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當前,水利水電工程發展勢頭良好,然而施工安全事故仍時有發生,并因此導致人員傷亡和財產損失,可見提高安全生產水平、保障施工安全已成為各參建單位無法回避的問題。電氣施工工藝復雜,技術要求高,施工中的安全風險與土建等專業相比具有不同的特點,這就要求根據電氣施工特點制定有針對性的安全技術措施。有鑒于此,本文基于電氣施工中常見的不安全因素,探討了提高施工安全水平的處理措施。
1水利水電工程電氣施工中常見的不安全因素分析
1.1管理的不安全因素
水利水電工程電氣施工中的管理不安全因素包括安全管理機構設置與人員配備不充足、安全生產管理制度不健全、安全生產教育與培訓不到位、安全生產監督與檢查不落實、安全技術措施制定與交底不理想、職業安全與健康管理體系不完善、安全費用投入不夠等。目前,承包單位對施工進度和質量比較重視,因為它們直接關系到企業效益,但對安全管理關注不夠。一個人盡皆知的邏輯是,只要不出現安全事故,安全管理做得差也不能說一定有問題;一旦出現安全事故,安全管理再嚴格也必然是有問題的。所以承包企業對安全管理抱著“只要不出事、能省盡量省”的思想,書面文件盡量做得沒有漏洞,至于是不是真正落實了僅憑文件是看不出來的。例如安全管理人員配備可以采取掛靠方式,名單上是有資格證的人員,現場從事管理的卻是另一些人員。因此,安全管理方面的問題是難以忽視的不安全因素。
1.2人的不安全因素
水利水電工程大都建于偏遠山區,交通不便,生活條件差,人為因素的影響變得更加突出。例如從20世紀60年代到90年代,人為因素失誤從20%增加到80%以上[1],所以人的不安全因素正變得愈來愈重要。在電氣施工中,由于用電管理規章制度不落實,安全生產責任不明確,安全教育與安全培訓不到位,人員安全意識淡漠,容易在工作中疏忽大意,觸電事故是最常見的。另外高處墜落、物體打擊等安全事故也時有出現。
1.3設備的不安全因素
隨著科技發展,在工程建設過程中越來越依賴設備,幾十年前人拉肩抗的場面愈來愈少見。加上南方潮濕多雨,夏季炎熱,電氣設備受影響較大,不少施工設備在這樣的環境中使用一段時間后絕緣性能就會下降,甚至防護能力完全失效,電氣施工人員暴露在不安全的電氣設備面前,就很容易發生安全事故。電氣施工所使用的安全用具、儀表、設備也可能校驗不及時,性能達不到要求,給施工人員帶來傷害。
1.4環境的不安全因素
水利水電工程建設的核心是對水流的控制,所以常在河流峽谷上建設,水文、氣象、地質、地形等環境因素的影響非常大,加上建設周期長,作業環境艱苦,增大了安全事故發生的可能性。尤其電氣設備和線路受到風吹、日曬、雨淋、水濺、粉塵等不利條件影響,絕緣防護能力下降。施工人員工作時身受雨淋、水濺及潮濕環境影響,身體阻抗下降,也易受到觸電傷害。
1.5臨用電的不安全因素
工程現場用電必須嚴格執行《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005),但是在工程現場執行不到位的情況也很常見,例如配電箱內放置雜物(如焊條)、配電箱無系統接線圖、一閘多機、配電箱不上鎖、配電箱進口處無防護措施、開關箱電源進線端采用活動連接、動力開關與照明開關同箱、配電箱無防雨防塵措施等[2]。這些問題集中反映了用電管理人員安全意識差,責任感不強,將作業人員暴露于觸電傷害風險之中。
2提高水利水電工程電氣施工安全水平的處理措施
2.1規范安全管理,強化責任機制
水利水電工程施工企業應根據《水利水電工程施工安全管理導則》(SL721-2015)要求,規范安全管理行為,提高安全管理水平。按照該導則要求,施工企業應根據項目安全生產總體目標、年度目標,制定本企業的安全生產總體目標、年度目標,其內容包括安全事故控制目標、安全生產投入目標、安全生產教育培訓目標、事故隱患排查目標、重大危險源監控目標、應急管理目標及人員、設備、環境、職業健康等方面的控制指標。在安全生產管理機構與職責部分有專門針對安全生產責任制的規定。而在《水電水利工程施工通用安全技術規程》(DL/T5370-2007)中有專門針對施工用電的規定,在《水電水利工程金屬結構與機電設備安裝安全技術規程》(DL/T5372-2007)中有關于各種電氣設備安裝的規定,在《水電水利工程施工作業人員安全技術操作規程》(DL/T5373-2007)中有關于各類電氣作業人員資格條件、操作技術方面的規定。上述文件為規范電氣施工安全管理提供了依據,施工企業應參照這些規定查找不足,完善安全管理制度,加強電氣安全教育與技術培訓,制定應急救援、專項應急預案,并進行定期演練,以減少電氣施工傷亡事故的發生率。
2.2增強保護意識,加強過程管控
水利水電工程電氣施工內容包括變壓器/電抗器安裝、鐵塔/構架安裝、開關設備安裝、母線安裝、廠用電系統安裝、線路/電纜安裝、電氣試驗、接地系統測試等內容,安裝過程復雜,工藝技術要求高,為了保障安裝質量與施工人員的健康安全,除了加強安全教育與培訓之外,還應在安裝前做好安全交底,強化安全意識,并在施工過程中加強管控,提高安全操作水平[3,4]。
2.3重視設備管理,提高安全水平
為應對水利水電工程現場各種不利自然條件,應選購適應工地條件的配電設備、電氣機具,如滿足IEC標準相關條件。其次,應定期對電氣設備進行檢測,如絕緣性能測試、耐壓試驗、漏電檢測等。還應加強電氣施工現場的巡查、監督工作,以提高電氣設備的安全水平。
2.4做好環境規劃,減小安全風險
對水利水電工程電氣施工面臨的環境風險,應加強危險源的辨識、評價和管理,并運用PDCA循環方法加強對危險源的管控。辨識作業環境的危險源,可采用直觀經驗法和系統安全分析法,其中直觀經驗法又分為類比推斷法和對照分析法,系統安全分析法中包括安全檢查表法、事故樹分析法、危險指數法等,應該通過動態辨識,將環境安全風險減至最低。
2.5加強臨用電管理,消除安全隱患
對于臨用電管理,應嚴格執行JGJ46-2005規定,按照“三級配電,兩級保護”“一機、一閘、一箱、一漏”的原則,編制施工臨時用電設計方案,嚴格按規范要求敷設線路和安裝電氣設備,并安排專人對臨時用電設施進行監督和檢查,以確保工地用電安全。
3結束語
水利水電工程電氣施工中的不安全因素很多,歸納起來不外乎管理、人員、設備、環境、用電幾方面,只要認真對待,嚴格管理,電氣施工中的不安全因素就能做到可控、可管、可追溯。隨著電氣技術的發展,安全管理的內容也在變化,需要在實踐中不斷總結經驗教訓,這樣安全水平才能水漲船高,步步高升。
參考文獻
[1]孫開暢,徐小峰,張耀,等.水利工程施工安全人為因素重要度分析[J].人民長江,2016,47(9):80-83,114.
[2]侯占杰.施工現場臨時用電隱患[J].勞動保護,2013(9):48-49.
關鍵詞:
水電站建設;電氣工程;質量管理;施工要點;水電工程;電力生產
水電站建設是電力企業的基礎性工程之一,關系著企業后期運行的穩定性以及實際的經濟效益。電氣工程是水電站建設的重要環節,如何保證其施工質量是電力企業需要重點考慮的問題。因為電氣工程的施工質量不僅僅關系著水電站在建成之后能否投入正常的運行,還與其運行的穩定性和安全息相關。如果電氣工程存在安全隱患,那么后期的電力生產工作就無法順利進行,會給企業帶來極大的經濟損失。但是目前,在水電站電氣工程的施工管理中,還存在著很多問題,比如材料質量不合格、施工程序不規范、重進度輕質量等,從而導致電氣工程存在較多的安全隱患。因此,在后期的施工過程中,要進一步完善施工質量管理,制定嚴格的規章制度,并加強執行力度以及各個施工環節的質量檢驗,從根本上保證施工質量,為水電站的后期運行提供良好基礎。
1提高水電站電氣工程施工質量的管理要點
1.1電氣工程的設計圖紙設計圖紙是整個水電站電氣工程施工的重要參考依據,在實際的施工過程中發揮著非常關鍵的作用。因此,圖紙設計要根據施工環境、工程需求、水電站的規模以及國家的相關規章制度來進行,圖紙完成后,要經過部門審批,才能正式投入使用。根據以往的設計經驗,總結了六個圖紙設計的要點:第一,圖紙首頁。首頁上應該有完整的施工設計說明以及主要的設備表,如果內容比較多,可以分頁,但必須保證完整性和規范性,注意將各個要點標注清楚;第二,電氣工程的總平面圖。在圖紙上要標注好變電站和配電站的位置以及編號。對于變壓器、配電箱和發電機的容量、規格、臺數等也需要有具體的說明。除此之外還需要明確規定架空線路和電纜線路的走向、規格、回路和桿位編號等;第三,配電和照明。畫出清晰的配電和照明路線圖,并標注好開關以及燈具的安裝位置。通常情況下,照明電壓需要達到220V,不過可以根據具體工程情況進行調整。比如采用1500W以上的高強度氣體放電燈的情況下,就需要將電源電壓上升至380V;第四,熱工檢測和自動調節系統。設計圖紙上要畫出這兩個系統的運行原理圖,還有儀表盤和臺面的布置圖,同時為了施工順利,還要清楚地標注主要設備需要用到的材料;第五,監控設備。監控設備也是電氣工程施工的重要內容,能夠預防電氣故障的發生或者提高故障的解決效率。因此,在設計圖上要對監控設備的安裝流程以及安裝方面、設備規格等予以明確;第六,防雷接地系統。該系統是保證各項電氣設備在不同的天氣狀況下能夠穩定運行的基礎,設計圖紙上要標注避雷針、避雷帶遺跡引下線的具置,并畫好施工路線圖。對于重點施工部分進行必要的文字說明,避免施工質量不符合設計要求。
1.2技術交底受到施工環境的影響,水電站的電氣工程具有非常強的復雜性以及多變形,主要的電氣安裝系統可以分為高壓和低壓配電系統、計算機監控系統、防雷系統、微機保護系統、接地系統、直流電源系統和通信系統。每個系統的安裝質量都會影響到后期整個水電站運行,也就是說,只有控制好各個施工環節的施工質量,才可以保證整個電氣系統的順利運行。技術交底是施工正式開始之前的關鍵工作,設計人員將設計圖紙交給施工團隊的同時,要向其明確設計意圖以及具體的設計要求,尤其是施工要點,必須反復強調和核實,施工團隊如果對設計圖紙有疑問,要第一時間進行反饋,避免后期出現設計變更,影響施工進度。在整個施工過程中,施工人員必須嚴格按照圖紙要求進行,不能根據以往的施工經驗或者顯示的施工條件進行更改,如果在施工過程中,確實發現存在設計方案不合理的地方,不能擅自更改圖紙,需要及時將具體的情況反饋給有關部門,等待審核,審核完成后,才能進行后續施工。
1.3施工材料和機械設備材料和設備是電氣工程的基礎,其質量和規格是否達標,決定了電氣工程能否按照設計要求完成。第一,施工材料的采購必須按照設計圖紙上的要求,保證其質量和規格符合標準。材料進場之前,要進行批量抽檢。材料的保管也十分重要,尤其是一些容易腐蝕和損害的材料,必須放在干燥嚴密的環境中,由專業的管理人員進行看管。在潮濕環境中,需要防止金屬材料出現生銹問題,影響施工質量,并帶來經濟損失;第二,一些特殊的材料,施工之前要進行性能檢驗,比如線纜的絕緣性、鋼筋的剛度等,檢驗合格之后才能應用在正式的施工中;第三,機械設備對于提高施工進度有著非常重要的作用。設備進場之前需要進行性能測試,看是否存在運行不暢等問題,在日常的施工活動中,也要定期進行維護和檢修,并建立嚴格的設備操作規范,防止操作人員無證操作、違規操作。
1.4電氣設備的安裝
1.4.1配電箱的安裝。在安裝過程中,需要注意四點:第一,為了保證配電性的穩固性,其安裝位置要緊挨墻面,并用螺栓對其進行加固處理;第二,為了方便操作,配電箱需要和地面保持合適的距離,不能太高,也不能太低,可以提前進行距離測試,確定最佳安裝位置;第三,配電箱的開孔位置以及方向要合理,根據導線的走向來確定,保障能夠順利穿過;第四,配電箱和電線的連接必須牢固,安裝完成后進行測試,避免在后期使用過程中受到強烈震動而掉落。
1.4.2PVC電線管的鋪設。PVC管最大的優點就是耐腐蝕性強,但是機械程度不理想,換言之,容易出現變形和老化等問題,會降低其使用壽命。因此,一般應用于腐蝕性較強的環境中。在鋪設管線時需要根據PVC材質的特點,盡量減少彎折,并嚴格檢查管的嚴密性,如果發現有裂縫,一定要及時報廢。彎曲半徑是衡量安裝質量的重要參考指標,可以用RO來表示彎曲半徑,一般情況下,RO需要大于或者等于管外徑的6倍,為了能夠保證彎管受力的均勻性,需要在彎曲處采用彈簧彎管。
1.4.3防雷接地裝置。要保證焊接縫的質量,鋼筋的搭接長度要合適,引下或者引上接地線不能出現遺漏的情況,變壓站接地網的埋設深度要符合設計標準。
2電氣交接試驗
水電站電氣工程的安裝完成之后,需要進行機組的啟動試驗,主要做好三個方面的工作:第一,與機組啟動試運行有關的電氣設備需要按照設計要求進行安裝,然后根據試驗程序進行多次性能測試,并記錄下測設數據;第二,配置的繼電保護以及其他自動測量儀表燈裝置也需要測試其在不同工作環境下的性能;第三,設備檢驗完成且合格之后,需要進行帶額定負載72小時的連續試運行。運行過程中如果出現了問題需要由責任單位進行及時的處理。需要注意的是,測試發電機、主變壓器等主要的電氣設備時,需要有業主和廠家在場,施工單位要提前提供具體的試驗方法以及耐壓標準,為了防止試驗過程中出現安全事故,需要制定完善的安全防護措施。試驗完成后,要認真核實試驗報告,并和廠家提供的出廠試驗報告進行對比,看是否存在運行參數相差較大的問題,如果存在,就需要在廠家的指導下進行調試。
3結語
通過以上分析可以發現,水電站的電氣安裝工程具有較高的復雜性:第一,因為施工程序較多,且施工過程中受到的干擾因素也很多,施工質量不容易控制;第二,施工技術難度高,因此,在施工前期需要進行實地的勘察,然后根據以往的施工經驗采取防范措施,并保證施工團隊的專業素養,嚴格按照施工圖紙進行。同時還要加強施工過程中的監督和管理,保證各個施工環節的質量符合設計要求。在整個電氣工程的施工過程中,監理單位要進行全程的監督和控制:第一,保證施工人員按照施工圖紙進行各個環節的施工,對于存在的違規行為要及時上報,并采取懲罰措施;第二,控制施工進度,不能為了提高質量而盲目延長施工進度,否則會大大增加工程投資;第三,檢查各個施工環節的施工質量,如果不符合設計標準,需要進行工藝改良。施工完成后,對各個電氣設備進行集中的調試。從各個方面保證施工質量,并盡可能地將進度控制在合理的范圍之內,為后期電力生產的安全性和穩定性奠定良好的基礎。
參考文獻
[1]張錫海.水電站電氣工程施工的質量管理探討[J].中華民居,2013,(5).
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
一、水利工程電氣節能設計中所存在的問題
水利工程的節能設計是非常重要的,而其中尤為關鍵的一大環節就是電氣節能設計,電氣節能設計對整個水利工程的節能效果有著直接影響,但是在電氣節能設計中卻存在著以下問題。
(一)節能產品滯后
就我國當前的基本情況而言,在水利工程的施工建設當中,往往需要投入較大的資金,由于資金投入及管理不到位致使在實際采購及安裝過程中隊員產品降低了標準,這些產品不但無法實現節能的目的,并且還可能比一般的節能材料所消耗的電能更大。
(二)相關制度規章有待健全
在水利工程的電氣節能設計過程當中,通常會出現規范性不足、統一性差的文件,與之相配套的制度規章也缺乏必要的完善性。
(三)設計人員認識不夠到位
相當一部分的水利工程設計人員,在設計工程的過程當中,僅僅重視和關注的是施工的需要與利益,而并非注意其他周圍因素對電氣節能的迫切需求,使得所建成的水利工程周圍的農田、人員、企業等電力使用不便。
二、水利工程電氣節能設計的基本原則
(一)節能設計需滿足特定的功能
設計人員進行節能設計時,應該注意設計方案能否滿足工程基本功能。例如,設計人員在選擇電動機功率時,不僅要保證電機能夠節能,同時還要求電機能夠滿足工程的基本功能,如果電機連正常工作的能力都沒有就更談不上節能了。所以設計人員在考慮節能的時候一定要先考慮電機能否滿足工程的基本要求。
(二)節能技術考慮綠色環保
電氣工程中的節能設計不僅要保證電氣設備的節能環保,還要依靠技術的節能。設計人員應該先考慮工程中是哪個部分在耗能,再針對這個耗能部分選擇合理的節能技術去解決實際問題,不能盲目選擇節能設備和節能技術,這樣不僅達不到節能反而會增加設備的能耗。
(三)節能設計要保持經濟上的合理
節能的根本目的就是要減少經濟投資成本,所以節能的設計環節一定要保證科學、合理。節能設計人員要制定出切實有效的方案來節能,不能只是為了節能而節能,最終設計的節能設備或者工程不達標,導致經濟上的更大花銷。例如,1 臺高質量節能變壓器,在業內有著良好的工作口碑,但是由于工程的局限性,引入該變壓器并不能讓工程達到節能的水平,最后的結果也是工程設計不能達到節能水平。
三、水利工程電氣節能設計的要點
(一)供配電系統方面
在水利工程供配電系統的節能設計過程中,應當按照用電負荷分布特點、用電負荷容量、負荷等級和用電設備的性能,對供配電系統進行合理科學的設計,在運行中使供配電系統能夠將損耗降低至最小,保證在最理想的狀態下供配電系統的運行,以此保證供配電系統的高效經濟運行,從而實現節能降耗的最終目的。所以,在設計供配電系統節能中,應當對以下因素予以充分考慮:
其一,按照用電負荷狀況,科學的選擇變壓器容量、臺數,按照經濟運行原則來對變壓器進行接線;
其二,供配電系統必須可靠簡單,盡可能將因過多電壓等級所出現的電能損耗減少,按照較為集中的負荷分布特點,擇取節能型的變配電裝置,最大限度的防止多級供電的設備損耗;
其三,應當盡可能使變配電所的位置與負荷中心相接近,對供電網絡合理的進行分布,在合理的范圍內控制低壓供電半徑,以此將線路電壓損失減少到最小,確保供電線路所產生的電壓損失與規范的允許值相滿足,促進供電網絡運行效率和供電質量的提高。
(二)合理選擇和布置電力設備
選擇合理的電力設備是保證節能工作得以實現的關鍵因素,而目前對節能電力設備的選擇原則主要有:
1、選擇環保節能型電力設備,從根本上解決節能問題
在水利工程電氣節能設計中,最需要合理選擇的是機電設備包括變壓器與電動機。在輸電環節中,選擇正確的變壓器是一種很好的節能方法。傳統的變壓器具有效率低、損耗高、重量大、抗沖擊力低等缺點,在電能傳輸上會浪費大量的電力能源。因此,選用節能變壓器尤為重要。節能變壓器不僅能夠節約能源,還能減少CO2等溫室氣體的排放,同時與傳統變壓器相比,其在空載消耗、噪音等方面都有所改善,
對于電動機這一類設備,需要采用高效電動機,以降低用電負荷和無功消耗,起到節能作用。除此之外,合理選擇電動機的啟動方式也很重要。功率大的電動機應采用變頻調速器,提高空載效率,達到節能目的;或采用平穩啟動方式,確保從啟動到運行電流波動不超過3倍,從而降低啟動時大電流帶來的沖擊,使電壓波動控制在規定的范圍內,以起到節能的作用。
2、合理布置電力設備,盡可能在不影響節能質量的前提下,簡化其布置步驟。良好的位置擺放也可以有效減少電力設備能耗,布置時將需要散熱的電力設備放在通風良好的位置,或者在房間中安裝空調、隔熱墻等,可減少設備發熱帶來的能量損耗。
(三)照明節能設計
1、照明設計應選擇高效光源
照明光源應選擇發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠方便快捷、
性能價格比高的高效光源。按不同的工作場所,選擇相適應的高效光源.可以降低電能消耗.節約能源。根據《建筑照明設計標準))(GB50034―2004).建議按以下幾個方面選擇光源:
(1)燈具安裝高度較低的場所選用熒光燈
熒光燈包括直管熒光燈和緊湊型熒光燈,它們都具有光效高、壽命長、顯色性較好等優點。但前者比后者光效更高、壽命更長、光通維持效率高、性價比更優。因此,除有裝飾性要求的場所外,一般情況下,都應選用直管熒光燈,并推薦采用T5細管。
(2)燈具安裝高度較高的場所宜用金鹵燈,也可用中顯色高壓鈉燈。對于顯色性要求高的場所,可以采用用陶瓷金鹵燈;對于沒有顯色性要求的工業場所,可以用光效更高、壽命更長的高壓鈉燈。
(3)安裝高度高且不易維護的場所,如高大廳堂等,宜選用高頻無極熒光燈。其重要特點是使用壽命長(達5~6萬小時)。同時,光效高(60~701m/W),顯色性好(Ra達80),起點快捷、可靠。
(4)不應選用熒光高壓汞燈。金鹵燈是在汞燈的基礎上發展起來的,其高效比汞燈約提高60%(400W 為例),顯色指數高,壽命更長。
(5)限制熱輻射光源(普通照明用白熾燈、鹵鎢燈)的應用,其優點是顯色性好、起點快速、便于調光。但由于其光效低、壽命不長,所以最好限制使用。除要求調光、開關頻繁和短暫工作以及特殊裝飾要求等情況外,不應使用。
2、照明節能設計應提倡綠色照明
綠色照明并不只是照明節能,更有益于提高人們生產、工作、學習效率和生活質量,在保護身心健康的基礎上達到節約能源、保護環境的目的。為此,在水利工程照明設計時,應最大程度地滿足建筑工程的功能,水利工程照明不能只注重光的物理特性,不僅要考慮照度水平、燈具布置,還需考慮視覺環境及照明效果。所以,照明設汁應滿足建筑物不同場所、部位對照明照度、色溫、顯色指數的不同要求。
(四)合理選擇供電方案
水利工程中的節能設計除了要選擇合理的設備之外,還要選擇合理的供電方案。合理的供電方案可以讓電氣設備以最佳的運行模式運行,這也是節能設計中的重要一環。那么合理的供電方案應該滿足什么基本原則呢?
1、系統需要簡單可靠,以防止變電級數過多而產生大量的能源消耗。
2、根據實際情況合理選擇變壓器容量與臺數,調整變壓器負載頻率,使接線能夠適應負荷變化,按節能原則合理切換變壓器,從而減少消耗。在滿足技術指標安全要求的前提下,按照經濟原則、節能原則,選擇合理的電纜橫截面,從而降低損耗。
3、要根據實際情況,明確標準范圍,避免供電半徑選擇過大,造成不必要的能源浪費。
4、采用就地補償
因地理條件的限制,水利工程多選用低揚程、大流量的水泵和低轉速大型
異步電動機。由于這種電動機的功率較低,這與供電單位的要求存在一定的差距,這就需要進行功率補償,而我們經常的做法就是集中補償。水利工程設計中一般采用就地補償技術,也就死電動機就地并聯補償電容柜,選用防爆電容器并串聯電抗器以緩解電流沖擊。
5、合理選擇電纜、導線
在滿足允許載流量、運行電壓損失等各種技術指標的前提下.應按經濟電流密度合理選擇導線截面,并應從降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬等方面綜合衡量。
6、提高供電系統功率,在設備調速一定的情況下,若自然狀態達不到接入
要求,就必須進行功率補償,以減少線路損耗。另外,在制定節能方案的過程中,還需按照其他綜合要求來不斷調整優化整個實施方案,不可只側重于某一點,必須要遵循“全面調整,整體節能”的設計大綱。對于節能設計的有效性和可行性,需要不斷的結合實際需要來反復優化和完善,這樣就會大大提高節能效率。
結語
綜上,水利工程中的節能設計是潛能無限的,節能設計可以貫穿整個項目的科研、設計、施工、建設、后期維護、使用等階段。在節能設計中應該注意的是,電氣設計人員應該改變現有的工作原則,先以電氣節能為主要工作重心,并時時牢記自己的責任,在節能設計中不斷優化自己的方案,從設計的安全性、可靠性、經濟性等原則進行綜合考慮,選擇既能滿足工程要求又能最大限度節省能源的方案。
參考文獻
我國的地理位置處于亞洲的東部,區域降水極度不均勻,在我國東南面靠近沿海的地方降水豐富,但是靠近西北高原地區降水極度貧乏。我國總人口占世界總人口約1/5,人均水資源人均占有量較少,僅為世界平均水平的的1/4。改革開放以來,我國高度重視水利事業的建設,對國內的河流進行了綜合治理;陸續修建各類水庫80000余座,河堤河渠等設施修建200000萬公里;改善了各類供水4700億立方米;使我國國土的水利覆蓋面積達到7.2億畝,位列全世界首位。
水利工程對我國的農業建設以及經濟發展影響很多,屬于非常重要的基礎設施,所以保證其施工質量具有非常重要的意義。水利工程里面的電氣設備安裝關系到整個工程的最終質量,故本文從水利工程中電氣安裝施工現狀及改進方法進行探討,以期總結出行之有效的方法,以有利于水利工程中電氣安裝施工的發展。
1 一般在水利工程中電氣的施工包括以下的工作
1.1 水利工程電氣安裝施工準備
一般來說,水利工程建設的時間較長,成本較高,需要動用大量的勞力及資金,而且水利工程中的電氣施工在整個工程中占有很重要的分量,所以水利工程電氣安裝施工準備非常重要。要保證其順利進行必須進行以下幾方面的準備:
1.1.1 技術準備:電氣設計及施工人員必須認真仔細研究工程的設計圖紙,對其中設計要求、施工要求,設計規范、設計參數要認真研究,要體會設計人員的設計要求及思路,按照設計要求準備各種涉及的施工材料及設備。
1.1.2 施工準備:因為電氣施工必須與土建施工等項目相互配合,所以在進行施工準備時,必須與土建項目組開會協調工作,以確定施工進度安排、設備安裝時間節點調度等的事務流程,以免出現某個項目出現問題而導致整個工程進度受影響的情況。
1.2 水利工程電氣安裝施工技術
1.2.1 管線施工:水利工程施工里面對管線的提前預埋工作非常重要,這必須根據設計要求跟施工現場的環境進行區別對待,要按照相關的施工規范嚴格進行正規施工。例如:鋪設線路時要盡量減少管線轉彎,而且該管線附近有建筑物的話,管線與建筑物的距離要大于1.5厘米,同時還要用PVC管等做相應的安全保護。
1.2.2 穿線施工:進行穿線施工前必須對管線的管路進行清潔,可利用風機或吸塵器等工具把管路里面的雜物清理干凈,然后再往管路里面加入適量的劑,最后才進行穿線工作。施工是必須注意放線的長度,嚴禁管路內的導線拼接。
1.2.3 電纜施工:電纜鋪設施工前必須確認器材是否符合國家標準,是否符合設計要求,是否符合安全需要,還要進行絕緣測試。經過系列的檢測才能對其進行施工。在施工的時候要注意鋪設整齊,不能多層鋪設,橋架上的電纜不能超過三層。同時還要注意接頭的絕緣及接地處理。
1.2.4 插座施工:對于該電氣的安裝必須嚴格按照圖紙設計要求,根據圖紙上才數據,嚴格測量現場的安裝尺寸,安裝位置及安裝要求,不能根據經驗隨意施工。
1.2.5 防雷施工:水利工程的防雷施工非常重要,這關系到整個項目的生產安全,故必須認真對待。對于工程中的所有金屬部件,接電部件等都需要進行接電施工。對于一些關鍵的絕緣設備還要進行接電施工,以避免絕緣失效引起的事故。
1.3 水利工程電氣安裝施工安全
1.3.1 設備安全:施工過程中一旦發現任何設備出現損壞,如導線破損,絕緣外露等情況是,必須及時進行更換或維修。
1.3.2 電線安全:必須定時定點對所有的電線進行絕緣檢測,以保證所有的導線都是安全絕緣并合理接地的。
1.3.3 護具安全:所有施工人員的個人安全也要認真保護,施工時必須按國家相關規定佩戴安全護具。
1.3.4 安全培訓:要定時召開安全知識培訓與講座,使所有工作人員隨時注意安全知識的運用。
2 雖然在水利工程施工中由以上的標準規范進行約束,但是由于水利工程本身存在規模大,工期長,工作點多,施工人員復雜等特點,還是經常會出現這樣或那樣的施工事故。
出現這些情況的原因主要有以下幾方面原因:
2.1 環境原因:水利工程的施工一般時間跨度比較長,施工場地環境比較惡劣,施工難度大且復雜,還受到天氣,地質等因素的影響,這些對因素往往會引起施工過程中出現電力系統不穩定,電氣系統故障,停電、漏洞、短路等事故。
2.2 管理原因:很多工程時候在趕工期的同時忽略了安全生產的意思,忽略了用電安全,同時沒有設定專門的用電安全管理員,在施工中也沒有嚴格按照安全生產的規范施工,這些都會引起比較多的事故。
2.3 用電原因:因為工地施工大多使用臨時用電。很多工程在施工是接臨時用電時,沒有嚴格按照相關的用電要求進行施工,沒有安裝相應的安全保障裝置,或接電線材不符合用電要求,線路保護不夠等,這也會大大影響安全生產的效果。
3 因為存在以上的問題,故需采取以下措施加以防范
3.1 完善制度:要建立完善的安全管理制度,配置相應的工作人員進行專項檢測及監督,同時要經常開展安全培訓工作,使每個工作人員都時刻保持著安全生產的意識及覺悟,盡最大限度減少違規操作等問題的出現,保證施工的正常進行。
3.2 動態檢測:隨時對施工過程中的所有電氣原件進行安全監測,同時對施工人員也要進行相關的安全檢查,把一切有可能引起電氣安全施工的苗頭消滅在萌芽中。
隨著我國的經濟水平進一步發展,水利工程地位也會逐步提高,所以必須用先進的技術,科學的管理,完善的制度及可靠的執行來進一步提高我國水利工程的施工質量,為我國的現代化事業建設貢獻力量。
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從多年實踐工作經驗和相關統計文獻資料表明,電氣施工發生安全隱患,一方面由于電氣施工臨時系統設計不合理、繼電保護器保護不匹配、接地接線不規范等系統設備自身因素引起。另一方面,則是由于電氣施工相關專業技術人員的安全意識不夠,綜合操控技能水平偏低等因素引起。
1.2加強水利水電工程電氣施工安全管理的主要內容
在水利水電工程施工全過程中,承包企業應該結合工程特性,組織專業技術人員從施工臨時用電安全、施工現場安全用電管理、危險源識別與防護等方面,在建立完善的安全管理制度體系的基礎上,認真落實各項安全防護措施,對施工全過程的安全管理采取動態監督,嚴格執行和監督檢查各項安全管理條例和措施體系,并制定相應的事故應急預案,確保水利水電工程安全可靠、節能經濟的建設發展。
2、水利水電工程施工電氣常見的不安全因素
2.1施工現場環境因素
由于水利水電工程施工周期較長、工程技術復雜,通常位于較為偏僻的山區,加上受到工程區地質環境、流域水文氣象、工程移動等諸多因素的共同影響,會對工程施工用電安全帶來較大的安全隱患。如:在施工過程中,風吹、日曬、沙塵、洪水、人為破壞等,均可能引起施工用電系統或電氣設備發生失靈、大面積停電、漏電、短路等事故,造成嚴重的施工臨時用電安全事故發生。
2.2施工電氣安全管理不完善因素
由于受“重施工、輕管理”,“重質量進度、輕安全成本”等固有施工管理意識的影響,一些水利水電工程承包企業項目負責人通常對于施工質量和進度較重視,忽略施工安全用電管理,相應存在施工臨時用電安全管理制度不完善、沒有設立專門用電安全管理崗位、施工用電安全技術人員素質水平偏低等問題,相應施工臨時用電安全防護水平偏低。另外,在施工過程中,安全用電管理制度沒按照規范要求認真落實,執行力和監督檢查力度不夠,電氣施工中存在較多的技術和管理隱患。不重視安全用電的檢測和檢修維護記錄,加上項目部安全用電管理經費的不到位,是的一些分項分部工程的臨時用電系統安全防護體系不到位,給工程電氣施工埋下較大的安全隱患。
2.3臨時用電系統不規范因素
在施工臨時用電組織設計編制過程中,沒有嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005)要求,由專門的電氣專業技術人員進行編制。臨時用電系統設計過程中,沒有按照TN-S系統要求,設置獨立的保護零線;沒有做到“三級配電、三級保護”;沒有嚴格執行“一機一閘一箱一漏”防護體系;三級配電箱間的漏電保護額定電流不匹配,存在“誤動、拒動、越級跳閘”等問題;供電線路敷設不規范,埋深或搭接長度不符合要求;線路保護過于簡單,無法保障施工工地現場的安全用電。用電管理人員安全意識不高、責任感不強、綜合操控技能水平偏低等人為因素,也大大影響水利水電工程施工現場的安全用電水平。
3、提高水利水電工程施工電氣安全防護水平的措施
3.1建立完善的施工用電安全管理制度、加強安全管理意識
要保證水利水電工程施工電氣具有較高的安全防護水平,首先要建立科學完善的安全管理制度,有效落實各種安全防護制度、組織結構和人員配置,并在施工全過程中進行全程監督,確保制度措施按照設計要求具有較高的執行力和落實度。要根據《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005)、漏電保護器安裝和運行(GB139552-92)等國家或企業規范要求,認真編制施工臨時用電設計方案,確保施工臨時用電具有較高的科學性、可行性和經濟性。加強崗前安全教育培訓,要組織相應安全操控技能培訓和用電事故分析,加強現場施工作業人員的安全用電意識,使其充分了解到安全用電的重要性和掌握安全用電操控技巧,減少或杜絕人為誤操作的習慣性違章行為發生,確保水利水電工程施工用電安全。
3.2加強施工電氣機具安全的動態檢測管理
在水利水電工程施工前和施工全過程中,應按照國家相關技術規范和安裝使用要求,對電氣施工中的電氣機具的電氣性能進行綜合檢測(包括:耐壓能力檢測、漏電檢測、絕緣性能檢測等),只有電氣、機械性能均滿足工程施工需求時,方能進入施工現場。另外,還需要在施工全過程中,定期對施工機具設備的電氣、機械性能進行綜合檢測。對于檢測資料,應按照相關要求進行分類管理,避免電氣設備和機具存在“帶病”作業問題,提高施工現場用電安全。
3.3加強施工全過程電氣安全管理
在進行水利水電工程施工電氣安全管理過程中,要結合工程特性合理辨識工程中可能存在的安全危險源,并針對不同的危險源制定相應的安全防護體系。要保障施工電氣機具相應指標在人體安全耐受范圍(人體耐受電壓為36V,漏電電流為36mA)。對于超出人體安全的機具設備,應采取穿戴絕緣衣物、增加絕緣隔離層等技術手段進行處理。優選滿足施工實際需求和工程特性的成套供配電設備,以適應各種用電環節需求,便于維護管理。要動態檢測漏電保護器、斷路器等繼電保護裝置的動作性能,確保出現用電故障后,保護設備能準確動作切除故障。要叮囑和監督操控人員安全要求進行安全操作,避免安全用電事故發生。
一、水電工程施工監理的主要內容
水電工程建沒項目施工監理工作涉及施工準備階段的監理工作、施工實施階段的監理工作以及工程移交與缺陷責任期的監理工作,在下述內容中分別說明。
(一)施工準備階段的監理工作
施工準備階段的監理工作包括:協助業主進行施工招投標和簽約;承包商質量體系的檢查與認可;設計圖紙提供;施工組織設計審批;施工控制測量成果驗收;進場材料、設備檢驗;業主提供條件檢查;開工令等。
(二)施工實施階段的監理工作
施工實施階段的監理工作應以合同管理為核心,有效控制工程項目質量、安全、進度和投資,加強信息管理,并協調建設各方。監理單位對工程質量、施工安全、施工進度和工程投;資費用等目標的控制承擔合同責任。合同管理的內容涉及合同履行管理、違約管理、變更管理、索賠管理、保函與保險管理等。
(三)工程移交與缺陷責任期的監理工作
工程移交與缺陷責任期的監理工作包括:監督承包商按計劃完成尾工項目,協助業主驗;收尾工工程;監督承包商修補缺陷、保修工程,督促承包商移交工程資料等。
二、水電工程施工監理中存在的問題
(一)對監理的作用認識不清
在水電工程施工過程中,監理作為業主和施工單位的中介方,從這方面上講,監理的工作主要是負責對整個施工過程的監督管理,水電工程質量好壞的利益關系到業主的利益,由此,監理主要是為業主的利益方面出發,力爭讓業主獲得最好的結果。然而在當前,由于市場化經濟的開放,越來越多的監理對自己的本職工作認識不清楚,特別在參與施工監督的過程中,進行超越權力的行為與承包商和質量員相互協助,對工程的質量監理不嚴格,這樣完全沒有把業主的利益放在首位,勢必會影響到業主的利益,這是水電工程施工監理不能正確履行自己職責和義務的結果,并且這種現象在當前水電工程施工監理中廣泛地存在著。
(二)水電工程施工監理行為不規范
水電工程施工時要加強企業的全過程監理,主要是針對當前出現的施工過程中由于各種因素停工、轉包等不良現象直接影響到水電工程施工的質量,并且在監理工作中,一些行為不規范,包括所簽訂的合同不規范,招投標項目的管理不科學,對監理的執法力度不強等一系列的安全隱患問題,這些因素都會導致水電工程施工的質量和安全問題。
(三)水電工程施工監理人員素質不高
人的因素是監理工作中不可缺少的因素,對于水電工程施工監理來說,如何加強監理工程師自身的職業水平和職業道德是值得深思熟慮的問題。針對一些施工項目高素質監理人員匱乏,不能積極地與施工單位進行溝通,及時地發現問題,特別是解決問題的能力也不強,特別是針對一些比較偏遠的項目,由于環境惡劣,監理人員都不愿去,有時會給水電工程施工管理工作帶來很大的不便。
三、水電工程施工監理問題的解決思路
(一)加強施工質量控制
1.施工質量標準的調整
(1)合同實施過程中,國家或部門頒發新的技術標準代替了原技術標準,從新標準生效之日起,依據新標準執行。(2)合同技術條款與國家或部門頒發的技術標準有沖突時,以合同技術條款為準。因為,合同技術條款是招標報價條件,并且大型水電工程對工程施工質量等要求有其特殊性。(3)合同技術條款與國家或部門頒發的強制性標準有沖突時,以國家或部門頒發的強制性標準為準。所導致的標準調整,按工程變更處理。(4)為合同目標的更優實現,監理機構可依照工程建設合同文件規定,在業主授權范圍內,對工程質量、施工安全、施工環境保護所執行的技術標準與質量檢驗方法進行補充、修改與調整。所導致的標準調整,按工程變更處理。
工程質量問題是指工程質量與合同技術標準或設計技術要求發生偏差。當此類偏差超過規定或法定界限的,稱為工程質量事故,否則稱為工程質量缺陷或施工缺陷。發生工程質量缺陷或施工缺陷時,應及時指令承包人查明范圍、數量,分析產生原因,提出處理措施,報經監理機構審查、批準后及時處理。發生工程質量事故后,監理機構應證即向業主報告,同時督促承包人及時提出事故報告,監理機構應做好事故記錄,危及施工安全時,應指令立即停止施工,采取緊急措施進行防范,并會同有關方提出處理方案報業主,并參加事故調查與處理。
(二)加強工程進度控制
1.控制性總進度計劃編制控制性總進度計劃編制的依據是:合同工期目標、工程階段目標、承包人應達到的施工水平與能力,以及施工布置、施工方案、施工資源配置、設計文件、工程設備加工訂貨周期、現場施工條件及業主提供的條件等。在工程項目開工前,由監理機構協助業主(或按業主委托)完成控制性總進度計劃編制,并隨著工程進展進行調整、優化和完善。控制性總進度計劃經業主審定后,將作為審查承包人施工進度計劃,制定業主供應計劃以及對合同工程項目施工進度實施控制的基礎性文件。
2.施工進度計劃工程項目(包括分部、分項工程)
開工前,監理機構應督促承包人向監理機構報送施工組織設計或施工進度計劃或施工措施計劃。承包人向監理機構報送的施工計劃內容應包括工程項目概述,施工程序與施工工藝,工程形象進度與關鍵線路網絡分析,施工資源配置計劃,施工機械臺班或臺時利用率、材料消耗定額指標分析,工序循環作業時間分析,進度計劃橫道圖,業主提供條件(工程設備、供圖、材料、場地、資金等)的供應計劃等。
3.施工過程進度控制
監理機構應督促承包人按合同規定的總工期目標與報經批準的施工進度計劃按章作業、均衡施工文明施工,避免發生突擊搶工、趕工局面。出現施工進度嚴重拖延,并可能因此影響合同目標時,監理機構應及時發出加快工程進展或加速施工指令,或直接向承包人發出調整、修改施工進度計劃的指示。由于各種原因致使施工進度計劃在執行中必需進行實質性修改時,承包人應提出修改進度計劃報監理機構審查。工程被指令暫停施工時,監理機構應督促承包人妥善照管,爭取創造早日復工條件。
(三)規范水電工程施工監理行為
【關鍵詞】
水利水電;電氣;節能
1.水利水電工程電氣節能設計現狀概述
水利水電工程建設過程中,節能設計是十分重要的環節,特別是在社會生產用電及居民用電需求不斷提升的背景下,節能設計所產生的效應也就愈加顯著。盡管我國水利水電工程節能設計水平較以往有所進步,但在某些環節上依然暴露出一定問題,具體表現為以下幾個方面[1]:(1)規章制度有待健全。水利水電工程電氣節能實際設計過程中,由于缺乏規范性文件引導,且相關制度并不完善,造成電氣設計質量無法統一。(2)節能產品及設備質量有待提升。部分施工企業為了自身利益,使用一些質量不合格的節能產品或設備,導致節能效果低下、節能水平不能達標,無法充分發揮節能作用。(3)節能意識有所缺失。部分設計人員缺乏節能意識,過于注重施工需求及工程效益,忽視了節能設計的重要性,導致節能設計出現漏洞。直至工程完成后,才發現由于節能設計缺陷所帶來的用電不便。綜合來看,水利水電工程節能設計還有待完善,無論是在技術還是管理上都應該給予重視。
2.電氣節能設計相關原則分析
水利水電電氣節能設計過程中,應遵循以下原則[2]:(1)盡可能滿足環保要求。在節能設計過程中,除了要保證設備達到環保要求,還需要采取相關節能技術。結合實際需要,篩選設計節能設備與節能技術,以有效降低能耗。(2)滿足基本功能需求。節能設計時,要充分考慮設備基本功能需求,不能因為追求節能效果而影響到電機正常功能。(3)保持節能設計的合理性。節能設計的本質目的在于節約經濟成本,所以在實際設計過程中,要保證節能方案切實合理、科學有效,其前提是節能設備與節能技術達到工程標準。但要切忌為了節能,而忽視設備本身的功能及質量。
3.水利水電工程電氣節能相關技術應用
3.1優化配電系統方案
通過優化配電系統,讓用電負荷合理分布,保證系統處于最佳運行狀態,以此來降低能耗。首先,配電系統設計應盡可能簡捷化。同一電壓等級的供電系統,其變配電級數應控制在兩級以內,通過降低變電級數讓電能損耗控制在合理范圍內。對供電電壓等級進行合理篩選,在不影響設備運行及安全的情況下,盡可能提升電壓,以降低損耗[3]。工程主機需對電機啟動電流進行控制,避免其對電網產生沖擊。其次,根據設備需求及系統整體運行要求,對負荷進行合理分配。結合負荷情況,合理選擇變壓器數量、容量等,使其與負荷變化相契合。再者,對電纜材料進行合理篩選,保證電纜可滿足載流量需求,并根據電流密度篩選導線截面,以降低能耗、損耗。另外,通過無功功率補償來降低變壓器及線路損耗。
3.2投入節能變壓器
水利水電工程建設過程中,應推廣應用節能變壓器,通過節能變壓器實現節能降耗,達到節約電能的目的。變壓器運行過程中,其空載損耗主要來源于鐵損,具體是由于交變的磁力線通過鐵芯時產生磁滯及渦流所致。而節能變壓器的鐵芯為非晶合金鐵芯,其排列方式為三相五柱式兩行矩形,其中兩個旁柱會通過零序磁通,并且磁通不會經過箱體,所以不會產生結構發熱損耗,也可一定程度上降低變壓器運行噪聲;高低壓線圈為矩形銅繞組,即便出現偶然短路,也能抵御較大程度的機械應力破壞,避免線圈變形;箱體散熱器為冷軋鋼板制成,其高低壓套管上還帶有保護罩,可用電纜接線,并可實現全絕緣保護;采用填充硅油進行熱循環,箱體為全密封結構,可在高溫環境下正常運行。節能變壓器整體空載損耗僅為常規變壓器的20%,具有重量輕、噪音低、抗沖擊、運作效率高等特征,并具有良好的節能效果,值得推廣。
3.3完善照明節能
照明節能設計是水利水電工程電氣節能設計的重要環節,通過照明節能可有效降低系統中的光能損失,以充分利用光能。首先,應重視自然光的利用,將自然光與人工照明相結合,達到節能效果。其次,應根據應用環境選擇高效光源。例如,在室內操作空間,可采用熒光燈;在車間內部,可采取高頻無極熒光燈;技術研究部門則可選用高壓鈉燈。實際照明節能設計期間,應遵從相關標準(GB50034-2004)[4],優先考慮工程的功能性,再考慮視覺環境與照明效果,以提升生產效率。
3.4加強相關管理工作
通過落實相關管理工作,為水利輸電電氣節能設計提供一個良性的環境,使其充分發揮作用。首先,設計前,要對工程項目資料進行分類整合,包括水文數據、自然資源、施工條件等方面。通過科學地比選分析,保證電氣設備與實際施工環境相契合。其次,要做好招投標管理,通過競爭管理制度預防壟斷行為,并可篩選出質量優良施工設計,以提升工程整體質量。再者,要加強設計審查,對設計質量不高或無法滿足要求的設計方案進行重新提案,以落實質量管控工作。另外,要加強內部培訓工作,讓設計人員、施工人員具備良好責任意識,通過培訓使其業務能力不斷增強,為設計、施工工作具體實施提供保障。
4.結語
水利水電工程電氣節能設計是一項綜合性的工作,其中涉及到多個環節,需要進行綜合性權衡。通過利用節能技術、加強施工管理、優化節能方案,可以降低水利水電工程整體能耗,提升工程效益,為工程良性運作提供保障。
作者:袁聰 單位:永安電力股份有限公司
參考文獻
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1引言
在經濟發展的帶動下,社會對于能源的需求不斷增大,能源供需矛盾越發突出。在這種情況下,我國的經濟發展開始從注重速度向著可持續發展以及綠色經濟的層面轉變,節能降耗成了一個普遍性問題。在水利水電工程中,做好電氣節能設計,能夠有效減少電氣設備在運行環節的能耗,為可持續發展的推進提供良好的保障。
2水利水電工程電氣節能設計的意義
我國具備豐富的水利資源,為發展水利水電工程提供了優秀的基礎條件,尤其是在社會對于電力需求不斷增長的背景下,作為一種清潔可再生的能源,水電得到了前所未有的發展,水利水電工程的數量也在持續增加。在新時期,節能減排是經濟建設的首要任務,而在政府部門提出的“十二五”規劃中,也明確指出,應該大力推進節能減排改造,將綠色環保工程作為發展的核心所在。從電氣設備本身的運行分析,如果其長時間處于滿負荷或者超負荷狀態,很容易出現各種各樣的故障和問題,引發相應的風險事故,在這種情況下,就要求做好水利水電工程的節能降耗工作。通過對最新的電氣節能技術的應用,可以改進水利水電工程中存在的問題,在保證安全的同時,弱化風險隱患,將用電環節產生的能耗降到最低。因此,無論是利用電氣節能技術進行既有工程的改造,還是開展新工程的建設,都能夠取得良好的節能效果[1]。
3水利水電工程電氣節能設計的措施
3.1變壓器選型
在輸變電環節,變壓器是最為核心的設備,同時也是能耗大戶。相關統計數據表明,變壓器損耗占據了系統總發電量的10%,降損潛力巨大。為了更好地推動《中華人民共和國節約能源法》的實施,國家標準管理委員會于2006年頒布了《三相配電變壓器能效限定值及節能評價值》的相關標準,對變壓器選型進行了簡要說明,以期提升變壓器運行的穩定性和可靠性,降低其在運行過程中的能源消耗。從變壓器損耗類型分析,可以分為兩種,一是空載損耗,主要由變壓器設備本身的鐵芯材質和內部結構決定;二是負載損耗,通常取決于導體的截面以及線圈的材質。在技術發展的帶動下,變壓器的結構越發合理,使用的材料也在不斷改進,節能型變壓器逐漸在市場中嶄露頭角,能夠非常有效地降低變壓器的運行能耗,以非晶合金鐵芯變壓器為例,其空載損耗僅為常規變壓器的1/5。就目前而言,應用最為廣泛的節能變壓器是S11系列變壓器,與之前的S9系列相比,負載損耗基本相同,但是空載損耗降低了75%以上,與常規變壓器相比,具有自重小、噪音低、效率高、抗沖擊等優點,節能效果顯著。因此,在水利水電工程電氣節能設計中,應該優先選擇節能型變壓器[2]。
3.2系統方案設計
在對供配電系統進行設計時,需要考慮用電負荷的分布狀況及負荷等級,以確保系統能夠保證最佳的運行狀態,盡可能減少運行環節的能源消耗,實現節能減排的預期目標。在對供配電方案進行設計時,需要關注幾個方面的問題:一是必須保證系統結構簡單,穩定性好,同一電壓等級供電系統的變配電級數以一級或者兩級為最佳,避免變配電級數過多導致電能損耗增大的問題;二是必須確保供電電壓合理,在其他條件相同的情況下,電壓越高則損耗越小,考慮到水利水電工程的裝機容量較大,應該優先選擇高壓電機來減少啟動電流對于電網的沖擊;三是應該將變電所設置在負荷中心附近,對配網進行合理布局,確保低壓供電的半徑不超過200m,減少線損,提升供電質量;四是應該從負荷情況出發,對變壓器的容量和數量進行明確,保證變壓器的接線可以滿足負荷變化的要求,在進行變壓器投切時,不僅需要滿足基本的性能需求,還應該關注其運行的經濟性,減少不必要的損耗;五是應該適當提高系統功率因數,在必要的情況下,可以進行無功補償,以此來減少變壓器和線路引發的損耗[3]。
3.3輔助控制系統設計
在水利水電工程電氣節能設計中,輔助控制系統包括了公用設備控制系統、通風空調控制系統、閘門啟閉控制系統以及機組輔助系統等,系統主要的可控制對象是電動機。為了能夠在保證電動機穩定可靠運行的前提下,降低其在運行過程中的能耗,需要做好設備選型溝通,并對控制系統進行優化設計。可以根據電動機的實際運行工況,對其啟動方式進行合理選擇:在公用設備控制系統和記住輔助系統中,可以采用軟啟動器啟動,其他系統可以選擇軟啟動器啟動,也可以選擇變頻器啟動。通過這樣的方式,能夠對電動機的啟動特性進行改善,有效降低啟動過程中的瞬時電流,在保證電網穩定安全運行的同時,也可以有效滿足水利水電工程節能降耗的需求。
3.4照明節能設計
光源的選擇是照明節能設計的關鍵所在,具體來講,可以根據不同工作場所的需求,選擇不同的光源,實現節能降耗,同時不能影響照明的質量[4]。具體來講,照明節能設計的措施包括以下幾點:①自然光的利用:在進行電氣節能設計時,應該加強與土建工程等的相互配合,實現對于自然光的充分利用,通過自然光與人工光源的相互配合,達到良好的節能效果。②高效光源的選擇:在對照明高效光源進行選擇時,應該以發光效率高、啟動方便、使用壽命長、性價比高等為基本原則,根據不同的場所選擇不同的光源。例如,在室內操作間,可以選擇熒光燈;在科研部門,可以選擇高壓鈉燈;在機械車間,可以選擇高頻無極熒光燈。參考《建筑照明設計標準》的相關要求,在對高效光源進行選擇時,還需要關注幾個方面的內容:一是如果安裝高度較低,可以選擇光效良好、顯色性強的熒光燈,而且如果沒有特殊要求,應該選擇標準的直管熒光燈,便于進行更換;二是在燈具安裝高度較高的場所,如果環境對于顯色性有著較高的要求,可以選擇陶瓷金鹵燈;如果沒有特殊的顯色要求,則可以選擇中顯色高壓鈉燈;三是在安裝高度較高,同時維護不便的場所,優先選擇高頻無極熒光燈,這種燈具的光效高,顯色性好,而且使用壽命較長。③綠色環保照明:在照明節能設計中,不僅強調節能,還應該關注綠色環保,避免燈光對于生產生活的影響。因此,在水利水電工程照明設計中,需要在關注基本照明需求的同時,考慮照明效果,確保設計能夠切實滿足不同場所對于照度、色溫等的不同需求[5]。
4結語
在水利水電工程中,電氣節能設計非常重要,關系著節能降耗的順利實現。對于設計人員而言,應該從工程的實際情況出發,做好電氣設計方案的選擇,從可靠性、安全性、經濟性以及節能性等方面進行綜合考慮,盡可能減少不必要的電能損耗,實現節能的預期目標,推動水利水電工程的穩定健康發展。
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1電氣自動化概述
電氣自動化是指水利水電工程中為了充分提升資源利用率,增強電氣結構的綜合應用效果,實施電氣結構自動化管理體系,引導電力資源供應與電流傳輸相吻合的系統。一般而言,工程電氣自動化包括主體電力主線部分、電力設計的輔助部分。以青龍山灌區提水南站和蘇州常滸河樞紐工程為例,兩者分別采用水泵動力為主和電力系統資源供應的方式,實施系統供應與工程內部信息調節,實現了電力輸送、工程設備應用、安全管理為一體的電力資源傳導結構,為水利水電工程的施工提供了資源傳輸渠道。
2電氣自動化在水利水電工程中的應用
2.1電氣樞紐系統設計
依據青龍山灌區提水南站設計中電氣自動化體系結構,將工程設計各個部分,以10kV架空線路終端桿為界,進線電纜以下的10kV室內變電所及泵站、節制閘的控制、保護、動力、照明規劃,并按照基準電容Sj=100MVA,基準電Uj=Up10.5kV,基準電流Ij5.5kA的方式,對工程中電力子系統進行傳導結構設計;同時,蘇州常滸河樞紐工程電氣自動化控制結構設計,在基礎電纜設計上,將導線截面選用LGJ-185型鋼芯鋁絞線,單回路鐵塔架設,電氣系統通信要求地線全部采用光纖復合架空地線(OpticalPowerGroundWire,OPGW)復合光纜。兩種工程設計結構的總體規劃,都已依據工程基本特征,建立資源控制體系,實行系統綜合性規劃。
2.2電氣主接線部分
以青龍山灌區提水南站設計為例分析,該工程中電氣設備主線路部分設計主要分為遠距離設計和近距離設計兩部分,近距離設計部分主要運用4×1800kW=7200kW同步電機,安裝8×1800kW=14400kW同步電機進行電流供應體系傳導,電氣主體接線路運用66kV專用變電所的電力傳輸裝置,構建主線為單回路-變壓組調節的傳輸方式;遠期距離按照500m為一個阻隔狀態,1臺10000kVA主變壓器,電壓等級為66/10.5kV的電氣傳輸方式,實行工程內部電氣資源傳輸。
2.3電氣設備選擇運用
2.3.1電動機選擇與應用
電動機是水利水電工程電氣設備的主要動力供應體,工程中電動選擇異步驅動傳導電動結構,依照異步電動機轉矩的需求,實行動力傳導。一般而言,工程中應用異步電動機采用母線10kV電壓進行電流傳導,將其各個部分分為真空接觸器、高壓熔斷器、避雷器、電容器、放電線圈、串聯電抗器等進行無功補償。一方面,電動機主體部分的異步電動機,能夠獲得滿足單項動力傳輸的需求;另一方面,電動機無功補償又能夠實現補償結構的綜合運轉,實現電動機內部電流的周期性傳導。以蘇州青龍山灌區提水南站為例分析,系統中綜合傳輸結構中,10kV開關柜選用中置型KYN28-12鎧裝移開式金屬封閉開關柜,低壓進線柜1臺,電容補償柜1臺,動力配電柜2臺,照明動力柜1臺的方式實行動力傳輸。該工程主體電動機的動力計算為:Sb≤1.05×0.85∑P=1.05×0.85×(297/0.8)=331kVA[1]。
2.3.2變壓器選擇與應用
水利水電工程中電流資源供應結構體系規劃,也通過變壓器的選擇與應用進行動力調節。其中電力資源運用過程中,需要將主體電力供應中,母線電流供應與子線供應部分連接在一處,母線部分采用高壓傳輸直接進行電流傳輸控制,實行電流傳導結構重新分配,與主體電動機部分實施動力傳輸與調節;而各個程序部分,按照20000kVA容量的標準,分別配置電路器、隔離開關、熔斷器等電壓調節裝置。
2.3.3電流供應設備選擇與應用
水利水電工程中自動化系統結構中電流供應設備選擇,與電氣信息傳導之間存在著必然性關聯。(1)電纜控層,依據工程中電流控制結構的分布化運作,達到系統信息控制電纜結構的有序規劃的目標。一般而言,工程中電纜結構體系建設,實施系統高、低壓相互對應傳輸,而電纜控制層能夠均衡化地分配電纜控制格局,形成電流控制結構體,能夠確保工程中母線、子線的電流傳輸處于相同狀態中運作。(2)水利水電工程中自動化系統結構運用,實行電流供應PLC程序控制,系統內部電流傳導與電流傳輸結構的多樣化引導。
2.4電氣分布結構
現代工程電力供應結構主要包括:過流保護、照明系統、接地電流控制系統幾部分。水利水電工程中的電氣控制結構,過流保護與接地線控制兩者相互結合,實施電氣自動化傳輸體系建設。以南站水利工程建設設計為例分析,該工程中過電壓保護和絕緣配合“DL/T620—1997”規范設置調節66V電壓傳輸結構,該工程在現代電流傳輸體系結構的基礎上,采取電壓、電流傳輸3部分防雷保護,與接地線中電流傳導形成一個完整的電流傳輸保護體[2]。照明系統是電氣自動化在水利輸電工程分布最廣的電氣形式。工程照明結構事故照明、應急燈照明、普通照明分為3部分。照明系統電氣供應直接接在母線上,是工程電氣程序設計中較特別的一部分。以蘇州許河設計結構為例進行分析,照明系統結構設計,采取設計體系綜合化管理,結構綜合建設的方式,實行照明分配,事故照明和應急燈照明選用雙枝2×250W的燈具進行照明處理,普通照明燈分布與工程樓梯、墻角、道路兩旁,按照30m/擋設置照明裝置,照明體系的構建與水利水電工程需求相吻合。
2.5電氣自動化控制結構
電氣自動控制結構分析是系統結構調節的主要分支之一。
2.5.1運用自動化系統控制工程照明裝置
以蘇州許河水利工程為例分析,該區域的電氣控制特征為進線保護:電流速斷保護、過負荷保護、低電壓保護;主機保護:電流速斷保護、過負荷保護、低電壓保護、零序保護、溫度保護等;電容器保護:過電流保護、單相接地保護、過電壓保護;站變保護:電流速斷保護、過負荷保護、溫度保護。
2.5.2自動化監控設置
水利水電工程應用資源體系,設計工程監控系統為上位機、下位機同步監控,施工人員應用上位機顯示、歸納的方式實行電氣各個部分的交流控制,按照工程施工需求,有效實行電流調節;同時,運用下位機進行現場控制、保護、測量單元,電氣自動化控制系統的有效調節,實現了系統結構綜合化控制,運用數字化程序將工程中多個電力控制系統連接為一個整體,高效化應用數字化程序,實施系統中多重資源的綜合化傳導。
3結語
電氣自動化在水利水電工程中的應用分析,是現代資源運用體系不斷優化的主要理論基礎。在此基礎上,電氣自動化結構的分析,使得電氣設備自動化主線分布均勻、電氣設備選擇多樣化、電氣結構保護與電流控制體系相吻合,實現現代電力資源的系統化分布。因此,淺析電氣自動化在水利水電工程中的應用,是我國水利水電工程質量結構有序調整的有效方式。
參考文獻
中圖分類號:TV74 文獻標識碼:A
前言
伴隨著電氣應用的廣泛化,越來越多的事故是由電氣因發展,其中最主要的事故就是火災的發生,為了減少火災的發生,從而降低經濟損失,筆者通過對水利水電中電氣火災進行分析,提高火災的防范措施的應用。
二、水利水電工程中電氣火災的含義、現狀和趨勢
1.含義
電氣火災,通常指在電氣設備的使用、操作及維修中存在隱患,因為電氣的線路、用電的設備或者器具,及供電的設備發生故障,在符合燃燒的條件時就引燃可燃的物體而造成的一種火災,由雷電所引起的火災也包括在內。
2.現狀和趨勢
據不完全統計,我國每年發生的電氣火災占火災事故發生的三分之一左右,電氣火災已經成為各種火災的主要發生原因。通常,電氣火災的發生有以下特點:(1)每年的電氣火災的發生率雖有波動,但是都會超過30% ,是各種火災的主要發生原因。(2)電氣火災造成國家和企業的損失巨大。(3)引起電氣火災的原因很多,比如短路、電器設備過負荷使用等。(4)電氣火災發生數各月的分布比較平均,并且在用電的高峰期時發生率更高。
電氣火災隨著經濟、社會的快速發展日益呈現上升的趨勢,但是,我們可以做好防范電氣火災發生的工作,這樣還可以收到的巨大的經濟和社會效益。因此,我們要進行全面有效地電氣用電的管理,并采取更加有針對性的措施,以預防和降低電氣火災的發生。
三、電氣火災的主要特點
我國電氣火災的發生率正在不斷加大,電氣火災逐漸的成為各類火災發生的主要原因。從總體上來看,電氣火災的發生有著如下主要特點:其一,即便是每年電氣火災的發生率均有著一定的波動,然而,均會超出30%,可以說是各類火災發生的主要原因;其二,電氣火灶導致企業的損失以及國家的損失是尤為巨大的;其三,引發電氣火災的原因是多種多樣的,比如過負荷使用電氣設備、短路等;其四,各個月份的發生電氣火災數是相對較為平均的,而且在用電高峰期有著更高的電氣火災發生率。電氣火災是逐漸的隨著社會和經濟的迅速發展而不斷增多的,然而,我們可以將電氣火災的防范工作做好,這樣便能夠得到較大的社會效益及經濟效益。所以,相關人員必須有效且全面的將電氣用電管理工作做好,并且積極的采取有效的措施,降低及預防電氣火災的出現。
四、水利水電工程中電氣火災的原因
1.安全意識較淡薄,安全政策執行不嚴
工程的施工現場往往人員較為集中,所以如果發生火災的話,場內的作業人員就很容易變得驚慌失措,并本能地爭先逃生,造成相互問的擁擠,這就很難進行疏散,特別是在重大火災發生時就更易造成現場的混亂以及逃生出口的堵塞,造成人員的傷亡。這主要就是由于領導和員工的安全意識較淡薄,對火災發生的防范和管理不夠,執行也不嚴。
電氣線路的老化
相當一部分火災的發生是導線在使用中不斷地會受到高溫的烘烤以及陽光的照射、導線的自然氧化、空氣里腐蝕性氣體的存在,這些都會導致導線的使用壽命縮短、提前發生老化,導線還未達到最長年限就不能再使用了。當然,導線的迅速老化也和導線的質量差有極大關系。許多的廠家用劣質的材料生產制作導線的線芯,這樣因為劣質材料的純度不高,和質量好的導線相比,同樣長的劣質導線的電阻就會大很多。物理中,根據發熱的原理,同樣的電流強度經過導線的時候,導線的發熱量就會變大、溫度也就明顯升高,最終加快了導線的提前老化。
此外,有少數生產企業用廢舊的塑料進行熔化以后再利用,從表面上看就跟新的材料一樣,但實際上用不長的時間導線就開裂、發黑了,直到其絕緣的能力減退而外皮被燒破,造成線路的短路。所以,水利水電工程電氣線路一定要選用合格的、正規的導線產品,不要圖便宜而用劣質的導線,否則就會為以后的留下火災的隱患,得不償失。
3.電氣線路的設計不合理,不能夠滿足用電負荷
一些水利水電工程的電氣線路的設計,一般只考慮常規的用電設備及照明燈具的需要。但是,因為人員往往比較密集、工程也比較復雜,工程中臨時用電的情況也會經常出現,這就使原有電氣線路設計的用電容量不能夠適應和滿足用電負荷的實際需要,進而會出現電氣線路的超負荷使用,也就埋下了火災的隱患和危險。
同時,由于電氣設備以及導線使用的絕緣材料通常是可燃性的材料,當熱量積累到一定的程度時,就會造成火災的發生。而且,電氣線路的安裝和使用的環境不符也會引起電氣火災的發生,因為性質的不同,導致導線在應用時處的環境也會有很大的差別。
五、防范水利水電工程電氣火災的有效措施
1.熟練掌握電氣滅火常識及方法
當發生電氣設備火災,切勿用水來滅火,這是因為水是導電的一種介質,而若在帶電的設備中加入水,則會使得電氣設備自身的絕緣作用大幅度降低,甚至導致電氣設備發生爆炸,進而給人身安全造成嚴重危害。如果僅僅是個別用電設備因短路而起火,則應當立即將用電設備的電源關斷;如果是整個電路發生火災,則需要將總電源和總開關切斷,如果距離總開關過遠而無法立即斷開,則需要及時采取有效促使,將遠離燃燒點的導線正確切斷。需要注意的是,不要用金屬性或者用手切斷亦或是拉扯,而是應當使用絕緣類工具且站在木質凳子上將導線剪斷。在工程施工現場,也就是人員比較集中的地方要選用銅質導線,而不適合選用鋁材的導線。導線按照材料大體分為銅芯導線和鋁芯導線兩類,實踐中通常是用鋁芯導線,因為鋁質的導線雖然可以彌補銅芯導線緊缺的狀況,但是它有很多弊病,比如,易被氧化、接觸不良等。所以,人員較密集場所的電氣線路就應該選用銅芯的導線。當采取以上措施將電源切斷后,便可以對常規滅火方法加以采用了。但是一定要注意絕對不能使用酸堿或者是泡沫的滅火器,因為這種滅火器里的藥液帶電,會造成滅火人員觸電,而且這種藥液還有很強的腐蝕性,會腐蝕電器設備,事后也不易清除干凈。
2.按照國家規范,嚴格設計電路
在水利水電工程的電路設計中,為有效防止電氣火災的發生,需將技術性的火災防范措施抓好:一方面,對電氣的負荷量進行合理科學的計算。負荷如果偏大,則會損壞設備,如過小,則會損壞過熱的絕緣體,并且也不經濟,甚至還會引發火災。因此,在電氣設計中必須對電氣負荷進行合理科學的計算,不僅要保證常規性的用電設備容量,還需要對臨時用電設備容量進行充分考慮,防止過小用電容量所導致的線路過載運行;另一方面,要對足夠大的電路導線橫截面加以選擇。在設計的過程中,應對其未來發展予以充分考慮,在對負荷進行計算的基礎上,還需要將較大的系數增加,這樣做的目的是為了與我國當前經濟的迅速發展相適應。除了上述措施以外,在水利水電工程的建設中,還應加強對電氣設備施工的檢查與監督,以便于將電氣火災的隱患從根本上予以消除。與此同時,還應當將施工工藝的質量控制好,嚴格規范電氣安裝,強化電氣工程施工的檢查及監督。
要強化電氣施工的監督和檢查
要使水利水電工程的電氣設備符合設計的要求,最重要的就在施工上。所以,必須要強化電氣設備施工的監督和檢查,以便從根源消除電氣火災的隱患。具體來說:(1)要加強電氣材料質量的監督和檢查。監督和檢查的人員要對電氣材料進行嚴格地審查,必要的時候可以向有關部門送檢,對于不合標準的電氣材料,一定要辭退施工方,以避免施工方弄虛作假。(2)控制好施工工藝的質量。電氣的開關、漏電的保護器、導線、接地的系統、線路的保護等都是保證施工質量的重點所在,必須要嚴格地執行電氣安裝的相關規范,以加強電氣工程施工質量的監督和檢查。
4.要積極地推廣水利水電工程電氣安全的檢測技術
電氣安全的有效檢測也是防范水利水電工程電氣火災發生的重要手段之一,它主要是運用紅線測溫技術、聲波探測技術等技術手段診斷電氣線路,也就是確認電氣線路能不能安全的運行,盡早地發現電氣線路中存在的潛在火災隱患,并依此來采取相應的措施防止火災的發生,以實現防范及減少水利水電工程電氣火災的發生。不過,電氣安全的檢測技術投資比較大,專業性的水平要求也比較高,所以相關部門就要積極地促進中介市場的產生來解決這個問題。對于水利水電工程施工中人員比較密集地方的電氣線路,每年都要進行不定期的抽樣進行檢測,以加強線路火災隱患以及設備故障火災隱患的診斷,以便及時地發現和消除電氣火災的隱患。
六、結語
電氣火災的發生不僅會導致人員的傷亡,而且還會帶來難以估量的經濟損失,為了最大程度的減免經濟損失和人員傷亡,尤其是在水利水電建設過程中,更加要加強電氣安全教育和管理,進而全方位的進行火災的防范,保證水利水電工程的順利開展,為國家經濟發展提供強勁的動力。
參考文獻
[1]張乃剛 關于水利水電工程中電氣火災的分析 [J] 《勞動保障世界》 -2013年10期-