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关键词:深基坑;流砂;处理方案;总结经验
Abstract: with the process of the construction of the city steadily, urban area of the limitations of deep foundation pit engineering is more and more. From engineering example to see, most sites within the scope for clay soil, silty clay soil, powder give priority to, its physical properties, soil moisture content changes with the state and change. Construction site surrounding environment change and foundation pit construction process under different conditions such as changing many uncertainties, in the process of deep foundation pit excavation of a possible foundation pit deformation, instability, den water gushing, chung sand and cause surrounding ground subsidence, cracking and other environmental engineering geological problems.
Keywords: deep foundation pit; Flow sand; A plan to deal with; Summarizing the experience
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
无锡某送电线路工程项目8#井为地下二层接收井,设计外半径为5.9m,净高原设计为11.8m,(后设计修改为12.5m)。设计开挖深度为13.388m,(实际开挖深度为14.676m,因设计原地面标高为3.712m,实测原地面标高为5.0m)。根据工程基坑深度、结构类型、工程地质等情况,设计采用43根Φ800mm的钻孔灌注桩为围护结构、74根Φ800mm的高压旋喷桩为止水帷幕和三道混凝土支撑的支护结构形成
2011年12月23日,在第三道圈梁混凝土达到设计要求后,进行第三道圈梁与底板垫层之间的开挖,在开挖深度距底板垫层约1.0m-1.4m时,围护结构的灌注桩间隙之间出现大量的流砂现象。
根据分析造成流砂的原因一是地质问题:由勘察资料揭示8#井的底板垫层正处于⑤层砂质粉土中,其特点是颗粒组成均匀,摇振反应迅速,干强度及韧性低,局部岩性接近或为粉砂,湿度等级为湿,在动水压力的作用下极易产生流砂现象。
原因二:原设计作为止水帷幕的高压旋喷桩的桩长为25.512m,在施工过程中,由于根据总包单位的建议,进行优化方案,将旋喷桩桩长修改为15.188m,可能由于桩长较短,导致流砂从旋喷桩底部顺着灌注桩间隙向上涌。
原因三:根据设计,高压旋喷桩与钻孔灌注桩之间应该没有间隙,但由于先行施工的钻孔灌注桩没有采用护筒,桩头形成“蘑菇”形状,高压旋喷桩无法靠紧钻孔灌注桩施工,导致二者之间产生空隙出现流砂现象。
原因四:根据地质勘察资料,8#井位置的初见水位标高为3.1m, 稳定水位标高为1.5m。勘察结论与建议显示,在基础施工中,宜采用相应的降水、排水以防止产生坑壁坍塌、涌土流砂等环境岩土工程问题。但在施工过程中,总包没有要求在围护周围进行降水处理。由于基坑较深,水压过大,导致基坑流水带动粉土以致出现流砂现象。
原因五:施工质量问题:其一在高压旋喷桩施工过程中,由于机械经常出现故障问题,维修时间过长,此前施工的旋喷桩与此后施工的旋喷桩无法较好的连接,产生间隙,可能导致出现流砂现象;其二钻孔灌注桩设计边间距为12cm,由于施工过程中的误差,施工完成后的桩边距有个别过大,达到25cm-35cm之间。间距过大是引起流砂现象的原因之一。
处理方案:由于该井的位置西侧45米是城际高铁,南侧10米是市政道路,流砂
位置主要是位于灌注桩间隙,地面已有一定程度的下沉现象,经研究采用双液注浆方案进行堵漏。该工法施工不仅使用与堵漏工程和岩基的断裂破碎,也可以使用与软土地基加固,尤其对在市区建筑群地下施工,保护重要建筑管线或地下基坑开挖附近的重要管线以及控制不均匀沉降,防止破裂效果显著。其特点是具有良好的流动性、触变性和扩散性,浆液初凝时间快且具有可调性,可以缩短土体沉降稳定时间,控制地面不均匀沉降具有明显效果,在瞬间内能起到强化和加固作用。
经验总结:当前许多高层建筑物基础部分挖深越来越大,这样相应地要求在对建筑物的深基坑围护和基坑的止水帷幕施工提出了更高的施工要求。在深基坑止水帷幕的设计和施工上,必须针对工程具体特点和施工过程中发现的异常情况及时进行处理,当在施工中如果发生漏水现象,必须采取断然可靠的止水措施,坚决避免出现大量夹泥的漏水现象,避免对围护结构本身和周围建筑物的基础造成损害以及可能带来的其它不可预料的损失。
(1)结合工程相关的地质勘探资料、地质剖面图以及地下水位等土层的相关参数资料,并分析各个土层的技术参数,特别是最薄弱土层的技术资料要深入的了解认识,全面了解掌握这些地质资料,为采取合理的应急措施做好准备。
(2)根据设计,在止水帷幕施工工程中,严格按照设计施工,对每个工序仔细认真检查,对施工情况一定要做详尽记录,及时排除施工异常情况,必要时需对薄弱土层进行预先注浆加固防漏,可采用高水速凝材料,及解决了渗漏问题,又加固了地基,一举两得。
(3)假如在施工中发现基坑侧壁出现漏水现象,根据漏水口的位置、标高、以及该处土层得土质情况、出水量大小、出水处管道是否连通等实际情况,由专业技术人员分析,商定止漏办法,特别是薄弱土层的渗漏出水口,一定高度重视,不能忽视。
4)在深基坑施工过程中,应采取相应的降水方案。降水措施可以防止基坑边坡和基底得渗水,增加基底的稳定性,消除渗透力的影响,防止流砂产生。减少土体的含水率,提高土体的固结程度,增加地基的抗剪强度。
(5)采用双液注浆法不但阻断渗水通道,并且及时持续、有效的解决了漏水问题。该方法施工简单、方便的优点,并且具有止水效果好、持效时间长、彻底阻断漏水通道的优点,其成功关键在于彻底截断漏水通路。
结束语:
基坑渗漏处理不确定因素多,风险大,在处理中应疏堵相结合。必须确定专项治理的领导小组及组织机构成员,明确处理程序,根据实际情况及早确定处理方案,方案实施中要保证施工质量。
【关键词】电力工程;施工管理;方向;问题;有效方法
1电力工程施工管理的方向
首先,质量管理作为企业的效益保障和信誉保障,是企业进行施工的基本,工程项目的质量管理与工程建设单位的施工管理工作直接关联,只有牢固的把握好每一个施工环节流程的质量控制,严格依照施工流程及质量要求施工才能做到质量的保证,同时还应当做到质量与工程成本的工作结合,综合管理,依据项目工程的施工成品质量恒定工程款项的具体支付,从长远来看,自质量控制管理确保工程的合理施工是切实可行的。
其次,在当前的电力工程项目施工计划范畴主要纳含了施工范围及施工方法和施工措施三大基准要求,确保使其围绕项目的计划原则及目标服务。在项目计划的编订中,材料拟定人员应当就合同等实际资料做好研究,明细施工目的要求及合同材料及施工单位具体情况,以统筹构建出高收益效率的施工计划。同时还要就计划的目标与具体的问题应对措施着重标明。其次还应从施工实际的动态特征考虑,以便后期根据工程施工的进度与现实情况做出调整,切合工程的施工需求。
再次,施工安全是电力工程项目建设中必须做到的员工生命财产管理要求,同时也是工程施工顺利进行的基本保障原则,建设单位就安全管理应当明确制定出系统的安全管理措施,通过安全培训等诸类形式加强企业生产人员的工作安全意识,并通过行政的手段,在工程施工中将安全任务具化到人,责任到人。
最后,技术管理是质量管理的落实,因为技术管理的优良与否直接决定了工程的整体质量,同时也是保障施工安全的良性手段,对于电力企业的市场效益产生着直接的作用,在当前的施工过程中开展技术管理工作,应当以工程的项目为基础,把管理的重心归置于现场生产的实际工作中。
2电力工程施工管理中存在的问题
(1)管理人员素质不齐
在电力工程项目部中,很多的管理人员和技术人员对投资效益了解不深,观念淡薄,对施工的合同意识、造价控制等知识比较欠缺。同时,新组建的项目部工作人员之间缺乏相互的了解,相互的配合力度不足。所以导致了在电气设备的使用上,造成了造价过高等问题的出现,尤其是面对着电气设备不断更新、施工工艺不断创新等新情况,导致高效的管理方法并没有得到很好的应用,最终导致了设备虚假价格的出现。
(2)内部沟通存在障碍
对整个电力工程项目起到推动作用的是施工管理团队,它起到了一定的领头作用。在电力工程实际操作过程中,管理部门常常会出现与业务部、财务部、行政管理等部门断联系或出现意见分歧等现象。业务部表现出来的是其通常都不能够按照施工管理者的要求及时的与业主进行相关细节的沟通,尤其是一些缺乏经验多的业务人员,在没有良好沟通的情况下,答应业主一些要求,这就给施工现场的工作人员带来了一定的困扰。财务部则表现为对施工的资金支持力度不够,导致配套款项脱节,施工设备和材料等不能及时供应。以上都是部门之间沟通不到位所造成的,这种问题的存在会导致工期被拖延,最后出现人力、物力、财力的浪费。所以,电力工程施工管理者要时刻保持着与企业中其他部门的有效沟通,为工程施工做好全方位的保障。
(3)工程结尾工作存在的问题
在电力工程施工过程中,除了以上存在的问题之外,还有一些小的缺陷,比如说工程交工时的验收工作,应该通过与施工单位进行工程结算,并且要经过审核之后,才能够向用户进行余款的收取,同时还要与材料供应商、施工单位等进行余款的清除,但是,实际施工中,这些细节问题往往都被人们所忽视,就导致了该工作的操作程序出现了明显的问题。
3电力工程施工管理的有效方法
(1)提高工程管理人员的素质
寻找一切可以提高技术人员、经营管理人员水平和劳务人员素质的机会,让他们能够有足够的时间学习相关知识,参加专业培训提高自我能力及修养。对各专业脱颖而出的人才进行勉励。并做好各部门的跨专业培训,预算部可以像技术工程施工部门介绍节约的经验,技术施工部门可以向预算部门反映现场施工时可以做精简的地方及相关浪费情况,相互监督,相互学习进步。并设定一定激励政策,对在工程造价控制上有贡献的员工予以奖励。
(2)完善各项规章制度和工作程序
各项规章制度和工作程序的完善,可以加强员工的企业责任心。因此,做好企业内部各部门标准化建设,建立技术标准、沟通流程标准,企业管理标准和个人工作标准,强化管理意识,规范管理行为。积极实现管理有依据,工作有思路。为了企业发展,必须培养员工的危机意识,让员工认识到公司与个人的依附关系,培养全员服务意识。公司应做到以工程质量验评标准和施工管理规范为基础,以实现精品工程为唯一目标。
(3)推进企业现代化办公管理升级以提高管理效率
企业现代化的改造可以给企业管理带来质的飞跃,企业应该积极推进以专业的工程项目管理软件为基础,对施工进度、费用、资源建立有效监管及跟踪管理。先进的现代化办公软件可以将进度、资源、资源限量和资源平衡进行对比分析,得出相应的解决方案。使得施工进度计划不再凭经验和一些说不清道不明的目标规划来胡乱制定,最后所谓的施工进度计划成为一纸空谈。现代化的管理施工进度计划是基于要完成的工程量(或工作量)并结合施工承包商的人材机资源而制定出来的定量的切实可行的科学合理的进度计划。优秀的现代化企业管理软件可以大大提高企业的管理效率,但需要指出的是,任何强大的计算机系统及管理软件都仅仅是一种工具,都是需要通过高素质的管理人员来使用才能发挥其最大作用,相反再强大的管理软件也只能是一种摆设。因此,根据工程项目的具体目标要求和人、财、物的投入等情况,制定切合实际的、可行的、科学合理的应用规划和管理方法,对于切实用好工程项目管理软件,做好工程项目的建设管理工作,同样是十分重要的。
(4)健全电力工程施工管理流程
公司应健全电力工程施工管理流程,使其更高效,更规范。招标公司开标公告后,招标公司通知电力工程公司业务部,业务部保存中标通知书。业务部把施工图纸及相关资料转给工程技术部门。由公司业务部和工程技术管理部组织尽早与业主用户、配套施工单位、供应商和电力设备供应商召开施工前的碰头会,预算审查部门对各配套施工单位的工程预算进行审查。公司应该和甲方业主进行沟通,收取业主工程款的50%作为预付款。并与配套施工单位签订“工程施工委托协议”。由公司工程技术管理部向各配套施工单位、供应商和电力设备供应商拨付工程预付款。保证配套企业的供货周期,并进行跟踪,确保施工进度计划有效实施。由电力工程公司工程技术管理部工程管理人员和用户对施工单位的工程质量进行检查。材料供应商和电力设备供应商所提供的材料和设备要经过电力工程公司工程技术管理部和用户进行检验,合格后方可用于施工。
5结语
领导和管理都是电力工程施工中不可缺少的因素,领导者要根据施工的实际情况进行有效的管理,就要做好施工中的质量、工期以及成本等的管理,要积极的协调好各个部门,为电力工程顺利施工提供各个方面的保障。只有通过有效的工程管理,才能够从全方面来提高工程质量,实现经济效益和社会效益的有机结合,提升电力企业的竞争力。
参考文献:
[1]蒋宗记.浅谈电力工程施工技术与管理[J].科技创新导报.2009(14).
[2]练志生.电力工程施工管理和运行状态检修的研究[J].技术与市场.2011.18(2).
电力系统规划设计是对电力系统长期、中期的规划设计。在我国电力工程中电力系统规划设计具有较强的导向性。在进行电力工程规划设计的时候,涉及到系统规划设计的内容有:分析预测电力工程建设现场的电力负荷指数;处理周边地区电源规划情况;分析电力负荷数据,完善电源规划机构,平衡电力与电量;选择科学的电力工程接入方案;正确计算电力工程介入方案,确保方案的准确性;深入分析计算结果,综合考虑经济效益与方案技术的关系;主义考虑电力设计相关学科,借鉴电力学科资料。
(一)电力负荷预测与分析
电力负荷预测与分析是电力系统规划设计中重要的准备工作,对电力系统规划设计有巨大意义。电力负荷需要经过相关人员周密的计算分析,才可以给予电网规划设计获得具有参考价值的数据与信息。对中短期负荷的预测,应该分析我国经济发展情况,分析近几年来经济数据,知道我国经济大概发展情况,从而对电力最大负荷的层次进行分析。另外,规划设计人才可以参考已经完成的大规模电力系统情况,参考其电力负荷数据,对其进行分析,预测电力负荷,这种方式是我国电力负荷预测常采用的方法。预测电力负荷的方式比较多,比较常见的是预测方法、专家预测和模糊理论等。我国电力工程运用这些方法来预测分析电力负荷。分析负荷增长原因,从而可以分析出电力系统发展趋势,从而进行科学合理的电力系统设计。
(二)电源规划情况及出力电源规划是对即将建设工程供电量分析
其周围的电网建设的规划研究,实现电力工程建设目标,是电力系统规划设计的重要组成部分。电力电源可以分为统一的调度电源和地方性电源两种,其中统一的调度电源是指电网调度统一的大型发电站;而地方电源是具有专用的发电设备的小型的地方性的水电站或发电站,每种电源发挥着作用是不同的,另外电源设备的投入使用可以看出电力系统规划的资金使用情况,对电源的出力情况进行分析可以有利于下一步工作的开展。
(三)电力电量平衡
电力电量平衡对电力系统的规划设计是具有制约作用的,根据电力负荷预测和电源出力分析,电力工程项目所在的供电区域、所在地区的电力与电量进行计算,平衡计算结果并对其进行分析,电力电量的平衡需要考虑分区间的电力电量的交换情况,这样就可以将电力工程的规模与布局确定下来。根据分析预测的电力系统各水平年的最大负荷,再王雅萱沈阳农业大学辽宁沈阳110866根据各类电源的出力情况,可以计算出电力电量的盈亏,确定电力工程系统所需要的变电设备容量、所需要的发电量。确定的电力工程系统需要的容量应该是要加上系统需要的备用容量。
(四)接入系统方案
接入系统方案拟定的过程需要考虑电力工程的特点和电网的发展情况来确定,还需要考虑政府部门的相关意见及电网规划来进行方案的比较,使得拟定的方案时效性与实用性更强。接入系统方案要注意节远近结合,综合考虑节能降耗、节约用地,并运用电网新技术。同时需要提出电力工程项目各方案的规模与布局,终期近区电网结构、供电电压及运行方式等内容。
(五)电气计算
电气计算主要包括潮流计算、稳定计算、短路流计算和无功补偿计算。潮流计算是对电力网中电压分布和功率的计算。潮流计算可以计算中电网各网络原件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况,可以分析各接入系统方案的经济性、合理性和可靠性。稳定计算是对电力工程西戎的各故障情况进行模拟计算分析,确定电力工程系统稳定水平和稳定问题,稳定计算是以潮流计算为基础的,可以校验电力工程系统各个接入系统方案运营是否满足稳定性的要求。短路电流计算是验证故障短路在给定的网架中电气元件产生的不正常的电流值。短路电流计算可以校验电气设备,在发生故障的时候切断短路电流,减少短路带来的损失。无功补偿计算可以减少由于传输无功功率的各网络元件造成的电能损耗。
(六)方案比较分析
比较方案可以使得运算结果符合实际需要,确保电力系统更加可靠、安全,对方案进行横向纵向多层次的分析比较,可以形成最优化的方案,得到的方案设计是最符合实际需求的。
(七)系统专业提资
通过合理的系统设计、可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案中,确定电力工程项目的投产时间和建设规模,为电力工程规划设计提供准确的数据支撑和有效的设计依据。
二、电力系统规划设计工作的经验总结
随着我国社会经济的发展,电力系统进入快速发展时期,电力系统规划设计在电力工程设计中发挥着重要作用。如何更好的进行电力系统规划设计是电力工程规划设计中遇到的主要问题。本人认为在电力系统规划设计准备阶段应该了解大网区的基本情况和特点,收集附近地区电力系统情况,并将其录入数据库,作为电网现状的基础资料,了解附近区域电网发展变化情况,将其发展规划录入数据库中,为后续工作提供依据。在电力系统设计的时候应该时刻注意电力系统发展变化,收集更新数据资料库,掌握附近地区变电站、电厂和电力路线的数据资料和分布情况,收集当地负荷情况,计算各类系统电气,配合电力项目工程项目工作,不断更新完善基础数据。
三、总结
尽管我国的电力工程测绘技术随着科学技术的不断发展和完善获得了长足的进步,可是在电力工程测绘技术的应用中依旧存在很多问题,具体来说主要表现在三个方面,一是电力工程测绘技术的应用需要专业的技术人才,而在实际的电力工程施工过程中,专业的人才的匮乏以及先进技术和设备的欠缺,给电力工程的可持续发展造成了极大的障碍。二是由于电力工程的施工和建设是一项十分庞杂和系统化的工程,需要大量的人力物力资源,但是在电力工程的建设过程中,对于人力和物力资源的分配不均匀,严重影响了电力工程测绘的应用,对工程的进度造成了极大的影响。三是在电力工程的测绘过程中难免会对环境造成一定的破坏和影响。例如,大型的施工设备发出的一些噪音,会给居民的生活造成一定的危害和影响。电力工程的施工改造过程,会对施工地点的地质环境造成极大的破坏。
二、电力工程测绘技术应用的需求分析
电力工程的施工和建设,对于测绘技术的要求比较严格,因为只有严格的技术要求才能保障电力工程的质量,而专业化的技术人才是实现电力工程项目有效开展的重要保障。然而在当前我国的电力工程施工和建设中,由于很多施工单位对工程测绘工作不够重视,致使电力工程返工现象频发,为国家的财产带来了很多不必要的损失。因此,不断提升对测绘技术应用的关注度,从思想上认识到此项技术的重要性,是当前实现电力工程建设和发展的重中之重。笔者在根据我国目前电力工程发展的实际状况以及对电力工程测绘技术经验总结的基础上进行研究,测绘技术的采用必须符合我们国家的实际状况,只有这样才能够保障电力工程项目的有效开展。当前,在我国的电力工程的施工和建设中主要采用了GPS-RTK测绘技术、影像提取测绘技术、数字化测绘技术等等。
三、电力工程测绘技术在工程施工中的应用
1影像提取测绘技术
在电力工程的施工和建设过程中,因为施工地点偏僻、输电线路测量难度大等方面的问题,对电力工程的顺利开展造成了极大的阻碍。在电力工程测绘技术的应用上面,影像提取测绘技术的方式的引入可以有效解决测量困难等问题,促使测绘工作变得简单易于操作。影像提取测绘技术采用专业化的测绘仪器和设备,对施工地点进行影像的观察和提取,并利用专业的分析软件,对所观察和提取到的数据进行量化分析,形成完整、有效的电力工程图,促进测绘工作的高效完成。在电力工程的施工和建设过程中,影像提取测绘技术的利用可以有效地提升数据测量的精准度,减少人工误差的存在。
2GPS-RTK测绘技术
近些年来,随着电子科学技术的飞速发展,全球定位系统取得了极大的进步。GPS具备能够在全球范围内随时随地获取最精准的数据和资讯。将GPS引入电子工程测绘技术可以减轻施工人员的工作负担,有效地改善工作过程中遇到的问题。GPS测绘技术是利用具有全球定位系统功能的接收机,并利用专业的终端设备以及科学化的数据处理软件,可以有效地实现测绘数据的搜集和处理,极大地减轻了测绘人员的工作负担和压力,节省电力工程的建设成本。GPS测绘技术由于具有极大的优势和技术方面的先进性,越来越受到很多测绘人员的青睐和喜爱。而在GPS测绘技术中最受测绘人员喜爱和青睐的就是RTK测绘技术,它可以高效实时地获取高精度和精准的数据,可以方便测绘人员的工作,极大地减轻工作人员的负担。相较于传统的测绘方法,RTK测绘技术具有很大的优越性。在电力工程测绘技术的应用中,GPS-RTK测绘技术的采用可以有效地提升电力工程的工作效率,极大地减轻建设成本。GPS-RTK测绘系统的工作流程如图1所示。
3数字化测绘技术
随着信息化技术的迅速发展,电力工程测绘技术的应用对于信息化以及数字化的要求越来越高,数字化测绘技术便是在这一背景下应运而生的。数字化测绘技术作为一种新型的测绘技术,渐渐被广泛应用到了我国的电力工程建设和施工中,受到了测绘人员的欢迎和喜爱。在电力工程的施工和建设过程中数字化测绘技术的采用,可以有效解决电力工程中遇到的问题,有效地促进了电力工程的顺利进行。当在电力工程施工过程中,遇到没有具体地图的施工地点时,数字化测绘技术可以最大限度地解决施工人员遇到的问题,实现数据的实时对接和利用,方便施工人员下一步工作的有效开展。
四、结语
关键词:电力系统规划设计;电力工程设计;
中图分类号:TN344文献标识码:A 文章编号:
电能作为国民经济各个领域的基础能源,在社会发展中起着举足轻重的作用。电力工业的先行建设,是保证经济发展的先决条件。作为电力工程前期工作的重要组成部分,合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提,也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。
一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容
系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用,也是论证工程建设必要性的重要依据。
在进行单项电力工程设计时,其涉及到的系统规划设计主要内容包括:(1)工程所在区域的电力负荷预测和特性分析;(2)近区电网电源规划情况及出力分析;(3)根据负荷预测和电源规划结果,进行电力和电量平衡;(4)提出电力工程接入电网系统方案;(5)对所提方案进行电气计算;(6)分析计算结果,并进行方案技术经济比较;(7)为电力设计其它专业提供系统资料。
(一)电力负荷预测和分析
对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析,是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时,主要进行10年以内的中短期负荷预测。
中短期负荷预测,主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上,结合社会经济的发展规划,对中短期的近区最大负荷进行逐年预测;同时,根据已建、在建和规划的大项目情况,对负荷的特性进行必要的研究分析,并确定其对电网供电的影响。
负荷预测的方法多种多样,即有传统的序列预测法,也有模糊理论、专家系统等新方法。对具有重要意义的电力工程,如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组,可采取多种方法预测负荷,分析负荷增长因素及其发展趋势,并从中选出一般可能出现的负荷水平进行分析。
(二)电源规划情况及出力
电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计,并分析电源的出力情况,是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。
电力电源分为统调电源和地方电源,其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂;地方电源则包括各类小水电站,以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同,同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况,因此,需对电源出力情况进行详细的分析统计,以利于下一步工作开展。
(三)电力电量平衡
电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析,进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算,并对平衡结果进行分析,从而确定电力工程的布局和规模。
通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷,结合各类电源的出力分析,得出电力电量盈亏,从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外,在进行电力电量平衡时,还需考虑分区间的电力电量交换,并根据情况增减设备容量。
(四)接入系统方案
根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况,说明项目工程在电力系统中的地位和作用,按照电网规划,以及政府部门的审批意见,提出项目接入系统比较方案。
在论述项目接入系统方案时,应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时,需提出项目工程各方案的布局和规模,投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。
(五)电气计算
电气计算是电力系统规划设计的主要内容,包括:潮流计算,稳定计算,短路电流计算和无功补偿计算。
第一,潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的分布进行计算,通过潮流计算可确定系统运行方式,检查各元件是否满足运行要求,并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值。
潮流计算作为电力系统设计中最基本的计算,是比较电力工程各接入系统方案最直观的方法。通过潮流计算得出的电网各节点电压、各网络元件电力损耗、以及电力潮流的分布情况,可直接用于分析各接入系统方案的可靠性、合理性和经济性。
第二,稳定计算是指根据要求,对电力系统的各种故障情况进行模拟计算和分析,从而确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平。
稳定计算多是基于潮流计算结果的基础之上,在单项工程设计中常用到的稳定计算包括电力系统暂态稳定计算、电压稳定计算、以及频率稳定计算等。通过进行各种稳定计算,可校验各接入系统方案的运行参数能否满足稳定运行的要求,在必要的情况下提出安稳策略和保障措施。
第三,短路电流计算主要是验算在给定的网架中,由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值。计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流,能为电气设备的选型提供依据。
在确定网架结构和系统运行方式的情况下,进行短路电流计算可正确选择及校验电气设备,选用正确的继电保护整定值和熔体的额定电流,从而确保在故障情况下能快速切断短路电流,减少短路电流持续时间,减少短路所造成的损失。系统的短路电流宜限制在合理的水平,当短路电流水平过大而需要大量更换工程相关网区已有电气设备时,应提出限制短路电流的措施。
第四,进行适当的无功补偿,可向电力网络中的感性负荷提供相应的无功功率,从而减少各种网络元件因传输无功功率所造成的电能损耗。在具体电力工程中,需根据无功平衡,提出无功补偿装置总容量及分组容量,必要时需对单组低压电容器投切时电压波动进行校核,进行近区无功平衡分析,和调相调压专题计算。
(六)方案比较
对项目接入方案进行比较,在各种电气计算结果的基础之上,从安全可靠性、实施性、发展适应性和经济性等方面进行分析,从而对各方案的设计及运行做出评价,并选择最优者作为推荐方案。
(七)系统专业提资
通过合理的系统设计,可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案,确定项目工程的建设规模和投产时间,为电力工程设计的其它专业提供有效的设计依据和准确的数据支撑。
二、电力系统规划设计工作的一些经验
随着我国电网电压的升高,电网规模的不断扩大,电源装机总容量的逐年提升,电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中,电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作,成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。
(一)准备阶段
在开展系统规划设计工作前,应收集近区电力系统现状相关资料,了解大网区的基本情况和特点,分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料,并开列成表录入数据库,形成电网现状网架的基础数据。
与此同时,还需收集最新电力主网规划报告,了解近区电网的发展方向和变化特点,将规划电力网络资料录入数据库,形成各规划水平年的网架基础数据。
(二)开展工作
关注电力系统的最新变化情况,更新数据库资料,收集和研究各地区的负荷情况和特点,掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料,为系统设计做好准备。
针对新项目工程,展开对当地负荷情况的收集工作,及时更新当地及周边电力系统的资料。之后,进行各类系统电气计算,配合项目工程的设计工作。
电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义,所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此,不断更新和完善基础数据,将是电力系统规划设计的一个长期工作。