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2014年3月,基于與業(yè)主方多輪技術談判及現(xiàn)場踏勘成果,中水對外公司組織設計單位編制完成了《老撾500kV輸變電項目川壙-納塞通段可行性研究報告》,最終確定變電設計方案如下:
1.1變電站設備布置方案
目前老撾常見的變電站大多采用常規(guī)戶外布置,即變電站內(nèi)的主要設備(如主變壓器、開關裝置等)安裝在露天場所。事實上,除了此類布置方案,最常見的另一種布置形式是氣體絕緣開關設備(GIS)布置。由于采用了SF6氣體作為絕緣介質(zhì),大大壓縮了絕緣所需的空間距離,GIS系統(tǒng)的空氣絕緣距離僅僅是戶外開關設備(AIS)系統(tǒng)必要空間的15%,且由于設備全部封裝于套管,其耐污性能較常規(guī)AIS設備要好。因此,GIS系統(tǒng)在場地較為狹窄、高污染地區(qū)具有較好的適用性,但該系統(tǒng)及其相關的土建、建筑成本大約是AIS系統(tǒng)的近2倍。因此,在進行系統(tǒng)選擇時,必須結(jié)合涉及的站址實際情況,通過技術經(jīng)濟比較,合理予以選擇。對于空間限制地區(qū)(如城市中心、工業(yè)區(qū)等)或高污染地區(qū),GIS系統(tǒng)是必要且合理的選擇。但對于空間條件較好、污染程度較低的地區(qū),應該首選AIS系統(tǒng)。考慮到22kV開關柜比敞開式配電裝置設備價格約增加80%~90%,針對該項目,22kV側(cè)同樣采用敞開式配電裝置。
1.2主接線形式分析
500kV和230kV側(cè)電氣主接線,對雙母線接線、3/2接線和4/3接線三種常用接線形式進行了比較,結(jié)果見下頁表。從下表不難看出,針對該項目將作為老撾國家電網(wǎng)動脈這一定位,雙母線接線存在全站停電的致命缺陷,因此500kV系統(tǒng)不采用。目前國內(nèi)變電站500kV側(cè)接線方式主要采用3/2或4/3斷路器接線。但4/3斷路器接線,只有當進出線回路較多時才能保證在一個元件檢修時系統(tǒng)不會開環(huán)運行。綜合線路的出線回路數(shù)和變電站的重要性,該項目500kV側(cè)接線采用3/2斷路器接線方式。對于230kV側(cè)電氣主接線的比較亦然。每臺主變22kV側(cè)均采用單母線接線,22kV進線側(cè)裝設總斷路器,各無功補償回路裝分斷路器。
1.3主變壓器選擇
該項目主變壓器采用單相自耦無勵磁調(diào)壓變壓器,每相額定容量250/250/80MVA,額定電壓525/槡3/230/槡3±2×2.5%/22kV,高壓-中壓阻抗12%,中壓-低壓阻抗30%,高壓-低壓阻抗46%,冷卻方式為自冷/風冷(ONAN/ONAF),消防方式為排油充氮。
1.4其他主要電氣設備設計方案
a.高壓并聯(lián)電抗器。根據(jù)系統(tǒng)一次分析結(jié)果,在500kV豐沙灣變電站中有必要同期安裝并聯(lián)電抗器,以限制過電壓升高危及絕緣。因此,該項目將在500kV豐沙灣—端西線路的豐沙灣側(cè)同期安裝2臺500kV高壓電抗器。
b.低壓并聯(lián)電抗器。根據(jù)系統(tǒng)一次分析結(jié)果,在500kV豐沙灣及500kV端西變電站中低壓側(cè)有必要同期安裝低壓并聯(lián)電抗器,以平衡系統(tǒng)中的無功功率。因此,低壓并聯(lián)電抗器將并聯(lián)于主變低壓側(cè)。
c.低壓并聯(lián)電容器。根據(jù)系統(tǒng)一次分析結(jié)果,在500kV豐沙灣及500kV端西變電站中有必要同期安裝并聯(lián)電容器,以保持整個電網(wǎng)的無功平衡。電容器將并聯(lián)于主變壓器的低壓端(22kV側(cè))。
d.接地系統(tǒng)。在新建的500kV豐沙灣站、端西站及擴建的230kV納塞通站中,地下接地系統(tǒng)將采用網(wǎng)狀形式妥善鋪設,形成可靠的散流接地網(wǎng),以保證當發(fā)生任何接地故障時,故障入地電流在地中引起的電位提升,不會危及運行人員及相關電子設備、儀表的安全。變電站安裝的所有設備都將采用可靠的連接方式,有效地連接到接地系統(tǒng)。接地系統(tǒng)的接地電阻應符合IEC相關標準以及老撾國家標準。
e.相關災害對策:灰塵/鹽污染。變電站地區(qū)受灰塵污染影響的,應在設計時根據(jù)污染程度采取適當?shù)膶Σ摺a槍蠐雽嶋H情況,設計時不需特殊考慮鹽污染。考慮到該項目站址周邊無明顯的污染源,站址周邊環(huán)境良好,該工程考慮按照IEC標準中“輕度”的等級選擇設備爬電距離。設備爬電距離將為25mm/kV。雷電。該項目將在輸電線路進入變電站的一段線路上采取裝設避雷線、調(diào)整保護角等措施來降低雷電侵入波對變電站的危害。同時,變電站內(nèi)還將同步建設避雷針、避雷線、屋頂避雷帶等設施,以有效防止直擊雷危害。洪水。該項目將結(jié)合水文地質(zhì)分析,適當提高站址高程,以保證該站址高度位于洪水位之上,使項目建成后,變電站不受洪水威脅。火災。該項目在設計時充分考慮相關設備的防火間距要求,在室外設置主變事故排油系統(tǒng)、事故油池并配備主變壓器充氮滅火系統(tǒng)。在相關建筑物內(nèi)配備足夠的滅火設施。同時,全站還將設置火災報警系統(tǒng),當站內(nèi)主要建筑、變壓器發(fā)生火災時,可與變電站微機綜合自動化及圖像監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信、遠傳,同時通過火警電話通報火情,以便采用正確滅火的措施。地震。該項目在相關土建設計時,考慮采用合理的措施,提高相關建筑物、構架、支架的抗震性能。
f.環(huán)境考慮:噪音。該項目針對導線設備的絕緣水平進行了合理考慮,使相關設備的電暈水平控制在合理水平,不發(fā)出干擾噪聲。振動。該項目設計時通過合理選擇設備及導體,保證設備及相關構架、支架的振動在合理范圍內(nèi)。環(huán)保。該項目在設計過程中,充分重視對所涉及自然環(huán)境的保護,通過合理選擇設備及導體,保證無線電干擾、電磁輻射等相關指標符合IEC及老撾相關標準。通風。變電站主控室、通信機房、蓄電池室、通信電源室、主控室、休息室、值班室和其他輔助建筑等在設計過程中均采用自然通風的方式。其中蓄電池室、電源室設置事故通風系統(tǒng)。
2結(jié)語
1.1客運量綜合分析預測法
由于航空配餐業(yè)依賴于航空運輸業(yè),特別依賴于客運的周轉(zhuǎn)量。每個機場在發(fā)展的總體規(guī)劃中都規(guī)劃了目標年的客運及貨運的吞吐能力及未來的機型、航班和航線的發(fā)展情況。根據(jù)旅客吞吐能力、航班、航段及時間的不同,可考慮預留5%的余量,確定供應餐食的種類、數(shù)量及日均配餐份數(shù)。在整個分析預測中還要考慮周轉(zhuǎn)航班的配餐提供情況,綜合考慮從而最終得到目標年航空食品配餐的市場分析及發(fā)展預測。但此種分析預測方法是基于機場的發(fā)展規(guī)劃中已經(jīng)對客運周轉(zhuǎn)量、機型、航班、航線等情況進行了總體說明這樣的前提,具有一定的局限性。
1.2模型分析預測法
1.2.1計量經(jīng)濟法
航空發(fā)展是全球貿(mào)易的一部分,與世界經(jīng)濟增長有著直接的聯(lián)系。地區(qū)航空業(yè)的發(fā)展與地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展更是密切相關。而航空業(yè)的發(fā)展中客運吞吐量的數(shù)值直接影響著航空食品的需求量,從而影響著航空配餐樓的工程設計。因此,我們通常會建立航空配餐量與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的線性相關模型,即計量經(jīng)濟法預測。計量經(jīng)濟法是基于航空配餐量的發(fā)展與地區(qū)國民生產(chǎn)總值與發(fā)展密切相關,通過在歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎上確定經(jīng)濟發(fā)展因素與配餐量之間的定量因素,并輔以對配餐量有重要影響的變量,然后用它們之間的關系進行測定最后得出配餐量的預測方法。歷年的地區(qū)生產(chǎn)總值可參考地方統(tǒng)計局數(shù)據(jù),然后再總結(jié)近年來的配餐量,并對之間的關系進行擬合,獲得相關模型,一般要求相關系數(shù)為大于0.9并小于1,其相關性比較好,并要求進行F驗證。例如:某計量經(jīng)濟法建立的相關模型y=0.013x2+0.66x+3.56R2=0.97式中,y為目標年的配餐量;x為對應年份的國民生產(chǎn)總值;R2為相關系數(shù)。
1.2.2趨勢外推法
趨勢外推法是利用航空配餐量歷年統(tǒng)計值的統(tǒng)計資料來研究其隨時間變化過程的方法。其假設基礎在于:假定歷史上對配餐量的影響因素在未來預測年份中不變或變化不大,經(jīng)濟相對平穩(wěn)發(fā)展、政策較為穩(wěn)定。配餐供應量在未來不會有跳躍性變化。以年份為自變量,建立航空配餐量與年份之間的關系。擬合其相關模型進行分析預測。例如:某趨勢外推法建立的相關模型y=9.1559e0.1366xR2=0.987其中:y為目標年的配餐量;x為目標年份;R2為相關系數(shù)。
1.2.3專家分析預測法
專家分析預測法是全面分析影響航空配餐量的各種因素,整體分析考慮,給出綜合增長比例,從而進行分析預測的方法,在實際應用過程中通常作為一種輔證。
2工程設計方案比選
航空食品配餐屬于特殊食品,從選料、庫存到加工都非常嚴格,食品經(jīng)過生產(chǎn)、速凍、冷藏等過程后,首先需要保證安全,還要保證營養(yǎng),因此,合理的工程設計方案的選擇至關重要。航空食品配餐工程設計首先要考慮正確的選址,應考慮航空配餐中心周圍的環(huán)境衛(wèi)生狀況,周圍無昆蟲且不屬于其大量滋生的潛在場所,無粉塵、有害氣體、放射性污染源和其他擴散性污染物,無可能導致食品受到微生物或毒物污染的因素;航空食品配餐通常設置在上風口,同時,要有良好的上下水設施,來保證食品的安全。對于工程設計方案來說,功能是首要的出發(fā)點。從工藝的角度出發(fā)可劃分為食品與非食品兩大部分,其中食品部分包括食品的加工、存放、包裝、組合等環(huán)節(jié);非食品部分包括機供品的填補、配發(fā),配餐用品的清洗、原料存儲、紡織品的清洗、食品的檢驗等環(huán)節(jié)。整個方案設計要考慮完成以上所有功能。
2.1工程設計方案應遵循的技術原則
1)布置以及流程組織、區(qū)域劃分嚴格貫徹國家航空配餐相關行業(yè)規(guī)范,滿足中國食品衛(wèi)生法和食品加工衛(wèi)生等有關規(guī)定等,確保食品生產(chǎn)衛(wèi)生要求。
2)工序過程嚴格執(zhí)行食品冷鏈,嚴格控制各個環(huán)節(jié)的溫度。一般要求熱加工保證加熱溫度≥80℃;冷加工保證溫度≤15℃,發(fā)貨存儲時間保證大于4h。
3)設備和生產(chǎn)環(huán)境配置確保配餐生產(chǎn)需求;工藝分區(qū)清晰、流程合理、順暢。食品加工潔、污功能分區(qū)明確。食品加工采用直線式流程,避免由于工藝路線迂回等造成交叉污染的機會。
4)要求生產(chǎn)車間配置清潔、消毒設施,對操作人員設置更衣、清潔、洗手、消毒等措施,車間設置清潔走廊,垃圾通道單獨設置等。
2.2工程設計方案比選
航空食品配餐工程設計方案比選,主要包含總體布局比較、能源方案比較,這里主要從總體布局比較方面進行介紹.
3綜述
三座店水庫主壩在5個斷面共布設20個綜合位移標點(兼測水平位移和垂直位移),共布設6個水平位移工作基點,原設計采用控制網(wǎng)人工現(xiàn)場進行觀測。由于下游壩坡較陡,人工變形觀測困難,因此,引入機器人自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)。
2測量機器人特點
1)自動化程度高,可靠性強。2)可實現(xiàn)實時監(jiān)測、快速監(jiān)測。3)運行維護方便、節(jié)省成本。4)測量范圍大,可以對大壩上處于通視條件下的任意點進行測量,并可同時獲得每個變形測點的水平位移和垂直位移的信息。5)測量機器人測角精度0.5”,測距精度0.6mm+1ppm。6)其系統(tǒng)不足主要表現(xiàn)在測量精度受大氣折射的影響。在大壩監(jiān)測控制網(wǎng)的基礎上,可以采取在不受大氣折射影響時段進行觀測,可以消除和減弱各種誤差對測量結(jié)果的影響,大幅度地提高測量精度。
3系統(tǒng)組成及結(jié)構
系統(tǒng)設施主要有測量機器人、棱鏡支架目標組、通訊設備、供電設備、視頻監(jiān)控設備、遠程安防設備、計算機和服務器等設備以及基點站房組成。
4設計方案
4.1基點站房
在主壩壩頂附近建設測量機器人觀測基點及基站站房。觀測基點用于安裝測量機器人,觀測基點布設在基點站房內(nèi)。為實現(xiàn)真正的自動化觀測,在基點站房配備全自動電動玻璃窗,玻璃窗在測量機器人觀測前后可自動開閉,避免玻璃折射引起的觀測誤差,同時保證基點站房內(nèi)外溫度等環(huán)境因素一致性,滿足測量機器人觀測精度要求。
4.2位移標點及基點改造
為實現(xiàn)自動化觀測,需對綜合位移標點進行自動化改造,并增設觀測棱鏡及保護裝置。保護裝置在滿足觀測精度的前提下,滿足了防盜、防霧的要求。保護裝置避免了在每次觀測前,人工安裝棱鏡的工作,解決了三座店水庫壩坡坡度大,人工現(xiàn)場測量困難的問題,實現(xiàn)了無現(xiàn)場工作人員完全的自動觀測。表面變形采用控制網(wǎng)觀測方案,利用主壩已經(jīng)建立的控制網(wǎng),并實現(xiàn)自動觀測。
4.3機器人輔助系統(tǒng)
為保證主壩監(jiān)測設備的安全,同時可實時監(jiān)測測量機器人的工作狀態(tài),需配置視頻監(jiān)控系統(tǒng),布設視頻監(jiān)控設備和基點站房門禁設備,實現(xiàn)在中控室遠程監(jiān)控。在基點站房內(nèi)布設1臺攝像機、基點站房外布設2臺攝像機,攝像機采用紅外一體攝像機。室外攝像機主要監(jiān)視大壩安全監(jiān)測等設施,及時發(fā)現(xiàn)人為破壞情況。室內(nèi)攝像機主要監(jiān)視基點站房和中控室內(nèi)部的情況,能及時發(fā)現(xiàn)或阻止外人闖入。在基站站房設置門禁系統(tǒng),完善的解決正常工作和非法入侵的區(qū)分。
5系統(tǒng)功能
5.1測量機器人
測量機器人系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、儲存和傳輸、數(shù)據(jù)處理、分析及報警等功能,可在無人值守情況下完成對大壩表面位移全自動化觀測,實現(xiàn)自動和高精度測量、無人值守,充分發(fā)揮變形監(jiān)測系統(tǒng)的作用,特別是在汛期等緊急狀態(tài)下,及時和連續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù),為工程安全監(jiān)控和評估提供依據(jù)。系統(tǒng)實現(xiàn)從測量照準、數(shù)據(jù)采集記錄、數(shù)據(jù)預處理到測量手簿生成、常用平差軟件所需格式文件的輸出全部過程自動化,可在無人值守的情況下不間斷定時觀測。軟件操作簡潔,流程清晰,便于操作,可以依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范設置各種測量限差,軟件設定各項檢查指標,可以自動進行三角形閉合差計算。監(jiān)測系統(tǒng)在短時間內(nèi)完成變形點的三維坐標測量,可同時獲得每變形點的平面位移和垂直位移信息。系統(tǒng)自動生成EXCEL文檔格式表格的外業(yè)觀測手簿,根據(jù)要求,提供各變形點位移信息的日、月、年等報表。系統(tǒng)具有圖形顯示和輸出功能,可以通過圖形查看每站觀測量和整個控制網(wǎng)網(wǎng)圖。系統(tǒng)采用遠離全站儀監(jiān)測站的計算機中心控制機房監(jiān)控方式,值班人員在控制機房可全面了解監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況。控制機房和監(jiān)測站的全站儀之間采用雙向有線通訊方式,實現(xiàn)控制計算機對全站儀的遠距離在線控制。
5.2輔助系統(tǒng)
目前,隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,由遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)構成的安全防范系統(tǒng),已經(jīng)成為涉及多媒體技術、軟件工程、網(wǎng)絡技術、辦公自動化技術等多學科的綜合技術,并以其獨特的功能需求和先進的技術集成廣泛應用于國內(nèi)外各行各業(yè),成為綜合管理系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分。尤其在水利建設方面,通過對水利設施的視頻集中監(jiān)控和管理,能及時掌握設備的運行狀態(tài),以避免可能發(fā)生的意外事件,并做到只要在監(jiān)控中心,就能夠?qū)υ诒O(jiān)控范圍內(nèi)的各種狀況了如指掌,增加了對突發(fā)事件的反映速度,有效地提高工作效率。
5.2.1遠程安防系統(tǒng)
1)系統(tǒng)區(qū)分正常工作和非法入侵,符合安全防范系統(tǒng)要求的設防和撤防,刷卡進入自動解除報警設防,開關(刷卡)外出自動設防。方便合法出入基站人員進行維護管理。2)系統(tǒng)提供感應卡、備用鑰匙、遠程管理中心遙控開門、開窗等多種開關控制方式。3)系統(tǒng)提供遠程設防,狀態(tài)查詢功能,中心管理平臺具有設防、布防和撤防等功能。4)系統(tǒng)報警功能齊全并且能夠顯示報警類型、報警地點等,實時監(jiān)控并進行處理,發(fā)生警情時,管理人員或管理中心可遠程開啟或者鎖死基站防盜門。
5.2.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)
1)系統(tǒng)實現(xiàn)遠程24h監(jiān)控。2)系統(tǒng)圖像視頻窗口可放大縮小,調(diào)整畫面的顯示清晰度。3)系統(tǒng)可實現(xiàn)控制前端設備接入的報警主機和報警盒設備的控制,并且能夠收到報警設備中的所有數(shù)據(jù)及處理。
5.2.3遠程電力拖動系統(tǒng)
系統(tǒng)遠程自動控制基點站房電動觀測窗,與測量機器人聯(lián)動,在每次測量機器人觀測前提前開啟觀測窗。
5.2.4供電系統(tǒng)
系統(tǒng)的供電電源采用220V,50Hz的單相交流電,該單相電源專線敷設至系統(tǒng)所用的配電柜,其電源波動范圍為:+5%~-10%之內(nèi),并配有UPS分別給基點站房和中控室提供不中斷電源。
5.2.5防雷系統(tǒng)
系統(tǒng)的接地采用一點接地方式,以避免由于接地電位差而混入交流波干擾等,防雷接地系統(tǒng)需覆蓋整個自動化監(jiān)測系統(tǒng),其接地電阻應小于4Ω。
6結(jié)語
包括①傳感器模塊、②客戶端處理器模塊、③通信模塊、④數(shù)據(jù)處理服務器、⑤控制模塊、⑥信息輸出模塊、⑦數(shù)據(jù)收發(fā)緩沖模塊和、⑧分析處理模塊。傳感器模塊與客戶端處理器模塊相連;客戶端處理器模塊將傳感器模塊的感應數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號傳遞給通信模塊,數(shù)據(jù)處理服務器接收并處理通信模塊傳遞來的信號數(shù)據(jù),并通過信息輸出模塊顯示最終監(jiān)測信息;控制模塊與數(shù)據(jù)處理服務器相連,控制傳感器模塊的開斷或設置傳感器模塊的預警閾值。傳感器模塊為被動式紅外探測器、語音傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳌⒂秒姽β时O(jiān)控傳感器中的一種或多種組合。客戶端處理器模塊采用GS1010SoC。GS1010將IEEE802.11b/g需要的高頻部分電路集成到了電路內(nèi)部,支持有線和無線兩種配置模式。通信模塊為WiFi無線網(wǎng)卡通信模塊。數(shù)據(jù)處理服務器包括數(shù)據(jù)收發(fā)緩沖模塊和分析處理模塊,數(shù)據(jù)收發(fā)緩沖模塊采用大容量存儲設備,分析處理模塊采用CPU進行處理。信息輸出模塊為圖像顯示器、聲音報警器、燈光報警器和信息發(fā)送器的組合,圖像以分屏方式顯示。由于圖像顯示器、聲音報警器和燈光報警器一同提醒異常狀況,異常狀況被忽視的概率將大為減小。信息發(fā)送器同時發(fā)送異常狀況信息到手機等便攜式移動設備上,使管理人員在因特殊情況暫時離開值班房間時仍能及時獲悉異常狀況。
2系統(tǒng)硬件、軟件設計方案
2.1系統(tǒng)硬件部分
如系統(tǒng)結(jié)構框圖所示,除傳感器模塊中的被動式紅外探測器,用電功率監(jiān)控傳感器和客戶端處理器模塊中的GS1010SoC外,其余均為安防系統(tǒng)中的常用模塊。如語音傳感器,溫濕度傳感器,煙霧傳感器,火焰?zhèn)鞲衅骷敖Y(jié)構圖右側(cè)的數(shù)據(jù)返沖、處理部分。傳感器模塊中,添加被動式紅外探測器和用電功率監(jiān)控傳感器,主要考慮了對作息時間的考勤和安全用電的監(jiān)測等因素。被動式紅外探測器由光學系統(tǒng)、熱釋電傳感器等部分組成,其基本工作原理是光學系統(tǒng)將來自多個方向的紅外輻射能量經(jīng)反射或特殊的透鏡透射后全部集中在熱釋電傳感器上,而熱釋電傳感器將接收到的活動人體與背景物體之間的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)化為相應的電信號,經(jīng)適當處理后送到輸出端,觸發(fā)報警。該系統(tǒng)中的被動式紅外探測器與市場中常見的被動式紅外探測器略有不同,可將市場上現(xiàn)有被動式紅外探測器進行適當改裝,修改其原有硬件開關,同時去掉其本身帶有的報警功能,將開關控制信號和報警觸發(fā)電平處理后,分別送入客戶端處理器模塊GS1010。GS1010是一個高度集成、超低功耗的無線片上系統(tǒng),處理器性能高和I/O豐富。由于不同傳感器的工作電壓不同,信號輸出特性等有所差異,因此,除器件選型需要斟酌外,傳感器與GS1010間的接口電路設計也極為重要,此處不詳細討論。結(jié)構圖右側(cè)的數(shù)據(jù)返沖、處理部分在選取時要考慮所處理的數(shù)據(jù)規(guī)模等因素。
2.2系統(tǒng)軟件部分
系統(tǒng)的軟件部分,主要實現(xiàn)2大功能:一為環(huán)境節(jié)點信息的實時監(jiān)控,包括配合硬件設備處理遠程提取采集來的數(shù)據(jù),設置預警閾值,控制輸出預警信息;另一功能為環(huán)境節(jié)點的控制,主要包括控制相應傳感器的開關和修改傳感器的靈敏度。其中,傳感器的開關控制,主要是考慮到某些特定時段,需要停用相應傳感器,以及由于環(huán)境條件的變化等原因,需要重新修改傳感器的預警閾值等。軟件流程如圖2所示。
3系統(tǒng)性能分析
學生公寓綜合管理系統(tǒng)以WiFi技術為核心,通過將功能齊備的各型傳感器組合應用,并利用現(xiàn)有的信息化設備,最終使得管理更智能化、全面化。與傳統(tǒng)的安全防護類系統(tǒng)相比,基于WiFi技術的綜合管理系統(tǒng)有以下優(yōu)勢:
(1)運用傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測并通過軟件判斷觸發(fā)報警信號,減少了管理過程中人的參與度,在節(jié)省人力資源的同時,也減小了人為因素對管理效果的影響;
(2)可將公寓管理深入到各個寢室單元并利用WiFi網(wǎng)絡將信息及時反饋給管理人員,使得管理更加細致化,時效性更強;
(3)由于反饋信息可同時發(fā)給多個部門,方便實現(xiàn)層層監(jiān)管,減少管理中的疏忽、漏洞,提高管理效能;
(4)可實現(xiàn)安防與作息考勤等功能,系統(tǒng)管理功能多樣化,同時,由于考慮了傳感器的開關控制,靈敏度調(diào)整和預警閾值修正等問題,系統(tǒng)的可靠性較高。
4結(jié)語
1.1引水發(fā)電系統(tǒng)
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設備
1)優(yōu)化選型布置設計。發(fā)電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設置1孔攔污柵,單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m,檢修平臺高程717.00m,設計水頭4.0m,最大引用流量為42.58m3/s,平均過柵流速為0.811m/s,攔污柵重量為26.0t,柵槽埋件重17.0t,型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN-38m高揚程卷揚式啟閉機,安裝高程726.20m,操作運行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復核計算。攔污柵主支承是增強四氟NL150CHI型滑塊,最大線荷載為25kN/cm,反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm,柵體主材為Q235B,內(nèi)力分析計算[2]成果為:主梁最大壓應力為105.35N/mm2,發(fā)生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2,發(fā)生在支座處;最大撓度為9.5mm,發(fā)生在跨中處;柵條彎應力為53.1N/mm2,發(fā)生在跨中處。攔污柵重量為247kN,提柵清污時考慮污物重量為100kN,攔污柵啟閉力為450.1kN,啟閉機容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設備
1)優(yōu)化選型布置設計。在攔污柵的下游設置1扇事故閘門,孔口尺寸為4.5m×4.8m,底檻高程680.00m,檢修平臺高程717.00m,設計水頭37.0m,閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN-38m高揚程卷揚機控制閘門,操作運行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結(jié)構、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載,動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B,內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN,動水壓力為8485.1kN;面板折算應力為157.03N/mm2;主梁最大壓應力為128.1N/mm2,位于跨中處。最大剪力為49.2,位于支座處。最大撓度為2.71mm,位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應力為173.36N/mm2;閘門閉門力為-659.1kN,啟門力為479.6kN,持住力為1394.4kN;啟閉機容量為2×800kN。
1.2泄水系統(tǒng)閘門及啟閉設備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設計。該閘門設置在溢洪道上,底檻設置在堰頂下游側(cè)704.80m處,堰頂高程為717.00m,共設置3孔閘門,啟閉機安裝高程為719.50m。閘門運行方式為動水啟閉,主要承擔水庫的泄洪任務。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高),設計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門,其面板曲率半徑為10.0m,支鉸高度為5.5m,其結(jié)構布置見圖1。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結(jié)構(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側(cè)輪等所組成,支承為斜支臂。受力計算采用假設平面體系,并按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況,對閘門的設計條件和校核條件進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載,故將設計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數(shù),考慮為最不利的荷載組合,動力系數(shù)取1.1。門體材料為Q235B,內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN,動水壓力為4639.8kN;面板折算應力為181.8N/mm2;主梁最大壓應力為106.3N/mm2,位于跨中處。最大剪力為69.2,位于支座處。最大撓度為4.36mm,位于跨中處;支臂平面內(nèi)應力為76.2N/mm2;主支臂平面外應力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN,閉門力為246.3kN;啟閉機容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進口事故閘門
1)優(yōu)化選型布置設計。在放空底孔進口設置一道事故閘門,孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高),設計水頭52.0m。底檻高程為665.00m,檢修平臺高程為717.00m,啟閉機安裝平臺高程為723.50m。閘門運行方式為動閉靜啟,由1套QPG800kN-53m高揚程卷揚機控制。當水庫需要放空時小開度提門充水平壓,待前后水壓差小于4m時,再開啟事故閘門。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結(jié)構(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載,動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B,內(nèi)力分析計算結(jié)果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN,淤沙壓力為619.6kN,總壓力為4111.1kN;面板折算應力為187.9N/mm2;主梁最大壓應力為101.27N/mm2,位于跨中處。最大剪力為65.4,位于支座處。最大撓度為0.76mm,位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN,閉門力為-22.0kN,持住力為206.3kN;啟閉機容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優(yōu)化選型布置設計。在放空底孔出口設置一道弧形工作閘門,孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高),承壓水頭為52.0m,型式為潛孔式弧形鋼閘門,底檻高程為665.00m,檢修平臺高程為668.70m,啟閉機安裝平臺高程為674.60m。閘門運行方式為動水啟閉,選用1套QH-SY-500/150kN-4.0m弧門潛孔液壓啟閉機控制閘門,閘門長期處于閉門擋水狀態(tài)。當水庫需要放空時,動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上,待放空完畢,放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結(jié)構(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側(cè)向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。閘門在實際操作中會受到不同程度的動力荷載,動力系數(shù)取1.1。門體主材為Q235B,內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN,動水壓力為3662.7kN;面板折算應力為183.9N/mm2;主梁最大壓應力為33.2N/mm2,位于跨中處。最大剪力為24.4,位于支座處。最大撓度為0.12mm,位于跨中處;支臂平面內(nèi)應力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN,閉門力為122.7kN;啟閉機容量為500/150kN。
1.2.4導流隧洞封堵閘門
1)優(yōu)化選型布置設計。導流隧洞進口設置封堵工作閘門一扇,孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高),承壓水頭為44.3m,閉門水頭:20m,型式為潛孔式平面鋼閘門,底檻高程為647.70m,檢修平臺高程為659.00m,啟閉機安裝平臺高程為667.50m。閘門運行方式為動水啟閉,選用1套QPQ630kN-13m卷揚式啟閉機控制閘門,閘門僅用于導流隧洞封堵時使用,導流隧洞在枯水季節(jié)封堵下閘門。因受啟閉機平臺高程的限制(啟閉機平臺高程為667.50m),閉門時最不利水頭工況為啟閉高程,即水頭為20m,因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結(jié)構(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系,按照實際可能發(fā)生的最不利荷載組合情況,進行強度、剛度和穩(wěn)定性驗算。門體主材為Q235B,內(nèi)力分析計算結(jié)果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN,發(fā)生在設計水頭44.3m處;材料容許應力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN,容許應力(抗剪)為85.5kN;面板折算應力為138N/mm2;主梁最大壓應力為84.6N/mm2,位于跨中處。最大剪力為71.92,位于支座處。最大撓度為3.78mm,位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機容量為630kN。
2結(jié)語
在BIM模型中,建筑圖紙不再是圖面線條而是模型中多方面建筑信息的闡述表達。BIM技術將建筑活動中不同系統(tǒng)的參與人員統(tǒng)一于一個協(xié)同合作的模型中,建立起建筑、結(jié)構、機電等多專業(yè)綜合的設計決策信息支持平臺,避免了因?qū)I(yè)溝通不及時或信息傳遞阻礙而造成設計延遲與錯誤,因此可以大大提高整體設計決策的效率與質(zhì)量。
2設計反饋的及時有效化
BIM軟件可以在設計階段的任何時刻結(jié)合相關綠色節(jié)能分析軟件(例如Ecotect軟件)對方案進行相關設計分析,并及時反饋出模擬評估的結(jié)果。此外,傳統(tǒng)的可持續(xù)分析工具在建筑物理、數(shù)據(jù)分析等方面要求分析人員具備較強的專業(yè)素質(zhì),而BIM的可持續(xù)分析軟件具備操作簡單、易于掌握的特點,不需要冗長的數(shù)據(jù)分析就可對不同設計策略進行快速評選,為建筑師在早期設計階段提供技術支持。
3BIM在綠色建筑方案設計中的適用性分析
在建筑設計中,盡管設計階段的成本僅占建筑總造價的5%-7%,但是設計階段的設計方案卻會對建筑總造價產(chǎn)生70-80%的巨大影響。此外,建筑的最終性能很大程度上也受設計方案的影響。在設計初期,設計師近80%的設計決策會影響建筑的最終能耗表現(xiàn);而當一棟建筑已經(jīng)進入施工或者運營維護階段,從設計上大幅提高建筑性能的可行性就大為降低。由于方案設計早期可選設計策略具有高度不確定性,并對建筑最終性能影響顯著,因此,建筑師能否在設計初期就得到及時有效地決策信息對提高綠色建筑設計水平具有至關重要的影響。無論是住宅建筑還是公共建筑,其功能復雜、形式多樣,對能源與環(huán)境影響較大。同時,辦公建筑中員工工作環(huán)境的舒適度及相關經(jīng)濟效益、品牌效益等方面逐漸得到越來越多的重視。面對全球范圍內(nèi)綠色思潮的巨大沖擊,大力發(fā)展高效舒適、健康環(huán)保的綠色建筑已經(jīng)勢在必行。而在綠色建筑設計中,設計師需要將可持續(xù)理念貫穿于整個設計過程中。如果在初期設計階段,設計師就能模擬建筑實施過程并預測最終環(huán)境性能,則可以從環(huán)境影響的角度,不斷比較各種可選方案,降低項目在施工及運營階段對自然環(huán)境造成的不良影響與破壞,進而確保綠色資源開發(fā)、綠色生產(chǎn)、建筑環(huán)境的不斷改善和優(yōu)化,最終實現(xiàn)人、自然與社會的和諧發(fā)展。目前,面向設計師的綠色建筑設計決策支持研究尚在起步階段,如何在早期設計階段給予建筑師實時可靠的技術評估以及可以權衡利弊并行之有效的信息支持,是該研究的難點之一。BIM作為當今建筑業(yè)新興的信息技術,在方案設計階段擁有以上介紹的三大突出優(yōu)勢為克服以上難點提供了新的工具與途徑。因此,在當今信息化技術快速發(fā)展的背景下,基于BIM的建筑設計輔助工具的性能已遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)的輔助工具,信息化設計輔助工具可以為建筑師提供實時、準確的建筑信息及快速的建筑分析與模擬反饋,可用于對不同建筑方案進行比較,以便提前解決建筑中可能存在的各種問題,從而給予建筑師有效及時的早期設計決策支持。
4基于BIM技術與傳統(tǒng)設計方法的應用比較
本文以單體某綜合辦公樓為例,基于BIM技術與傳統(tǒng)設計方法在綠色建筑方案設計的應用中進行對比分析。該綜合辦公樓位于大連市,總建筑面積為1800.06平方米,屋面高度為10.8米,主體結(jié)構形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構,建筑消防等級為2級。運用Revit軟件建立綜合辦公樓的三維模型,將建筑信息模型導入到綠色建筑分析軟件——Ecotect中并進行模型分析。選取綠色建筑的重要指標進行比較分析,主要包括日照間距、遮陽構件室內(nèi)采光、太陽輻射以及節(jié)能情況等。
4.1土地的利用——日照間距的確定
通常設計師在規(guī)劃設計時,為了保證日照光線不受相鄰建筑物的遮擋直接射入到室內(nèi),需要在建筑物與建筑物之間留出一定的距離,這個距離通常稱為建筑的日照間距。而在住宅小區(qū),往往由于建筑布局的不恰當,以及四周建筑的相互遮擋,使得某些朝向選擇較好的建筑并不能獲得足夠的日照條件,可以說,日照間距確定的合理與否,不僅關系著建筑物能否獲得足夠的日照光線,而且還可以使原本稀缺的土地資源得到充分的利用,以達到綠色建筑基本原則之一,即土地的節(jié)約與充分利用。通常情況日照間距的確定方法主要有以下兩種:(1)傳統(tǒng)的公式法日照間距的大小主要根據(jù)現(xiàn)行小區(qū)規(guī)劃設計、住宅設計以及其他建筑設計規(guī)范中對日照標準的要求來確定。它受當?shù)氐乩砭暥取⒔ㄖ颉⒔ㄖ母叨群烷L度以及用地地形等相關因素的影響。在平坦場地上,任意朝向的條室建筑其日照間距主要根據(jù)公式:D=(H-H1)×cot(h)×cos(r)。其中,D為兩建筑物間平地日照間距;H為前排建筑高度;H1為后排建筑底層窗臺高度;h為太陽高度角;r為建筑墻面法線與太陽方位的夾角。從公式的外表形式可以看出,該公式復雜,計算繁瑣,即使在確定正南、正北的建筑日照間距也顯得非常困難;當面對復雜的建筑形式和布局時,只能進行簡化處理,根本無法進行日照分析以及優(yōu)化設計。(2)基于BIM的分析法為了闡述基于BIM的日照間距確定,本文以大連某綜合樓辦公項目為例,確定其日照間距,其具體步驟為:將Revit建立好的BIM模型導入到Ecotect分析軟件中,為了能夠快速、簡便的確定日照間距,本文采用替代法進行分析,即在Ecotect軟件中建立一個與該綜合樓辦公項目高度一樣的框架,并且一樓窗戶位置與Revit所創(chuàng)建的BIM模型一樣,同時假定該綜合辦公樓的正南方向有一棟與其等高的建筑,根據(jù)建筑設計標準,南向墻體接受太陽的日照至少2個小時,本文選擇8點半至10點半這兩個小時,確定其日照間距。可以計算出此時紅色的建筑由于受前面建筑物的遮擋,沒有滿足設計規(guī)定日照要求,此時的距離為16.3m,為了讓該綜合辦公樓滿足設計規(guī)定的日照要求,為此需要調(diào)整其距離,調(diào)整后距離為23m,可以算出南墻日照時間完全符合要求。由此可以看出,基于BIM的日照間距確定方法比較簡單,并且形象直觀,可以直接的觀察到每個時間點的陰影,而在建筑選址以及具體規(guī)劃的設計中,有以下幾個方面可以為建筑物爭取日照,同時達到充分利用土地、節(jié)約土地的目的:利用地勢高差規(guī)劃建筑物的布局,以減少建筑間的間距,一方面充分利用了土地,另一方面又滿足建筑物日照的要求,這點特別適合大連市的地勢情況;在多排多列建筑物布局時,可以采用建筑物前后排的錯位布局,利用屋面山墻空隙來獲得日照;不同高度建筑物布局時,可以將高度較低的建筑物布置在向陽位置,而較高建筑物布置在其后面。
4.2室內(nèi)采光分析
(1)傳統(tǒng)的方法在現(xiàn)實生活中,建筑物室內(nèi)主要通過自然采光與人工照明得到照度。自然采光主要是通過房間的窗戶進行采光,窗戶采光的局限在于照度隨房間進深下降比較快,照度分布很不均勻,同時房間較深部位不能得到足夠的自然光線,雖然可以通過提高窗戶的位置來增加一部分自然光線,但同時又受到房屋層高的限制;而人工照明主要是通過室內(nèi)布置一定數(shù)量的燈具來獲得照度,通常情況下,電器工程師主要按照現(xiàn)行值反推燈具的總功率,以總功率來計算燈具的數(shù)量,最終在建筑中按照需要布置燈具,而很多情況下,相同類型、相同數(shù)量的燈具因為排列方式的不同,會使室內(nèi)產(chǎn)生不同的照明效果,有時,只要燈具布置的合理,可能并不需要按照電器工程師計算的燈具總數(shù)進行布置就能達到與其基本一致的照明效果。(2)基于BIM的采光分析面對著傳統(tǒng)方法在自然采光中運用的不足,基于BIM的Ecotect軟件為室內(nèi)采光環(huán)境的改善帶來新的契機,即在窗戶合理位置處設置陽光反射板,將太陽光通過陽光反射板反射進入房間進深較大的房間內(nèi),使房間較深部位也能夠得到適宜的照度。此外,運用Ecotect軟件可以確定陽光反射板的尺寸,來達到合理利用太陽光的作用,這樣既能充分利用太陽光線,也能達到節(jié)約陽光反射板材料的效果。室內(nèi)采光的另一種途徑就是人工照明,相同數(shù)量、同一類型的燈具布置不同,產(chǎn)生的照明效果也不同,而Ecotect軟件具有模擬燈具布置產(chǎn)生照明效果的功能。采用較為分散的布置方式,產(chǎn)生的照度平均值為158.45lux,在程序中可以看出光線分布不夠均勻,而采用較為緊密的方式布置,產(chǎn)生的照度平均值為156.57lux,從程序可以看出光線分布比較均勻,從分析結(jié)果可以得到,燈具的布置不同確實會造成照度的不同以及光線分布不均勻情況,這樣可以為相關設計師提供燈具的合理布置,以達到照明效果最好的布置。
4.3節(jié)能優(yōu)化設計
近年來,隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,能源的消耗與日俱增,全球能源短缺的狀況日益凸顯,能源問題已經(jīng)成為每個國家首要關注的問題。與此同時,我國建筑能耗占社會總能耗的比重也在不斷增加,節(jié)能建筑也成為我國所推薦的一種趨勢。由于不同的建筑設計方案能源消耗差別較大,因此在建筑方案設計階段對建筑進行能耗模擬,判斷建筑是否節(jié)能具有重大的意義。而對建筑進行能耗模擬分析,目前主要有以下兩種方法:(1)傳統(tǒng)的方法大多數(shù)建筑都是參考已有生態(tài)建筑設計的案例和技術,利用以往的2D軟件,由相應的專業(yè)人士通過手工輸入的方式將建筑設計的一系列數(shù)據(jù)輸入到專業(yè)軟件中,進行能量分析。該方法的局限在于能耗分析需要大量的專業(yè)數(shù)據(jù),輸入繁瑣,專業(yè)性強,造成建筑師難以花大量的時間與精力去研究能耗模擬軟件并完成不同方案的能耗分析工作;另一方面,設備工程師需要在輸入建筑數(shù)據(jù)后使用能耗分析軟件進行能耗分析,而分析結(jié)果并不能直接反映到建筑模型中,導致能耗分析通常安排在設計的最終階段,不能及時為建筑師提供方案設計依據(jù)。(2)基于BIM的Ecotect節(jié)能分析面對著傳統(tǒng)方法的局限,基于BIM的Ecotect軟件分析可以解決采用傳統(tǒng)方法存在的問題,由于建筑朝向、維護結(jié)構性能等因素是影響建筑能耗的重要因素,為此,本文基于BIM的Ecotect軟件分析建筑朝向與維護結(jié)構性能對建筑能耗的影響。
4.4設計方案優(yōu)化的對比分析
在上一節(jié)中,筆者以大連某綜合辦公樓為實例,詳細介紹了傳統(tǒng)設計方法與基于BIM技術的設計方法在該實例室內(nèi)采光、日照間距及節(jié)能設計時的應用,兩者優(yōu)化對比分析見表5-1。
5結(jié)論
1.1分支組合方式的選擇
根據(jù)柘溪發(fā)電站的4個并聯(lián)分支的基本情況,本文主要考慮的是12-34、13-24以及14-23這三種分支的組合形式。
1.2橫差保護分析
在仿真實驗的過程中,我們對各種分支情況下的零序橫差、裂相橫差以及這兩種橫差保護相互聯(lián)合作用時候的保護效果進行了統(tǒng)計整理,在實驗的過程中,將零序橫差的保護選擇為0.04IN,并將其作為動作門檻,裂相橫差的保護采用比率的制動特性,,差動的門檻選擇為0.2IN,斜率為0.3。根據(jù)我們對零序橫差以及裂相橫差的保護可動作的故障數(shù)統(tǒng)計結(jié)果分析,我們可以看出柘溪的橫差保護具有如下特點:
a.兩種橫差保護對同相異分支的故障動作的反映靈敏度均不高,個別的分支的動作數(shù)目可以達到18種,這主要是由于同相異分支短路的匝差太小,大部分不超過1匝所造成的。
b.同相異分支的短路故障的保護效果顯示相隔的分支組合要強于其他的組合情況,而這主要是因為同相異分支的短路現(xiàn)象只能夠發(fā)生在相鄰的分支之間,比如第二分支只能夠與第一或者是第三分支發(fā)生同相異分支形式的短路故障,所以采用分支相隔的組合方式具有比相鄰分支組合更強的保護效果。
c.無論是零序的橫差還是裂相的橫差對于異相的短路故障均具有較高的反映靈敏度,這也是因為同相同分支之間的短路匝差比較小的緣故。所以柘溪水力發(fā)電站在今后的發(fā)展過程中需要不斷的加強對同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護力度。
d.同時,仿真的結(jié)果表明,零序橫差以及裂相橫差保護的故障動作效果之間具有較強的互補性,所以為了提高保護的效果,可以考慮將二者同時裝設在同一個系統(tǒng)中。
1.3縱差保護分析
我們對發(fā)電機組中的各種不同分支的組合方式條件下的縱差保護的動作效果進行了效果的統(tǒng)計與分析,差動的門檻以及斜率的數(shù)值均與以上仿真工作中的條件相同。仿真的結(jié)果表明,縱差保護具有如下特點:a.完全的縱差保護不能夠?qū)崿F(xiàn)對于同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護作用,但是可以實現(xiàn)對于2832中異相短路故障的完全保護動作;b.不完全的縱差保護對于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度,但是對同相同分支或者是同相異分支的故障的動作不夠靈敏;c.對相間故障具有較高的靈敏度的保護是單套的不完全的縱差保護,但是能夠?qū)崿F(xiàn)對于異相短路故障100%動作率的只有雙不完全縱差保護。
1.4聯(lián)合保護方案分析
上述的各種保護方案在單獨作用的情況下均有著一定的局限性,不能夠收到令人滿意的效果,所以需要研究橫差保護與縱差保護協(xié)同作用的保護方案。通過對組合方案條件下可動作故障數(shù)的統(tǒng)計分析,我們得出了結(jié)論包括:
a.如果選用的是3種中性點側(cè)的分支組合方式,那么最好選擇12-34式的分支組合,以便達到最高的故障動作效率;
b.如果裂相橫差與零序橫差均不對這種匝間的短路進行反映,則不完全的縱差保護方案也不能夠起到很好的保護作用或者是具有較高的動作率;
c.這種聯(lián)合保護的方案對于異相的短路故障具有較高的動作率,幾乎可以實現(xiàn)全部類型故障的動作,但是提高零序橫差或者是裂相橫差的保護門檻的時候,組合的保護方案并不能夠顯著的提高動作的效率,所以在現(xiàn)場值不確定的條件下為了提高保護的動作率,可以增加一套縱差保護,進而為異相故障提供雙重化的保護效果。
2結(jié)束語
根據(jù)勵磁方式不同,勵磁系統(tǒng)可分為他勵和自勵交流勵磁系統(tǒng)。按整流方式是靜止或是旋轉(zhuǎn)、以及交流勵磁機是磁場旋轉(zhuǎn)或電樞旋轉(zhuǎn)的不同,又可分為以下4種勵磁方式:交流勵磁機(旋轉(zhuǎn)磁場式)加靜止硅整流器、交流勵磁機(旋轉(zhuǎn)磁場式)加靜止可控硅、交流勵磁機(旋轉(zhuǎn)電樞式)加旋轉(zhuǎn)硅整流器、交流勵磁機(旋轉(zhuǎn)電樞式)加旋轉(zhuǎn)可控硅。
2勵磁系統(tǒng)的典型形式
2.1他勵交流勵磁系統(tǒng)
交流主勵磁機(ACL)和交流副勵磁機(ACFL)都與發(fā)電機同軸。副勵磁機采用自勵式,副勵磁機輸出電壓經(jīng)整流后向其勵磁繞組供電。
2.2自勵交流勵磁系統(tǒng)
自勵交流勵磁系統(tǒng)沒有副勵磁機,交流勵磁機的勵磁電源由發(fā)電機出口電壓經(jīng)勵磁變壓器后獲得,自動勵磁調(diào)節(jié)器控制可控硅磚觸發(fā)角,以調(diào)節(jié)交流勵磁機勵磁電流,交流勵磁機輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機轉(zhuǎn)子。交流主勵磁機經(jīng)過可控硅整流裝置向發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路提供勵磁電流;自動勵磁調(diào)節(jié)器控制可控硅的觸發(fā)角,調(diào)整其輸出電流。
2.3無刷勵磁系統(tǒng)
無論是他勵還是自勵交流勵磁系統(tǒng),都采用靜止的勵磁機電樞和整流裝置,并且沒有采用機械式換向器,而是用硅整流元件或可控硅來代替。但是,該系統(tǒng)的不足之處在于需要通過電刷滑環(huán)機構將靜止的勵磁系統(tǒng)與發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路相連,由于滑環(huán)轉(zhuǎn)動時需要摩擦接觸,電刷滑環(huán)機構是系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。隨著船舶同步發(fā)電機組功率的增加,電樞電流也將大大增加,可能會導致部分電刷滑環(huán)機構出現(xiàn)過熱和冒火的現(xiàn)象。由于無刷勵磁系統(tǒng)沒有任何摩擦接觸部件,因此可以很好地解決這一問題,從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。船舶同步發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)由發(fā)電機、勵磁機、整流器和控制器組成。勵磁機采用旋轉(zhuǎn)電樞式,發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)的二極管整流橋模塊整流后,直接送入發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路,作為發(fā)電機的勵磁電流。由于勵磁機電樞、整流器和發(fā)電機轉(zhuǎn)子都在同一根軸上旋轉(zhuǎn),所以它們之間沒有電刷和滑環(huán)等摩擦接觸部件。正因如此,無刷勵磁系統(tǒng)的運行更可靠。其不足之處在于:存在同軸勵磁機而使發(fā)電機的軸向尺寸增加,勵磁機具有較大的電磁慣性,動態(tài)特性較差,以及轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測量等。
3靜止勵磁系統(tǒng)
靜止勵磁系統(tǒng)采用自勵系統(tǒng),取消了勵磁機,將勵磁變壓器接在發(fā)電機端口,用發(fā)電機自身端電壓來進行勵磁,故這種勵磁方式稱為自勵。與采用勵磁機的勵磁方式相比,在自勵系統(tǒng)中,勵磁變壓器、整流器等都是靜止元件。如果將按發(fā)電機端電壓偏差調(diào)節(jié)和按負載電流大小及相位進行補償調(diào)節(jié)兩種方式相結(jié)合,既能保證靜態(tài)特性,又能兼顧動態(tài)特性,可以獲得較好的調(diào)節(jié)效果。勵磁變壓器輸出的電壓分量與勵磁變流器輸出的電流分量先在交流側(cè)疊加,再經(jīng)過整流器整流后供給發(fā)電機勵磁繞組,從而構成交流側(cè)疊加的相復勵方式。勵磁變壓器ZB串聯(lián)一個電抗器X之后與勵磁變流器GLH并聯(lián),經(jīng)硅整流橋GZ整流后,供給發(fā)電機的勵磁繞組。當發(fā)電機負載發(fā)生變化時,例如電流增大或功率因數(shù)降低,則加到可控硅整流橋上的陽極電壓增大,故這種勵磁方式具有相復勵作用。
4結(jié)語
計算機“病毒”與人們常說的生物學病毒具有極為相似的特征,其具有較強的傳染性、破壞性以及潛伏性。計算機的“病毒”一般都會隱藏在計算機系統(tǒng)中的某個文件當中,隨著文件的復制或是傳輸過程進而逐漸發(fā)生蔓延。也正因如此,才會導致2010年伊朗工程系統(tǒng)慘遭侵害,名為“震網(wǎng)”的病毒一時之間攻擊了伊朗國家工程系統(tǒng)的大量文件和數(shù)據(jù),進而對其數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控都造成巨大的影響和威脅。
2計算機網(wǎng)絡安全防護體系應用的主要技術
2.1系統(tǒng)的漏洞掃描技術
任何一臺計算機的網(wǎng)絡系統(tǒng)中都會存在大大小小的網(wǎng)絡漏洞或是缺陷,而這些漏洞一旦被惡意的侵害或是利用,就極有可能對計算機的網(wǎng)絡系統(tǒng)或是網(wǎng)絡的用戶造成不同程度的威脅。因此,為解決計算機網(wǎng)絡用戶這一困擾,降低網(wǎng)絡漏洞的危險性,預防各種可能發(fā)生的網(wǎng)絡侵害,用戶就應設置計算機網(wǎng)絡的定期漏洞掃描,一旦發(fā)現(xiàn)漏洞要及時進行全網(wǎng)的檢測,并及時對其進行修復。
2.2計算機網(wǎng)絡的管理技術
為增強計算機網(wǎng)絡的應用過程的規(guī)范性、提高計算機網(wǎng)絡問題的分析能力和追蹤能力,可以通過網(wǎng)絡身份的認證技術來對當前用戶進行認證,進而有效防止信息的泄露和病毒的侵害。身份認證技術不僅可以有效提升非法用戶對網(wǎng)絡訪問時的難度,還可以在網(wǎng)絡用戶發(fā)生異常操作時對其進行緊急的跟蹤和記錄,大大提高網(wǎng)絡使用的安全性。
2.3設置網(wǎng)絡防火墻的保護技術
所謂防火墻技術是指外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)進行通信過程中對網(wǎng)絡訪問實施控制的相關技術。防火墻技術具有較強的安全防護作用,其可以根據(jù)用戶專門設置的網(wǎng)絡保護策略對不同網(wǎng)絡或是網(wǎng)絡之間的訪問、信息的傳輸?shù)刃袨檫M行實時的數(shù)據(jù)監(jiān)控與檢測。當前,我國最常使用的防火墻技術包括三種,分別為包過濾的防火墻技術、地址轉(zhuǎn)換的防火墻技術以及防火墻的技術。
3建設計算機網(wǎng)絡安全防護體系的思路
根據(jù)當前計算機網(wǎng)絡所面臨的主要威脅和計算機網(wǎng)絡安全防護的相關技術可知,計算機網(wǎng)絡的內(nèi)部及外部存在著一定風險,因而出現(xiàn)了不可信理念。對此,建立一種新型的網(wǎng)絡安全防護體系已經(jīng)被逐漸提上日程。本文在相關技術的支持下,根據(jù)計算機網(wǎng)絡存在的主要問題和風險構建一個以“網(wǎng)絡信息的保護策略”為核心、以“網(wǎng)絡信息的加密技術”為依據(jù)、以“可信計算保護技術”為前提、以“入侵檢查技術”為基礎的網(wǎng)絡安全防護體系,以期有效增強計算網(wǎng)絡的安全性與可靠性。
3.1網(wǎng)絡信息的保護策略
制定網(wǎng)絡信息的保護策略應主要從四個方面著手。第一,是有關網(wǎng)絡分級的保護策略,該策略包括對管理的規(guī)范、方案的設計、技術的要求以及安全的評價等各項內(nèi)容,是一套比較完整、符合標準的規(guī)范。第二,是保護網(wǎng)絡安全、落實網(wǎng)絡縱深的防御策略,即根據(jù)網(wǎng)絡信息的安全程度劃分網(wǎng)絡的區(qū)域,嚴格實施區(qū)域邊界的安全保護和密保控制,進而有效增設網(wǎng)絡縱向的多層部署。第三,實施安全密保的動態(tài)防護,該策略主要是加強對網(wǎng)絡的威脅檢測,進而提高邊界的防護、監(jiān)控等行為的力度,設置相關的應急預案,構建“容災與恢復”的相關機制等。第四,強化計算機內(nèi)網(wǎng)的安全防空與保護,加大力度提高相關人員的職業(yè)技能與網(wǎng)絡保護的意識,大力推行“強審計”策略的實施,建立健全我國網(wǎng)絡安全的法令法規(guī)。
3.2網(wǎng)絡信息的加密技術
網(wǎng)絡信息的加密技術一直被廣泛應用于網(wǎng)絡信息的傳輸方面,該技術可以有效控制或是阻止信息傳輸過程中他人的截取和對信息的惡意篡改。同時也防止信息被他人看到或是破壞。當前,我國使用最廣泛的網(wǎng)絡協(xié)議就是IP協(xié)議和TCP協(xié)議,然而這兩種協(xié)議也恰恰是兩個網(wǎng)絡的高危漏洞。例如,IP協(xié)議本身就存在許多的漏洞和弊端,其地址可以利用軟件自行設置,這就導致地址的假冒和地址的欺騙兩種類型安全隱患的產(chǎn)生。此外,IP協(xié)議還支持源點指定信息的方式,信息包可以傳送到節(jié)點路由,這也為源路由的攻擊創(chuàng)造了條件。因而設計網(wǎng)絡信息加密的防護機構時,必須要注意以下幾點要求:采用合適的密碼體制、選擇安全、合理的密鑰管理方法、對網(wǎng)絡接口進行數(shù)據(jù)加密、對應用層的數(shù)據(jù)進行加密。該方式下的網(wǎng)絡防護,可以有效抵制黑客和病毒的入侵。
3.3可信計算的保護技術
“可信”就是指實體再完成給定的目標時,總是會與預期的結(jié)果相同,同時也強調(diào)了行為結(jié)果的可預測性、可控制性。而“可信計算”就是指計算機網(wǎng)絡中一的組件,操作的行為在任意條件下都是可預測的,而且還可以很好的阻止不良代碼與其他物理形式的干擾及破壞。當前,可信計算的平臺主要具有如下幾項功能:為用戶建立唯一的身份驗證及權限、確保數(shù)據(jù)儲存以及傳輸?shù)冗^程的機密性和安全性、確保計算機系統(tǒng)硬件以及相關環(huán)境的完整性、提高計算機系統(tǒng)的免疫能力,進而有效組織計算機病毒的入侵或是“黑客”的破壞。可信計算的平臺在建立過程中,是從最初可信性的建立,到后期的硬件平臺建立,再操作系統(tǒng)的應用,這些過程都是主機增加該平臺的可信程度,進而完成信任的傳遞和擴散。這種可信的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng),可以確保整個網(wǎng)絡環(huán)境的可信度。
3.4網(wǎng)絡的入侵檢測技術
網(wǎng)絡的入侵檢測技術是指計算機網(wǎng)絡本身自帶的一種防御技術,具有主動性。該技術可以與多種技術相互組合或是相互應用,進而制定出與網(wǎng)絡相互匹配的安全防御系統(tǒng)。入侵檢測技術通常會被分為兩種類型,一類是異常檢測,另一類是濫用監(jiān)測。前者通常都是將統(tǒng)計作為習慣,進而判斷網(wǎng)絡的入侵行為。而后者是根據(jù)網(wǎng)絡的檢測規(guī)則來跟蹤網(wǎng)絡中的入侵行為。該技術的應用主要是針對已知攻擊行為的檢測。例如,攻擊者時常利用PHP程序的漏洞來入侵計算機網(wǎng)絡,或是利用Email、聊天室等植入大量的木馬或是病毒從而瀏覽被入侵者的瀏覽器等。對網(wǎng)絡實施監(jiān)測和入侵監(jiān)測主要的目的是分析用戶的系統(tǒng)活動,審計系統(tǒng)的整個構造進而了解系統(tǒng)的弱點,對系統(tǒng)中存在的異常行為或是模式進行分析和統(tǒng)計,最終評估系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息的完整性。該技術主要是通過收集網(wǎng)絡的相關行為、網(wǎng)絡安全日志、網(wǎng)絡審計的數(shù)據(jù)以及其他網(wǎng)絡的各種信息并對其進行分析,最終獲得計算機系統(tǒng)中的關鍵點信息,檢測網(wǎng)絡系統(tǒng)中是否有違反安全網(wǎng)絡安全策略的行為存在,進而在第一時間為網(wǎng)絡的內(nèi)部和外部提供安全防護。
4總結(jié)