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水利发电的基本原理范文1
关键词：发电厂电气部分；多媒体；实践教学
作者简介：张锐（1980-），男，河南唐河人，三峡电力职业学院电力工程学院，讲师；贾小兵（1980-），男，河南许昌人，三峡电力职业学院电力工程学院，讲师。（湖北?宜昌?443002）
中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0047-02
多媒体技术在教学过程中的应用，改变了传统教学单调的模式。多媒体技术以其直观形象的特点，激发了学生的兴趣，培养了学生的创造力。多媒体技术应用在“发电厂电气部分”教学中，有效提高了教学质量和课堂效率，同时也激发了学生的兴趣。但是，由于多媒体技术自身的限制，只有通过不断改革和创新，才能满足新形势下教学和学生的需求。根据笔者在“发电厂电气部分”教学过程中的体会，谈一谈对教学改革与创新的一些想法。
一、多媒体教学在“发电厂电气部分”教学中存在问题分析
多媒体教学在“发电厂电气部分”教学过程中的缺陷和不足，主要表现在以下几个方面：
1.多媒体课件大多篇幅较长，容量很大，在课堂上切换速度比较快
这虽然在提高课堂效率方面起到了积极作用，但凡事皆有“度”，适“度”才有可能收到好的效果；过“度”则会适得其反。教学要从实际效果出发，认真分析教学内容，灵活运用行之有效的教学方法，而不能一味以多媒体代之，搞教学手段的“一刀切”。随着近年来招生规模的不断扩大，学生的成绩明显呈下降趋势，大多数学生的基础知识掌握不牢固，如果上课时幻灯片切换太快，学生思维就难以跟上老师的节奏，影响课堂教学效果。
2.“发电厂电气部分”作为供用电技术专业和电力系统继电保护与自动化专业的一门专业基础课，具有很强的理论性
课程中讲到概念和公式，大多都需要一步一步的推导和例题讲解。然而，大部分老师制作的多媒体课件都忽略了公式的推导，仅仅给出了结论。比如变压器的标幺额定值，直接给出了结论，并要求学生记住，以后碰到了就直接代入计算。这样的教学无形中又回到了“填鸭式”教学模式，学生上课学到的都是定理和公式，不但不利于学生对知识的掌握，还容易引起厌烦情绪。
3.“发电厂电气部分”也是一门实践性很强的课程，其实践教学环节相当重要
传统教学过程中，实践教学依附于理论教学，实验项目开设要根据各高校实验室的硬件情况决定，有的高校实验室设备不足，只能进行演示性实验教学，比如高压断路器实验，难以配备很多高压断路器，学生只能看演示。多媒体课件的简便和省时，有些教师甚至对其产生了依赖，片面地认为只要让学生知道高压断路器大概什么样子的就行了，等他们毕业了，自然有实践的机会了。但常言道“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。学生的思维能力和操作能力只能在不断地动手和动脑中才能够提高。没有对高压断路器设备的接触，就很难培养学生的责任感和使命感。因此，过分依赖多媒体课件的教学对学生的实践教学有很大的负面影响。
4.“发电厂电气部分”虽然是工科学生学的课程，但是，所涉及的短路电流的计算是很少的，也不要求专科学生掌握过多的计算
课程中，大量篇幅涉及的都是具体的电气设备和配电装置，例如：高压熔断器、高压断路器、自动重合闸等，这些设备都是需要学生掌握的，像高压熔断器的命名规则、RN1型熔断器的特性等，这些内容记忆起来相对比较枯燥，加上多媒体授课大多是在大教室，动辄上百人同时上课。大多数教师在上课时，为了避免课堂气氛沉闷，可以增加了课件的演示内容，希望同学们通过实体演示，加强知识的掌握。可是，如果学生积极性没有调动起来，这样的演示基本上没有效果。
二、教学改革措施
1.注意上课节奏，提高学生学习兴趣
多媒体教学课件要根据“发电厂电气部分”教学大纲量身制作，着重加强基本概念和基本原理的教学，合理地分配好课时，根据学生对知识的掌握程度，不断调整每节课的知识量，课间给学生留出足够的思考时间，提高学生学习的主观能动性，争取让学生在课堂上就能够掌握相关的知识。同时，多媒体课件在制作时，要重点突出，适当添加一些影音和动画，以提高学生的兴趣。
2.根据上课内容，结合传统教学授课
“发电厂电气部分”课程按内容可分为基本原理和电气实验两大部分，根据不同的侧重点，多媒体课件的内容也应该有所区别。多媒体教学和普通教具相结合，以提高课堂效率。例如，讲基本原理时，可以用多媒体课件适当多讲，使抽象的问题直观地反应的荧幕上，可以加深学生的印象；而电气实验部分，则可以少用多媒体课件，增加板书的分量。这样，有针对性的授课，有助于提高学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
3.重视实践教学作用，突出以学生为中心
多媒体课件知识教学过程中的一个工具，决不能替代教师在教学过程中的主导作用。面对现代化信息带来的挑战和机遇，实践教学所面临的发展方式应该是社会化和产业化。这就意味着高校的实验室要对社会开放，实现资源共享，将实验室当作产业来运营。这样，不仅对社会提供知识产品和服务，还要计算营运成本和收益，讲求投入、产出和发展。这就要求学校不断加强实践教学的投入，在教学计划中加大实践教学的比例。同时，为了提高学生的积极性和创造性，也可以把实践教学的内容制作成多媒体课件供学生观看，以加深印象。学生有了对实践教学内容的理性认识，到了顶岗实习时才可以有的放矢，重点进行实践锻炼。
4.加强互动教学，调动学生积极性
课堂教学是学生温习旧知识、掌握新知识的一个重要环节，但是，使用多媒体课件后，课堂变成了“电影院”，如果沉迷于课件演示，很难达到良好的课堂效果。这就要求教师要因材施教，加强课堂互动，把教学内容细化，采用课堂提问的方式让学生跟上教师的思路。比如在讲高压熔断器时，把代表熔断器型号的六个方块画在黑板上，然后叫学生回答每个方块代表什么，这样学生就会主动去翻课本，分项讲解完后，再在黑板上写出一个整体，如：RW4-10/50型，让学生回答这是哪个型号的高压熔断器。之后留出5分钟左右的自由时间，让学生复习和交流一下，加强知识的掌握。这样一堂课下来，教师不会觉得讲课讲得口干舌燥，学生也不会觉得上课上得眼花缭乱，反而觉得实实在在掌握了熔断器的命名规则，这就在无形中提高了学生学习的积极性。相信，在下一次上课时，同学们会早早来到教师，而不是踩着铃声进教室了。
三、教学创新方法
1.多媒体课件结合板书进行讲解
教师上课时，一般都带有纸质教案本，可以将每一章节的提纲先在黑板上列出来，然后在按照提纲讲解时，展示多媒体课件，将多媒体课件生动的教学情境展示给学生，使学生很快进入学习状态。比如在讲火力发电时，先介绍一些火力发电的特点，然后将火电厂生产过程的动画放映给学生，当他们看到这个图文并茂生产场景，注意力马上就会集中到课堂上来。动画放完后，再详细讲解火电厂的详细生产过程。每个过程都现在黑板上列出提纲，便于学生做笔记，然后用课件讲解具体的过程。这样，一堂课结束后，学生在复习时看着自己记的提纲，回想一下生产过程动画，就可以很快掌握火力发电的特点。因此，笔者认为板书是一堂课的小型教案，它既是授课者对教学过程的一个总结，也是学生对本课学习后的消化依据。在多媒体授课的过程中，合理利用板书，既能够提高课堂效率，也可以活跃课堂气氛。这样才能让学生从主观上接受多媒体上课，从而让学生回归课堂，热爱学习。
2.使用多媒体向学生展示典型的电气实验实例
随着教育技术的发展，充分利用多媒体，可以形象生动地把大量典型的电气实验实例展示给学生。例如可以通过Flas模拟高压断路器灭弧室的灭弧过程，非常直观地把灭弧过程展示给学生，再结合理论讲解，课堂教学效果就不言而喻了，授课过程中不需要涉及数值计算技术问题。这样不仅能够激发学生的学习兴趣，也能更好地培养学生的创新思维能力，达到课程创新性教学的目的。
3.合理使用计算机辅助软件进行教学
发电厂电气部分教师要具有丰富的教学语言，还应该采用计算机辅助教学。计算机辅助学习（Computer-Aided Learning，CAL）在国外教学中越来越多地被采用。该软件能进行虚拟电气实验，只要有计算机和软件，就可以直接通过软件获得实验的操作方法与指示；而且CAL软件学习时间不受限制，能够使学生在学习过程中实现教学互动和自我测验。CAL软件系统能将发电厂电气部分教学中各要素进行优化组合，这种面向对象的学习方式，可以促进学生创造性思维能力的培养。国外学者在计算机辅助教学软件研发方面已积累了丰富的经验和取得了大量的成果。相信不久的将来，国内的学者也会在计算机辅助教学软件研发方面不断取得进展。
四、结束语
随着多媒体技术在教育改革中的应用，针对“发电厂电气部分”课程的特点，在教学过程中要以实际教学效果为目标，灵活运用多种教学资源和教学手段，不断进行教学方法的改革和创新，才能真正提高教学质量。
参考文献：
[1]谢珍贵,汪永华.发电厂电气设备[M].北京:黄河水利水电出版社,
2009.
[2]齐晖.多媒体教学模式探讨[J].黄河水利职业技术学院学报,
1999,(3).
水利发电的基本原理范文2
关键词：发电机；进相试验；试验研究
Abstract:The test and research on leading phase operation of generator in shafan power system has been summarized .In this paper ,it has made research on thelimiting conditions for leading phase operation of generator ,especially on loss-of-excitation operation of generator with low active power ,the effect of low voltage of constructional elements at both ends of stator .
Key words:generator;leading phase test;test and research
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：
一 发电机进相运行的必要性
随着金华电力工业不断发展，电网结构的变化，超高压远距离输电网络不断扩大，导致系统无功增多。加之，为弥补系统高峰负荷时的无功不足，在电网中还装设了一定数量的电容器，这些电容器有时难以适应系统调节电压的需要而及时投切。因此，在节假日或午夜等系统负荷处于低谷时，其过剩无功必导致电网电压升高，甚至超过运行电压容许的规定值，不仅影响供电的电压质量，还会使电网损耗增加，经济效益下降。发电机进相运行能吸收网络过剩的无功功率，降低系统电压。发电机进相运行是结合电力生产需要而采用的切实可行的运行技术，它可使发电机由改变运行工况而达到降压的目的。仅是利用系统现有设备增加的一种调压的手段，便可扩大系统电压的调节范围，改善电网电压的运行状况。该方法操作简便，在发电机进相运行限额范围内运行可靠，其平滑无级调节电压的特点，更显示了它调节电压的灵活性，发电机进相运行是改善电网电压质量最有效又经济的必要措施之一。沙畈电厂作为金华电网最大的水电站，又是金华地调范围内的顶峰电厂，更是应该做好电厂的进相运行试验。2013年1月18日，电厂作了一次全体值班人员的进相演练，收到了很好的效果。
二 发电机进相运行的基本原理
发电机进相运行时，供给系统有功功率和感性无功功率，其有公功率和无功功率的指示均为正值；而进相运行时供给系统有功功率和容性无功功率，其有功功率指示为正值，而无功功率表则指示为负值，故可以说此时从系统吸收感性无功功率。发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因素变动时的一种运行工况，只是拓宽了发电机通常的运行范围。同样，在允许的进相运行限额范围内，只要电网需要是可以长期运行的。
同步发电机在低有功情况下可以无励磁运行，此时发电机能保持同步运行，并吸收电网无功功率，但其定子电压要下降。发电机低有功无励磁运行是依靠反应转矩维持同步运行的，其电磁功率包含两部分，即基本电磁功率和附加电磁功率，基本电磁是由励磁电流决定的，附加电磁功率是由转子凸级效应确定的。当运行中失去励磁时，电磁功率仅有附加电磁功率，其最大值对于凸级发电机Xd＞Xq,故P2m＞0；当有功功率很小时，该电磁功率足以克服制动转矩的作用而驱动发电机与电网保持同步。实践证明，凸级发电机在无励磁运行时的电磁反映功率可达到额定容量的20％左右，亦即发电机带有功20％Pn无励磁运行时不失步。此时绕组无直流电流又保持同步状态，故不在转子饶组及各部件感应电流，不存在转子发热的问题。
三 发电机参数及励磁系统参数
1. 发电机参数
型号：SF-J5000-102600额定容量： 6.25MVA
额定功率：5MW功率因素：0.8（滞后）
定子电压：6.3KV定子电流：573A
转子电压：97.5V转子电流417.1A
冷却方式：密闭风冷 绝缘等级：BB
转速：600rmin接线方式：Y
励磁方式：可控硅并激励磁 定子铁芯温升限额：80℃
制造厂家：杭发厂
2. 励磁系统参数
①进相运行时参数
低励限制参数：Qo=0.827Pu Po=2.070Pu
②正常（滞后、迟相）运行时参数
低励限制参数：Qo=0.200Pu Po=1.000Pu
四 发电机进相运行的限制参数
发电机进相运行会受到下列因素的限制：①发电机的静稳定和动稳定限制；②发电机的暂态和动态稳定限制；③低励磁不稳定的限制。
五 试验过程
先开2#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段时间，当温度相对稳后逐步减少无功
进相后，为防止机组出现异常，无功从－500Mvar,－1000Mvar, 最后降至限值－2000Mvar
各数据稳定后无功回升至1.2Mvar。之后开1#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段
时间，当温度相对稳定后无功直接降至限值－2000Mvar.同时2#机无功降至－2000Mvar.
试验完毕无功回升至正常后申请停机。
六 各试验数据如下表：
1.2#机机旁屏及励磁屏数据
2. 1#机机旁屏及励磁屏数据
3.2#机中控室采集数据
4.1#机中控室采集数据
5.进相时测试机组的振动值（单位 丝）
七 进相运行时注意的事项
①进相运行前，在励磁屏上把低励限制参数更改为：Qo=0.827PPo=2.070Pu u
②进相时，调节无功减少至进相运行工矿时应缓慢，以免调节过头 。
③在进相运行过程中，机组各电气量和各部温度要求相对稳定，如温升过快或温度超过限值，
应停止进相运行，增加无功。
④进相运行时，如机组发生滑极失步，表现为有功表指针和无功表指针剧烈晃动，应立即增加无功，减少有功，值长立即汇报调度，如采取措施无效，应解列停机后汇报调度。
⑤进相运行时要监视厂用电不能过低，故发电机机端电压尽量控制在5.985~6.615KV之间。
⑥在结束进相运行恢复正常运行或机组出现异常需增加无功时，2台机组无功增加应同时调
节。
八 结论
2台机组在有功3MW，无功－2Mvar进相运行工矿下，各温度没有明显增加，温升没有过快，各电气量和表计都比较稳定，机组振动和噪音都在正常范围内。故2台机组可以在P=3MW, Q= －2Mvar进相工矿下运行。
参考文献：
⒈黑龙江省哈尔滨电力科学研究院 田玉兴何风军齐瑞春《关于发电机的进相运行试验的探讨》
水利发电的基本原理范文3
【关键词】水轮发电机组 故障诊断模糊神经网络专家系统
前言
随着现在科学技术水平的日益提高，尤其是信号处理、知识工程和计算智能等理论技术的发展，水轮发电机组的故障诊断也正由人工诊断到自动诊断、由离线诊断到在线诊断，由现场诊断到远程诊断的逐渐发展，本文从智能诊断的理论和方法着手，在分析多种智能诊断方法的基础上，进行水轮发电机组故障诊断方法的探讨。
国内外故障诊断技术的现状及应用
1、国外故障诊断技术发展现状及应用
总的说来，国外发电机组监测与故障诊断开始研究较早，无论在诊断理论的
研究上还是在传感器的性能、产品的可靠性等监测仪器设备的研制生产上，都达到了较高的水平，已有实用的产品。
①最早开展故障诊断技术研究的是美国，从1976年开始电站在线计算机诊断工作，1980年投入了一个小型的电机诊断系统，1981年进行电站人工智能专家故障诊断系统的研究．后来发展成大型电站在线监测诊断系统(AID)，并建立了沃伦多故障运行中心，可以看到分布在全美20多个电厂的数据信息。
②欧洲瑞士的ABB公司子1971年由BBC公司引入第一个计算机辅助数据采集系统；法国于1978年在法国电气研究与发展部研制了在线振动监测系统；丹麦的B&K公司在90年代推出了新一代状态监测与故障诊断系统――B&K3450型COMPASS系统，该系统具有广泛的故障诊断功能，除了能检测和记录机器的异常情况外，还能进行故障隔离，分析故障的部位、性质、程度。
③日本首先研制成了机械状态监测系统在多台核电站和商业热电站使用，后来又发展成带诊断规则描述，以及采用模糊逻辑分析确定置信因素功能的振动诊断专家系统。
2、国内诊断技术的发展现状及应用
国内诊断技术是在消化、吸收国外先进技术基础上发展起来的，自1985年以来发展非常迅速，现在全国从事与电站设备监测诊断系统相关的单位主要是高校、研究所、制造厂、电厂。虽然国内开发的系统与国外相比还存在一定的差距，但实践证明，国内开发故障诊断系统在电力行业中发挥了一定的作用，也取得了良好的经济和社会效益。
水轮发电机组的故障机理分析
根据导致水轮发电机组振动的三类振源，将其振动故障分为水力因素故障、机械因素故障、电气因素故障三种类型进行分析研究。
1、水利因素故障
指振动中的干扰力来自水轮机水力部分的动水压力。其特征是带有随机性，且当机组处在非设计工况或过渡工况运行时，因水流状况恶化，机组各部件的振动亦明显增大。产生振动的水力因素主要有：水力不平衡、偏心涡带、空腔汽蚀等。
2、机械因素故障
指振动中的干扰力来自机械部分的惯性力、摩擦力及其它力。引起振动的机械因素主要有：转子质量不平衡、机组轴线不对中、动静碰磨、主轴过细、轴承间隙过大等。
3、电气因素
指振动中的干扰力来自发电机电气部分的不平衡磁拉力。引起电磁振动的主要因素有定子铁芯组合缝松动或定子铁芯松动、定子绕组固定不良、定转子气隙不均匀、转子线圈短路、不对称工况运行等。
智能故障诊断方法分析
1、单一诊断方法
①模糊神经网络诊断方法
模糊神经网络是模糊理论同神经网络相结合的产物。模糊逻辑理论和神经网络技术在知识表示、知识存储、推理速度及克服知识窄台阶效应等方面起到了很大的作用，因此将模糊逻辑与神经网络融合起来构造的模糊神经网络，具有模糊逻辑和神经网络各自的优点。近年来，模糊神经网络的理论及应用得到了飞速发展，各种的新的模糊神经网络模型的提出以及与其相适应的学习算法的研究不仅加速了模糊神经网络理论的完善，而且它们在实际中得到了非常广泛的应用。模糊方法与神经网络方法结合的主要思想，是在神经网络框架下，引入定性知识，即在常规神经网络的输入层和输出层加入模糊层，用模糊规则构造神经网络，在使网络权值有明确的物理意义的同时，保留了神经网络的学习机制。
②专家系统故障诊断方法
专家故障诊断系统是人们根据长期的实践经验和大量的故障信息知识，设计出的一套智能计算机程序系统，以解决复杂的难以用数学模型来描述的故障诊断问题。其内部具有大量专家水平的某个领域知识与经验，应用人工智能技术，根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。
专家系统在水轮发电机组故障诊断中的典型应用是基于产生式规则的系统，其基本工作原理是：首先把专家知识及其诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，进而根据报警信息及其他一些故障征兆对知识库进行推理，得出是否发生故障以及发生什么故障，然后对诊断结果进行评价、决策。
③模糊诊断方法
是一种基于知识的自动诊断方法，它利用模糊逻辑来描述故障原因与故障现象之间的模糊关系，通过隶属度函数和模糊关系方程解决故障原因与状态识别问题。其基本原理为；设用一个集合Y定义系统中所有可能发生的各种故障原因，由这些故障原因引起的各种症状，如时域特征、频域特征、相关参数变化特征等定义为一个集合X
根据模糊数学原理，可得到Y和X的因果模糊关系为：
Y=X o R
其中，符号“o”为模糊逻辑算子，足为模糊关系矩阵。
④人工神经网络(ANN)是模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统，自1943年首次提出以来，已迅速发展成为与专家系统并列的人工智能技术的另一个重要分支．人工神经网络具有模拟任何连续非线性函数的能力和从样本学习的能力，非常适合应用于故障诊断系统。应用ANN技术解决故障诊断问题的步骤包括：根据诊断问题组织学习样本、根据问题和样本构造神经网络、选择合适的学习算法和参数。
2、混合诊断方法研究
通过分析可知，依靠单一智能技术无法满足水轮发电机组故障诊断的任务要求。因此，将多种不同的智能诊断技术结合起来的混合诊断系统是智能化故障诊断研究的发展趋势。根据水轮发电机组故障诊断特点，基于不同方法互补的原则，从实际对象和方法本身特点出发，为有效地解决水轮发电机组故障诊断问题，提出基于模糊逻辑、神经网络与专家系统的混合智能诊断方法：
①针对水轮发电机组具有振动故障原因多、征兆多的特点，根据引起水轮发电
机组振动的三类振源，建立三个故障诊断子模糊神经网络，对三类振动故障分
别进行诊断。每个子网采用多输入多输出的结构，且每个子神经网络单独用学
习样本进行训练，通过网络分解，学习速度和推理能力都能满足现场要求。
②针对故障征兆的模糊性闯题，提出利用模糊集理论对故障征兆进行模糊处理，
建立典型征兆的隶属度函数；
③针对专家系统领域知识的不确定性闯题，及基于模糊产生式规则的故障诊断
专家系统存在模糊规则推理的冲突与低效率问题，鉴于神经网络具有较强的容
错与并行处理能力，引入模糊神经网络到专家系统，专家系统中的知识获取、
知识表示、知识库维护、不精确推理等用模糊神经网络来解决。
结语：水力发电在我国能源生产中扮演着重要角色，特别是近年来随着我国几
座装机百万千瓦的机组相继投产，水电的重要性越来越显著，国家对水电的安
全稳定生产也提出了更高的要求。本论文重点论述机组状态监测和故障诊断方
法来提高水电站的安全稳定运行。
参考文献：
［1］张晓亭．机组运行设备诊断维护高效管理模式实施研究川．湖北电力，1999
［2］马剑泽，隆元林．水电厂的状态检修和故障诊断技术阴．四川电力技术，
1999
［3］沈磊．《中国水力水电工程运行管理卷》中国电力出版社，2000
水利发电的基本原理范文4
关键词：煤矿供电 无功补偿 异步电机 SVC SVG
中图分类号：TQ113.26+6.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0086-01
煤炭的生产离不开电力，供电质量及可靠性决定着煤炭的产量及安全，而功率因数的高低又影响着供电的质量，因此对于煤矿行业，提高系统的功率因数至关重要。目前的煤矿生产系统中，存在着大量的异步电动机等感性设备，这些设备将从电力系统中吸收无功功率以建立磁场，从而使电动机正常工作，但却造成了功率因数的下降，当电动机处于空载或轻载的状态时，系统的功率因数会进一步下降。而此文将从如何降低异步电动机运行对系统无功的影响及人为进行无功补偿着手，介绍一些无功补偿技术在煤矿行业中的应用。
1 无功补偿的原理及意义
1.1 无功补偿的原理
由于煤矿电力系统中存在大量感性负载，这些感性负载要吸收消耗一定的功功率，使得电力系统的电压和电流不同相，出现相位差，即功率因数角，因此将具有容性功率负荷的装置与感性负荷装置并联到同一电路里，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量。就这样两种负荷之间进行能量相互转换，拉小了电压和电流之间的相位差，从而提高功率因数，这就是无功功率补偿的基本原理。
1.2 提高功率因数对煤矿行业的意义
（1）提高电力系统的供电能力。在发电和输、配电设备的安装容量一定时，提高用户的功率因数，相应减少了无功功率和视在功率的需求量。在同样设备条件下，增大了电力系统的供电能力。（2）减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。由于用户功率因数的提高，使网络中的电流减少，因此网络中的电压损失减少，网络末端用电设备的电压质量得到提高。（3）降低供电网络中的功率损耗。当线路电压和输送的有功功率一定时，功率因数越高，则网络中的功率损耗越少。（4）降低企业的生产成本。由于提高功率因数可减少网络和变压器的电能损耗，使企业电费降低。
2 煤矿中无功补偿的方式
2.1 对异步电动机的处理方式
2.1.1 空载状态的处理方法
电动机在运行过程中必然出现空载情况，而感应电动机的负荷不足是功率因数降低的重要原因。对于负荷不足的大容量电动机可采用小容量的电动机替换（这样做一般可使功率因数提高20%～25%）。也可采用降压运行的方法来提高功率因数。如装设-Y自动切换装置。轻负荷时，将电动机的定子绕组由改换联结成Y运行。这样每相绕组电压降低至原来的，即。磁感应强度也下降至约原来的。如不考虑磁化曲线的饱和影响，空载相电流也将下降为原来的左右。因此电动机的空载线电流为原来的左右。由于电动机输出的有功功率为一定值，无功功率只有原来的左右，所以电动机的功率因数将有所提高。
2.1.2 就地补偿异步电动机
异步电动机在工作状态表现为感性负载，感性负载中会产生滞后的无功电流，而容性负载中则产生超前的无功电流，可起到相互补偿的效果。因此，可以将电力电容器与异步电动机并联在同一电路中，以用容性负载产生的超前无功电流修正电流和电压的相位差，从而提高功率因数。这种补偿方式异步电动机与电力电容器共用一个开关控制，同时工作同时退出，并且不可在异步电动机与电容器并联电路之间安装熔断器保护或开关。此方法电容器的利用率低，但补偿效果最有效，且不会出现过补偿现象。
设异步电动机的输出功率和功率因数非别为P、cosφ1，补偿后功率因数为cosφ2，则需要补偿的无功功率容量为：
2.2 静止动态无功补偿装置SVC
现代化煤矿生产系统中，除了大量的感性设备外，还存在大量的晶闸管等非线性元件，造成功率因数低、供电质量差、谐波等危害。目前，煤矿行业普遍采用TCR+FC型SVC静止动态无功补偿装置。
TCR+FC型SVC系统由TCR、FC滤波器、其控制系统组成。互感器采集母线电压及进线电流信号，经过变换后送给控制系统，经乘法器后得出需要补偿的无功功率，随后计算机发出触发信号，信号经放大后送给与电抗器串联的两个反并联晶闸管的触发端，控制其导通角，便可以向系统输出感性无功电流或容性无功电流，从而实现动态无功补偿。这种补偿系统较电容器投切方式响应时间快，灵活性强，而且还可以连续调节无功功率的输出，但是由于自身的特点，会产生5、7、11等特征次谐波，因此并联由电容器、电抗器组成的FC滤波器，利用电路谐振的特点，对特定次数谐波或以上谐波形成LC低通滤波器，以抑制高次谐波和无功补偿的作用。
3 结语
本文主要探讨了煤矿企业功率因数低的原因及功率因数低对煤矿企业的影响，介绍了煤矿供电系统无功补偿的常用方法及发展趋势。对煤矿供电系统的安全可靠运行有一定的借鉴价值。
参考文献
[1]陈立新，杨光宇.电力系统分析南[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]余健明，同向前，苏文成.供电技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
水利发电的基本原理范文5
[关键词]：坝基防渗深层搅拌桩 施工工艺
中图分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
（一）水库工程基本情况
SYH水库位于河南省驻马店市境内，工程位于汝南县城西6km汝河与臻头河汇合处，属淮河水系大洪河流域如何干流控制工程，控制流域面积4498km2。水库以上流域地理位置在东经113°19″―114°19″，北纬32°34″―33°11″之间。北临淮河水系小洪河流域，西临长江水系唐白河流域，南邻淮河干流上游，东部为汝河下游平原区。水库下游主要排洪河道为汝河，河道安全泄量1800m3/s。
水库兴建于1958年，现主要建筑物包括：1、大坝：全长34.202km，最大坝高16.2m，坝顶高程59.2m；2、五孔及七孔泄洪闸；3、桂庄灌溉渠首闸、桂庄输水涵闸；4、桂庄水电站、夏屯水电站等工程。水库建成后，已历经五次除险加固。现水库防洪标准为100年一遇洪水设计，设计水位57.75m，相应库容12.75亿m3；1000年一遇洪水校核，校核水位58.87m，相应库容16.69亿m3；兴利水位53.00m，相应库容2.66亿m3；死水位50.50m，相应库容0.42亿m，是一座以防洪为主，结合灌溉、水产养殖、发电、旅游开发等综合利用的大（1）型水利枢纽工程。
（二）水泥土搅拌桩基本情况
水库因大坝渗漏严重，坝顶高程不能满足要求，泄水建筑物超期服役、混凝土碳化、金属腐蚀严重等原因，于2009年10月24日开始进行除险加固。
按照设计，需要对河道堵口段、大坝险工段和主坝渗水严重坝段等，在大坝上游平台处修建水泥土防渗墙。根据工程情况，本次共计修建防渗墙9000余延米，基本解决水库渗漏问题。
二、软基基础防渗措施简述
（一）建筑工程基础防渗的处理方法一般包括：1、截水墙：板桩、泥浆沟槽、连续排桩、地下连续墙等；2、截水帷幕：搅拌桩帷幕、高压定喷帷幕、高压摆喷帷幕、高压旋喷帷幕、高压注浆帷幕等；3、冷冻法：氨水冷冻法、盐水冷冻法、液氮冷冻法等。以上防渗处理方法，根据情况使用于不同地层基础。
（二）本工程选用的防渗措施
根据目前宿鸭湖水库地质勘查情况，宿鸭湖水库防渗处理坝段地基结构是：高程55m―60m为人工填筑土；55m―50m为中轻粉质壤土，局部砂壤土夹细砂；50m―45m为粉质壤土，局部有细砂；45m高程以下为重粉质壤土。根据这一地质情况，防渗墙成墙高度应在12―15m之间，设计采用技术比较成熟的水泥土深层搅拌桩帷幕法对水库大坝渗水情况进行处理。所谓搅拌桩帷幕就是根据设计成墙厚度要求每个桩与桩之间进行搭接，形成连续的墙体，达到截渗目的。
（三）施工工艺的选择
本工程属于水库大坝坝基防渗墙工程，设计采用三头小直径深层搅拌工艺施工。该工艺的基本原理就是，就是运用多头搅拌桩机械掺入一定量的水泥浆液喷入土体搅拌均匀。使喷入水泥土中的水、水泥和土发生如下物理化学反应：1、水泥与水发生水化反应时产生水化热，减少了土体中的含水量，从而增强水泥与土颗粒之间的粘结力；2、水泥、水与土中的不同离子进行交换使颗粒间的团粒化作用导致形成坚固混合体；3、产生的硬凝反应足以大大增加水泥土的强度、足够的稳定性和连续性；4、随着时间的增加，碳酸反应有进一步提高了水泥土的强度，确保达到防渗目的。
三、施工技术方案
（一）根据设计技术参数确定施工参数和选择施工设备
1、施工工艺试桩，确定施工技术参数，其中包括：搅拌桩钻进深度、桩顶标高、桩顶或停灰面标高，水泥浆的水灰比，外掺剂的配方，搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力等。
2、施工设备选择：根据技术参数和本工程实际情况决定选用BJS―15B型深层搅拌桩机，工艺为三头搅拌，轴间隙45cm，该搅拌机具有双层液压底盘，步履行走功能，移动整平便利。
（二）、施工工艺流程
1、测量放线及施工场地平整
（1）根据提供的水准基点，沿轴线按每隔50m设置控制基点，用于布设施工轴线及施工导线，施工导线布置好后，采用0.6―1.0mφ14钢钎按每15m固定一个桩位，将钢钎打入土中，做好标记，注意保护。
（2）沿布置好的施工导线开挖0.3×0.5m（宽×深）的导向槽，以便于搅拌机定位，同时可存储返浆，保持施工场地清洁。
（3）BJS―15B型深层搅拌桩机行走宽度4.5―5.0m左右，为确保机身行走时的垂直度，安装机械设备前要将工作区内场地进行平整夯实。保证设备顺利安全移位。保证成墙垂直度。
2、制浆
（1）水泥采用p.o42.5普通硅酸盐水泥，进场前必须按批次进行质量检验，合格品入库，不合格品予以报废，清理出场。按设计要求和工艺试桩要求水灰比（设计要求选用0.4～0.65）配制水泥浆。若需加入减水剂，施工中加入的UNF-1型萘系高效减水剂严格按预定的配比（0.3%）拌制，指派专人配制并专人送浆。
（2）制浆用水要严格按照水工混凝土的用水要求配备。
（3）浆液密度严格按照设计水灰比进行配置。制浆现场应准备台秤，用于称量制浆材料，以控制浆液密度。并对每次配置的浆液密度测定比重，同时做好每次配浆量及浆液比重的记录。
（4）水泥浆液要随用随配，并且要在浆液送至二级搅拌站后，仍要不间断搅拌，确保浆液不产生离析。为保证灌浆质量，每次配制的浆液必须在2小时以内用完，超过2小时，要添加缓凝剂，但最长不得超过4小时。超过4小时坚决作废将处理。
3、钻孔搅拌
（1）设备调试。各种施工设备应在进场后，应进行检修、安装调试，检查桩机运行和输料管畅通情况，待转速与空压正常后，开始就位，进行机架对中，以水平尺调平转盘，并在机架相互垂直的两个方向悬挂垂球和度盘。保证钻杆垂直于地面，垂度用固定在机架上的水准管控制，确保垂直度偏差不大于设计值0.1%。
（2）搅拌钻进。本工程采用两喷两搅工艺施工，即喷浆下钻，钻进至设计标高后，关闭气路阀门，继续开启送浆阀门，反转提升，从桩底向上继续喷浆。同时边搅拌边提升，钻头提升至地面，重新复搅下沉至桩底后再搅拌提升至地面，整个过程连续喷浆。提升速度和喷浆管道压力（设计要求保持在0.40～0.60Mpa）根据试桩确定。继续送浆，钻机正转下沉复搅，复搅速度工艺试桩确定，钻头提离地面0.5m，减压放气移位完成该桩施工。
（3）提升控制。成桩要控制搅拌机的提升速度和次数，使连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。
（4）钻机移位。本钻机为φ45cm三头钻机，墙厚30cm，每单元成墙长度90cm，为保证30cm的成墙厚度，三序成墙后进行钻机移位，每次钻机移位应保持在105cm，整机移位应关闭钻机电源，当移动搅拌机至下一个桩位后，重复上述步骤继续作业。
（三）质量控制措施
1、建立组织保证制度。建立健全组织管理机构，制定质量控制流程图，做到质量管理责任到人，质量管理体系严格按照ISO9001质量管理保证体系操作。同时严格采用“三检制”，确保工程质量。
2、加强设备运行监测。为保证工程质量，采用SJC水泥土搅拌桩浆量自动监测系统对整个施工过程进行监控。运用该系统，施工操作人员在制桩过程中可以有效掌握注浆量的分布状况，及时做出相应处理，控制成桩质量，有效减少材料浪费以及杜绝断浆情况的出现。
SJC型水泥土搅拌桩浆量监测系统由安置在机柜中的SJC型水泥土搅拌桩浆量监测记录仪，安装在钻机上的深度测量装置和串接在浆管中的流量测量装置三大部分组成。在钻机平台上选择合适处断开出浆管，将流量装置串接进去，使该装置上箭头所指方向与水泥浆实际流动方向一致。在钻机平台上选择合适处钻孔，通过罗纹连接，将位移装置的支柱牢固的固定在钻机上，并保证钢索正好处于传动轮与压轮的中间。
操作时，首先设置好灌浆量、桩长等各项参数，按规定进行操作，保证成桩资料的打印。深度测量装置注意防锈，每次使用完需擦拭干净并涂上油;流量测量装置每次使用完也需擦拭干净，水泥浆管内需用清水冲洗干净。
3、防渗墙质量检验。主要检测项目有：①水泥及外掺剂质量，不但要有产品质量合格证，而且还要抽样送检，确保满足设计质量；②水泥用量要严格按照设计要求参掺加，现场操作查看流量计；③防渗墙强度采用钻心取样送实验室检测；④成墙连续性采用雷达超声波检测；⑤透水试验，采用挖槽法测验，渗流量必须满足设计要求。以上各项指标必须满足规范和设计要求，才能达到合格。若出现不合格情况，要查明原因，立即进行整改，无法进行整改的，要进行专家论证，达不到设计和使用要求，坚决返工。对于一般项目：如①机头提升速度应≤0.5m/min，采用机头上升距离及时间测定；②墙底标高应保持在±200mm之间，测机头深度确定；③墙顶标高应控制在+100-50 mm，采用水准仪测定；④墙轴线偏差＜50 mm，用钢尺量；⑤墙厚应大于或等于设计值；⑥墙体垂直度应小于0.1%，使用经纬仪测量；⑦桩身之间搭接应大于等于150mm，用钢尺量。对于一般项目，出现质量问题要分析原因，及时改正。若影响设计或使用要求，应及时采取补救措施。
4、质量责任追究。对于施工过程处出现的质量事故，坚决执行“事故原因未查明不放过；责任人未处理不放过；整改措施未落实不放过；有关人员未受到教育不放过”的四不放过原则。
（五）施工现场应注意的其他事项
1、桩机使用前标定每台搅桩机电流表、压力表、水泥浆流量计装置,确保完好能正常工作。
2、在桩机井架的正面和侧面一定要吊挂垂球，垂球重量不小于2kg，防止施工时桩机倾斜，最终导致检测时桩体无法检测到底
3、控制桩位应经常复核，确保准确。
4、喷浆时如遇因故堵管，则须复钻, 复钻重叠孔段即搭接深度应不小于1m。
5、严格控制喷浆量不小于设计要求。
6、复搅应全程复搅，如遇复搅困难，采取分段复搅。
7、钻头直径定期检查，以保证成桩直径。
8、搭接的壁状搅拌群桩应连续施工，相邻桩施工间隔不超过8～10h，搭接长度不小于设计要求。
9、施工关键工序要求：施工重点主要是保证施工的连续性，对不能进行连续施工的桩体，须进行补桩处理。注浆施工中的浆体流动性，每延米水泥用量是否达到施工配合比和设计的要求。
（六）安全、文明施工保证措施
水泥土搅拌桩施工安全主要是钻机的机械安全、施工用电和高压管的安全。主要安全保证措施如下：
1、施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等在确认完好后方可使用，并由专人负责。桩机的摆放应保证地基的承载力达到规定要求，施工过程中不会沉降。
2、用电安全，坚持“一机一阐”并加装漏电保护，施工用电缆采用绝缘性高的产品，各种机械操作应符合施工安全用电规范要求。
3、每班作业前，做到检查施工用电的保护装置是否齐全有效，开机时先进行试机，正常后由机长本班正常施工指令后才准许开工。
4、施工用高压管，应有质量保证书。施工中应时刻注意高压管的工作状态，发现问题及时关闭工作开关进行检查，经检查无故障后再开始将压力由小慢调至正常压力。
水利发电的基本原理范文6
【关键词】无功功率；功率因数；补偿
无功功率补偿即为无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力 供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。
1 无功补偿基本原理
在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。
无功功率比较抽象，它是电路内电场与磁场的交换，在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
2 智能低压配电系统无功补偿柜的优点
低压无功补偿装置在现代应用越来越广泛，在电网端和用户端都有很好的功效，智能低压配电系统无功补偿柜在现在的电网系统当中占领了重要的地位，不论的工业用电，还是平民用电，都离不开智能低压配电系统无功补偿柜，这主要是因为低压无功补偿柜能够有效提高用电效率。因此，低压无功补偿柜有许多的优点如下：
（1）便于安装。智能低压配电系统无功补偿柜在安装时，不受外界环境的影响，所以多地区都便于安装设备；
（2）低投入。智能低压配电系统无功补偿柜的内痔电压较低，所以不同于高电压的投入，节省了大量开支；
（3）能灵活切换。在智能低压配电系统无功补偿柜线路中电流变化能自动灵活的切换，达到就地平衡。
3 低压配电网无功补偿分类
3.1 随机补偿
随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。
随机补偿的优点：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。
3.2 随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。
随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。
3.3 跟踪补偿
跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上的补偿方式。这种补偿方法适用于100kVA以上的专用配变用户，它可以替代随机、随器这两种补偿方式，并且补偿效果很好。
跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。
4 智能无功补偿柜的补偿方式
4.1 固定补偿与动态补偿相结合
社会在不断的发展，人们面临的负载型也越来越复杂，对于配电系统方面，人们对电网系统的无功要求也越来越高，为了保障人们的需求，必须尝试新的补偿方式。所以，仅仅靠着固定补偿已经不能够满足用户的要求了，必须有新的元素加进去，新的动态无功补偿技术才能较好地适应负载变化。固定补偿与动态补偿相结合能够更加全面的解决人们对于无功补偿的要求，这也是一次无功补偿的有效配合方式。
4.2 三相共补与分相补偿相结合
目前，人们接触越来越多的新型电力设备，在用电方面也越来越需要一种无功补偿式的电网系统，对于那些新的设备尤其是大量的电力电子、照明等家居设备，都是单相供电的设备，所以，电网中会出现越来越多的三相不平衡情况，为解决这个问题，必须从三相共补方式转换，因为这种方式已经承载不起这样多的新型用电设备，但是，如果全部采用单相补偿方式的话，就会出现投资较大的现象。因此根据负载情况充分考虑经济性的共分结合方式在新的经济条件下日益广泛应用。
4.3 稳态补偿与快速跟踪补偿相结合
在经过多次尝试之后，有关证明显示，稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的补偿方式对于电网系统的发展非常有利，因此，稳态补偿与快速跟踪补偿相结合成为了未来发展的一个重要趋势。这种补偿结合方式主要是针对一些大型的钢铁、冶金等企业，这些企业的工艺比较复杂，并且用电量很大，所以企业的负载变化很快且会出现较大的波动性，因此，这些大型企业必须进行充分而有效无功补偿，这样，不仅能够有效的提高功率因数，还能减少能量损耗，同时采用稳态补偿与快速跟踪补偿相结合的方式能够充分挖掘设备的工作容量，充分发挥设备的应用能力，提高工作效率，从而提高总体的产量和质量，达到较大的经济效益。
5 结束语
在电力发展快速的现代社会，人们对于电力的功率损耗很是看重，在保证电力系统正常运行时，保证功率损耗达到最低，提高利用率已经成为现代电力系统发展的方向。本文在讨论了对于无功补偿的方法方案后，对于智能低压配电系统无功补偿柜的研究设计就更加确定了研究目的。社会在发展，电力系统也在不断更新，智能低压配电系统无功补偿柜对于电力的发展有着极其重要的意义。
参考文献：
[1]勒龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社，2001.
