前言:中文期刊網精心挑選了電站設計規范范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
電站設計規范范文1
本次活動將在在京口、潤州和鎮江新區各確定一個街道、一個鄉鎮勞動保障所,作為基層勞動保障平臺規范化、標準化建設試點單位,并將試點活動分為三個階段進行。第一階段是成立組織,制定試點方案和統一、規范的星級勞動保障服務所建設標準。第二階段是根據建設標準,督促、指導試點單位加強平臺規范化、標準化建設,做到統一硬件建設,統一網絡建設,統一制度建設,統一招聘人員,統一經費標準,統一工作考核。第三階段是組織檢查評估,召開現場會,在全市全面推開平臺規范化、標準化建設工作,實現基層勞動保障平臺功能的全覆蓋。
市勞動保障局制定了七項措施,全力推進基層勞動保障平臺規范化標準化建設。
1、建立組織,加強領導。成立全市推進街道(鄉鎮)、社區基層勞動保障平臺規范化、標準化建設試點工作領導小組,以局主要領導為組長、分管領導和京口、潤州、鎮江新區三區勞動保障局局長為副組長。
2、召開會議,征求意見。一是召開由京口、潤州和鎮江新區勞動保障局分管局長、就業中心主任和試點街道(鄉鎮)分管領導、勞動保障所所長參加的座談會,征求試點意見。二是召開局有關處室、單位會議,征求有關部門延伸勞動保障辦事項目,并由各職能部門對延伸辦事項目,制定具體實施方案,明確工作內容、工作標準、操作程序、考核標準、激勵措施、資金來源和撥付方式等。三是召開基層勞動保障平臺規范化標準化建設試點工作領導小組工作會議,對下一步基層平臺規范化標準化建設試點工作進行動員部署。
3、制定標準,統一建設。一是制定統一規范的服務和建設標準,制訂基層平臺業務工作操作手冊。同時,進一步修改、完善星級勞動保障服務所評估標準。二是強化硬件建設,督促試點單位在場地、設備等方面加大投入,并爭取市財政和有關處室、單位根據延伸下移項目給予一定經費補貼。三是在目前所有街道和部分社區實現就業信息系統聯網的基礎上,逐步將“金保工程”信息系統全面延伸到街道和所有社區。
4、增配人員,明確分工。根據目前街道(鄉鎮)、社區人員配備情況,結合勞動保障功能全覆蓋要求,街道(鄉鎮)勞動保障所配備4-5人,社區勞動保障配備3名工作人員,增配人員逐步招聘到位。街道增配人員統一面向社會公開招聘,人員待遇工資參照社區居委會副主任工資水平,社會保險繳納標準參照公益性崗位,所需經費由市財政安排。鄉鎮增配人員由各轄市、區自行招聘。增配人員為網格化管理專職勞動保障協理員,實行統一分工,主要從事社保擴面、勞動監察和維權等工作。
5、強化培訓,提升素質。加強對現有街道、社區平臺工作人員和新增專職勞動保障協理員業務知識培訓;根據基層勞動保障平臺功能全覆蓋要求,對基層勞動保障平臺工作人員開展新增延伸項目業務知識培訓。同時,對基層勞動保障平臺工作人員進行統一計算機操作培訓。
6、星級評比,創建品牌。制定統一標準和考核細則,開展街道(鄉鎮)、社區星級勞動保障協理員評比工作,進一步提升基層平臺工作人員的工作能力和業務水平,為廣大城鄉勞動者提供優質服務。
電站設計規范范文2
【關鍵詞】振動;分析;原因;措施
1. 前言
由于水電機組規模日益擴大,機組運行產生的激勵荷載也較大,水電站廠房作為機組的支承結構,勢必會受其影響而產生振動,特別是大型混流式水輪機的水力共振,這種共振不僅對自身機組穩定性產生影響,還使廠房產生整體或者局部的振動,并可對人體產生巨大的影響。因此,水電站廠房在設計時應充分考慮到機組振動問題,采取有效措施對抗機組振動,使廠房受到機組振動影響降到最低。
2.水電站廠房結構概況分析
水電站廠房是水電站中裝設了水輪發電機、水輪機以及各類輔助設備的建筑物,又是運行人員進行生產活動的場所,是各種型式水電站中必不可少的建筑物,水輪發電機以及水輪機的運行工作就是在水電站廠房中進行的。水電站廠房形式和布置等都不一樣,按其結構設計和布置特點來看,其可分為壩內式、地下式、壩后廠房頂溢流式以及地面式等形式,壩內式通常設計于壩體空腔內,地下式大部分均設計于地下洞室內,壩后廠房頂溢流式位于溢流壩壩趾,地面式廠房中,從其位置布置特點來看又分為河床式廠房、岸邊式廠房以及壩后式廠房,地下式廠房有時有些會露出地而,但大部分均設計于地下洞室中。雖然水電站廠房形式不一、規模大小也各不相同,然而從它生產以及輸送電能的角度來看,水電站廠房樞紐建筑物又可分為四部分,即主廠房、副廠房、主變壓器場和高壓開關站。主廠房是水電站廠房樞紐的主要部分,發電機以及輔助設備均安裝于主廠房內,主廠房在高度上又分為數層,最高層安裝有發電機,最下層是蝸殼層,中間一層安裝水輪機,人們習慣將最高層稱為上部結構,中間和最底層稱為下部結構即支承結構,水輪機組荷載直接作用于此結構中。副廠房通常是緊挨著主廠房的,它主要是為主廠房服務而設的,相關的電氣設備、中央控制設備以及必要的生活設施等就布設于副廠房中。
3.水電站廠房結構振動研究
3.1振動評價標準
(1)對儀器設備造成影響的評價標準。《水電站廠房設計》提出水電站廠房下部結構機墩的振幅應在0.20mm范圍內;《動力機器基礎設計規范》要求基礎頂面允許的振動在轉速低于500r/min時,以振動線位移0.16mm為控制限制[2]。另外,《動力機器基礎設計規范》還規定,當廠房安裝有不大于10Hz的低頻率器時,廠房設計最好遠離機器的共振區?!陡粽裨O計規范》提出允許振動位移4.8μm時,振動速度應為0.50mm/s?!抖鄬訌S房樓蓋抗微振設計規范》規定,允許機床豎向振動為,位移為10μm時,速度為1·0 mm/s。
(2)對人體保健的影響。本文主要是對人體浸在振動環境中的情況對振動進行評價?!度梭w全身振動暴露的舒適性降低界限和評價標準》指出,振動頻率、暴露時間以及振動作用方向都會影響人體的舒適度,使舒適度有所降低;《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》指出,取振動主頻率為10Hz、且暴露時間8h,人體的疲勞和工作能力在振動垂直向加速度0.4m/S2和水平加速度1.12m/s2時下降到極限;《水力發電廠機電技術設計規范》要求發電站廠房工作區域的標準噪音為,通信室和中控室最大65 dB-A,發電機層工作場所最大80 dB-A;《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》規定相關場所噪音限制值是,機組段內外的中控室分別為60 dB-A和70 dB-A,主機間各層為80 dB-A。
(3)不同地域不同環境,水電站廠房等各方面設計也不一樣,振動限值的提出要充分考慮到受振種類、振動頻率等方面的因素,根據我國水電站廠房設計的特點,提出以下建議值(表1所示)。
表1 水電站主廠房振動控制標準建議值
3.2水電站廠方結構振動原因分析
(1)水輪機組動荷載相對增大。大型水輪機由于流量大、容易受到干擾的原因,其壓力相對于中小型機組要大得多。大型水輪機組用以承受壓力動脈部件的面積越大,其產生的動荷載也隨之變大。因此,當大型水輪機組的壓力動脈幅值相同時,其動荷載也必然會變大。
(2)振動體固有頻率降低,而共振可能性增大。水輪發電機組的轉速屬于十低轉速旋轉,其各種激發力的頻率都比較低。大型水輪機組振動部件的固有頻率也相對較低,易十被低頻激振力激發時,則會產生共振,共振體可以是水體也可以使固體。如普遍存在于水電站發電過程中的引水管路水體共振情況,其可能會引起個別發電機組在停機過程中產生劇烈的振動現象。
(3)振動體剛度相對降低。在保持靜應力和幾何相似相等的情況下,機組部件及廠房結構的剛度會隨著其線性尺寸的增大而減小。所以,可以定性的說,中小型機組的的支持部件及轉輪葉片的剛度要比大型機組高。在相同的激振荷載下,大型機組的振動相對于中、小型機組大很多。此外,還應注意到,單純以強度作為設計的目標、簡單的幾何放大,且不采取有效的預防措施,可能是致使某些大型水力機組穩定性不好的根本原因。
4. 水電站廠房抗振設計研究
(1)振動傳遞途徑的優化。水輪機組振動的傳遞主要是通過兩個方面進行傳遞的,一是通過風罩傳到電機層樓板上,另一種是通過蝸殼頂板上的立柱往上方向傳遞。因此,想要廠房結構的振動有所降低,那么首先就要切斷或延長水輪機組振動的傳遞途徑 。由于廠房剛度、強度以及抗振的需要,大、中型水電站的風罩的設計要求是,不采用有利于垂直抗振的設彈性墊層簡支的連接方式,而應使風罩整體連接發電機層樓板。電機層樓板下的立柱可以增強樓板的剛度,但在蝸殼頂板上一般要盡量避免布置,因此,對于立柱的設置問題要進行充分的考慮。對于水電站廠房的構架柱,則應將力直接傳到廠房一期混凝土上,同時不宜設計在尾水管的頂板上,最合適的方式是恰好落在尾水管的分流墩上。
(2)鋼蝸殼混凝土澆筑方式的選擇。為提高水輪機組的基礎剛性,應采用“充水保壓”蝸殼混凝澆筑方式進行澆筑,我國三峽水電站就是采用了這一方式。其原理是,鋼蝸殼二期混凝土的建立采用了彈性墊層方案,蝸殼不能有效的嵌固蝸殼中可能存在的水壓脈動,如果采用“充水保壓”的澆筑方式,有利于鋼蝸殼與其鋼筋混凝土緊密接合而成為一個整體,從而使混凝土有效嵌固座環和蝸殼,提高水輪發電機機組運行時的穩定性。
(3)廠房結構布置通常水電站廠房的上、下游邊墻適宜采用實體墻結構進行建造,且應和發電機層的樓板固結,現澆鋼筋混凝土肋形樓蓋應用于發電機層樓板的建造。對于根據相關參數計算得出可能較容易發生較大振動的部位,應對其加大板厚,而后在其板內連續配筋。此外,在發電機層樓板上不應鑿設過多的用于通風等的孔口,預防割裂發電機層樓板的整體性,如三峽水電站只設有2個孔口,其樓梯孔轉移設在副廠房中,這樣的設計可以使得發電機層樓板整體性增強,且廠房的上、下游邊墻采用的是實體墻結構設計,使三峽最大動荷載超出平常其他中小型水電站一倍時,其振幅與中小型水電站相比卻剛剛持平。
5.結束語
隨著我國經濟和科技的飛速發展,工廠、企業以及人民用電的需求量也隨之增大,使得水電站的建設規模越來越大,促使了大型水輪發動機的普遍使用,這就勢必給廠房造成更大的振動問題,為減少振動對人體、儀器設備以及廠房結構的影響,廠房在設計時應充分考慮到振動的問題。
【參考文獻】
[1]郭磊,劉德輝,李志紅.智能診斷技術在水電機組振動故障診斷中的應用[J]. 水電能源科學.2009,15(04):543-545
電站設計規范范文3
關鍵詞: 變電所;供配電系統;一次設計;二次設計;變壓器
中圖分類號:TD61 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)04-0051-02
1 變電所所址的選擇
本礦井采用雙回35kV電源供電,兩回35kV電源分別引自不同的區域變電站。礦井工業場地建設一座35/10kV變電所,變電所低壓為0.4kV。變電所所址的選擇應靠近負荷中心,便于進、出線且周圍環境無明顯污穢,結合礦井工業場地總布置情況,本變電所設于礦井工業廣場的東南部。
2 變電所一次設計
2.1 計算負荷及短路計算 礦井35kV變電所10kV母線計算負荷:有功功率Pj=11638kW,無功功率Qj=7724kvar;無功補償Qc=4380kvar,補償后無功功率Qj=3344kvar,視在功率Sj=12123kVA,功率因數COS?準=0.96。
2.2 主要電氣設備選擇 經過計算,礦井變電所35kV母線短路容量為94.3MVA,短路電流1.47kA,短路電流沖擊值3.75kA;10kV母線短路容量為50MVA,短路電流2.75kA,短路電流沖擊值7.02kA。短路參數對電氣設備選擇無特殊要求。變電所35kV配電裝置選用KYN61-40.5Z(開斷電流25kA)型戶內鎧裝移開式金屬封閉關柜;10kV配電裝置選用KYN28A-12Z型(開斷電流20kA)戶內中置開關柜;主要電氣設備的技術參數經驗算符合動熱穩定的要求。10kV饋出電纜最小熱穩定截面:按中速開斷速度考慮,取0.2S短路電流產生的熱效應為Qth=I×Tth=7.022×0.2=9.86,電纜熱穩定允許的最小電纜截面Smin=×103/C=22.9mm2,C取137(銅芯電纜)。變電所10kV饋出電纜按交聯聚乙烯絕緣(銅芯)最小熱穩定截面為25mm2。
2.3 電氣主接線及主要電氣設備 根據礦井負荷統計結果,35kV變電所主變壓器設計選用SZ11-8000/35、8000kVA三臺,電壓比為35±3×2.5%/10.5kV、接線組別Y,d11。兩臺運行一臺備用,主變正常負荷率74%,故障保證率100%。為滿足節能要求,主變壓器分列運行。變電所35kV電氣主接線采用單母線分段系統,設計選用KYN61-40.5Z型鎧裝移開式交流封閉開關柜,配真空斷路器彈簧操作機構。共設13個間隔(進線間隔2個、進線避雷器間隔2個、出線間隔3個、母聯間隔2個、PT間隔2個、站用變2個);開關柜單列布置。變電所10kV電氣主接線采用單母線分段系統,設計選用KYN28A-12Z型戶內中置開關柜31臺,配真空斷路器彈簧操作機構;10kV出線建設15回;預留2回。主變進線采用架空進線,10kV出線采用電纜敷設,開關柜雙列布置。變電所0.4kV系統計算負荷Pj=907kW、Qj=222kvar、Sj=945kVA;其中一、二級負荷Pj=332kW、Qj=80kvar、Sj=346kVA。設計選用SCB11-800/10、10/0.4kV、800kVA動力照明變壓器2臺,同時運行,負荷率59%,故障保證率84.6%;當一臺變壓器停運時另一臺能保證供電范圍內一、二級負荷用電。0.4kV采用單母線分段系統。變電所設兩臺35/0.4kV所用變,一用一備,設備自投。變電所正常工作照明電源由所用電380/220V系統供電。事故照明電源正常由交流電源供電,事故時由由直流屏供電,兩電源回路可自動切換。主控室、高壓配電室及主要通道進出口處均裝設事故照明燈。
2.4 無功補償 礦井用電負荷較大,特別是主、副井提升機采用可控硅直流傳動系統,且礦井變頻設備使用較多,無功補償與諧波治理要求較高,為降低設備投資,本設計選用靜態電容器組和動態補償組合的方式。根據負荷統計結果,SVG鏈式逆變器設置1500kVar,電容器組為1200kvar,實現動態無功補償和濾除諧波。
2.5 中性點接地方式 35kV中性點按不接地方式設計。礦井10kV電纜線路總長約12.5km,10kV配電網絡的單相接地電容電流計算值為12.68A,考慮變電所16%的附加值后,變電所10kV側總單相接地電容電流約為14.7A,設計10kV系統中性點經消弧線圈接地;0.4kV系統中性點接地。
2.6 防雷及接地 礦井所在地區年平均雷暴日數為40天,屬于多雷區。變電所樓屋面采用現澆鋼筋砼結構,將屋面砼內鋼筋焊接成網裝接地,防直擊雷。線路進站段采用避雷針進行直擊雷保護。根據《交流電氣裝置的接地(DL/T621-1997)》的要求,變電站設計工頻接地電阻不大于4Ω。變電站主接地網按不等間距方孔網布置,以水平接地體為主,垂直接地體為輔聯合構成。變電所接地槽均置換為粘土,并添加專用降阻劑。變電站設計除砼路面外的場地均鋪設砼預制塊,增加地表接觸電阻,進一步提高變電站允許接觸電壓差及跨步電壓差,保障人身安全。
3 變電所二次設計
變電站按無人值班設計,采用計算機監控系統,計算機監控系統采用分層分布式網絡結構,完成對變電站內所有設備的實時監視和控制,數據統一采集處理,資源共享。保護動作及裝置報警等重要信號采用硬接點方式輸入測控單元。結合變電站無人值班方式的特點和目前計算機監控系統在變電站的應用情況,確定計算機監控系統的監控范圍如下:①全站的斷路器、隔離開關及電動操作的接地開關工作狀態;②主變壓器的分接頭調節(有載調壓變壓器)及10kV無功補償裝置自動投切裝置狀態;③直流系統和UPS系統工作狀態;④通信設備及通信電源告警信號;⑤站用變壓器、直流系統、UPS系統的重要饋線開關狀態。計算機監控系統具有與電力調度數據專網的接口,軟、硬件配置支持聯網的網絡通信技術以及通信規約的要求。
3.1 保護配置及自動裝置 主變壓器主保護設差動保護、本體重瓦斯、有載分接開關重瓦斯保護、非電量保護(跳閘)。后備保護設復壓過流、過負荷保護、非電量保護(發信號)。35kV母聯設母線充電保護、限時速斷保護、過流保護。10kV饋出線設三段式電流保護。10kV小電流接地選線由專用的裝置實現,同時擬將所有10kV零序電流信號接入故障錄波裝置,便于分析接地故障;母聯分段設母線充電保護、限時速斷保護、過流保護;10kV電容器回路設兩段式電流保護、高電壓、低電壓、零序電壓(開口三角形)及過負荷,保護均動作于電容器斷路器;10kV動力變壓器設兩段式電流保護、溫度及過負荷保護。
3.2 變電所的計量 系統計量設置于產權分界點,即在上級變電站35kV出線側設置關口計費點,關口計費點電度表按主、副表配置,精度有功為0.2S級,無功為2.0級。
變電所10kV饋線電能計量按有功0.5S級、無功2.0級配置。 智能電能表測量具有有功、無功、電壓、電流、頻率、有功電量、無功電量和多費率電量、最大需量、分時區、時段、不同費率為基準的電量累計和存儲,可通過串口向電能量遠方終端傳送分時電量數據;其具備失壓記憶功能,以保持運行參數和電能量數據;具有就地維護、測試功能接口站有電度表均通過串口送入集中的電能量采集裝置,并通過該裝置轉送給變電站計算機監控系統。
3.3 變電站微機防誤閉鎖綜合操作系統 變電所裝設一獨立微機防誤閉鎖綜合系統,配置工控主機(應具備與微機監控、RTU等接口功能,實現數據共享,并可閉鎖監控操作)、漢字顯示器、開關閉鎖控制器和電腦鑰匙等。實現強制性五防閉鎖、在線自動對位、仿真模擬預演、多任務并行操作。通過與綜合自動化系統的通訊管理單元通訊的方式,接收各類操作的操作順序,并與裝在一次設備上的編碼鎖配合,一起完成防誤閉鎖各項功能。
4 直流系統
本變電站裝設一套智能型微機高頻開關直流電源成套裝置,負擔斷路器合閘、微機綜合自動化系統、通訊及事故照明等直流負荷。直流系統電壓采用220V,設一組閥控式密封鉛酸蓄電池和雙套冗余配置的(模塊按N+1冗余配置)高頻開關電源充電裝置。該裝置能與微機綜合自動化系統進行網絡通訊,實現直流屏的無人職守。蓄電池的容量按能滿足微機綜合自動化系統全站事故2小時停電時的放電容量配置,設計選用100Ah鉛酸免維護蓄電池。微機高頻開關直流電源屏組安裝于中央控制室。為了防止可能由于交流站用電系統突然事故發生,本工程設計選用一套5kVA的UPS不間斷逆變電源裝置,UPS微機不間斷逆變電源屏裝設在中央控制室內,為確保運行的可靠性,電源輸入另外還設有交流旁路系統及直流直接供電系統。
5 系統通信及調度自動化
礦井變電所對外通信線路隨礦井35kV變電所至上級變電站的35kV線路同時建設,設計假設采用35kV線路架設1條12芯OPGW光纜,本礦35kV變電所新設光通信設備和相應配套設施,光通信設備安裝在所內主控室設備區。通訊電源由所用直流電源加DC/DC轉換模塊方式給通信設備供電,共設置3套30A 220V/48V模塊。變電所備用通信為市話通信。本變電站遠動信息通過遠動通道分別上傳至集控站和地調,遠動信息包括變電站全部“四遙”(遙控、遙測、遙信、遙調)信息。本變電所采用微機監控系統,交流采樣,遠動功能由計算機監控系統的遠動工作站來完成。
6 節能及環境保護
所內主要污染源有電磁輻射、噪聲等。變電所設備選用低場強電氣設備;對電氣設施采取有效的屏蔽措施;減少接觸不良產生的火花放電;避免火花放電產生高頻電場。變電所的噪聲主要來源主變壓器,變壓器采用自冷低噪音設備滿足環境保護的有關規定。設計主變壓器選擇節能型銅芯低損耗電力變壓器,變電站站用變壓器選用S11型低損耗變壓器;變電站照明燈具選用節能燈具。本變電所10kV側配置了動態無功補償裝置,提高了功率因數。結合變電站綜合自動化系統及電力監測監控系統設置的電能監控信息系統,建立計算機遠程監控信息系統,實時監測企業的電能消耗等運行參數,對用電負荷進行節電目標管理,嚴格控制高峰期用電負荷,實現企業電能管理信息化和自動化。
參考文獻:
[1]煤礦安全規程.
[2]礦山電力系統設計規范.
[3]煤礦井下供配電設計規范.
[4]礦井設計規范.
[5]供配電系統設計規范.
[6]35~110kV變電所設計規范.
[7]10kV及以下變電所設計規范.
[8]交流電氣裝置的接地(DL/T621-1997).
[9]電力裝置的電測量儀表裝置設計規范(GB50063-2008).
電站設計規范范文4
關鍵詞: 老撾 Nam Ngum5水電站 隧洞 淺埋深 設計
1 概述
Nam Ngum5水電站引水隧洞全長8736m,共設計5個施工支洞。其中3#洞下游至4#洞下游 T7+000~T8+320段隧洞埋深較淺,埋深約72~120m之間,其中強風化層下限至隧洞頂的穩定巖層厚度最小的地方不足40m。實際開挖后,該段地質條件比較差,基本為Ⅳ~Ⅴ圍巖,巖性為砂質板巖,薄層狀為主夾中厚層狀,巖層產狀變化較大,弱風化。構造擠壓嚴重,層間錯動嚴重,糜棱巖化嚴重,巖體節理裂隙很發育,多展開夾泥,巖體較破碎~破碎,層間結合差,地下水活動中等,沿結構面有滴水或滲水,洞線與巖層走向夾角在71°~89°,地下水發育輕微。該段毛水頭約為165m,根據規范公式計算了隧洞的埋深要求,計算公式見如下:
式中CRM──巖體最小覆蓋厚度(不包含全、強風化),m;hS──洞內靜水頭(m),γW──水的重度,KN/m3;γR──巖石的重度,KN/m3;αγR──隧洞的傾角;F──經驗系數1.3~1.5。通過計算后隧洞穩定巖層的厚度最小約93.26m,隧洞的埋深不能滿足要求。根據實際情況,設計過程中采用了地下埋管方案,埋管段開挖噴錨后洞徑為5.2m,鋼管內徑為3.8m,回填混凝土厚度為0.8m。采用埋管方案時不計入圍巖彈性抗力,綜合考慮后取消了固結灌漿、排水隧洞,保留回填灌漿和接觸灌漿,大量減少了工程量。本段區域地質構造穩定,地震烈度為Ⅵ度,設計時不考慮地震工況。
2 取消固結灌漿和排水洞的討論
在壓力管道設計過程中,通常埋管在設計過程中都考慮圍巖的彈性抗力,因此圍巖需要承擔部分外水壓力,因而必須要對巖體進行固結灌漿加固,保證圍巖在遭受水壓力時候不被破壞,這樣必須在鋼管道上開孔進行固結灌漿。同時由于地質條件的復雜性,使得進行固結灌漿后不一定能完全保證固結灌漿后的質量就能達到設計預想的圍巖抗力。在計算過程中,埋管的計算往往又受抗外壓的控制,造成管道的壁厚的被迫增加,同時需要增加排水洞等措施幫助抗外壓。針對這個矛盾,筆者通過國內一些電站的實例后,加之本電站的地質條件差的特點,認為本電站的設計過程中,充分避開這個矛盾,即埋管設計設計過程中不考慮圍巖彈性抗力,適當增加管道的壁厚。
根據地下埋管的計算,埋管往往受抗外壓穩定驗算的控制,通常為保證埋管的穩定,減少外水壓力,在管道的上方設置排水隧洞,以達到減少外壓保證管道穩定的目的。由于該電站實際開挖后該段地質條件基本為Ⅳ、Ⅴ類圍巖,開挖排水隧洞的難度較大,圍巖穩定差,開挖支護工作量較大。同時該段埋深約72~120m,外水壓力也不算非常高,綜合工期、投資等考慮后,在設計過程中取消了排水隧洞,在埋管上設計了加徑環幫助抗外壓的措施。通過取消了排水隧洞后為電站的發電節省了大量的工期。
通過減少了固結灌漿和排水洞兩項措施,使得施工大為簡化,為電站的建設節省了大量的時間,同時通過經濟分析后,這樣做還能大量減少投資。故本電站隧洞淺埋深段針對這些有利因素,在設計過程中取消了固結灌漿和排水隧洞,在埋管設計過程中適當加大壁厚和增加加徑環的措施來解決取消固結灌漿和排水隧洞。
3結構計算
3.1埋管壁厚計算
由于該段地質條件極差,圍巖的彈性抗力較小,故在設計過程中不考慮圍巖的彈性抗力作用。故可以采用如下公式計算鋼管的壁厚:
式中t──為鋼管的壁厚mm,p──為內水壓力強度Mpa,σ──為鋼管的許用應力Mpa;
式中:σR―鋼管結構構件的抗力限值,N/mm2;σR按下式計算:
γ0──結構重要性系數;γ0=1.1 , ψ──設計狀況系數 ψ=1.0 ,γd──結構系數,γd=1.3 , f──鋼材強度設計值,鋼材采用Q345C,取fs值為290Mpa;通過計算后鋼管的計算厚度為15.4m,實際選用設計厚度為18mm。
3.2埋管抗外壓穩定驗算
1)光面管計算:
計算臨界外壓用經驗公式進行計算:
式中: ──鋼管道的壁厚,t=18mm,D──鋼管道的內徑,D=3800mm ,σs ──鋼材彈性模量315Mpa。通過計算后剛管道的外水壓力為60m,計算后光面管的臨界外壓為0.28Mpa,相當于28m外水壓力水頭。對于埋管,鋼管道的抗外壓安全系數為1.8, 管道的抗外壓遠遠達不到要求,故需要設計加徑環。
2)帶加徑環管道抗外壓穩定計算:
由上表成果可知,K均小于1.8,鋼管道抗外壓不穩定,需加加勁環,抗外壓穩定驗算按《水電站壓力鋼管設計規范》《水電站壓力鋼管設計規范》DL/T5141-中的米塞斯公式計算。
由于鋼管道光面管的抗外壓穩定不滿足要求,抗外壓穩定驗算按《水電站壓力鋼管設計規范》DL/T5141-中的米塞斯公式計算,臨界外壓值 :
式中: ──鋼管道的壁厚,t=18mm,r──鋼管道的內徑,D=1900mm ,υs ──鋼材的泊松比為0.3,Es ──鋼材彈性模量2.06×105N/mm2,l──加徑環間距為2500mm; ――最小臨界壓力波數,由 估算,取相近的整數。通過計算后抗外壓值滿足規范要求。
4回填灌漿
由于該段的內水壓力較大,混凝土襯砌不可避免的出現裂縫,裂縫開張后可能會引滲漏等。故針對本段要加強回填和固結灌漿處理?;靥罟酀{的主要在頂拱120°度范圍內進行?;靥罟酀{孔排距為3.0m,回填灌漿孔深入圍巖0.1m,,回填灌漿壓力為0.3Mpa。
5結語
通過對Nam Ngum 5水電站隧洞淺埋深段進行分析和計算后,得出了如下結論:
1)高壓引水隧洞在設計過程中,應盡量避開淺埋深等不良地質地段,不可避免時,應優先采用鋼襯作為設計方案。
2)對于地質條件較差地段在設計埋管時,不考慮圍巖彈性抗力,適當增加管道壁厚,減少埋管的的固結灌漿,可以大量減少建設內容,對電站建設總體上節省了大量投資。
3)淺埋深段埋管設計過程中,抗外壓的建議計算至地面,適當增加壁厚和加徑環幫助管道抗外壓,同時取消排水洞等內容,對節省工程投資和工期都有積極的意義。
參考文獻
[1] DL T 5017-2007 水利壓力管道制造安裝及驗收規范.中國電力出版社.2007.
[2] DL5159-2004 水工隧洞設計規范.中國電力出版社.2004.
電站設計規范范文5
關鍵詞:水電站;擋水;建筑物;設計
中圖分類號:TV732 文獻標識碼:A
1工程等級及標準
1.1工程等級
擬建工程由重力式擋水壩、溢流壩、等組成,水電站總庫容3846.58×104m3,裝機容量24MW,根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《防洪標準》(GB50201-94)的規定,該工程規模為中型工程,工程等別為Ⅲ等,擋水壩、溢流壩、河床式電站廠房為3級建筑物。
1.2設計標準
1.2.1防洪設計標準
根據《防洪標準》(GB50201-94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)的規定。對于本工程選定方案擋水重力壩最大壩高為30.8m,上下游水頭差為11.5m。按關于山區、丘陵區的水利樞紐工程的重力壩、溢流壩、河床式電站廠房洪水標準為:校核洪水標準采用500年一遇(P=0.2%),設計洪水標準采用50年一遇(P=2%);泄水建筑物消能防沖的設計洪水標準為30年一遇(P=3.3%);變電站、進廠交通等非擋水部分的校核洪水標準為100年一遇(P=1%);設計洪水標準為50年一遇(P=2%)。
對于比選方案面板堆石壩方案,按關于山區、丘陵區的水利樞紐工程的堆石壩、溢洪道洪水標準為:校核洪水標準采用1000年一遇(P=0.1%),設計洪水標準采用50年一遇(P=2%);引水式電站廠房校核洪水標準為100年一遇(P=1%);設計洪水標準為50年一遇(P=2%);溢洪道消能防沖建筑物的防洪標準與重力壩方案相同。
1.2.2抗震設計標準
根據《中國地震動峰值加速度區劃圖》(GB18306-2001)和《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》(GB18306-2001),本區地震動峰值加速度值<0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35s,相應的地震基本烈度小于Ⅵ度。
2擋水建筑物壩頂高程確定
按《水工建筑物抗冰凍設計規范》(GB/T50662-2011)中有關規定,壩頂超高按常規設計。
2.1風速
風速采用項目區所在地區氣象臺測站1957年~1990年4月~11月實測風速進行統計,根據壩軸線走向,分別選取5個風向(WSW、W、WNW、NW、NNW)進行統計。
計算風速:正常運用情況下采用重現期為50年的年最大庫面風速,非正常運用情況采用多年平均年最大風速。壩前風速計算值采用如下:
正常情況:υ=15.94m/s(正常蓄水位和設計洪水位時);
非常情況:υ=9.35m/s (校核洪水位時)。
2.2風區長度及水域平均深度
庫區水域雖狹長細窄,但庫區水面寬度仍大于12倍波長,因此風區長度采用計算點至對岸的直線距離。
風區內水域平均水深Hm沿風向作出地形剖面圖求得,計算水位與相應設計情況下靜水位一致。
2.3計算公式
根據《混凝土重力壩設計規范》(SL319-2005)中的規定以及本次調洪成果對壩頂高程進行計算,壩頂高程為水庫靜水位與超高之和,即校核洪水位、設計洪水位和正常蓄水位情況下分別加相應的壩頂超高確定壩頂高程。壩頂與水位的高差由下式確定:
Δh=h1%+hz+hc
式中:Δh—— 防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差(m);
h1% —— 波高(m);
hz—— 波浪中心線至正?;蛐:撕樗坏母卟睿╩);
hc—— 壩體安全超高(m);
其中波浪高h的計算采用官廳水庫公式:
式中:υ0 —— 計算工況下的相應風速 (m/s);
D —— 吹程 (m);
Lm—— 平均波長 (m)。
波浪中心線至水庫靜水位的高度按下式計算:
式中:H —— 擋水建筑物迎水面前的水深 (m)。
壩頂高程計算成果見表1。
壩頂高程計算成果表
表1單位:m
由計算結果知,壩頂高程由校核洪水位控制,計算壩頂高程為450.46 m。但考慮到溢流壩頂的工作橋凈跨為10.0m,為保證橋體鋼軌下的大梁(估算1.3m高)不影響泄洪,工作橋梁底須高于校核洪水位,由此確定壩頂高程為450.8m。
3 擋水壩設計
擋水建筑物壩型為混凝土重力壩,左岸擋水壩段樁號壩0+000 ~ 壩0+058.95m,右岸擋水壩段樁號為壩0+194.45 m ~壩0+ 212.7m,兩岸擋水壩段總長為77.15m。
擋水壩壩頂高程為450.8m,壩頂不設防浪墻,壩頂寬度為6.0m,最大壩高為29.85m。壩頂路面以1%坡度向上游傾斜,以便排除壩頂集水,考慮到安全因素,壩頂上、下游側設有欄桿。壩體上游面折坡點高程為440.8m,折坡點以上鉛直,折坡點以下壩坡為1:0.2,下游折坡點高程為440.8m,折坡點以上鉛直,折坡點以下壩坡為1:0.6。下游壩腳豎直高度2.0m。
壩底上游壩踵設1.5m深、1.75m底寬的梯形齒槽。壩體內設置帷幕灌漿和排水廊道,廊道為城門洞形,寬3m,高4m。廊道上游壁距上游壩面3m,底板混凝土最小厚度3m,底板高程隨壩基面上升,升至高程442.57m從下游壩面拐出。
為及時排出壩體內的滲透水,在壩體內防滲面板下游每隔3.0m設置一根直徑15cm的豎向排水管,滲透水通至廊道再排出壩體。壩體每隔20m左右設橫縫,縫內設一道橡膠止水。
重力壩混凝土分3區:壩上游表面防滲抗裂Ⅰ區混凝土厚2.0m,強度等級C25,抗凍等級F300;壩內低熱Ⅱ區混凝土及壩基礎低熱抗裂Ⅲ區混凝土(厚2.0m),強度等級C20。
4壩肩處理
由于右壩肩基巖巖面坡度較陡,為了滿足該壩段沿壩軸線方向的穩定要求,壩肩基巖面開挖成臺階狀以增強壩肩的縱向穩定性。
兩壩肩壩頂高程以上進行開挖削坡處理,根據地質勘察成果,土質邊坡削坡的坡度為1:1.75~1:1.5,巖石為1:1~1:0.75。
5壩體抗滑穩定計算
壩體抗滑穩定計算主要核算壩基面滑動穩定,荷載組合分為基本組合和特殊組合兩類,分別采用抗剪公式和抗剪斷公式計算。荷載組合見表2。
擋水壩荷載組合
表2
抗滑穩定采用抗剪強度計算公式:
式中: K—— 抗剪強度計算公式的抗滑穩定安全系數;
∑W —— 作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的法向分值;
∑P—— 作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的切向分值;
f —— 壩體混凝土與壩基接觸面的抗剪摩擦系數。
抗滑穩定采用抗剪斷強度計算公式:
式中:K′ ——抗剪斷強度計算公式的抗滑穩定安全系數;
f’、C —— 滑動面抗剪斷摩擦系數及抗剪斷凝聚力;
A —— 基礎面受壓部分的計算面積;
ΣW ——作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的法向分值;
ΣP ——作用于壩體上的全部荷載對滑動平面的切向分值。
計算斷面選取最大壩高斷面進行計算,抗滑穩定計算成果見表3。
擋水壩抗滑穩定計算成果表
表3
從表中計算結果數值可以看出,擋水壩抗滑穩定滿足規范要求。
6 壩基應力計算
擋水壩壩基地基應力計算采用材料力學公式計算;
式中:∑W —— 作用于單位寬度壩段上所有垂直力的代數和;
∑M —— 所有荷載(外力)對于壩基截面形心的力矩代數和;
B —— 壩底寬度。
計算結果見表4。
擋水壩壩基應力計算成果表
表4
弱風化安山巖地基允許承載力為3.8MPa,由表8.1.4計算結果得出,壩基地基承載力小于允許值,并且大于零,均滿足規范要求。
參考文獻
[1]GB/T50662-2011水工建筑物抗冰凍設計規范[S].)中國計劃出版社,2011.
電站設計規范范文6
關鍵詞:變電站接地網;設計;研究
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
1 概述
變電站接地設計關系到電網安全運行,有效、可靠的接地是變電站安全運行的基本保證,對確保人身、設備安全至關重要。
隨著城市規模的不斷擴大,土地資源的日益緊張要求市內變電站站址面積小型化,同時還要考慮城市規劃等方面的因素,這對變電站接地設計提出了更高要求。一般在變電站接地網的設計過程中,對接地網設計提出了基本要求:
1.1 為保證電網正常運行和故障時的人身及設備安全,電氣設備及設施宜接地或接中性線;
1.2變電站的電氣設備,應設置同一個接地系統,接地電阻應滿足設計的要求;
1.3.接地裝置應充分利用各種自然接地體接地,并校驗其熱穩定;
1.4 當電站接地電阻難以滿足運行要求時,可根據技術經濟比較,采用有效的降阻措施;
1.5 接地設計應考慮土壤干燥或凍結等季節變化的影響,接地電阻在四季中均應符合設計值的要求。
2 接地體材料對比分析
接地網材料不僅影響著接地體的熱穩定和截面大小,而且還會影響到接地網的接地電阻、使用壽命、經濟效益等,是接地網設計的重要部分。
在變電站接地網材料選擇中,站址土壤腐蝕性是一個非常重要的因素,它不僅影響接地體的使用場合,而且關系到接地網設計的合理性。除此之外,接地材料的性能特點、使用壽命、經濟效益等也是選擇接地網材料的重要因素,因此接地網材料的合理選擇對變電站接地網是非常必要的。
2.1接地體材料對比分析
根據接地網材料特性及其使用場合,結合目前常用的三種接地體材料(傳統鋼、銅覆鋼和銅排),對其進行對比分析:
(1)傳統鋼材料一般作為最常用的接地網材料,其適用于土壤腐蝕性弱,站址面積較大且易更換的變電站。鋼材料接地網一次性投資小,便于生產、加工、安裝。其缺點抗腐蝕性弱、導電性差、機械強度不高、使用壽命短等。尤其是在中等腐蝕以上的土壤中,其以大于0.065mm/年的速度被腐蝕,其一般壽命為10-15年,腐蝕嚴重區域需開挖檢修或重新敷設。
(2)除傳統鋼材料外,銅覆鋼是使用較多的材料。銅覆鋼是指作為芯體的鋼表面被銅連續包覆所形成的金屬復合材料。其技術性能指標較傳統鋼更加可靠、穩定,其特點如下:
a)接地體截面相同時,銅覆鋼熱穩定性較好。同等熱穩定校驗條件下,鋼接地體所需的截面積為銅材的2倍。
b)導電性能好:銅覆鋼材料的導電率為20%-40% IACS,在疏導電流相當的情況下,銅覆鋼的截面積理論上可比鍍鋅鋼材減小。
c)抗腐蝕性強:實驗表明銅是一種耐土壤腐蝕材料,僅在土壤中含有高量的有機硫化物和高酸性時,銅才產生點蝕。銅層達到一定厚度時使用壽命可達到60年。
d)機械強度高:傳統鍍鋅鋼導體在打入地下時,鍍鋅層易剝落。銅覆鋼導體由于銅層厚度大,銅層結合度高,因此在與土壤的摩擦中不會影響其防腐性能。
e)電阻率?。涸谝欢ǔ潭壬峡山档徒拥仉娮琛?/p>
其缺點:銅覆鋼接地網一次性投資較大,工藝要求高,同時不宜適用于含有高量的有機硫化物和高酸性土壤中。
(3)相較以上兩種接地材料,變電站接地網采用銅排相對較少,僅用于土壤腐蝕性極強的變電站。銅排具有耐腐蝕性強,導電性和熱穩定性好,機械強度高,使用壽命長等特點。但我國銅礦資源比較匱乏,銅價格比較昂貴,因此采用銅排作接地網,其一次性投資大,焊接工藝要求高,不適用于含有高量的有機硫化物和高酸性土壤中。
上述主要對三種材料性能特點進行對比分析,以下從全壽命周期及經濟效益角度,對上述三種材料進行技術經濟效益分析。
變電站接地網的全壽命周期按60年考慮。在同等的一般堿性地區(pH>7.0,土壤電阻率>20Ω?m),對銅覆鋼與熱鍍鋅鋼、銅的全壽命周期經濟性對比分析。其中熱鍍鋅鋼一次性壽命按照15年計算(根據文獻統計,一般腐蝕性區域鍍鋅鋼使用10~15年后,腐蝕嚴重需開挖檢修或重新鋪設,故技術經濟分析選取15年計算)、銅覆鋼和銅按60年計算,見下表。
全壽命周期對比表
比較項目 熱鍍鋅鋼接地材料 銅覆鋼接地材料 銅接地材料
直接經濟價格/元/t 7500 30000 60000
設計截面 1 0.52 0.29
一次性材料投資比值 1 2.13 2.64
全壽命比(個體/60) 0.25 1 1
全壽命投資比(材料費) 4 2.13 2.65
說明:
(a) 設計截面
A ,I 為短路電流,t為短路電流等效持續時間;按25%,700℃導電率計算,銅覆鋼C=136,鍍鋅鋼C=70,則銅覆鋼設計截面積:鍍鋅鋼設計截面積=70:136=0.52;
(b)按 GB50065 中銅的熱穩定系數,C=245,鍍鋅鋼 C=70,則銅設計截面積:鍍鋅鋼設計截面積=70:245=0.29
(c)以鍍鋅鋼為 1 進行對比計算,則銅覆鋼的材料投資比為:
銅的材料投資比為:
(d)相同土壤條件下(未考慮腐蝕極強的區域),銅及銅覆鋼設計壽命60年,熱鍍鋅鋼設計壽命15年。
(e)全壽命投資比=一次性材料投資比值/全壽命比。
由上表可知,使用銅覆鋼全壽命周期的材料費,與鍍鋅鋼相比可節省47%以上,相同的設計壽命下與銅相比可節省20%左右。與熱鍍鋅比,使用銅覆鋼接地網,不僅設計壽命提高、全壽命周期材料費降低,而且大幅減少了接地網開挖維修的次數和維修費用,隱形的全壽命周期經濟性更大;與銅相比,使用銅覆鋼不僅全壽命周期經濟性好,而且節約了戰略性銅材。 銅覆鋼是變電站接地網理想的資源節約型材料。
2.2接地體截面計算
根據洛陽市區110千伏含嘉倉變電站短路電流計算結果,110kV含嘉倉變電站110kV母線單相接地短路電流為10.04kA。根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中避雷線-桿塔系統,分流系數取值為0.6,短路持續時間為0.5秒,則計算入地短路電流為
傳統鋼接地體截面
當采用鋼地網方案時,除了考慮熱穩定校驗的因素外,還應當考慮鋼材的年平均腐蝕厚度 0.065mm/年。故當采用60mm× 6mm的扁鋼作為接地引下線,水平接地體應當采用60mm×6mm的扁鋼。
銅覆鋼接地體截面
當采用鍍銅地網時,應當采用40mm×4 mm的鍍銅帶作為接地引下線,水平接地體截面取截面積為160mm2的-40mm×4mm鍍銅扁鋼。
純銅接地體截面
當采用純銅地網時,應當采用30mm×4mm的純銅排作為接地引下線,即水平接地體截面取截面積為70mm2的裸銅絞線。
根據上述三種材料和熱穩定截面計算的對比分析和洛陽市區110千伏含嘉倉變站址腐蝕性程度,結合含嘉倉變電站為使用壽命60年的全戶內變電站,接地網檢修維護比較困難,故本工程采用水平接地體采用-40×4的銅覆扁鋼,滿足接地體截面的要求。
3 本工程接地方案分析
變電站接地網設計思路是在變電站區域設計網格狀接地網,經過熱穩定計算選擇接地扁鋼的截面,然后經過理論計算,計算出接地電阻值、接觸電勢和跨步電壓,將計算值與允許值進行比較。若其不滿足允許值要求,則采取相應的措施來降低接地電阻值和提高接觸電勢、跨步電壓允許值。
3.1接地電阻計算
接地電阻值是變電站接地系統的重要指標,是衡量有效性、安全性以及鑒定接地系統是否符合要求的重要參數。
根據洛陽市區110千伏含嘉倉變電站站址規劃圖,合理布置變電站接地網(參考圖紙B0157 1 C-D11),最終確定接地網東西長50m,南北寬30m。根據接地網布置情況和變電站土壤電阻率(),對變電站接地電阻進行粗略估算:
根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》規定,變電站接地電阻值應≤0.5Ω,因此變電站接地電阻計算值不滿足規范要求。針對此問題,在變電站接地網面積50×30=1500m2不能增大基礎上,必須采用相應措施降低接地電阻,使之滿足規程規范要求。
3.2接地網設計方案
對于本站接地網接地電阻不滿足規程要求,結合常用降阻措施,提出以下接地設計方案:方案一為采用降阻模塊,實現全站接地電阻降低;方案二為垂直接地體采用Φ14銅覆圓鋼,并在建筑物外側打輔助接地深井方案。
1、降阻模塊方案
降阻模塊方案指在水平接地體交叉處設置降阻模塊,通過降阻模塊并聯降低接地網整體電阻。
根據本站接地網最大布置面積,可采用最大降阻模塊數量為77個。由此對全站進行接地電阻進行計算。
(1)水平網電阻計算:根據上述資料,水平接地體接地電阻計算如下:
單個接地模塊接地電阻:R=k*ρ=34.22Ω (k=0.158)
并聯后總接地電阻:Rn =R/(n*h)
Rn = 0.635
式中:
n模塊數量n=77
h 數量調整系數h=0.7
并聯工頻接地電阻計算公式:
R =1/(1/R水平+1/Rn)
計算結果:R=0.518Ω
經計算,該方案仍然不滿足接地電阻小于0.5Ω的要求。
2、打輔助接地深井方案
由地址勘察報告可知,站址地深5m處主要為黃土粉層,其土壤電阻率為,站址地深12.43-13.30m處主要為穩定地下水層,其壤電阻率約為。基于此資料,提出了降低接地電阻方案:普通垂直接地體采用Φ14銅覆圓鋼,并在建筑物外側打輔助接地深井方案,深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管。
本站接地網按照60年來設計,依全壽命周期和經濟效益角度,深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管更為合理。
根據電氣總平面布置和接地網布置情況,接地體主要布置在水平接地體交叉點,同時應考慮到深井接地體之間的間距,盡量減少接地體之間的互相屏蔽作用。
含嘉倉變電站接地網布置圖
根據接地網布置圖,對本站接地電阻進行計算:
(1)垂直接地電阻驗算:根據DL/T 621-1997,長15m單根垂直接地體接地電阻計算公式如下:
說明:l為深井接地體長 15m,d為接地體直徑0.15m。水平接地網對垂直接地體的平均屏蔽深度為1.5m-2m。保守計算,2.5m長垂直接地體降阻效果忽略不計。每個長15m的垂直接地體電阻為R單垂=2.54 Ω。
(2)本站垂直接地體降阻主要受深井接地體影響,而深井接地體間距不滿足最小兩倍接地體長度,故深井接地體并聯電阻需考慮屏蔽影響,根據英國接地標準 BS7430:1991:
R垂并= R單垂(1+ρ15(1/2+1/3+…+1/n)/R單垂πD)/n=0.508Ω
n 為深井接地體根數7,D為垂直接地極間距20m。
(3)接地網接地電阻:因垂直接地極上部2m左右處于水平網的散流通道內,水平網與垂直地網并聯時,應除以兩者之間的屏蔽系數0.9,故接地網的接地電阻為:
由上式計算結果知,接地網在建筑物外側設置7根15m長深井接地體,接地電阻計算值就可以滿足規程小于0.5Ω的要求。
4 接觸電勢、跨步電壓的計算
接觸電勢和跨步電壓是變電站接地系統的重要指標,對人身安全至關重要。一般在變電站接地電阻滿足要求的情況下,必須確保接觸電勢和跨步電壓的計算值均在允許值范圍內,否則仍不滿足工程要求,必須采取相應措施滿足計算值在允許值范圍內。
根據《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中接觸電勢、跨步電壓的允許值計算方法,對其進行計算如下:
計算本工程的接觸電勢及跨步電壓允許值
接觸電勢允許值
跨步電壓允許值
4.1最大接觸電勢計算
根據方案二的接地網設計方案和《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中計算方法,對最大接觸電勢進行計算。
衰減系數
Df=
接地網的最大入地電流
IG= Df×I=1.05×4518=4738.5A
埋深系數
接地網網格數
式中: Lc――水平接地網導體的總長度(m) ; Lp――接地網的周邊長度(m);
網孔電壓影響校正加權系數為
網孔電壓幾何校正系數為
式中:
ρ――土壤電阻率(Ω∙m); km――網孔電壓幾何校正系數;
D――接地網平行導體間距;h――接地網埋深 0.8m;
d――接地網導體直徑。Kh ――接地網埋深系數;
h0――參考深度,取 1m;
Kii――因內部導體對角網孔電壓影響的校正加權系數。
接地網不規則校正系數為
有效埋設長度為
最大接觸電勢為
4.2跨步電壓最大值計算
根據方案二的接地網設計方案和《GB50065-2011交流電氣裝置的接地設計規范》中計算方法,對最大跨步電壓進行計算。
埋入地中的接地系統導體有效長度為
系數
最大跨步電壓計算值為
經上述計算可知,最大接觸電勢不在允許值范圍內,不滿足工程需要。為此將接地網的邊緣經常有人出入的走道處鋪設碎石、礫石(厚度為15~20cm,其土壤電阻率約2500Ω?m)、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶,采用硬化路面等措施后,接觸電壓允許值為847.1V,跨步電壓允許值為2721V??梢娫谠诓扇〈胧┖笞畲蠼佑|電勢即可滿足要求。
5 結論
本專題從全壽命周期角度和經濟效益考慮,本工程接地網選用銅覆鋼材料,水平接網按照等距網格布置,輔以角鋼垂直接地極和深井接地體的混合接地網。水平接地網采用-40×4銅覆扁鋼作為水平接地主網,以2.5m長Φ14銅覆圓鋼作為垂直接地極,深井接地體采用15m長的Φ150熱鍍鋅鋼管,這樣設計降低了本站接地電阻,使之滿足規程規范的要求。
在上述降阻措施下,通過在地網的邊緣經常有人出入的走道處鋪設碎石、礫石、瀝青路面或“帽檐式”均壓帶,并采用硬化路面等措施后,大幅度提高了接觸電勢、跨步電壓的允許值,使之計算值均在允許值范圍內。
在本工程設計中,不僅優化了接地網設計方案,而且從全壽命周期方面實現了全站接地最優,經濟效益最佳,同時也考慮到本站擴建、運行維護簡單方便的要求。因此本方案在本工程中是值得應用并推廣的。
參考文獻:
【1】DL/T6201997,交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合【S】