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光电工程

时间:2022-04-30 10:14:42

光电工程

光电工程范文1

光缆数字化电视的运用对传统的电视节目传输来说是一场巨大改革。光缆数字电视走入寻常百姓家,丰富了业余生活,为广大市民了解外面世界、知晓国内变化打开了一扇窗。但是,数字电视光缆工程并不完美,也有一些问题存在。

1.1施工技术人员漏洞在光缆施工过程,要制定明确施工标准、注重专门的管理与保养,这就需要配备专业施工人员来完成这项工作。虽然光缆本身就含有加强筋和固定填充物来进行保护,但是这些保护能起到作用得依靠技术人员正确、科学安装。因此,配备合格的技术人员,避免安装失误是数字电视光缆工程实施的重要一步。

1.2安装技术难度大随着经济的快速发展,高楼大厦如雨后春笋一般遍地而生。光缆数字电视走入家家户户,安装就成了必不可少的重要环节。光接收机将光信号转换为射频信号,从而进入分配。由于光接收机比较敏感,易受到外界自然环境的影响,所以对它保护就要格外小心。问题来了,光接收机主要位置在光节点处,而光节点主要安装在小区楼头,受到的影响最大。安装技术的难度系数又上升一级别,安装时往往事倍功半。

2设计准备

与传统电视相比,数字电视是高速度与宽带相结合的产物,具有局域网、城域网、广播电视等多种业务,净显高科技、高知识化。因此,做好设计前充分准备是继续光缆工程的基础,决定着施工质量和网络建设质量。首先分析潜在用户数量,满足其需求,根据范围大小,入口布局,合理设置分前端,保证网络安全。接着考虑分站点、光缆交接区、用户需求等因素选择光缆芯数。最后选择短直、安全可靠、稳定的光缆线路,尽量避免设在曲折、复杂、治安混乱的场所。

3施工方式

光缆按敷设标准划分为:直埋、架空、地下埋设。在制定好光线路由、芯数多少、长度后,要选择合适的光缆接头位置。直埋时选择地势平坦的位置;架空时选择线杆,有利于熔接和维护;地下埋设时,仔细检查内井管道情况,提高安全系数。

3.1直埋施工直埋挖掘深沟时,深度一般控制在1.2m以内,沟要呈直线,沟底尽量平坦,填土前仔细检查光缆放置位置是否准确。直埋时要注意2个关键步骤:第一填土时不能一次性填满,要先覆盖20cm的细土,等到气压稳定后再填土固定。第二填土时不要把一些石头、砖块等硬物混在泥土中,以免砸到内置光缆。最后,在埋光缆处用水泥桩做标记,间隔大概200m到300m,便于日后的检查维修。直埋施工并不无可挑剔,有一个致命的弱点。虽然实施光缆直埋工程的初期成本较小,但相应的安全系数、可靠系数也随着较小,容易发生故障。

3.2架空施工在架空光缆施工中,如何减少光缆移动是首要考虑的事情。受到风力、光缆自重、温度湿度的影响,光缆容易发生移动,进而传输性能变差。所以,要延长光缆使用时间,就要选择十分稳定牢固的杆线。为了避免光缆拖地、下垂现象,要在光缆上线处加引导设置、做好三方四方固定拉线,这样才能延长光缆寿命。与此同时,要必须安装防雷装置,每隔10~15根进行防雷接地,目的是保护架空线路设备和维护人员。市外架空光缆与电力线的水平距离应大于电力线杆高度,目的是防止线路下垂,避免触电事故的发生。

3.3地下直埋施工地下直埋主要是以管道的方式进行的。为了避免管道被老鼠之类的动物咬坏,管道主要用铠装类,更加结实牢固。首先应检查管道占用情况,清洗管道,安放塑料子管,并放入牵引线。接着使得穿孔器和光缆连接。最后通过人工一个一个向回牵引,使得光缆受力不超过规定范围,牵引力不大于120kg。地下直埋一定要注意:第一计算好布线长度,预留长度控制在2km以内,不能过长,容易引起安全事故;第二布线时一定要从中间向两边牵引,把光缆绑在固定托架上;第三必须安装顺引装置,使得光缆引入、引出时不拖地。比较三者施工方式,地下直埋光缆最为安全,受自然因素影响较小,便于线路正常运行和管理保养。

4结语

光电工程范文2

关键词:通信;ADSS光缆 ;工程设计;施工方案

ADSS是全介质自承式光缆,光缆架设在原有电力线路杆塔上的一种电力通信线路。ADSS光缆施工多为高压不停电施工,安全技术要求高,在原有的电力线路杆塔上建设一条预期寿命在15~25年左右的ADSS光缆,需要专业的设计与施工方案。以保障光缆的机械性能、悬挂点确定、配套金具、光缆配盘的最优选择与安装。

1 ADSS 光缆设计

1.1 光缆机械性能

ADSS 光缆机械性能主要体现在光缆最大运行张力、平均运行张力和极限抗拉强度等方面指标。在设计时应先根据电力线路的档距、光缆安装的弧垂、并考虑当地气候条件、覆冰,以及长期使用光缆会附上一些污物增加负荷等因素,来计算出光缆的机械强度要求,再推算芳纶的使用量,如果ADSS 光缆机械性能设计不合理,会存在安全隐患,降低使用寿命。

1.2 光缆悬挂点确定

由于电力ADSS光缆沿高压电力线路同杆塔架设,其表面除了要求能抗紫外线辐射外,还要能经受起高压强电环境的考验。光缆与高压线及与大地之间的电容耦合,在光缆表面会产生不同的空间电位。在雨雪冰霜等气象条件及尘垢作用下,会使光缆表面受到灼伤并形成电痕。当光缆表面干燥时,会在干燥区发生电弧,侵蚀外护套导致裂口;外护层老化受损,芳纶纱老化,会降低机械性能,最终可能导致光缆断裂。因此,要尽量减轻电痕对ADSS光缆的灼伤,除了采用AT耐电痕护套来减少强电对光缆表面的电痕腐蚀,还应通过专业软件为用户设计选择最佳安装位置,按既定的坐标系提供杆塔的相线坐标、相线线径、地线类型、气候条件、线路的电压等级等,绘制出电场强度分布图,由此确定光缆在杆塔上的具体悬挂点。另外,光缆挂点的选择还应考虑光缆在水平和垂直方向上的投影不应与导线和地线出现交叉,以免在风偏和摆动时产生鞭击,光缆不应与杆塔产生摩擦和碰撞等因素。认真选好悬挂点,有助于防止电击、减轻电痕、电腐蚀。

1.3 配套金具的选择与安装

ADSS 光缆在杆塔上的固定由安装金具来完成,而不同杆塔、不同跨距、不同外径的光缆所使用的金具均不相同。如果金具选择不当,可能会出现光缆松滑或者断纤等严重问题。因此,对于每个杆塔上用什么样的金具、在哪些杆塔上接续等问题,在设计时一定要考虑周全。

(1)耐张金具

耐张金具一般用在始端、终端,线路转角处(当转角超过25度时)的转角塔两端。耐张金具的规格应根据档距、光缆外径确定。也有人称之为“终端”或“静端”金具。杆塔转角度数或光缆俯仰角度小于15度,每个耐张杆塔配用一套“静端”金具;反之配用两套“静端”金具。其选配的依据是光缆的外径和RTS(光缆极限抗拉强度),一般要求其握着力≥95%RTS。(见图1)

(图1)ADSS 光缆耐张金具

(2)悬垂金具

悬垂金具主要用在直线塔或转角

(图2)ADSS 光缆悬垂金具

(3)螺旋减振器

当风速在3~9m/s的情况下,容易引起光缆的振动,最为敏感的风速为3~6m/s层流风。除了与风速有关外,还与光缆的张力、地形地貌、光缆直径等有关。为了减少这种可能发生的风积振动,一般在光缆靠近铁塔处都有装有螺旋减振器。(图3)

(图3)ADSS 光缆防振器

(4)引下金具

光缆的始端、终端及中间带接续盒的塔,为了把光缆从高处引下来,光缆需与塔固定,一般每隔1.5~2m配一个。(图4)

(图4) ADSS 光缆引下金具

1.4 光缆配盘

由于ADSS 光缆不象普通光缆可任意接续,必须在线路的耐张杆塔上进行,并应尽量减少光缆的接续次数,以免增加施工难度和全程衰减。因此,要根据施工作业条件、光缆线路的衰减情况进行合理配盘,以确保光缆的传输质量。

根据自然条件配盘。杆塔之间的自然条件,如牵引机行进是否方便,张力机是否可以摆放等。

根据经验公式配盘。光缆盘长=输电线路长×系数+施工考虑长度+熔接用的长度+线路误差,其“系数”包括线路弧垂、杆塔上过引长度等,施工考虑的长度为施工中的牵引所用长度。

2 ADSS 光缆工程施工

一项ADSS 光缆工程要能够保质保量、安全顺利地完成,高素质的施工队伍、严格的管理和规范的施工是其重要前提。

2.1 施工前准备

施工准备包括:现场踏勘、制订组织安全技术措施、危险点分析、工作手续办理、人员培训、现场安全技术交底、跨越专项方案交底、施工图交底、作业指导书交底、机具准备、线路复测、光缆测试、配盘及运输、应急预案演练等。

光缆外观检查:用户收到光缆后应及时检查缆盘及外层光缆,确定所收光缆未受损伤;检查缆盘中心孔有无各种可能损害光缆外护套或妨碍光缆收卷和展开的障碍物。

数量检查:检查光缆总数量、每盘长度是否与合同要求一致。

质量检查:用光时域反射仪(OTDR)检查光缆在运输中是否受到损害。检查所得数据可用来与安装后验收检测数据进行比较,并可作为数据记录的一部分,有助于日后紧急修复工作参考。

安装金具检查:对安装所需金具型号、数量进行清点,若与合同要求不符应立即与供货厂家联系,在实际施工前妥善解决。

技术交底:施工前,要求厂方督导讲解所架设光缆的技术性能及施工注意事项,使所有参加施工人员掌握光缆的主要特性参数如最小弯曲半径、最大侧压力、最大张力等,做好技术交底。

机具准备:施工前,要对施工器具、材料型号、数量以及合格证等进行全面的检查,应与合同要求相符,且必须符合ADSS 光缆工程施工要求。

光缆及器材检验:在施工前期,要提前选择好每一个放缆场,确保场点位置选择符合施工器械操作安全,并满足光缆布放点对距离的要求。检查缆盘及外层光缆,确定光缆未受损伤;检查光缆总数量,盘长是否与要求一致,并记录所得数据。提前做好熔接机、切割刀、剥线钳等仪器、工具和相关配件的检查和准备。

2.2 光缆架设、附件安装及光缆熔接

ADSS 光缆施工与架空电力线施工基本相同, 但光缆有其特殊的技术要求,要尽可能采用标准安装方法,使用安装机械和张力放线技术。

先使用人工放好牵引绳,对沿线跨越公路、桥梁、河流、树林、农田、建筑物等注意采取保护措施, 特殊跨越要搭好支撑架并派专人看守,对于跨越10kV及以上的电力线需到供电部门办理停电手续, 现场还需做好验电和接地工作。杆塔上的传动滑轮要安装牢固并可靠接地,首尾塔上要采用大滑轮,一般直径大于600 mm;张力机和牵引机与杆塔直线距离应是滑轮对地高度的4倍,滑轮采用硬塑胶或尼纶材料制成,凹槽要有足够深度,在其内侧也可缠上软橡胶带,以减小光缆受到的侧压力并保护光缆外护套。光缆头可用网套式连接器缠紧,中间通过退扭器与牵引绳连接,利用牵引机开始对牵引绳收线,并使张力机同步工作,张力保持在8~15kN,速度控制在20m/min左右,其间注意使光缆与地面或其它障碍物保持一定距离,均匀受力、匀速前进;牵引机、张力机要有专人操作,中间各杆塔及重要跨越点派专人监护,以防光缆与地面摩擦或被其它障碍物钩挂。整盘光缆放完后,可先在张力机端侧杆塔先做好耐张,然后在下一个耐张塔上做耐张,并按设计调整好张力和弧垂,同时满足光缆净空高度的要求。全线耐张做好后,直线杆塔采用悬垂金具线夹固定,并在档距两端安装防震鞭,档距大于500m安装两个,档距小于500m安装一个;终端塔一般各留比耐张点到地面的距离多10~15m余缆,以备熔接时操作方便。单盘光缆最好一天放完,否则,应做耐张挂高光缆,两侧余缆派人看守过夜,防止人为危害。计划线路段光缆施工完毕,应拆除安全措施并清理恢复现场,仔细清点施工人数并撤离无误后,方可与供电部门办理相关恢复送电等手续。

在施工放线时,光缆不能打扣、扭曲或挤压,时刻注意不能小于其最小弯曲半径:动态时为光缆外径的20倍加5cm,静态时为光缆外径的10倍。临时定位杆和金具的应用决定于光缆预期负荷张力的大小。在调节光缆弧垂时,应安装临时向下吊索,以防止结构失衡,这时临时定位杆距杆塔距离应不小于2倍杆塔高度。安装光缆前,所有临时性的吊索都要拉紧。

光缆熔接应在每盘缆放完后当天内完成,否则,应盘好余缆固定至耐张塔上。光缆接续前,应将光缆在施工中可能受损的头部剪去2~3m,熔接完毕后还需用OTDR精确测量接头损耗等参数,确保每个熔接点衰减小于0.05dB,然后做热缩管加强保护并按光纤色谱顺序做好熔接记录。光纤的盘纤、接头盒封装也是一项需要细心的工作,先固定好热缩管,再将两侧余纤按槽道盘好,加上海棉衬垫,用胶带轻轻粘紧,操作过程中应防止挤压和弯曲半径过小现象,以免带来附加损耗。密封接续盒时要仔细检查每一处缝隙,以防日后水气进入。然后将尾缆盘好与接续盒一并固定到铁塔构件上, 一般放在铁塔第一个横担上,距离地面6m左右。光缆下塔段,每间距1.5m左右处用引下线夹固定,距地面4m段用合适钢管套住,以防人为破坏;光缆接线盒应安放在塔上或埋在地下。

注意做好施工期间的施工记录,以备工程验收和维护时查阅。

3 结束语

光电工程范文3

程中,仍然有很多发电企业采取了传统方法,这不但大幅度降低了光伏发电工程技术管理工作的质量,而且也无法充分满足光伏发电工程的建设需求。基于此,文章围绕光伏发电工程的技术进行了分析,并对项目管理工作进行了相应的研究。

关键词:光伏发电工程;技术分析;项目管理

1光伏发电概述

1.1光伏发电产业的发展

在科技新时代的背景下,随着光伏发电产业的不断发展,对项目的全过程,管理人员必须加大管理力度,对管理目标也要进行明确并落实,同时对项目活动,管理人员也需要结合项目的特点,从而对其进行合理掌控。在开展光伏发电工程项目管理工作的过程中,必须对

工程项目管理人员进行全面的分析,从而对其经济性、可行性等进行确定。对工程的设计工作,管理人员也要严格对其进行管理,同时还要合理开展工程策划工作,对工程的整个工作环节,不论是设计阶段,还是运行阶段,管理人员都要将管理工作做好,同时对该工作

,管理人员也需要不断进行完善。对光伏发电工程而言,开展项目管理工作,其不但可以提高信息的流通率,同时在很大程度上也可以避免相应的问题出现。除此之外,要想将管理责任进行落实和明确、要想将管理工作的质量和效率进行提高,管理部门就必须以身作则

,在开展工作的过程中,对项目的质量要进行相应的保证,通过采用合理对策从而提高项目的收益,也要最大限度地满足客户的需求,只有这样,我国光伏发电工程才能取得更好的发展[1]。

1.2光伏发电产业的特点

对传统的光伏发电工程项目的管理工作而言,其主要以监督工作以及咨询工作为主,同时为了满足业主的使用需求,光伏发电工程从设计工作开始,一直到竣工之后,施工的进度以及资金都由施工单位以及业主掌控。而与传统的光伏发电工程项目管理工作不同,项目管

理其是以监督管理工作为主,在项目管理的过程中,如果管理方式出现不统一的情况,那么监督管理权限便会被限制,这也会使得监督管理工作变得被动。然而在工程建设期间,通过进行项目全过程的管理,项目工程师便可以根据项目的相关情况,从而对整个光伏发电

工程施工进行全面掌控,这样不但可以将被动的管理模式进行转变,同时还可提高管理的质量和效率,也可以充分满足工程的生产需求。除此之外,与工程的咨询模式相同,其都是通过承包方式经营的,在此期间,两种方式都需要根据积累的管理经验,从而将服务的质

量进行最大限度的提高。光伏发电工程在开展项目管理工作的过程中,必须以管理服务理念为主,在实践的过程中也要将其进行大力推广。此外,通过光伏发电工程的建设现状可以发现项目管理工作具有很多特点,其中就包括整体的集成化以及管理的集成化等。以整体

集成化特点为例,其实际上便是通过优化管理方案,完善细节管理,从而避免外界因素对工作产生相应的影响,提高管理工作的有效性,再结合管理人员所积累的管理经验,提升管理工作水平。

2光伏发电工程的技术

2.1工作原理

光伏发电实际上是遵循光伏效应原理进行工作的。光伏效应指的是半导体在光照的作用下,从而产生相应的电动势能。对硅体而言,其电子的个数与空穴的个数是一致的,且在正常状况下,P区与N区的电能是呈现中性的,但是如果硅板受到光照的作用,硅体便会受到温

度的影响,从而导致硅体中的电子和空穴出现两极化,这样硅板的两端便会出现一定的电势差,而当其处于通路状态下,电子出现定向移动,其也会有电压和电流产生。

2.2形成

光伏发电是通过光伏效应作用于太阳能组件,从而使其产生相应的直流电,而在其经过控制器时可以得到相应的处理,再经过逆变器,其便可以以交流电的形式为人们提供电能,供人们使用。在此期间,控制器以及逆变器都起着十分重要的作用。对控制器而言,其可以

实现过载保护、过充等作用,且对太阳能部件其也不会产生任何影响。对逆变器而言,其主要作用便是实现交流电与直流电之间的转换。此外,光伏发电其又有并网发电以及离网发电之分,对离网发电而言,其目的是将剩余的电量储存到蓄电池中,而并网发电,其是为

了将剩余的电量传入到电网内[2]。

2.3并网系统

光伏并网是通过使直流电经过逆变器处理,从而转换成与电网的幅值以及电压频率等一致的交流电,再将其传入到电网中进行能量输送。光伏并网具有很大的优势,由于光伏矩阵会受到阴雨天气的影响从而不会产生相应的电能,而在阴雨天气环境下,光伏并网可以将电

网内的电能输送给负载,这样便不会影响负载的正常使用。当其处于光照的环境下,其又可将剩余的电量全都传入到电网之中,进行电量的储存。对光伏发电并网系统而言,其可分为可调度式光伏并网发电系统以及不可调度式光伏并网发电系统,二者所具备的功能也各

不相同。对可调度式光伏并网发电系统而言,其不但可以使经过逆变器处理所转换出来的交流电流输入电网,还可以作为蓄电池保证光伏发电并网系统不会断电,能一直正常地进行工作。而对不可调度式光伏并网发电系统而言,在经过逆变器处理,其可以转换与电网频

率、相位相同的交流电,在光照的强烈作用下,太阳能电池板会产生大量电能,当产生的电能要比负载使用的电能多时,剩余的电能便会直接传入公共电网,这样在阴雨天气或者没有阳光的环境下,电网也可向负载进行电能的输送,以保证负载正常工作。

3项目管理

3.1保证工程策划的质量

在工程策划工作的过程中,工作人员必须对项目投资进行全面的分析,对其可行性及可靠性也要进行重点考虑。其次,对投资原因及影响因素也要进行了解,对管理工作的各个环节也要进行确定,同时还要将管理工作的策划方案进行制定和优化。除此之外,对光伏发电

的地理位置,工作人员也要做好相应的申请工作,从而将位置进行确定。再者,光伏发电工程其还存在一个问题,那就是咨询费用一般都极高,对这个问题工作人员可以明确咨询公司,以便可以对工程项目进行更好的管理。

3.2对工程设计进行严格管理

在开展管理工作的过程中,工作人员必须制定相应的管理报告,保证报告的可行性。与此同时,要保证光伏发电工程项目的管理工作可以高质量、高效率地开展,在对工程进行设计期间,设计人员必须结合发电站的实际情况,从而大力开展招标工作,以此对项目管理质

量进行保证。此外,在进行工程项目的设计阶段,管理人员必须对其进行严格管理,尤其是在安全方面,管理人员必须将消防安全的管理工作做好,只有这样才能避免安全问题出现,而光伏发电工程也可更顺利的进行建设。

3.3加强工程项目全过程的管理

在开展光伏发电工程建设的过程中,要想保证工程项目可以创造出更多的经济效益,那么管理人员必须根据工程项目的实际情况,从而对工程资金进行严格管理,对工程的建设进度也要合理掌控,只有将管理工作在光伏发电工程项目建设的全过程进行落实,才能避免相

应问题的出现,而工程项目也可以高质量、高效率的进行实施。在此期间,管理人员需要对项目设计范围以及招标范围进行明确,只有这样,管理工作的质量和效率才会得到有效的提升。与此同时,管理人员也要根据项目工程合同,从而对施工范围进行合理划分,只有

这样,工程项目在建设过程中的工程量才会得到有效的控制[3-4]。

4结束语

光电工程范文4

纵管整个光伏发电站,其在建设规模或者是建设速度上都取得了巨大的发展。究其根本原因,离不开光伏发电技术的进步。现阶段的主要矛盾就是我国现有的能源满足不了日益增长的用电需求。因此根据这一个情况建立了分布式光伏电站的并网运行工程,它在一定程度上缓解了这种矛盾。下面主要对其在建设和运行期间出现的问题进行针对性的分析说明。

关键词:

光伏发电;并网;问题;应用

现阶段,我国的能源问题越来越短缺。但是在这种情势下,利用太阳能来发电的思路就得到了广泛的认同,而且太阳能产生的能量是可再生资源,并且清洁环保不会对环境造成污染。通过数据表明,我国在一年当中可以将太阳能存储量的最大值能达到2300kW•h/m2单位以上,由此可见我国的太阳能资源是十分丰富的,也通过这些数据可以看到太阳能发电的巨大发展空间。自1970年开始,我国着手对光伏发电问题进行初步探索,经过20多年的时间取得了阶段性的胜利成果,使得光伏发电已经具备了基本的运行模式,但是不代表发展就此止步了,在科学技术的大力推动和支持下,光伏发电仍具有巨大的发展空间和实用价值。这种新型能源的兴起,引起了国家的高度重视,给予了技术和资金上的支持保证其发展能够健康快速。本文主要介绍分布的并网发电工程就是以光伏电站作为基础,只有利用该工程才能实现对电力系统的有力支持。下面我们对该工程中出现的一些问题进行针对性的分析说明。

1谐波问题

在分布式光伏电站并网工程中,逆变器起到载体的作用,它的质量的好坏对电能质量产生了很大程度上的影响。同时,要想保证其能够良好运行离不开大量电力电子元件的共同作用。通过逆变器的作用,实现了交直流转化,但是也不可避免的产生了谐波问题。像供电网络现行标准、配电系统供电类型等等都会对光伏并网电站中的谐波电流及电压的实际取值造成影响。

2短路比问题

不论是对弱电运行系统还是分布式光伏电站的并网工程来说,逆变器都能起到调节作用,但是带来的影响是不一样的。对前者来说,逆变器的这种性能反而会增加电力系统对暂态电压稳定性的影响;而对于后者来说逆变器装置却起到了快速的调节性能。根据相关理论要想实现分布式光伏电站的并网工程可以稳定高效的运行,要对运行期间可能对电压造成影响的因素进行最大化的控制,将这种波动影响降到最低。在《城市电力网规划设计导则》中,对并网工程的短路比做出了具体的规定,确保只要将接入点的短路电流与分布式电源的额定电流的比值大于10.0单位就可以。

3孤岛问题

光伏发电站通过借鉴吸收分布式电源的一些基本原理,要想实现其并网运行的功能,离不开并网逆变装置的载体作用。所以说在这个环节中对并网运行的功能提供有力保障是非常有必要的,为此我们可以对其进行防孤岛效应保护模式来实现并网的安全可靠运行。所谓孤岛效应主要是说,光伏系统在电力系统运行时尽管受到失压作用,但是电网中的一些线路仍然能在这种条件下进行工作。换一种角度来说就是,在电力系统供电作业时,可能会由于大电网停电或者其他故障因素的影响致使线路出现了跳闸现象。在这种状态下,光伏发电站工程为了保障自身的安全,切断了与整体供电网络的连接,使自身不论对哪种供电系统来说均不能提供电能,这就是通常所说的孤岛现象。孤岛效应不论是对分布式光伏电站的建设环节或者是后期的运行期间都会带来严重的损失。比如说,其一,并网工程一旦产生孤岛效应就会使得电网一直工作在负载状态下,对工作人员或者周围的人员造成了生命威胁;其二,并网工程一旦产生孤岛效应就失去大电网的环境保障作用,使得用电设备遭受损失;其三,当恢复电网正常工作时会出现相位不同步的现象,在一定程度上又加大了电流冲击问题。对并网工程进行孤岛效应处理时,可以从主动的保护模式或者是被动的保护模式两方面综合考虑。主动的防孤岛保护模式主要是一旦发现该工程中的逆变器有功率输出就进行干扰作用,像无功功率变动保护模式、有功功率变动保护模式等都是一些常见的手段;而被动的防孤岛保护模式主要对输出的状态进行保护,并且尽量的不影响输出特性,在这种方法中常用的手段有频率变化率保护模式、电压相位跳动保护模式等。不论是上面提到的哪种保护模式都有各自的有点和缺点,所以在进行实际工作时,还要结合具体的工作环境进行分析。同时,对并网工程本身来说,需要建立起属于自己的保护模式,从而能在电网失压情况发生时,及时采取应对方法,保障大电网的安全运行。

4结语

这种将分布式光伏电站作为基础的并网工程与传统的离网光伏蓄电系统比较而言:可以最大限度的将太阳能转换成电能,并且还能够与其他的高等级电网系统在空旷地区实现有效连接,实现了对资源科学合理的运用。希望本文在分布式光伏电站并网工程中对一些问题的针对性分析,能够对发电工程的建设有所启发。

参考文献:

[1]王秀丽,武泽辰,曲翀.光伏发电系统可靠性分析及其置信容量计算[J].中国电机工程学报,2014,01:15-21.

[2]陈波.分布式光伏电站并网的工程应用思路探讨[J].中国电力教育,2014,12:222-223.

[3]罗凤章,米肇丰,王成山,方陈,李登武,刘莉.并网光伏发电工程的低碳综合效益分析模型[J].电力系统自动化,2014,17:163-169.

光电工程范文5

关键词:电磁学与光学;工程教育;案例分析;课堂教学

一、概述

随着社会的进步,科技的发展,工程教育理念逐步被融入到应用型大学的实践教学领域中。大学物理是面向几乎所有专业的核心基础课,为培养研究型人才打好物理基础。目前的工程技术,从原理上讲大多数都属于大学物理范畴。在教育的过程中,我们通过借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,以及在教课书中融入成功的工程技术相关案例素材,以此来促进学生对于一些晦涩知识点的从其诞生到现在的实际生活的运用等方面进行深入地学习。这样新旧知识一脉相承形成完善的体系,通过经典理论的再现,新知识的引入顺理成章。本文以大学物理中的《电磁学与光学》为主,引入实际教学案例,在要求学生熟练掌握大学物理课本内常用专有名词的概念和一些物理现象的基本规律等后,在一定程度上将它们在实际工程案例中的运用进行介绍,从而让学生更好的理解理论与实践之间的关系,并且了解这些理论在现实生产技术领域内所开展的推广应用情况,这样有助于学生更好地掌握课本知识,提高学习的主动性和积极性,帮助学生在大学物理课堂教学中,建立理工科学习兴趣,树立工程教育意义。

二、电磁学和光学工程教育教学案例

(一)静电喷漆

静电喷漆属于静电学中的应用案例。雾化的油漆微粒在直流高压(80~90kV)电场中带负电荷,在电场力作用下,油漆微粒飞向带正电荷的工件表面,形成漆膜,此过程称为静电喷漆。物理原理:静电喷漆是将被涂物当成正极,日常情景下接地;涂料雾化装置为负极,接电源设置为负极,如此在正负极间能够形成静电场。并且在负极附件区域内可以出现电晕放电,在放电地过程中使得涂料内的介质出现电荷的转移从而带电,并且进一步实现雾化。根据同性相离、异性相吸的原理,以及带电介质受电场力影响,涂料跟被涂物形成环抱效果,沿电场线向着静电喷漆喷过的带有正电荷的被涂物上,并且分布匀称且有较强的吸附能力,从而形成一层薄膜。工程应用:根据国内外相关调研结果显示,静电喷漆技术作为近几年内研发出来的技术,它在各种工业内都受到了重视,主要被用来处理产品表面。相比与传统的产品表面处理工序而言,其发展势头如此好,在一定程度上是因为它具有如下几大特点:1.所需要的涂料很少就能达到想要的效果;2.绿色环保,不仅无毒害,而且在一定程度上能净化环境;3.能够使用机器化工作模式,减少人工操作,并且具有高效特征。注意事项:1.工作时安全电压为小于9万伏,短路电流为小于0.7毫安,工作运转时超过安全电压,对相关工作人员会造成一定程度的不利影响。2.在进行完喷漆工作后,需要马上将喷枪接触地面。这样可以释放内部的电荷,减少进入到人身体上的电荷。3.为了避免意外短路时产生电火花,在进行工作时要与操作界面保持一公分以上的距离。4.在操作前务必要确认各部分的线路连接正常,一定要注意机壳和工件的接地正常,避免高压静电。

(二)生物磁学的应用研究

生物磁学属于静磁学中的应用案例。生物磁学是研究生物磁性和生物磁场的生物物理学。生物磁学研究与物理学、生物学、医学等密切相关,而且在工农业生产、医学诊断和治疗、生物工程等方面都有广阔应用前景。生物材料的磁性:在对生物大分子的广泛研究中,发现大部分生物材料具有抗磁性,少数为顺磁性,极少数呈现铁磁性。1.生物材料的抗磁性,表现在生物分子在磁场作用下产生与磁场方向相反的运动,使原来的磁场减弱。一些绿色植物单细胞或者叶绿体放置于磁场中,当叶绿体的平面结构与磁场垂直取向时,分子受到的磁场力最大,与磁场平行时,磁场力最小。2.生物材料的顺磁性与其中有过渡金属离子的成分有关。生物机体内所具有的所有金属离子中,属于顺磁性金属离子有八种之余。例如进行氧化输送的血红蛋白,进行电子传递的细胞色素,DNA分子生物合成需要的核糖核苷酸还原酶等。此外,任何物质受磁场作用都有抗磁性,只不过在顺磁性物质中,由于顺磁性超过抗磁性,故整体对外表现为顺磁性。3.在生物体如磁性细菌、鸽子和个别人体发现有铁等具有磁性的金属物质存在,并且对生物体的生存具有重要的意义,能够让生物在一定程度上辨识方向,大雁南归靠的就是体内具有磁效应的罗盘准确的从千里遥途飞回鹊巢。科学家也曾发现在某些人的鼻窦骨的表层下约5μm处有一层铁质层,据估计与人的第六感觉即磁感觉有关。人体磁场远低于地磁场,约为10-12T,很难进行观察和研究,目前主要采用磁屏蔽原理和空间鉴别技术。磁场的生物效应:1.磁致遗传效应:磁场处理能够在一定程度上诱导基因突变的现象。如用强度不同的磁场对大麦种子进行处理后,发现DNA合成率下降了,同时在第二代的染色体中也观测到了畸变。通过对生物基因突变学的相关研究进行综合分析,一部分生物研究学者认为,磁场对诱导基因突变主要是通过对DNA分子内部氢键的作用,使得DNA的结构发生变化,从而影响基因的表达。2.磁致生长效应:磁场对生物生命过程的各个阶段各个环节均具有一定的影响。如一旦磁场的强度超过了1.4T就能够在一定程度上对细菌生长产生严重的影响。此外,地磁场反向时,会导致生物灭绝。3.磁致放大效应:具有低能量的外加磁场,能够产生具有很大能量的生物效应。根据能量平衡相关原理来讲,这是磁场在生物效应中所起的作用,只能看着是起到的激发引导作用,通过其导致生物体内能量短时间内放大化作用。当外加磁场达到最大值时,生物效应就开始出现,随着磁场作用的增大,生物效应随之增大,这是一种累积效应。

(三)霍耳效应的应用

霍耳效应是美国物理学家爱德华•霍耳1879年发现的,霍耳效应就是把一块导电板放在磁感应强度为B磁场中,导电板通有纵向电流,这样,在导电板的横线两侧面就会呈现出一定的电势差,所产生的电势差即霍耳电压。表达式如公式(1),显然霍耳电压跟电流I成正比,跟磁场的磁感应强度B成正比,跟载流子的数密度n成反比。公式不仅揭示了电流与磁场之间的相互作用,而且体现了霍耳电压与载流子数密度之间的关系。(1)由公式(1)可知,若是金属导体,导体内部的载流子数密度n很高,霍耳效应很小;而半导体中,载流子数密度n比较低,因此会产生很强的霍耳效应。利用霍耳效应工作原理制备成的半导体元件在科研和生产中都有非常广泛的应用,主要包括判断半导体材料性质、测量磁场、测量电流、霍耳传感器、磁流体发电机和电磁流量计等。1.判断半导体的材料,根据霍耳电压的公式,可以通过测量外加磁场中的霍耳电压来判断传导载流子的类型,电子型半导体中的多数载流子带负电。空穴型半导体中的多数载流子带正电。两种类型的半导体相对应的霍耳电压方向正好相反。因此,通过电压表的偏转方向就可以很容易的判断电子型或空穴型半导体。同样的也可用来测量载流子的浓度,这种方法广泛的被应用在半导体掺杂载体的性质和浓度的测量上。2.测量磁场,霍耳效应本质上就是一种电磁效应,原理是在电流垂直的方向上加磁场,这样,就会在与电流和磁场平面垂直的方向上建立一个电场。所以,可以根据霍耳电压来测量未知磁场的分布。具体实验的方法是:将霍耳器件放置在未知磁场的任意位置,然后在磁场中旋转一周,仔细观察所测霍耳电压值的大小变化会由0增加到最大,然后由最大变化到0,当电压值最大时所对应的磁感应强度就是该点磁场的大小,此时霍耳器件的法线方向即该点磁场的方向。3.量电流,霍耳电流传感器是一种高性能的新型电气检测元件,可以用来隔离主电路回路和显示控制电路。并且最适合用来测量电力电子设备的过电流或短路保护电路中检测电流信号,还可以用来进行电流反馈和截流、稳流控制等。4.测量微小位移量,保持霍耳元器件的工作电流不变,使其在均匀磁场中移动,霍耳电压的输出值由磁场中的位移量来决定,所以能够用霍耳元件来测量微小位移量,即霍耳微位移传感器。该传感器的优点是惯性比较小、频率响应速度快、工作寿命较长。霍耳元件还可以用来制备其他类型的传感器,比方压力、应力、重力传感器等。5.磁流体发电机,基本原理就是霍耳效应。磁流体发电机是将物体的内能转化成电能的装置,两平行金属板之间有一个较强的磁场,一束等离子体以一定的速度喷射入磁场中,正、负离子在磁场力(洛伦兹力)的作用下发生偏转,然后分别聚焦到两极板上,这样两极板相当于直流稳压电源的两个电极。当等离子体作匀速直线运动时,此时,两板间的电压值达到最大即电源的电动势。6.电磁流量计,用来测量导电的液体。将流量计放在均匀磁场中,磁场垂直于前后两面,当导电液体中的带电粒子流经管道时,导体的上、下表面会分别带电,最终达到动态平衡状态。此时,电源电动势即上、下两表面间的电势差,导电液体在洛伦兹力和电场力这一对平衡力的作用下继续做匀速直线运动,流过导体管内横截面的流体体积也将保持恒定。实验所测的导电液体的流量就是单位体积内流过导体管内横截面积流体的体积。霍耳传感器得益于集成电路的发展,并且随着大规模集成电路和微机械加工技术的发展,出现了三、四端口的固态霍耳传感器,使传感器制备工艺从二维平面发展到三维空间,实现了产品的微型化、产业化和实用化。近些年,科学家对量子霍耳器件的研究颇多,相信未来在该领域将会不断呈现出新的科研成果,更好地为人类服务。

(四)数字全息照相

数字全息照相属于光学中的应用案例。全息术是利用光的干涉同时记录物光的强度信息和相位信息,所产生的像是完全逼真的立体三维像,立体三维成像技术能够从各个角度及细节来反映真实情况,根据实际情况,对聚焦的距离进行调整。数字全息在物理学的各个方面的产业中均的到了不同程度的重视,以及推广应用。1.数字全息照相的两个过程(1)波前全息记录:利用光的干涉记录物光的相位和强度分布。不同的光波通过激光器后别分割成两束。一束为物光波,另一束是与物光相干的参考光。通过对干涉条纹所呈现出来的性状以及密度来了解物光的分布。通过其呈现出的明暗来了解物光的振幅,感光底片将条纹记录下来,然后经过显影、定影处理后,就能够洗出一张与光栅相似结构的全息照片。(2)物光波前再现:用一束参考光照射在全息图上,类似于光栅发生衍射,衍射光波中能够体现之前的物光波。由此,当顺着物光波进行观察,即能够看到具有之前物体所有特点的物体的再现像。2.数字全息照片的四个特征(1)全息照片上的花纹基本在各个方面均有异于被摄物体,但是一旦有相干光束的帮助,物体图像却能通过花纹达到如实重现的效果。(2)三维再现效果强,能够将各视角及细节都呈现出来,同时能够对比细微的差异。(3)全息图只要任取其中一小片,同样可以用来重现物光波。类似于在小窗口观察物体一样,仍可以看到物体的全貌。但由于受光面积减少,成像光束的强度也相应的减弱;所以一旦全息图面积减小,其边缘的衍射效应更明显,从而影响像质。(4)同一张照片上可以重叠动态中数张不同的全息图。曝光后经过处理再现时可重现不同图像。

三、工程教育在基础物理教学中的意义

将大学物理基础知识点相关的事例素材进行归纳整理,同时借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,来将工程技术融入到大学物理课题教学中,会极大的提高学生对自然科学知识学习的兴趣。以电学中的电容器为例,工程技术上需要将大量的电荷储存起来,于是最早的电容器莱顿瓶诞生了。电容器是电子设备中的储能器件,广泛应用于电子工艺中的耦合、滤波和传感等多个领域。微型电容器和超大电容器是目前电容器发展的两个方向,其中微型电容器是微小型电路板的主要元件,而超大电容器是目前大力发展的新能源汽车等的重要部件。在大学物理《电磁学和光学》教学中,通过借助互联网时代下快速发展起来的多媒体教学技术,以及在教课书中融入成功的工程技术相关案例素材,将工程实践融入理论学习中,并且在课堂上已现实案例为基础来锻炼学生科技创新能力,加强其创新意识。通过这种教育模式来让学生熟悉工程应用领域。高度符合在大学物理课堂教学中注重工程教育培养的要求,值得进一步推广学习深入实践。

参考文献:

[1]李海宝,任常愚,金永君.课堂教学中物理工程教育素材的开发与融入[J].物理与工程,2011,21(4).

[2]樊娟,张国恒,李小勇.CDIO工程教育模式在大学物理设计性实验中的应用[J].物理实验,2016,36(2).

[3]付静,姜广军.大学物理声学教学中工程素材的融入[J].吉林建筑工程学院学报,2013,30(5).

[4]秦祖荫.霍尔电流传感器的性能及其使用,电力电子技术[J].1994,11(4).

[5]渠珊珊,何志伟.基于霍尔效应的磁场测量方法的研究[J].电测与仪表,2013,50(574).

[6]孙光颖.现代全息术的回顾与展望[J].物理与工程,2012,12(4).

光电工程范文6

关键词 电力系统;光纤通信;应用研究

中图分类号:TN929 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)14-0104-01

电力系统通信是电力安全稳定运行的一大支柱,也是电网生产运行中的重要环节。随着电力通信行业的迅速发展,电力通信行业对于网络传输能力和通信能力要求也大大提高。光纤通信具有抗强电磁感染和电绝缘性能,还具有速度快、容量大、安全性高等优点,能够稳定并快速的传输。光纤通信运用到电力系统中,要保证通信传输网络稳定且安全的运行,还要保证通信的质量,因此,在电力系统中,对于光纤通信技术的要求更高。针对这一要求,加强对电力系统的光纤通信技术研究意义重大。

1 电力通信系统和光纤通信技术

1.1 电力通信系统

电力通信系统是一种综合性的通信系统,它由主干线和每一路的支干线以及一些机器设备构成,功能多,能让多个用户同时使用。我国在1978年正式批准建设电力专用的通信网,20世纪80年代开始,我国电力通信进入快速发展时期。随着电力系统的发展,新兴的通信技术得到广泛的推广和应用,电网规模也逐渐扩大,电力通信网成为我国第三大专用的通信网,仅次于军队使用的通信系统和铁路相关部门使用的通信系统。由于电力通信网络的迅猛发展,人们对于电力通信系统功能的要求也变得更高,而公网缓慢的发展速度跟不上人们对电力通信系统的要求。因此,要大力提高电力通信系统的技术以推动电力通信系统的发展。

1.2 光纤通信技术

电力通信的主要方式包括电力线载波通信和光纤通信,随着电力通信技术的发展和人们对电力系统通信能力要求的提高,光纤通信技术变成电力通信的主流方式。光纤通信技术是对光导纤维通信技术简称,其载体为广播,传输介质是光纤。光纤传输系统中终端站通过设备将电信号的电流转换成光信号功率,接受设备将光信号功率转换成电流信号电流,中继站将接收到的光信号转化为必要的电信号,并进行判断和又一次处理,最终将完整正确的电信号发送出去。

光纤信号的损耗低,传输距离远,通信容量大还具有很强的抗干扰能力,除此之外,制造光纤所需要的原材料成本低、价格低廉,基于这些优于传统通信技术的特点,目前光纤通信技术被广泛运用到电力系统、广播电视系统等通信系统中,是现代通信网络的主流传输方式。

2 光纤通信工程在电力通信系统中的运用

电力系统的通信系统具有业务量大、可靠性要求高等特点,在对电力系统的光纤通信网络进行建造的过程里,要对电力通信本身的要求以及具体项目的优势进行综合考虑,然后再进行建设。在电力通信系统主要有三种专门使用的光缆,即:架空地线复合光缆、金属自撑式架空光缆和无金属自撑式光缆。

2.1 架空地线复合光缆

架空地线复合光缆由外层的铝线、中间钢芯以及被包含在中间层钢芯内部的光导纤维三层构成。根据具体架空地线复合光缆的不同结构类型我们可以将架空地线复合光缆分为三类,即层绞式、骨架式、中心束管式。架空地线复合光缆具有包括普通地线功能和通信光缆功能在内的双重功能,其主要的特点包括:通信容量大,抗强电干扰力强,导电新能好,机械强度高,不易被外力破坏,安全性较高。

当前,架空地线复合光缆在110 kV的线路中运用普遍,在建设电力输电线路的同时也可以进行架空地线复合光缆通信通道的建设。架空地线复合光缆传输短路电流的部分由铝合金、纯铝丝等低强度的金属保护材料组成,因此在设计时要根据负荷量的大小进行合理设计。要选择有双层保护套的塑料管护套来对紫外线进行防护,从而对架空地线复合光缆进行保护。在更换线路地线时,要在保留其原有性能的基础上选择性能相当的光缆,从而确保架空地线复合光缆与现存的相导线距离合理安全,更换后电力系统也能安全运行。

2.2 金属自撑式架空光缆

金属自撑式架空光缆的结构相对复杂,是在高模量的塑料做成的内填充防水化合物套管中套入单模光纤或者多模光纤,在光缆芯部还有中心金属加强芯,一些金属加强芯的还会包裹一层聚乙烯。金属自撑式架空光缆的松套管具有较好的耐水解性以及温度特性,存在于管内的油膏可以保护光纤,而且光纤的余长能被控制,从而确保光缆的抗拉性能良好。除此之外,金属自撑式架空光缆外部有十分光滑的护套,可以减少在安装过程中对光缆的摩擦,而且这种护套也可以防护紫外线。使用金属自撑式架空光缆时可以通过在松套管内填充特种防水化合物或者对缆芯进行完全填充来确保光缆的防水性能。

2.3 无金属自承式架空光缆

无金属自承式架空光缆抗拉强度大,最大跨距可以超过一千米,属于无金属材料。其主要抗张元件是具有重量轻、有防弹能力、强度大并且具有负膨胀系数的芳纶纤维。芳纶纤维是利用松套层绞的填充方式进行套装的,整体抗电腐蚀能力非常强。无金属自承式架空光缆具有很强的优越性,绝缘性能好,抗电腐蚀性高,抗冲击性能好,防弹性好,可以和200 kV甚至200 kV以上的高压线路同塔建设并且施工维护的时候不需要停电,非常方便。

但是,无金属自承式架空光缆也有一些无法避免的短处。比如干带电荷的放电现象,当光缆出现污层,不均匀的电场就会导致漏电现象,光缆的表层会被放电灼伤,甚至可能会导致光缆损坏。

3 结束语

由于国民经济的迅猛发展,人们对电力系统通信系统的要求逐年提升。光纤通信技术是一种实用的通信手段,大大优于其他通信方式,是电力系统通信技术发展的主流方向。随着电力系统中光纤电路的增多,必然需要加强对光纤通信的管理,从而为电网提供更好的服务,方便人们的生产生活。

参考文献

[1]程达,姚琦.电力系统光纤通信工程应用探讨[J].民营科技,2009(10).

光电工程范文7

关键词:有线电视;完全FTTH入户;FTTH原有同轴电缆入户

互联网时代已到来,网络信息的庞大已日渐成熟,我国网络系统又较为发达,在这种大背景下,对信息的需求量在稳步提升。现如今,人们已习惯了坐享云端服务,习惯了开着电脑便看遍世界的大事小情。2013~2015年,我国实现了三网融合的技术推广,现以普及三网融合全覆盖,有线电视网络正在向下一代数字广播电视迈进,在2020有望实现数字广播电视的全覆盖。三网融合背景下,高速率宽带已然成为趋势,也将是未来发展的新方向。

1光纤技术的特点介绍

FTTH光纤入户是通过物理布线的方法传输网络信号的一种光纤传输方法。FTTH的核心主要是提供大容量宽带,对数据、波长、格式、速率和协议都很透明,且对环境的要求不高,方便维护。它的入户也是实现网络重组建设中避免多网重叠和资源浪费现象的发生。FTTH原有同轴电缆入户是在同轴电缆的单独建设PON网络进行传输,它的优点是节约了ONU的成本问题,EPON转接技术采用的是波分复用技术,它的下行波长为1490nm,上行一般为1310nm,如果针对有线电视信号而设定的波长就会改为下行波长为1550nm。同样的在下行方向上,OLT是以以太帧的编码连续比特流,通过光分器传至光纤上,然后ONU接收其信号,解码识取信号终端,送至上层处理,经授权发送符合的以太网物理层要求。

2完全FTTH入户与FTTH原有同轴电缆入户两种方案的比较

2.1完全FTTH入户

完全FTTH入户无论是机房还是到楼内都是采用光纤部署,完全脱离放弃铺设同轴电缆。OLT上端融合视频和音频等数据信号,它可单独连接每个大楼的终端。能够在视频和音频等数据信号实现同时输出,并在大楼内的配电箱中采用1∶32分光比的分光器将每路的光纤信号传输至楼内连接到用户。在每户的家庭中运用的是I-24IGONU设备,该项设备能够把传输至接口的视频和数据进行分离。视频业务被I-24IGONU设备分离开来输出到电视机顶盒,然后传输至电视屏幕呈现图像,而数据业务则是被分离开后被FE接口连接,然后传输出去。它能够很方便地实现数据传输的多样化,方便实现业务的分开。

2.2FTTH原有同轴电缆入户

由于ONU终端价格过高,人们找到了新的解决办法,就是在原有的同轴电缆的前提下,单独建设PON网络,视频点播和视频流仅通过原有的有线传播,而数据则通过建好的PON网络进行传输,能够大大降低ONU设备的昂贵花销。OLT放置在小区机房设备上连接互联网数据和语音业务,用PON连接电缆接入到每栋楼,并通过事先放置好的1∶32分光比的分光器进行连接至每户用户。光纤的设备这里采用的是德国制造的RG200O-CA,这台仪器具有2个语音接口和4路百兆口。

2.3优缺点对比

技术方面PON光纤无论是在成本控制上还是宽带需求和业务发展方面都有巨大的优势,完全FTTH入户在单纤三波的隔离中存在问题,数据频率偏低,电视视频光功率偏高,需要很高隔离度的合波器。对于DOCSIS3.0技术,自身的1个有16下行信号板卡,绑定有8个信号通道,能带动40户居民的用网需求。相较于大用户来说,单单带动数据就有困难,这时就需要光节点和放大器等设备,而一户总PON、ONU、EOC价格为887元,价格昂贵,用户的经济支出与信息的价值获取会有很大的矛盾。相对来说,一套PON光纤,它的价格为787元,但随着宽带数的增加,CMTS技术的成本会越来越高,而PON的优势会越来越大。

3结语

对两种方案进行经济比较,除去两者都用到的管线铺设、施工,完成的模拟小区的成本,其中方完全FTTH入户需要的投入大概是FTTH原有同轴电缆入户的2倍,且FTTH原有同轴电缆入户有更多的旧区房的旧管线覆盖的基础,可更多地应用于原有的HFC网络,降低改造成本。采用OTN设备入网配合电交叉互感,也能更方便业务传送之间的交叉环节出现的网络不稳情况,大大省去了OSN8800的设备成本,也能为下一代广播网络提供更大容量和高速下载的开发基础。

参考文献:

[1]魏向阳,海喆.有线电视光纤入户改造工程方案比较[J].有线电网理论研究,2014(9).

[2]陈小红.浅谈有线电视光纤入户改造工程方案比较[J].有线电网理论研究,2014(19).

[3]林懋松.浅析有线电视光纤入户改造工程方案技术探讨[J].有线电网理论研究,2013(5).

光电工程范文8

关键词:光伏 并网 调试

引言

并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成,通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。由于光伏并网发电特性有别于常规发电方式,本文对调试工作进行阐述,介绍光伏发电系统基本配置情况以及调试内容。

1.并网发电方式

并网发电系统一般由太阳组件,并网逆变器等组成。通常还包括数据采集系统、数据交换、参数显示和监控设备等。

并网发电方式是将太阳能电池阵列所发出的直流电通过逆变器转变成交流电能输送到公用电网中,无需蓄电池进行储能,相比较而言,并网发电较便宜,而且完全无污染。并网发电系统采用的并网逆变器拥有自动相位和电压跟踪装置,能够非常好的配合电网的微小相位和电压波动,不会对电网造成影响。

光伏并网发电系统图

2.调试

光伏电站试运总体可分为三个阶段:单体调试、分部试运阶段、整套启动阶段。单体调试合格后,才能进入分系统试运。并由施工单位向调试单位办理相应的中间调试移交手续。必须在整套启动试运前完成分部试运、调试和整定工作,并进行验收 签证,分部试运技术资料要齐全。

2.1单体调试

1) 箱式变压器

测量绝缘电阻

测量直流电阻、电压比及判定分接开关的动作顺序。

耐压试验

空载试验:用130%额定电压进行空载试验,时间:30S,注意试验中变压器的声响及仪表的变化。

测量空载损耗和空载电流

校验油温表、真空压力表

调试压力释放阀

2) 电力电缆线路

测量绝缘电阻:不低于0.5MΩ /KM, 使用2500V兆欧表测量

交流耐压试验:35KV电缆:2U0KV,时间60分钟

测量金属屏蔽层电阻和导体电阻比;

检查导体两端的相位;

交叉互联系统试验。

测量绝缘电阻。

交流耐压试验。

3) 避雷器调试

测量金属氧化物避雷器及基座绝缘电阻: 不低于1000 MΩ, 使用2500V兆欧表测量。

测量金属氧化物避雷器直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄露电流: 金属氧化物避雷器直流参考电压下的泄露电流与出厂值比较,变化不应大于5%。金属氧化物避雷器0.75倍直流参考电压下的泄露电流不应大于50uA。

4) 二次回路

小母线在断开所有其它并联支路时,不应小于10MΩ;

二次回路的每一支路和断路器、隔离开关的操动机构的电源回路等,均不应小于1MΩ。在比较潮湿的地方,可不小于0.5MΩ。

5) 1kV及以下电压等级配电装置和馈电线路

配电装置及馈电线路的绝缘电阻值不应小于0.5MΩ

测量馈电线路绝缘电阻时,应将断路器(或熔断器)、用电设备、电器和仪表等断开。

试验电压为1000V。当回路绝缘电阻值在10MΩ以上时,可采用2500V兆欧表代替,试验持续时间为1min,或符合产品技术规定;

交流耐压试验为各相对地,48V及以下电压等级配电装置不做耐压试验。

检查配电装置内不同电源的馈线间或馈线两侧的相位应一致。

6) 低压电器

测量低压电器连同所连接电缆及二次回路的绝缘电阻不应小于1MΩ。

电压线圈动作情况检查;

低压电器动作情况检查;

低压电器采用的脱扣器的整定;

测量电阻器和变阻器的直流电阻;

低压电气连同所连接电缆及二次回路的交流耐压试验:试验电压为1000V。

2.2分系统调试

分部试运阶段是从厂用母线受电开始,到整套启动并网发电前的整个时期。其目的是使所有的光伏组件、逆变器、升压变、高压柜等单体和系统都经过试运,达到其设计工作性能,通过分系统试运验收,具备参加 整套启动并网发电的条件。

1) 线路保护配合调试; 远方-就地操作监控二次通流,一次通压、保护定值检验传动

2) 升压变压器系统配合调试:远方-就地操作、监控、保护定值检验及传动、二次通流,一次通压,电度表及二次回路并网系统调试。变压器电子温控器超温-高温参数设定传动。

3) 直流低压送配电设备系统调试:冲击试验、远方监控-操作、PT回路检查、系统联合送电。

4) 逆变器系统配合调试:逆变器内保护设定及其它参数设定,测量各汇控柜直流电压对低电压做出判断。汇流柜内直流电压测量、交-直流电源核相、幅值-波形检查。

1) 升压变压器冲击试验及检测。

2) 并网试验,升压变压器及配电到逆变器并网系统的分布试验及整套试验。

3) 带负荷试验:升压变及所有光伏电站系统带负荷试验。检查各高低压设备运行状态是否正常,对有问题设备做出判断及处理。

4) 监控系统调试:检查监控系统量的准确性,并对不正常的进行调整试验。

5) 送电线路试运:输电线路及相应的操作控制二次回路中央信号的试运,电度计量回路的正确性检测。

2.3整套启动

整套启动试运阶段,整套启动试运是指第一台逆变器并网 发电开始,到完成全部逆变器并网,满负荷试运移交生产为止的试运行阶段

1) 检查与逆变器交流电源及输入直流电源正确。

2) 确定逆变器ON/OFF开关为OFF状态。(交直流接触器打开)

3) 逆变器工作状态验证。启动AN等待约10S(可设定),逆变器控制器完成启动,通过逆变器显示屏作如下检查:

直流侧电压检测

万用表检测直流输入电压,是否与显示屏显示值符合。符合,直流侧正常,则进行下一步工作。

交流侧电压检测

检查逆变器显示屏交流电压是否与万用表测量值符合。符合,交流网侧正常,进行下一步工作。

4) 逆变器并网倒计时的设定:DC Time定时器倒计时设定和测试。

5) 如果DC Time定时器没有做倒计时,检查直流电压是否达到逆变器启动值只有直流电压大于该最小设定值,逆变器才可以启动工作。

6) 逆变器处于待运行状态,当逆变器测定交流电压在320V±10%定时器做倒计时全部达到0时,逆变器并网发电。

光电工程范文9

【关键词】光伏电站施工与调试;课程建设;探索与实践

0 引言

光伏发电作为一种新兴的绿色能源,近几年来在国内外都有了较快的发展。国内也有部分高职院校开设了光伏相关专业,但目前这些专业大多侧重于光伏产业链的中上游,即光伏电池、组件及其材料的加工和制作,而光伏电站施工与调试课程的探索和实践相对较少。下文拟对光伏电站施工与调试课程建设的探索和实践进行总结。

1 明确课程目标,寻求课程特色

光伏电站施工与调试是光伏应用技术专业的一门职业能力核心课程,主要内容是各类光伏电站的施工和调试,具有很强的操作性。本课程总课时96学时,其中理论课40课时,实践课56课时。通过本课程的理论教学和实践训练,学生除掌握光伏电站施工的必要的基础理论和知识外,还要具备光伏电站的施工和调试的能力,以达到培养高技能人才的目的。

光伏电站施工与调试是一门实践性很强的课程,在课程的整体教学设计上,为了更好的与实践相结合,锻炼学生的动手能力,本课程采用了项目式教学,在项目的选取上充分利用学校和地方资源,采用的项目和课程分配如表1所示。三个项目分别涵盖了离网、分布式和集中式三种类型的光伏电站,同时安装地点包含了地面和屋顶两种安装量最大的地点。通过三个项目的学习和实践,学生能够基本掌握各种光伏电站的施工和调试。

2 基于工作过程的教学内容

本课程的内容完全根据实际光伏电站的工作过程来设置,项目一的教学内容如表2所示,根据离网光伏电站施工的过程将项目分为离网光伏电站施工准备、离网光伏电站基建施工、离网光伏电站电气设备安装和离网光伏电站调试四个子项目和施工技术准备、施工材料准备等12个教学单元,每个教学单元又根据实际工作过程分成2~3个教学任务。如施工技术准备教学单元设置了施工现场考察、施工图纸识读和施工图纸会审三个教学任务。

3 教学做一体化

本课程采用教学做一体化的教学方法,本课程采用的三个项目均是现实中的光伏电站,为本课程实施教学做一体化教学提供了保障。如任务组件的安装,首先,利用图片向学生介绍光伏组件的形状和规格,然后,利用视频向学生演示组件的安装过程,同时讲解组件安装时的要求和方法,接下来让学生分组开始安装组件,最后,对学生安装的过程进行点评,并总结组件安装的要点。

4 实训基地建设与校企合作

本课程的实训基地包括理学校的工南楼2KW离网光伏电站、机电大楼屋顶100KW分布式光伏电站和浙江中硅电子科技有限公司2.9MW集中式光伏电站,很好的满足了本课程的实践教学。

同时我们还与浙江中硅电子科技有限公司共同开发光伏电站施工与调试校企合作开发课程,浙江中硅电子科技有限公司拥有光伏电站施工队伍,可以为本课程的实践教学提供案例和素材,企业的工程师为学生进行实践课的指导,同时,还可以为学生提供光伏电站施工和调试的“实战”机会。

5 结束语

经过三年时间的课程建设和教学实践改革,光伏电站施工与调试课程已经批准为第二批校企合作开发课程,公开出版了教材,并建立了教学网站。当然,作为一门新兴课程,还有很多需要探索和完善的地方,我们将继续进行课程的建设的探索和实践。

【参考文献】

[1]戴士弘.高职教改课程教学设计案例集[M].清华大学出版社,2007.

[2]范继魏.《电子交易》课程教学改革探索[J].科技信息,2013,1.

[3]商义叶.关于高职《机械制图二维三维一体化》教学改革初探[J].科技信息,2013,1.

光电工程范文10

关键词:场地设计;复杂地形;光伏电站;环境保护

作者简介:宋春艳(1979-),女,山东济南人,山东电力工程咨询院有限公司,工程师;高补伟(1983-),男,山西忻州人,山东电力工程咨询院有限公司,工程师。(山东 济南 250013)

中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0238-03

一、场地设计的问题

场地设计(site design),是针对基地内建设项目的总平面设计,依据建设项目的使用功能要求和规划设计条件,在基地内外的现状条件和有关法规、规范的基础上,人为地组织与安排场地中各构成要素之间关系的活动。场地设计既能提高基地利用的科学性,又使场地中的各要素,尤其是建筑物与其他要素形成一个有机整体,保证建设项目能合理有序地进行、使用,发挥出经济效益和社会效益。同时,使建设项目与基地周围环境有机结合,产生良好的环境效益。[6]

目前国内的电力建设已进入市场化,适时地引入经济学理论是适应电力建设市场化的必然。将经济学的基础理论引入场地设计研究不仅是对场地设计概念优秀理论的继承,更是市场经济下的必然与创新发展。通过对近年来的光伏工程的案例进行分析,不难发现复杂地形的电站工程已逐渐成为整个国内市场的主角。现以山东电力工程咨询院设计的邹城20MWp光伏电站工程为例,阐述如何引入场地设计概念去推进项目的进行。

二、邹城工程案例分析

邹城20MWp薄膜太阳能光伏电站工程位于山东省邹城市境内。邹城市地处山东省南部,地理坐标为北纬35°11′~35°32′,东经116°24′~117°30′,是部级历史文化名城,新兴能源工业基地。城市北接兖州、曲阜、泗水,西靠济宁、微山,南邻滕州、山亭,东连平邑。全境东西最长63km,南北最宽35km,总面积1613km2。邹城市辖3个街道、14个镇,总人口112万人。

1.建厂外部条件

(1)地理位置条件。郭里镇黄山区站址位于邹城市郭里镇黄山区,西距郭里镇驻地约1km。站西侧与站址南侧均有规划路可以接入邹城市区道路,交通条件较好。

(2)光照条件。邹城市无日射观测站,建议本阶段采用济南站检测数据。全年总辐射量按5122.55MJ/m2计,全年日照时数在2700小时左右,全年平均日照百分率在60%以上。适宜太阳能电站建设。本报告参照济南站的监测结果,与当地实际光照度有一定的误差,但从国家气象局的资料来看,该地区的光照度指标应高于济南地区,经济效益较好。

(3)场地条件。拟建站址地形起伏较大,北侧、东侧、南侧三面地势高,西侧及中间地势低洼,自然地面标高在61.5m~161.1m(1985年国家高程基准,下同),地貌类型为丘陵,地貌成因类型为斜坡地。目前为未利用土地。站址用地形状极不规则,场地东西长约150m~1400m,南北宽约260m~960m,场地用地面积约76.32hm2,因场地东侧部分丘陵约6.71hm2用地为已划定的公益林用地,除去公益林,工程实际用地面积约69.61hm2,基本能满足本工程电站站区的用地要求。

(4)电站接入条件。根据电站规模及在电网中所处的位置,拟通过1回35kV线路接接至110kV石墙站35kV侧或220kV北宿站35kV侧。

(5)区域水文条件分析。由于山地丘陵的坡度较大,汇流时间短,洪峰流量较大,坡地汇流洪水将对站址产生一定的影响,站址区域中的山脚平原处在超标准暴雨过后的洪水淹没深度约0.8m。

(6)生态环境现状。邹城市属水土流失易发区,全县低山丘陵约占全市总面积的70%,大小河流数目多,水土流失状况曾一度较为严重。为改变这一状况,邹城市依靠政策来科学综合治理水土流失,经过十几年坚持不懈的努力,取得了显著成效,治理后的小流域林草覆盖率大大提高,土壤流失率也有较大程度的降低。

要想解决建厂外部条件带来的问题,首先,要先了解光伏电站工程的自身特点,根据其自身的异样性分析问题,进而提出解决方案。

2.光伏电站的自身特点

光伏并网发电系统主要由光伏方阵、并网逆变器、测量通信系统及公共电网组成。光伏方阵将太阳能转化为电能(直流电),并传递到与之相连的逆变器上,逆变器将直流电(DC)转变成交流电(AC),输出电力与公共电网相连接,为当地提供电力。所以整个场地除中控室、配电室、材料库、办公室外,大部分为成组布置的光伏电池板组件。光伏组件是将太阳能直接转变为直流电能的部件,是光伏电源系统的核心部件,科技含量非常高,要求具有非常好的耐侯性,能在室外严酷的条件下长期稳定可靠地运行,同时具有高的转换效率。因此,光伏电站工程场地总体布局的核心是对光伏电池组件的布置场地进行选择。中控室、配电室、材料库、办公室等设施可以合建一座综合楼,一方面考虑电力出线方便,另一方面考虑靠近道路,方便交通。

光伏发电组件的布置方向朝南最为有利。对于固定式阵列的并网光伏发电系统,应选择光伏组件阵列最佳倾角,使倾斜面上的辐射总量达到最大,从而达到光伏电站年发电量最大的目标。

三、邹城工程场地设计研究(见图1)

1.建厂条件分析

(1)早在春秋战国时期,吴国的伍子胥就曾提出“相土尝水,象天法地”的思想,经过历代建设规划实践者的继承发展,到今天依旧在被使用。“相土尝水,象天法地”就是强调现场踏勘,包括地形、地质、水文气象及区域位置、交通等状况的调查。通过现场踏勘,结合现状地形图纸资料,可以从整体入手选择合适的用地,并对用地进行分析,通过工程措施来实现工程。从“手绘站址区域位置及地形条件图”可以看出:站址所示区域具有明显的交通优势,其西、南处可以接入城市道路,交通条件较好;站址所在区域有山洪流的威胁。北侧、东侧、南侧三面地势高,西侧及中间地势低洼,区域整体地势为向西逐渐降低。当遭遇超标准暴雨时,丘陵的坡面流洪水将沿地势流向厂址中间区域汇流后再向西流走,由于山地丘陵的坡度较大,汇流时间短,洪峰流量较大,坡地汇流洪水将对站址产生一定的影响。

(2)场地设计一定要尊重当地的环境整治的成果。这不仅仅是成本造价的问题,并且关系到千秋后代。如果场地规划处理不当,不仅是工程的败笔,更使当地这几十年的环境整治成果付之东流。借鉴微观经济学理论中的“边际”概念,运用场地设计手段,不仅仅可以照顾到场地土方、场地竖向设计需考虑的问题,更重要的是未破坏当地的生态环境建设,符合国家和当地的相关政策。边际效用与资金分配见图2。

2.场地设计

(1)提取山脊分水线,进行场地洪水分析。根据等高线曲率最大判别法将山脊线提取出来,由其控制场地平面,然后分出山地与平地,找出控制点,连接成线。某地域降水的多少与地形的地貌构成如何影响关系是很小的。另外,对于处理的场地都有场地边界线,不能把场地边界线想当然地认为是排水区域界线。计算汇水面积要跳出场地边界的限制,在必要的更大范围里计算出各种水力参数。

(2)绘制场地设计图(见图3)。利用场地原有地形中由于地面径流形成的天然汇水沟,适当地进行改造加固,可以做到顺应地形,不破坏地表形态,不破坏原地面径流,这也是防止水土流失、保护生态环境的一种设计手段,符合中国古代规划理论的“形胜”思想——与自然结合,改造自然但不破坏自然。

根据工程建设的特点及完工后运行情况,在工程建设期和自然恢复期是水土流失主要发生期。施工期间,伴随光伏组件基础开挖、施工道路开挖填筑等施工活动,将扰动原地表、破坏地表形态,导致地表和土层结构破坏,遇降雨或大风天气将产生水土流失;工程运行期间,地表开挖、回填、平整等扰动活动基本结束,水土流失程度将大幅度降低,但因扰动后的区域自然恢复能力降低,并具有明显的效益发挥滞后性,仍将会产生一定的水土流失。

因此,仍须采取以下防止水土流失的工程措施:

一是工程分期、分阶段进行,且作业场地面积控制在一定的范围内。因为作业场地扩大会造成更大面积的土壤表层的破坏,造成风沙侵蚀的增强。

二是沿山地与平地交界处规划站区内部道路,同时沿路边设排水沟,将场地雨水排至排洪沟内,防止山坡地径流对场地的冲刷破坏。

三是采取路基路面排水及路面混凝土硬化等工程措施,防止路基路面受雨水、地表径流冲刷而失稳。

3.站区总平面规划

根据光伏电站的布置特点,本工程根据场地原自然地形坡度进行微调整,根据计算选择的光伏组件阵列最佳倾角,将太阳能电池板沿地面坡度分为20个单元组进行布置,1MWp一个单元,因站址用地形状不规则,所以每个单元用地不尽相同。每个单元行列间距由设计的最终场地坡度而定,基本上是利用原有自然地形坡度,尽最大可能不动土方。逆变器及变压器一个单元配置一组,尽可能布置在阵列的中间,以减少电缆的敷设长度。交、直流配电装置均选用户外型产品,站址出线通过35kV 电缆直埋至户外,通过架空线路连接至站址西南侧的110kV石墙站。站址西侧、南侧约1km处为太黄路,方便站址与外部的交通联系。中控制室、材料库等联合布置的综合楼布置在站址的中部,靠近站内南侧环丘陵的5m宽主路,方便站内的电缆连接,减少电力损耗。

在市场经济体制下,电力工程的设计势必要运用经济学理论以保证工程的可行性。

(1)效用最大化。首先,最大限度保护当地生态环境;其次,采用投资最省的场地设计方案;最后,方便施工,保证工期。

(2)利润最大化。在给定的土地内,保证业主要求的太阳辐射总量,即保证发电规划总量的要求。

四、结语

邹城项目通过合理的场地设计延续了“形胜”思想,既考虑到了工程的安全性,又为工程的可行性提供了可能。目前电力建设的市场化道路上环境保护问题普遍存在,为此应探索如何通过设计手段将项目推进中存在的问题化解,使项目可行。

参考文献:

[1]沈辉,曾祖勤.太阳能光伏发电技术[M].北京:化学工业出版社,

2005.

[2][德]克劳特.21世纪可持续能源丛书[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3]张玉珩.火力发电厂厂址选择与总布置[M].北京:水利电力出版社,1981.

[4]李德华.城市规划原理[M].第三版.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[5]刘磊.场地设计[M].北京:中国建材工业出版社,2002.

[6]赵晓光.民用建筑场地设计[M].北京:中国建筑工业出版社,

2004.

光电工程范文11

关键词:OPGW光缆;设计选型;使用条件;施工注意事项

Abstract: the 220 kV old line use fiber design modification are analyzed, and the composite ground wire cable overhead OPGW design selection and use of some conditions, this paper puts forward OPGW problems needing attention in the construction.

Keywords: OPGW cable; Design selection; Use conditions; Construction points for attention

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

复合架空地线光缆(简称OPGW光缆)是电力系统独有的,具有电力线路地线和光纤通信的双重功能。他将通信光缆和高压输电线路地线巧妙地结合成一个整体,不仅满足普通地线的防雷需求,还能满足光纤通信容量大、抗干扰、安全可靠的特点,同时他不占用线路走廊。OPGW作为一种新兴的信息传输通道,近几年在我国得到了迅速发展。由于种种原因,目前运行中的不少110kV线路、220kV线路尚未架设光缆,不能满足电力通信朝大容量、智能化、高可靠性发展要求。因此,在原有线路上架设光缆是很有必要且经济可行的,光缆的整体特性是否满足线路工程的需求还必须通过设计人员进行验算确认。

1 设计条件

1.1 设计依据

工程建设单位的批复文件。

1.2 工程性质及建设规模

工程性质:在已有的220kV电压等级线路架设一根光缆;

建设规模:起于220kV西津电厂微波室,终至220kV燕岭变电站通信室光缆线路全长42.5km。

1.3 设计范围

包括OPGW光缆设计、良导体地线设计、变电所内导引光缆设计以及施工注意事项。

OPGW基本作为通信干线,其对纤芯的质量需求非常高,目前一般采用单模光纤或色散位移光纤,并且要求满足架空地线须有上午足够的抗拉强度等机械需求,同时满足热稳定性需求。在设计招标时,应重点考察光纤的芯数、工作波长、衰减、色散、带宽、弯曲附加衰减、热稳定性、使用寿命等,同时需求同一OPGW厂家给工程提供的光纤必须来自于同一制造商并属同一技术范畴。

2 OPGW选型

OPGW的选择除了需满足一般地线的机械、电气性能,遵循DL/T5092-1999《110~500kV架空送电线路设计技术规程》的规定外,还需满足以下要求:

a) 满足系统通信要求;

b) 满足系统短路电流要求;

c) 与另一根普通地线在弧垂特性上相匹配。

2.1 通信要求

通信要求的光纤技术指标如下:

光纤的几何特性

a) 光纤类型:G.652 24芯 单模

b) 工作波长:1310nm 、1550nm

c) 模场直径:8.6~9.5μm±10%(G.652)

d) 包层直径:125μm±1%(G.652)

e) 包层表面不圆度:≤2%

f) 模场同心度误差:≤0.8μm

光纤光学特性

a) 零色散波长:1300 nm ~1324nm

b) 最大零色散斜率SOMAX为0.093ps/(nm2•km)

c) 在1288~1339 nm波长范围内,色散系数最大绝对值:3.5 ps/(km. nm)

d) 在1271~1360 nm波长范围内,色散系数最大绝对值:5.3 ps/(km. nm)

e) 在1550nm波长色散系数最大绝对值:18 ps/(km. nm)

f) 光纤衰减常数:≤ 0.36dB/km1310nm

≤ 0.22dB/km1550nm

g) 损耗温度特性:≤ 0.05dB/km (-40℃~+65℃)

h) 截止波长:1260nm

i) 在1310nm和1550nm波长时,对一光纤连续长度不应有超过0.10dB的不连续点。

2. 2 根据系统短路电流要求、另一根普通地线匹配选择OPGW光缆型号

根据系统提供的2020年单相零序短路电流, 线路六等分短路电流见表2-1。

表2-1西津电厂~燕岭单相零序短路电流表

距燕岭变(km) 0 7.08 14.16 21.24 28.32 35.40 42.5

Ia(kA) 19.92 14.04 11.82 11.04 11.22 12.48 15.76

系统故障的切除时间按0.3s考虑,即短路电流持续时间为0.3s。

根据短路电流的大小,设计考虑在西津电厂出口8 km范围内将一根地线更换为LBGJ-55-30AC铝包钢绞线,以减少流过OPGW的短路电流,其余段仍采用原GJ-50钢绞线;另一根地线则全线改为OPGW复合光缆,OPGW的型号则选择为OPGW-24B1-100[60;73.6] (DL/T 832-2003),铝包钢绞线和OPGW光缆的机械特性见表2-2,OPGW的结构见图2-1。

表2-2铝包钢绞线和OPGW光缆机械物理特性参数表

图2-1OPGW结构图

OPGW光缆中:中心线为1根导电率为20.3%,强度≥1340Mpa,直径为2.70mm的铝包钢线;第一层为5根导电率为20.3%,强度≥1340Mpa,直径为2.60mm的铝包钢线,及一根直径为2.50mm的不锈钢管光纤单元;第二层为12根直径为2.60mm的铝合金线。

经计算, 线路在西津电厂站出口故障时流过OPGW的短路电流为13.98 kA,相应的短路电流容量为58.65kA2.s;在燕岭变出口故障时流过OPGW的短路电流为14.16A,相应的短路电流容量为60.15kA2.s;选择的OPGW光缆满足热稳定的要求。

3 导引光缆

导引光缆为联结OPGW与通信设备之间的光缆,根据相关的规程规范,要做好导引光缆直埋敷设时、在电缆沟内敷设时的保护。

4 使用条件

光缆及其导引光缆选型后,还需考虑一下条件:

4.1 气象条件

由于是在旧有线路上改造,设计时要采用原线路的设计气象条件,包括大气温度:最高气温、最低气温、年平均气温、安装条件验算(事故情况)、最大风速时、外过电压、内过电压等,在大气温度各种条件下的风速,及年最大风速、年雷暴日等。

4.2 安全系数

考虑到更换地线后对原有线路的影响,在选择安全系数时,应适当留些裕度。

4.2 防震措施

光缆全线不论档距大小均采用音叉式防振锤防振,为防止出现对OPGW造成伤害的应力集中,须配套使用防振护线条。

铝包钢绞线采用节能型防振锤防振,型号为原为FDZL-1。

4.3 防雷和接地

为避免雷击档距中央反击导线,导线与铝包钢绞线和OPGW光缆在档距中央的距离(15℃,无风时)应满足下式要求:

S≥0.012L+1

式中:S――导线与地线在档距中央的距离,m;

L――实际档距,m。

为保护OPGW光缆,每一耐张、悬垂金具组合均含一根接地线,通过接地线使OPGW光缆永久可靠的接地。

4.4 金具选择

光缆预绞式线夹根据《光纤复合架空地线(OPGW)用预绞式金具技术条件和试验方法(DL/T 766-2003)》选用,其他金具按《电力金具产品样本(1997年修订)》选用,铝包钢绞线耐张线夹采用液压型。

以上为对西津~燕岭电厂220kV线路光缆工程中的设计条件、对光缆的设计选型及使用条件作了一些论述,在光缆施工时,还需要注意一下问题:

5 施工中应遵守的施工和验收规范以及注意事项

5.1 工程施工及验收参照国家标准GB 50233―2005《110~500kV架空送电线路施工及验收规范》、及光缆施工的有关标准、规范执行。

5.2 光缆施工前,施工人员应进行施工培训;施工时应严格按照OPGW光缆安装指导手册执行;现场技术督导人员有权对施工方案进行监督指导。光缆施工时应注意光缆的弯曲半径,严禁打折。

5.3 架线施工时,光缆及铝包钢绞线均采用降温法补偿初伸长(除线路变电所进出线构架档外),即架线时的实际温度降低15℃查取应力计算架线弧垂。

5.4 光缆施工过程必须采取有效措施保护光缆不受破坏,耐张杆塔必须按规范打临时拉线,避免杆塔或光缆被拉弯、拉坏。在放紧线前,应对杆塔构件认真检查,如发现锈蚀严重的应及时更换。放紧线前应对螺栓重新紧固一遍。所有耐张转角塔,在安装光缆前,地线支架下平面主材(撑杆)须采取临时补强措施,方可放紧线。

5.5 在重要的交叉跨越处,应采取有效措施,确保施工时对交叉跨越处安全距离。

5.6 光纤熔接的每个接头损耗、光缆接头盒安装位置,以及光缆引下接续时,应符合相关的光缆验收规定。

5.7 光缆的全线熔接完成后,须进行全程测试,测试应采用OTDR(光时域反射仪)测试,测试内容应包括:

1)每根光纤衰减值(衰减值取双向衰减平均值);

2)熔接衰减;

光电工程范文12

关键词:工程教育专业认证;光电专业;物理光学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0160-02

一、工程教育专业认证的意义

中国经济经过三十年的高速增长,已进入经济“新常态”的发展时期,其发展特点一是从高速增长转为中高速增长;二是经济结构不断优化升级,发展成果惠及更广大民众;三是从要素驱动、投资驱动转向创新驱动。为此,我们需要培育和催生经济社会发展的新动力,推动大众创业,万众创新。经济新常态对高等教育工作提出了新的要求,那就是更加注重提升人力资本素质,更加注重科技进步和创造创新。为此,政府以促进教育公平发展和质量提升为目标,加大对教育的投入,加快高等教育强国的建设步伐,提出到本世纪中叶实现从高等教育大国到高等教育强国的历史性跨越。通过工程教育专业认证,可以促进我国工程教育改革,进一步提高工程教育质量;可以密切工程教育与工程界的联系,提高工程教育人才培养产业适应性;可以促进工程教育的国际交流,实现国际互认。

二、工程教育专业认证的理念和基本要求

工程教育专业认证是由工业界行业协会、专业学会与工程教育界联合实施的对高等学校的工科专业进行的专门性认证,其目的是为工程专业人才进入行业的工程教育提供外部质量保证。工程教育认证是一种合格评估,不分等级,认证通过意味着该专业的全体学生都达到毕业要求。

工程教育专业认证的核心理念包括以下三点:一是以学生为中心,要求教学设计以学生知识、能力、素质达到既定标准(毕业要求)而设计;师资、课程等教学资源配置以保证学生学习目标达成为导向;质量保障与评价以学生学习结果为唯一标准。二是结果导向教育(outcome based education,OBE),即根据行业需求确定培养目标,将培养目标具体化为毕业要求,所有的教学环节均围绕毕业要求的达成而设计。三是持续改进,要求建立合适的评价机制和评价周期,每一个教学参与者都要对培养目标、毕业要求、教学环节等进行评价,并将评价结果用于改进。

工程教育专业认证尽管鼓励各个高校根据自己的办学特色制定各具特色的各专业培养目标和毕业要求,但2015年最新版“工程教育认证通用标准”中规定各个专业制定的毕业要求应完全覆盖以下12个方面的内容:

工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。设计/开发解决方案:能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。研究:能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。环境和可持续发展:能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。沟通:能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

三、光电专业物理光学教学改革思路

工程教育专业认证的实施过程首先是检查培养目标和毕业要求是否合适,然后是看整个教学环节是否是围绕培养目标和毕业要求的达成而设计的,是否有合适的评价机制对毕业要求及各个教学环节进行持续改进,最后是检查是否有足够的证据证明以上各个环节的实施是有效的而且是该专业针对所有学生的。因此,根据工程教育专业认证的要求,对现有光电专业物理光学的教学需要注意以下几个方面:

1.课程教学目标的设计:按照工程教育专业认证的要求,课程教学目标必须支撑一个或数个毕业要求,而且本课程对哪些毕业要求是强关联,哪些是弱关联也必须明确。一般来说,一门课仅支撑一个毕业要求太单一,但也不宜支撑太多毕业要求,因为对毕业要求的支撑要体现在课程的考核内容中,支撑太多的毕业要求会对课程的考核带来麻烦。按照对12项毕业要求的详细解释,物理光学作为光电专业的一门专业基础课,主要以光的电磁理论为理论基础,讲授光的传播规律,光的干涉、衍射、偏振特性,光的吸收、色散、散射等现象,使学生对光学的基本概念、基本原理、典型光学系统及波动光学技术的应用有较为深刻的认识,因此至少应该支撑工程知识、问题分析、研究等毕业要求。同时,作为专业基础课,它对毕业要求中复杂工程问题的解决、分析和研究应该是初步的。物理光学需要较强的数学知识,同时它又是光电专业其他专业课的基础,起着承上启下的作用,因此在这门课程中应该初步培养学生通过各种运用各种信息技术工具查找相关专业资料并完成部分内容的自学的能力,即部分支撑运用现代工具和终身学习的毕业要求。对其他毕业要求的支撑,可以根据每个学校的特色适当选择。

2.工程素养的培养:工程教育专业认证强调实践教学,注重学生工程素养的培养,主要体现在以下几个方面:一是培养目标、毕业要求和课程体系的制定要有企业人员参与;二是在工程认证通用标准中毕业要求部分特别强调学生研究、分析和解决复杂工程问题的能力,并要求以此为标准贯穿于教学的各个环节。物理光学本身的内容偏重理论,这就要求在教学过程中在注重理论学习的同时,还要强调对学生工程素养的培养。在教学过程中可以通过以下几点来达到工程教育专业认证的要求:一是重视理论推导过程中的目的、结论和适用条件的讲解,让学生从宏观上把握为什么要如此推导,得到的结论有何意义,这些结论的适用条件是什么。这种在为达到某种目的在一定条件下利用所学知识分析问题并得到相应结论的过程实际上就是一种工程素养。二是注重理论联系实际,多讲一些物理光学在科学研究和生活实践中的应用,例如干涉测量原理及各种干涉仪的应用等。三是适当增加实验,并合理设计实验。作为专业基础课,物理光学需要一些验证性实验以增强学生对理论部分的理解,也需要一些设计性实验,鼓励学生运用课堂所学理论知识解决一些实际问题,从而达到提高解决实际问题能力的目的。针对工程教育专业认证要求的“复杂工程问题”,设计性实验中可以尝试多个知识点结合设计实验,逐步培养对“复杂工程问题”的分析、研究和解决能力。

3.课程评价机制的建立:按照工程教育专业评估的要求,需要在一定时间周期内进行毕业要求达成度评价,评价的基础是每门课程的考核结果。一门课程支撑若干毕业要求,这门课的考核内容是否完整体现了对相应毕业要求指标点的考核、考核形式是否合适、结果判定是否严格等就是这门课程达成度评价的最基本依据。因此,必须根据本门课程支撑的毕业要求合理设计考核形式以及考核内容。最后,课程达成度的评价结果作为进一步完善该课程今后教学计划的依据。

参考文献:

[1]罗正祥.工程教育专业认证及其对高校实践教学的影响[J].实验室研究与探索,2008,(06):6-8.

[2]牛红梅,汪广恒,张亚婷.以工程教育专业认证为导向的化工专业改革探析[J].技术与创新管理,2012,(03):98-101.

Under the Background of Engineering Education Professional Certification Photoelectric Professional Physical Optics Teaching

JIA Hong-zhi,ZHENG Ji-hong,XU Bo-qing

(School of Optical-Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)