发布时间:2022-06-20 09:18:39
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的电力工程技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
1配网体系工程技术特性
配网体系是一个能实时进行监控与离线管理相融合的系统,把电网设施数据、用户数据、实时数据、历史数据,电网连接图形以及地理图形、图形和数据相结合,拥有很高的安全性与集成度,体系具有软件隔离的功效,并且系统软件的运作与网络硬件设施类别没有关系,可以适应光纤、配电线截波、无线通讯等多类通讯方法或是构成广域网的方法。在较为开放式的支撑平台基础上,系统有着一定的开放性、可靠性、易用性。
2配网通讯网络的组成
光纤以太网在配网中的运用光纤以太网配网方案:首先,主站和子站间利用单模光纤,用光纤以太网连接,通讯速率达100M,应使用光纤转换模块2对,即两个子站。其次是,子站和干线上环网柜,开闭所且FTU间利用光纤,运用通讯处理机与网络交换机,利用网络交换机完成变电站RTU的接入以及GPS的接入,当地的维护以及远传、电子设施介入等诸多功能。
3配网可靠性管理
3.1配电体系管理随着科技的迅猛发展,配电网络的科学含量持续提升,也对相关的人员素质有了更高的要求。工作人员不仅能熟悉运行、检修、规划、设计等,还要了解计算机与配电网自动运行、修护等。所以,应从各个方面着手,包括培训力度、方式、内容等,持续的提升相关人员的业务素质与思想素质。
3.2停电管理现阶段的停电方法主要是计划停电、临时停电、夜间停电这三类。计划停电是依照月生产计划工作的要求,在月底向调度进行下个月的停电计划申请,临时停电通常是处理故障,临时向调度中心申请停电,夜间停电是对于工作量比较小的,在安全的前提之下通过夜间的检修工作,这样虽说不能提升供电的可靠性,不过能在很大的程度上降低电量的损失,并获得良好的社会效应。
3.3综合停电这类情况主要有两种,一是各个部门之间的,调度所依照各个部门的停电申请进行合理的调节,促使各个部门的工作能安排在同一天进行。并且,调度所依照某个部门的停电申请来通知其余部门是不是有工作要进行。二是为本部门各个班组间的,由各自部门自行调节,并统一进行停电申请。这样操作,就能避免重复停电所带来的影响,以提升可靠性。
4健全配网网架
当下的配电网现状是架空线为主的,电压供电主要是35kV、10kV、0.4kV,且直馈的方法供电以三种方式为主,这类传统陈旧的供电方式,就是导致供电工程技术与可靠率不高的主要因素。在加上现阶段的城市建筑高层化、生活环境绿化以及居民生活小区化的需求,蜘蛛网式的供电网也会给安全与环境带来诸多的问题。因此,一定要从安全可靠以及经济优质上去考虑配电网的优化,改善以往陈旧的供电方式,健全配电网的构造才可以发挥配网供电的需求,也是提升供电可靠性的关键。
4.1注重施工与检修的质量提升配电网可靠性总体来说是一件长时间且持续的工作。施工以及检修质量是非常关键的阶段,一定要严格把关以降低故障出现率。尤其是配电网运用的非标准金具设计以及相关的镀锌材料质量,是当下首要该解决的问题。不然,会紧接着大量非常严重的锈蚀金具更新,且工作量又极其繁重,供电可靠性就得不到相应的保障。这是人们最容易忽视的,应当引起相关人员的重视。
4.2简化供电电压等级(1)电力的传输是从各类电压等级的网络通过逐层降压才送达用户的。以现阶段的情况来说,通常将110kV以上的电压作为高压输电网,35kV以下则是用户供电的配电网。对用户来说能接受的电压为10kV、6kV、0.4kV,这些都是经过多次的降压。且降压的环节越多,设施就会越多,相对来说管理的层次就越多,也会出现很多环节的电能损失,电能损失的增多不仅仅是浪费还会对电能的质量产生一定的影响,对电网的运作是非常不利的。所以,怎样简化或是降低电压的等级,缩减变电的环节是最现实的。我国有很多的电网现今已经取消了6kV的一级电压,还有些会直接运用110kV降压为10kV为用户供电,依照不同用户的状况,选择最合理的供电电压,这对转化供电条件有着重要的作用。所以,作为配网特别是城市的配网,取消35kV一级电压也是可行的。将110kV以下的作为配网来认识,缩减降压的环节,这样能节约设备的投资量,还便于线路的架设,又降低了多余的能耗,这也是配网构建与改善的方向。世界各国电压概况,如表1所示。(2)用利电缆或是绝缘导线来改善架空线的供电方法城市的构建高层化以及环境的美化,对供电有了更高的要求。若是继续运用众多的架空线来作为配电网,不仅安全得不到相应的保障,还对城市的美观有着不小的影响。所以,配电网使用电缆供电来替代以往传统的架空线供电方法,也是现代城市化发展的必然趋向。电力改为电缆供电方法,这样对配电线路来说可以抵御外界的强风、雷电、冰雪、交通事故等导致的自然损毁的能力大大提升了。且使用绝缘导线开代替裸导线的架空线供电方法,这也是一类较为十分的发展趋向,不仅提升了绝缘的水平,还为同一个走廊多回路供电方式提供了方便。
4.3提升配变容载比变电站的变压器台数以及容量是会直接影响供电的可靠性原因之一。变电站的变压器容量与台数的选取,应依照当地的负荷大小以及增长的趋向并加以合理有效的选择其配变的容载比这是反映配网供电能力的关键工程技术。若是过大电网的初级建设投资量会过高,过小又会导致电网的适应性很低。要从安全可靠两方面进行全方位的考虑,第一是在正常的运作方式之下依照经济负荷运行,第二是在两台上运作的变电站,要以N-1的原则进行相应的校验,在停运一时,应保障运作的变压器过载。在较为重要的供电区,也应依照N-2的原则来确定。随着城市的持续发展,对供电的可靠性能就有着更高的要求,所以要改善单台配变供电的方法,特别是高层建筑更是要设立两台及以上的配变供电方式,这样也是配网发展必定要认真考虑的内容。强化变电站分布点的合理化结合网络构建,提升转供能力,合理有效的选择配变的容载比,这样会促使配网供电的可靠性能大大提升。且还应考虑其他众多的因素,比如强化线路的维护与管理和加速故障检测与修护,提升相关业务人员的工程技术水平,工作人员不仅仅要熟悉运行、检修、规划以及设计等,还应懂得计算机与配电网自动运作、维护等,运用配电网自动化的方式施行故障管理与强化配电设施与配电线路运作的管理等,进而提升供电的可靠性。
5结语
关键词:配网电力工程;技术问题;应对措施
Abstract: as a symbol of the second industrial revolution - electricity, has penetrated every aspect in our life, can guarantee power sufficient gradually gradually become a top priority in the country and people's life, any project is inseparable from the technology safeguard, a polity power engineering technical problem has become the core problem in power engineering. This paper is to analyze the technical problems existing in the distribution network power engineering, in view of the existing problems, according to find out the effective ways and methods to solve these problems, as much as possible and be able to develop more high-tech technology for distribution network power engineering enough, strong technical support.
Key words: distribution network power engineering; Technical problems; response
中图分类号:TU994文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 配网电力工程中存在的主要技术问题
1.1不科学的使用无功补偿设备
在配网电力工程的技术应用中,还有一项十分重要的技术问题,那就是无功补偿设备,由于在电力输送过程中容易出电力的消耗,而无功补偿设备恰恰能够减小输送过程中电力消耗这一问题,并且保障配网电力的持续、充足的供应。而谐波干扰是无功补偿技术的天敌,谐波会干扰无功补偿设备,让它不能够正常的工作,所以,必须要科学的使用无功补偿设备
1.2 输电线路受外因破损
在配网电力工程的建设过程中,我们见到的很多配网电力都是以电线杆为支持,然后进行空中运输,这些电源大都是成辐射状的单端电源。现在,由于经济的发展,各种各样的居民区和工业区以及商业小区如雨后春笋般出现,这些庞大的用电体系,给电力工程造成了很大的压力。很多人直接就从电线杆上去接电,这样接的线本身就是临时的,不能够持久,并且容易出现漏电和短路的现象。此外,很多时候看到的电线就像是蜘蛛网一样,纵横交错,完全没有章法。还有就是很多的配网电力的线路设置是许多施工地段,这种情况就会造成线路的外在伤害。在化工厂附近的外露线路,由于化工厂周围空气和环境的污染情况都会导致线路的破损,从而导致事故的发生。
1.3 分配电源不合理
电源的分布问题是一个关系到整个配网电力工程协调运作的全局问题。如果电源的分布不合理就会导致整个电力在传送和运输的过程中出现各种各样的电力情况。现在的电源分布主要呈现以下的现状: 电源分布区和各种生活应用的管线集中地带相互混杂交错,容易造成对周围生活环境或者是自然环境的影响。在建设变电站的时候,变电站的位置距离电源的位置太远,导致长距离输电,电力输送不够便捷。再一个问题,就是配网电力工程的电源设备不够充足和强大,不能够确保充足的电力供应,这样就容易影响配网电力整个系统地协调、高效运转。
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1.4 污物存积引起闪络
闪络问题是由于外在因素而形成的一个对配网电力工程产生威胁的技术问题。这个问题的产生主要是因为配网电力的线路长期暴露在空气中,时间一长,就会存积各种各样的尘埃和污垢,这些尘埃和污垢在积累到一定的程度之后,就会含有一定的盐分。这些盐分如果再遇到下雨天或者是雪天,污物上的盐分和空气一接触就会发生反映,再加上线路内输送的电力所产生的压力,这时配网电力的线路就会出现严重的闪络情况。出现闪络的后果就会单相电压和两相电压出现严重的两极化,两相电压将会升高,这样就造成了配网电力系统地不正常运行。除了污物所造成的闪络,还有就是相绝缘闪络,这种情况的闪络就会引起两相接地,出现短路现象。
2 配网电力工程科学技术措施
配网电力工程是一项惠民利民的国家性质的大工程,在人类社会中发挥着重要的作用,高效的、科学的配网电力工程将会推动人类社会的大步向前发展。但是,目前我国配网电力工程技术应用中存在很多的问题,如何才能够健全配网电力工程的科学技术,怎么样才能够建立一整套高效、持续运转的配网电力系统,就需要针对配网电力系统中出现的技术问题,来采取科学、有效方法,从而保障配网电力系统的高效运作。
2.1 进行合理的电源分配
由于电源分配问题是配网电力工程中的一个至关重要的技术问题。所以,针对电源分配不均问题,应该进行合理的电源分配,从而使电源进行高效的供电工作。怎样进行电源分配才是合理的呢?首先,就是要梳理好线路,规划好每条线路的路线,避免出现线路混杂,横七竖八的电网交错现象。其次,应该在建设变电站的时候,尽量缩小变电站和电源之间的距离,把变电站建在电源的周围。最后,就是要给配网电力工程配上充足的电源设备,从而保障电网工程的充足、持续的进行输电工作。
2.2 科学使用无功补偿设备
无功补偿设备能够保障配网电力工程的安全可靠性运行。但是,无功补偿设备在使用不科学的情况之下,容易受到谐波的干扰,导致配网电力系统不能够正常的进行工作。所以,在使用无功补偿设备的时候,应该先对供电系统进行了解和掌握,根据供电系统的需求再选择无功补偿设备。在供电系统和无功补偿设备匹配的情况下,如果还会出现谐波的干扰,那么就需要我们安装监测配件。
2.3 对外因条件进行综合管理
针对配网电力中出现的外因技术问题和出现的各种闪络问题,我们应该采取综合性的方法进行管理。在配网电力系统输电的过程中,我们要检查好是不是存在线路的交叉和重叠问题,是不是进行了正常和科学的接点方法,而且,尽量在设置线路的时候避开大型的施工地段,以免造成严重的线路损坏。针对出现的闪络问题,还可以采取穿凿套管、加防污罩等技术性的手段,这样既减少了污垢的存积,也能够保障电力的正常输送。
2.4 安装良好的避雷设备
在电力的传输过程中,往往会受到雷电的影响,发生各种电力问题。比如,线路中存在部分的过电压等。这就需要给配网电力工程安装良好的避雷设备,将避雷设备安装在能发挥防雷效果的地方。不仅可以避免雷击,又能避免过电压问题,给配网电力系统的安全稳定运行提供了保障。
3 结束语
总而言之,在电器普及、高新科技高速发展的今天,我们生活的任何一个方面对电力的依赖都达到了空前的程度。电力技术则当仁不让的承担起了整个配网电力工程的强大的保护神,保障配网电力工程的可靠性运行,就需要对配网电力存在的问题,利用高新科技和科学的管理进行弥补。只有技术保障了工程,工程才能够更好的为我们提供充足的、持久的电力需求。
参考文献
[1] 吴贻坚.10kV 配电网安全运行管理研究[J]. 沿海企业与科技,2010(4).
关键词:水利水电;工程;基础施工;技术
1探究并剖析水利水电工程基础施工技术
在我国水利水电工程建设中,基础施工技术的应用情况直接关系到整个工程项目的建设质量,这是因为基础工程承担着重要的荷载作用,再加上水电工程施工建设结构和地理位置的特殊性等,这些都会对建设产生不同程度的影响,因此,工程在建设中,一旦出现技术不达标或者是不按照相关建设要求进行,极易导致整个水利水电工程出现严重的质量缺陷和不安全事故等。这种情况下,必须要通过加强基础施工技术来确保整个水利水电工程的建设质量,重视施工技术和工艺,才能避免该项工程在建设过程中出现的风险事故,确保建设质量。水利水电工程作为国民经济的支柱行业之一,为经济和储备能源资源发挥着非常重要的作用,在很大程度上弥补了我国能源分布不均匀、地区性能源缺陷等局限性,所以确保该项工程施工技术并做好施工建设的质量控制十分关键。就基础施工技术而言,通过提升自身施工质量来保证整个水利水电工程的建设质量。笔者结合自身工作实践及水利水电工程施工资料,总结并归纳出几点有关基础施工技术,具体表现在:①锚固技术。锚固技术作为基础施工建设的常用技术之一,该技术的作用是:提高水利水电工程结构的整体性能。由于我国大部分水利水电工程建设在复杂的地理环境下,如山区等,锚固技术的应用能够减少施工过程中的人力、物力和材料等,保证施工工程稳定性、可靠性的前提下,进一步提高工程的建设效率,此外,这种技术还能够在一定程度上避免对周围自然环境对工程建设带来的不利影响。②水泥土加固技术。该技术是一种非常常见的地基处理技术,在应用过程,通过控制拌合来保证施工质量。但要注意在拌合过程中要确保水和水泥的强度,只有重视这两大因素,才能帮助施工单位来提升工程建设的质量。工程界将水泥土加固技术应用到水利水电工程的建设中,其目的是:保证整个工程的地基承载能力,提高其稳定性。所以施工技术人员要控制好水泥灌浆的深度(50cm左右)、土壤质量等因素,确保施工质量符合建设标准,避免出现质量缺陷及其他不良影响。③预应力管桩技术。该技术主要采用锤击灌入或者是静力压入等方法,将桩送入地基持力层的一种常用地基处理方式,将其应用于水利水电工程的基础施工中,能够帮助施工单位进行质量检验。一旦出现质量问题时,则需要及时制定解决策略,确保预应力管桩技术的整体质量符合建设标准。除此之外,基础施工还包含软土处理技术,该技术应用时,一般采用重锤夯实法、排水固结法、挖出置换法等方法,对水利水电工程建设中的软土地基进行处理,最终确保基础工程的整体性能满足其承载力的要求。
2控制水利水电工程基础施工技术的对策
针对上述基础施工技术及其在水利水电工程施工中的应用情况,为了进一步规范基础施工技术,保证基础施工技术在水利水电工程中的建设质量,发挥该项技术的稳定性、牢固性等作用,笔者阐述了上述锚固技术、预应力管桩技术、水泥土技术等,并结合实践经验,从实际情况出发,提出几点有关控制水利水电基础施工技术的对策和建议,希望这些建议能够进一步提高施工技术的应用质量,更好的满足工程项目建设的要求,具体包括以下几点:
2.1完善机制,加强施工管理
水利水电工程项目在建设过程中,必须严格按照国家行业标准制定科学的管理制度,以此来加强基础施工的管理。另外,在施工建设中,还需要结合施工现状,及相关数据,及时排查工程项目建设过程中存在的质量问题及安全隐患,制定有效的解决对策,进一步提高水利水电工程的建设质量。
2.2创新技术
科学技术的迅猛发展,为各行各业提供了诸多技术保障。在水利水电工程的基础施工建设过程中,使用的设备要以先进的技术进行定期检修,并且要不断改进设备的使用性能,这就提出了创新技术的理念。所以施工建设单位要定期对施工人员和技术人员进行培训,不断提升他们的专业理论水平和技术操作水平,同时要求他们要熟练掌握各个设备的使用方法和新材料的使用情况,从而进一步提升基础施工的建设效率。
2.3提倡使用GPS定位系统
GPS定位系统应用于水利水电工程的基础施工中,能够大大提高该项目的建设效率和质量,并且在一定程度上减少了工程投资。GPS定位系统主要利用卫星的连接,对水利水电工程的基础施工进行信息搜集,并与地面定位技术进行对比,以此来为施工提供技术保障,精确相关测量等。总之,将GPS定位系统应用到水利水电工程的基础施工中,对于促进整个工程项目的技术发展有着积极的影响。
3结语
综上,水利水电工程项目建设的质量直接影响该项工程的使用情况及使用年限,同样也是关系着人们生产生活,所以,要通过加强基础施工技术来保障整个水利水电工程项目建设质量。文中在研究基础施工技术过程中,分别从:锚固技术、水泥土加固技术、软土地基基础及预应力管桩技术方面进行探究并剖析,促使其为水利水电工程项目创造了良好的条件,保证整个工程顺利进行。尽管如此,但该技术在应用过程中,还存在一些质量缺陷、技术不到位等问题,诸多因素限制了施工进度,所以,在后期施工应用中,需要技术人员注意施工质量控制要点,不断总结施工经验,从实践工作情况出发,更好的把握基础施工的各个环节,从而推动我国水利水电工程的建设步伐。
作者:李莎 单位:广东省水利水电建设有限公司
参考文献:
[1]张海学,吴昌新,周凤扬,等.真空预压软基处理技术在江苏省沿海水利水电工程中的应用[J].治淮,2013(10):104-106.
1.1内部电气安装技术
对于0.4千伏的配电电气工程的安装与集成技术来说,电气施工与安装人员要在墙体砌筑前将隔实线及水平线仔细的检查核实以遍,然后根据此水平线的位置与高度确定电管的预埋位置,及各种灯具、开关盒、插座的位置与高度,对于墙体来说,要在抹灰之前,要对照墙体事先留出的隔墙线和水平线,仔细核实所有应用于电气工程的所有预留的孔洞,进过对比检查,与设计要求相符合后才可以将箱合及面板固定于预留孔洞中。另一方面,要细致的检查并扫通所有管路,然后拉好带线,把管盒堵好。在进行墙体抹灰时,要注意配电箱的收口,确保箱盒光滑平整。对于电气工程在安装的过程中,也要注意对工程的监理,以确保电气工程所用材料符合建设设计的要求标准,杜绝避免在电气工程的安装中与设计中出现偷工减料现象的发生,以及不按照规范进行操作的现象的发生。
1.20.4千伏配电电气工程技术中配电箱的安装与应用
配电箱作为0.4千伏配电电气工程中的一个重要的安装器件,它对整个电气工程安装的正常运行起着决定性的作用,因为配电箱是接受电能,把电能按需求分配出去的配电的枢纽,其设计安装的质量的好坏,直接关系到电气工程中的照明、动力和弱电载荷正常的工作。另一方面,因为电气工程中配电箱的数量较多,且型号复杂,其比较容易受到建筑物、消防等弱电体的影响和制约,以致使电气施工人员容易弄混。且由于电气工程受土建工程等诸多不确定因素的影响,使得在电气工程的施工与安装中会经常收到一些设计的变更,这给电气工程技术的安装和施工带来了一定的不确定性,以致使配电箱中的回路和装置要经过反复的修改和改变。
1.3交错工程施工技术
对于0.4千伏配电电气工程技术来说,要协调好不同施工专业间的交错施工与调试,只有在配合好各种施工过程与进度,才能确保整个工程的质量得到保障,并确保安全。例如在电磁屏蔽工程在进行施工挂网时,要协调好风、水、电工程,以及土建工程。如果各工程只考虑本工程施工范围内的事物,各自互不相干,就会导致各种配套协调的施工工作无法进行和开展,所以要加强交错工程施工技术的应用,工程监理要深入现场协调各种专业间的相互协调、交错施工等,以促使不同不同施工工种之间的配合与协调,提高工程建设的效率和质量。
20.4千伏配电电气工程施工管理
2.1施工前的准备工作
对于施工前的准备阶段,首先,要组织不同部门和专业的技术人员、管理人员、项目部的工作人员对施工图纸进行共同的审核,全面掌握施工图纸中各个施工细节问题,根据实际的施工情况对于不合理的设计进行协调修改,特别是施工难度大、结构复杂的电气工程,要严谨的对其施工图纸进行审核,同时还要综合分析电气工程的质量控制、施工难度、施工进度,平衡好这三者之间的关系。对于在审核图纸的过程中,发现的遗漏和错误问题,要及时的反馈与设计部门,加强与设计部门的协调沟通,确保问题得到有效的解决。
2.2施工阶段的施工管理和质量控制
做好电气工程施工过程中的协调环节,并加强对施工进度的管理和控制,是保证电气工程按时完成的关键。电气工程的施工过程包括强电电气施工和弱电电气施工两个部分,在施工过程中要明确这两个部分之间的界限,并在电气工程施工图纸中作明确的标注。施工管理人员要根据施工图纸,合理的分配施工中的人力资源,根据不同施工的需求,分配不同工种的技术施工人员,进行协调配合施工,同时要规划强电和弱电的施工顺序,加强施工过程中的质量管理与控制,确保电气工程的质量控制在一定的范围内。
3结束语
水利水电工程往往规模大、投资多、施工难度大,因而在工程设计和管理过程中,确定合理的施工方法,优化选择施工机械及配套组合,制订切合实际的施工进度计划,高效简便地对施工信息进行管理,直观形象地反映复杂施工过程,对于确保工程建设如期完成和降低工程造价都是至关重要的。为达到上述目的,除了在施工组织设计中要充分考虑工程特点和具体施工各种条件外,若能在事先对工程施工的运行发展过程和施工中各项活动的协调关系等状况进行预测和评价,将对工程施工组织计划的正确决策提供可靠的依据。可视化仿真技术的产生与发展正好适应了这种客观需要,它为解决施工中上述问题开辟了新的途径。
国外从20世纪70年代开始提出循环网络仿真技术(CYCLONE),至今已发展了一系列的工程仿真应用软件,但这些研究成果及仿真软件主要应用于土木工程施工如高层建筑施工、土石方工程等。20世纪80年代初,天津大学率先在全国开展水利水电工程施工过程仿真方法研究,在近20年的发展中取得了大量开拓性的成果和社会效益。近年来,又在推动水利水电工程设计和管理向可视化、数字化方向发展方面做了大量研究工作。借助于计算机科学、系统科学和工程科学与技术的迅速发展,重点研究了三维动态可视化仿真理论与方法及其在水利水电工程中的应用,获得了一系列富有创新性的理论方法与应用研究成果。
在开展可视化仿真及其在水利水电工程中的应用研究工作中,存在以下三个关键技术问题:
1.可视化技术与系统仿真技术结合的途径
建立基于GIS的交互式可视化仿真系统框架,将可视化技术与系统仿真的各个环节相结合,实现仿真建模可视化、仿真计算可视化、仿真结果可视化。
2.可视化仿真技术在水利水电工程中的应用问题
根据水利水电工程的特点和实际需要,将可视化仿真技术与具体的工程问题相结合,提出可视化仿真技术在水利水电工程中应用的具体途径。
3.可视化仿真软件的通用化问题
水利水电工程施工系统仿真软件的通用化不仅是关键技术问题之一,而且是推广应用的前提。
二、基于GIS的三维动态可视化仿真技术
1.可视化仿真涵义
可视化仿真(VisualSimulationVS)是计算机可视化技术和系统建模技术相结合后形成的一种新型仿真技术,其实质是采用图形或图像方式对仿真计算过程的跟踪、驾驭和结果的后处理,同时实现仿真软件界面的可视化,具有迅速、高效、直观、形象的建模特点。使用可视化技术以后,系统的子模块用形象的图形来表示,并可通过鼠标在屏幕上直观形象的操作,就可以完成整个仿真任务。一般可视化仿真包含三个重要的环节,即仿真计算过程可视化、仿真结果可视化、仿真建模过程的可视化。
2.全过程动态仿真理论与方法
全过程动态仿真理论融合了面向对象的图形辅助建模、动态仿真、网络计划分析与优化、动态演示、数据库等技术,把整个施工过程作为一个整体,对施工全过程进行跟踪模拟。
全过程动态仿真理论的特点就是体现了系统工程的思想。它是针对整个水利水电工程施工系统进行的,所有的优化及调配目标是使整个系统达到最优,而不是局部达到最优。它把整个施工过程作为一个大的系统,综合考虑系统中各个单项工程之间、各个工作面之间相互影响、相互制约的关系,分析整体的施工进度、施工强度等关键问题,获得更为真实的施工情况,从而达到为施工组织设计提供科学依据的目的。仿真流程图见图1。
3.面向对象的图形辅助仿真建模技术
仿真是一种基于模型的活动,建模是仿真过程中十分重要的一个环节。如何能够实现简化而又灵活的建模过程是仿真研究的重要课题。
面向对象方法的应用使建模过程变得自然直观,用户可以把被仿真系统的各种活动都看成对象,并根据这些对象的类属关系和本身特性直接构造仿真模型。这种建模过程十分类似于人类所习惯的对客观世界中事件分类的思维过程,所以使仿真用户感到由物理模型到计算机模型的过渡非常自然。面向对象方法的继承性,使仿真系统十分容易扩充。同时,利用对象类层次结构的合理设计,可以达到最高的代码重用率。
在系统仿真中应用图形技术,能够描述许多用语言难以表达的信息,图形辅助建模就是利用鼠标在计算机屏幕上绘制系统模型或用模型库中已有的系统元件拼合系统模型。
面向对象的图形辅助建模的基础是系统的可分性,即认为系统是由子系统组成的,而子系统又可分解成更原始的子系统。由于这种性质的存在,构造模型的方式是通过连接组成系统模型的成分模型(子模型)来建造总体模型。对于一个复杂的施工系统而言,按施工系统的层次性,可将其分解为相对简单和独立的子系统,而子系统间的相互联系和影响可在子系统模型间设置相应耦合接口而加以协调,这样可将各个子模型拼接起来而构成整体系统模型。施工系统的运行规律通过施工系统模型中各实体的属性与状态的变化来反映和体现。根据上述,便形成了面向对象的图形辅助仿真建模思想。
4.基于GIS的较全面的仿真三维动态数字模型构造及其可视化方法
(1)数字地形模型建立
地表数字地形模型(DigitalTerrainModelDTM)是整个工程施工三维数字模型的重要组成部分,这里既是所有工程建筑物布置及施工活动的场所,也是施工过程中地形动态填挖的受体。水利水电工程一般均建在地形起伏较大的高原和山区,因此施工区地表DTM采用TIN模型来实现。建立工程地表DTM由地形等高线原始数据按一定的算法生成TIN模型。
(2)动态实体参数化数字建模
按照实体对象的属性,可将其分别用点、线、面、体等四类图形数据结构来表达。动态实体的数字模型尚需反映其属性信息,几何图形与其属性的一一对应关系建立可利用GIS的空间数据组织结构来实现。同时为反映工程施工的动态过程,在其数据结构中除了描述几何特征及属性外,还体现时间特征。
实体建模若采用参数化建模方法,可大大简化建模过程。参数化实体建模是一种通过相关几何关系组合一系列用参数控制的特征部件而构造整个几何结构模型的技术。整个建模过程可描述成一组特征部件的组装过程,而每个部件都由一些关键的参数来定义。
(3)地形动态填挖
地形填挖表现为DTM模型的修改,实质上是对地形TIN模型进行操作。即用足够大的开挖(填筑)初始形体面转化的TIN模型,与地形TIN两者生成相交边界,再从地形TIN上沿相交线切去填挖初始形体面所包含的地形区域,同时从填挖形体TIN模型中以相交线为边界切去多余的开挖(填筑)边坡区域,最后把两个修正后的TIN合并构成一个经填挖后的地形DTM。在填挖计算过程中可同时得到填挖区域表面积与填挖体的工程量。
5.基于GIS的三维动态演示方法
基于GIS的三维动态演示是对任意时刻系统仿真面貌的再现,它反映了仿真系统内部数据场的动态变化过程。利用仿真模块得到工程系统的动态信息,包括时间、建筑物几何形状及其属性等,生成工程施工系统各环节某一动态变化单元i对应的图元(施工、水位单元等)任意时刻t的面貌Vi(t),则t时刻的工程整体面貌可表示为V(t)=Σvi(t),n为总的图元数。其中,vi(t)=fi(Xi,Yi,Xi,t),表示在动态施工过程中,包含时间信息的图元的几何形状,它随时间的变化而变化。把工程施工任意时刻的整体面貌贮存在图形库中,并与其一一对应的属性数据建立联系,从而在动画演示时,按时间顺序读取图形库中的形体数据及相对应的属性信息,不断更新绘图变量和属性变量赋值,同时不断刷新屏幕显示。这样就实现了整体工程施工过程的三维面貌及相应信息的动态显示。
6.基于GIS的交互式可视化仿真系统结构
基于GIS系统仿真的可视化表现在建模过程中利用GIS的信息可视化采集,以及在仿真可视化操作过程中利用GIS的动态信息可视化表达。由于GIS特有的空间信息组织机制,使得其实现这些功能有着先天的优势。同时,在可视化仿真系统中,用户可根据显示的图像交互控制仿真的各个阶段,直到对所模拟的现象获得理解与洞察。在这一过程中,用户可以通过系统提供的操作界面随着可视化仿真系统反馈的结果来同步保持交互对仿真过程的控制。
图2表示的是一个基于GIS的系统交互式可视化仿真的框架模型,在此模型中清晰地反映了GIS在系统仿真中结合的具体环节,以及用户控制仿真进程的实现手段。
三、可视化仿真技术在水利水电工程中的应用研究
1.复杂地下洞室群施工动态可视化仿真与优化方法研究
地下厂房系统施工开挖量大,施工强度高,施工条件复杂,是一个极其复杂的过程。由于工序的作业时间的随机性,容易产生随机排队现象而影响其他作业;由于地下洞室系统纵横交错,布置密集,高差大,施工通道少,使得各工序配合与相互干扰错综复杂;在安排各个洞室施工先后顺序及隧洞施工顺序时,需要考虑对工程的总工期、围岩稳定、通风散烟条件、施工强度以及交通运输等问题的影响。各个洞室施工在时间、空间上的逻辑关系复杂,传统横道图难以直观地揭示其复杂的时空关系。因而仅靠设计人员采用传统的方法分析计算,难以确定合理的施工机械设备配套方案、制定合理的施工进度计划和施工组织设计方案,难以全面、快速、准确地掌握施工全过程。
基于上述问题,提出了复杂地下厂房施工系统可视化仿真理论方法,并研制开发了相应的计算机软件ESAS,其基本构成见图3。通过地下洞室群施工全过程动态仿真,可以对施工过程进行定量计算与分析,进行多方案的比较和优化,直到得出满意方案。
2.水利水电工程施工导截流三维动态可视化仿真方法研究
水利水电工程施工导流设计和管理过程,往往需要涉及大量的数据及图形信息,如坝区的水文、地形、地质资料以及枢纽设计、施工场地布置和施工导流方案设计等各种数据及图纸。高效、简便地对这些信息进行管理,是提高设计效率及施工管理水平的关键之一。同时,施工导流方案设计是施工组织设计的重要环节,其设计过程复杂,对不同的导流方案很难进行直观的比较,所以实现施工导流形象直观的表达具有重大的现实意义。
为此,提出水利水电工程施工导截流三维动态可视化仿真理论与方法,并实现施工导截流可视化信息管理与三维动态演示系统CDMIS。此系统充分利用地理信息系统(GIS强大的空间数据分析与处理能力,建立三维施工导截流场地布置模型,以及在此基础上实现可视化的信息查询及管理等功能,从而实现设计过程中信息的可视化管理,同时实现施工导截流三维动态演示。水电工程施工导截流三维动态可视化仿真系统(CDMIS)结构图见图4。
3.混凝土坝施工过程三维动态可视化仿真与优化方法研究
混凝土坝施工,考虑到温度、应力、浇筑机械设备布置和浇筑能力等因素的影响,需将混凝土坝体按一定的原则进行分缝分块浇筑。由于混凝土坝浇筑量大,浇筑块数以千、万计,浇筑块之间的施工约束条件十分复杂,这就给安排浇筑顺序和进度带来极大闲难,使人工安排浇筑块、浇筑顺序几乎成为不可能。目前在制定混凝土坝施工组织计划时,传统的方法是凭经验用类比的方法按月升高若干浇筑层和混凝土浇筑强度等指标来控制施工计划的进程。这种方法由于缺乏系统的定量计算分析,在论证施工各阶段的筑坝进度以及各混凝土坝段升高过程是否能满足大坝施工各方面的要求时总感到论据不足。
随着计算机和系统仿真技术的迅速发展,尤其是系统仿真技术在复杂系统运行中的推广应用,使得有可能在计算机上实现对混凝上坝施工的动态过程的仿真实验。事先拟定不同的混凝土坝施工方案,并对施工动态过程进行仿真,可预测不同施工方案下混凝土施工进程的各项定量指标,这对制定合理的混凝土坝施工进度计划将提供科学可靠的决策依据。在充分考虑各种浇筑施工影响因素的情况下,建立混凝土坝施工系统的数学逻辑模型,并在此模型基础上编制计算机仿真软件。通过选取各种可能的机械配套方案及输入不同的施工技术参数进行大坝施工过程的仿真计算,可得到最优机械配套的数量、机械的利用率、混凝土月浇筑强度、逐月累计混凝土浇筑方量过程曲线。同时还可得到相应某施工方案下大坝浇筑施工的详细进度计划、各控制阶段的筑坝进程面貌等。而且通过混凝土坝浇筑仿真还可对其不同的浇筑规则对坝体上升进程的影响进行分析和研究。
同时,利用基于GIS的三维动态演示系统来表现复杂混凝土坝施工过程。通过建立坐标系,把现实世界的事物在计算机中对应位置重现出来,建立实体的数字模型,并按照一定方式将实体与其属性一一对应,从而反映实体的静态空间特征。同时利用过程信息,生成三维动画,为描述复杂的施工过程提供可视化手段。
4.水利水电工程施工总布置三维动态可视化仿真方法研究
水利水电工程施工总布置是对工程施工场地在施工期间进行的空间规划。由于水利水电工程施工场地布置几乎包括了一切地上、地下已有的、拟建的建筑物,一切为施工服务的临时性建筑物(包括砂石加工系统、混凝土系统等),因此布置过程非常复杂。
对枢纽主要建筑物施工全过程进行分析,并在此基础上实现各建筑物施工关系之间的协调,以实现直观的施工总布置形象全过程三维动态仿真,使施工场地布置随工程进度计划尽可能形象、直观、迅速地演示现场施工场地变化过程。不仅能直观显示枢纽施工组织设计的成果,而且将极大地方便工程施工总布置决策及管理。水电站施工总布置可视化仿真系统(CLMIS)的总体结构见图5。
四、结束语
可视化仿真的理论和方法包括全过程动态仿真理论、图形辅助仿真建模方法、基于GIS的三维动态数字模型构造及其可视化方法、基于GIS的三维动态演示方法及基于GIS的交互式可视化仿真系统结构等,实现了仿真建模、仿真计算过程及成果的可视化。
1.1闪路问题
与电源配置的不合理相似,闪路问题同样也是威胁电力工程系统正常运转的一个重要外在技术问题。电力工程系统所依托的供电线路长期的暴露在外界环境中。失去了良好的外在条件导致配电线路表面沉积了多种多样的污垢和尘埃。随着时间的推移这些不良物质会越积越多,到达一定的含量后会累积成为盐类化合物,在空气和雨水的双重作用下发生物理和化学反应。同时输电网络在其内部会产生相当的输电压力,二者结合是往往就会出现闪路的现象。闪路情况发生时两相电压和单向电压会形成悬殊的电位差。两相电压在作用下会逐渐升高,进而影响到电力工程系统的正常运转。另外,由于外界环境的长期不良还可能导致与闪路相关的短路现象。例如在雷电的干扰下,积污的线路会极大的降低其自身的绝缘性,污闪问题存在的十分普遍,发生条件限制小,对电力系统造成了很大的威胁。
1.2外力破坏导致的技术问题
由于现阶段我国国民经济的飞速发展,传统的早期供电线路已经完全不能满足当前的电力用户市场需求。然而现阶段我国较多的电力工程依旧延续了传统的配电传输方式,运用单线路传输电源的方法进行供电传输。这种传统的供电模式存在着传输效率低、传输速度慢等缺点。实际使用时,若电力传输系统无法充足的满足用户需求,常常促使临时接线、违规窃电等不良用电现象发生,对电力系统造成了相当大的压力和不可逆转的损失。针对速发展的我国当代社会生产和经济状况,电力工程系统也应当采用更稳定更高级的输电线路及方法。逐渐取代高空架设输电线路这种传统的搭建模式,减小由于不合理规划与管理造成的输电线路经济与安全问题。同时,也应当逐步的扩建电力系统的覆盖面积,解决当前很多地区仍没有配电基础设施的问题,减少电力工程系统的随机性和临时性。另外,高层建筑的逐步发展也对高空输电线路的搭建形成了一定的威胁。建筑与电网施工常常有冲突,形成了相当的安全隐患。
1.3过电压问题
过电压问题也是影响电力工程供电水平的一个重要因素。所谓过电压,是指在电力系统长期不间断的运行过程中内部工频电压、过电压、大气过电压对其不断的作用,在外界环境恶劣时往往容易产生一定的安全隐患。除开外界不利因素的影响外,在电网线路建设时设施不完备,造成包括爬据不够等问题在内的施工质量问题。这类问题都是造成过电压问题的隐患和根本原因。更为严重的是,若在配电网络电容超出规定限额之后仍不采取解决措施,放由过电压现象继续产生,会对电力系统的硬件设施产生不可逆转的影响。这类问题电路在恶劣环境下没有足够的电压承载力,往往导致很严重的经济损失,带来极大的安全隐患。
2解决电力工程主要技术问题的重要对策
2.1合理配置电网系统结构
合理的配置电网系统结构是解决电力工程系统技术问题的一个首要对策。科学的电网配置结构,包括依据研究数据合理的选择配变容载比和将复杂的供电电压等级简要化。现阶段的实际操作过程中,往往采用逐级降压的方法进行电力传输。然而逐级降压具有浪费电能和效率低下等等不利特点,同时增大了远距离供电的比率。因此简化输电电压等级起到了十分重要的作用。电压等级的降低为输电站数量的减少和增大电力传输效率提供了可能。同时,实际的电力系统改善过程中,还应该注意合理的分类用户的用电需求量,根据当地电力的负荷大小和增长趋势计算其容载比,用相适应的配变容载比提供合理合量的电容器。设备的更新使用也是电网系统优化的一大重点,用新型的电缆供电线路供用电能,合理规划现有的供电线路,从而逐渐取代传统的架空电路,减小安全隐患和电力损失。
2.2科学解决污染物导致的闪路问题
保证大电压电力工程网络传输技术可靠性的关键同样在于科学解决污染物问题。闪路和中途短路问题都是由于外界污染导致的。依据科学的年数据分析,对输电线路的薄弱环节例如穿墙套管、连杆瓶、支持绝缘子等等位置进行外部加固和绝缘处理。同时还可以采用加装防污罩的方式进行防护,防止在极端天气情况下出现的电位差现象,进而有效提高电力工程体统的技术可靠度。
2.3加强避雷设备的应用与安装
雷电是电力传输过程中不可忽视的一个不利因素。在输电传输的过程中,常常受到雷电的影响。绝大数的过电压问题均是由于雷电问题的引起的。因此加强避雷设备的应用与安装显得尤其重要。实际操作中,应将避雷设备安装到最适宜发挥避雷效果的地方。合理的安置避雷针,既可以达到有效避雷的作用,又可以很好的避免过电压等问题带来的影响,保证电力工程系统的良性运转。
3结束语
工程管理阶段中,电子信息技术还有一个重要用途为工程中自动化管控应用。自动化控制可确保整体系统的全面灵活性,降低人工操作管理工作的繁琐性,大大减少管理控制困难性。自动化控制领域应用电子信息技术越发广泛,主要表现为对管控对象的自动化操作,对执行器的操控与数字调节器的运行。针对控制对象的控制操作主要是计算机系统利用对控制装置对象的计算或是通过设备递函数表征、各项放大系数以及惯性时间常数完成监督管控。执行器为整体控制系统的核心构成,依据调节器管控信号可调节输出角位移,或通过直线位移更新被调介质的整体能量,进而满足预先制定要求。应用电子信息技术针对执行器的操控具体表现为可利用计算完成动态化调整,进而确保执行器工作的精准性。针对数字调节装置的操控主要利用系列化的输入以及输出通道确保工程项目自动化管理控制的顺畅进行。
2提升工程管理信息技术应用水平
2.1有效融合工程管理以及电子信息技术
工程项目管理中电子信息技术发挥了极为重要的作用,虽较多企业能明确这一点,然而在现实工程建设阶段中,电子信息技术手段参与水平仍旧不高。因此,企业应有效促进电子信息技术同工程管理的全面融合,真正提升电子信息技术整体应用水平。应依据工程项目现实需要借助电子信息技术完成信息汇总收集以及加工处理,并制定出有效合理的应用信息工作制度以及有关计划,确保工程信息体系的全面完整性,真正激发现代化信息技术手段在工程项目管理工作中的功能作用。
2.2提升各类相关应用体系开发投入力度
基于互联网系统应继续扩大各类信息管理体系的开发研究以及构建,创建数据库体系,确保信息数据的全面共享。应将工程项目有关信息整体呈现于网络资源之中,完成网络投标、召开网络会议、应用网络采购模式,进而创建形成一个互相沟通以及交流的现代化电子信息网络系统平台,便于信息数据的传输,真正提升沟通交流效率,确保工程项目整体建设进度,令项目相关方完成有效沟通。还应利用各类应用体系完成物资材料的量、质对比,确保材料购置选择的优质性,提升工程项目整体建设质量水平以及实践工作效率,达到更好的效果。
3结语
在配网架空线路施工期间,如果因为施工质量或者是施工问题,导致电力工程的施工进度与正常运作受到影响,那么就必须实施切实可行的检修技术,以对整个工程进行筛查,继而提供更为全面、详细的信息给检修人员,从而更好的开展检修工作。在检修期间,应做好如下工作:
(1)在对导地线进行重新连接之前,需预先做好准备工作,预先连接好基本的原件,且对机电整体设备实施性能检测,在保证原件的安装满足相关标准的情况下,正式开始工程检修工作。如果导线横截面并不大,那么可采取耐张线夹予以连接处理。根据线路的施工状况,在确保耐压理论满足施工强度标准的基础之上,对拉断力进行准确的计算。
(2)在进行停电检修时,必须做好全面的安全防护措施,例如:开展接地检验,对电路进行检查等等。就杆塔作业而言,在停电之后实施绝缘体清除作业时,将接地线接在验电线路的一段上,然后相关作业人员对临时接地线展开检查,从而保证工程施工的安全性。结束线路检修之后,将临时安装的接地线予以拆除,以确保架空线路的正常运作。
(3)若在检修时必须进行带电操作,需在旁安排专门的人员监护,从而确保工程检修的安全。通常情况下,专门的监护人员所负责的工作范围不单单只是一个部分,而应当是保证整个检修过程的安全。特别是在检修一些较为复杂的架空线路时,应当多安排几名监护人员以保安全。此外,在进行带电检修时,检修人员需和带电体之间保持一定的距离,以保证自身的人身安全;与此同时,检修人员应当做好各个方面的应对及反馈工作。
2强化防雷处理
因为配网架空线路一直暴露在外,所以在雷雨气候环境下,极易受到雷电的影响,并且该类线路一般都会经过山林,这就在一定程度上加大了架空线路遭受雷击的机会,与此同时,这也是导致配网架空线路施工常常发生故障的原因之一。针对这一情况,需进行相应的防雷处理。
(1)绝缘体:提升架空线路中绝缘体的性能,可在一定程度上避免架空输电线路受到雷电的袭击。在实际中,一些电力工程中的高压输电线路采用的是大跨越高杆塔,这就加大了杆塔落雷的可能性,且在落雷期间因为塔顶有比较高的电位,所以必须实施电路绝缘处理。一般情况下是在高杆塔上增加大量的绝缘子串片数,拉长地线、导线之间的距离,提升架空线路的绝缘效果。
(2)避雷线:为了避免遭受雷电的袭击,在配网架空线路中经常采用避雷线进行避雷,且有较好的效果。在配网架空线路中应用避雷线,其主要作用体现在能够防止雷电对导线的直接影响,同时还可对雷电流予以有效的分解,如此一来就可较好的控制通过杆塔的雷电流,经由控制各个地线路绝缘子的电压来达到防雷的效果;此外,避雷线的安装简单、便捷,是一种较为实用且有效的防雷手段。
(3)消雷器:近些年来,在社会经济迅猛发展的当下,电力技术也得到了快速的发展,愈来愈多的防雷技术或装置被推出,防雷器就是其中之一,是一种新型的直击雷防护装置。通过实际应用发现,将该装置应用于配网架空线路上,能够获得较好的防雷效果,其不但可以防止架空线路受到雷电的袭击,同时还可为配网架空线路的施工营造较好的条件,特别是在预防线路故障上,有一定的优势。
(4)降阻剂:在配网架空线路上采用接地降阻剂,其目的在于控制电阻值;有关资料显示:在应用降阻剂之后,伴随着时间的逐步推进,接地电阻也将渐渐变小。降阻剂的应用,结合了诸多学科的知识,如化学、物理,同时该物质本身的PH值基本上在7.2~8.2之间,偏碱性、中性的特点,可将接地体钝化,继而提升架空线路的抗腐蚀水平,从而在一定程度上强化架空线路的防雷性能。
3敷设电缆与接地工程
在电力工程施工前,应对施工图纸进行仔细的会审,详细掌握施工工程的特征与设计想法,且严格按照图纸展开施工;在图纸会审时,一旦发生问题,需第一时间提出来,且采取有效措施予以应对,以免对工程进度带来影响。在施工期间,需严格审查施工原材料,其中电缆为重点审查对象,必须对其内部层间、阻值加以检查,只有这样,方能确保工程的顺利开展,方能确保工程的质量。在电缆敷设方面,电缆预埋深度一般在70cm以上,电缆弯曲半径必须是电缆本体的十五倍,机械施工电缆的牵引作业,必须对其施工行驶速度进行合理的控制,通常是15m/min,长度大约为50m以下;在此过程中,不可出现外皮损坏的状况,且牵引不可过度。热力管道和电缆两者间需保持1m以上,且在电缆沟内整齐排放,且对支架进行捆绑与固定处理。在对电缆上部与下部进行掩埋时,要求沙层厚度或者是软土厚度需在100mm以上,且在两边覆盖50mm,之后再作上层保护层,其所选材料可以是盖板,亦或者是红砖;在进行回填的过程中,回填物不能使用硬质杂物或石块。另外,应当在施工现场进场处、接头处以及转角处等位置,作方位标识,对电缆进行回填前,需实施一次绝缘测试。在进行电缆头制作,又或是电缆剥削作业时,应确保持续性,以最大限度的缩短绝缘暴露的时间,在剥切电缆的过程中,不可损伤线芯与绝缘层,且彻底清理所需的装配件。在安装接地体的过程中,必须严格遵照有关规定的尺寸来展开,且在安装期间,假使发现地表异物,必须将其移除。在结束接地体的焊接工作之后,必须对焊接部分予以防腐处理,如此一来,即可防止接地体因受其他因素的影响而发生意外事件。在开展接地施工时,需对接地电阻值予以有效的控制,且在结束真空断路器之后,对电阻状况加以限制。
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