综合电力技术范文

时间:2023-09-19 17:42:59

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综合电力技术

篇1

关键词:GPS;GPRS;GIS;MIS;手持PDA系统;电力营销地理综合平台系统

中图分类号:TM734 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)03-0047-03

1 电力营销地理信息综合平台系统现状分析

随着地区用电规模的扩大和管理力度的加大,传统的抄表、用电管理、电力抢修的工作方式面临着巨大的挑战,也暴露了多种问题,如电力营销信息管理不能如实获取生产管理中的主配网设备位置、参数、状态信息,也没有地理信息作为参考依据,在进行现场抢修、现场勘察时,不能快速准确地确定供电设备位置;在对用电设备实时监控方面缺乏统一的管理手段和展示平台,对于配电网的实时运行状态和用户的异常用电情况无法做到全面监控,无法及时发现异常并及时处理;缺乏基于地理信息的分析工具,在用电侧异常、故障密度、负荷密度分析等方面无法为资源的合理安排提供辅助决策支持。

2 电力营销地理信息综合平台系统应用分析

为了加强电力营销的现场管理,安徽省电力公司庐江供电公司建设了电力营销地理信息综合平台系统。该系统将可以随时监控出勤人员,有紧急抢修任务的时候,可以方便快速地就近指挥调度相关人员赶赴现场,并且还可以进行远程指导,极大地提高了外勤的工作效率和工作质量。

电力营销地理信息综合平台系统包括主站系统、手持PDA系统两大部分组成,如图1所示:

2.1 主站系统

主站系统是整个电力营销地理信息综合平台的基础,主站系统各部分按照一定的通信条件、实现手段、集成要求等,统一标准、规划,实现系统集成,并达到完成与现有“电力营销地理信息”的无缝连接,系统应用拓扑如图2所示:

指挥平台主要实现了指挥调度对象管理、指挥调度任务管理、实时监控、指挥导航、与PDA接收发送数据,其中指挥调度对象包括手持终端、车载终端、主站。指挥平台可以实施监控指挥调度对象的历史通信信息和历史轨迹,在出现现场生产抢修任务时,通过指挥平台可以实时查看到离任务地点最近的业务人员,并发送消息执行调度命令。

主站提供地图编辑功能,可对电子地图增加电力设备图元信息,如表箱、杆塔、配变,可绘制抢修施工人员的出勤线路信息。强大的地图编辑功能,可以快速准确地构建出电力营销地理信息的基础地图数据。

通讯服务主要是提供了主站和手持PDA终端、车载终端间,通过GPRS/CDMA移动数据专网进行数据通信。综合业务实现了定位管理、用电检查、补抄催费、现场勘察、现场稽查、现场抢修,通过同步工具可将相应业务数据下载到移动终端中,业务人员可使用PDA到现场开展相应业务。

2.2 手持PDA系统

手持PDA系统实现了设备定位、现场勘察、现场抢修、用电稽查、用电检查、补抄催费。

设备定位是通过PDA上的GPS定位系统采集表箱的地理坐标信息(经度和纬度)。将采集回来的表箱信息上传到“综合业务平台”,经过管理、编辑,生成更新的PDA地图,再通过“综合业务平台”到PDA上供使用。

手持PDA提供了补抄催费功能,我们可以先从“综合业务平台”下载这些用户的数据,然后依次进行补抄,同时还可以查看这些用户当中的欠费信息。对下载的所有用户进行补抄完之后,可上传到“综合业务平台”进行管理。

通过手持PDA,业务人员可以进行以下电力业务,如现场勘察、现场抢修、用电稽查、用电检查。可以使用手持PDA记录业务处理情况,拍摄现场照片和影像资料,返回后,可通过“综合业务平台”进行管理归档。

手持PDA系统结合地理信息平台,实现了现场管理工作的平台化、信息化,所有电力设备信息,在PDA设备上可快速查询定位,使现场勘察、现场抢修、现场稽查、用电检查等业务办理快速、高效,提高了业务人员的业务处理效率,现场管理工作客户满意度更高。

3 电力营销地理信息综合平台系统特点

3.1 电力行业设施采集的地理坐标经验定位法

电力行业设施采集的地理坐标经验定位法是业务人员根据相关电子地图的图层、相关电力设施数据,并结合多年的现场工作经验进行手工非现场定位方式进行数据采集,解决了某些地段数据采集困难的问题。

通过电力行业设施采集的地理坐标经验定位法的运用,全面实现了电力设施数据的采集、定位,完成庐江城区全面电力设备的定位管理工作,为电力营销地理信息综合平台的地图定位建立了完善的基础数据。

3.2 电力业务的临近提醒功能

电力营销地理信息平台主站系统可随时监控出勤人员,在有紧急任务的时候,可以快速就近指挥调度相关人员赶赴现场,可远程指导和提醒出勤人员完成任务。

电力业务的临近提醒功能在电力营销地理信息平台的应用,实现了系统管理人员与业务出勤人员的二级联动,使电力营销地理信息平台主站系统指挥平台调度更及时、业务处理速度更快、客户满意度更高。

3.3 电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑

电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑是系统合理地规划了业务流程,编辑子系统会抽取工作记录中的相关信息对电子专题图层的自动对比编辑和更新,优化于传统的手工编辑模式。电力网络拓扑结构专题图层的自动编辑功能的运用,使电力网络拓扑结构专题图层编辑更加容易,减少了人工编辑出错的概率。

4 应用实例

传统的电力营销业务在处理用电检查、故障报修等问题上由于缺乏电网设备运行信息、地理信息等资源的支持,庐江供电公司采用了电力营销地理信息综合平台系统。通过系统中GPS和GIS的应用,为电力设备以及现场作业提供了直观形象的作业向导。通过PDA移动终端应用,使得现场作业人员的现场作业与电力中心的指挥保持一致,对于指挥调度、信息资料查询、出勤考核提供了有效的保障。PDA终端的摄相和照相功能的应用,结合现场业务,丰富了现场作业资料,对于现场取证等提供了很好的辅助。

5 结语

电力营销地理信息综合平台系统实现了电力设施采集的经营定位法,工作人员可以依据电力设施的拓扑结构专题图层、相关电力设施数据,并结合多年的现场工作经验进行手工非现场定位方式采集数据,解决了某些地段数据采集难的问题。

参考文献

[1] 王徽.基于MapInfo的环境质量评价系统的构建和应用[D].西北工业大学,2006.

篇2

关键词 电力电子技术综合实验 铅酸蓄电池储能系统 教学型转化 “三面向”教学目标

中图分类号:G642.4 文献标识码:A

0 引言

铅酸蓄电池储能系统能够支撑微电网离网稳定运行,维持微电网电压、频率恒定;并网运行时能够根据调度指令发出或吸收功率,同时可实现并、离网的无缝切换。

在传统教学方法中,通常仅对铅酸蓄电池储能系统主要部分如电池组、储能变流器的工作原理进行介绍,教学效果较差。为便于学生理解,提高教学效率,利用科研平台开设电力电子技术综合实验,实现“面向一线、面向电力、面向创新”的实验教学创新实践,在给予学生感性认识的同时,能够更深刻地理解实际储能系统各硬件设备的工作原理以及运行特点,并能够锻炼学生的动手能力与创新能力。

1 铅酸蓄电池储能系统科研平台

建立的铅酸蓄电池储能系统科研平台主要具有以下功能:(1)有功功率和无功功率控制,可根据微电网监控后台指令控制其有功功率和无功功率输出;(2)V/F控制功能,微电网离网运行时,保证电网电压、频率恒定,作为主电源支撑整个微电网系统稳定运行;(3)无缝切换功能,当电网发生故障时能够快速切除电网,将储能系统从并网工作状态转入独立逆变工作状态;(4)故障保护功能,如欠压/过压保护、过载保护、过热保护以及对地电阻监测和报警功能。

铅酸蓄电池储能系统主要包括三部分:铅酸蓄电池组(额定功率30kW)、电池管理系统(BMS)以及50kW双向储能变流器(PCS)。同时,隔离变压器可实现储能变流器与电网之间的电气隔离,保证平台运行及实验操作的安全性。此外,为了使平台能够正常工作,方便观察、读取数据,还设置了报表查询、数据分析以及状态监测单元。

2 电力电子技术综合实验设计

为了让学生更加直观、更加深刻地理解电力电子技术,根据科研平台现有功能以及电力电子技术教学特点,设计基于铅酸蓄电池储能系统平台的电力电子技术综合实验,实验内容包括铅酸蓄电池充电操作、放电操作以及电池监控操作三部分内容。

在进行电力电子技术综合实验之前,根据工程应用操作需求,学生实验前准备工作:

(1)运行前观察PCS指示灯为“停机”状态,如显示“故障”应停止实验操作;

(2)观察储能系统监控柜操作面板,确保所有电池处于正常状态,无单体端电压过低或过高。

2.1铅酸蓄电池充电操作实验

铅酸蓄电池储能系统连接380V市电时,双向储能变流器可对电池组进行充电。引导学生学习储能变流器控制界面的使用与正确操作,了解“充电”工作模式,学习包括恒流、恒压以及恒功率三种充电模式的工作原理,能够设置合理的充电电压、电流等运行参数。实验过程中,学生可通过电池监控柜操作面板,观察电池端电压曲线、功率曲线以及SOC数值的变化情况。

2.2铅酸蓄电池放电操作实验

铅酸蓄电池储能系统为微电网的一个重要组成部分,能够补偿新能源发电的功率波动,对微电网内的负荷提供持续、稳定电能。通过实验,引导学生学习利用PCS控制界面在“模式控制”中选择“放电”模式,与“充电”模式相同,掌握恒流、恒压以及恒功率三种放电模式的工作原理,能够合理设置放电电压、放电电流等运行参数。实验过程中,学生可通过电池监控柜的操作面板,观察电池端电压曲线、功率曲线以及SOC数值的变化情况。

2.3铅酸蓄电池监控操作实验

铅酸蓄电池管理系统可对电池组电压、内阻、SOC以及温度等参数进行实时监测。通过电池监控柜面板,学生可通过观察、记录系统运行参数,学习判断铅酸蓄电池组的运行状况。

为了锻炼学生应对故障的实践能力,在实验中设置典型故障,让学生学习相应的解决方法:

(1)对铅酸蓄电池进行充放电时,PCS操作面板中不显示工作状态或铅酸蓄电池监控柜显示“开路”。此时,引导学生先观察铅酸蓄电池监控柜中电池总端电压数值,由于PCS控制系统要求储能变流器直流侧即蓄电池总端电压最小值为450V。因此,当实际值低于450V时,PCS无法完成对电池组的充放电操作。

解决方法训练:应用充电机,对铅酸蓄电池组进行分组充电,直到端电压高于450V时,再尝试通过PCS对电池组进行充电。

(2)在进行充放电实验过程中,PCS突然停止工作,操作面板显示“故障”或“停机”。此时,引导学生先(下转第30页)(上接第17页)观察铅酸蓄电池监控柜的显示状态,若电池组运行正常可确定为PCS出现故障。

解决方法训练:储能变流器开关管会由于过电流导致器件保护装置动作。因此在PCS断电情况下,使用万用表测量每个开关管两端的熔断器,若万用表显示无穷大阻值,需更换该熔断器。

3 结语

在传统教学过程中,学生对电力电子理论知识理解困难。通过铅酸蓄电池储能系统实验平台,采用合理的教学方式,可以提高教学质量方便学生理解。同时,可以利用在实验过程中的实际波形以及出现的问题,拓宽教学知识范围,在理论知识的基础上开拓学生的眼界、提高学习效率,并培养学生解决问题的意识、动手能力以及创新能力,实现“三面向”实践教学目标。

参考文献

[1] 白连平,张巧杰.光伏发电实验设计探讨[J].电气电子教学学报,2008,30(7):95-98.

[2] 葛智元,叶丽光,王克俭,等.磷酸对阀控式铅酸蓄电池性能的影响[J].电源技术,2003,27(3):189-193.

[3] 潘克修.“电子系统综合设计”实验课程的教学[J].电气电子教学学报,2012,34(6):54-57.

篇3

【关键词】 电力调度综合数据平台 研究 设计

1 电力调度综合数据平台的系统构造

1.1 硬件系统

电力调度综合数据平台的硬件系统主要由两部分构成,即内数据平台和外数据平台,这两个平台的数据模型和技术结构是相同的,进行相互之间的通信工作的途径是通过正方向的安全网络隔离装置和反方向的安全网络隔离装置。其中,正方向的安全网络隔离装置在安全二区分布,进行安全通信的途径是通过网络防火墙及一区、二区系统,从而向一区、二区的数据交换和共享工作提供给业务数据的整合,同时也将以标准接口为基础的数据服务提供给一区、二区的数据交换和展示工作;反方向的安全网络隔离装置在安全三区分布,连接着本区域中的各项应用,整合、服务并展示标准统一的数据。具体来说,数据库服务器、传输服务器等是内、外数据平台系统设备的主要组成部分。系统应用模型数据、当前数据等通过数据库被介入,而Web向平台提供自身所具有的展示和应用功能,传输管理有效传输内外两个平台之间的通信,而管理负责着编辑模式和管理编码。同时,在安全一区、二区的各数据中接入内平台之后,我们就可以直接实现其和外平台数据的自动同步处理,从而使系统工作的实用性及安全性得到切实的实现[1]。硬件系统的结构具体如(图1)所示。

1.2 软件系统

电力调度综合数据平台的软件系统包括五个部分,分别为应用、访问接口、数据管理、数据整合、基础平台,其中系统管理和安全管理在软件系统的其他各层次中存在的方式为全过程贯彻,管理和保护着系统运行、(1)基层平台层。基层平台层所采用的中间件技术及跨平台系统设计能够有效支持异购环境中的系统运行,同时对异购系统的各种差别进行有效的屏蔽,从而使控制中心统一获取应用访问入口;(2)数据整合和管理层。数据整合层中的系统接口能够对各种数据的接入进行有效的支持,同时对其他各项功能进行统一的协调,从而有效采集和整合系统运营各项数据;统一编码在将所有的数据信息向能够统一标识及识别的对象转变的过程中运用具有统一的标准的编码规则;系统开展集成和整合数据信息工作的过程中,元数据管理对其进行有效的支持,并对系统下一步的工作开展进行有效的辅助;(3)管理层主要管理数据模型、可缩放矢量图等;(4)访问接口层。标准接口和自定义接口是数据访问服务得以实现的两个主要途径,二者分别能够极大支持模型等数据的访问和有效满足系统的某些个性化需求;(5)应用层。应用层将Web门户、数据浏览、运行管理等方面的功用提供给系统运行[2]。硬件系统的结构具体如(图2)所示。

2 构建电力调度综合数据平台需要的技术

2.1 数据模型技术

我们可以将系统运行各对象的数据抽象为数据模型,所有队形的共有属性及相互关系均包含在数据模型中,在此基础上整个调度系统工作的全视逻辑图得以形成,现阶段统一公共数据模型已经被开发出来,CIM是这一公共数据模型的基础,能够对各个系统的数据存储和信息交换进行有力的支持,如调度计划、生产管理等。其中调度计划主要作用是抽象描述对机组的处理与运行状况,能够对电力系统中各部位机组的工作状况进行充分的反映[3]。

2.2 对象编码技术

标准的对象编码有力地支撑着数据模型的运行,同时,为了使系统中各种数据的编码规则的唯一性和标准型的实现得以切实的保证,对象编码的设计方案和层次结构必须严格符合数据模型的维持。因此,对象编码技术的实现在平台的构建中发挥着必不可少的作用。具体来说,在进行对象编码的过程中,在分类对象时要以数据模型为基础,同时对各数据的主部件或附属对象进行切实有效的定位。

2.3 系统接口技术

综合数据平台要想将自身作用充分发挥出来,就必须切实实现和其他各应用系统的有效连接,因此可以说,接口技术在实现平台设计的过程中发挥着不可替代的作用,该接口技术必须具有调度计划系统和能量管理系统两个系统。其中调度计划系统向数据平台传递电厂状况、处理运行等信息的途径是通过系统数据的提取、加载等装置,而传递电厂信息及机组信息等的途径是通过CIM接口,传输机组的运行等的途径是通过TSAD接口,同时Web界面还能够对比展示传递中的启停曲线等数据信息[4]。调度计划系统的接口如(图3)所示。

3 调度运行值班人员应注意的数据及数据平台的作用的发挥

在建成基本功能之后,还可以将数据仓库和数据挖掘技术进一步进入数据平台,以对数据平台中积累的数据资源进行进一步的充分应用,将数据潜在的价值充分挖掘出来,从而将决策分析功能提供给管理人员。和多维分析的数据应用相比,数据挖掘的层次更高,现阶段具有较多的算法,但是需要有公认且成熟的领域模型,问题的关键是只依赖数据挖掘技术时远远不够的。一种业务挖掘模型的实现可以通过多种算法,这些算法可能具有不同的最终分析结果。现阶段,我们只有少量的简单模型,这些模型没有经过权威论证和广泛认同,还无法运用足够多的数据挖掘分析模型,因此应用开发数据挖掘的工作还需要我们进一步地深入研究。

电力调度综合数据平台的主要特点是横向协同和纵向贯通,属于调度生产的实时数据中心,依据已有的信息资源和系统功能,能够促进及时、稳定的数据基础的有效形成,从而获取标准、使用的接口服务和模拟数据。该平台抽取外部系统部门共享的数据的途径是实现数据的安全共享和统一访问接口,在进行标准化处理之后存储。该平台有效分离了外界系统和自动化系统的Web子系统,电网的历史数据和实时数据由数据共享中心平台从Web字系统中取得。

参考文献:

[1]石俊杰,李毅松,彭清卿 等.国家电网公司调度系统数据整合总体方案的思考.电力信息化,2009,4(6):28-31.

[2]王为国,代伟,万磊 等.调度自动化系统数据共享模式的探讨.电力系统自动化,2010,29(4):88-91.

篇4

Abstract: Both the power supplier and customer hope the electric energy metering device to be reliable to avoid bad effects. But the fact is that under the present technology condition, the electric energy metering device can control error at the most extent though, it cannot avoid error. Therefore, focusing on the electric energy metering device error, this article discusses the technology measures and management measures to reduce the composition error in hope of being helpful for the improvement of the comprehensive use ability and level of the electric energy metering device.

关键词: 电能计量装置;综合误差;技术措施;管理措施

Key words: electric energy metering device;composition error;technology measure;management measure

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)33-0071-02

0 引言

对于现代意义上的电力企业而言,在企业日常经营管理活动的实施与开展过程当中,电能计量管理无疑是最关键性的环节之一,该环节的工作质量不单单关系着电力企业经济效益的实现水平。若无法保障电能计量的准确性,则可能会导致电力客户与供电企业之间出现矛盾进一步激化的问题,受到不公正、不精确电能计量数据的影响,导致电力客户的利益受损,最终也会反过来影响供电企业经济发展水平的实现。结合相关的实践工作经验来看,造成电能计量装置产生综合误差的因素主要包括以下几个方面:①电能表因素;②电流互感器因素;③电压互感器因素。为此,通过对技术措施以及管理措施的进一步强化,最大限度的减少电能计量装置误差。

1 电能计量装置综合误差的产生原因分析

①电能表的配置与使用不够合理:结合现阶段在电能计量过程中的相关要求与规范来看,电能计量装置的管理需要严格依据电能计量装置所对应的计量电量规模大小、以及所计量对象的重要性水平,加以区别性的管理。②电流互感器的配置与使用不够合理:相关实践操作经验表明,在整个电流互感器装置的使用过程当中,二次侧严禁处于开路运行状态当中。③电压互感器的配置与使用不够合理:若在整个电能计量装置的使用过程当中,出现电压互感器二次侧短路的运行问题,则将导致负载阻抗水平瞬时性归零,由此所产生的短路电流、短路电势将导致互感器的计量误差更加严重。

2 减少电能计量装置综合误差的技术措施分析

2.1 针对35kV电压等级以上电能计量装置而言,其中所涉及到的电压互感器装置对应二次回路应当取缔常规隔离开关辅助接点,同时在二次回路当中增设熔断器装置。对于PT二次回路而言,若在双母线供电状态下,电能表电压需要电压在电压切换继电器装置完成接点切换动作的一类情况下,需要通过采取多接点并联连接的方式,避免接点直接,甚至过多的与电阻相接触。还需要特别注意的一点是:为了避免在电能计量装置的使用过程当中,出现计量数值瞬时性误差较大等方面的问题,需要特别注意对二次回路保险管质量的控制,确保保险管自身质量可靠,保障保险管具有良好的接触性能,从而达到控制计量误差的目的。

2.2 通过对接线方式的合理选取与改良,同样可以在减少电能计量装置综合误差方面收到意想不到的效果。合理的接线方式,能够避免与电能计量装置相关的电能表、电压互感器、以及电流互感器装置出现运行方面的失效问题,从而达到提高电能计量精准性的目的。首先,对于与电能表相连接,并流经电能表的电压而言,要求控制其处于正向相序状态;其次,确保电压安装相位与电流安装相位的一致性;再次,确保电能表所对应电流极性与电流互感器所对应极性的一致性;再次,对电能表相对应的电压引下线进行单独性的接入处理,在接线上将电压引下线与电流线独立开来。

3 减少电能计量装置综合误差的管理措施分析

3.1 需要在电能计量装置正式投入运行之前,展开有关综合误差的计量以及分析工作,包括电流互感器以及电压互感器在内所形成的合成误差,以及由电压互感器装置二次回路所引发的压降误差进行数据统计,通过一定的计算,形成相应数据示意表。进而,在运行维护工作人员对电能计量装置进行定期检验工作的过程当中,可以以该数据表当中所提供的相关信息与规律,指导对电能表运行参数的相关调整以及优化工作。配合对电能计量装置电能表、电压互感器、以及电流互感器装置自身的周期性检验,以确保电能计量下的综合误差能够得到最为有效与可靠的控制。

3.2 结合现阶段所推行《电能计量装置技术管理规程》中所提出的相关要求与规范来看,从电能表选型的角度上来说,为了能够使有关负荷计量的数据在精确性以及可靠性方面得到保障,就要求所选取的电能表过载水平高于设计水准的4倍及以上。同时,针对经过电流互感器或电压互感器方式,接入电能计量系统当中的电能表而言,要求对其电流数值进行合理的控制。具体的控制标准应当为:接入电能表电流标定数值≤30%*电流互感器额定二次电流。同时,接入电能表额定电流max数值≤120%*电流互感器额定二次电流。同时,在有关电能表的选型工作当中,还需要特别注意的问题是:由于在整个电能计量装置的运行过程当中,可能出现三相负载不平衡方面的问题。为了避免因该电流对功率造成的消耗,以及综合误差的加大,就需要优先选取三相四线电能表进行电能计量

作业。

3.3 结合应用环境,对电能计量装置中,有关电能表以及电压互感器、以及电流互感器的准确度等级进行严格的管理。一旦在实际运行过程中,出现准确度等级不满足要求的情况,则需要加以及时处理。针对Ⅰ~Ⅱ类别装置而言,有功电能表准确度等级应当确定为0.2s或0.5,无功电能表准确度等级应当为2,电压互感器装置准确度等级应当为2,电流互感器装置准确度等级则应当在0.2或以上;针对Ⅲ类别装置而言,有功电能表准确度等级应当确定为1,无功电能表准确度等级应当为2,电压互感器装置准确度等级应当为0.5,电流互感器装置准确度等级则应当为0.5s;针对Ⅳ类别装置而言,有功电能表准确度等级应当确定为2,无功电能表准确度等级应当为3,电压互感器装置准确度等级应当为0.5,电流互感器装置准确度等级则应当为0.5s;针对Ⅴ类别装置而言,有功电能表准确度等级应当确定为2,无功电能表以及电压互感器装置准确

度等级不做考量,电流互感器装置准确度等级则应当

为0.5s。

4 结束语

在电力基础设施建设不断发展,电力事业取得突飞猛进进步的背景作用之下,社会大众对于电能商品的需求呈现出了显著的扩大趋势。无论是对于供电方,还是对于用电方而言,均特别关注电能计量方面的问题。可以说,电能计量作为反应在一定时间范围之内,用电方所使用电量,供电方所提供电量的最主要手段,与两者之间的经济利益密切相关。本文围绕了减少电能计量装置综合误差中的相关技术性、管理性措施展开了详细分析与探讨,望引起同行人员的特别关注,并将其应用于后续的实践工作当中。

参考文献:

[1]李正强,郑荐中,方杰等.标准电能表电能误差数据合理性判定初探[J].中国计量,2011(2):71-73.

[2]郭琳云,尹项根,张乐平等.基于高压电能表的计量装置在线校验技术[J].电力自动化设备,2009,29(12):79-82.

篇5

关键词:有机合成 理论 概念 方法

概述

有机合成与21世纪的三大发展学科:材料科学、生命科学和信息科学有着密切的联系,为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持。新世纪有机合成将进一步在这三大学科领域中发挥作用,并在新的合成理论和方法的深化中开拓新的领域。

1、有机合成新理论和新概念[1]

1.1 组合合成

组合化学的概念最初起源于20世纪60年代,问世的固态多肽合成法,在固态多肽合成中,由于采用高分子聚合物固相作载体,产物的分离与纯化十分方便;又由于多肽合成中许多反应条件都是相同的,从而使各种肽分子能够在同一反应器内按照预设程序合成出来。上世纪80年代中期,Geysen用96孔板在高分子链上首次合成多肽成功,标志着组合合成的开始;此后,Houghten于1985年提出了茶叶袋合成法,是不同序列的肽在同一反应器内进行多肽欧联反应,至此组合化学的雏形初步呈现出来[2]。

1.2不对称合成

不对称合成是研究对映体纯和光学纯化合物的高选择性合成,已成为现代有机合成中最受重视的领域之一。不对称合成尤其是过渡金属催化的不对称合成是合成手性药物的有效手段,因为不对称合成必须有手性源才能完成,在当量的不对称反应中必须有当量的手性源,而用于手性源的化合物非常昂贵,故在生产中用当量的手性源化合物是不合算的。

经过近十年的飞速发展,催化的不对称合成取得了很大进展。一个进展就是已解决了C―C双键和C一0双键的选择性氢化问题:Noyori在乙二胺和氢氧化钾共存下,用RuCl2(PhP)3 为催化剂可以在C―C双键存在下选择性的氢化C一0双键,这一高选择性的氢化反应已实现。对碳一杂原子连接的不对称反应的研究还处在初级阶段,但对难于氢化的C―N双键的不对称氢化已取得了成功。Buchwald等用C―N双键插入Ti―H键而形成Ti―N键时的立体环境,从而实现了对C―N双键的不对称氢化。另一方面,手性中毒(不对称活

1.3 绿色化学[3]

“绿色化学”的概念在20世纪90年代初由由美国化学会(ACS)提出,十几年来,绿色化学的概念、目标、基本原理和研究领域等已经逐步明确,初步形成一个多学科交叉的新的研究领域。当前,实现有机合成的绿色化,一般从以下方面进行考虑:开发、选用对环境无污染的原料、溶剂、催化剂;采用电化学合成技术;尽量利用高效的催化合成,提高选择性和原子经济性,减少副产物的生成;设计新型合成方法和新的合成路线,简化合成步骤;开发环保型的绿色产品;发展应用无危险性的化学药品。

2、有机合成新方法和手段[4]

2.1 光、电、微波等物理手段促进的有机合成反应

新型物理手段在有机合成中的应用受到化学家的关注,这方面的发展也很快,主要是对光催化、电催化、微波催化等方面的研究。

光催化反应,具有洁净无污染,反应速度快等特点。光学活性的有机催化剂(不含金属)的设计是当今研究的一个新领域。

电化学过程是洁净技术的重要组成部分,是到达绿色合成的有效手段,在洁净合成中有独特的魅力

微波辐射技术在有机合成有很好的应用,微波催化不仅有效地提高反应速率、反应转化率和选择性,而且体现出节能、环保等诸多优点,微波在有机合成中的应用已引起人们的兴趣。

2.2金属参与的有机合成[5]

大致上从上世纪80年代以来,金属参与的有机合成反应就一直是有机合成新反应发现的一个主要源泉。过渡金属,尤其钯催化的碳-碳键形成新反应是这方面突出的例子。

又如金参与的有机合成反应:金(黄金)和其化合物用于有机合成反应是近年的事。2005年Hashmi对2004年前后的报道也作了简单的回顾,而麻生明等则在2006年对金催化烯炔底物的环化作了专门介绍。但这两年又有不少很有意义的工作,显示出它们在一些反应中有着很高的效率和独特的选择性。

2.4 多组分反应

多组分反应也是一类高效的有机合成方法,具有绿色、环保、节约资源的特点。这类反应涉及至少3 种不同的原料,每步反应都是下一步反应所必需的,而且原料分子的主体部分都融进最终产物中。多组分反应目前已成功用于含氮、氧的杂环化合物及链状化合物的合成以及不对称合成。

2.5 固相有机合成[6]

固相有机合成涉及的主要反应有1 将反应物键合于高分子载体上2 应用所需的反应试剂与键合于高分子载体上的反应物进行反应3 最后选择适当的试剂将目标产物从树脂上断裂下来。如下图示。

固相有机合成采用的载体除固相多肽合成中使用的聚苯乙烯及二乙炔基苯和苯乙烯共聚物等高聚物的衍生物如氯甲基树脂Pam 树脂和氨基树脂外还有各种专门应用于某一特定类型反应的新型树脂如专门应用于合成dendrimers 及Michael 加成的Bradley 高载树脂与马来酰亚胺树脂,具有高度交联和低溶胀特性的ArgoPore 树脂适用于亲核取代反应的Sasrin和Rink 树脂等以上树脂大部分已经商品化近年还发展了官能团化纤维素载体如纸片和棉花等。下面以一个实例证明固相有机合成的优越表现。

3、结束语

截至目前,有机合成已在反应和设备技术方面积累了宝贵的经验,取得了很大的成果。已经研究清楚的有机反应多达3000个以上,其中有普遍应用价值的反应也达200个之多;国内外已商品化的试剂有5万余种;产率高、条件温和、选择性和立体定向性好的新反应大量出现;元素有机合成蓬勃发展;新试剂、新催化剂特别是固相酶新技术的应用能长期稳定并使生产连续化・・・种种迹象表明,有机合成一直是近年来化学领域最活跃的学科之一,不断的取得新的成就,纵观其发展轨迹,我们完全有理由相信,它的发展没有终点,化学学科是顽强的存在并将持续地为人类社会做贡献。有机合成以创造物质的方式改造世界,它已经创造了无数的奇迹,并必将一如既往的服务于人类文明的进步和致力于创造人类生活更加美好的明天。

参考文献:

[1]苏育志,尤兴豹,徐翠霞.现代有机合成的新概念和新方法[J].广州大学学报(自然科学版),2004,8(4):312-318.

[2]贾新建.组合化学及其在药物筛选合成中的应用[J].赣南师范大学学报,2007.1-9.

[3]周建国,李海明,陈培丽.绿色有机合成研究进展[J].天津化工,2009,11(6).1-4.

[4]伍贻康,吴毓林.有机合成的新世纪――有机合成近年进展鉴赏[J].化学进展,2007,1(1):6-33.

[5]袁学玲,卢鹏祥.现代有机合成方法和技术的最新进展[J].河南化工,2010,5(5).5.

篇6

关键词:海洋工程;综合电力推进系统;技术研究

中图分类号:U664.14 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)29-0012-02

当前,随着我国综合电力推进技术的发展和进步,促进了大容量电力电子元件的快速发展,革新了传统船舶动力系统的关键技术,通过深入研究船舶综合电力推进技术发展思路,结合当前船舶工业的现状和市场发展需求,提出了船舶综合电力推进技术发展的新思路。综合电力推进技术是将船舶动力系统与辅机电站系统进行有机结合,实现能源的最大化利用,提高船舶操作的灵活性,体现了海洋工程船舶推进装置的动力定位功能。

1 船舶综合电力推进特点与优势

海洋工程的船舶动力系统由原动机与推进系统进行有机结构构造而成的,其中,原动机是动力系统的动力来源,推进系统是实现船舶高效运作的的高效机动。

当前,我国海洋工程的推进系统主要有机械式直接推进和电力推进两类,其中,电力推进又分为传统电力推进和综合电力推进两种推进技术。

综合电力推进系统普遍采用中高压交流电制,提升了系统的功率大幅度上升与响应速度,提高了电机转矩密度和发电机功率密度,广泛应用于高技术船舶运作。

1.1 综合电力推进的基本特点

综合电力推进系统的主要特点如下:

第一,综合电力推进系统的复杂程度较高,具有较强的集成性;

第二,综合电力推进系统是典型的高新技术产品;电压等级与功率密度较高、容量较大;

第三,综合电力推进系统具有优良的可操控性和隐身性,是水面舰艇动力系统的发展趋势。

1.2 综合电力推进的优势

与传统电力推进系统相比,综合电力推进具有如下优势:

其一,具有更好的综合性、经济性、科学性,降低了综合运行费用的同时,减少了污染排放量;

其二,具有更高的可靠性;

其三,具有更舒适的舱室环境,大幅度提高航行舒适度;

其四,具有更大的有效舱容以及更强的操纵性能。

2 国内外船舶综合电力推进技术发展状况

2.1 国外船舶综合电力推进技术发展状况

俄国科学家雅柯宾通过直流电机和蓄电池的相关试验,首次 提出了“电力推进 ”的概念,至今已有一百多年的历史,其发展历程可分为以下三个阶段:

第一阶段为1908―1945年的传统电力推进早期应用阶段,第一艘以直流电力推进作为主动力的消防船,开创了船舶电力推进技术应用的先河;

第二阶段为1945年―1980年的传统电力推进特殊应用阶段,受电工技术发展条件的制约,传统的低压直流电力力推进系统存在一定的不足,但在潜艇和特种工程船等仍然发挥重要作用;

第三阶段为1980年至今的综合电力推进快速发展阶段,随着我国电子技术的不断发展,船舶综合电力推进技术取得突破性进展。

2.2 我国船舶综合电力推进技术发展状况

二十世纪的数十年来,我国的船舶配套技术发展缓慢,几乎处于停滞状态。进入二十一世纪后,在市场需求的牵引下,我国逐渐关注于船舶行业对综合电力推进技术的发展,但尚不具备自主研发能力,推进系统大多是从国外引进,换言之,我国当下的电力推进系统还不完善。

3 海洋工程船舶推进电动机基本要求

推进电动机作为当下海洋工程船舶的重要推进动力,与传统电机相比,它不仅要考虑船舶的使用环境,同时还要考虑舱室内的布置等要求,换言之,船舶推进电动机的基本要求是高转矩密度、低振动噪声、高可靠性。

4 综合电力系统关键技术探析

4.1 中性点接地技术

当前,我国海洋工程船舶中对高压供电网络中性点接地处理方式的选择是一个较为综合的问题,通过系统分析可知,与传统低压电力系统相比,中高压电力系统首要需要考虑的就是绝缘问题。目前,在我国海洋工程船舶中,中高压电力系统电压等级较高,当发生单相接地故障时,电弧不仅不能自我熄灭,同时还进一步扩大了故障的影响力,产生重大的安全事故。因此,在进行船舶中高压电力系统设计时,设计人员要重点考虑电容电流问题。

当前,我国海洋工程船舶综合电力系统推进中,对中性点接地的处理方式主要包括:中性点不接地、经消弧线圈接地等,同时还应该考虑电流、成本、安装技术等方面的影响。

近年来,随着我国科技的不断发展,海洋工程船舶大多使用经高阻接地的接地方式,这种方式可以保障在发生接地故障时,所产生的电压和电流都是零序的,起到了保护装置和限制故障电流为目的。

总而言之,高电阻接地在设计上满足通过高阻接地装置的电流等于或稍大于系统的电容电流的设计原则,所以可以得知,在进行中性点接地技术,如何确定系统的电容电流是确定接地电阻的关键。

除此之外,同步发电机是海洋工程船舶电力系统最重要的设备之一,因此设计人员应该从发电机的安全性角度出发,确定高阻接地阻值。

4.2 系统保护技术

相对于传统的低压电力系统,海洋工程中的船舶中高压电力系统在系统保护方面做了较大的调整,除了常规的保护外,中高压电力系统还要考虑中性点接地方式、接地保障的监测与保护以及差动保护等保护技术。海洋工程船舶综合电力推进系统大多采用多电站并联的运行方式,与低压电力系统通过空气断路器本身保护不同,中高压电力系统是通过采用数字式综合继电保护装置和真空断路器来完成保护工作的,而我国海洋工程船舶电气综合推进系统保护技术又分为如下两类:

①纵联差动保护。

根据我国有关IEC标准和船级社规范,当发电机的容量超过一定数值后,在其内部应用大量的大容量发电机组和变压器,设置短路故障保护。

②零序保护。

对于海洋工程船舶中高压电力系统来说,除了某些特定的船舶外,大多的综合电力推进系统采用中性点接地处理方式,这样就可以确保在发生故障时,系统中会产生较大的零序电流和零序电压,从而保障相关设备。

4.3 谐波抑制技术

当前,我国的电力综合推进系统广泛地应用于海洋工程船舶上,但也由此带来大量的谐波问题,对电力系统的运行造成一定的危害,污染电网波,影响各种用电设备的正常工作。

因此,企业应该必须针对当下电力推进系统中的谐波问题通过采取有效的措施,进行及时的治理,避免电网因谐波问题而造成不无可挽回的严重后果。目前,针对谐波问题,国内外普遍采用THD指标来对电网中的电能质量进行客观系统地分析与评价,并对其进行了规范标准。

近年来,随着我国科技的不断进步,变频器抑制谐波的方法主要有补偿性和预防型两种。前者主要指的是在谐波处加滤波器,而滤波器又分为无源滤波和有源滤波器。后者主要指的是从电力系统的本身出发,经过相关数据试验,设计出不会产生谐波的交流器。

4.4 区域直流配电技术

在海洋工程船舶运作过程中,除了考虑推进器等变频驱动外,还应该考虑多方位的变频驱动设备,即通常包括变压器、逆变器、直流母线、逆变器、斩波电路和负载设备等。中压配电板的工作原理为:通过联络电缆向区域直流配电中心输送电能,则该区域中心不仅主要负责电能变换和分配,同时还反映了如海洋工程船舶起重和锚绞车等多台大功率集中设备的变频电机分布的情况,从而实现实现多台电机的馈电共享和循环利用,缓解当下我国资源短缺的现状以及传统变频控制装置的弊端,优化系统构架的同时,减少了点击作业时穿插电缆和变频设备的数量,降低了系统的滤波复杂程度,提高了系统的生命力等特点。

在船舶的起重、铺管等过程中,电动机状态的转变会产生大量的再生电能,三相交流电动势被三相全控桥整流,从而反馈到直流配电板上,促使区域直流配电板电压持续升高。在一定程度上虽然会促进直流技术的发展,但从长远来看,倘若直流配电板电压超过荷载范围,则会对区域直流配电系统和变频器产生危害。带来严重的安全隐患。

除此之外,当区域直流配电的放电电流约为电动机额定电流的一半时,为了确保变频器不受损坏,流过制动电阻的电流应该为额定电流,其电阻值应为制动电阻的最小值。

5 结 语

综上所述,本文主要基于我国现有的IEC相关标准以及船舶发展规范,阐述了船舶综合电力推进特点与优势,分析了国内外发展状况,并对海洋工程船舶综合电力推进系统中的区域直流配电技术、中性点接地技术、谐波抑制、系统保护技术等关键技术进行详细探究,为后续综合电力推进系统的设计提供参考。

参考文献:

[1] 缪燕华,吴斐文.海洋工程船综合电力系统应用概述[J].船舶技术,2009,1:38-42.

篇7

下面我们CWSBR水工艺处理方法来对生化池单体在实际工作时段的最大负荷进行分析,即注水和不断的搅拌过程时段,在该时段,配电设备所需用电量为最大。计算负荷经整体优化后结果如下:由表2优化后的结果我们可看出:鼓风机其它生化池配电设备在鼓风机运行时,也即是在曝气运行周期内,设备与鼓风机并未同时参与运行,因此只须考虑6台同时使用的鼓风机所需要的计算负荷就可以了,而不需要将生化池里的电气设备所需要的计算负荷同时考虑在变压器所需要的总的容量值内。假如说将鼓风机和生化池两者的配电系统与负荷都与系统主干线相分离,而着重考虑计算电柜对生化池里所配电柜的总系统影响的电流负荷值,如按照上述的框架选择断路器的电流大小为800A就可满足要求。通过通常采用的比例线性系数法(k=0.64~0.82)对供配电进行计算和利用CWSBR水工艺处理方法得到优化的负荷在开滦污水处理单位的应用实际不仅安全可靠,而且准确有效,由表l中的优化结果可以看出优化后的性能得到大幅度提升,优化效率提高了近34%。3变频运行时溶解氧与鼓风机优化联锁控制思路一个污水厂鼓风机是主要的费电设备,而起曝气阶段又是耗电量最大的运行时段,因此对该阶段进行控制是较为切实可行的节能方法。本文拟采用CWSBR水工艺处理方法,通过溶解氧控制仪对鼓风机的启动和停止进行精确控制,尤其是曝气阶段其运行的控制,这样既可有效改善其曝气阶段所耗费的时间,而且能充分保证生化池氧参数的精确,进而使污水厂的鼓风机能有效安全运行,从而达到节能的目的。由流体力学的基本原理我们可推知鼓风机的主轴所需的功率与电机的主轴转速呈三次线性关系,即电机转轴通过转速来调节鼓风机的风压和风量,进而调节风机的输出功率。经优化后的鼓风机在变频状态下工作时的节电效率如表3所示。鼓风机未进行优化前控制方法是软起,优化后的控制方法为变频,优化前后的效果和节电效率从表3我们也可看出:若在鼓风机需要速度调整时使用的话,通过将频率降低35-50Hz同样能够完成曝气阶段污水处理的工艺要求,而且效果相当明显,相比未优化前节能约25%-60%,若该厂规模较大,鼓风机数量较多,其节约成本的幅度则相当令人满意。

2采用PLC系统自动实现节能降耗

为了能够提高污水处理的快速有效以及作出的响应及时,需要对污水厂进水时所需的负荷量进行实时监测,进而减缓负荷的激变对污水系统处理造成危害和加强处理系统的安全和稳定性,同时也是为了满足较为严苛的污水量排放的现在标准,真正实现降能节耗,合理控制二氧化碳的排放量和降低运行过程的成本。数据处理器实时检测系统间的数据通信时依靠通过PLC控制系统协同以太网进行的,主要负责整个开滦污水处理单位厂区内的供电设备的运转状况和工艺设定参数的显示状况,方便工作人员通过仪器仪表上显示的数据参数进行数据的上传。同时,在实时控制的过程中,还可结合CWSBR水工艺处理对厂区内的各工艺步骤进行适当的改善和调整,以便使生产中各工艺都能合理有效的保证节能环保,而且对污水处理达到更好的效果,进而降低整个污水厂的生产和运营成本。

3结论

篇8

[关键词]瓦斯发电机组 输变电设备 配套 安装

中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)06-0035-01

煤层气即煤矿瓦斯,其主要成分是CH4,其温室效应是CO2的24倍,治理瓦斯是煤矿主要技术难题,瓦斯抽放是治理瓦斯主要手段,大多数煤矿抽放出瓦斯直接排在地面,既污染环境又造成资源浪费。而煤矿瓦斯如果用来发电,其经济效益、社会效益及环保效益都是十分巨大的。瓦斯发电技术利用了成熟的内燃机技术,燃烧瓦斯将其热能转换变为电能,低浓度瓦斯发电机组对瓦斯浓度的要求仅在8%以上,资源利用率显著增加。充分利用煤层气发电则不仅能够提高煤矿生产的安全性,还能够节约大量的能源资源。

一、选择瓦斯发电机组输电方案

本文以某煤矿正在建设的低浓瓦斯综合利用电站8台 500 kW 燃气发电机组为例,对瓦斯发电机组输变电方案的选择进行分析,以实现瓦斯气体利用效率的最大化。电站至110KV变电站约4公里;电站发电容量为4000KW,共8台500KW的发电机组,电机出口电压为0.4KV,现每4台机组并联接至一台变压器,变压器容量为2500kV,变比为6.3/0.4kV,通过6kv双回送电线路并入110KV变电站6kv间隔母线实现并网发电。目前,可选的瓦斯发电机组输电方案包括三种,几种方案具体叙述如下:

方案一,升压并网输电。通过新建的电站至110KV变电站6 kV双回输电线路,利用升压变压器将400 V的发电机组输出低压升压后并入 6 kV的网络中。在发电机组正常运行的情况下,为电网输送能量,若停止使用发电机组,则发电站会转变为矿井电网的用户,因而不会直接影响电网运行。

方案二,升压输电。发电机组能够提供400 V输出低压,并利用升压变压器将其提高到6kV,进而为远距离的用电设备提供能源支持,但在使用前需要经过降压处理,从而构成一个发电-升压-输送-降压-用电设备的过程,但该方案的使用需要投入大量的资金。

方案三,低压输电。分别并联运行4 台发电机组,400 V输出电压,每组2000kW功率,就近为风机房或抽放泵站用电设备直接提供电源,因而成本低、使用方便,但是这一方案无法为距离较远的设备供电,仅仅属于一种低压供电网路。

上述三个备选方案中,方案二和方案三能够构成一个发电-输电-用电的系统,因而不受外电网的影响,一旦发电机组出现故障,则系统无法供电。因此,这两个方案无法保证设备供电的可靠性和安全性,同时,供电网路负荷受到较大的限制,因而应用价值较低。

二、瓦斯发电机组输变电设备

瓦斯发电机组属于一种燃气发电机组,为胜利油田胜利动力机械集团有限公司生产的12V190 系列低浓瓦斯发电机组,发电机组的整体包括IFC6455-6 型无刷同步发电机组和500GF1-3pW 型燃气发动机两个部分,并以开式强制循环水冷却为发电机组的主要冷却方式。

1、技术性能分析

三相四线制的接线方式,远距离电控的操作方式,DC24V 电起动的起动方式,额定功率因数为0.8,额定转速为1 000r?min-1,额定频率为50Hz,额定电流为902A,额定电压为400V,额定功率为500kW。

2、升压输电保护原则

发电升压并网不仅要对发电机和电网各项参数进行充分考虑,还应关注相互关联保护方面的问题,其基本保护原则为:第一,电压互感器的保护与站内变压器的保护,由于是干式变压器,加之熔断器保护动作快,因而只需应用熔断器进行保护。第二,输出柜保护按防止电网负荷全部由升压变压器来承担为依据。为不使变压器过负荷,目的是在正常并网发电时,因电网停电或因故障变电所受电柜跳闸,这时受电柜的全部负荷由升压变压器供电,可能造成变压器烧损,所以输出柜的保护也按保护升压变压器来制定。第三,以保护升压变压器为基础选择设计进线柜,其主要作用在于,一旦发电机出现故障,或者进出线柜和低压电缆出现400 V侧低压短路,此时不会烧损变压器。因所选变压器为2500KVA干式(升压)变压器,故保护可设为定时限过流方式。

3、控制性能和方式

主控制屏是整个控制系统的主要操作环节,也是发电机组的基本配套设施,控制屏的电源基础为蓄电池提供的24v直流电,其基本作用在于对发电机组运行情况进行检查,实时监控各项参数、信号与保护设施,并对发电机组的电能输送过程进行有效控制。发电机组本身具备一定的自动并网能力,在并入其他电网过程中,在保证相同相序的基础上,同步检测装置能够自动寻找同步运行参数,从而实现自动并网运行

4、主要保护方式

第一,瓦斯发电机组配置有逆功率继电器,一旦并网运行或是并联运行的发电机组出现逆功率,则设备的主开关会自动断开,并产生声光报警信号,对逆功率进行保护。第二,瓦斯发电机组主开关具备短路保护和过流保护能力,同时配置了反时限过流保护设备。第三,一旦瓦斯发电机组出现机油压力过低、运行超速时可实现报警停车,当出现冷却水温过高或油温过高等现象时可实现报警。

三、结束语

随着装备业制造水平的提高,煤矿瓦斯发电设备集成化、自动化智能化水平将显著提高,为高瓦斯矿井煤层气综合利用提供了更加完善的解决方案,项目的选择、实施及设备的选型和安装将更加灵活。

参考文献

[1] 国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[S].北京:煤炭工业出版社,2010.

篇9

【关键词】输电线路;弧垂;设计;综合管理

1 输电线路弧垂设计

随着我国社会的不断发展,社会发展所需的用电量也越来越大,这对整个电力系统带来了巨大的负担,为了保证整个电力系统的正常稳定运行,就需要一个可靠、安全、稳定的电网来支撑。在输电线路的设计工作中,弧垂的应力计算至关重要,在其应力的计算过程中需要考虑到任何情况下,输电线路的弧垂的最大应力都必须小于所选用导线材料所能承受的最大应力,以此来保证电路运行的可靠性。另外,还需要考虑到自然环境及各种气象条件对线路所带来的影响。

1.1 弧垂应力计算的条件

1.1.1 气象条件

输电线路在投入运营后,线路周围的气象条件变化以及四季温度变化会对其产生较大的影响。这些变化会引起线路荷载的变化,电线的张拉应力、长度以及弧垂也会随之变化,另外杆塔和基础的荷载也会受到极大影响。覆冰、气温变化以及风都会对线路的机械强度产生影响,这三个参数是对线路造成影响的主要气象参数。

在对输电线路的弧垂应力进行计算时,首先需要考虑线路所处地区的气象条件,主要需要考虑到的条件包括最高气温Tmax、最低气温Tmin、最大风速Vmax、覆冰厚度b及覆冰风速V等。通常经过临时统计所得的气候数据只能反映出该地区的部分气象条件,如果该地区存在比较极端的气候条件,应该在参考当地的历史气候统计数据,然后进行弧垂应力计算。

1.1.2 导线规格

导线的规格对线路的运行具有较大的影响,在计算弧垂应力时,可以对导线的规格进行确定,然后根据所确定的导线规格可以查到到导线的温度线胀系数α、瞬间破坏应力δp、安全系数Kc及弹性模量E,根据查到的这些参数可以计算出导线的许可应力,计算公式如下: [δ]=δp/Kc.

1.2 弧垂应力的计算

1.2.1 临界档距的计算

在进行临界档距的计算时,计算比载所获得的最大比载时的对应温度T、最低温度、最大比载、导线的温度膨胀系数、自重比载等因素都会对临界档距离的最终计算结果产生影响。临界档距的计算公式如下:

式中的Tg表示最大比载时对应的温度;Tmin表示最低温度;gmax表示最大比载;g1表示自重比载。这些条件对临界档距计算结果lL会产生直接的影响。在计算出结果后,将计算结果与实际的档距l进行比较发现,当lLl时,线路的最大应力会在最低温度时出现。

1.2.2 线路应力的计算

根据多年来输电线路的设计经验,在最高气温及覆冰无风两种情况下,线路弧垂最有可能达到最大值,因此计算出这两种情况下的导线应力则可以得到线路的最大弧垂。当出现最高气温时,导线应力δ按照如下公式计算:

当出现覆冰无缝的情况时,导线应力δ按照如下公式计算:

1.2.3 弧垂的计算

输电线路中最大弧垂的计算公式如下:

由于在最高气温及覆冰无风两种情况下最容易出现最大弧垂,因此将这两种情况下所计算的线路最大弧垂结果进行比较,选择较大的一个结果作为线路设计的最大弧垂值。

在输电线路设计工作,计算出输电线路的最大弧垂是为了确认线路能否安全跨越障碍物并在此基础上与障碍物保持一定的距离,因此计算时需要考虑线路与障碍物之间的垂直距离fx,该值的计算需要知道电线杆塔到障碍物之间的距离x1,其计算公式如下:

弧垂与应力的计算结果是输电线路设计工作中的重点之一,其结果的准确性对输电线路投入运营后能否保证运行的安全性和稳定性具有重要意义。

2 输电线路弧垂综合管理

在输电线路运行的过程中,必须加强线路弧垂的综合管理工作,保证弧垂处于合理范围之内,为输电线路的安全稳定运行提供保证。

2.1 输电线路弧垂管理

输电线路弧垂管理工作是电力系统运行过程中一个非常重要的组成部分。传统的管理方法是依靠人员目测线路弧垂后,将存在的问题反馈到车间,车间安排相关人员对线路弧垂进行测量和计算后,由检修人员都线路进行检修。

目前,为了全面提高电力系统的运行效率和稳定性、提高输电线路对外界破坏的抵御能力,提高线路的安全性。运行人员要定期对线路进行检查并做好相关记录,这其中主要需要对线路的弧垂的变化情况进行观测和记录,如果发现线路的弧垂出现异常变化应及时进行汇报并采取措施处理。

2.2 弧垂存在的缺陷及隐患管理

输电线路弧垂所存在的缺陷主要分为三个级别,分别为:

2.2.1 危急缺陷

危急缺陷主要是指当前输电线路弧垂缺陷对线路的运行安全造成了较大的威胁,输电线路随时可能发生故障,这类故障的危险性较高,可能会造成较大的事故,因此,在发现该类缺陷时应及时采取措施进行处理,保证线路运行的安全。输电线路危急缺陷引起的问题主要表现在以下几方面:(1)线路的接头处出现严重的发热、发红现象;(2)线路上悬挂异物造成相间或接地短路;(3)线路断股严重(指超过规程修补范围)。

2.2.2 严重缺陷

严重缺陷是指弧垂缺陷对线路安全运行构成了较为严重的威胁,线路在短期内不会发生故障,但如果长期维持此状态不进行处理,线路就会发生故障。这类缺陷在发现之后应短时间内采取措施进行处理,在处理之前要加强对其的监视。该缺陷主要引起的问题表现在以下几方面:(1)线路的相间距离、对地距离超出规定范围;(2)间隔棒发生严重移位、握点发生脱落,连接处出现磨损;(3)线路发生断股或者严重的磨损现象;(4)线路振动严重;(5)耐张塔引流线过长。

2.2.3 普通缺陷

普通缺陷是指弧垂缺陷在一段较长的时期内不会对线路的运行安全造成威胁,即使线路出现故障,也比较轻微。此类缺陷一般不需要进行特备的关注,只需要在线路的定期检查工作中对缺陷进行处理。(1)主、子导松紧不平衡超过±60mm者;(2)防振锤移位、重锤脱落;(3)线路发生断股或者松股现象;(4)均压环有锈蚀或有严重偏斜等。

2.2.4 隐患管理

输电线路的运营单位针对线路弧垂缺陷应该建立一套完整的管理程序,使管理工作责任明确,同时还应该利用计算机对线路弧垂缺陷进行统计、分析及处理,实现管理工作的自动化。

针对较为危机的缺陷,线路运行管理部门应立即上报,公司及时组织人员对线路进行检修处理;针对严重的缺陷,线路运行管理部门应立即上报,公司组织人员进行检修处理,处理工作应在发现缺陷一个月内完成,避免时间过长造成线路事故。针对普通缺陷,线路运行管理部门可适时安排人员进行处理,或在线路定期检查维护工作中进行处理,普通缺陷的处理时间应不超过三个月。

3 结语

输电线路弧垂设计与管理是电力系统设计与运营工作中的重要内容,它对电力系统的整体运行状态具有较大的影响。因此,从电力系统的设计工作开始,就需要加强线路弧垂方面的工作,从准确的设计到精细的管理,弧垂在整个过程中都应该符合规定,在电力系统运行的过程中,如果线路弧垂发生异常变化,应当及时采取措施进行处理,避免造成较大的线路事故。通过加强线路弧垂的设计与管理工作,对整个电力系统的稳定安全运行具有重要意义。

参考文献:

篇10

关键词:电厂锅炉;烟气;除尘脱硫;治理技术

中图分类号:TK223 文献标识码:A

1 粉尘的危害及治理对策

1.1 电厂根据装机容量大小,配备相应锅炉。根据燃烧方式的区别,分为粉煤炉、层燃炉、循环流化床炉三类。不论何种方式,都存在粉尘随烟气排放到空气中,严重威胁环境质量。

1.2 治理粉尘要根据锅炉的规模大小确定不同的治理设备:如果是大中型锅炉可以用电除尘器,其排放浓度好的100 mg/Nm3左右,差的几百mg/Nm3;在起动阶段,因顾及烟气中含较高CO和未燃尽煤粉发生燃烧而离线停用;中小型锅炉则普遍采用文丘里、斜棒栅除尘器等。该类除尘器尽管结构简单,投资省,但是排放普遍达不到标准,还存在污泥污水等二次污染。

1.3 为了控制烟气排放,保护环境,国家制定颁发《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001),按上述标准,其粉尘排放均要求≤30mg/Nm3。

1.4 FDYL型窑炉脉喷袋式除尘器

该除尘器的单机处理风量150-200万m3/h,可以满足5000-10000水泥窑窑尾废气和电厂300MV机组锅炉烟气的除尘处理目标。该类除尘器被广泛的应用在新建水泥窑窑尾的除尘与;老厂原电收尘的改造,同样适用电厂锅炉烟气的除尘改造。

2烟气脱硫脱销

2.1 SO2及酸雨对生态环境与人身健康都有一定危害性,可能损毁森林、可能腐蚀建筑物,对土地及植物也存在着一定的危害性。当前我国的二氧化硫的排放量已经超过环境容量,政府应给予高度重视。

2.2我国的产煤量与煤消耗量在世界排行居前,占燃料消耗总量的70%,在2010年我国消耗24.5亿吨,超过环境可以消耗的数值。燃煤是SO2的主要来源,70%的NOx也来自燃煤。火电行业是最大源头,必须要从根本加以控制。

2.3为了降低二氧化硫与氮氧化合物的污染,国家提出了减硫目标,随着经济的快速发展与煤炭消耗量的增加,二氧化硫的排放量有了明显的下降,并提出颁发一系列严格政策法规与环境质量标准,所有的火电厂只要脱硫项目不合格,都不能批准,已经建完的火电厂,必须要加建脱硫项目,无法达到排放标准的要加收SO2排污费200-500元/KW,对各类工业锅炉的烟气排放,亦制定了相应的标准:

火电机组(2012年后):SO2≤100mg/Nm3 NOx≤100mg/Nm3

一般锅炉:SO2≤900mg/Nm3

2.4 燃煤分为有机硫与无机硫两类,在燃烧过程中,一部分与煤灰相溶形成无机盐,多数被氧化成二氧化硫随烟气排出。在高温状态下生成氮氧化物。如燃煤含S量0.8%,烟气中生成SOx1550mg/Nm3,NOx约850 mg/Nm3,又如一台20t/h锅炉,燃煤SY1.56%,烟气中SO22500mg/Nm3,如果燃煤含S量2%,转化率80%,则烟气中SO2浓度几近4000mg/Nm3,我国产煤的硫含量大多数在1%以上,可见脱硫脱氮任务艰巨。

2.5 国内采用的主要脱硫技术

第一,采用最广的当属工艺比例湿法,85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它湿法48.3%)喷雾干湿法0.4%、吸收剂再生脱硫占3.4%。炉内塔钙1.9%。该法尽管应用范围较广,但是投资大且占地面积较广,运行电耗高,耗水量较大,而且会产生更多副产品,影响正常使用。

第二,新氨法脱硫,甚至包括SO3、HCL、HF和NOX和粉尘的吸收、洗涤产生副产品农肥硫铵,脱硫成本仅250元/t- SO2。

第三,循环吸收脱硫法,使用特殊的吸收液可再生循环利用,高纯度的二氧化硫是其附属产品,是硫酸、硫磺的主要原料。

第四,半干半湿法烟气脱硫。生石灰是其脱硫剂,设脱硫塔、喷水系统、排气返回等部分,烟气进烟道,从顶部进吸收塔,下面出来进袋收尘器。不必压缩空气,生石灰和收尘器回灰用高温蒸汽经文氏管引流输送入烟道,使其与烟气混合充分,在烟道与塔顶喷入适量的工艺水,用来控制温度,遇到蒸汽氧化钙会加快消解,脱硫效率是靠回灰量与脱硫剂供给量保证的,返风是保证烟道与塔内的流速,使其符合不同锅炉的负荷率,脱硫效率90%,排放浓度SO2100mg/Nm3,粉尘30mg/Nm3。

3 半干法锅炉烟气除尘脱硫一体化系统

3.1 依托高效袋收尘器,用生石灰或者石灰浆作介质,烟气从塔底弯管进入与脱硫介质解除,在吸收塔内进行SO2和Ca(OH)2的传质吸收反应,生成CaSO3和部分CaSO4固体微粒随咽气和粉煤灰一起入袋收尘器捕集,收下的粉尘一起入溢流回料仓,使大部分物料返回吸收塔,少量作为回集灰外排。

3.2 该循环过程可以迅速提高吸收塔内介质的浓度加上料气,保证时间充足,使效率在90%以上,SO2排放浓度250-300mg/Nm3,粉尘排放浓度≤30mg/Nm3。

3.3 除尘脱硫一体化装置紧缩在同一构架范围内,结构紧凑,占地面积小,投资小。

3.4 锅炉负荷40-110%内变动,对系统的运行与脱硫效率没有影响。

3.5 脱硫介质是用水消解的一种生石灰浆,废气可用时可以将其用作生石灰的消解输送介质。从而可取消石灰浆搅拌池及喷枪,使系统更加简化。

3.6 收集的灰渣主要为粉煤灰和亚硫酸钙(白色粉末)还有部分CaSO4、2H2O难溶于水,在空气中缓慢氧化为硫酸钙。宜用于筑路或填埋,或水泥厂辅材。

4超高温“零排放”除尘过滤器

从上文分析中可以看到,袋式除尘器存在工作温度低、寿命短、排放浓度高等缺陷,不适宜大面积推广。因此,必须要不断地创新除尘脱硫技术,要实现超高温、零排放的目标。最好可以在600-800℃高温中长期工作,可免除为烟气冷却(喷雾增湿)等一系列麻烦和烧袋的顾虑;同时还要具备较高的过滤风速,这就实现了占地面积小,设备钢耗低的目标;同时排放的浓度也较低,可以更好地抵御腐蚀;延长其使用寿命,降低维护的费用,提高设备的随机运转效率。其可以更大范围的内用于垃圾焚烧烟气处理,高炉煤气干式过滤、重金属、冶炼烟气处理、贵金属回收处理。

结语

电厂锅炉烟气除尘脱硫技术需要结合具体的实践不断地创新,不断地完善,才能更好地解决二氧化硫及氮氧化合物的污染,提高空气的质量,改善环境。

参考文献

[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播,2011(02).