电力系统概论范文

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中图分类号：F470.6 文献标识码：A 文章编号：

一、电力系统谐波的定义与产生

电力系统的理想电压波形是频率为50Hz的正弦波，但是由于电力系统大量非线性负荷的存在，使得电压波形产生畸变，对产生畸变的非正弦电压波形进行傅里叶分解，除了得到基频分量，还会得到一系列基频倍数次的波形，这些波被称为谐波。国际电工标准认为，频率为基波频率整数倍的正弦波即为谐波。谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰量，影响电网的正常运行。谐波一般分偶次谐波和奇次谐波，电力系统中由于三相系统的对称性，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，而奇次谐波的危害要高于偶次谐波。

常见的谐波源生要有以下类型(1)输配电系统中电力变压器、电抗器铁磁饱和特性为非线性而产生谐波；(2)用电设备产生的谐波，主要包括带有功率电子器件的交流设备、双向晶闹管可控幵关、品阿管整流设备、变频装置、电弧炉、感应炉、电气铁道及整流阀。随着科技水平的不断提高，未来的电气系统中的谐波源会越来越多，也更加多样化。个人计算机、数字通信、多媒体和家用电器如洗衣机、电冰箱、空调器的广泛应用，使得谐波问题变得更加严重。

二、电力系统谐波的危害

20世纪60年代以后，电力电子装置在电力系统中的应用不断加深，谐波的危害也引起了人们的重视。谐波对系统的危害具体表现在以下几个方面。

1.系统损耗增大。谐波电流使发电、输电和配电过程产生附加损耗，使得电力系统的一些重要设备温度升高，运行效率降低。在中性点直接接地系统中，若大量未经滤除的三次谐波流过中性点，就可能导致线路过热，甚至会引发火灾。

2.影响电气设备正常工作。谐波会使输电线路损耗增加，导致线路温度过热，绝缘老化，缩短了线路的运行寿命；谐波会增加变压器的磁滞损耗、涡流损耗，使变压器的局部发生过热；对于电机，谐波不仅会产生附加的损耗，还会在电机上产生机械振动、噪声和过电压；对电力电容器，在高频谐波电压下，流过电容器的电流会很大，使电容器产生一定的损耗。

3.引起谐振。电力电容器在电力系统中具有无功补偿的作用，高压输电线路存在较大分布电容。由于线路和变压器电抗的存在，在一定的谐波频率下，就有可能引发串联或并联谐振，谐振会在元件内部产生很大的过电压或过电流，进而危及设备安全，影响电力系统的稳定运行。

4.继电保护装置误动作。测量装置的准确度受到电能质量的影响，在标准的工频电压下，测量装置准确度较高，但在系统混入谐波后，测量装置精确度会大大下降。测量装置不准确时，继电保护装置测量元件会因谐波影响而误启动或者拒动，造成电力系统继电保护装置误动作，造成停电事故。

5.干扰通信。谐波对通信系统的危害主要在于谐波产生的噪声会对无线电的传播产生干扰，使通信信道内传播的信号产生畸变，从而导致通信信号丢失或者畸变。

三、电力系统谐波检测措施

谐波检测是目前解决谐波问题的基础和主要依据，我们通过对谐波的检测，能够实现实时监测电网中谐波的含量及潮流方向，计量各次谐波含量，谐波电压电流幅值，相位等其它参数，从而提高和计量仪表的准确性，对谐波源进行分析，寻找谐波补偿和治理方法，提高电网质量。谐波由于具有分布性，随机性，非线性，非平稳性等其它一系列复杂特征，通常难以对谐波进行准确有效的测量，因此许多学者对谐波测量问题进行广泛而深入的研究。目前谐波测量方法按照其测量原理可以分大致分为以下几类。

1.采用模拟带通或带阻滤波器测量谐波。这是最早的一种谐波检测方法，本文，笔者以模拟并行滤波式滤波测量装置为例，对滤波器滤波方法进行阐述。其原理如图1所示。先将信号输入放大器，对信号进行放大，再依次送入滤波器1、滤波器2、、滤波器n进行滤波，其中滤波器的中心频率为工频的整数倍，按1~n依次增大，最后送入多路显示器显示。由于这种滤波方法电路结构简单，在早期的谐波检测中得到了广泛应用，但由于受外界影响较大，检测精度不高，现在已很少使用。

2.基于傅立叶变换的谐波测量。该方法检测精度高、功能多，但计算量大，计算时间较长，实时性差。另外，在采样过程中，当信号频率和采样频率不一致时，会产生频谱泄漏效应和栅栏效应，使测量的信号参数不准确，相位测量误差会很大，通常无法满足测量准确度的要求。为减少泄漏误差，常常采用加窗算法、插值算法、双峰谱线修正算法来降低误差。

3.基于瞬时无功功率的谐波测量。Ip–Iq法适用于电网电压畸变和电网电压不对称的情况，而p–q法则会产生较大误差，不适用于电网电压畸变。这种方法的优点是实时性好、测量电路简单，缺点是不够经济。

4.基于小波变换的谐波检测方法。小波变换相对于傅里叶变换在频域和时域都能完全局部化，对波动谐波、快速变化谐波的检测有很大优越性，但在稳态测量方面不具备优势。综合来说，小波变换结合傅里叶变换而达到优势互补是一种行之有效的方法。

5.基于神经网络的测量方法。神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的数学算法模型。这种谐波测量方法需要构建恰当网络，选择合适算法。该方法目前也处于初级研究阶段，对于样本的依赖性过高，因此距实际工程应用还很远，但由于其所表现出的检测实时性高、精确度高、抗干扰能力强等优点，发展前景广阔。

四、电力系统谐波抑制的理论及方法

在工业产业化和信息产业化飞速发展的今天，人们对电能质量的要求也在同时提高。但电子装置由于会受到自身非线性因素的干扰，使得电子器件、电力设备已成为电网中最重要的一类谐波源，电流、电压波形和不对称对电网造成更严重的失真，进而造成的后果比较厉害。将电流谐波控制在限定值之内并且能够控制或者消除注入系统的电压谐波。这就是我们对谐波进行处理和完善的目的。对系统中的谐波进行抑制主要有两种思路。一种是被动型思路。通过利用谐波补偿装置来对系统进行谐波补偿；另一种思路是主动型，即对设备本身进行一定程度的改造，使谐波在设备中不能够产生，进而使其与功率有关因素控制在1内，目前这仅适用于最为主要谐波源的电力电子装置。在目前现有的谐波抑制技术当中，PPF、APF、HAPF等通常称呼为被动型抑制，而对电力电子设备自身进行升级改造以及开发新型的低谐波变流器则是称为主动型抑制。

五、结束语：

电力系统谐波是有非线性负荷产生的，谐波对电力传输能够产生严重危害，会引起电网电压波形畸变，使电能质量下降。这不仅影响了电力设备的经济安全运行，而且还造成了严重的通讯系统干扰；同时电力系统谐波对电器设备，对继电保护，自动装置，计算机测量和计量仪器均有不利的影响，甚至会使电气设备的质量和性能受损，电力系统的供电能力降低。

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一、引言

随着Internet的不断普及，电子商务的迅猛发展，世界已进入信息时代,发展信息产业、建设信息高速公路和培养信息建设人才已经成为重要的发展战略。人们不仅需要利用互联网快速检索和交互使用各种社会经济、商务信息,同时越来越迫切需求将这些信息与地理信息有机地匹配和结合起来,以获得这些经济信息的空间分布及其相互关系。

地理信息系统作为一种以采集、贮存、管理、分析和描述整个与地理分布有关数据的空间信息系统,与人类生存、地区的发展和进步密切关联,在我国已受到愈来愈多的重视。

二、地理信息系统概述

地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是以地理空间数据为基础,按照地理特征的关联,将多方面的数据以不同层次联系起来,构成现实世界模型,并在此基础上采用模型分析方法,提供多种动态的地理信息,为辅助决策而建立起来的计算机技术系统。

1.GIS的特点

GIS具有其他信息管理系统所不可比拟的优点,其最大的特点就是具备对空间数据的管理功能。具体来讲包括如下几个方面:

(1)共同管理空间数据和属性数据：这是GIS最显著的特点之一。GIS不仅具有管理属性数据的功能,还能采集、管理、分析和输出多种地理空间信息,并且将属性数据集成到空间数据之上,不仅直观而且可实现两者互相查询。

(2)具备强大的空间分析能力：由于空间数据和属性数据的集成以及地理空间模型方法的应用,使GIS具备空间分析、多要素综合分析和动态预测等功能，能够满足地理研究和辅助决策。

(3)具有丰富的信息：GIS数据库中不仅包含丰富的地理信息，还包含与地理信息有关的其它信息，如人口分布、环境污染、区域经济情况、交通情况等。

2.GIS的发展

20世纪70年代后，由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些发达国家先后建立了许多专业性的土地信息系统和地理信息系统。20世纪80年代，计算机技术的提高为GIS普及和推广应用提供了硬件基础，GIS软件的研制和开发也取得了很大成绩，涌现出一些有代表性的GIS软件，如Arc/Info、MGE、System9等。GIS的普及和推广应用又使得其理论研究不断完善，使GIS理论、方法和技术趋于成熟，开始有效地解决全球性的难题，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象、酸雨等问题。

我国GIS的起步较晚，到20世纪70年代末才提出开展GIS研究。进入20世纪80年代后迅速发展，在理论探索、规范探讨、实验技术、软件开发、系统建立、人才培养和区域性试验等方面都取得了突破和进展。1994年4月，我国专门成立了“中国GIS协会”,此后又成立了“中国GIS技术应用协会”,加强了国内各种GIS学术交流，研制推出了Geostar、Citystar、MapGIS等具有自主版权的GIS软件。

网络技术的出现，使得Internet成为GIS新的系统平台。利用互联网技术，在Web上空间数据，供用户浏览和使用，是GIS发展的必然趋势。与传统的GIS技术相比，WebGIS具有访问范围广、平立、系统维护升级方便等特点。

多媒体技术和三维技术也正在进入GIS中，以改善GIS的数据采集、数据处理以及成果表达与输出的效能，发挥声、像等多媒体的应用。目前，图形图像的立体显示己成功地融入数字摄影测量系统(DPS)中，DPS与GIS的集成和多媒体技术的应用将把我们感兴趣的东西变成一个虚拟实体，我们可以通过GIS的输出系统用视觉、听觉、触觉、嗅觉等来感知它。“数字地球”的概念必将成为现实。

随着GIS的深入发展，GIS系统与其它学科结合更加紧密，3S(地理信息系统GIS、遥感RS、全球定位系统GPS)或5S(前面3S加上数字摄影测量系统DPS、专家系统ES)的集成，使得测绘、遥感、制图、地理、管理和决策科学相互融合，成为快速而实时的空间信息分析和决策支持工具，使GIS广泛用于交通、城市规划、公安侦破、车船驾驶、农作物规划和科学耕种等。GIS己经涉及到社会科学、自然科学的许多领域，GIS必将发展成为集社会科学、自然科学于一体的全球性、综合性软科学。

三、GIS在电子商务中的应用

电子商务是在Internet开放的网络环境下,基于浏览器/服务器应用方式,实现消费者的网上购物、企业之间的网上交易和在线电子支付的一种新型的商业运营模式。互联网固有的特性既赋予了电子商务有别于传统商务无法比拟的优点，随着电子商务的应用和研究的深入，已经证明电子商务是必须以传统商务为基础，是不能脱离传统商务独立存在。

GIS虽然是地理学研究的成果,但它集地理学、计算机科学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体,是多学科集成。这种集成使GIS能对各种信息进行加工、处理、融合和应用,为各种用户提供信息服务和管理决策依据。特别是目前WebGIS的发展能更好地适应电子商务的网络化需求。

1.在电子商务物流管理中的应用

电子商务离不开传统物流，GIS使传统流通企业在运作方式、技术、管理水平和经营理念上发生了根本性变化,使物流表现出许多新的特点,如信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化。将GIS引入到电子商务下的物流管理中,符合GIS和电子商务的特点,也符合物流业的发展。

GIS具有强大的数据管理功能,所存储的信息不仅包括以往的属性和特征,还具有了统一的地理定位信息。因此能将各种信息进行复合和分解,形成空间和时间上连续分布的综合信息,支持各种分析和决策。这是其他信息系统所不具备的优势之一。

(1)交通路线的选择。在电子商务的物流管理中,涉及到物质实体的空间转移，运输和仓储站中成本的70%以上，因此交通运输方式及路线的选择问题直接影响物流成本的多少。这都属于空间信息的管理,这正是GIS数据管理的强项。在基于GIS的物流分析中,对于网络中最优路径的选择首先要确定影响最优路径选择的因素,如经验时间、几何距离、道路质量、拥挤程度等,采用层次分析法,确定每条道路的权值。物流分析中的路径可以分为这样三种情况:

①两个特定的地点之间的最佳路径；②一个地点到任意点之间,从一个地点到多个地点之间,车辆数量以及行驶路线选择；③网络中从多个地点运往多个地点的最优路径选择配对。

对于前两种情况都可以采用经典的Dijkstra算法实现。对于第三种情况,可以采用管理运筹学的运输模型结合Dijkstra算法实现,可以选用Floyd算法或是根据著名的旅行商问题(亦称货郎担问题)的解法求解。在求得最优路径的基础上,再根据现有车辆运行情况可确定车辆调配计划。

(2)机构设施地理位置的选择。对于供应商、配送中心、分销商和用户而言,需求和供给这两方面都存在着空间分布上的差异，此外供应商和分销商其服务范围和销售市场范围也具有一定的空间分布形式，因此物流设施的布局是电子商务下物流管理所必须面临的问题，其合理程度直接影响利润获取的多少。机构设施地理位置的选择包括位置的评价和优化。评价是对于现有设施的空间位置分布模式的评价,而优化是对于最佳位置的搜寻。地理位置的合理布局实质上就是在距离最小化和利润最大化两者之间寻求平衡点。现有的针对市场功能区域进行空间分析和模拟的模型很多,如Batty的裂点方程、Peily的零售重力模型、Tobler的价格场和作用风以及空间线性优化模型。

(3)车辆运输动态管理。全球卫星定位系统(GlobalPositionSystem,GPS)是20世纪产生的一项高科技系统。在物流领域，GPS能广泛地应用于各个环节，如用于汽车的定位、跟踪、调度，这样能极大地避免物流的延迟和错误运输的现象，货主可以随时对货物进行全过程的跟踪与定位管理。此外还能掌握空中交通以及铁路运输中有关货物的动态信息，增强了供应链的透明度和控制能力，提高了整个物流系统的效益和客户服务的水平。GIS能接收GPS数据，并将它们显示在电子地图上，这在很大程度上能帮助企业动态地进行物流管理。

2.数字城市——电子商务和运营平台

数字城市的核心是地理空间信息科学，地理空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是“3S”技术及其集成。

数字城市是以空间信息为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统等。地理信息系统平台是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。

一个实用、可行的城市规划信息系统，不但可以满足规划管理部门的城市规划、城市建设、城市管理、辅助决策的要求，而且能够提供出行、购物、旅游、交通、教育、文化、娱乐、房产交易、证券交易等综合信息服务，是数字城市与大众的联系纽带。

地图信息服务是城市综合信息服务的一个重要部分，可以建立企业机构的各个地理位置数据库，为企业管理人员和客户灵活方便掌握企业机构的地理分布情况和相关资料，并在此平台的基础上提供企业门户网站向客户宣传介绍企业相关信息和业务，也可作为第三方企业单位的宣传和广告啊分布平台，起到提升企业形象的作用，为企业获取相关收益。

3.客户关系管理中的应用

GIS作为一种空间信息输入、处理、存储、管理、分析和输出的技术，其应用的核心在于空间现象、过程和规律的可视化分析，表面上GIS与客户关系管理（CRM）不相关，但实际上，GIS提供全方位的信息，历史的、现在的、空间的、属性的。通过这些可以获得客户资料以及与企业相关的综合数据,如用户的历史购买力、购买行为、年龄构成、地理分布;所在区域的交通状况、经济发展程度、消费水平等。从而帮助企业做出企业和客户的空间分布、物流、营销等方面的决策。与此相联系的是一系列通用数据库文件，它具有常用的状态信息，包括各种事件记录、资源调查、交通状况以及生产流通、存储与销售状况等内容。这些图形由许多彩色图形标志，如线段、圆圈组成，这些图形可与背景地图叠加，显示客户关系管理中有关区域的变量之间的分布特征，与此同时，还可以通过地理信息子系统，显示客户关系管理产品配送路线，区域商业环境等。GIS系统为整个系统提供了更为直观、形象的图形分析和管理工具。在此基础上,进行如消费趋势分析、销售力量分析、目标市场分析以及潜在客户分析等,为管理者提供决策支持。

组件式GIS软件，使GIS应用可视直接嵌入到CRM系统中，实现无缝集成；采用关系数据库，将GIS数据于CRM数据统一存储和管理。随着InternetGIS技术的发展，GIS在CRM中的应用更加广阔。

四、结束语

地理信息系统与电子商务历史上是独立并分开发展的不同系统,但是在当今信息化、网络化的时代,各种信息技术的整合是大势所趋。无论从技术特征上、体系结构上、操作的可行性上来讲,它们的结合都是切实可行的,而且是有价值的。将GIS技术引入到电子商务的物流管理、客户关系管理,不仅开拓了GIS的应用领域,同时也促进电子商务自身的发展。

参考文献:

[1]张铎:电子商务与物流[M].北京清华大学出版社,2000.1

[2]陈述彭鲁学军周成虎:地理信息系统导论[M].北京科学教育出版社,2000.1

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中图分类号：O414.1 文献标识码：A 文章编号：

1 系统热力计算方法和步骤及其划元原则

1.1 系统热力计算方法

以热平衡和工质平衡理论为基础，以基本换热计算单元为热平衡范围，在考虑掠过换热器外部的废气与换热器内流过的工质之间换热效率的基础上，建立一系列包含热平衡范围内各项热收入与热支出项目的热平衡方程，以求解每个基本换热计算单元在换热过程中的某未知参数值。

1.2 系统划元原则

系统划元系指将余热发电系统划分为一系列可计算的基本换热计算单元，单元内的换热过程可建立唯一热平衡方程，以求解该单元在换热过程中的某未知参数值。系统中的汽轮机做功、蒸汽冷凝、热力除氧和高温水闪蒸等均已是基本换热计算单元；而余热锅炉内的热水器、省煤器、蒸发器、汽包和过热器等则需将其划分为各种类型的基本换热计算单元。这些基本换热计算单元既可是上述独立换热单元，也可是独立换热单元的各种组合。所谓基本换热单元系最大可计算单元，以此单元为热平衡范围而建立的热平衡方程仅有一个因变量，或相邻换热单元的两个热平衡方程间有两个相关联的因变量，通过两方程的联立而求解出两个因变量。 除已知省煤器出口废气温度外，划元一般以蒸发器为分界点，这样，可以根据已知的设计参数———某压力下的饱和蒸汽温度、 节点温差 ΔTPP及接近点温差ΔTAP，按所给公式间接求出蒸发器出口废气温度及蒸发器进口未饱和水温度，使二者变为已知条件，进而求出该段蒸汽产量。

1.3 系统热力计算步骤

1）根据废气余热资源条件，设计确定余热发电系统主蒸汽参数及补汽参数；

2）从余热锅炉出汽端开始，逆工质流向将余热发电系统划分为一系列基本换热计算单元，逐一建立相应的热平衡方程；

3） 按划分的基本换热计算单元顺序建立各单元热力参数表；

4）按序逐元代入相应热平衡方程，计算求解相应的未知数；

5）逐元计算，直至求解出汽轮机进口蒸汽参数；

6）计算发电机发电能力，设计发电机装机功率。

2 符号说明

符号编码说明

公式中有关量的符号编码规则为：1-2-3-45-67-8，其意义如下：

1为换热器内外流体物理性质参数代码：

t———温度，℃；

P———压力，MPa；

C———废气或工质比热容，kJ/（m3·℃ ）或kJ/（kg·℃）；

h———工质比焓，kJ/kg；

V———废气流量，m3/h；

G———工质流量，kg/h；

Q———废气或工质热量，kJ/h；

ηth———保热系数，即掠过该段废气与换热器内工质进行热交换的换热效率，%。

文中有关气体体积参数均为标准状态下的。

2 为流体名称代码：

f———废气；

s———蒸汽；

w———未饱和或饱和水。

3 为流体处于换热器件端口代码：

i———换热器件进口；

o———换热器件出口。

45 为换热器件名称代码：

gr———过热器；

qb———汽包；

zf———蒸发器；

sm———省煤器；

rs———热水器；

sz———闪蒸器；

cy———除氧器；

bl———篦冷机；

qj———汽轮机。

67 为换热器所处锅炉名称代码：

sp———SP 炉；

aq———AQC 炉；

as———ASH 过热器。

8 为流体所处换热器压力或废气温度状态代码：

h———高压；

l———低压；

z———中温。

例如：tfizfsph表示SP 炉高压蒸发器进口废气温度；hsoqbaqh表示AQC 炉高压汽包出口蒸汽比焓 ；Gwismspl表示SP 炉低压省煤器进口未饱和水流量。

而Vlfzf、Vlfsm、Vlfgr分别代表进入蒸发器、省煤器、过热器的中、低温废气流量。

3 各基本换热计算单元计算公式推导

3.1 蒸发器段热力过程计算公式

以图1 上部蒸发器 zf 和汽包 qb 段为热平衡边界。

图1 各换热段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于蒸发蒸发器和汽包内蒸汽的废气焓降=汽包出口主蒸汽热焓+排污带走热焓-进汽包高温水显热。 即：

根据汽包工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

tsoqb等于汽包主蒸汽设计压力下的饱和蒸汽温度，查水蒸气焓熵图或水蒸气表确定；ΔTPP一般取8~20℃。

该段进汽包高温水温度：

由公式(1)～(6)计算该段蒸汽产量：

3.2 省煤器段热力过程计算公式

以图1 中部省煤器段为热平衡边界。建立如下热平衡方程：用于加热省煤器内热水的废气焓降=流过省煤器热水显热升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(8)～(11)计算该段出口废气比热温度积：

3.3 省煤器、蒸发器和过热器段热力过程计算公式

以图1 下部省煤器 sm、蒸发器 zf 和过热器 gr 段为热平衡边界。建立如下热平衡方程：用于加热这 3 个换热器内工质的废气焓降=出过热器高温蒸汽热焓-进省煤器低温水显热+排污带走热焓。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(13)～(16)计算该段蒸汽产量：

3.4 过热器段热力过程计算公式

以图2 过热器 gr 段为热平衡边界。

图2 过热器段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于加热过热器内蒸汽的废气焓降=流过过热器蒸汽焓升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(18)～ (21)计算该段出口废气比热温度积：

3.5 蒸发器和过热器段热力过程计算公式

以图3 蒸发器和过热器 gr 段为热平衡边界。

图3 蒸发器和过热器段热平衡边界条件

建立如下热平衡方程：用于蒸发和过热该段工质的废气焓降=过热器出口主蒸汽热焓+排污带走热焓-进汽包高温水显热。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(23)～(26)计算该段蒸汽产量：

3.6 热水器段热力过程计算公式

以图4 热水器 rs 段为热平衡边界。

图4 热水器段热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：用于加热热水器内热水的废气焓降=流过热水器热水显热升。 即：

根据该段工质平衡有：

该段入口废气焓：

该段出口废气焓：

由公式(28)～(31)计算该段出口废气比热温度积：

3.7 闪蒸器热力过程计算公式

以图5 闪蒸器 sz 为热平衡边界。

图5 闪蒸器热平衡边界范围

建立如下热平衡方程： 进闪蒸器高压高温水显热=出闪蒸器低压低温饱和水热焓+出闪蒸器低压低温饱和蒸汽热焓。 即：

根据工质平衡有：

由公式(33)和(34)计算闪蒸器闪蒸出的蒸汽量：

3.8 热力除氧器热力过程计算公式

以图6 热力除氧器 cy 为热平衡边界。

图6 热力除氧器热平衡边界范围

建立如下热平衡方程：进热力除氧器未饱和水显热+进热力除氧器蒸汽热焓=出热力除氧器低压低温饱和水热焓。

即：

根据工质平衡有：

由公式(36)和(37)计算热力除氧器耗用蒸汽量：

3.9 发电机发电能力计算公式

在分别求出设计参数下的高压和低压蒸汽产量后，即可进行发电机发电能力的计算。

参考文献：

[1] 中国水泥网.水泥窑纯低温余热发电技术大全 [M].北京：中国建材工业出版社，2009.3：17-35.

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中图分类号：TM622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）11-0058-01

本文主要以某水力发电厂为例介绍了一次系统存在的问题，并就这些问题提出了技术改造方案。该方案的有效实施，不但增强了系统线路供电的可靠性，优化了系统保护的选择性，还在一定程度上提高了系统的整体性能、自动化程度和安全稳定性。

1 水力发电厂一次系统改造前的问题

1.1 保护选择性较差

该系统属于非标准扩大单元的内桥接线，并且此电力为二次保护设计，所以在主变差动保护和发电机过流二段保护的时候，都会造成与主变相连的各侧断路器发生相应的动作。为此，当主变或者发电机出现故障的情况发生时，都会不同程度的影响其对电网的送电环节。如此，将会大大增加事故范围，并降低电气设备之间保护的选择性。

1.2 供电可靠性不高

对系统中的设备进行事故检修或者开展日常的技术监督检查和检修维护的时候，都必须要保证，与其有关的断路器是断开的，并且隔离开关是开着的，这时才能将设备从运行系统中退出来，并进行以上工作。此后，当这些工作完成以后，还是要将设备投入到电网运行中去的，这时，仍然需要再次将与其相连的各侧断路器跳开。然后才能合上主变高低压侧隔离开关。由此可以看出，主变的投、退都会直接关系到供电情况的好坏，并在一定程度上影响着对外供电的可靠性。

1.3 操作维护量大

在该系统中，一些线路的进出开关站的连接都是由油浸式穿墙套管来完成的。就这些套管来说，为了满足规定的技术要求，必须年年对套管中的油进行化验。另外，就是该穿墙套管布置的位置了，这些位置一般都比较高，很不利于检修工作人员对其进行取油和补油的工作环节。这些不但在很大程度上增加了员工们的工作量，还大大提高了高楼坠落的隐患发生。

1.4 设备安全稳定性不高

伴随着电网的广泛普及和应用，其对于对各发电企业的安全稳定性要求也逐渐提高。而就大多数水力发电厂来说，由于成立的年代有点早，就致使在该厂中存在这一些老式的设备仍然在运作，这些设备也带来了相应的一些问题。如：开关站电流互感器、电压互感器及开关等一次设备的二次信号、控制电缆采用的是非屏蔽电缆，这就为抗电磁干扰的实现带来了不小的困难。发电机的电流存在着余量小、精度低等问题。就端子箱来说，采用的也是较为一般的材质，抗雨雪能力差，也较快老化。

2 水力发电厂一次系统改造方案

2.1 改造原则

在严格遵照国家电网公司要求的前提下，结合电厂综合自动化改造工程的需要，我们将通过以下几方面原则的实施来进一步完善一次设备改造工作：1.统筹安排原则。这就要求电厂将一次设备改造与全厂综合自动化工程紧密的联系到一块，以便达到设计同步、施工也同步的效果。该原则的实施不但可以在一定程度上提高发电量，还能促进水利枢纽工程的防洪、灌溉性能的发挥。2.设备选型原则。这一原则要想完美的实现就要保证改造设备的选择应要以结构简单、可靠性高、技术先进、便于维护、定型产品为主。3.互补替换原则。在全面掌握原有设备的基础上，完全依照以往设备的尺寸和参数等选择设备，以便保证本次采购设备的备品备件能够适用于原有设备。四是，经济性原则。就一次设备改造而言，在考虑现有条件的运用时，要将注意力更多的放在现有的场地和设备布置情况两个方面，这样做的好处是能够优化设计布置，对于工程量和资金投入量的减少是极为有利的。

2.2 进行计算机的实时监控

1.实施电力系统技术的远控功能

传统的水力发电厂的检测方式大多是以人工为主，包括对场内或者机组泄露的检查，都是进行人工作业，这样就产生了一定的安全隐患，也增加了人员的施工压力。所以，为了降低人员施工的危险系数，就得改变技术落后的现象，进而为更好的进行系统遥控贡献力量。在电厂实施高效的监控系统，同时使用其他设备加以辅助，运用MB+网络现场总线的方式，让远程的系统放进通信设备、画面辅助设备和监控据数据库等，及实现了远程监控的功能，也降低了人员的施工危险，减轻了人员的施工压力和负担，这样既可以实现了计算机远控功能，又大大减轻了员工的工作负担，提升水力发电厂的整体水平和质量。？

2.更新电力设备的数据库

数据库也存在着一些亟待解决的问题，比如测点概念和名称的错乱、接点的属性不准确等等，这些错误和障碍不仅影响了技术人员工作的进行，也有可能误导他们结果不准确，反而继续错误，最终导致事故的发生。只有改变了现有的状态，及时弥补漏洞和不足，才能更好的促进数据库的正常管理，所以要对机组和数据库细致的进行分析和判断，进而保证测点的正常运行，系统的安全转却的进行。

2.3 更改安全自动装置的设置

1.改变发电厂的系统技术

第一，接入部分的联络开关和进线开关并进行联锁回路。由于传统技术的落后，所以传统的联锁回路设置并没有接入控制回路中，也存在着一些无法避免的安全隐患。在负荷侧中，可以将连线开关的联锁点更好的接入分闸回路里，进而保证电源的安全稳定运行。

第二，控制发电厂内的变压器和控温器的电源。发电厂里用的变压器和温控器的电源大多都是来自于动力电源。在系统的正常运行中，如果温控器不能正常的工作，就无法对变压器的温度进行准确的检测，也会给人员的正常工作带来不必要的麻烦和困扰。所以要保证设备更好的运行和供电，就需要保证变压器和温控器的电源稳定。

第三，更改发电厂的低压开关的脱扣器。在以前落后设备的使用过程中，发电厂系统配置没有得到优化，低压开关所载的负荷没有达到预期的设定标准，所以也就达不到特定的工作条件和环境，开关脱扣器的保护和监测功能就不能得以正常的运行。为了保证发电厂的有序进行，设备的高效运转，发挥真正的作用，为工厂带来社会效益和经济效益，进而使得脱扣器的辅助工作有效的进行。

3 改造后的效果

一方面，就改造效果来说。经过一段时间的调查研究发现，本次改造的一次设备运行正常，不但杜绝了以往发生的种种问题，还在很大程度上提高了系统的自动化程度和整体性能。具体的来说：一是，断路器和电流负感器的增设，不但大大减少了主变的投、退时间，还使得保护动作不会再作用于出线断路器，大大增强了其可靠性。二是，母线保护装置的应用，有利于提高系统保护的选择性和用电的可靠性。三是，干式绝缘穿墙套管和电动隔离开关的使用大大减少了工作强度，还为设备的自动化提供了有利支持。此外，二次电缆、发电机电流互感器及主变端子箱的改造更换，对于主变风机控制能力的提高和系统的安全稳定性的保障来说也是极为重要的。

总之，随着科学技术的大力创新，必将会带动更多的企业快速发展，水力发电厂对一次设备实施的技术改造适应了时展的需要，必将进一步提高水力发电厂的综合实力。

参考文献