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关键词:变电站施工图设计二次线
1.泰安汶口变电站扩建工程完成的主要工作量:
1.1扩建1台150MVA主变、220kV电汶线1个间隔、4个110kV出线间隔、5个35kV出线间隔和2个电容器间隔(包括电容器电抗器组),完善220kV、110kV双母线,增加2个电度表屏;
1.2改造#1主变保护、35kV综自二次设备、220kV和110kV母差保护、220kV和110kV故障录波器、微机监控系统设备以及取消控制屏。
2.二次线设计的主要收获:
2.1明确了220kV变电站控制屏的设计原则:随着无人值班变电站装备科技含量和管理手段科技含量的不断提高,今后的变电站均按照无人值守变电站设计。新建工程按照无人值守变电站设计,不装设控制屏,所有断路器、主变中性点接地开关实现遥控,同时可通过监控屏或保护屏操作断路器,改造工程结合实际逐步取消控制屏;具体涉及无人值班变电站的各种要求参考鲁电集团生[2000]525号文件;
2.2取消控制屏后可以简化中央信号回路和屏顶小母线,结合直流系统双配置增加第二组直流电源小母线;
2.3220kV线路保护对应同塔双回线应配置两套微机型全线速动主保护及性能完善的后备保护,第一套主保护采用分相电流差动保护,第二套主保护采用分相距离保护,保护装置本身具备综合重合闸功能,两套主保护通道优先采用专用光纤通道,本次设计220kV电汶线组屏包括两个保护柜(放置在保护室),第一个保护柜型号PRC31AM-02SD,第二个保护柜型号PRC02C-20SD,还包括一个通讯接口柜(放置在通讯机房);
2.4扩建#2主变压器采用风扇自冷,低于70%额定负荷时风扇不启动,高于70%额定负荷时两组风扇根据温度启动,实际设计时两只主变上层油温表分别启动两组风扇,绕组温度高时发信号;
2.5SF6绝缘电流互感器应注意接出“SF6压力低信号”;
2.6电容器本体应注意温度表和压力释放二次接线;
2.7配合泰安奥特公司“五防”闭锁系统要求,各个间隔保护操作箱提供两对断路器跳合位接点。
3.存在的主要问题及建议:
3.1汶口变电站中央信号继电器屏采用电磁式继电器,1997年投运设备,其启动事故或预告音响二次回路、中央信号回路和表计均退出运行,只保留了三个电压等级电压互感器并列及切换二次回路,但是电压切换把手装设在中央信号控制屏,改造比较困难,建议在资金充裕时更换中央信号继电器屏;
3.2前期工程35kV断路器本体没有配置SF6压力低闭锁继电器ZJ和储能行程开关DT,不能与二次设备配合,本期工程联系生产厂家对10台LW8-35断路器现场改造,增加了ZJ和DT,今后订货时应注意要求生产厂家对SF6断路器配置SF6压力低闭锁继电器和储能行程开关;
3.3北京ABB合资厂生产的220kV和110kV断路器,其防跳继电器和SF6压力闭锁继电器与微机保护配合原则,一般采用微机保护操作箱内的防跳继电器,拆掉断路器内的防跳继电器,采用断路器内的SF6压力闭锁继电器实现闭锁跳合闸;
3.4微机故障录波器改造时发现山大高新电力公司生产的WDGL-Ⅲ型和WDGL-Ⅴ型微机故障录波器有较大差别,软件操作系统及数据传输均有很大的不同,给调度主站接受报文、管理各个分站带来麻烦,所以一个变电站最好只用一种型号的故障录波器,今后订货时应注意按照远景电气主接线配置微机故障录波器交流采样单元;
3.5MR中国区提供图纸时间长,采用PDF文件格式传递图纸,有效的保护了出厂图纸的唯一性,但是PDF文件格式不能被AtuoCAD接受,给施工图设计增加了不必要的麻烦,另外没有面向施工图设计人员的技术讲座,所以对于MR有载开关二次回路我们只是凭个人理解领会,现场就发生过“主变过负荷闭锁有载调压接点”被烧坏的现象,以后把该接点串接在N线最末端解决问题。
3.6关于标准设计的想法:电网典型设计工作一直受到国家电网公司党组的高度重视,现已完成500(330)kV变电站的典型设计,并将于今年下半年统一组织开展220(110)kV变电站典型设计工作。各设计单位要认清形势,及早入手做好准备工作,积极应对典型设计带来的变革和挑战。根据笔者掌握的内容来看,典型设计偏重于变电站总体布局、建设投资规模和一次设备选型,对于二次设备选择、二次线的设计思想方面则有比较大的差异。每个建设单位一般都有自己多年形成的工程建设习惯,而且每个设计单位往往也形成了相对固定的图纸资料库,同样的总体设计,其二次线原理是一样的,但是不同的设备生产厂家提供的接线图却大向径庭,接线端子不同使的原理图上的具体端子线号需要重复修订,尤其是操作回路各种二次设备对应多种一次设备操作回路,很难有一个固定的拿过来就能用的图纸。希望典型设计在具体施工图设计阶段做的更进一步,比如逐步统一监控系统,推广保护与监控系统一体化设计,以减少不同品牌产品的接口处理,提高运行的可靠性。
3.7写本文的初衷:原本是实际工程的总结,针对具体问题的具体想法。同行业工程设计人员在长期工作中必然积累了大量的宝贵经验,希望笔者的文章能够起到抛砖引玉的作用善莫大焉。
参考文献:
1、《电力系统设计手册》,电力工业部电力规划设计总院1998年版。
2、《电力工程电气设计手册电气二次部分》电力工业部西北电力设计院1991年版。
3、《电力工程电气设备手册电气二次部分》电力工业部西北电力设计院1996年版。
4、(DL/T769-2001)《电力系统微机继电保护技术导则》。
5、(GB50052-1995)《供配电系统设计规范》。
1.1材料的选择、防护与环境因素
电力工程的施工设计的方面非常的多,这样对于各方面的要求也是非常的多,我们是知道的材料的性能是关系着工程的总体的质量,在我们建设之初再到我们工程的施工、竣工各个方面都有着直接的关系,做一我们必须加以关注。第一,加强检验的力度。在材料的采购过程中严格按照检验的标准进行检验,对于不合格的产品坚决不采用,在材料选取的过程中到要做相应的实验,这样能够更好的判断其性能;第二,加强团队建设。对于采购的以及检验的团队一定要认清自己的责任,对于自身的业务能力进行提升,加强部门之间的合作能力。这样才能更好的推动行业的发展;第三,建立严格的奖惩制度。对于不法的企业进行严格的处罚绝不姑息,这样才能更好的构建一个良好的市场秩序;第四,在选择材料的过程充分的考虑到环境问题。环境问题已经成为当代我们进行讨论的一个重点,长期以来环境在各个方向都在不断地被破坏,能源的危机变得越来越严重,所以我们在材料的选择要无污染的以及能源的节约的角度进行考虑,从而提升我们的选择的角度促进可持续发展的步伐;第五,充分的考虑实际的情况。我们的材料不能进行硬性的规定,在不同的环境下其物理特性以及化学特性都可能会发生改变,一旦发生了改变就会影响工程的整体的质量,这类问题是我们不能接受的。还有很多的角度需要我们进行考虑的,只有这些得到了满足我们工程才会质量更加的可靠。
1.2做好施工前的准备
施工前的准备,这项工作是非常复杂的,主要有以下的几个方面进行准备:第一,明确分工。对于不同的部门进行分工,明确之间的职责,以免后续出现问题;第二,进行专业性的培训。每项工程都会有自己的技术文件,我们对于员工要求必须进行严格的学习,以便满足人们的需求,对于后续的顺利施工是非常的有必要的;第三,施工方案的审核。施工设计者的最终的目的就是满足设计者的方案,这样我们的审核工作就是非常有必要的,以免后续发生事故;第四,实地的考察。这样做能够更好的了解实际的情况,对于后续的工作能够进行很好的预见性预防,这方面的工作是非常有必要的。
2.电力工程中变电站施工技术的应用
2.1变电站高压试验
变电站的高压试验是变电站建设工作中的重要一环,所涉及的方面非常的多,对于很多的方面都会造成极大的影响,正是因为其重要,所以我们在实验的过程中必须要加以注意,下面针对于这些做一下的总结:第一,为了减少我们实验过程中带来的安全事故,我们在实验的过程中要加强防范的意识,一般的情况下我们会进行绝缘油的使用,在周一围涂抹;第二,进一步的加强安全防范,对于变压器进行真空处理,在真空的情况下进行注入油的处理;第三,开始试验,一般的情况下针对于具体的情况进行具体的分析,正常情况下会采用局部放电的方式进行试验;第四,结果的核算,并且确定相关的数据是否在标况下进行的试验。试验就是在模拟正常状态下开展的,所以我们要在各个关键的环节进行注意,这样的试验才是最成功的试验。
2.2安装隔离开关装置
在以往的变电站建设过程中施工者一般都不大注意安装隔离开关装置工作,一般来讲其对短路器的重视程度远远高于对隔离开关的重视程度,这种疏忽意识表现在国内变压器的高压隔离开关大多数都没有安装消弧装置,以至于在电压外泄时变电所内有没有良好的断电装置。一般来讲隔离开关一般安装在架空线架和输电电缆的连接之处,断路装置开关的电源傍,分支线缆的T型接处,架空线与跌落开关中间等等。在安装隔离开关的过程里,用力过大就会产生不吻合内部齿轮并且发生三相电流不同期的情形,一定要在调整触点的安装时对于动静触头的接触比如插入不深等现象进行特别留意,还要对于同期调整接地刀引起重视。针对于卡涩现象来说,我们也是采取了一些应对的办法的,可以在触头的位置进行,这样就会减少很大的阻力。清洁问题是我们必须要做的,这样可以避免因为杂质在表面产生磨损的现象,延长使用的寿命。我们进行安装的过程中要充分的考虑是否符合当地的现实的情况,使之变得有特性,这样能够相符的促进,并且取得良好的效果,提升效率。
2.3接地装置的施工技术分析
(1)接地装置要满足工程设计标准与要求,不允许私自的进行标准的篡改,只有在标况下才能更好的符合要求。
(2)接地体之间的距离需要在5m以上,接地体与建筑物的距离要大于1.5m、与避雷针的距离大于3m,这样才能做到安全保障。
(3)接地装置与连接设备之间采用焊接连接,在我们进行焊接的过程中要进行先期的处理,清理干净,在焊接的过程摆放一定要按照要求进行摆放,对于我们焊接之后一定要做好防锈的工作,以及绝缘的保护工作。
(4)接地干线与引线之间的长度要大于100mm,用管箍连接接地极与接地干线。
(5)焊接时,要确保管箍与扁钢处于45°角的位置,这个时候要求我们一定要保证良好的工作的精度,尤其在焊接的高度以及扁钢的厚度方面,尽最大的努力减少偏差,这样我们进行焊接的部位才会更加的牢靠不容易出现开焊的状况。
3.结语
【关键词】变电站电气设备安装调试项目管理进度管理
中图分类号: TM4 文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
改革开放以来,我国工业进程发展迅猛,伴随着工业发展的巨大成就,用电量也大幅度地增加,使得变电站的建设也如雨后春笋般大量涌现,这无疑对我们的电力部门在更高的层次上提出了要求。变电站的电气设备安装质量关系重大,它会直接影响电力系统本身的正常运行,除了工作运行外,它也对社会经济的正常发展起着举足轻重的作用,甚至对人民群众的财产生命安全也至关重要。
二. 电气设备安装调试前的准备工作。
许多时候我们对电气设备安装过程做到了谨慎,却忽视了其准备工作。其实开箱验收设备是十分必要的,当电气设备运抵到现场,施工方应组织有关专业人员共同进行设备的开箱验收,有些人认为这是多此一举,其实不然,这么做是为了从一开始就确保电气设备保质保量。在验收时有关人员要按照订货合同上注明的型号、数量等仔细核对,并记录是否有不符合要求的物件,验收完毕好要保管好这些物品。在做准备工作时,要将相关的资料准备充分,充分的准备可以便于及时根据现场突况做出安排,并且管理人员也可以做好现场监督,防止出现安装与图纸出现差异的状况。
在正式开工前,技术人员必须根据工程的进展编制施工图纸的交付进度, 在这个基础上,做好一系列的计划,使工程可以有序进行。如果准备工作到此还是不够的,技术人员还应根据相关施工质量、安全等文件的要求,编制一套符合规定的工艺安装标准和效果图,制定好工艺细则以便实施。进场员工虽然可能会出现交叉施工,但必须保证安装效果达到统一标准,尽量缩小和避免工艺水平的上的差距。
三.变电站电气设备安装及调试项目进度管理的特点分析。
变电站电气设备安装及调试项目进度管理.广义上是指工程进度计划的编制、优化、组织实施、计划控制与协调全过程 的管理行为。其中最重要的职能为建设工期的管理。纵观变电 站电气设备安装及调试项目进度管理.一般具有下述几方面特点:
1.变电站电气设备安装及调试项目进度计划具备一定 的风险性 由于变电站电气设备安装及调试项目组成复杂、建设工期长、影响因素多、工程项目进度计划编制和实施都会遇到极大的风险。
2.变电站电气设备安装及调试项目建设进度目标的可 分性和进度管理的多层性 变电站电气设备安装及调试项目建设进度目标可以按建 设程序阶段分解为建设前期工作进度目标、设计进度目标和 施工进度目标;也可以按工程项目组成划分。由于工程项目建 设进度目标具有可分性和多层性.使工程项目建设进度管理与 进度控制成为可能。
3. 各项建设任务活动时间对工程项目建设进度工期目 标的影响程度不同 建设工期目标或施工期目标都要受到完成各项建设工作 (或任务)的活动持续时间的影响。 因此应通过科学决策,确定合理的质量、工期、投资控制 目标。投入适量的成本,保证目标的顺利实现,使变电站电气设 备安装及调试项目建设获得最佳的整体效益。
四.电气设备的安装。
电气设备的安装不仅要考虑到安全问题,还同时受到环境的约束。在正式安装前,技术人员应该严格地核对接线图,因为误接线的情况十分容易发生,我们必须避免。主要设备到场的时间要事先通知管理人员和安装人员,提前做好各项准备工作,从源头上杜绝差错的发生,比如道路的严整和位置方向的确定。安装人员在安装前应按照图纸标明的要求,认真核对规格型号和各类技术参数,查看运输过程中的冲击记录,对主变各个部件的绝缘强度、密封性等也要检查分析,以防安全隐患发生,各类附件也必须按照规定工序施工。场地的清理和防尘工作十分重要,准备工作完毕后,在安装的过程中,要配备专门人员记录下环境温度和湿度的数据,仔细观察数据的变化。因为安装受到环境的约束,万一遇到恶劣的天气,应当及时提醒停止施工,以免造成物件损坏引起质量下降,无法满足运行的要求。
五.对变电站电气设备安装及调试项目进度管理的问题分析。
变电站电气设备安装及调试项目工期估计不准确。因为变电站电气设备安装及凋试项目不仅需要对大型电气设备进行安装,还需要对设备进行调试。并且设备的调试过程十分复杂.对工期的估计不能十分确定,所以很有可能导致工期超过 原先的设想。
工程前期储备不足 ,当前,变电站电气设备安装及调试项目建设受前期制约 大,前期储备不足,制约项目建设和投产,存在工程已投产项目 还在核准的情况.致使本来需要建设的项目违规或违法,电源 准备投产,接入系统尚未列入计划.于是突击接人系统。个别部 门或单位追求政绩.牺牲了工程的合理工期,有时会以牺牲质 量为代价。因此提前启动,做好项目前期储备是保证项目顺利 实施的基础.
卖方市场制约了设备工期 个别单位和人员对由买方市场向卖方市场的转化估计不 足、认识不清,没有采取应对策略。对主要设备或进口设备正常 的生产周期和市场需求估计不足。导致不能及时到货,影响了 工程建设进度。因此必须充分认识卖方市场形势下的工程周 期和付款要求,争取主动。施工清障困难大 清障工作变数大,因此要做实协议,属地化管理,灵活工作, 速战速决。对林地、矿区、农田的建设用地要严格执行国家和 地方的相关规定。对规划新建站要预留出线走廊。
沟通协调不够 工程涉及建设单位、设计单位、施工单位和监理单位,也涉 及各个单位的不同部门。沟通工作至关重要,沟通不够,就会造 成工作脱节,影响进度。因此要通过现场协调会和动态及时的 信息管理解决有效沟通问题。必要时可采用行政手段。
六.建议.
引进国外先进的科学技术 由于大型的变电站电气设备安装与调试十分复杂.而我国 又多数引进国外的设备.所以我们应该在引进先进设备的同 时,引进国外先进的科学技术。以防止工期超过预定的计划。
认真做好沟通与协调工作 对于项目涉及的建设单位、设计单位、施工单位和监理单 位,以及各个单位的不同部门,认真做好协调与沟通,对于可能 造成工作脱节或影响进度的地方及时处理。采取必要的措施。
加强对项目的前期控制 由于我们常常忽略对项目的前期控制.所以常常导致在项 目实施过程中对控制不利.而且设备的进口常常无法控制,因 此需要我们在项目前期时加以注意.规范合同管理。保证切实履约。
七.结束语
我们采用先进的管理方法与技术加强项目进度控制 针对施工过程中存在的具体问题.有针对性地采用相应控 制措施。保证施工顺利进展,采用关键路径法。充分考虑安全性和经济性要求。尽量缩短工程实施 时间。事先考虑好进度安全储备。及时调整进度,保证工程进度的按时完成。
参考文献:
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[2] 朱其猛 论电气设备安装及调试的进度管理 [期刊论文] 《管理学家》 -2012年5期
[3] 赵俊杰 综述变电站电气设备安装及项目进度管理 [期刊论文] 《建材与装饰》 -2012年29期
[4] 冉庆辉 松北变电站电气安装与调试项目进度管理研究 [学位论文] 2010 - 哈尔滨工业大学:项目管理
[5] 武军正 电气设备安装调试技术探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年12期
一、继电保护定值整定工作(10kV及以下)
年月至年担负分公司10kV配电线路(含电容器)、10kV用户站继电保护定值整定工作,由于分公司原来没有整定人员,但自从开展工作以来建立了继电保护整定档案资料,如系统阻抗表、分线路阻抗图、系统站定值单汇总(分线路)用户站定值单汇总(分线路),并将定值单用微机打印以规范管理,还包括各重新整定定值的计算依据和计算过程,形成较为完善的定值整定计算的管理资料。近两年时间内完成新建贯庄35kV变电站出线定值整定工作和审核工作。未出现误整定现象,且通过对系统短路容量的计算为配电线路开关等设备的选择提供了依据。年底由于机构设置变化,指导初级技术人员开展定值整定工作并顺利完成工作交接。
二、线损专业管理工作
年至年月,作为分公司线损专责人主要开展了以下工作:完成了线损统计计算的微机化工作,应用线损计算统计程序输入表码,自动生成线损报表,并对母线平衡加以分析,主持完成理论线损计算工作,利用理论线损计算程序,准备线损参数图,编制线损拓补网络节点,输入微机,完成35kV、10kV线路理论线损计算工作,为线损分析、降损技术措施的采用提供了理论依据,编制“九五”降损规划,-各年度降损实施计划,月度、季度、年度的线损分析,积极采取技术措施降低线损,完成贯庄、大毕庄等35kV站10kV电容器投入工作,完成迂回线路、过负荷、供电半径大、小导线等线路的切改、改造工作,年关于无功降损节电的论文获市电力企协论文三等奖,荣获市电力公司线损管理工作第二名。参与华北电力集团在天津市电力公司试点,733#线路降损示范工程的改造工作并撰写论文。
三、电网规划的编制工作
年月至年月,作为专业负责人,参与编制《区-年电网发展规划及2010年远景设想》工作,该规划涉及如下内容:电网规划编制原则、区概况、区经济发展论述、电网现状、电网存在问题、依据经济发展状况负荷预测、35kV及以上电网发展规划、10kV配网规划、投资估算、预期社会经济效益、2010年远景设想等几大部分。为电网的建设与改造提供了依据,较好地指导了电网的建设与改造工作,并将规划利用微机制成演示片加以演示,获得了市电力公司专业部室的好评。
四、电网建设与改造工作
年月至现在参加了军粮城、驯海路35kV变电站主变增容工作,城、路、更换10kV真空开关工作,参加了35kV变电站(年底送电)、35kV变电站(年月送电)、35kV变电站(年月送电),易地新建工作,新建35kV变电站(年月送电、年月带负荷)、路35kV变电站(年月送电)。目前作为专业负责开展110kV变电站全过程建设工作,参加了厂化线等5条35kV线路大修改造工作,主持了农网10kV线路改造工程,在工作中逐步熟悉设备和工作程序,完成工程项目的立项、编制变电站建设及输电线路改造的可行性报告,参与变电站委托设计,参加设计审核工作,参加工程质量验收及资料整理工作,制定工程网络计划图,工程流程图,所有建设改造工程均质量合格,提高了供电能力,满足经济运行的需要,降低线损,提高供电可靠性和电能质量,满足了经济发展对电力的要求,取得了较好的经济和社会效益。
五、专业运行管理
参加制定专业管理制度,包括内容是:供电设备检修管理制度;技改、大修工程管理办法;固定资产管理办法实施细则;供电设备缺陷管理制度;运行分析制度;外委工程管理规定;生产例会制度;线路和变电站检修检查制度;技术进步管理及奖励办法;科技进步及合理化建议管理制度;计算机管理办法、计算机系统操作规程。技术监督管理与考核实施细则;主持制定供电营业所配电管理基本制度汇编。参加制定生产管理标准,内容是:电压和无功管理标准;线损管理标准;经济活动分析管理标准;设备全过程管理标准;主持制定专业管理责任制:线路运行专业工作管理网及各级人员责任制;变压器专业工作管理网及各级人员责任制;防污闪工作管理责任制;防雷工作管理责任制;电缆运行专业工作管理网及各级人员责任制;变压器反措实施细则。主持制定工程建设项目法人(经理)负责制实施细则及管理办法;城乡电网改造工程招投标管理办法(试行);城乡电网改造工程质量管理暂行办法等。
积极开展季节性工作,安排布置年度的重要节日保电工作、重大政治活动保电安排、防汛渡夏工作,各季节反污工作安排。
这些工作的开展,有力地促进了电网安全稳定运行。
六、科技管理工作
关键词: 开关操作; 变电所; 瞬态电磁环境; 电磁干扰
Abstract: based on the substation switch from the action of transient electromagnetic environment change on line and the influence of the electrical equipment, this paper expounds the transient electromagnetic interference source switch operation and coupling channels, and concluded that research and analysis to the secondary circuit interference with practical significance.
Keywords: switch operation; Substation; Transient electromagnetic environment; Electromagnetic interference
中图分类号:O441文献标识码:A 文章编号:
变电站是一个包含强电设备和弱电设备的电磁环境非常复杂的系统。正常运行时,变电站内空间中存在强工频电磁场。当发生开关操作、系统故障或雷击时,空间会有强瞬态电磁场产生。强工频与强瞬态电磁场对变电站保护与控制设备产生干扰,同时保护与控制设备之间还存在相互串扰。随着电力系统自动化程度的不断提高以及保护设备的下放,变电站保护与控制设备的电磁兼容问题越来越受到重视。既要求保护与控制设备对系统进行正常控制,同时又要求不能被外来的干扰所影响。电力系统中的开关操作、电力系统故障和雷击是变电站中三大主要干扰,它们一方面通过电压互感器(PT)或电流互感器(CT)以传导的形式对二次控制与保护设备产生干扰,另一方面在空间产生强瞬态电磁场,并以电磁辐射的形式对保护与控制电缆的终端产生干扰。随着电力系统向特高压、大容量和紧凑型方向的发展,电力系统的电磁干扰现象将越来越严重。而保护与控制设备工作在弱电条件下,集成度在不断地提高,并且正在向小型化方向发展。因此研究变电站电磁干扰问题及保护与控制设备的抗扰问题有着重要的理论意义与实际应用价值。电力系统运行过程中,经常要进行开关操作,因此开关操作产生的空间电磁场是变电站中最为常见的一种电磁干扰。
为了抑制变电站开关瞬态电磁干扰,采取合理的防护措施,必须对开关瞬态电磁干扰的特性进行研究。通过变电站现场测量可以得到各种开关操作产生的瞬态电磁场,从而得到开关瞬态场的时域特性和频域特性。为了提高设备的抗开关瞬态场干扰能力,通过实验方法研究设备的抗干扰特性,确定干扰的耦合路径是必要的。根据开关瞬态场的耦合路径可以选择相应抑制措施。随着变电站保护与控制设备下放到开关场地,开关场地的保护小室的屏蔽问题受到很大的关注[1]。
电磁干扰形成的三要素是干扰源、敏感对象和耦合路径。在变电站的瞬态电磁干扰中,干扰源是由开关操作引起的一次系统的瞬态电流和瞬态电压,敏感对象主要是指保护、控制和通信等二次设备。
高压母线上的瞬态电磁过程将通过以下耦合途径进入到二次设备和系统中[2]:
1、传导耦合 一次系统的瞬态电流和瞬态电压通过 CT PT 以传导的方式耦合到二次设备
2、感应耦合 空间瞬态电场和瞬态磁场以近场感应的方式耦合到二次设备或与其相连的电源线和信号线 包括容性耦合和感性耦合
3、辐射耦合 空间瞬态电场和瞬态磁场以辐射的方式耦合到二次设备或与其相连的电源线和信号线。
以隔离开关切合空载母线操作为例(瞬态电磁干扰的示意图如图 1.1 所示)。该图显示上述三种耦合方式同时存在 由于干扰途径的多样性和多级性 因此该系统是一个复杂的电磁系统 若将该系统作为一个整体分析 所选的状态变量将很多从而使模型十分复杂 20 世纪 70 年代末 为了简化复杂电磁系统屏蔽性能的分析美国科学家 C.E.Baum 和 F.M.Tesche 等提出了电磁拓扑的概念[3]。其基本思想是对电磁干扰的传播途径进行空间分解 逐级建立干扰耦合模型 本文在借鉴该思想的基础上 提出了一种干扰耦合机理的系统分析方法限于论文篇幅和研究的内容,论文中只针对变电站隔离开关切合空载母线开关动作瞬态过程进行分析。
图1.1隔离开关切合空载母线操作瞬态电磁干扰示意图
在一个变电站内,当隔离开关合闸动作时[33],由于动触头不断向静触头靠近,当两者之间电位差大到击穿空气间隙时,产生第一次电弧,空载母线上的电位从初始状态的零值经过很短的振荡后上升为电源电压的瞬时值,此时高频电流为零,电弧熄灭,空载母线电压维持熄弧时的瞬时值,电源电压是按正弦变化;当两者之间电位差又增大到击穿断口空气间隙时,发生电弧重燃,母线电位再经过振荡,等于电源电压时电弧又熄灭,在动、静触头触合前,电弧重燃与熄灭过程快速重复,而且,在一个工频周期内,电弧重燃次数逐渐增加。操作时由于触头间电弧的熄灭和复燃,在被断开或充电的母线上,因电压突变而引起波前陡峭的瞬态波。此瞬态波在传播过程中,因电路特性阻抗不匹配而引起反射,形成高频阻尼振荡波。由于隔离开关操作过程时间较长,电弧频繁复燃,从宏观看,整个瞬态过程由非常多的单个脉冲组成,形成一连串的脉冲群。从微观看,每个脉冲都是一个衰减振荡波,如图 1.2 示。
图1.2隔离开关切合空载母线时母线电流瞬态
隔离开关闭合空载长母线时, 电弧复燃时的电压阶跃变化使得母线电压波变化过程中产生阶梯状缺口。而开关操作母线上接有其它电气设备,因为电容电感均为储能元件,当开关操作使其状态发生变化时就会产生瞬态过电压,于是就构成了复杂的振荡网络[4],决定了瞬态振荡电压波形包含多种频率分量的衰减振荡波。在这样高频率下,一次母线上的瞬态过程以瞬态电磁场的形式向周围空间辐射能量;或通过静电和电磁感应耦合到二次和低压线路;还可以通过连接到母线上的设备(如CT、PT、CVT或载波耦合设备等)直接耦合到二次设备,该耦合传导过程如图 1.3 中所示。
图1.3二次回路的电压电流暂态波形
结论:可以看出,开关操作瞬态时,由母线通过传导耦合传导至二次回路的瞬态电磁场,在二次回路中产生了极具破坏性、干扰性的快速衰减振荡波,使得二次回路的电压电流也呈衰减振荡性。
正是由于这些干扰脉冲波的存在,极易使二次设备发生误动作。所以研究分析二次回路的干扰情况亦具有实际意义。
参考文献:
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[2]邬雄,张文亮,电力系统电磁环境问题,高电压技术,1997,23(4)
[3]张卫东,变电站开关操作瞬态电磁干扰问题的研究,[博士学位论文],保定:华北电力大学,2003
[4]卢铁兵,崔翔,变电站空载母线波过程的数值分析,中国电机工程学报,2000,20(6)
论文摘要:当今世界,在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,变电站自动化技术即将进入数字化新阶段。本文论述了数字化变电站自动化系统的特征、结构及功能划分等。
经过几十年的发展,变电站自动化技术已经达到了一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有
的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。
一数字化变电站自动化系统的特点
(1)智能化的一次设备
通常一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之,变电站二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
(2)网络化的二次设备
变电站内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口,通过网络真正实现数据共享、资源其享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
(3)自动化的运行管理系统
变电站运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电站设备检修报告,即常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二数字化变电站自动化系统的结构
在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能开关、光电式互感器机电一体化设备的出现,变电站自动化技术进入了数字化的新阶段。在高压和超高压变电站中,保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之,智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分;而在中低压变电站则将保护、监控装置小型化、紧凑化,完整地安装在开关柜上,实现了变电站机电一体化设计。
数字化变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次,根据IEC6185A通信协议草案定义,这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。
过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类:(1)电力运行实时的电气量检测;(2)运行设备的状态参数检测;(3)操作控制执行与驱动。间隔层设备的主要功能是:(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;(2)实施对一次设备保护控制功能;(3)实施本间隔操作闭锁功能;(4)实施操作同期及其他控制功能;(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及站控层的网络通信功能。必要时,上下网络接口具备双口全双工方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
站控层的主要任务是:(1)通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;(4)具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能;(5)具有(或备有)站内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像,声音等多媒体功能;(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;(7)具有(或备有)变电站故障自动分析和操作培训功能。
三数字化变电站自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电站自动化系统的命脉,它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电站自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的,使得同步采样、A/D转换,运算、输出控制命令整个流程快速,简捷,而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的,如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题,其最基本的条件是网络的适应性,关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电站自动化的技术要求。目前以太网(ethernet)异军突起,已经进入工业自动化过程控制领域,固化OSI七层协议,速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现,数字化变电站自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。
四数字化变电站自动化系统发展中的主要问题
在三个层次中,数字化变电站自动化系统的研究正在自下而上逐步发展。目前研究的主要内容集中在过程层方面,诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验,国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究,并且在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来,目前主要存在的问题是:(1)研究开发过程中专业协作需要加强,比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关;(2)材料器件方面的缺陷及改进;(3)试验设备、测试方法、检验标准,特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。
关键词:110kV智能变电站;技术方案;配置
中图分类号: TM411 文献标识码: A
1引言
智能变电站是智能电网的重要基础和支撑。设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化以及运行管理自动化是智能变电站的基本特征。本文研究的技术方案是以国家电网公司的《智能变电站技术导则》、《智能变电站继电保护技术规范》、《IEC 61850工程应用模型》等标准为设计依据。根据智能电网功能需求、结合通用设计和“两型一化”标准化建设成果,以信息交互数字化、通信平台网络化和信息共享标准化为基础,严格遵循安全可靠、技术先进、资源节约、造价低廉的原则,实现信息化、自动化、互动化的智能变电站综合自动化系统。本文以某110KV变电站实际工程为模型研究智能变电站的系统配置方案,该变电站总体工程概况如下:
主变:两卷变,本期2台。
电气主接线:110kV户内GIS布置,内桥接线;10kV单母分段接线,开关柜安装。
110kV进线3回,PT间隔2个,分段间隔1个。
10kV出线20回,电容器组4台,所用变2台。
2整体技术方案
站控层与间隔层保护测控等设备采用通信协议;间隔层与过程层合并单元通讯规约采用 通信协议;间隔层与过程层智能终端采用GOOSE通信协议。站控层设备、 线路、内桥及主变间隔保护和过程层设备采用 对时, 间隔层常规保护设备采用 码对时。
过程层与站控层的独立组网:站控层主要采用双星型100MB电以太网,各小室间交换机通过光纤进行级联;过程层采用单星型光以太网来传输 信息。
信息的传输模式:保护装置的跳合闸 信号采用光纤点对点方式直接接入就地智能终端;测控装置的开出信息、逻辑互锁信息、断路器机构位置和告警信息以及保护间的闭锁,启动失灵通过GOOSE网络进行传输。
采样值信息传输模式:保护、计量等设备与合并单元均采用点对点的光纤直接连接模式。变压器的非电量保护采用电缆直接跳闸。
变电站层按照IEC 61850通信规范进行系统建模和信息传输,采用100M电以太网,变电站内各个小室之间的站控层交换机通过光纤进行连接,采用双星型结构级联。继电保护信息子站系统与监控系统共网传输,不再独立配置传输网络。
3间隔层设备配置方案
本小节主要阐述保护、测控、计量设备的配置方案,智能变电站使保护测控装置的信息采集和输出产生了质的变化,为了保证智能变电站继电保护装置满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性的要求,以及参照《智能变电站继电保护应用基本技术原则及具体实施方案》的最新要求。
(1)主变间隔
1)2台主变各配置1套主变差动、后备保护测控一体化装置实现差动及后备保护功能;主变高低压2侧配置数字化电度表。
2)主变保护、测控装置具备2个 以太网通讯接口与站控层系统通讯。
3)主变保护至少具备5个过程层光纤接口。
4)保护跳闸采用光纤点对点直跳方式,装置通过光纤分别接入 侧和侧智能设备终端,装置提供一个 网口接入过程层网络交换机,本体智能终端通过网络与保护装置通信。
5)主变保护装置通过光纤采用点对点方式接入主变各侧合并单元进行采样,并遵循标准。
6)数字化电度表至少提供1个光纤接口用于点对点方式接入主变各侧合并单元9-2采样值。
(2)110kV线路
1)每条110线路配置1台线路测控装置,配置1台数字化电度表。
2)测控装置具备2个MMS以太网通讯接口与站控层系统通讯。
3)测控装置采样通信遵循IEC 61850-9-2标准。
4) 数字化电度表至少提供1个光纤接口,采用点对点方式接入合并单元9-2采样值。
(3)10kV保护
10kV线路、电容器配置常规保护测控装置,装置集成保护、测控、开入开出、常规模拟量接入功能,装置采用IEC61850规约通过站控层网络与站控层设备通信。间隔配置接入常规模拟量的电度表,保护装置组屏安装于开关柜。
(4)备自投保护
1)采用网络分布式方式实现站内备自投功能。不设置独立备自投装置,其功能分布于桥保护装置及相应进线间隔的装置中。
2)进线自投:2条进线判断本进线的有压无压、有流无流信息,将判断结果以GOOSE信息传送给桥保护装置,由桥保护进行综合逻辑判断,并发出GOOSE执行命令到线路间隔的智能终端实现断路器跳合。
3)10kV分段自投:主变低压侧保护装置判断本进线的有压无压、有流无流信息,将判断结果以GOOSE信息传送给分段保护装置,由分段装置进行综合逻辑判断后实现自投。
4过程层设备配置方案
本节主要阐述过程层智能终端、合并单元的配置方案和布置方式,为了保证数据传输的可靠性、实时性的原则,本方案遵循下面的几项原则:1)合并单元采样值采取点对点的方式输出和 通信协议;2)主变压器智能终端通过点对点的方式接收间隔保护装置的跳闸命令,以此来实现跳闸功能;与此同时,还提供光纤网络接口接入过程层网络,可以为间隔层设备提供机构的准确位置及预警信息,并接收测控装置的控制命令。3)安装方式,合并单元采用就地安装。
(1)110kV配置方案
1)110kV线路、内桥间隔的电子式互感器为单采集线圈,因此配置1套合并单元完成数据采集。
2)110kV主变侧断路器为三相操作结构,跳闸线圈为单套。每个间隔断路器配置1套三相操作机构的智能终端,每套智能终端同时具备网络和点对点传输GOOSE信息的光纤接口。
(2)10kV分段间隔配置方案
考虑到主变保护动作需跳10kV分段开关的情况,10kV分段间隔需配置分段智能终端,并配置一台采集器,将10kV分段间隔常规互感器输出的模拟量就地转化为数字量输出,分段智能终端通过主变GOOSE间隔交换机接入主变保护装置。
(3)主变本体配置方案
主变的本体采用电缆直跳各侧断路器的方式跳闸。主变压器配置有具有非电量保护功能的本体智能终端,同时还可以采集主变档位、温度和遥调控制。本体智能终端单配置提供1个 接入主变保护。
(4)过程层 网络交换机配置方案
1)110kV 线路及内桥间隔配置1台16口过程层交换机;
2)2台主变各配置一台8光口的过程层 网络交换机;
3)站控层交换机和过程层交换机均需支持1588对时。
主变间隔交换机接线如下图所示:
站控层设备、110KV线路、内桥以及主变间隔层保护和过程层设备采用IEC61588对时;10KV间隔常规保护设备采用IRIG-B码对时。
5结束语
IEC61850是智能变电站的技术标准,本文讨论的110KV智能变电站技术完全遵循该标准。本文主要包括主站系统配置方案、间隔层设备配置方案、过程层设备配置方案以及对时系统方案。本文的研究可为变电站智能化改造以智能变电站的运行维护提供理论基础。
参考文献
[1] 高翔. 数字化变电站应用技术[M]. 北京:中国电力出版社,2008
关键词:变电站;故障诊断;定位技术
引言
现阶段,智能变电站可以实现信息采集、信息测量、信息检测等功能,同时具备一定程度的故障诊断能力。研究得知,传统诊断方式仅限于单装置设备的自我检测,局限性较大,主要表现如下:一是诊断单装置设备的故障,不能发现故障的根本原因,只能发现直接原因;二是没有集中统一的故障诊断接口和平台,使得诊断信息不能集中输出;三是故障诊断不具有系统性,是相对独立和局部的。因此,为确保智能变电站的稳定运行,要研究智能变电站的故障诊断及定位技术,及时诊断和快速精准定位,尽最大可能预防安全事故的发生。
1智能变电站故障诊断系统设计
智能变电站的故障诊断系统,主要分为三大部分:数据采集、数据分析和诊断数据结果的输出,其故障诊断技术架构,如图1所示。智能变电站的故障诊断的基础是数据采集,采集数据包括:装置设备信息、网络设备的日志、变电站内网络协议报文、信息管理库、网络管理协议等,捕获和过滤筛选网络数据、统一搜集网络设备日志,对这些信息数据进行规范化处理和分析,最后得出数据分析结果,为故障诊断提供更加有效的数据支持[1]。智能变电站的故障诊断的核心是数据的分析和诊断,变电站可以经过过程层的网络连接过程层和设备层的装置设备,在经过TCP/IP协议连接站控层和间隔层的装置设备。通过主动报文探测、网络协议自动化分析等技术,对变电站运行故障进行诊断分析。此外,数据诊断结果的输出,就是通过人机接口,将变电器运行故障信息进行可视化显示。
2智能变电站故障诊断关键技术
(1)数据采集技术智能变电站内的所有设备装置的配置信息、设备日志、网络协议报文等数据信息的采集,则需要故障诊断系统来完成,利用对网络数据信息的获取和过滤、集中统一收集和规范化的处理设备的网络日志和SNMP协议分析处理技术,从而得到较为基础的分析数据[2]。
(2)变电站网络协议分析技术依据ICE61850的标准分层框架,变电站的结构有多种分层。从逻辑层次角度讲,变电站连接变电层和间隔层设备的工具是变电层网络,变电站连接间隔层和过程层设备的工具是过程层网络,主要包括:SMV网络和GOOSE网络。有两类非常重要的信息通过过程层网络进行传输,分别为:GOOSE报文和SMV采样值报文。GOOSE报文可以对开关量进行上传,也可以下行分合闸的控制量;SMV采样值报文可以上传电流、电压交流量的采样值,所以,网络协议分析主要是分析规范报文、SMV报文、制造报文、GOOSE报文。
(3)变电站主动探测技术变电站主动探测技术主要包含:Internet控制报文协议(ICMP)包探测、站内报文测试、网络设备日志分析。ICMP包探测即是指ICMP探测报文主动被诊断系统发出,接下来分析设备的响应报文,然后对网络装置的状态进行判断。站内报文测试就是对智能变电站中的各种报文进行模拟,然后使用网络报文发射器,将测试报文发送至变电站网络,根据测试分析结果,对物理链路的连接问题、网络系统的性能问题及网络装置的配置问题进行合理的判断[3]。网络设备日志分析主要分为4个过程,分别为:日志采集、日志过滤、日志格式转换、日志解析与告警。
(4)基于SNMP的网络故障诊断技术基于SNMP的网络故障诊断技术主要由基于SNMPTrap的报文解析技术、基于SNMP的网络拓扑发现的故障分析技术和基于SNMP轮询的异常检测技术等构成。SNMP轮询就是指利用GetNextRequest,GetRequest等定时读取、捕获和被管理对象故障管理有关的当前值,同时将当前值与阀值库中设定的阀值进行对比,如果当前值超过界限时,则发出报警信号。SNMPTrap解析是指系统对Trap数据包进行接收、解析,然后获得系统开机和重启、通信链路失败并恢复正常状态、端口流量等诊断信息,有助于寻找故障原因。网络拓扑发现即是寻找网络节点并发现网络节点之间的连接关系,所谓节点就是网络中的物理装置和设备,例如:交换机、主机、路由器等,节点关系就是指网络设备之间是使用哪个接口进行连接[4]。
3智能变电站故障定位技术评价
首先,变电站的逻辑接口模型和功能层可以与变电站的拓扑结构进行有机结合,为智能变电站的故障定位技术提供链路路径[5];其次,变电站监控系统与IED信息模型和信息交相服务的模型进行结合,可有效提高智能变电站的故障定位技术保障和监控网络状态的能力;最后,通过VLAN等网络技术的应用,可进行网络组态和流程化的管理,确保对网络状况、网络路径进行实时的监视,进而实现定位网络故障,迅速寻找故障目标[6]。研究得知,智能变电站故障不是独立存在,它具有较强的关联性,如果某一台装置设备发生故障,有可能会引起与它关联装置设备的连锁失效。倘若数据的分析和诊断确定出故障,同时在其他故障区域会同时出现报警提示,因此,对变电站检修管理工作带来较大影响[7]。运用变电站故障定位技术,可有效提高故障类别的判断,故障位置定位及成因分析,通过智能化技术手段,实现变电站运行状态的科学管理,从而提高变电站检修效率和工作质量。
4结论
综上所述,本文对智能变电站的故障诊断及定位技术进行研究,提出变电站状态监测的可靠方法;充分考虑到过程层的连接关系,有效评估智能变电站的故障风险;研究得知,良好的组态接口信息和接口位置,能够快速精准的定位智能变电站的故障。在变电站故障检修过程中,具有显著效果,同时为智能变电站的故障分析和风险预警,提供有利的技术依据。
参考文献
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[3]伊洋,胡苏凯等.智能变电站SCD文件二维校验码校验方法研究[J].电力系统保护与控制,2015,43(2).
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[6]陈浙.智能变电站过程层故障快速诊断与定位关键技术设计与研究[D].山东大学,2015.
关键词:变电站;屋面防水;施工技术
1 引言
在变电站的建筑工程中,许多投资方以及建设方对屋面防水的重要性存在着认识不足等一系列问题。用于肪水方面的投资总是一再缩减,我国防水工程造价在建筑工程总造价中的比例还不到l%,而欧美发达国家占建筑工程总造价的5%~lO%。据有关资料统计,我国某城市变电站的屋面渗漏率竟高达30%,而世界先进国家的此项比例只有2%,法国的渗漏宰只有千分之几,由此看来,我国的防渗漏技术与世界先进水平相比还存在很大的差距。我国每年用于维修的费用达几十亿。房屋渗漏已成为建筑工程的通病。单凭屡漏屡修就要浪费大量的人力、物力。甚至危及到建筑物和人们的安全。
变电站是输、变、配电网络中的一个环节。在电力系统网络中起着变压、分流等重要作用。变电站在电力网络中的重要地位引出其工程质量的高度要求。然而,变电站建设是一个庞大的系统工程,假如某个变电站出了问题,除了对其本身供电的区域造成停电外,还会影响到与其连接的其他变电站甚至整个网络造,这么说来。要求在电力系统中供电可靠率要在99%以上的条件并不足为奇。变电站工程质量控制的好坏直接影响到变电站投运以后的经济性、安全性和供电可靠性。科学、有效的进行变电站的建设。不仅可以提高变电站的建设质量,还可以降低成本,提高企业的资金利用率。
总而言之,屋面防水工程质量直接关系到变电站的性能。如何制定有效的防水措施,彻底治理渗漏,保证房屋建筑的性能,已成为变电站建筑头等重要的大事。
2 屋面漏水原因分析
建筑屋面是经受雨水最直接、受水面积最大、最易积水的部位,坡屋面因坡度大而不易积水,相对而言渗漏比例较小,钢筋混凝土平屋面虽然结构简单实用,但存在许多渗漏隐患。要做好屋面防水首先须查清屋面渗漏的原因,才能对症下药。下面,本论文着重针对混凝土平屋面的几个主要渗水原因进行理论分析和实践调查,对如何做好变电站的屋面防水进行研究和探讨。
屋面防水出现渗漏的原因是多方面的,经调查研究,笔者认为引起建筑屋面渗漏的原因主要有以下四种:
(1)平屋面坡度较小,若排水设计不当,如遇大雨,屋面极易排水不畅造成表面局部积水,久之引起防水层损坏而渗漏;
(2)屋面构造节点较多,封闭不严的可能性增大,如处理不当.常在这些部位发生渗漏
(3)一些防水材料经过风吹日晒雨淋,易于老化变形,从而失去了防水作用,缩短了防水层的使用寿命;
(4)因为混凝土屋面在空气中,常年经受夏天阳光的暴晒,冬春雨雪的侵蚀,使混凝土结构层产生因温度应力引起的变形,极易导致防水层产生裂缝而引起渗漏;要做好屋面防水工作,应重点针对以上漏水原因,制定出合理的防水措施。
3 屋面防水的施工技术对策
3.1 材料要求
铺设防水卷材的基层必须干净、干燥。防水卷材的铺设方法有空铺法、点粘法、条粘法、机械固定法等。施工工艺主要有冷粘法、热粘法、热熔法及自粘法等。防水卷材的铺设应注意以下几个问题。
(1)卷材铺贴方向。屋面坡度小于3%时,卷材宜平行屋脊铺贴;屋面坡度在3%~15%时,卷材可平行或垂直屋脊铺贴:屋面坡度大于15%或屋面受振动时,沥青防水卷材应垂直屋脊铺贴,高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材可平行或垂直屋脊铺贴;上下层卷材不得相互垂直铺贴。
(2)细部构造复杂部位处理。对水落口、天沟、檐沟、伸出屋面的管道、阴阳角等部位,在大面积铺贴卷材前,必须作附加防水层,进行增强处理。当采用聚氨酯涂膜作附加层时可将聚氨酯防水涂料的甲料、乙料按重量1:1.5的比例配合,搅拌均匀,再进行均匀刮涂。刮涂的宽度以距中心200mm以上为宜。一般须刮涂2~3遍,涂膜总厚度以1.5mm~2mm为宜,待涂膜完全固化后方可铺贴卷材。
(3)铺贴卷材
1)屋面铺贴卷材时,应平行屋脊从檐口处往上铺贴,注意双向流水坡度卷材的搭接要顺流水方向;长边及端头的搭接宽度空铺、点粘、条粘时均为100mm,满贴法时为80mm且端头接槎要错开250mm。
2)根据卷材配置的部位,从流水坡度的下坡开始,弹出标准线,并使卷材的长向与流水坡方向垂直。
(4)排气、压实。每当铺完一卷卷材后,应立即用干净松软的长把滚刷从卷材的一端开始,朝横方向顺序用力滚压一遍,以彻底排除卷材与基层之间的空气,使其黏结牢固。排除空气后,平面部位可用外包橡胶的长300mm、重30kg的铁辊滚压,使卷材与基层黏结牢固。垂直部位可在排除空气后用手持压辊滚压贴牢。
3.2 一般技术要求
(1)施工前的技术准备工作。变电站屋面工程施工前,施工单位应组织技术管理人员会审屋面工程图纸,掌握施工图中的细部构造及有关技术要求并根据工程的实际情况编制屋面工程的施工方案或技术措施。这样避免施工后留下缺陷,造成返工,同时工程依据施工组织有计划地展开施工,防止工作遗漏、错乱、颠倒影响工程质量。
(2)对变电站施工人员及施工程序的要求。变电站屋面工程的防水必须由防水专业队伍或防水工施工,严禁没有资质等级证书的单位和非防水专业队伍或非防水工进行屋面工程的防水施工,建设单位或监理公司应认真地检查施工人员的上岗证。施工中施工单位应按施工工序、层次进行质量的自检、自查、自纠并且做好施工记录,监理单位做好每步工序的验收工作,验收合格后方可进行下道工序、层次的作业。
(3)对变电站屋面设计的要求
1)增加变电站建筑屋面防水工程设计篇,坚持屋面防水设计等级,遵循防排结合、柔刚结合的设计原则,保证采用标准与节点设计结合的做法;
2)刚性防水不得用于有高温或震动的建筑,也不适用于基础有较大沉降的建筑;
3)当采用防水新工艺、新材料没有国家标准时,应报请建设行政主管部门组织论证,当确认能保证实施操作、能达到防水质量要求时,方可应用于工程;
4)建立防水工程设计机制,做好防水工程的设计交底工作。
3.3 施工过程质量控制措施
施工阶段是形成变电站项目实体的最后过程,也是决定最终变电站质量的关键阶段。施工中应采取的哪些主要技术措施呢?
主要措施有: (1)应对屋面板的负弯矩筋等处的配筋实施加固; (2)屋顶坡度要在保证施工质量的前提下,可作适当的坡度调整,以增强防渗漏功能; (3)预埋线管处容易产生裂缝,尤其在多根线管集中的地方;(4)采取混凝土保温保湿的养护技术来控制产生裂缝的几率。
一般平屋面的排水坡度为2~3%,当坡度为2%时,宜选用材料找坡;当坡度为3%时,宜选用结构找坡。天沟、檐沟的纵向坡度不应小于l%,沟底落差不得超过200mm。水落口周围
直径500mm范围内坡度不应小于5%,水落管径不应小于75mm。一根水落管的屋面最大汇水面积宜小于200m2。当用预制钢筋混凝土空心板时,盖屋面板用0号砂浆坐浆,应用C20的细石混凝土认真灌缝,并且灌缝的混凝土应掺微膨胀剂,每条缝均做两次灌密实,当屋面板缝宽大于40mm时,缝内必须设置构造钢筋,板端穴缝隙应进行密封处理,初凝后,养护7d。放水检查有无渗漏现象,如发现渗漏应用1:2砂浆补实。防水层及找平层施工前应严格检查基层质量,保证将基层表面的灰尘等杂物清理干净,并用水泥素浆涂刷,加强其与基层的黏结能力。