舒适、安全的同时,也开始关注建筑的节能灯问题。然而,业主对于建筑供配电系统的问题,只有在入住长时间后才体会到建筑的供配电是否合理。现实中,高层建筑使得建筑的供配电系统变得更加复杂。高层建筑供配电系统的设计是高层建筑电气设计的重要组成部分,其设计是否合理将影响整个建筑使用功能及安全。当前的高层建筑除了单纯的住宅小区外,还有许多集办公、娱乐、商业等功能于一体的建筑,这些建筑一般高层民用建筑面积大,建筑高度高,居住人员比较密集;设备繁多具有多元化功能;要求供配电必须与功能区的各个方面,例如,消防、排水、线路、空调等等,相互匹配;建筑的装潢复杂也增加了建筑火灾的发生率。因此,作为建筑的建造者或者使用者,都不能忽视供配电系统,必须根据具体情况设计和布局高层建筑的供配电系统。

就目前现状来看,社会的不断向前发展,建筑电气从某种程度上也是建筑水平的一种体现。高层建筑供配电系统不仅要保证建筑施工和入住的安全性、用电的节能性,还要保证建筑商的成本和业主的利益。所以,高层建筑的供配电系统必须全面考虑。

二、我国高层建筑供配电工程发展中的问题

在高层建筑供配电系统中,实际的设计、布局、施工过程中将遇到各种各样的问题,一些我们已经发现,一些我们虽发现但没有给予应有的重视。接下来本文将探讨一下高层建筑供配电系统中遇到的一些问题。

(一)安全性

“电”本身就是一件危险物品。在高层建筑中,“电”也涉及人们生活的各个方面。高层建筑供配电系统中,从建筑建设的一开始,安全问题就随之产生。建筑的整个施工过程就是在电的作用下进行的。一些由于电路的设计和使用不当产生的伤亡数不胜数。同时,在业主入住后,电路的不合理也会给他们产生不必要的问题,电压与电线的负荷程度不符等,小则使得生活不便,大则威胁人们生命安全。因此,在高层建筑供配电工程中,安全性是高层建筑供配电工程最不容忽视、最值得关注的问题。

(二)节能性

据调查,2011年全国全社会用电量为4.69万亿千瓦时,比上年约增长一成二,消费需求依然旺盛。人均用电量3483千瓦时,比上年增加351千瓦时,超过世界平均水平。2011年全国电力供需总体偏紧,部分地区、部分时段缺电比较严重,全国共有24省级电网相继缺电,最大电力缺口超过3000万千瓦。看到这些数字,我们不仅深刻体会到目前社会对于“电”的使用和缺乏。然而,现阶段,我国高层建筑供配电工程没有很好的做到系统设计的节能性。伴随着国家大力倡导的资源节约型、环境友好型社会,建筑供配电工程也必须切实落实。

(三)经济性

在高层建筑供配电整个系统中,对于开发商和业主来说,从工程的材料、设备、设计、布局、占地、人员雇用、居住等等,都是巨大的开支,这是一项复杂的管理工作。目前,出现的情况一是线路设计安全,线路过多、过长,线路复杂等,使得建筑成本提高,同时,这些也会导致业主用电量的增加,同时也这样既不利于开发商,也不利于业主。一是线路设计不合理,用户在进户后进行大规模的线路改造,这将造成资源的浪费,同时,也是不安全的行为体现。

三、如何做好高层建筑供配电工程

在如今社会,建筑电气体现了住宅建筑的现代化程度。面对社会现实的发展情况,供配电工程的安全性、节能性、经济性是做好高层建筑供配电工程的关键。

(一)确保安全

对于高层建筑供配电工程,在设计阶段,要认真考察具体环境,理论和实际相结合。具有针对性的克服环境缺陷,同时,也要充分发挥和利用环境优势。例如,供电线路敷设方式应根据建筑物的性质要求,用电设备的分布及环境特征等因数确定;还应避免因外部热源, 尘聚集及腐蚀或污染物存灰在对布线系统带来的影响,高层民用建筑消防用电设备应采用专 用的供电回路,消防控制室,防水泵,排烟风机等的供电, 应在最末一级防配电箱处设置自动切换装置,其配电线路敷设应符合有关规范的要求。在施工阶段,要科学合理的布局线路,对现场进行规范的管理,确保施工人员的安全,不容忽视现场的任何安全隐患。

(二)力求节能

对于高层建筑供配电工程的节能问题,首先要满足建筑物的电气功能,即照明系统要满足照明的照度、色温、显色指数要求;通风空调系统要能提供舒适的温度及恰当的新风量;电梯系统要使上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊要求,如娱乐场所中一些电气设施的用电、展厅的工艺照明及电力用电等。其次,从建筑电气设计阶段就应注意节能问题,贯彻经济、合理、技术和材料先进的原则,精心考虑,仔细斟酌具体的设计细节。最后,在保证各方使用的基础上,力求用电量的控制,这也是国家倡导的建筑目标。高层建筑供配电系统其节能减排潜力较大,采取合理的电气节能技术措施对建筑供配电系统设计进行优化,能够取得有效节能降耗效果,这不仅能给建筑供配电系统系统带来巨大经济效益,同时还可以实现有效资源的高效利用,最大限度地减少电气系统运行过程中对环境的影响,为建筑行业实现生态、绿色环保、可持续建筑发展,提供重要的节能减排技术支撑。

(三)权衡经济效益

对于建筑成本的控制来说,建筑设计是使用成本高低的重要因素。建筑设计人员根据其本身性质、规模,明确建筑相关电力负荷等级,并结合当地的供电网的实际情况,确定高层建筑供电电源的电压等级、电源回路数、专线电源还是公用电源以及是否设置自备电源灯,合理的设计供配电系统,减少了线路的铺设,空间的设定、供电量等等,还有,着眼于长远,减少运行期间的维修费用,这也是控制投资成本的一个有效措施。对于建筑商来说,从工程投资和运行管理方面是控制成本的重要方面。对于业主的经济支出来说,合理的供配电工程,不至于使他们在使用电量再额外支出不必要的费用。

结束语:随着我国社会经济的快速发展,“经济”“安全”“节能”,是各行各业追求的目标,现在是将来也会是。在科技不断发展的今天,对于高层建筑供配电工程来说,如何将高科技与供配电工程的“经济”“安全”“节能”结合起来,实现资源的最优化,是作为行业人员思考的方向。

参考文献:

[1] 王忠勇.高层建筑供配电系统节能设计分析[J]. 低压电器.2009(22)

[2] 饶基贤. 高层建筑供配电系统的设计[J].科技资讯.2008(28)

供配电系统设计论文篇7

马培兵

(山东齐鲁石化工程有限公司 255000)

【摘要】随着社会经济的迅速发展,工厂供配电系统的选择,

不仅关系着工厂生产活动的顺利进行,同时还关系着我国国民经济

的迅速发展。由此可见,在工厂日常发展的过程中,供配电系统方

案有着极其重要用。面对多种供配电系统法案,专业人员只有将其

进行比选后,选择合适的供配电系统,才满足工厂的发展需要。在

此,针对工厂供配电系统的方案比选,做以下论述。

【关键词】工厂供配电;配电系统;方案比选

电能作为推动社会发展的基本能源之一,不仅关系着人们的日

常生活,同时还关系着整个社会的发展进步。在人们日常生活中,

发电厂负责人们生活中的一切用电需求,在整个电力系统中,工厂

供配电作为电力系统中的组成部分,其核心任务就是对工厂所需电

能进行及时的供应与分配。在工厂供配电系统中,主要由总降变电

所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备所组成。工厂

生产经营的根本目的在于减少成本开支,获取更多的经济利润,而

供配电系统方案的比选,不仅关系着工厂的生产成本,同时还关系

着工厂今后的发展。在此,本文从工厂供配电系统设计的基本原则

与要求以及工厂供配电系统设计方案的比选等两个方面出发,针对

工厂供配电系统方案比选中存在的问题,做以下分析:

1. 工厂供配电系统设计的基本原则与要求

在工厂供配电系统设计的过程中,除了要满足工厂日常生产活

动外,还要在原有的基础上节省用电成本。在工厂供配电系统设计

的基本原则与要求中,主要包括以下几个方面:首先,工厂供配电

系统的设计必须满足工厂对电能的需求,同时还要保障电能的质量,

确保工厂用电正常。其次,在工厂供配电系统设计的过程中,接线

方式应以简单、灵活为主,以便在今后使用的过程中方便操作及维

护。再次,工厂供配电系统的构建必须将成本考虑进去,除了降低

必要的运行费用外,还要在原有的基础上减少有色金属的消耗量。

最后,制定供配电系统方案时,应充分考虑因生产发展而引起的负

荷发展,并考虑分期建设的过渡计划。对电源的供电能力、变配电

所建筑匝积、进出线开关数量等,都要预留必要的发展余地。

2. 工厂供配电系统设计方案的比选

工厂供配电系统设计方案比选,所选出的供配电方案不仅关系

着工厂生产活动的正常进行,同时还关系着工厂的经济效益与今后

的发展,针对工厂供配电系统设计方案比选中存在的相关问题,具

体分析如下:

2.1 技术比较

在工厂供配电系统设计的过程中,其系统设计中的技术比较将

直接关系着工厂供配电系统的运行。在整个技术比较中,主要包括

以下几个方面:首先,供配电系统必须具备一定的可靠性,同时还

要从根本上保障供电的数量与质量。其次,工厂作为我国国民经济

的“主动脉”,用电规模较大,电力部门应积极做好电力资源的调度、

操作以及管理等各个方面,尽量避免停电、断电等现象的发生。最

后,工厂供配电系统应从工厂的实际发展状况出发,制定出完善的

供配电管理制度,将用电成本降到最低。

2.2 经济比较

经济比较涉及到工厂今后的发展以及当前的经济利润,在整个

经济比较中,主要包括以下几个方面:

2.2.1 初投资

在工厂供配电系统的初投资中,主要针对系统建立的过程中涉

及的一切经济活动进行统计。在各个系统方案计算的过程中,排除

方案中相同的部分。初投资的计算数值不代表系统的最终投资数字,

只是系统构建之前的相对数值。

2.2.2 年运行费

在整个年运行费比较的过程中,年运行费主要包括系统使用后

的折旧费、维修费、工人工资、年基本电价费以及年电能损耗费等

几个方面。在年运行费计算的过程中,工作人员通过相应的公式计

算,得出供配电系统的年运行费。在计算年运行费的过程中,需要

工作人员结合一年内供配电系统产生的所有费用,同时还要结合当

前市场的电价发展趋势,有针对性的进行计算,以便从根本上保障

年运行费计算结果的准确性。

2.2.3 折回年限

在比较折回年限的过程中,其主要核心在于初投资与年运行费。

针对不同的系统方案,要想从根本上确定折回年限,只需要比较两

个方案中初投资与年运行费的大小,如果一个方案的初投资以及年

运行费都大于另一个方案,则选择该另一个方案。如果初投资大,

而年运行费小,则需要通过计算折回年限来比较这两个方案。

2.2.4 计算费用

随着社会经济市场的迅速发展,在计算费用比较的过程中,需

要工作人员结合工程的实际发展状况以及供配电系统的实际工作状

况,有针对性的进行计算。然而在选择工程供配电系统方案的过程

中,工程人员多采用经济比较法,即哪个方案的计算费用最小,且

供电质量显著,该方案就是供配电系统的最优方案。

2.3 原材料消耗比较

在整个工厂供配电系统方案选择的过程中,原材料的消耗一般

指有色金属对电能的消耗,同时也包括了变压器以及线路两个部门

的消耗。在原材料消耗比较的过程中,工作人员可以按照一定的比

重,将有色金属进行统一换算,如:1 吨铝可以换算成0.5 吨的铜,

而1 吨铅则可以当成0.4 吨的铜。通过换算,能够充分保障计算结

果的准确性。

2.4 影响因素的比较

在影响因素比较的过程中,主要包括以下几个方面:首先,工

厂的整体规模。供配电系统方案在制定的过程中,必须以工厂的发

展规模为前提,除了考虑当前工厂发展的状况外,还要结合工厂今

后的发展趋势。其次,在确定供配电系统方案的同时,还应结合安

全等相关问题。最后,在选择供配电系统方案时,必须由专业人员

进行比选,以此来确保供配电系统方案的准确性与时效性。

3. 结论

综上所述,工厂供配电方案的比选,不仅关系着工厂生产活动

的顺利进行,同时还关系着工厂的经济利润及今后的发展。由此就

需要相关人员在工厂供配电系统方案选择的过程中,能够结合工厂

的实际发展状况,对多种方案进行比选,确定最佳方案。只有这样,

才能保障工厂日常生产活动的顺利进行,才能促进工厂经济的迅速

发展。

参考文献

[1] 李友文. 工厂供电[M]. 第2 版. 北京:化学工业出版社,

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[2] 王艳华. 工业企业供电[M]. 北京:中国电力出版社,

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2007

供配电系统设计论文篇8

关键词:楼宇供配电技术;教学研究;实践

中图分类号:G712?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)15-0208-03

一、引言

随着智能化技术的发展,智能楼宇建筑市场已日益成为现代化的主流。智能化楼宇建筑市场的拓展为楼宇电气工程的发展提供了广阔的天地,在楼宇智能化工程技术专业开设供配电技术课程正是顺应了这种潮流。目前,国内外许多院校对供配电技术的教学研究已初见成效,但几乎都是针对传统的工厂供配电技术,其教学项目设计与企业供配电系统和变电站直接对应,主要介绍企业供配电系统和变电站设计、运行、维护与检修所必需的基本理论和基本知识,远远不能适应新型智能楼宇供配电技术的教学,如何将供配电技术的教学真正融入楼宇智能化工程技术专业,培养智能楼宇电气方面的工程技术人员值得研究与探索。

二、新的课程项目设计

在楼宇智能化工程技术专业讲授《供配电技术》课程,需要把新的认识融入教学,顺应学科发展和行业发展的方向,结合建筑设备自动化系统和楼宇智能化工程技术,紧扣智能楼宇供配电技术来设计教学内容,采用项目化教学模式来进行教学组织,以突破传统工厂供配电技术教学内容的束缚,发现和创新教学方法及手段,以解决高素质技能型人才的培养目标与具有明显学科化倾向的课程模式不协调的问题,更加适应高职教育的发展需要。在深入了解建筑电气行业发展情况和市场需求的基础上,对现有课程进行必要的整合。基于工作过程,以项目为载体对课程进行学习情境设计,以岗位职业技能培养为目标,培养学生的岗位工作能力,通过校企合作,开发工学结合教学项目,以真实项目为载体,对课程进行设计。通过“教学做”一体化教学,培养学生的岗位技能。改革考核方式,形成以技能考核为主,在教学过程中开展考核的新考核机制。以住宅小区供电系统组建为依据基于工作过程重构课程内容,将以往课程体系中的“供配电技术”、“电气设备安装工艺”等课程教学内容有机整合。按照实际工作过程,进行分析、解构,形成现有的教学内容。以施工技术文件解读为基础,根据图纸统计熔断器、开关、配电箱、电线等主要电气设备,进行各电气设备选择,并进行设备安装及线路的敷设。最后按照国家标准、规范进行质量检验验收,完善各种资料。将企业的生产任务引入课程教学,以企业真实生产任务为基础,开发教学项目。

三、课程设计的思路

(一)校企共同开发课程

本课程开发的第一步是与行业企业技术人员共同分析岗位需求,确立岗位职业能力与工作过程。第一,走访大量从事电气设备生产、制造和电气设备操作维护的相关企业,深入行业企业一线进行岗位职业能力与工作过程调查。第二,与建筑施工单位共同制定课程标准,共建更能贴近和满足实际应用能力需求的能力训练体系。第三,与从事楼宇供电设备生产、运行、维护的毕业学生进行交流,听取毕业生对本课程建设的反馈意见,以他们的亲身经历和切身体会帮助我们审视“楼宇供配电技术”课程建设体系中存在的问题,并对实训教学情境的构建提出修改意见。

(二)课程体系重构

我们按照实地调研―确定职业岗位―确定典型工作任务―确定行动领域―确定学习领域―制定课程标准―设计学习情境等流程,进行课程体系重构。首先,工作岗位调研、分析。经过调研,确定毕业生主要从事供配电设备生产、运用的相关行业企业的电气控制设备的生产、装配、销售及系统的运行、维护、维修等工作岗位。其次,典型工作任务分析。经针对所有的工作任务进行归纳分析,确定其典型工作任务。再次,课程目标确定。根据专业人才培养要求,结合国家职业标准,将电气控制知识与楼宇供配电设备的运行、维护等典型工作任务相结合,将涉及到的供配电设备的结构、供配电设备的操作、维修电工的职业标准等多方面的内容进行整合,确定课程培养目标是:熟悉楼宇供配电系统的构成、功能、保护方式,掌握供配电系统操作、运行、维护等技术要求和技术标准。再次,任务载体设计。分析整合后的课程内容和目标,选择供配电设备的生产、运行、维护、检修中的典型真实工作任务为教学载体,设计5个学习子领域:楼宇供配电系统认识、高低压控制柜的操作与维护、电动机的控制线路板制作、变压器的操作与维护、楼宇供配电系统保护,构建基于工作过程系统化的《楼宇供配电技术》课程。

四、改善教学质量的方法

近几年,笔者根据以上教学过程中存在的主要问题,积极探索提高教学质量的方法,抓基础、重实践,提高学生的综合能力,深入地改革教学方法和教学手段,完善实验教学,重视课程设计。

(一)传统教学和现代教学相结合

本课程充分利用现代教育手段,在课程教学中全部使用多媒体教学,对现场设备采用图片和视频来增强学生的感性认识,拓展学生的视野。对学习内容中的重点和难点,采用动画演示来帮助学生理解和掌握。使教学内容在教学过程中更形象、直观,学生在学习过程中更轻松、容易掌握。

1.精心编制电子教案。精心组织演示内容,做到图文并茂、提纲挈领。便于学生理解和自学,也便于教师的讲授。

2.制作利用多媒体课件、视频及实物的展示,使学生能够直观了解具体任务,化抽象为直观,便于学生理解和掌握,提高学习效率。

3.制作实际生产过程的录像片,增强学生的感性认识,拓展学生的视野,以提高教学效果。

(二)结合工程实际

《供配电技术》这门课程侧重于实际应用,在课堂教学中,笔者结合工程实际,给学生讲解知识,比如在教学中结合教室照明设计、线路布局以及学校的主变压器台数容量的选择等来开展教学。工程实践不但可以使大学生受到实践技能和技术的训练,培养学生解决实际问题的能力,而且有利于理论联系实际,帮助大学生树立严谨求实的科学作风。加强实践教学,实行开放式人才培养模式,就要将高等学校人才培养形式、教学组织形式从单一的课堂教学活动扩展到学生自学活动中去,扩展到企业活动中去。

(三)提高学生学习的兴趣

供配电技术是一门专业课,涉及大量的计算和选型分析。学生在学习的过程中常常会有枯燥和疲倦的感觉。采用实践教学法,可以让他们转换思维方式,调整学习方法,这在一定程度上增加了学习的新鲜感,提高了学习兴趣。

1.使教学过程具体化、直观化。教学过程是非常实在的过程,忌的是教师空谈。科学的教学非常重视实验、实习和设计教学。耳听为虚,眼见为实,所以通过实践教学,可以让学生融入现场,了解实物,观看实际的运行和设备维修程序,在实践中发现问题、解决问题。教师也可以当堂解决学生的错误、疑点,以最快最好的途径,使学生在实验、实习和设计等环节中能力得到锻炼和提高。

2.个体学习。由于每个学生的情况不一样,课程掌握的程度也不可能一致,学生感兴趣的方向也不一样,给他们充分发挥的空间,让他们充分地动口、动脑、动手,对于发挥他们的积极性、主动性,充分发展他们的能力和智力,起着非常大的作用。所以建议留一部分教学内容给学生分组学习,让他们按兴趣、特长建立起学习小组,通过各种途径去获取他们感兴趣的知识。相信通过这样的环节,学生的学习效果将会有质的飞跃。

3.创建教学情景,激发学生产生学习兴趣。根据实际课程创建一种教学环境,可提升教学效果。在课堂氛围内的教学情境,可以使学生产生明显的情感倾向。在进行变配电所的送电操作讲解时,可以引进下面一段教学情景:在高压侧装有隔离开关,低压侧装有刀开关的电路中,为了满足隔离开关不能带负荷操作的要求,可以提供出几个开关闭合方案供学生选择。这个教学情景可以充分地激发学生的竞争心理,从而产生不同的意见。让他们根据自己的经验,说出自己选择方案的理由。通过具体的示例来创建教学情景,可激发学生的学习兴趣,不仅提高课堂气氛,同时活跃了学生的思维,加深了记忆,具有较好的效果。

(四)考核形式多样

实践环节采用单独考核,为动手能力强、具有主动性的学生提供了一个充分发挥主观能动性的场所。考核分成两部分,首先是组织学生对各组的设计方案进行交流、讨论、答辩和演示。由老师和各个小组推选的代表组成评审小组,对设计报告和工程制图的实际水平以及学生的答辩能力等,进行综合评定。通过这种形式,培养学生表达和应变能力,促进交流合作,提高了竞争意识和团队合作精神。另外,考虑到小组方式的设计,难以避免部分学生吃大锅饭混日子的情况,又加入了试卷考试环节。考试内容来自课程设计具体工程的各个环节,要求学生以论述分析的形式展开说明。以此区分学生课程设计掌握程度,反过来又进一步加强了学生对工程设计和理论知识的理解。对考试考核制度进行改革每项的考核内容都要有侧重点,既可以增强学生对知识的掌握程度,又可以提高学生的动手实践能力,以此达到学生理论与实践共同发展的目标。

五、结论

高职楼宇供配电技术课程的教学和实践改革是一项长期的系统工程,技术性强,涉及面广,需要长期的摸索和研究。通过把理论课程的学习与课程设计相结合,两个环节互为补充,加大了教学的信息量,提高了教学的工程技术含量,调动了学生的学习积极性,提高了学生的工程设计能力。在今后的改革实践中我们还要不断探索,完善教学方法,提高实践水平,把工作越做越好,以适应不断发展的人才培养需要。

参考文献:

[1]邹一琴,唐志平.混合式教学模式在供配电技术教学中的探索与实践[J].常州工学院学报2006,(12).

[2]钱素琴,叶梵,高笠源.供配电技术课程教学有与实践改革[J].中国电力教育,2011,(148).

供配电系统设计论文篇9

论文关键词:公共信息模型;统一编码标准;统一数据信息平台;统计线损;理论线损

0引言

线损率是表征电力 企业 经济 效益和技术管理水平的综合性指标。长期以来存在困扰配电网线损统计和计算的若干问题主要表现为:①各种线损对象的建立完全由人工重新录入,并人工指定线损对象与各自动化系统设备、潮流、电量数据的关联,维护量很大;②需要分别建立各专业领域自动化系统的数据接口,需要获取的潮流、电量数据和设备参数实时性和完整性很难保证;③线损统计和计算未实现平台化、系统化,仅作为线损专职上报依据,并未用于数据分析和考核,达不到经济运行、降损管理的目的。

随着电力系统的 发展 和自动化水平的提高,不同专业领域在不同时期建立了一系列专业自动化系统,如scada/ems、电量采集系统、负荷控制系统、配变监测系统、集抄系统、用电营销系统、生产管理系统等.这些系统的直接建设目标彼此不同,“孤岛”现象严重,造成彼此数据冗余、不统一、重复维护等现象。

随着iec61970标准的颁布,为电力系统中的各种资源定义了公共信息模型(commoninformationmodel,cim),提供了一种用对象类和属性及彼此关联关系来表示电力系统资源的标准方法,在很大程度上方便了不同系统之间的信息集成和整合。目前,部分地区开始建立统一数据信息平台,实现了各自动化系统实时数据、生产管理数据e实时数据的整合,同时建立了界面集成、统一登录入口的门户站点(porta1);所有这些工作的开展和深入为线损信息管理系统的建设提供了基础平台和完整可靠的数据来源。

本文采用标准的命名规范和统一编码机制,在对cim模型合并、扩展的基础上实现各类线损对象的自动建立和数据源的自动关联,同时方便数据共享;基于公共信息平台实现了线损统计、计算数据来源的自动引用,最大程度提高线损统计和计算的实时性;以先进、专业的线损统计和计算手段,将实际线损统计、理论线损计算、线损报表等集成到统一的线损信息管理平台,建立完善的数据审核、确认和考核机制,进而实现对省、地、县级电网高、中、低压 网络 中各类输电、变电、配电设备的电能损耗进行统计、计算、管理和考核,既可从技术手段为降损节能提供支持,也可以促进各供电企业加强线损管理力度,增加效益,提高电网经济运行水平和电力发展质量,从根本上实现降损增效的目的。

1线损对象模型

实现线损统计和计算首先需建立静态数据模型,创建线损统计和计算对象,包括分线、分压、分片、分区对象等。这些线损对象在其他自动化系统中均有相关描述,但关心的属性不同;而线损统计和计算所需的信息可能来源于不同的自动化系统,需要进行设备静态信息、动态数据的整合。

常规线损对象建立方式为人工创建、人工设置设备对象的关联,工作量巨大,且数据不一致、维护不及时现象严重,甚至直接导致系统失败。本文基于各系统导出的静态cim模型,依据统一的设备编码和命名规则,自动创建线损对象、自动实现设备关联。

1.1公共信息模型和统一编码标准

cim模型提供了对电力系统对象资源的标准化描述,对各电力系统对象的系统间信息交互提供了保障。统一编码标准之后,将可以对不同系统cim模型描述文件中的设备进行识别、编码完善和管理。如某地区统一编码规则为“5位单位代码+1位设备种类+6位线路代码”,该线路在所有系统均使用该编码表示,很容易实现集成。①单位代码:分别代表省、地、县电力局等;②设备种类:变电(b);③线路代码:1位干支类型(0)+1位电压等级代码+4位线路流水号(采用线路编码,不足4位前面补零)。各电压等级代码如表1所示。

设备的命名方案和设备的层次结构密切相关,本文用聚集关系描述设备层次结构;确保不同系统中设备对象的名字的唯一性,且具有一定的可读性,方便标识、交流和定位设备对象。所采用设备命名属性的说明如下。①名称(name):同一父对象范围内各对象的唯一名称;②描述(discription):对象或实例的描述;③路径名称(pathname):在容器层次结构中构造的、并且具有一个单级标志的对象,也可以具有一个多级标志(multileveldesignation);④别名(alias—name):对象或实例的任意文字名(afreetextnameoftheobject or"instance)。

1.2线损对象模型来源

如上所述,基于cim的电力系统模型可以将整个电力系统资源网的所有对象描述为统一模型。但是,线损系统计算所依靠的模型不仅仅是从cim模型中抽取一部分对象而得到,还必须对cim模型中相关对象的属性进行扩充和修改以符合本系统的需要。为实现异构环境下不同自动化系统中设备属性的互联和互操作,本文遵循上述统一编码和命名规范,提供基于xml文件的数据库导导出工具进行设备属性认定、整合和扩展,实现线损对象的自动创建和供售关联,如图1所示。

1.3线损对象管理

线损统计可覆盖全部分线、分压、分片、分台区等对象,线损对象结构塔形图如图2所示。

对该塔形图上的任何一个单元、区域或多个单元、区域的组合,系统在数据完整情况下均可对其进行线损统计和计算。在系统中,以上任何一种线损对象均被模型完全的表述和覆盖。同时提供了基于模型的线损对象管理机制。该机制使得管理者可以方便地查看当前电网运行状况,同时模拟各种电网运行方式并且进行模拟计算,最终为“增供降损”工作提供了有效手段(工具)。

1.4线损模型应用

以某市电力局为例,该市电力局负责维护110kv及其以上级别的电网,而市属各县电力局负责维护35kv及其以下的电网。如果要应用模型对电网结构进行描述和控制,首先要求该市及下属各县电力局对各自资源进行统一编码,同时生成各自所属的cim模型;其次需要对模型进行整合;最后对模型进行抽取和再加工,以得到整个市电力局所辖范围内的线损模型。该模型中,需要对每一个线损对象的供售关系和关联关系进行详细的描述。如对某一个220kv变压器进行的描述,不仅应该包括其所属的电压等级以及变电站;同时也应该包括该变压器相关联的各线损统计需要的量测量。

应用模型描述电网结构并且 计算 线损后,能够更加精确地对电网中的线损量进行计算,从而对线损分析提供更为精确的数据,进而为 企业 达到“增供减损”的目的。以浙江省嘉兴市电力局为例,该市2006年售电量估计值为180亿kwh。应用该系统前对220kv变压器损耗估计值为2.8%,应用该系统之后计算出220kv变压器损耗仅为2%,仅此一项就可节省资金400万元人民币左右。

2线损数据来源

线损系统需要从若干套不同的电力自动化系统获取数据,如果为这些系统每一套建立一个数据接口,不仅开销颇大,而且也加大了维护的工作量。在企业实时数据、管理数据进行模型整合后,各自动化系统数据可按采集周期自动保存在统一数据信息平台中;基于公共信息模型的线损系统对线损统计、理论计算所需的供/售电量、设备参数、潮流数据等,可直接从统一数据信息平台引用;未进入平台的数据,可通过接口获取。

2.1实时数据信息平台

建立数据信息平台可以有多种方式,包括普通关系型数据库和各种实时数据库等。以下以浙江省为例,介绍利用pi实时数据库对数据的整合情况。pi数据库是由美国osisoftware公司开发的一套基于c/s的商品化软件应用平台,旨在建立大型的实时数据库,能够以数据原形的方式长期在线存储企业所有的生产数据,满足快速、高效地进行数据采集、存储和显示的要求。

根据pi实时数据库的特点,与线损管理系统相关的scada、电量采集系统、负荷控制系统、配变监控系统、居民集抄系统等,均可对相关设备对象建立测点,将实时采集数据保存在pi数据库中。实时数据类型及采集周期如图3所示。

这样线损系统可直接从pi数据库关联引用数据,无须系统接口及数据的重复保存。

2.2管理数据综合平台

系统理论线损计算所需线损设备对象的铭牌参数、运行参数,以及大量的系统用户信息等,在sap系统(或生产管理系统)中均有保存。为避免大量的人工录入和重复设置,减少数据冗余和不一致问题,线损系统可基于sap平台建立,并可直接关联引用数据,无须系统接口及数据的重复保存。

2.3用电营销综合平台

线损统计和计算所需数据源除上述实时数据、管理数据外,还需从用电营销系统中获取用电量数据;该系统一般独立建设,不进入上述实时、管理数据平台,需独立建设系统接口。

3线损数据分析和管理

在建立线损对象模型、确保可靠的数据来源后,线损系统的主要工作就是线损统计、计算、分析、管理和应用。

3.1线损统计、计算和分析

线损有统计线损和理论线损之分,二者的差异是由于计量装置误差、漏抄、错抄、违章用电和窃电等因素引起。统计线损工作主要是完成一些分析报表;必要时进行理论计算分析,以便采取切实可行的降损措施;同时,理论计算可为电网设计、技术改造提供理论依据。根据统计线损、理论线损,可进行下面一系列线损比对分析:①同期比较。去年同期、上月同期与本月线损率进行比较分析。②同比分析。不同线损对象相同时间、相同线损对象不同时间线损率比较分析。③有损分析。扣除供、售电量中的“无损电量”后,进行线损比对分析。④指标分析。将实际统计线损与下达的线损指标进行比对分析,对超标情况进行告警,并自动触发理论计算,分析原因。⑤双值比对。将统计线损值和理论线损值进行比对分析。⑥离线分析。根据离线计算模型,改变设备参数配置、运行方式等条件,比较线损率的高低,以便分析“技术降损”的措施效果。

3.2线损数据管理和考核

因运行与管理环节发生的电能损失在整个线损中占有一定比重,加强线损管理可以提高企业的 经济 效益,而且有重要的社会效益。线损系统作为—套实际执法性应用系统,在确保系统具有正确应用功能的同时,必须保证数据的完整性、准确性,确保计算分析结论的可用性、可靠性,否则无法实现“管理”与“考核”功能。为此,结合线损分级管理机制,设置不同级别和权限的用户,按照数据管理流程和要求,在权限允许范围内进行相关数据的录入、审核和确认,相关领导可根据数据审核、确认标志,考核相关岗位人员对数据管理、消缺工作的及时性和完整性。基于该机制建立的指标管理和考核机制,可以达到辅助降损管理的目的。

供配电系统设计论文篇10

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关键词:中压配电网;规划;评估分析

引言

配电网具有结构复杂、设备数量庞大、改造建设频繁等特点,在进行配电网规划时,准确的现状网评估与分析是必不可少的基础环节,通过详细的分析与评估计算,能有效发现配电网现存的问题,以便在规划中有的放矢,合理高效地提出解决方案。我国目前的现状网评估分析工作主要是人工完成,这一现象在中低压配电网的建设改造中尤为突出,不仅耗时长且准确率低,造成了资金的巨大浪费。再加上缺乏对统计错误的校验机制,使得配电网的评估与分析存在诸多问题,因此计算机规划辅助决策系统是现代城市电网规划必不可少的工具。虽然已经有了诸如PSASP、EDSA Technical等相关配电网规划辅助软件,能够在提高电网规划设计水平,减轻规划人员劳动强度方面发挥作用,但这些软件并不是针对配电网统计评估的专用软件,对于现状网评估分析部分的设计较为粗糙,难以反映基层网架结构的实际情况,并且使用起来较为复杂,难以调动基层工作人员参与到配电现状网评估分析的工作中来。

随着计算机技术以及城市电网规划理论的逐步发展,很多研究者己经对城市电网规划辅助决策系统进行了尝试性的研发工作,并取得了很多好的成果,但采用的数据库技术缺乏针对配电网相关规划指标的评估功能,尤其是诸如接线模式分析,转供率计算等拓扑相关的分析功能,并不能直接应用于配电网规划的评估与分析工作。同时由于缺乏系统、科学的电网分析评估软件,对电网现存和即将出现的问题不能定量给出问题的严重程度与问题出现的具置,这将直接影响配电网规划改造工作的顺利进行。

本文针对传统条件下配电网评估中存在的诸多问题,分析对配电网规划的评估、分析系统的相关需求,开发相应的配电网统计与评估系统。实现数据库录入数据的数值与拓扑校验,尽可能保证原始统计信息的正确性,实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别,完成现状网评价中相关指标的计算,并生成标准化的分析报表,方便配电网规划人员的使用。

1 中压配电网评估分析过程及方法

1.1中压配电网评估分析过程

中压配电网评估与分析过程包括前期数据收集、数据校验与纠错、评估与分析共3个步骤。

(1)数据收集:数据收集可以分为统计数据收集和运行数据收集。其中统计数据的收集主要来源于生产管理信息系统(PMS系统)和企业资源管理系统(ERP系统),主要包括负荷信息、线路信息、设备信息、用电信息等。运行数据主要来源于调度系统,包括电流、电压、功率、开关位置、设备运行情况等信息。

(2)数据校验与纠错:首先,对每个数据字段建立数据完整性规则;其次,建立数据字段间的关联和依存规则:再次,对导入到数据库中的数据依据规则进行校验和纠错,使数据库完整可靠。

(3)评估与分析:根据建立的评估指标体系,对中压配电网分层级进行单项评估、综合分析,得出中压配电网的网架特征和问题所在,从而形成对配电网规划具有指导意义的评估结果。

1.2区域中压配电网评估分析体系

从图1中可知,本文将中压配电网统计评价体系分为A网络结构水平、B负荷供应能力、C装备技术水平三个大类,其中,每个大类下又分为许多具体的指标。A网络结构水平可分为:Al长度不合格线路比例、A2环网化率、A3分段数合格线路比例:Bl到B5共5个指标构成B负荷供应能力大类;c1到C4共4个指标构成C装备技术水平大类。

2 配电网规划分析系统

2.1配电网规划分析系统层次结构

从图2中可以看出配电网分析系统包括基本统计指标、网架分析指标和现状网评估结果三个层次。基本统计指标包括类别判断型统计和数值求解型统计,类别判断型统计主要是判断线路是主干或分支以及网架是电缆或架空;数值求解型统计主要是统计线路的长度、截面积、公变、专变重载过载数目以及联络开关和分段开关与馈线连接的位置和数目等。

合理的指标体系对于提高评价效率和评价效果会产生直接的影响,本文提出的指标体系为三层结构,聚合度高、结构简单,能够全面刻画配电网建设发展过程中的特征,具有较好的整体性和适应性。各项底层指标意义明确,计算所需的指标值通过数据搜集后统计获取,数据来源方便且计算方法简单。

网架分析指标包括拓扑类分析指标和数值类分析指标,拓扑类分析指标主要是识别接线模式,以便规划人员进行修改、分析线路可否转供,衡量供电可靠性:数值类分析指标主要是统计各分区主干线路长度、线路负载率、绝缘线长度等。

基于配电网现状网的相关评价标准,以及网架分析指标层的统计和分析结果,从网络结构水平,负荷供应能力,装备技术水平三大项指标进行评价指标计算,并根据需求按照供电分区或所属变电站进行评价结果的分类整理与规范化输出。

2.2关键算法实现

2.2.1配电接线模式识别算法

基于计算机算法的配电网接线模式识别一直是配电网统计评估软件面临的技术难题,尤其是对于开关站型或两个独立单环网型的双环网接线模式识别,已有配网统计评估软件都未能正确辨识。由于配电网接线模式识别流程庞大,此处仅对识别架空线的主要流程进行说明,电缆线接线模式识别流程图以附录形式给出。

(1)主干接线判断:以馈线出口为起始点,搜索联络开关或平均线径最粗的供电支路作为该条馈线的主干线。

(2)网架类型判断:分别统计线路主干中架空线与电缆线的段数,段数较多的线路类型作为网架类型:若二者段数相同,则归入非典型接线。

(3)电源个数计算:统计与主干线相连的联络开关个数,再加上本回线路自身电源,求得该回线路所连接的电源个数。

(4)单辐射接线判别:若电源个数为1,则该回馈线被判定为单辐射接线。

(5)N分段n联络接线判别:统计该回主干线上所连接的联络开关个数N与分段开关个数n,若N≤6且n≤3则该回线路的接线模式为N分段n联络:若不满足上述条件则为非典型接线。

(6)有效的分段开关:在统计主干线上分段开关个数时,只统计开关两侧的网架分段都接有负荷的开关。分段开关统计个数n为有效分段开关个数加变电站母线出口分段开关。

2.2.2线路转供能力计算算法

设如图4所示线路为待转供线路,其当前的负荷电流为Idd,所有联络电源如图4用椭圆形圆圈所图示,各联络电源都有部分剩余容量可用于转供,剩余容量Ires为:

Ires=Imax(l-ρ)

(1)

试(1)中,QIr为剩余容量,Imax为最大安全电流,ρ为负载率。

取剩余容量最大的两回线路的剩余容量求和,得到可转供电流Isum2max,若IIdd小于Isum2max,则该线路为可转供线路,具体的计算流程如图5所示。

(1)主干接线判断:以馈线出口为起始点,搜索联络开关或平均线径最粗的供电支路作为该条馈线的主干线。

(2)待转供线路判断:对于某一主干线,若主干线的末尾有联络开关与之相连,则该主干线路为待转供线路,否则是无法转供线路。

(3)待转供线路接线模式识别:根据接线模式识别算法的结果,可以得到待转供线路所属的接线模式。

(4)待转供线路负荷电流计算:从1节点搜索,碰到的第一个线路为参考线路,待转供线路负荷电流Idd为:

Idd=Imaxρ(2)

式(2)中,Imax为正常运行方式最大电流(参考线路),ρ为负载率(参考线路)。

(5)对侧电源队列:若线路非N供一备接线模式,则计算对侧电源剩余负荷电流队列。

(6)求电流和:计算对侧电源队列中最大的两个电流之和Isum2max。

(7)比较Idd与Isum2max的大小,若Isum2maxIdd,则可以转供,否则,不可以转供。

(8)备用接线电源:若线路是N供一备接线模式,则搜索出备用接线电源。

(9)备用负荷电流计算:对第8)步中搜索到的备用电源进行剩余负荷电流Ires按照公式(1)进行计算。

(10)比较Idd与Ires的大小,若Ires> Idd,则可以转供,否则,不可以转供。

3 算例分析

本章节将应用“地区中压配电网规划评估分析系统”对浙江省某地区的中压配电网进行评价分析,基于软件对现状网的分析评价结果以及近年来新建项目的规划报告,分别计算得到现状年和2013年配电网网络结构水平、负荷供应能力和装备技术水平三个方面的各项评价指标,并对现状年和规划年的配电网性能进行对比分析。

3.1评估结果分析

针对某地区中压配电网,规划评估分析系统可以基于录入的数据完成网络结构水平分析,负荷供应能力分析,装备技术水平分析,并分别形成相应的统计评估结果报表。由于收集到的地区范围数据受限,现分别对该地区2011年和2013年同样范围的数据进行评估分析,得到评估分析结果。

由表1可以看出,经过2012年及2013年的配电网规划项目,使浙江省的评估指标得到不同程度的优化,电网性能得以提升。其中,多项评估指标均较现状年有明显的改善。同时,证明本文提出的地区中压配电网规划评估分析系统是有效的。