时间:2022-03-11 05:05:20
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇线路设计法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.1线路设计法走向
为了优化设计35kV输电线路走向,在开展设计工作的过程中应注意以下问题。A:尽量避免将线路走向设计为之字形或大转角的路径形式,尽可能缩短线路距离,并尽量使线路走向与公路路线走向相吻合,以便能够利用交通优势。在设计时要避免输电线路跨越河流或通信线路,如通信线路与输电线路距离较小,则应控制好交叉角度:如通信线路为I级,则交叉角度应≥45°,如通信线路为II级,则应≥30°。如在35kV输电线路中设计有防雷保护措施,则通信线路与输电线路之间的距离应≥3m,在没有设计防雷保护措施的情况下,两种线路之间的距离应≥5m。B:在设计线路走向时还应注意避免穿越以下区域,即迷信或风水地带(庙宇、龙脉等)、高危险及高污染区域、自然灾害多发区、建筑物、风景区、开发区及林区等,同时还应避开铁路电线。C:在设计线路走向时应做好相应的测量工作,标记线路测量点时应采用木桩,同时利用红油漆将转角桩、桩号高程标示出来。桩位与公路的距离应>15m,与通信线的距离应>20m,与建筑物的距离应>10m,同时避免在风景区、开发区及林区等高赔偿区域设置桩位。
1.2杆型选择与杆塔设计
在杆型选择与杆塔设计方面,可以采用以下优化措施:A:在选择输电线路中的杆型时,应根据施工图纸要求、交桩及定桩等情况,尽量选择成熟杆型,如需要使用新式杆型,则应进行科学试验及论证。在35kV输电线路中使用的直线杆通常为15m,在特殊的情况下可采用18m的直线杆,输电线路中的铁塔高度通常设计为9m、15m或18m。B:目前输电线路中常见的杆型包括双杆及单杆,在选择杆型时主要依据导线情况;设计线杆高度时可借鉴35kV输电线路运行经验。对于加拉线直线杆的设计,应在了解地质条件后合理选择浅埋式或深埋式,以保证线杆的稳定性。确定直线杆尺寸与杆型后,便可以依据直线杆设计方案设计终端杆及转角杆,如输电线路中存在立杆困难的地段或特殊跨越地段,则在该地段设计铁塔,完成以上设计工作后,便可以计算档距。C:在设计杆塔时应控制好数量,以降低土地的占有率及建设支出,在控制杆塔数量的同时要采取有效的措施提高杆塔所具有的柔度、强度,以保证35kV输电线路运行的安全性及可靠性。
1.3排杆及基础设计
选择好输电线路中的杆型后,应在综合考虑经济因素及技术因素的基础上优化排杆设计。第一,优先排定转角杆型,并同时使转角耐张段的长度<2000m,如耐张段的长度>2000m,则将部分直线型耐张杆排定到转角耐张段当中。如直线杆段线路中存在吊档现象,则可将耐张杆布设到吊档地段中。第二,如发现在测量阶段设定的直线桩位不能有效满足设计及施工需要,则可以在不改变原线路走向的前提下适当迁移部分直线杆,注意尽量保留转角桩。第三,尽量避免将转角杆安排在大档距位置,如需要在耕地中排直线杆,则避免使用拉线。如条件允许,则尽量减少线路中的耐张杆、三连杆或双杆,多排直线杆或单杆,以节省开支。对于一档跨过地段,可适当放大塔杆的档距,无须将线杆布设在跨中位置。如35kV输电线路需要跨越同等级输电线路或低电压输电线路,则应将线杆布设为水平排列形式。在设计35kV输电线路的基础时应综合考虑多种条件,如基础受力情况、水文情况及地质地形情况等,对于线杆,可以选择倾覆类、下压类及上拔类基础;对于铁塔,则可以选择混凝土灌注桩或装配预制基础。
2设计35kV输电线路时应注意的问题
为了提高35kV输电线路的运行质量,在开展设计工作的过程中还应注意处理好以下问题。第一,确保架空线路中的终端引线与变电站中35kV进出线实现相互配合,以便为架设进出线的施工工作提供有利条件;确保架空线路的防雷保护措施、保护范围能够与所在区域电气防雷保护措施、范围实现有效衔接。线路设计人员应亲自参与放线测量工作,以便能够了解工程实际情况,并在进行线路设计法的过程中做到实践与理论有效结合,从而保证杆型设计及杆位选择的合理性。第二,如需要设计T接输电线路,则应将T接点线杆布设方法明确标示出来,同时注明杆型。应在设计方案中清楚说明线路的具体路径,并保证设计方案的严谨性、简明性及准确性。此外,在设计线路前应做好相应的勘察工作,设计工作完成后才能开始施工。
3结语
一、主电路的设计
从题目分析,所需要的电动机控制是点动、连续,两地控制,停止时采用反接制动控制。分析所学的控制线路,进行主电路的设计,很快就可以画出主电路的电路图。
二、控制线路的设计
认真、合理分析电气控制线路的控制要求,是电气工作者进行控制电路的设计的关键和重要依据。通过认真、具体地对控制要求的探讨和分析,结合实际,正确选择合适的控制方法和手段,把对电气的控制转化为对接触器和继电器的控制,优化控制电路。通过分析,该控制电路有两地启动、停止功能,电动机要实现点动、连续控制,停止时采用反接制动。根据要求,选择基本控制电路,画出控制线路的电路图。SB11、SB21分别是两地连续运转的启动按钮,SB12、SB22分别是两地点动控制的启动按钮,SB13、SB23分别是两地控制的停止按钮,急停按钮SB3,点动、连续正转控制接触器KM1,反接制动接触器KM2,为热继电器KH,速度继电器KS,电动机M。工作原理分析:按下SB12(或SB22),KM1线圈通电吸合,KM1主触头闭合,电动机点动正转;松开SB12(或SB22),KM1线圈失电断开,KM1主触头恢复断开,电动机停止正转。按下SB11(或SB21),KM1线圈通电吸合,KM1主触头闭合,KM1自锁触头闭合,电动机连续正转。当电动机转速达到规定值时,速度继电器KS常开触头闭合;按下SB13或SB23,SB13(或SB23)常闭触点先分断,KM1线圈失电,KM1自锁触头先分断解除自锁,KM1主触头分断,M暂时失电;SB13(或SB23)常开触点后闭合,KM2线圈通电吸合,KM2自锁触头闭合自锁,KM2主触头闭合,电动机M串联电阻R反接制动;至电动机M转速下降到规定值时,KS常开触头分断,KM2线圈失电,KM2自锁触头分断解除自锁,KM2主触头分断,电动机M脱离电源停转,反接制动结束。从原理上分析,上述控制电路能满足控制要求。然而细细分析,该电路不太安全,存在一定的安全隐患。当按下停止按钮SB13或SB23进行反接制动时,由于正转接触器KM1的主触头易发生熔焊或者被杂物卡阻等故障,即使KM1线圈失电,KM1主触头也无法分断开,这时反接制动接触器KM2通电吸合,KM2主触头闭合,造成电源两相短路故障。克服上述的不足,继续完善电路。
三、线路的安装、调试
根据设计好的电路图,正确安装电路。为了保证控制线路工作的可靠和安全,安装前,要正确选择可靠的电器元件,优先选用机械和电气使用寿命长,结构结实,动作稳定可靠,抗干扰性能好的电器。安装时,要正确连接电器的触头、线圈。线路安装完成后,首先要根据线路图自行检查,确定安装线路的正确性。其次,用万用表检查线路的工作情况。检查时,应先选择倍率合适的电阻挡位(一般选择R×100挡位),调零。对控制电路的检查:将万用表的两表笔分别接在FU2的两端。按下SB11(或SB12、SB21、SB22),万用表指针向右偏转,或按下KM1,指针向右偏转,再按下SB13(或SB23),指针向左偏转。对主电路的检查:万用表的两表笔分别接在L1-U、L2-V、L3-W两端,闭合QS,手动按下KM1或KM2,指针向右偏转;松开KM1或KM2,或断开QS,指针向左偏转。线路检查无误后方可通电试车。电气控制线路的设计直接影响着整个控制系统的操作和运行。设计人员要从生产、维护等实际出发,多方深入研究,设计出合理的、准确的电气线路。
作者:叶仙儒 单位:福州第二技师学院
1电气控制线路设计法的重要性和主要特点
1.1电气控制线路设计法的重要性
电气控制线路的设计直接决定和影响了控制系统的的性能。在电气控制线路的设计中应当谨遵要求对电气控制系统的制造和使用,及维护资料进行编制和设计,确保其设备的安装、操作具有可靠性和安全性,这是保证电网正常运行的首要前提。
1.2电气控制线路设计法的基本特点
现代电气控制系统的三个特点:(1)功能强且体积小,灵活性较强,同时具有很强的通用功能,便于使用和维护。(2)采用了无触点式开关代替部分电器元件,执行程序的时间较短。(3)能够用软件实现电气控制,改变控制参数和要求时只需改动程序的对应部分,节省资源。
2电气控制线路设计法的优化策略
2.1了解生产机械和工艺
对电气控制线路的要求在进行电气控制线路的设计前应当对其生产工艺的要求有一定的掌握,同时要了解各程序的工作情况、保护措施及运动变化规律。设计人员在设计过程中要对同类产品进行调查和分析,将此结果作为设计的重要依据。
2.2线路设计法简单
在满足生产工艺的前提要求下,争取控制线路的设计简单、经济环保。(1)选用经过检验符合标准的线路环节。(2)贱导线连接的长度数量降到最低。在电器元件设计中合理安排触头位置,减少导线的连接数量和长度。(如图1)将启动、停止按钮都放在操作台上,接触器则放置在电器柜内。而由于按钮盒接触器之间距离较长,因此要将启动按钮盒停止按钮连接在一起,以简化导线连接。(3)采用标准件,同时注意将电气原件数量降到最少,尽量选择同一型号。(4)通过减少锄头来简化线路,增强可靠性。
2.3保障控制线路的安全可靠性
选用的电器机械使用寿命较长动作较为可靠、结构坚实同时抗干扰较强能够有效保障控制线路的安全可靠。在设计中注意以下几点:(1)选择正确的电气连接线圈进行线路设计法。在控制线路的设计时应当将线圈的一段统一接电源的同一端,使得电器触头在电源另一端。避免因为电器触头引发电源短路现象,也便于安装。(2)交流控制电路不能串联两个电器线圈。如果两个线圈串联,其中某一原件就只能得到一半电源电压。由于电压和线圈的阻抗成正比,不能同时进行动作。使交流接触器KM吸合,此时KM的磁路处于闭合状态,线圈的电感明显增大,使另一个接触器线圈的电压达不到工作电压。应当将两个电器线圈并联且保持同时动作才能保证运行。(3)避免因意外而在线路中接通的寄生电路。会造成误动影响线路的工作。(4)应当避免设计多个电器依次动作后接通另一个电器的控制线路。(5)线路的设计应当适应电网的情况,根据电网容量、电压和频率波动范围以及冲击电流的数值决定启动方式是直接或是减压启动。(6)以小容量继电器的锄头控制大容量接触器线圈来进行线路设计法,通过计算继电器触头断开和接通容量判断是否应当增加中间继电器和小容量控制器,增强可靠性。(7)将必要保护环节考虑在内,避免操作失误带来的线路事故。
2.4应具有必要的保护环节
(1)短路保护电气控制线路中通常采用熔断器、断路器来进行短路保护。在电动机容量较小时可以讲主电路的熔断器作为在控制线路中的短路保护,不需要再设熔断器进行保护。而当电动机容量大时就需要另设熔断器作短路保护。断路器在线路中既能做短路保护又可以当过载保护,而电气线路发生故障造成断路器跳闸时,排除故障后可直接合上断路器继续工作。(2)过流保护启动方法错误或是负载转矩过大都会熬制电动机的过电流故障。由于过电流较小,常用于直流电动机和绕线转子电动机控制线路。通过继电器、接触器相互配合将继电器的线圈和主电路串联,常闭触头和接触器控制电路串联。在电流达到整定值后断开常闭触头同时使继电器继续工作,同时切断控制电源和电动机电源进行线路保护。(3)过载保护三相鼠笼电动机会因为负载增加、断相动作或电网电压降低时引起过载,而电动机长期过载运行会造成过热导致的绝缘损坏。因此通常采用热继电器作为鼠笼型电动机的过载保护。(4)零电源保护通常将并联在启动按钮两侧的接触器自锁触头作为零电源保护。而主令控制器SA控制电动机则通过零电压继电器实现。
3结语
一方面可以通过减少用电设备无功损耗来实现,以提高用电设备的功率因数。在管理中,应尽可能采用功率因数高的用电设备,比如同步电动机。另外,也可以使用静电电容器进行无功补偿。电容器可产生超前无功电流对用电设备的滞后无功电流进行抵消,从而提高用电设备的功率参数。加强输电线路杆塔的建设。输电线路的杆塔基础建设是输电线路建设过程中的一个重要部分,对于杆塔基础而言,最重要的一个环节就是要加强地基施工。在电网配电线路设计过程中,对于输电的杆塔、线路的设计,应该要根据具体的地质情况而定,比如在施工过程中遇到淤泥土质,应该要对地基进行加固处理,确保输电杆塔的稳固性。
2电网配电线路无功补偿
2.1无功补偿应该注意的问题
2.1.1无功补偿的方式配电运行节能管理是电力企业发展过程中的一项重要工作,指的是电力企业对电力运行过程中的各项工作进行调度管理,从而使得电能的损耗可以相应减少,提高电能的利用效率,防止出现过多的电能浪费的过程。在电网的无功补偿方面,不仅要重视如何提高电力用户的功率因数,还应该要重视如何降低电网配电的损耗,以实现电网节能。在降低电网损耗的设计过程中,一般会采用增设不长箱的方式,以提高电力用户的功率参数,但是只靠这一种方式并不能完全实现降损,还应该要对武功潮流进行计算,对最佳补偿量以及补偿方式进行确定,不仅可以获得更好的降损效果,还可以获得更多的经济效益。2.1.2谐波问题。谐波问题一直都是电网无功补偿中备受关注的一个问题,在电网运行过程中,一旦出现了大量的谐波量,则会缩短电容器的寿命,严重时甚至会损坏电容器,对电网系统的正常运行产生干扰。因此,在电网运行过程中,对于存在大量谐波并且需要无功补偿的地方,可以加装滤波装置,有效地解决各种无功补偿相关的问题。
2.2无功补偿量的计算
对于无功补偿量的计算,则是一个重要的过程,一般是通过对变压器负载率、容量及配电线路、线路的负荷情况等进行计算之后对无功补偿量进行确定的,无功补偿容量计算要根据主变压器容量的30%左右对变电所集中装设的补偿容量进行确定,而且要根据配电线路的负荷在均匀分布时,对电容器的最佳补偿容量作为线路的负荷,来确定配电线路的分散补偿容量。第三,电动机的补偿容量不能超过电动机空载时的无功消耗。
2.3无功补偿装置安置地点和方式
在无功补偿的装置的安装过程中,对安装地点以及方式的选择也会影响到无功补偿效果,无功补偿装置一般可以安装在变电所旁边,安装的方式主要有几种补偿、分组补偿、配电补偿、随机补偿等,一般说来,集中补偿的装置主要是安装于变电所的高压电容器组上,分组补偿的装置则主要是安装于配电线路以及配电线路的低压线路旁边。
3结语
关键词 石油测井;高温电子线路;设计方法
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0102-01
如何保障电子系统在高温环境下正常的运作,是本文研究的主要的问题。因为,在石油测井时,仪器通常都是在井下几千米以上的深井中工作,这种环境通常伴有:剧烈震动、压力大以及温度高等特点。电子线路将很难在这种环境下保持正常的运作。
1 温度对电路的影响
温度对电子线路的影响最主要还是对电子元件的影响。随着温度的变化,使得电子元件的一些特征和性能产生变化,从而影响到电路。
1)温度半导体元件的影响。设计高温电路,则必须先解决元件的问题。半导体是现代集成电路元件的主要材料,它一种热敏材料,随着温度升高,它的许多参数也将会随之变化,特别是本征承载流子的密度还与温度成正比,从而使得PN结的反向电流增加的很明显,进而导致功率损耗增加,噪声增大以及阻抗降低,最后,随着温度逐渐的升高,电子元件的内部结构受到破坏,致使电子元件的性能受损。有实验表明:随着半导体结温每10℃的增加,元件无故障时间将缩短一倍。所以,降低对半导体结温的要求,是设计高温电路的重点。
2)耐高温的电子元件。所有电子元件都有其的高温额制限度,由于元件工作自身也会产生温度,所以工作时元件的温度一般都会高于工作环境的温度。设计时,元件工作最高的温度不能超过其本身的温度允许值。所以,在设计时:①元件的选择上,应尽量额选择温度最高允许值大的的元件。在选择半导体元件时,应该注意不宜选用结温较低的锗件,而应该选用结温较高的硅件;②尽可能的减少电路系统功率的消耗,降低元件散热性的要求;③在设计上尽可能的增加热导和减少热阻,促使降低低功率消耗和最高允许结温的要求。元件的热阻是有两个部分组成的。其分别是,件外热阻:电子元件外壳到周围环境的热阻;件内热阻:电子芯片内部到外壳之间的热阻。确定件外热阻的因素有多种。一般是由:器件引线框材料和结构,半导体芯片的尺寸,压焊丝材料,芯片粘结材料,表面积的大小和直径以及器件外壳的材料所决定的。而件内热阻主要和组装件的组装密度、元件、结构材料、功率分布等等有关。
2 设计高温电路
高温电路的设计目前有三种方法可以实现。其分别是:传统、混合电路、HTASIC方法。
1)传统设计。传统的设计方法一般只是在设计和制造时将高温特性考虑进去的依照普通环境进行的系统设计方法。这种设计方法既要使用一些热设计去调整元件的功率,还得选用耐高温元件,但要在150℃以上的高温环境下正常工作还是很难实现的。别的高温元件也大概如此。不过可以用降温的方法来降低电路的温度,促使仪器内温度保持长时间在150℃以下,完成所需的测量。
传统的设计方法,对于短期的应用时可行的,甚至一些很复杂的电路也能用到。然而在长期的高温下应用,可靠性不高。因为,电路的无源与有源部分之间的互联部分在长期的应用下很容易老化。
2)混合电路设计的方法。我们将同时在一块基体上应用现成集成芯片和薄厚膜技术的方法称之为混合电路设计的方法。它是一种介于HTASIC和传统之间的方法。相对于传统技术,混合电路的功耗要低;而且,在高温工作环境下的各种效果都要比传统电路要好。
3)HTASIC设计方法。相对于传统电路和混合电路,集成电路技术在高温条件下应用的效果肯定是最好的。在一些典型的高温环境系的特性它都有很好的表现。能适应的最高工作环境高达250℃。
应用集成电路的好处:①随着能够集成在芯片上的功能的增多,处于外部的电子元件的数量也将逐渐减少;②集成电路相对分离电路其内部元件的尺寸要小的多,所以,大大的降低了功耗,也避免了芯片内部过热;③由于芯片内所有功耗元件都可以通过物理延伸或调整到避免本地过热点产生,就使得集成元件在高温环境下有了更高的保证。
3 低功耗的设计
高温电路的设计,在于提高电路系统高温环境下正常工作的时间。上述在采用耐高温元件、优化电路结构的同时,还应该考虑降低系统的功耗,减少热量的释放。
减低集成电路芯片功耗的设计最主要的研究内容是:如何有效的降低芯片功耗和如何通过软件硬件的优化在保持本来性能的前提下,使得总体功耗在一个较低值上。集成电路芯片所产生的功耗,最主要的是来源于电路逻辑状态所产生的动态功耗。所以,降低功耗最直接有效的方法是降低供电电压。只是这样经常会增加电路输出延迟。另外一种方法就是降低频率,有选择的降低频率可以再降低功耗的同时,保证系统的性能不受影响。而降低负载容抗的的方法,是实际中降低功耗最有意义的方法。
所以,在电路实际中降低功率消耗,可以从硬、软件的设计采取
措施。
1)硬件设计。①元件上,尽可能的采用功耗小,可胜任高温工作要求的高温低供电集成芯片;②在电路性能得到保证的前提下,进可能的提高电源转化效率和降低电源工作电压;③在保证电路性能的情况下尽量的减少元件数量,简化电路;④如果仪器是智能型的,则可以充分的利用中央处理器的运算、处理功能代替硬件电路。
2)软件设计。①尽可能的硬件软件化来实现功能。这样有利于降低成本,降低功耗,偏于维护和升级,还能提高工作的可靠性;②电源管理功能最好使用微处理器自身所带的;③采用可用的各种手段减少耗电;④结合实际应用,尽量利用软件手段减少耗能。例如:石油井下测量采样时,可以于事先预算好最好的采样方针,在不影响测量效果的前提下,尽量减少功耗;⑤在应用的过程中应该注意:要仔细检查各元件,特别是集成电子芯片的工作状态。考察其是否能够正常运作以及其各种性能是否健全。如果不能,应当及时给予处理。
4 小结
经过对耐高温电子元件的选择、电子线路结构的优化和降低电路系统功耗的设计,基于PCB的高温电路时可以实现的。实践也证明该电子系统能够在250℃以下的高温环境下正常运作。
参考文献
[1]Akira Matsuzawa. Low-voltage and low-power circuit design for mixed analog/digital systems in portable equipment. IEEE Journal of Solid-State Circuit.1994,29(4).
[2]Moyer, B. Low-power design for embedded processors. Pronceedings of the IEEE Circuits and Systems Magazine,2001,1(1).
[3]童诗白.模拟电子技术基础(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
【关键词】电气控制线路;设计;基础研究
引言
随着信息全球化的发展,自动化和智能化已经成为评价现代电子设备产品的重要标准,为了满足电子产品的智能化功能,热电企业对电气控制线路设计的要求也相应提高,从而使其表现出了多样化的特征。电气控制线路设计的优化是完善电路设计的关键环节,因此本文对电控线路设计的基础探讨具有重要的实际价值。
1电气控制线路设计的目的
1.1满足电气控制线路运行的承受力
线路功率超标是影响整体线路安全的关键问题,因此在进行电气控制线路的设计时要加强对线路功率稳定性的设计,考虑到系统线路功率的额定负荷,从而保证电路运行的安全性和可靠性。电气控制线路设计是电路设计中的关键环节,其直接影响到电路的运行速度及其质量,电气控制系统在运行电气线路发出的指令时,线路中的部分机械需要进行大功率的运转,功率运转的条件设计是电气控制线路设计中的核心[1]。
1.2适应电气控制线路运行的多样化特点
必须实现电气控制线路的兼容性,其是电气控制线路设计的重要目的,同一机电设备为了满足多样化的功能需求会配置多套线路运行方式,为了避免不同线路之间的互相影响,就需要从电气控制线路的设计入手,使得不同线路在运行过程中彼此兼容。例如一般工作状态下,电动机既要做好调压工作,同事还要进行转矩工作,此时为了保证其功能表达的有效性,就需要从电气控制线路设计入手,增加不同的解决方案和运行方式[2。
1.3电气控制线路运行的速度与设计一体化
电气控制线路设计与电路的转速具有一定的相关性,为了适应不同机电多变的速度,在设计电气控制线路过程中要注意运行速度与机电设施的适用性及准确性。为此,电气控制线路的设计主要是为了使电气控制线路能承载运行时的的承受力,适应电气控制线路运行的多样化特点并满足电气控制线路在运行过程中对速度的要求。
2.电气控制线路设计的思路与原则
2.1电气控制线路设计的思路
电气控制线路设计要以服务企业生产流程和工艺为目的,在设计过程中要加强对电气控制线路功能性和灵活性的设计,在传统线路设计的基础上对其改造和创新,从而适应时展和企业应用的需求[3]。
2.2电气控制线路设计的原则
在设计电气控制线路时,必须遵循其适用性原则,即电气控制线路设计的功能性与线路的复杂性无关,因此在设计过程中要尽量通过简单的线路系统设计,满足生产运行需求。其次,在设计过程中要提高设计方法的规范性和标准性。在设计过程中不建议以设计经验为依据,而是按照一定的设计标准对其展开标准化设计,通过标准的设计规范有利于检查设计中存在的问题,减少线路故障发生的可能性。最后,线路设计要保证较好的稳定性和较高的安全性。
3.电气控线路设计的方法内容及注意问题
3.1电气控制线路设计的方法和内容
设计电气控制线路需严格按照国家规定的标准,规范设计流程,必须将主电路设计出来,才能设计控制电路和其它电路。在设计过程中首先要按照设计要求规划设计方案,从工艺要求着手提高设计的实用性,在设计过程中要注重对相关参数的设计和优化。在得到初步的设计方案以后,要画出对应方案的线路图。其次,在分析线路图的基础上,以线路设计原理为依据检查线路设计中存在的问题,并对其可能出现的故障进行排查,对其中的数据参数进行优化,从而得到最终的线路设计图[4]。设计电气控制线路的具体流程如下:第一,确定好电气设计的技术条件;第二,选择合适的电气传动形式及控制方案;第三,选定电动机的类型、容量大小及其转速型号;第四,明确设计电气控制的原理;第五,制定电动机和电器器件明细表;第六,设计电气控制元件及监测元件的总布置图;第七,设计电气柜和操作台的专用装零件;第八,绘制装配图及接线图。在设计过程中一般会将线路设计内容作为设计主体,其它辅助部件的设计会参考类似线路设计中的相关部件[5]。
3.2电气控制线路设计应注意的问题
电气控制线路设计过程中应该注意以下问题:①在满足生产要求的基础上,最大程度地控制电气控制线路的成本,尽管线路中有很多的公共联线,但可以减少电气外部的接线,尽可能地降低连接导线的数量;②一般情况下,同一电器的常开和常闭辅助触点靠的很近,一旦将两者分别接到电源的不同位置,触点断开时产生的电弧会在两个触点之间形成飞弧,致使电源短路,因此在设计过程中需注意连接电器的触点并保证线圈连接的准确性;③在控制线路设计过程中要避免寄生电路的出现,其属于电路动作过程中的意外接通电路,会严重的影响到电路的运行安全。4.结论综上所述,通过研究电气控制线路的设计原则,得知电气控制线路设计对电路设计和机电运行中的重要作用。通过分析电气控制线路设计的思路和原则,说明线路设计过程中使用性能和安全性是保证线路设计有效性的前提,在其基础上探讨了电气控制线路设计的方法、内容和应注意的问题。
【参考文献】
[1]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播,2011,(02):18-19.
[2]林虹.电气控制线路设计基础的探究[J].科技资讯,2014,(34):95-97.
[3]郗维全.电气控制线路设计基础的探究[J].山东工业技术,2014,(23):208.
[4]伍繁盛.电气控制线路设计基础探析[J].科技致富向导,2013,(03):147-143.
关键词:电气控制;线路设计技术;研究
我国工业化的发展进程异常迅速,在整个工业生产发展当中,对于电气化设备的运用变得越来越普遍,导致如今多数机械设备本身的使用效能直接和电气化程度密切相关。如今机电一体化快速发展,在这种背景需求之下,必须要充分掌握关于电气控制线路的设计工作,这本身是做好机电发展工作的基础所在。不过,设计工作的关键仍然在于开展设计的正确原则和思想方面,所以需要保障其本身所设计的产品应当真正符合其科学有效的原则。索要设计的内容包含多个方面,以下进行简要论述:
1设计电气控制线路的重要作用
1.1能够调节电气控制线路的运行负荷
电路在运行的过程中,整个电气控制系统会将持续运行电气线路的指令,在这种情况下,线路当中的机械就必须要进行大功率的运转发展。同时电气工作者在开展电气线路设计的过程中,必须充分考虑到控制系统线路负荷功率是否达标或者超标。一旦在工业发展中控制线路的功率出现超薄,将对整个线路的安全造成严重影响,因此稳定的线路功率本身是线路运行的重要保障。所以就需要综合审查线路的承受能力,强化电气控制线路设计工作的水平,从而有效调节电气控制线路的运行负荷[1]。
1.2能够优化电气控制线路运行的方案
任何大型号的机电设备都不可能采用单一的线路运行方式,其必须要能够承受多重用户们的用电需求。所以就要求电气控制线路的设计人员应当充分的考虑到多个线路之间的兼容性,就比如,采用某个电动机在整个电气电路当中既能够开展调压工作,同时也能够在另一张状态下进行恒定转矩工作。所以,在进行电路线路设计的过程中,为了能够保障电路本身的正常运行,同时希望能够符合众多用户的需求,就必须要强化电气控制线路设计工作的水平,设计出多样化的运行方式及问题解决方案,这样才能有效提升电气控制线路的运行效率。
1.3能够调整电气控制线路的运行速度
通常一些较为大型的机械本身在运行的过程中,其内部电机的运转速度并不是毫无变化的,要求其应当充分结合多种不同类型的电路需求,来开展电路效能的自我调节,这主要是为了能够保障电气控制线路本身的运行速度。所以就需要加强电气控制线路的设计工作,以此保障电气控制线路能够保持一个安全、稳定的运行速度来进行。
2电气控制线路的设计原则
2.1实现标准化
在开展电气控制线路设计的工作当中,为了能够实现某种线路运行效果,通常会采取多种不同的方式,整个过程要求保证方便和间接的同时,还应当尽可能保证使用方法的规范和准确性,一旦所实施的范围直接超出了规范实施方案的要求,就必然会直接造成严重的电气线路检修故障,甚至在进行设备更换的同时也将面临一定的困难,因此保障电气控制线路设计工作的规范性和标准性对于整个线路设计工作的来说非常重要。
2.2实现经济化
在设计电气控制线路的过程中,必须要尽可能避免所采用的设计方法呈现复杂化,或者是不实用的情况出现,因为在设计的同时,所采用的方法方案越简洁,在处理线路系统时也将变得越实用,因此能够方便解决大多数实际的问题[2]。例如在电热工厂内部的电气控制线路系统产生运行问题时,必然会给电气工厂造成严重的损失,所以必须要针对厂内的所有设备进行全面的检修。不过,需要注意检修的同时,相关维修人员们的检修经费的控制问题,这些问题的出现都是电气控制线路设计人员们所必须要真正掌握问题。
2.3实现稳定化
安全和稳定是开展电气控制线路设计的工作的主要前提,因为大型号的电气设备或者电气操作系统的安全与否是保障企业能否正常稳定运行基础,而系统本身的稳定性也直接关系到电气控制线路设计工作的质量和水平。完善的电路设计能够真正有效的起到稳固系统运行的作用,从而保障其安全、稳定的运行。
3电气控制线路设计的具体方式
3.1设计理念
结合电气控制线路的设计原则可以看出设计工作本身的整体发展思路,首先需要减少和调整所连接的导线数量,一旦电气控制线路的导线连接过多,将直接导致线路本身趋向复杂化,同时需要降低导线交叉的情况,因为一旦线路进行交叉的部分过多的话,将很有可能导致两段线路之间产生互为影响的情况。而且整个过程不可出现寄生线路,因为寄生线路的产生必然会促使整个线路的发展流向变得异常复杂,从而导致线路检修人员的工作开展面临严重的困难。所以就必须要降低电气线路的使用数量。另外,还需要控制好电气线路本身的电力输出方式,因为输出方式越多,将直接促使线路故障之间产生严重的互为影响情况,并且在此基础上,其线路的输出质量也变得难以控制,所以必须要求电气控制线路设计人员应当尽可能的控制好线路的输出数量及质量。
3.2设计方法
当前对于电气控制线路设计工作所能采用得设计方法主要有以下几种,一是直觉设计法,这种设计方法主要是指那些设计经验相对丰富的工作人员在其接收到电气控制的设计任务时,通常可以依靠自身的直觉来进行控制方案的设计工作,但是这种设计的方式明显具备以下几个问题:(1)对于工作人员们的经验要求相对较高,整个过程中通常都是经验丰富的设计人员才能立刻整理出整体实用有效的设计方案[3]。(2)优化设计方案的问题,即便是工作经验非常丰富的设计人员也无法立刻设计出最优秀最简便的设计方案。(3)设计过程中面临的故障和问题很难进行有效的判断,一旦相关设计人员所设计出的方案无法正常的运行时,相关设计人员将难以直接判断出线路故障的具置。二是绘制电路图,这种方式较为简易和直观,同时也更加容易判断和修改,所以相关设计人员需要采用电路图绘制的方式来进行电气线路控制的设计工作。
3.3设计思路及排序
首先,从电气控制线路的设计思路来看,要想做好电气控制线路设计工作,必须要要求设计人员应当提前做好整体工作的构思情况。比如必须明确其是否能够满足相应的功能、负荷承受能力及其相应的运行速度等等,同时需要做好有效的安全保护措施,这些都是电气控制线路设计工作的重要核心。其次,电气控制线路使用元件的设计方面,相应的电气控制线路设计人员必须要加强对控制线路的整体设计工作,应当优化选择适宜的元件来进行整体的设计。需要明确整个电气线路当所要应用到的控制元件,并且确定好此类元件是否真正需要选择相应的技术等。最后是辅助设计工作,这项设计工作具体包含了局部照明设计和信号判断设计两个方面,因此在整个电气线路控制设计过程中,必须解决这两个方面的问题,这样才能保证线路设计的安全稳定性。
4结语
综上所述,良好的电气控制线路设计对于整个电气控制系统来说意义重大,对其运行、生产及操作等多个方面都起到了非常重要的作用,成为生产和应用过程当中必不可少的重要环节。而好的电气控制线路设计要求设计人员必须具备丰富的工作经验及职业技能,并以此来制定出科学合理化的设计实施方案,这样才能真正保障电气控制线路的有效运行。
参考文献
[1]顾拥军.电气控制线路基础设计分析[J].机电信息,2013(03):112-113.
[2]刘鹏羽.电气控制线路的设计方法探析[J].黑龙江科技信息,2013(04):11.
关键词:送电线路;接地;分析
送电线路的接地时送电线路建设中的重点工作,有效的送电线路接地能够保证线路设备的绝缘质量,避免雷击对送电线路和用电设备的冲击,提高送电线路的运行稳定性和送电质量。送电线路的接地设计直接影响着送电线路的防雷水平、安全性和稳定性,因此如何做好送电线路的接地,对我国电网建设具有重要影响。
一、 送电线路接地类型
送电线路的接地,是通过搭建送电线路接地网,将送电线路中各线路和设备通过与大地相连实现的。送电线路接地对送电线路的工作稳定性和安全性有重要影响,当送电线路或设备出现故障发生短路时,接地网能够及时将过量电流导入大地,从而避免线路或设备短路给送电系统带来安全威胁,当雷雨天气来临时,送电线路的接地还能有效的将雷电引导入大地,避免线路或设备电流过载烧毁。常规的送电线路接地,是通过利用送电线路的输电杆塔、钢筋混凝土预埋及部分设备的地盘和拉线盘等于大地连接的,当自然接地体不能满足送电线路接地要求时,会在基坑周围绕杆塔基础添加环形接地带,以保证接地质量。送电线路的接地在设计时主要有简单接地和符合接地两种类型。
1、 简单接地
简单接地就是利用输电线路杆塔、设备与大地的连接,构建接地系统。简单接地主要有地下引线、垂直敷设接地体、浅埋水平接地体、深埋接地环等几种形式,简单接地能够满足基本的线路接地要求,但由于接地质量不高,因此对于有特殊要求的送电线路接地无法满足要求。但简单接地作为最经济、最常用的接地方法,在送电线路接地设计中却有着广泛的应用。
2、 复合接地
当简单接地无法满足送电线路和相关设备的接地要求时,则可以选择复合接地,所谓复合接地就是通过利用管、带、环等简单接地体构建复合接地网络,并用相互并联的方法实现降低接地电阻的目的,以提高接地系统的电流引导和传输效率。复合接地网有多根水平射线复合接地、深埋接地环和引线复合接地、垂直电极和水平射线复合接地三种,这三种复合接地网的建设方法都能够实现提高送电线路接地质量的目的。在选择复合接地方法时,要根据送电线路的线路和设备特点,以及接地要求合理选择,保证送电线路的接地质量,提高送电线路的工作稳定性和安全性。
二、 送电线路接地的常见问题
1、接地网设计存在问题
送电线路的接地工作,是送电线路建设的重点工作,近年来,随着我国电网输电要求的不断提高,对送电线路的接地也提出了新的技术要求。传统的送电线路接地大多是利用扁钢作为接地体的材料,这些传统的接地体材料虽然导电性能极好,但由于抗腐蚀性能较差,一旦年久失修,将会导致接地电阻成倍增加,影响接地系统的工作质量。随着我国输电线塔接地要求的不断提高,仅仅采用延长射线、增加接地网钢筋截面等方法已经不能满足送电线路对接地系统的要求,因此采用传统的接地网设计,给现代送电线路的运行稳定性和安全性带来极大的威胁。不仅埋下安全隐患,还加大了后期改造费用,影响了接地系统的防雷和保护效果。
2、 接地网腐蚀问题
接地网采用的接地材料一般为金属材料,当这些金属材料在地下环境中埋藏时间过程后,将会出现严重锈蚀,锈蚀的发生会加大金属材料的电阻,影响接地系统的工作效率。接地系统的腐蚀问题一直是送电线路接地设计时面临的难点问题,如何避免接地金属的腐蚀,更是成为送电线路接地系统设计领域重点研究和实践的课题。造成接地网腐蚀的主要是化学因素,当接地埋件附近有腐蚀性原料或化工原料时,会加速接地材料的腐蚀速度。除此之外由于合金材料中包含几种金属元素,会造成电化学反应,从而在大地中形成原电池,提高接地系统的腐蚀速度。
3、 接地系统敷设问题
现如今我国送电线路接地系统敷设主要采用垂直敷设或水平敷设两种方法。水平敷设是将接地系统的预埋件以水平的方式埋在大地中,这种敷设方式不仅占用大量土地,施工量还极大。垂直敷设是指将预埋件以垂直平行的方式,深埋于大地中搭建接地系统,这种敷设方法虽然接地质量较好,但却存在着开挖土壤深、施工量大、敷设困难的问题。近年来,我国送电线路建设工程大多位于高山、峡谷和丘陵等特殊地区,因此接地系统的建设更是成为施工难点。一旦接地系统敷设不达标,将会直接影响接地质量,造成接地电阻过大、断开,无法实现泄流的作用,影响防雷和线路保护质量。
三、 送电线路接地的优化策略
1、送电线路接地的优化措施
通过以上对送电线路接地存在问题的分析可知,优化送电线路的接地质量,要从接地网的合理设计、做好接地预埋件的防腐、降低接地系统电阻三方面展开。因此,在进行接地网设计时,一定要做好接地引下线和接地体截面积的计算和设计,并对接地引下线截面进行优化,保证接地系统的引流质量。接地系统的仿佛可以通过使用防腐降阻剂实现,并做好接地网的检查和维修、维护,对锈蚀严重的预埋件及时更换和修复,提高接地质量。为了有效的降低接地系统的电阻,要提高输电线塔的接地设计质量,合理使用降阻剂,另外,在进行接地系统施工时,一定要保证接地牢固焊接,保证施工质量。
为了提高接地系统的工作质量,在进行高土壤电阻率的丘陵、高原、山区的送电线路接地系统设计时,一定要采用合理的接地方法,保证接地质量。对于峡谷、森林等腐蚀环境的接地系统设计,则可以适当加大接地体的截面积,并选择耐腐蚀材料,进行纳米碳防腐导电材料涂抹,减缓预埋件的腐蚀速度。
2、 送电线路接地系统新的改进方向
由于送电线路接地系统预埋件普遍采用金属材料,而金属材料会随着时间的推移发生锈蚀,电阻增大,降低引流效果。因此笔者认为接地网材料应该向不容易腐蚀的非金属材料方向发展,例如以石墨为主要材料的非金属材料,现如今石墨材料在送电线路接地系统中已经得到了一定的应用,但我国由于相关技术发展较为落后,并没有实现工业生产和推广应用。我国传统的水平接地网和垂直接地网虽然接地质量较好,但却寻在着施工难度较高的缺点,对于送电线路接地网,可以通过在基坑周围设计水平和垂直较为集中的立体接地体,降低接地预埋件施工中的工作量。这种立体接地网能够保证送电线路接地系统以垂直或水平的方式向外扩散,将电流引入大地深处。
综上所述,随着我国送电线路建设对接地系统的要求逐渐提高,我们必须在原有的接地设计和施工技术上进行一定的优化和完善,才能满足现代送电线路架设的接地要求。为了提升送电线路接地质量,要从接地系统设计、材料和接地网设计类型三种途径做工作,提高接地系统的引流质量,保证送电线路安全、稳定、高校运营,为我国社会的进步和经济发展贡献力量。
参考文献;
关键词:高压输变电线路;设计;维护
1.如何进行高压输变电线路设计
1.1.选取何种规格的导线
在选择导线时不但要考虑电流密度和电晕,还要考虑多种无线干扰等来自外部因素的影响,一般情况下在海拔低于1000米的地区,运用国标的铝胶线,这时可以不考虑电晕的影响。导线和地线的安装要保证安全系数大于2.5这一标准,在这一安全系数得到保证的前提下再考虑地线要比导线的安全系数高。假如导线和地线还需要高空架设,那么还需要测算悬挂点的附加张力。再有,在选择地线时可以使用镀锌钢绞线和复合型绞线,在测算导线和地线发生短路时电流,一般要依据当时的实际情况全面考虑,再进行设计。
1.2.输电线杆的设计
在输电线杆的设计当中,关于线杆的定位就非常重要,线杆定位就是在确定的输电路线上定线,通过专业人员的测量明确杆塔在何处安装。线杆的定位不但在建设安全上有很重要的作用,而且也制约着线路后期的维护和工程造价。因此,在确定线杆的位置时争取运用最有利的设计方案,制定严密的安装计划。杆塔的构造一般运用极限状态设计方法,也就是线杆构造在一定的负荷下即使出现变形或者裂缝,但也能保证输电线路的安全。关于线杆的使用材料在选择线杆时也要重点考虑,一般线杆钢材使用国家标准Q235或者Q345标准,安装过程中使用的螺栓和螺母也要根据选择的钢材来明确规格。为了保证输电线路设计的科学性和可行性,要在杆塔的设计方面采取专题设计,掌握不同地区的地形、地貌、气候、自然环境,以及之前各种杆塔的使用情况,从而保证设计的实用性与经济性,由于输电线路电压会随着负荷的增加而增大,所以在安装杆塔时,杆塔越高越重,那么建设施工的困难就会越多,所以在进行杆塔的安装时要全面考虑安全因素,一定要保证施工的安全性。
1.3.输电线路的绝缘配合
绝缘配合指的是输电线路在正常工作时,如果遇有雷雨天气,能够保证输电线路的正常工作,比如,在地势较高的地区,一般过电压要挂绝缘子串片8片或者更多。关于输电线路防雷,要求电力人员要依据线路的电压、所承载的负荷、电路的各种运行状况,还有当地的雷电情况,进行科学地设计与施工。比如,在实际设计当中,针对110千伏以上的输电线路要同时铺设地线,如果电压在35千伏以上就不用铺设地线了,但要在电厂的进线路段铺设1―2公里的地线。再有钢筋混凝土的铁横担、地线支架还有各处的螺母等设施要与设备连接牢固,也要对地线的地表部分采取措施防腐,防止由于 时间的因素,输电线路出现短路情况和漏电情况。如果线路埋在耕地的下面,一定要保证深度合乎标准;绝缘地线的运用情况,就要控制地线承载的电压和电流,要保证地线的间隙,从而使绝缘配体能够有效使用;假如某地段的绝缘地线要长期通电,那么就要测定地线的热稳定性,防止安全事故的发生。
2.如何进行高压输变电线路的维护
2.1.在线路的输电过程中,雷电现象是不可避免的自然因素,所以要根据各地的不同情况,建设齐全的防雷措施,争取有效防止雷电现象对输电线路的影响,还应根据不同区域制定不同的防雷办法。根据地理因素分析,有的地区土壤电阻很大,所以在遇有雷电时,大地不能吸收过多的闪电,造成落闸;在山区因为有各种山坡,所以电线架设的路程要远很多,从而造成电线暴露过多,容易形成雷击现象。关于线路的防雷办法多种多样,其中有避雷线、避雷器、保证线路的绝缘、铺设耦合地线、改变线塔的接地设备等。针对电压超过500千伏的输电线路,最好的办法就是装设线路避雷器,线路避雷器连上绝缘子,在遇有雷电时,有相当一部分雷电利用避雷器进入相导线,造成相导线的电位增高引起绝缘子的电位下降,从而防止安全事故的发生。
2.2.对于输电线路的覆冰因素,有效的控制办法就是在进行线路的设计时全面考虑,躲开大的风道、湖泊、水库等具有覆冰危害的地区,线路在山岭上架设时,防止高度差异过大,线路转弯地点不要选择宽阔的山脊路段,能够有效地防止覆冰的形成;在覆冰季节到来前,要对整个输电线路进行细致地检查,消除安全隐患;在覆冰季节,工作人员要经常对输电线路进行检查,尤其要重点检查容易发生覆冰的路段,对线杆的拉线要进行及时地调节,保证线杆各个部位受力均匀;也能够运用一些先进的除冰技术除冰,比如电力除冰技术、热力除冰技术等,从而保证输电线路的正常运行。
2.3.来自外界的线路破坏行为逐渐增多,为了防止破坏线路的行为,一方面要求政府执法部门对于破坏线路的行为要严肃处理,对于破坏线路严重的人员要依法送交公安机关进行处理;要广泛宣传有关线路保护的法律法规,保证沿线居民了解电力设施的重要性。如果在线路附近有工程建设项目时,线路工作人员要通知施工单位禁止大型施工设备在线路下施工,向施工人员耐心讲解线路的保护措施和安全制度,要明确线下进行建设的允许高度,一般在4米以下;如果杆塔的拉线附近也要施工,要在拉线四周架设防护桩;在每年的春天要经常检查,禁止在电线下面放风筝;在要详细了解区域内农民的种植情况,及时教育线路内的农民在夏秋两季不要烧秸杆,使农民对焚烧农作物秸杆的危害有一个全面的认识。
2.4.工作人员要经常检查线路的安全情况。在进行线路检查时要认真对待输电线路可能存在的安全隐患:比如杆塔的拉线松紧度、各种螺母的松紧、绝缘子的完整,输电线路上树林的生长情况等,通过仔细地检查,能够发现输电线路存在的安全问题,及时采取有效地治理措施,消除安全隐患,从而避免各种线路安全事故的出现。
3.结语
随着科学技术的发展,高压输变电线路也在不断地更新设计技术,在线路架设的整个过程中要求越来越严格,但由于这种输电线路的建设存在很大的危险性,所以要求工作人员在线路的铺设过程中要尽职尽责,保证施工的安全。
参考文献:
[1]文万众.输电线路的运行与维护管理[J].科技信息.2010(27)
[2]那海峰.探讨如何对输配电线路的运行进行维护[J].黑龙江科技信息. 2011(31)
[3]赵瑞.浅谈输变电线路的管理维护[J].民营科技.2011(08)
作者简介:
姓名:史卿 性别: 男 籍贯:呼和浩特 出生年月:1986.1
工作单位:内蒙古电力勘测设计院
单位邮编:010020
研究方向: 高压发输变电
姓名:赵宁 性别: 男 籍贯:鄂尔多斯 出生年月:1983.9
工作单位:内蒙古电力勘测设计院
关键词:城市;公交路线;规划设计
公共交通是城市基本构成之一,对国计民生有着重要影响。作为一项基础设施建设,它的发展与城市功能发挥及改善人民生活水平关系密切,因此要做好城市交通线路的设计规划工作。科学、合理的规划设计城市交通路线布局有利于节约土地资源的节约和能源消耗的降低,进而推动城市持续发展。
1 公交线路规划设计目标与原则
1.1 设计目标
公交线路规划设计目标可以从两个方面来进行总结:一方面是规划设计要努力吸引乘客,确保公交运行效率,降低营运成本,从而较少公交体统耗费,提升公交公司效益。另一方面是优化城市人们出行,在规划设计过程中实现人们出行、交通布局和城市主体运行的统一,进而实现社会效益。
1.2 设计原则
在规划设计大城市公交线路时,需要考虑的因素较多,再加上城市公交线路网整体构成复杂,因此要保证线路规划设计达到最优效果具有一定难度。尽管如此,在进行公交线路规划设计时,仍要遵循以下原则以保证公交线路开创目的。①线路规划设计要尽可能与城市居民流动走向相统一。②线路规划设计要主要考虑沿线居民日常出行需求,如上班、上学等,同时兼顾其它。③进行新开线路规划设计时尽量避免调整原有公交线路,避免发生串联影响。④线路设计应尽量让公交线路网络上的点、线分局均匀,防止空白区出现。⑤注重与其它公交线路的衔接。
2 公交线路规划设计方法
在进行公交线路规划时除从公交系统收益目标之外还需要考虑社会整体效益目标。公交线路规划设计合理一方面能减少城市拥堵,另一方面也有利于降低乘客出行疲劳,促进社会财富创造。这一目标可以反映出乘客对出行直达率的需求,由此进行公交线路设计规划时,目标函数如下:
其中,Vij表示ij的乘客数;Tij表示ij的出行耗时;n表示交通小区数量。基于此公交线路规划设计方法如下:
2.1 公交换乘枢纽选址
公交换乘枢纽是紧密联系城市各区域的重要一环,同时也是决定乘客出行方便与否的关键因素。具体选址方法如下:①按区域将城市划分,划分手段主要依据城区联系度。②在每个划分区域边界选择一些可以当作换乘枢纽的地点,将这些地点设为Φf1,看成可行性地址集。③分配公交OD量。这一环节中的分配工作主要作用在不同区域内的小区之间,可以采用短路径分配法来进行分配。同时在分配过程中,划出各区域边界上人数流动大地址集,将其设为Φf2。④令Φ=Φf1 Φf2,则Φ就是设计中公交换乘枢纽所选定可以用来建址的集合。⑤将上述OD分布量应用到其它枢纽上,尽量选择离建址地区近的地段。例如:两个区域间中有换乘枢纽γ,两个小区A和B分别在这两个区域内,则AB间的公交OD量就转到了A与γ和B与γ之间。
2.2 公交路线规划
城市公交路线构成公交线网,目前对城市公交线网的规划主要采用逐条布线和全网最优两种方法,这两种规划方法其目的都在于保证公交客流量最大,缩短乘客出行时间,主要体现在直达乘客量最多。其中,逐条布线法是根据一些指标在多个可供选择的规划线路中逐条选择出最适合的线路的一种方法,采用这种方法进行线路设计并在此基础之上将多条路线进行叠加,最终构成公交线网是一种简单、可行的线路规划方式。实际规划过程中,我们可以以此为基础,寻找一种全新的优化方法。
在确定好公交换乘枢纽之后,大量乘客会在这些换乘枢纽集中,这使得城市中区域内部换乘失色不少。基于此,在进行公交线路规划的目标应定在让整体公交线路网效率最高,即直达乘客总数最多。受线长约束,公交线路运行效率可以说在意义上同直达乘客数所表达的是相统一的,具体目标表达式为:
其中,当S代表直达乘客总数,则Si代表线路i上所运载的直达人数。当S代表线路网总效率,则Si代表线路i的效率,此时则有公式:
其中,m表示i线路站点数,Li代表线路长,ODi[j][k]则代表j、k两个站点间直达公交载运数。
3 BRT线路规划设计
3.1 基本原则
BRT线路即快速公交线路,它的建设同城市发展关系密切,因为城市繁荣会促进城市人口出行,这在很大程度上推进了城市BRT路线建设。在城市中规划BRT线路需遵循以下几点:①整体性原则。在进行BRT线路规划设计时,要明确BRT线路同专属车辆、车道间的关系,它们是共同有机体下的多个密切联系的环节,因此在进行规划设计时,除了应用规划理论、方法外还应考虑这些因素。②协调合理原则。这一点主要是指规划设计BRT路线时需要考虑它同常规公交线路间的联系性,在考虑线路独立的同时还应在大范围内考虑到乘客换乘等其它因素。③可持续性原则。规划设计BRT线路需要注意环境保护,重视可持续发展尽量避开生态区,同时降低线路给居民带来的干扰。
3.2 规划设计流程
进行BRT线路规划设计时首先需要掌握其理论基础及遵循的基本原则,在此基础之上对城市中现有的BRT路线规划设计进行分析和学习,从中则优戏曲。通常情况下对BRT交通走廊的规划使用四阶段法,将它同土地利用规划及城市交通布局结合,则形成一种基于原有道路条件之上的线路规划,具体流程见图1:
3.3 BRT线路规划设计方法
BRT线路规划是一项比较复杂工作,涉及到许多方面的优化和组合,具有非线性。此外,由于线路设计同乘客数量间是一种制衡关系,当新的交通路线投入运行后,自然便会有部分乘客使用这条交通线路,而这种客流变化又会对公交线路产生影响,面对这种情况,可以采用划模型来进行BRT线路规划设计。
规划设计BRT线路的出发点是在运营单位获利的基础之上保证出行者方便,从而优化城市交通系统。因此规划设计要在尽量降低乘客花费、公交公司成本的同时尽最大可能增加客流,从而增加收益。
其中乘客花费主要包括两点:车费及出行时间,乘客会根据车票价格及出行时间来选择自己的出行方式。此外,公交公司获益量同客流量关系程正相关。依据上述这些,我们便可以得出一个双层规划模型。其中上层规划函数与实际相结合,一方面能减少乘客出行费用,一方面还能降低营运成本,使公交系统获益。
4 结束语
综上所述,人口增长及城市化进程加快带动着城市交通事业的发展,为了方便百姓,促进交通建设在城市发展中产生进步影响,我们需要做好城市公交路线的规划设计工作,从多方因素进行考虑,采用多种技术手段和方法,以保证公交线路的建设工作能让人民、交通运营者及整个城市从中获益。
参考文献
在铁路工程设计中,经济运量和行车组织两个专业负责项目设计中的运量预测、运输组织、项目财务及经济评价、各种分析计算等前期工作,设计及分析结论是其它各专业设计的依据资料,在设计流程中所处地位十分关键。按传统的设计方法,一是资料收集困难,二是资料的管理十分落后,无法满足现代设计要求。基于此,开发设计自动化的管理信息系统十分必要,迫在眉睫。
1需求分析
需求分析阶段的任务在于确定经济运量与行车组织两专业的设计人员对该系统的要求。对于设计人员的需求,可以分为对数据的需求、对处理的需求和对安全性、完整性的需求。
1.1处理需求设计人员对系统的处理要求有:①既可以在局域网上方便多用户操作,也可以运行于单机上适合单用户操作;②实时响应对数据查询、更新等操作的要求;③翰人和输出简便,用简单的方法对数据表的字段进行追加和修改,对应用程序提供简洁明确的向导。
1.2安全性、完整性要求设计人员对系统的安全性和完整性要求比较简单,主要为系统在操作过程中能够保证数据不丢失、系统运行稳定和故障少。
1.3数据要求在分析系统的数据要求时,可以将系统分为经济运量和行车组织两个子系统进行分析。l)经济运量子系统数据要求。按行政区域划分。行政区域划分为省、市(地区)、县3级。数据包括行政区域名称、年度、行政级别和面积等,其对应的信息中经济部分主要数据有人口、国内生产总值、工业产值、农业产值、工业产品产量、农业产品产量、财政金融、交通运输、能源生产消费、外贸及旅游;运量部分主要数据有客运量、货运量。具体数据略(参见本文第3节,E一R模型转换为关系模型中的有关数据)。2)行车组织子系统数据要求。行车组织子系统中主要有线路、线路区段、枢纽、车站、调机等信息。各种信息之间的关系如下:线路包括多个线路区段,每个线路区段一般均以技术站或者接轨站为分界点,而一个线路区段只属于一条线路,一般线路由于各个线路区段的有关信息如主要技术标准、能力情况等不一样而全线信息不完全统一;枢纽位于铁路干线的交汇点,包括各种性质的车站、车站间的联络线以及其它一些附属设备;车站属于线路,同时属于线路所包含的某一个线路区段,并且还可能同时属于某个枢纽,而一条线路或一个线路区段包含多个车站,线路及线路区段均以车站开始,以另一个车站结束;1个车站可能有多台调机,而1台调机可能又同时属于几个车站合用。由于线路包括线路区段,有些数据可能在线路区段里分析采用更为准确合适,而在线路里却会因为线路区段的不同而各异,如主要技术标准、能力使用情况等,所以在线路区段里可以分析采用的数据在此将不重复,这里仅分析在线路里可以唯一表示的数据。行车组织子系统包括的数据有:线路、行政区划分、调度区划分、既有线的线路区段、既有线区段改造、新线区段、规划新线的线路区段、主要技术标准、既有能力、设计能力、规划能力、枢纽、车站、股道数量、车站作业量、车站能力、驼峰、联络线、联络线能力、调机和其它数据。具体数据以线路为例阐述如下(其余略,可参见本文第3节,E一R模型转换为关系模型中的有关数据)。
2数据库概念结构设计
通过新系统的需求分析,得出了新系统的各种用户需求,下面运用概念结构设计的有力工具:借助分类、聚集、概括等抽象机制,设计系统的概念模型。
2.1经济运一子系统概念结构设计根据对系统的数据需求分析,显然行政区域、人口、国内生产总值、工业产值、农业产值、工业产品产量、农业产品产量、财政金融、交通运输、能源生产消费、外贸及旅游均应该作为实体,由于其各自相关的数据均为原始数据,所以相关数据作为属性对待。
2.2行车子系统概念结构设计与线路有关的数据,除行政区划分与调度区划分可再细分外,其余均为原始数据,所以线路、行政区划分与调度区划分为实体。由于与线路区段有关的数据分为4种情况,分别是既有线、既有线改造线路、新线、规划新线4种类型。并且除既有线改造线路与新线所对应的数据相同外,其余均各不相同,所以将线路区段作为一个实体对待时,其所对应的属性将随线路区段类型的不同而各异,无法统一,故在设计线路区段的局部E-R模型时使用概括的抽象方法,定义“超类”实体和“子类”实体。将线路区段定义为“超类”实体,将区段名称、所属线路、区段起点、区段终点、区段长度、线路允许速度、主要技术标准作为其属性,并且还相应增加区段类型这一属性;将既有线的线路区段简称为既有线路区段,将既有线改造线路、新线的线路区段、规划新线的线路区段3者合并为设计线路区段,并且均定义为“子类”实体,“子类”实体的属性为各自有关的数据除去“超类”实体线路区段的属性以外的数据。主要技术标准可再次划分,所以将其作为实体,相应数据为属性。既有能力、设计能力、规划能力和联络线能力虽然细分时对应的数据有所区别,但是可以取其并集而将4种能力合并为一个实体能力。枢纽对应的数据中联络线和车站可再次细分,所以枢纽、联络线、车站作为实体。其中车站对应的数据中,股道数量、车站作业量、车站能力、驼峰这4种数据可再次划分,所以均上升为实体。由于一个车站可能有多个车场,各车场的股道数量、车站能力不同,故增加实体车场,将车场名作为其属性。调机可再次划分,故上升为实体。
3逻辑结构设计
将E一R模型向关系模型转换时,“超类”实体有主属性区段名称和年度,“子类”实体既有线路区段没有独立的主属性,“子类”实体设计线路区段有独立的主属性设计阶段,当其对应于项目的不同设计阶段时,所表示的对象不同。由此看出,当向关系模型转换时,“超类”实体对不同的“子类”实体将具有不同的主码,其主属性仅仅是所有“子类”实体共有目前国内外相关文献均没有报道有关的转换处理方法。经过研究,本文采用设置“特殊值”的方法,将既有线路区段人为增加一个主属性设计阶段,并将其值设置为“既有”,也就是将线路区段的既有情况处理为设计阶段的一种特例一“既有”对待,在转换为关系模型时,问题就迎刃而解。因为行车子系统的其他数据,都是文档资料,故均单独处理。遵循转换原则,将系统的E一R模型转换为关系模型,其中主码用下划线标注。行政区域(行政区域名,年度,类型,面积);运量(行政区域名,年度,运量种类,全社会总运量,全社会总周转量,铁路运量,铁路周转量,公路运量,公路周转量,航空运量,航空周转量,水路运量,水路周转量);人口(行政区域名,年度,男性人口,女性人口,农业人口,非农业人口,人口密度,自然增长率);国内生产总值(行政区域名,年度,国内生产总值,人均国内生产总值,第一产业产值,第二产业产值,第三产业产值);工业产值(行政区域名,年度,工业总产值,轻工业产值,重工业产值,国有工业产值,集体工业产值,其他工业产值,联营及个体产值);农业产值(行政区域名,年度,人均耕地面积,年末实有耕地面积,农业总产值,大农业总产值,小农业总产值,林业产值,牧业产值,渔业产值);工业产品产量(行政区域名,年度,钢产量,煤产量,生铁产量,成品钢材,发电量,农用化肥产量,农药产量,水泥产量,化学纤维产量,布产量,纱产量);农业产品产量(行政区域名,年度,粮食总产量,粮食人均产量,棉花总产量,棉花人均产量,油料总产量,油料人均产量,水产品产量,水产品人均产量);财政金融(行政区域名,年度,财政总收入,财政总支出,年末存款余额,年末贷款余额);交通运输(行政区域名,年度,铁路运输里程,铁路电气化里程,公路总里程,等级公路里程,非等级公路里程,民用客车保有量,民用货车保有量,民用特种车保有量,民用汽车保有量,船舶保有量,内河通航里程);能源生产消费(行政区域名,年度,能源生产总计,能源消费总计,原煤生产总计,原煤消费总计,原油生产总计,原油消费总计,天然气生产总计,天然气消费总计,电力消费总计,火电消费总计,水电消费总计);外贸及旅游(行政区域名,年度,进出口总额,进口总额,出口总额,旅游外汇收人,实际利用外资);线路(线路名称,年度,线路类型,线路起点,线路终点,线路长度,编组站数量,区段站数量,线路区段数,融资方式,投资比例,总投资);行政区划分(线路名称,年度,行政区名称,所属单位,管辖范围);调度区划分(线路名称,年度,调度台名称,隶属单位,调度范围);线路区段(区段名称,年度,设计阶段,区段类型,所属线路,区段起点,区段终点,区段长度,线路允许速度);既有线路区段(区段名称,年度,设计阶段,列车换长)。此关系中的主码为继承的超类实体线路区段的主码,并且关系中每个元组的主属性设计阶段的值都为“既有”;设计线路区段(区段名称,年度,设计阶段,设计者,车站数目,最大站间距,最小站间距)。此关系的主码的前两个主属性为继承超类实体的主属性。主要技术标准(区段名称,年度,设计阶段,线路等级,正线数目,限制坡度,最小曲线半径,牵引种类,牵引质量,机车类型,到发线有效长,闭塞类型);能力(区段名称,年度,设计阶段,限制区间名称,T周,,网,t封,N,n客,n货,n快,零,e快,零,n摘,e摘,总扣除能力,N货,N使,N图货,n封货,K,n小,n单,r,联络线名称);枢纽(枢纽名称,年度,设计阶段,客站数量,编组站数量,区段站数量,中间站数量);衔接(区段名称,年度,设计阶段,枢纽名称);联络线(枢纽名称,年度,设计阶段,联络线名称,起点、终点、长度、线路等级、正线数目、限制坡度、闭塞类型、枢纽名称);联络线能力(枢纽名称,年度,设计阶段,联络线名称,N,。客,e客,n货,n摘,n小,n单,K,枢纽名称);车站(车站名称,年度,设计阶段,车站类型,站型,车站等级,车站平面图,《站细》,所属地区,区段名称,枢纽名称);车站能力(车站名称,年度,设计阶段,车场名,接车能力,发车能力,通过能力,咽喉区能力,容车能力);股道数量(车站名称,年度,设计阶段,车场名,正线,客车到发线,货车到发线,调车线,编发线,牵出线,货物线,机车走行线,存车线);驼峰(车站名称,年度,设计阶段,类型,驼峰作业方式,峰尾作业方式,解体能力,编组能力);车站作业量(车站名称,年度,设计阶段,旅客列车总对数,始发终到旅客列车对数,通过货物列车对数,解编货物列车对数,作业总车数,有调车数,无调车数,本站作业车数,有调比,装车数,卸车数);调机(车站名称,年度,设计阶段,调机型号,调机类型,数量,使用性质);《站规》、《线规》、《牵规》、《技规》
卢文
(宜兴市电力勘察设计研究院有限公司 江苏 214201)
【摘要】本文是作者近几年的工作经验总结的,主要的分析了
输电线设计相关问题的分析。
【关键词】电力系统;正常运转;电力系统输电线路;线路路
径
目前国内电力网络的建设比较密集,电力系统向着技术难度更
高、施工条件更复杂的方向发展。此外,我国人口的持续增长也造
成我国土地资源的短缺,而电力网络的输电线路的杆塔却不得不占
据着部分的耕田和城市用地面积,这不仅导致我国土地资源紧张的
局势,也增加了输电线路的建设成本。如何面对这些技术难题和现
实问题,一直是国内业内专家比较关心的问题。从当前国内输电线
路的现状,并结合输电线路的一些特点和性质,简单的对输电线路
设计中应当注意的问题进行探究。
1. 输电线路
1.1 输电线路的特点
输电线路是进行电力传输的必备介质,它一般是由输电线路导
线、杆塔、线路绝缘子、接地装置等组成,为了减少导线上的电能
损耗,通常采用的是将电力从发电厂引出经升压变压器升压后,经
过断路器等保护控制设备然后再接入输电线路。这就决定了输电线
路的高压性。架空输电线路和电缆线路是目前常采用的两种输电线
路。目前所建造并投入运行的输电线路有交流输电线路和直流输电
线路,由于直流输电线路的所需的技术较高、造价成本比较大,从
而无法大规模普及,所以交流电输电线路占据着输电线路的主要地
位。
输电线路由于其电压等级较高,所以在具体的设计时应当考虑
一系列相关的问题。对于输电线路导线与导线间,导线与外物(地面、
建筑、数目、高山、河流等)间、导线与其他相邻的输电线路间都
要有着一定的安全距离。由于输电线路所跨越的距离较长,对于同
一条输电线路不同线段所经过的地域气候也应当考虑,特别是对于
冰冻严重、风力较大的地区也应当对输电线路的荷载量进行合理的
加固并留有一定的余量,而对于冰冻灾害严重的线路段还应当设计
自动融冰电力装置,避免由于线路上冰负载过大而引起线路、杆塔
断裂垮塌的发生。线路载荷还需考虑到输电线路上的绝缘子、杆塔
和导线角度合力等因素。在对输电线路进行设计的同时还要依据静
态分析的基础上进行动态分析,包括地区风力、线路断线、地震等
动态荷载。
1.2 我国输电线路设计中的现状
近年来我国电力事业的迅速发展,使我国的电力建设市场繁荣
发展。在输电线路的设计中,大多数的设计缺乏前期细致全面的实
际调研,在具体施工中存在着比较严重的资源材料浪费,杆塔占地
面积过大,线路抵御自然灾害的防御型不高,在输电线路出现问题
时所牵连的用户面积过大。特别是随着我国对国内电网的联网运行,
其中更是产生了一些新的技术问题和相应的一些规章制度。这也为
输电线路在运行中的潜在隐患提供了现实可能性。
2. 对输电线路设计中应注意的关键问题进行简单的探究
2.1 输电线路设计应当考虑的因素
输电线路以其独特的特点在具体的设计时应当考虑如下因素:
第一,应当依据输电线路的功能目的进行输电种类的选择,现
阶段常采用的输电种类是三相交流输电。
第二,根据输电线路的整体造价和输电线路的设计要求确定输
电线路的电压等级,目前国内将35-220KV 间的电压等级输电线路
称作高压线路,330KV-750KV 称作超高压输电线路,750KV 以上
的成为特高压输电线路。高压输电线路和超高压输电线路目前在我
国较为普遍并且技术较为成熟,近年来特高压输电线路的研究设计
和建设也在我国陆续开始,并且已建成投入运行。
第三,路径的选择在输电线路的设计中也是非常重要的,输电
线路路径的选择可以有效降低施工的难度和建设的成本,并且也有
利于输电线路后期安全稳定的运行和维护的方便。在实际的输电线
路设计中要对线路沿线进行精确的计算测量,尽量降低输电线路的
长度,这就要求在线路实际勘探阶段要求测量人员具有较高的专业
技能,一条线路勘测往往需要多次重复对输电线路进行测量,这也
需要测量人员具有一定的耐心。线路方案的选择要优先选择地质特
点好,施工难度低的方案进行,此外,也要综合考虑各方面输电线
路因素,尽可能的降低建设成本。
第四,杆塔在输电线路中起着支撑线路的作用,杆塔同时也是
输电线路占据土地的主要部分,如何在满足输电线路要求的同时减
小杆塔占地面积,保证杆塔运行质量是关键。第五,在设计的后期
还要充分的考虑以上的各种因素并结合实际的施工环境、气候条件
等进行科学合理的设计。杆塔的建设成本费用占整个工程成本的
35% 左右,因此合理的选择杆塔可以很大程度上降低输电线路的建
设成本。考虑到我国用地面积紧张的局势,在对杆塔进行设计时要
考虑到杆塔占地面积,尽可能的降低杆塔对耕地和城市用地的占据。
考虑到输电线路建成运行时期的日常维护等问题,尽可能降低同一
条输电线路的杆塔型号或采用类似的杆塔型号。钢管塔是目前较常
使用的杆塔类型,其机械强度较高且占地面积小,但是对于转角较
大的杆塔不宜采用钢管塔,因为在实际使用中极易造成杆顶扰度形
变等问题。因此,经过大量实践表明钢管塔常使用在直线塔,而角
钢塔的方案适用于转角塔。针对不同的情况采用不同的技术方案有
助于工程的顺利进行。
2.2 完善输电线路设计中的相关技术规范由于我国在输电线路
设计建设上的发展较快,输电线路电压等级不断攀升,输电线路长
度不断增加,输电线路不断复杂化,一些新技术、新材料不断的在
输电线路中使用,因此,国家应当加快输电线路设计上的相关技术
规章制度,保证行业内的技术规范跟上输电线路设计的发展。
3. 结束语
我国国土面积广阔,东西和南北跨度距离较长,而且独特的地
理分布的特征决定了我国电力分布的不均衡,为保持国内各行业的
正常生产,国民生活水平的提高,超远程、特高压输电线路的建设
在我国一直不断的进行。随着我国科学技术和经济的发展进步带动
了电力事业的不断繁荣。国家西部战略的实施也使得西部高海拔地
区电网的建设步骤加急,特高压输电线路也在我国范围内广泛开展,
加快对输电线路设计的关键问题的研究有助于推动我国电力事业的