摘要:为保障国家财产和人生财产安全,确保普及电站能安全、可靠、经济地运行,牢固树立“安全第一、预防为主”的指导思想,各级领导、全体员工一定要把安全工作放在首位,切实抓好抓实。本文,结合多年来的在水电站工作经验,阐述了本水电站安全生产管理需要注意的事项、措施和方法。
关键词:指导思想 安全生产 管理 安全第一 预防为主 水电站
1 水电站安全生产管理概述
1.1 现代水电站安全生产状况
随着我国经济的不断发展,水电行业的运行方式也在逐步转变。在水力发电领域,传统的运行方法,主要有:动态规划法、微增率法等。目前,我国的AGC应用主要是基于电网调度,针对水头变化小(即大库容)的水电站,根据网上的需要信息确定其负荷,然后用微增率法在机组间分配负荷,即从负荷到最小化流量。从以上所述的使用的情况来看,由于最初软件设计的出发点不是基于水轮发电机组运行工况,从而导致有些电站使用效果很不理想。
所以说,由于微增率法是完全根据数学理论推导而来的,其工程实用性面临很大的实现难题,在这方面,我们还需继续不断的创新,以推动提高本水电站安全生产。
1.2 安全生产的意义何在
安全生产在水电站安全生产管理中重要的地位和作用。企业要实现现代化管理的基本目标是通过管理现代化的设备,使生产过程安全顺利、高效率高产地进行,不断提高劳动生产率和发展生产。这个最基本目标,只有通过搞好安全生产管理才能实现。劳动者工作环境好,劳动者在生产中感到自身安全健康有保障,自然就会发挥出主人翁的精神,提高生产效率,使企业取得好的经济效益。所以说,作为每一个企业的领导者,必须重视安全生产管理,把保护劳动者的安全与健康,保障生产设备的完好,保证生产顺利高效进行,当作自己的神圣职责和义务,切实抓好,决不能掉以轻心。
由此可见,水电站安全生产管理,不仅具有十分重要的政治意义,而且也具有十分重要的经济意义。
2 如何做好水电站安全生产管理
2.1 关键要从安全教育做起
树立牢固安全意识是保证水电站安全生产的基础和关键。近几年,我们一直把安全生产管理工作放在首位,把安全教育工作落到使出,把每个职工从被动的“要我讲安全”转移到“我要讲安全”,具体有以下几点做法。
2.1.1 通过正面教育、反面教育、奖励教育和处罚教育。正面教育,就是树立先进个人典型,以先进个人事迹为榜样,使职工自觉增加安全责任心。反面教育,就是以常见事故案例为教材,使职工牢记血的教训。奖励教育,就是对工作中认真负责、遵章守纪,大力宣传、表彰,并给予重奖、重用;处罚教育,就是对因工作失职,自由散漫,或由于“三违”造成事故者,严格按有关制度进行处罚,使职工感到罚得心痛,触及灵魂。
2.1.2 通过培训技术,让职工熟习生产过程,了解安全生产的重要性。水电站工作涉及到的很多生产设备,对于一个新职工而言都是陌生的,而在生产过程中不注意某些细节,或者粗心大意,都会造成严重的事故。所以必须对新职工专门设立一段安全教育培训,一方面可以初步对水电站的生产流程作初步了解,另一方面加深他们的安全生产意识。
2.2 前提是员工技术要到位
2.2.1 对新职工进行岗前培训、跟班见习,让新职工尽快熟习工作环境,以及技术等方面。其培训的具体内容包括:学习设备的构造、运行原理、设备性能、技术状况、操作技术要点、安全生产过程、规范等。通过比较详细的培训,进入见习期,见习期间,要不定期考察培训期培训的内容。最后在见习期满后,经统一考试合格后,方可上岗。
2.2.2 定期开展全员技术培训,不断更新职工对新设备,新技能的掌握。由于新设备,以及新技术的不断研发诞生,对于全体员工对于新技术的掌握还不好。所以要充分利用运行班、零点班、四点班等可利用休息时间,组织全体职工进行集中学习培训新技术。由主管新技术的副处长授课,从基础理论学起,结合水电站的实际情况,有安排,合理地授课,使职工都能够从机组构造、性能和工作原理等方面加深对新技术的学习和掌握。每年进行两次职工统一考试,考试成绩直接和年终考核挂钩,极大地促进了职工学习新技术掌握安全生产的积极性。
2.3 重中之重是生产设备管理要到位
生产设备是水电站的主要生产工具,要保证安全生产管理,提高经济效益,就需要现代的企业安全生产管理技术,维护好生产设备,以及保证生产设备安全、高效的运行。要做到以下三方面内容。
2.3.1 建立健全完善的设备账单。
其具体做法是,对每台机组建立全面的技术档案,记录机组安装时的技术参数,运行中发生过哪些异常、故障或事故,是什么原因造成的,当时是怎样处理的,需要更换过哪些零部件,机组的维修期限,以及每次维修后的试验记录,随时对设备的运行状况进行查询和分析,做到心中有数。对设备维修备件准备充足,并及时补齐,做到检修时能快速方便地进行。
2.3.2 动员全体职工参与设备管理。
每件设备都有职工专门负责,要求职工对所管理设备的结构、性能、工作原理必须掌握,熟悉常见故障及处理,加强正常巡视、维护,动员全体职工参与到设备管理中来。必须把每个月,每个班次的设备运行缺陷上报到管理处,及时备案处理。
2.3.3 健全问题反馈制度。
水电站需每月定期召开一次设备 运行分析会议,由各班长参加,共同研究分析问题的所在,找出解决问题的办法。全体共同分析解决上个月上报的设备缺陷和问题,具体落实到检修班,进行检查维护维修,并做好实时记录。对设备问题的备案,实行销号制,有条件能及时解决的,就要及时销号,短时间内不能得不到解决的,及时记录在案,并积极创造条件,待缺陷解决后再销号。
2.4 要重视安全生产管理的监督工作
对于法律,有专门负责执法的部门,也有专门负责监管执法的部门。而对于一个水电站,对安全生产也同样需要有管理的部门和监督的部门。对水电站进行针对性巡视检查,其工作也是至关重要的。
水电站需制定了内容详细的巡视检查项目,由专门负责安全生产管理的部门执行。要求安全生产管理的相关工作人员每小时进行1次巡视检查,每4个小时进行1次全面检查,并做好相关记录,发现问题及时处理,处理不了的要采取尽可能措施避免事态扩大,并及时上报。而监管部门则对管理人员的管理工作中相关记录进行核实,并不定期进行抽查,检查其巡视检查的工作。
加强监督管理检查是实现安全生产的重要环节,一个水电站如果只有安全生产管理制度和措施是不够的,必须进行严肃认真的监督检查工作,促进工作的落实。通过监督检查工作我们能及时发现生产中存在的不安全因素和生产设备的缺陷,从而提高职工安全生产,保证安全生产的管理。
3 结语
安全生产管理是一项重要的企业管理工作,同时也是一项需要长期坚持,不能松懈的工作,需要各级领导重视,全体职工参与。我认为只要做到了以上列出的各个方面,就能最大限度地避免和控制人身伤亡及设备损坏事故的发生,实现电站安全生产管理,有效的提高水电站的经济效益。
摘要:概述了电站建设过程中调试总负责人地位、作用、素质、能力及领导下的组织体系,并针对调总技能的培养,提出了一些具体要求。调总是调试过程中责、权、利的主体,是项目管理中人、财、物、技术、信息和管理等所有生产要素的主要参与者。因此,调试单位和调总本人都必须认识到其地位和特殊性,要充分调动其积极性来完成调试工作。
关键词:电站;调总;素质;技能;培养
随着国民经济的进一步发展,大量的新的电站建设近年来大量涌现。现阶段,为保证电源点机组的安全稳定可靠运行,无论是火力发电机组还是其他诸如水力或核电发电机组,在机组投产前必须进行机组的调试。机组的调试是保证发电设备能够得到最佳运行状态的基本方法,分分系统调试和总调试。为保证调试工作的顺利开展,一般调试单位都成立调试项目部,项目部需要选择高素质的调试总负责人(即:调总,以下同)。要做好调试工作,调总的能力和素质是保证调试工作顺利开展的基本前提。
一、调总的地位和作用
调总是调试项目的总负责人,是调试单位综合素质的集中体现。调总是调试过程中的主管人员,也是调试项目责任的主要承担者,同时也是调试工作过程中各种要素合理投入和优化组合的组织者。调试单位对电站设备进行调试,主要是通过各个专业来完成的,各个专业应对调试质量直接负责。调总是为完成调试任务的总协调人,是协调各方关系、使之相互紧密协作、配合的桥梁和纽带。
二、调总的素质
调试是一种高素质的技术服务工作。因此,对调总素质的要求也应为全方位的,这种素质主要体现在综合能力上,既要有专业知识,又要有强的协调能力。
调总必须有良好的职业道德和敬业精神。调总是项目实施过程中处于相当重要的位置,其行为及决定影响到各相关方面的利益。因此,应具有任劳任怨、廉洁奉公、为人正直和办事公道的高尚情操和职业道德,勤于钻研和守法敬业。
调总应有丰富的管理经验和良好的人际关系。调总不是专门的技术人员,是管理人员。只有有丰富的管理经验,才能把团队组织好。遇到问题时,能够协调好各方面的关系,利用良好的人脉,保证调试工作的顺利开展。
调总必须有专业技术的功底和广阔的知识面。如果没有浓厚的专业技术功底,在技术上没有充分的发言权,就难以服人,说话就没底气。再说,调试涉及到的专业知识面很广泛,没有广阔的知识面,很难发表意见,就会失去在项目实施中运筹帷幄的能力和机会。
调总还必须有较强的语言和文字表达能力。调试是一种技术服务行业,其协调能力主要通过语言来表达,汇报和下达主要通过书面文字来表述,需要定期提交的调试总结需要较强的语言表达能力。文字要简练,内容要全面。因此,必须能“说”,能“写”。
调总还必须有丰富的实践经验和健康的体魄。调总仅有理论知识,缺乏实践经验,完成整个调试工作是不可想象的。而且,调试工作时间长,条件差,任务繁重,常需要加班,作为调总一定要有健康的身体和充沛的精力才行。
三、调总领导下的组织体系
一个调试项目部要保证整个项目的正常运行,就应保证很好的调试质量,保证调试工作的可控性。往往一个调试项目部在工作最繁忙的时候,可能需要几十个人同时工作,因此,一个精干、高效的组织体系来保证项目的正常运转,这正能体现调总工作的重要性。
调总应组建合理的调试组织层次。一般的调试组织层次见下图。调总和副调总是决策层和协调层;各专业负责人是执行层;各专业技术人员是操作层。
在调试过程中,调总应明确组织内部各自职责与权限。做到专业分工与协作的统一,即按照人员相应的专业来安排工作。同时明确各专业负责人的责、权、利,最大限度发挥各个技术人员的作用,形成调总领导下的高智能、高素质的组织体系。
四、调总技能的培养
调试是个动态的过程,不可预知的问题很多。调总应及时通过各种有关调试信息的收集,并及时对有关方面作出反应来保证调试工作的顺利完成。
调总的技能,很多人都会首先想到工程技术上的专业水平和能力的高低,这种想法并不全面。其一,工程技术人员的知识面往往比较专一,通常不会特别注意领导能力、组织能力、协调能力等方面的学习和修炼,因此,一个技术专家不一定能胜任调总职责;其二,技术工作和管理工作侧重点不同,思维方式也不同,因此,一个擅长从事技术工作的人不一定适合担当调总。
调总必须懂技术,但不一定是某方面的技术专家。调总的技术是指它具有一定的专业背景,其目的是为了和项目团队及相关方人员有共同语言,以便加强沟通、协调。调总懂技术,不是靠调总的专业知识、技能去解决调试项目中的具体技术问题,而是为管理服务的,即有效地指出方向,提出建议,提供必要的帮助和信息等,能透过别人把知识发挥出来。因此技术只是技能的一个方面的要求,技术不等于技能。
调总的知识面要广。“广”不等于“专”和“精”。过于专注于某一方面的技术问题,有时反而不利于当好调总。应强调“一专多能”为宜,即使“一专”不足,而“多能”有余,也适合当调总。其实一个好的调总,必定是有较强技能的人,过分强调技术上的专长不仅没有必要,有时也不利于调试项目的实现。
因此,调总的技能是专业知识掌握和应用能力和丰富经验相结合的综合能力,主要表现在领导能力、组织能力、技术能力和协调能力等四个方面(见下表)。
五、结语
调试是高技术含量的技术服务工作,而调总是调试工作的核心。确保调总的素质和能力及技能,是保证调试工程顺利完成的基础。随着经济的发展,电站建设的快速发展,各种各样发电机组及全球一体化导致的走出国门的可能需要,提高调总的素质和技能,培养高水平的调总,是刻不容缓的。
[摘要]本文论述了石别水电站进水口边坡的特征,采用刚体极限平衡法对边坡进行数值仿真分析,评价边坡在天然与开挖无支护、加支护及电站正常运行等工况下的稳定性分析及评价,并对各典型剖面进行加固措施研究和支护方案设计,使边坡治理更趋科学合理。
[关键词]石别水电站 进水口边坡 计算模型 地质参数 稳定性计算 防治方案
1、工程概况
引水隧洞布置在坝址左岸,进水口边坡地形在上部岸坡较缓,自然坡度为12°~16°;公路下方岸坡较陡,自然坡度为35°~42°。边坡无基岩出露,经钻探揭露,覆盖层为第四系残坡积碎石土,厚度为10.8~12.6m。下伏地层为二叠系上统玄武岩组(P2β)玄武质凝灰岩,全风化带厚4~5m,强风化层厚4~8m,弱风化带厚7~9m。
取水口边坡高达40m,属于较高的岩土合边坡,边坡分三台开挖,开挖坡比从上往下分别为1:1,1:0.75和1:0.5。边坡的稳定性对工程而言至关重要,本文运用专业软件就施工期、运行期及地震作用等多种复杂工况对沉砂池边坡二维典型剖面的稳定性进行分析,评价在当前设计开挖坡比情况下边坡静力工况下的稳定安全度及建议支护方案的效果。
2、计算基本原理
假定岩土体的破坏是由于滑体内滑面上发生滑动而造成的,滑动体被看成是刚体,不考虑其变形,滑面上岩土体处于极限平衡状态,并满足摩尔―库伦准则。滑面的形状可以为平面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则面,然后通过由滑裂面形成的隔离体的应力平衡方程,确定滑裂面上安全系数Fs的大小。其中安全系数Fs值最小的滑面就是最危险滑动面,其对应的安全系数值即为该边坡稳定的安全系数值。
根据摩尔-库伦条件应有:
由每一土条竖向力的平衡得
联合两式:得出
按滑动体对圆心的力矩平衡
可有
上式右端的Ni需要按式(2-3)进行计算。由于公式两端均含有Kc,故需要迭代求解。
3、计算模型、计算参数及计算工况确定
3.1计算模型的建立
根据水工设计布置,结合边坡地质条件,本此研究选取坡高最大的典型边坡剖面(Ⅶ-Ⅶ)采用Slide岩土边坡分析软件进行典型剖面稳定性分析。典型剖面的工程地质剖面图见《进水口边坡工程地质剖面图(Ⅶ-Ⅶ)》,并据此建立了二维刚体极限平衡法计算模型,剖面模型如图1所示。根据边坡地质特征及岩土体分层情况,选取冲坡积层、崩坡积层、下伏基岩的全、强、弱风化、微至新鲜程度作为分区边界建立软件二维刚体极限平衡法计算模型,Slide提供模型的基本框架并将模型的左右边界和底边界设置为约束边界。
3.2计算参数及计算要求
在静动力计算中,边坡岩(土)体均采用弹塑性模型,岩土体物理力学参数见表1。
石别水电站为清水江水电开发的第三级,为小(1)型工程,以发电为主。各建筑物级别分别为:永久性主要建筑物为4级,次要建筑物为5级。根据《水利水电工程边坡设计规范》(DL/T 5353-2006)第5.0.1、5.0.4条规定,本工程边坡属A类枢纽工程区边坡,其级别为Ⅲ级。持久工况下设计安全系数应不低于1.05,短暂工况下安全系数不低于1.05,偶然工况下安全系数应不低于1.00。
3.3计算荷载及计算工况
边坡设计需考虑的荷载包括自重、岸边外水压力、地下水压力、加固力、地震作用等。
岩(土)体的自重地下水位以上采用天然重度,在地下水位以下,则应根据计算方法正确选择。坡体上的建筑物作坡体自重计。边坡各部位地下水压力应根据水文地质资料和地下水位长期观测资料确定。采用地下水最高水位作为持久状态水位。电站挡水建筑物为四级,50年超越概率10%的场地地表峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为Ⅵ度。
3.4计算假定
在边坡的稳定性模拟分析中,作如下假定:
(1)按弹塑性平面应变问题处理。
(2)对于岩石采用三角形六结点单元,线性函数的位移模式进行模拟。
(3)忽略岩层交界面间胶结物质的厚度,同时用界面单元模拟边坡结构中出现的裂缝。
(4)当作用在接触面上某一点处的切向力达到该方向上的最大抵抗能力时,岩层将沿该方向发生相对滑动。
(5)在整个变形过程中,接触面上各点的位移满足变形相容条件,即发生接触的变形体不相互侵入。
4、边坡岩(土)体物理力学参数的反演分析
天然条件下Ⅶ-Ⅶ剖面边坡稳定计算结果见图2,计算结果表明安全系数为2.153。采用提供的岩土体物理力学参数计算得到的安全系数大于安全规范值,说明自然边坡比较稳定;而实际边坡同样是比较稳定的,故认为提供参数的物理力学参数是合理的,因此可以使用所提的物理学力学参数进行后续的稳定计算。
5、建议支护方案下高边坡稳定性分析
本节主要研究施工期(边坡开挖支护完成状态)以及运行期(主要分析正常运行、正常运行遇地震及库水骤降工况)下的边坡稳定性,验算是否符合三级边坡稳定要求,同时对支护方案进行评价。
5.1开挖边坡在无支护状态下稳定性分析
从图3在当前开挖状态下典型剖面稳定性分析示意图可以看出,边坡稳定的安全系数为1.055,根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范DZT0219-2006》规定,边坡处于整体暂时稳定~变形状态,潜在的推测最危险滑动面位置:滑弧穿过残坡坡积层、全风化层并从全风化层中滑出。在施工过程中容易发生滑动现象,开挖过程中必须采取合理的支护措施。
5.2建议支护方案下边坡稳定性分析
本次计算中所采用的支护参数为:Φ=25mm,L=4.5m@3m×3m系统锚杆,φ6@200×200钢筋网,直径50mm排水孔间排距为2m,倾角为5°(或与坡面垂直),排水孔外面采用Φ=50mmPVC排水管,深入边坡10cm,外露20cm,喷15cm厚C20混凝土。
从图4建议支护方案下典型剖面稳定性分析示意图可以看出,边坡稳定的安全系数为1.057,符合短暂工况下安全系数不低于1.10~1.05的要求,能满足施工期的稳定,但很接近1.05,且从计算结果中可以看到,由于锚杆尺寸短,未能有效穿到强风化基岩,对边坡安全系数提高不大。
所谓宇宙太阳能发电站是指在宇宙空间进行大规模的太阳能发电,然后通过无线电波将电力输送到地面。此系统如果建成,人类将会获得取之不尽的绿色能源。
1990年,日本政府在休斯顿举行的各国政府首脑会议上提出了“地球新生计划”,该计划列出了今后100年可使地球环境新生的战略技术,这就是核聚变和宇宙太阳能发电。
所谓太阳能发电就是利用半导体将光能直接转换成电能的发电方法,利用当前的技术可将10%的光能转换成电能。为使发电过程不排放对人体有害的氮氧化物等气体、放射性废弃物及造成地球变暖的二氧化碳,人们期待着开发绿色发电技术。依靠太阳光发电不仅能满足人类活动所需的大部分能源,而且能对地球环境问题的解决做出重大贡献。
但是,在地面上每平方米仅能获得约1千瓦的电力,而且太阳能的利用还要受天气因素的影响。为了弥补这一不足,有人曾提出在日照充足的沙漠地带建造大规模太阳光发电站的设想,但在地面上夜间不能发电。
利用阳光发电的最好方法是不断地用太阳能在宇宙空间发电。1968年,美国人格雷齐尔提出了建造宇宙太阳能发电卫星的设想。他提出将卫星发射到静止轨道,然后利用微波将太阳电池获得的电力送到地面,这样人类便可获得无限的绿色能源。
静止轨道就是位于赤道上空36000公里的圆形轨道。静止轨道上的卫星与地球的自转周期是一致的,即每日自转1周,所以从地面上看卫星总是处在同一位置上。而且静止轨道上的太阳光强度为地面上的大约14倍。除日食期间外,可以不分昼夜、不分季节和不管天气好坏进行发电,因此,在宇宙空间太阳能的利用率约是地面上利用率的10倍。
宇宙空间发电所得的电力用微波送往地面。送电用的微波是光波(即电磁波)的一种,属于卫星广播、微波炉、移动电话使用的波长范围。
满足美国的总电力需求
经历了70年代的石油危机后,美国能源部与美国航空航天局合作,自1976年开始实施宇宙太阳能发电的研究,其研究内容有,假定21世纪之初美国所需的3亿千瓦电力全部由宇宙太阳能发电提供的话,会对环境、经济、社会等方面产生什么样的影响,同时还要将宇宙太阳能与火力、核能、核聚变等其他发电方法进行比较。
当时研究的发电卫星叫做“参考系统”,一颗卫星就是一个5公里×10公里的庞然大物,如果把它发射到静止轨道上,可发电500万千瓦。按每颗卫星总重量50000吨计算,每年发射2颗,在30年内计划总计要发射60颗卫星。
研究人员经过对用微波送电对地球环境的影响、能效等多方面考察,最终得出了应推进阳光发电卫星研究这一结论。但由于难以预测的巨大建造成本等问题,这项研究于1980年终止。
这一结果,使得世界各国对宇宙太阳发电的兴趣急剧降温。但是,随着近年来地球环境问题的日益严重,对宇宙太阳发电的认识又有所改变,自80年代后期开始重新掀起了宇宙太阳发电热。在日本,1987年由国家公立大学和研究所的研究人员组成了文部省宇宙科学研究所“太阳发电卫星研究小组”。日本政府又于1990年成立了“SPS2000”宇宙太阳发电系统实用化研究小组,该小组的研究一直持续至今。1997年又成立了既有理学、工学,又有法学和经济学方面人士参加的“太阳发电卫星研究会”。目前该研究会的事务局设在东京大学,正在从事研究信息的交换及对外信息的提供。1998年日本科技厅成立了宇宙太阳发电研究委员会,专门研究其安全性及经济性问题。最近美国航天局重新开始了对宇宙太阳发电的研究,虽然对其成本问题尚未进行研究,但1998年后将会大幅增加研究经费,而且研究的进度将会加快。
日本的SPS2000计划
所谓SPS2000是指最迟到2000年在围绕地球的轨道上组建输出10000千瓦的太阳能发电卫星,首先把发射轨道定在赤道上空1100公里处,供电范围定在赤道附近的一些国家。该计划规定
:1)发电卫星将成为与地面发电厂的成本可以竞争的发电站;2)发电卫星建成后,它将发展为更大规模的发电系统。
迄今为止,由于SPS2000尚未列入正式的国家研究计划之中,因此,2000年就不能实现发射。但在以现有的技术设计的宇宙太阳发电系统中,SPS2000是目前世界上唯一的宇宙太阳发电系统。
在SPS2000中所设计的太阳发电卫星是一个边长为336米的正三角棱柱体,柱的全长为303米,总重量为240吨,在棱柱体两个面上镶有太阳电池板,剩下的一面装设有发送微波的天线。卫星的骨架由铝管组成,骨架用机器人和自动组装机进行组装。卫星建成后由机器人进行保养,由于采用的是1100公里的低轨道,所以发出的电力仅够日本使用,但赤道附近的国家每天约有12次接收电力的机会。
太阳电池使用的是薄片状非晶硅太阳电池。非晶硅太阳电池的特点是重量轻、柔软性好、成本低、易批量生产。现在日本原子能研究所正在给这种非晶硅电池照射相当于宇宙空间30年所承受的电子射线、质子射线、离子束及紫外线,以研究其老化的程度。
太阳电池发的电被转换成微波后送往地面。以现在的技术,如果将100瓦的直流电转换成微波,要损失30%的能量。目前所制定的目标是将转换效率提高到75%。
送电效率约50%
在地面上接收微波需架设接收天线,接收天线可将卫星传送来的70%的微波转换成电能。因此在SPS2000计划中,太阳电池板发电的50%在地面上可得以利用。
微波送电时,受电设施需向卫星发射诱导信号,这样卫星便可向受电设施传送微波。一个地方的受电设施每2小时可接收到约230秒的微波。要想用微波接收全部电力需架设直径2公里的接收天线。这种规模大小的受电设施所得到的电力,可连续提供约250千瓦的电力。在日本,250千瓦是300个家庭的用电量。在SPS2000计划中,计划将受电设施建在赤道地区的无电村。
据测试,SPS2000计划中的微波受电地区局限于北纬3度-南纬3度的地带。目前已对坦桑尼亚、埃及、印尼、巴布亚新几内亚、厄瓜多尔、马尔代夫、马来西亚等国家进行了预备调查。被调查的这些国家都很关注SPS2000计划,并愿意对受电设施的建设给予协作。
送电使用的微波频率为2.45千兆赫,这一频率处于卫星广播(约12千兆赫)和地面UHF广播(约0.77千兆赫)使用的电波频率之间。地面上送电的能量密度最高为0.0001瓦/米2,所以2.45千兆赫符合国际安全标准。例如法律规定,使用2.45千兆赫的。
长滩河河段为重庆市永川县境内临江河中游栏杆滩至水口滩河段。该河段水能理论蕴藏量为1264千瓦，理论年发电量1107万度。这是永川县境内较为集中的水能资源。为了为长滩河水能资源开发可行性研究、开发方案比选和设计任务书的提出提供工程地质资料和建议，并为进一步的工程地质勘察打下初步基础，重庆市水利电力学校组织有关教师对长滩河（主要是左岸地带）进行了初步的工程地质调查。
现已确定，对长滩河水能资源进行低坝（已建）引水式梯级开发。共分以下两个梯级：
一级电站：对已建栏杆滩低坝引水式电站进行改建增容，作为一级电站。装机容量由原来的2×55KW增至2×100KW。利用落差9.3米。
二级电站：新建付家滩低坝引水式水口电站，作为二级电站。装机容量2×400KW。利用落差27.4米。
整个梯级电站工程位于长滩河及其左岸地带。
本文拟对长滩河梯级电站工程地质进行初步探讨，着重对工程地质条件和开发方案比选进行初步评价。
一、区域地质简介
“区域”是一个相对的概念。由于长滩河梯级电站工程范围小，因而长滩河梯级电站工程所在区域是指永川县及其相邻县份。该区域在板块构造上属于扬子古板快；距今约7亿年以来，地壳长期处于稳定状态；无深大断裂，更无活动性断裂。所以，没有强烈地震震中分布，地震烈度在6度及其以下。
区域在地层分区上，属于扬子区四川盆地分区泸州小区。地表地层均为沉积地层。除第四系（Q）松散沉积层外，主要是侏罗系（J）陆相红色砂、泥岩沉积地层，其次是三叠系（T）。缺失第三系（R）和白垩系（K）。
区域在地质构造上，属于四川盆地东部晚燕山期新华夏系褶皱束，也就是川东南坳陷褶皱带中的永川帚状褶皱束。它主要由华蓥山主背斜及其一系列分支背斜与其间的向斜构成。褶曲呈线状和长轴状。一系列相间排列的窄背斜和宽向斜构成隔档式褶皱。它的西南部主要由箕山背斜、黄瓜山背斜和云雾山背斜以及其间的临江向斜构成。断层与背斜伴生。向斜中无断层或断层不发育。裂隙发育强度弱至中等；一般背斜比向斜强，砂岩比泥岩和页岩强。主要为构造裂隙，此外还有层面裂隙、风化裂隙和边岸卸荷裂隙等。岩体结构主要为层状结构，此外块状砂岩具有块状结构。在少数背斜轴部可见层状碎裂结构。在断层破碎带中可见散体结构。
区域内，一般海拔在300～500米之间。长江河床为地形最低地带。箕山薄刀岭有海拔1025米的高程点。地貌成因类型主要是构造剥蚀地貌，其次是山麓斜坡堆积地貌、河流侵蚀堆积地貌和岩溶地貌等。构造剥蚀地貌主要受褶皱构造控制，形成背斜低山、向斜丘陵的地貌景观。从背斜到向斜轴部，丘陵切割深度逐渐减小。河谷属侵蚀成因类型，河曲发育。河谷构造类型，既有构造谷，主要是向斜谷，又有适应河谷，主要是单斜谷；既有纵谷，又有横谷。较大河流Ⅰ级阶地发育，为堆积阶地或基座阶地。
区域水系属长江水系。地下水有第四系孔隙潜水、砂岩与泥、页岩互层弱裂隙水、砂岩强裂隙水和岩溶水等四种类型。
区域物理地质现象已岩石风化为主，尤以向斜丘陵比较明显；其次是崩塌、滑坡、岩溶和冲沟等。
二、工程地质条件
㈠、地层岩性
在长滩河梯级电站工程地带内，除零星分布的第四系残坡积层（Qel-dl）、河流冲积层（Qal）和人工堆积（Qhc或Qa）外，广泛分布的地层是中侏罗统沙溪庙组上亚组（J2s2）中上部。在栏杆滩水库区，主要是沙溪庙组上亚组（J2s2）下部和沙溪庙组下亚组（J2s1）地层。沙溪庙组上亚组中上部地层分布在从栏杆滩取水口至水口厂房一带，为一套中等坚硬的长石砂岩和软弱的泥岩的不等厚互层。厚度为559.48米。根据岩性及其组合，从栏杆滩取水口到水口厂房，可依次分为以下10个岩性细分层：
第1层（J2s2-1）：
主要为块状细中粒长石砂岩，大型斜层理发育，厚约203.42米。
第2层（J2s2-2）：
主要为粉砂质泥岩，夹中厚至厚层细中粒长石砂岩，厚为41.97米。
第3层（J2s2-3）：
主要为中厚层至块状细中粒长石砂岩，夹粉砂质泥岩，底部为一层块状长石砂岩，厚为28.53米。
第4层（J2s2-4）：
主要为粉砂质泥岩，夹薄至中厚层细中粒长石砂岩，厚为35.18米。
第5层（J2s2-5）：
主要为厚层至块状细中粒长石砂岩，上部为一层块状长石砂岩，厚为22.80米。
第6层（J2s2-6）：
主要为砂质泥岩，夹厚层至块状细中粒长石砂岩，厚为65.61米。
第7层（J2s2-7）：
主要为块状中粒长石砂岩，厚为21.70米。
第8层（J2s2-8）：
主要为粉砂质、砂质泥岩，夹厚层至块状细中粒长石砂岩，厚为103.05米。
第9层（J2s2-9）：
主要为块状细中粒长石砂岩，厚为29.38米。
第10层（J2s2-10）：
主要为粉砂质、砂质泥岩，夹中厚至厚层细中粒长石砂岩，底部为一层中厚层细粒长石砂岩。该细分层上部遭受剥蚀，厚度变化较大，最大厚度约为7.84米。
㈡、地质构造
长滩河梯级电站工程地带，在地质构造上，属于临江向斜西北翼，在构造形态上为一单斜构造。临江向斜轴向北东－北北东，为一长轴状宽缓向斜。核部由中侏罗统遂宁组（J2）构成，J2s2广泛分布于向斜两翼，靠近两侧背斜呈带状分布的J2s1。岩层一般走向北东，倾向南东；倾角较小，一般10°～15°，接近向斜轴部只有5°左右，近于水平岩层。向斜内无断层。裂隙发育强度弱，砂岩裂隙较泥岩稍发育，但其裂隙率仍小于2。除两组以大角度相交的陡倾角构造裂隙外，主要为层面裂隙和风化裂隙。岩体结构类型主要是层状结构，第1、7、9层特别是第1层块状砂岩具有块状结构。
㈢、地形地貌
临江河中下游大体上至北向南注入长江。地形总趋势为北高南低。一般海拔为260～330米。栏杆滩上游的碑坡，有350.80米的高程点。长滩河河床为地形最低地带，水口河床高程在260米以下。地貌类型主要是构造剥蚀成因的向斜丘陵。地形切割较浅，一般比高20～40米，最大50米。丘陵多为单面山坡。由块状砂岩构成的反向坡，多形成陡坡或陡壁。长滩河侧向侵蚀作用较强，河曲发育。河谷宽度变化较大，约为40～150米。在块状砂岩分布地段，反向谷坡多形成陡壁，谷底形成砂岩河滩，如栏杆滩、付家滩及水口河滩等。
㈣、水文地质条件
临江河为该梯级电站工程地带内最大的地表水体。河床宽度一般为30～50米。在栏杆滩拦河低坝以上，积水面积为291平方公里，多年平均流量为3.36米3／秒。在付家滩拦河低坝以上，积水面积为309平方公里，多年平均流量为3.57米3／秒。地下水类型主要是砂、泥岩互层弱裂隙水。地下水埋藏较浅，一般埋深1～5米。长滩河左岸谷坡下部和坡麓可见泉水出露。多为下降泉，个别为上升泉，涌水量一般较小。一般左岸地下水补给河水，右岸地下水与河水的水力联系尚待查明。由工程地质类比法可知，水质一般为HCO3－Ca型，对混凝土无侵蚀性。物理地质现象主要是岩石风化，其次是崩塌。岩石风化比较强烈。泥岩风化速度较快， 其强风化层一般深1～5米；砂岩风化速度较慢，其强风化层一般深0.5～3米。崩塌主要表现为陡坡上砂岩块石、碎石的崩落和堆积，规模小。
㈤、天然建筑材料
J2s2中上部第1、7、9层特别是第1层块状长石砂岩，可采作石料。这种石料储量大，质量较好，开采和运输方便。当地采石场较多，采石业较发达。现有采自第1层的大量石料，经栏杆滩火车站外运。长滩桥至水口河段，有质量较好的河流冲积细中粒石英砂，估计储量为1400立方米，离水口厂房很近，可采作砂料。砾石（卵石）料缺乏。但是，在J2s2中上部第1层中，铁、钙质胶结的新鲜块状长石砂岩，可加工成碎石，以满足工程的需要。
㈥、岩土物理力学性质指标参考值
按照工程地质类比法，提供以下砂岩、泥岩物理力学性质指标数据，作为参考值（见表1）。
下面提供适用于新鲜或弱风化边坡岩体的稳定边坡坡度（容许坡度）数据，作为参考值。
1、岩质边坡
一般：1∶0.25～1∶0.75
砂岩：1∶0.10～1∶0.20（坡高<8米）
1∶0.20～1∶0.35（坡高8～15米）
泥岩：1∶0.35～1∶0.50（坡高<8米）
1∶0.50～1∶0.75（坡高8～15米）
2、土质边坡
一般：1∶1.25～1∶1.5
3、洞门开挖边坡值
一般：1∶0.50～1∶0.7。
三、工程地质条件评价
综上所述，长滩河梯级电站工程区域稳定性较好。不会因工程兴建造成环境工程地质问题。
在长滩河电站工程地带内，J2s2中上部第1、7、9层中等坚硬的块状长石砂岩，工程地质性质较好；第3、5层中厚层至块状长石砂岩夹泥岩，工程地质性质次之；第2、4、6、8、10层软弱的泥岩夹砂岩，工程地质性质较差。
地质构造简单。岩层倾角较小。无断层，裂隙率小。岩体结构主要为层状和块状结构。岩体完整性和稳定性较好。
地形高差不大。向斜丘陵一般切割深度较小。坡度较小，坡面比较开阔，坡体比较完整。
水文地质条件简单。地下水主要为砂、泥岩互层弱裂隙水。泥岩和无裂隙的砂岩相对隔水；砂岩含弱裂隙水。地下水位埋深较小。泉水涌水量小。地下水对混凝土无侵蚀性。
物理地质现象主要是岩石风化。一般强风化层厚度不很大。泥岩风化速度较快。
石料丰富，质量较好，开采和运输方便，可就地取材。砂料储量小。砾（卵）石料缺乏。
由此可见，有利的工程地质条件较多，不利的较少。总的说来，工程地质条件是比较优越的。长滩河水能资源的开发在工程地质上是完全可行的。并且，在开发方案比选中，充分注意了利用有利的工程地质条件，尽量避开不利的工程地质条件。从而，使选定开发方案具有比较坚实的工程地质基础。
四、工程地质问题及其评价
长滩河梯级电站工程地带内，存在的主要工程地质问题是：
㈠、岩体稳定问题
与倒虹管、隧洞、渠道和渡槽等水工建筑物有关的岩体稳定问题，包括地基岩体、围岩和边坡岩体的稳定问题。这主要是由于泥岩强度低，抗冲蚀和抗风化能力弱，风化速度快，易于软化、泥化，从而易于导致岩体失稳。特别是作为渡槽墩台地基的砂、泥岩互层的不均匀沉降，会直接影响渡槽的安全和正常运行。
㈡、砂岩裂隙渗漏问题
与岩体稳定问题比较，这是一个相对次要而又易于处理的问题。这主要是因为砂岩裂隙率小，透水性弱；泥岩和无裂隙块状砂岩都能起隔水作用。
㈢、天然建筑材料问题
天然砂料储量小，需要外运部分优质砂料。砾（卵）石料缺乏。用钙、铁质胶结的块状长石砂岩加工碎石，能否满足质量要求，尚待试验验证。
㈣、评价结论
由此可见，最主要的工程地质问题是岩体稳定问题。它主要受岩性和岩性组合的控制。这就是说，地层岩性条件是长滩河梯级电站工程地质问题的主要控制因素。因此，充分利用有利的地层岩性条件，尽量避开或改造不利的地层岩性条件，就成为解决长滩河梯级电站工程地质问题的关键。
五、开发方案比较选择的工程地质评价
对于长滩河水能资源的开发，主要提出了两个低坝引水式开发方案。⑴一级开发方案。从栏杆滩低坝左岸引水，在下游水口附近莲花河沟右岸甘家小桥建厂发电，利用落差36.70米。⑵二级开发方案（如前所述）。
㈠、一级开发方案工程地质评价
从工程地质角度看，该方案具有以下优点：
1、已建栏杆滩低坝建于第1层块状长石砂岩上，经受了20年运行的考验，坝基岩体稳定，也未发现坝区和库区渗漏。取水口进水闸及其下游很长一段渠道，也将置于第1层块状长石砂岩上，有利于岩体稳定和防渗。
2、前池及其泄水渠、压力管道和厂房的地基岩体均为第9层块状长石砂岩，对基础稳定和防渗都比较有利。
3、地形坡度小，变化不大，坡面开阔，有利于施工。
4、石料丰富，质量较好，可就地取材。
但是，由于一级开发方案引水渠道较长，全长3770米，因而存在以下一些比较突出的工程地质问题：
通过第2、4、6、8层泥岩夹砂岩的各种渠系建筑物，存在岩体稳定问题，特别是通过第6层、跨越铁路的倒虹管及其前后短隧洞的围岩稳定问题，十分突出，影响重大。
引水渠道通过第1～9这九个岩性细分层，沿线岩性变化较大，工程地质问题较多，处理工程量较大。天然建筑材料用量较大。
㈡、二级开发方案工程地质评价
1、栏杆滩电站工程地质评价
由于该级电站引水渠道很短，全部枢纽建筑物都建于第1层块状长石砂岩上，经受了20年洪水考验，岩体稳定，也未发现渗漏。若坝下河床不再继续采石，对引水渠左岸的人工堆积和残坡积层进行必要的处理，工程地质条件对于整个电站枢纽工程的安全可靠、经济合理和正常运行都是比较有利的。而且，在坝上游附近左岸，发现有砂岩裂隙泉水，估计可满足电站全部饮用水和部分技术用水的需要。从而，能克服由于河水严重污染而造成的饮用水困难。
2、水口电站工程地质评价
由于该级电站引水渠道较短，全长仅1622米，整个电站枢纽工程仅通过第7、8、9这三个岩性细分层，因而工程地质问题较少，处理工程量较小，天然建筑材料用量也会大大减少。特别是不穿越铁路，也不存在与倒虹管工程有关的、影响重大的围岩稳定问题。其主要工程地质问题是，由于有344米的隧洞段和106米的渠道通过第8层泥岩夹砂岩，因而可能会产生有关的岩体稳定问题。特别是在螺山坡沟底的隧洞段，洞顶盖层较薄，洞顶围岩稳定问题更为突出，必须妥善处理。不过，其余隧洞段分别通过第7、9这两层 块状长石砂岩，洞轴线大体垂直岩层走向，坡体厚大完整，洞顶岩层较厚，因而围岩稳定性较好。而且，进水闸、渡槽和厂区枢纽建筑物都将分别置于第7、9这两层块状长石砂岩上，对与之有关的岩体稳定和防渗都比较有利。另外，厂区枢纽地段，坡度小，坡面开阔，有利于施工。但是，由于坡度小，致使电站枢纽工程长达420～460米，才能集中27.4米落差。从而，使压力前池和厂房工程量较大，压力管道较长。这是地形条件不利的一面。因此，有必要进一步进行厂址优选研究，以寻求经济上更加合理、技术上可行的厂址方案。
3、开发方案比较选择结论
根据上述开发方案工程地质评价，通过比较，初步认为，二级开发方案由于引水渠道大大缩短，能够充分利用长滩河上、下游有利的地质条件，避开中游不利的地质条件，因而在工程地质条件上，相应地在技术经济条件上，较一级开发方案具有较大的优越性。因此，建议选用二级开发方案。并且，鉴于栏杆滩电站改造增容工程比较简单易行，建议首先实施第一级开发。《长滩河梯级电站可行性中间报告》已采纳了上述建议。有关方面已经提出了《栏杆滩电站改造工程初设要点报告》。
在进一步的工程地质勘察和电站工程设计、施工中，对上述二级开发方案存在的一些工程地质问题，应作进一步的研究，做出更加详细的评价，提出合理的处理措施的建议，并作妥善的处理，以保证整个梯级电站工程安全可靠、经济合理和正常运行。
核电站的设备选型和供货商的选择,应采用国际竞争性招标方式,在技术、经济、自主化、国产化等方面进行深入分析比较,来选定供货商和机型。国外制造商必须选择国内设备制造厂作为合作伙伴,转让技术、合作生产,逐步全面实现自主化和设备国产化。
经初步研究,常规岛部分可供选择的国外主要设备潜在供货商有:英法GEC-ALSTHOM公司、美国西屋公司、日本三菱公司、美国GE公司等。到目前为止,ALSTHOM公司已同中国东方集团公司进行合作,形成一个联合体;美国西屋公司已同上海核电设备成套集团公司合资,组成西屋-上海联队。其它公司到目前尚未进行合作。
根据ALSTHOM公司、西屋公司、三菱公司和GE公司等核电设备制造商所提供的资料,按照堆型的不同和一回路的不同,可以形成四类技术方案:
方案一——三环路改进型压水堆核电机组;
方案二——ABB-CE的系统80(System 80)型压水堆核电机组;
方案三——日本三菱公司的四环路压水堆核电机组;
方案四——先进型沸水堆(ABWR)核电机组。
下面就各类技术方案分别进行分析。
1 三环路改进型压水堆核电机组
此方案的一回路为标准的300 MW一个环路的三环路压水堆。此类方案包括中广核集团公司提出的CGP1000、欧洲公司(包括EDF、FRAMATOME、GEC-ALSTHOM)推出的CNP 1000和西屋-上海联队推出的CPWR1000三种压水堆核电机组。
1.1 CGP1000与 CNP1000核电机组
CGP 1000由中广核集团提出,以大亚湾核电站为参考站,并借鉴美国西屋公司和ABB-CE公司的部分先进的设计,有选择地吸收了用户要求文件(URD)的要求,形成以300 MW一条环路的CGP1000技术方案。常规岛部分,汽轮发电机组选用ALSTHOM的Arabelle1000型汽轮发电机组。
CNP1000由欧洲制造商(EDF、FRAMA-TOME、ALSTHOM)根据法国核电计划及大亚湾核电站、岭澳核电站等工程的设计、制造、安装、运行及维修:请记住我站域名中积累起来的经验推荐给中国的核电机组。常规岛部分的汽轮发电机组也以Arabelle1000型汽轮发电机组作为推荐机组。
由于CGP1000和CNP1000的常规岛部分的汽轮发电机组均为Arabelle1000型,所以实际上为同一类核电机组。
ALSTHOM在总结54台第1代汽轮发电机组的运行经验基础上,组合出了Arabelle1000型汽轮发电机组,参考电站为Chooz B(2台1 450 MW机组已分别于1996年7月11月投入运行)。
1.1.1 Arabelle1000型汽轮发电机组的主要技术数据
a)最大连续电功率:1 051 MW;
b)转速:1 500 r/min;
c)机组效率:36.3%;
d)末级叶片长度:1 450 mm;
e)排汽面积:76.8 m2;
f)背压:5.5 kPa;
g)凝汽器冷却面积:68 633 m2;
h)发电机额定输出功率:1 050 MW;
i)发电机视在输出功率:1 235 MVA;
j)发电机额定功率因数:0.85;
k)发电机额定端电压:26 kV。
1.1.2 Arabelle1000型汽轮发电机组的主要特点
a)缸体结构:三缸四排汽(HP/IP+2×LP94),汽轮机采用高中压组合汽缸并直接和2个双流低压缸相连接,含有流向相反的高压和中压蒸汽流道。低压缸为双流式,低压外缸体支承在冷凝器上面,不是直接装在汽机基础上,轴承座和内缸体直接座[，！]于汽机基础上;
b)由于末级叶片比较长,具有较大的排汽面积,可使蒸汽膨胀过程加长,减少余速损失,提高机组效率;
c)由于蒸汽在高/中压缸中膨胀过程是以干蒸汽单流方向进行,另外,在高、中压排汽口加装抽汽扩散器以增加效率,所以,Arabelle1000型汽轮机的高中压膨胀效率相对比较高;
d)发电机采用水氢氢冷却方式,励磁系统采用无刷励磁方式。
1.2 CPWR1000核电机组
CPWR1000由西屋-上海联队推出,由上海市核电办公室牵头,组织上海核工程研究设计院、华东电力设计院、西屋公司等单位联合展开CPWR1000概念设计工作,并于1997年6月份完成。
CPWR1000是建立在西屋公司成熟的、经过设计、工程实践验证的技术上,以西班牙的Vandellos Ⅱ为参考电站(该电站已有50 000 h以上的高利用率的运行业绩),结合西屋先进型压水堆机组(APWR1000)技术,并进行适当改进而来。
1.2.1 CPWR1000汽轮发电机组主要技术数据
a)汽轮机型式:单轴、四缸、六排汽、凝汽式、二级再热装置;
b)转速:1 500 r/min;
c)主蒸汽门前蒸汽压力:6.764 MPa;
d)主蒸汽门前蒸汽温度:283.5 ℃;
e)主蒸汽门前蒸汽流量:5 493.5 t/h;
f)主蒸汽门前蒸汽湿度:0.25%;
g)回热抽汽级数:6级(1级高压加热器+1级除氧器+4级低压加热器);
h)给水温度:223.9 ℃;
i)平均冷却水温度:23.0 ℃;
j)末级叶片长度:1 250 mm;
k)排汽压力:5 kPa;
l)净热耗率:9.788 kJ/(Wh);
m)机组最大保证功率:1 071.09 MW;
n)发电机功率因数:0.9;
o)短路比:0.5;
p)冷却方式:水氢氢;
q)励磁系统:静态励磁系统。
1.2.2 APWR1000汽轮发电机组结构特点 汽轮发电机组采用1个双流式高压汽缸及3个双流式低压汽缸串联组合,汽轮机末级叶片长度为1 250 mm,六排汽口,配置2台一级汽水分离以及两级蒸汽再热的汽水分离再热器。
1.2.3 CPWR1000相对于Vandellos Ⅱ的主要改进
a)核电机组最大保证出力由982 MW改为1 071 MW;
b)主汽门前蒸汽参数由6.44 MPa、280.2 ℃改为6.76 MPa、283.5 ℃;
c)平均冷却水温度由17.8 ℃改为23 ℃;
d)末级叶片长度由1 117.6 mm改为1 250 mm;
e)汽轮机旁路容量由40%额定汽量改为85%;
f)汽轮机回热系统由不设除氧器改为带除氧器;
g)发电机电压拟由21 kV改为24 kV;
h)凝汽器压力由7 kPa改为5 kPa;
i)汽轮机净热耗率由10.209 kJ/(Wh)降到9.788 kJ/(Wh)以下;
j)加大凝结水精处理装置容量;
k)常规岛仪表控制采用微机分散控制系统。
2 ABB-CE的系统80(System80)型压水堆核电机组
此方案也是压水堆机组,较三环路方案不同之处是核岛部分为双蒸发器,由美国燃烧工程公司(ABB-CE)开发而成。此方案也为韩国核电国产化方案,核岛部分为ABB-CE的系统80反应堆,相匹配的常规岛部分为美国GE公司的汽轮发电机组。
摘 要 以调度监控计算机网络系统的数据源为中心的继电保护信息管理系统，通过数据仓库技术集成各类继电保护二次系统信息数据源，使用方法库支持各个不同等级客户的分别应用，利用 intranet 实施数据交换，并且开放 MIS 的数据接口。可实现“三遥”数据的实时分析处理，各部门的信息交流，二次设备图形、试验的管理和事故、缺陷记录、运行状况的分析。该系统实用性强，可靠性高，具有开放性和先进性。
随着微机保护装置的应用普及，继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息，而技术管理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源有机地结合起来，形成一个专业化的计算机应用系统。通过综合分析数据，对设备实际运行状况加强了解，消灭故障隐患，进一步保障系统安全运行。
1 继电保护信息管理系统的实现
1.1 信息数据源的分布
二次系统所具备的信息来源可大致分为3部分：
a)由变电站微机保护装置经 RTU 发送至调度端的实时运行数据；
b)继电保护管理端(生技部门和继电保护班组)所存放的设备管理资料、各类试验记录和运行制度等；
c)其他系统中需要了解继电保护数据或可以提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。
1.2 系统结构
怎样有效地将信息数据源联系起来，而对于各级用户都能予以充分利用呢?我们可以考虑以调度监控计算机网络系统的数据源为中心，建立图1系统。
通过数据仓库技术集成各类数据源，使用方法库来支持各个不同等级客户的分别应用，利用网络功能实施数据交换，并且开放 MIS 的数据接口，基本实现对二次保护数据资源的充分利用。
1.3 系统方法与功能
1.3.1 数据仓库和方法库
a)数据仓库是比传统的关系数据库更高一级的数据组织形式，它不仅支持海量数据的处理，而且对于动态存储、应用程序接口、非结构化数据等方面都具有更强的性能。
b)方法库是封装了一系列分析处理方法的规则库，也是应用程序软件功能的集中表现，可通过设置各用户权限来限制其对数据仓库的查询和读、写操作，维护数据的完整性，同时也限定了客户的应用范围。
1.3.2 软件应用功能
a)“三遥”数据的实时分析处理：各类二次信息的查询，和以前定检、定试记录的比较，动作时间和次数的统计，故障、事故等报警事件的指示和响应等。
b)二次设备试验的记录管理、定试预告、定值单管理、材料管理等。主要由继电保护班组人员填写，其他部门共享查询。
c)二次设备图形管理系统具备 GIS 功能，支持图形和数据库相连，直接在图形上查询参数。
d)二次设备事故、缺陷记录分析，各保护装置运行状况分析。主要是继电保护技术专责完成，其他部门共享查询。
e)设立一次设备参数接口。如电流、电压、功率因素和高压设备试验记录等，配合一次主接线图查询，可作为二次系统的辅助分析数据来源。
f)可使用电子函件和新闻公告板方便各部门间的信息交流。
1.3.3 软件开发工具
采用 Microsoft(微软)公司系列工具软件进行开发，在实用性和兼容性上都可以体现应用的先进性及广泛性。
1.3.4 系统建立模式
随着 Internet 的广泛应用，信息资源的利用已成为企业发展的巨大动力。我们在建设继电保护信息管理系统时，也必须充分考虑这一点，要向大的外部空间提供可用的信息数据，也要从外部世界汲取各种综合信息，故考虑采用 intranet 模式。
2 系统特点
2.1 实用性强
针对生产运行中的实际问题，解决了二次部分各类数据源的共享和使用，特别对于继电保护技术工作人员，可以更有效地进行系统分析和数据统计工作，提高保护运行水平。
2.2 可靠性高
易于维护和升级。由于采用数据仓库和方法库。整个信息管理系统运行可靠性不再分散于各级用户之间，而集中于网络中心数据库和规则库，任一客户工作站的突然损坏，也不影响整个系统其他部分的工作性能，而且恢复非常简单。对于软件开发人员而言，升级换代只限于方法库的改变，快捷方便。
2.3 开放性和先进性
数据仓库技术使得数据源的来源更加广泛，使用更加方便，易于和 MIS 等系统接口。系统的构造结合了 Internet/intranet 模式，具有良好的应用前景。
3 结束语
现在各个发供电企业的 MIS 系统建设已普遍考虑采用 Internet/intranet 模式，因此在建设企业内各个专业子信息系统时也应采用这种模式，以统一系统的规划及数据的流动，使企业能充分利用各种信息资源推动自身的发展 。
作者：广州电力工业局 陈菁
摘要:洪口水电站大坝砂石料生产系统原设计采用河床天然砂砾料进行筛分生产,并进行少量轧制,因征地原因,天然砂石级配与标书有重大出入,造成生产能力和骨料级配不能满足大坝浇筑需要,需对砂石料生产系统进行重大改造,提高轧制能力。洪口闽浙联合体结合系统喂料口为条筛的具体情况,探索出采用板式给料机输送超径料、新增轧石机回轧的改造办法,满足了生产要求,又节约了改造成本,较好地解决了改造难题,可为今后类似砂石料生产系统的生产能力提升改造提供成功借鉴思路。
关键词:天然砂石料 系统 改造 条筛 超径料 板式给料机 回轧 洪口水电站
1 工程概况
洪口水电站位于宁德市,是霍童溪干流梯级开发的第六级水电站,水库总库容约4.5亿m3,总装机容量为200MW,拦河坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高130m。大坝混凝土总工程量为76.8万m3,其中碾压砼65.7万m3,常态混凝土11.1万m3,施工高峰期混凝土浇筑为7.3 万m3/月,常态0.8万 m3/月。
2 改造原因
2.1 原砂石料生产系统设计配置思路
洪口水电站砂石料生产系统由闽江工程局勘测设计院设计。设计依据为业主标书提供的砂石料场勘测资料。砂石料生产系统的生产规模按8万m3/月配置,主要利用河床天然砂石料进行加工,设计思路是将大于300mm的超径料筛出作为弃料,仅把筛余的300mm以下的再进行筛分,并进行少量轧制,予以利用。
原砂石料生产系统具体布置见图1。其工作流程和原理如下:
(1)将采挖上来的天然料,通过四台喂料口条筛,分离出大于300mm的超径料,作为弃料。
(2)将筛余的300mm以下的天然混合料,由喂料口条筛下的1#皮带机运送到1#筛分楼筛分。
(3)1#筛分楼为一台YKR24×60单层筛,将80mm以上的骨料分离。
80mm以下的混合料由3#皮带和7#皮带机直接送往3#筛分楼。
大于80mm以上的骨料由2#皮带机输送到粗碎车间进行破碎。
(4)粗碎车间安装了两台PE750×1060,大于80mm以上的粗骨料经破碎后,由4#皮带机输送到2#筛分楼。
(5)2#筛分机是一台YKR16×45单层筛,将粗碎车间送来的破碎骨料分离成两部分:
大于80mm骨料,由5#皮带机送到中碎车间,由两台型号为PEX-300×1300的颚破进行破碎,完毕后由3#和7#皮带机送至3#筛分楼。
而小于80mm以下的骨料,则由6#、3#、7#皮带机,直接送到3#筛分楼。
(6)3#筛分楼由两台香蕉筛3WZD24×60、两台螺旋洗砂机XL-914和两台圆振动脱水ZKR12×30机组成:
香蕉筛的三层筛将前面经破碎后的混合料筛分成大中小三种成品料,分别由相应的皮带机送往各成品料堆。
筛余的底层的黄砂,则经过螺旋洗砂机冲洗后,由14#、15#皮带机运往黄砂成品料堆。
2.2 原砂石料生产系统的实际产出水平
原砂石料生产系统建成后,由于征地等多方面的原因,投入使用的砂石料场与标书有很大出入,主要体现在料场砂含量远小于标书中勘测资料数据、超径蛮石的比率却大大超过标书中数据、采挖范围受到限制而大大缩小等方面,使得实际生产能力远远达不到设计能力,仅为5万m3/月,不能满足大坝要求实际浇筑需要,生产出的骨料级配也不理想,大骨料偏多,中小骨料和砂偏少,同时,因蛮石弃料增多,加大了生产成本,因筛余的利用料中的大石料偏多,轧制强度大,造成设备容易损坏。
由于上述原因,经参建各方研究,决定对原砂石料生产系统进行改造,以提高砂石料产量,并增加中、小骨料产量。
3 改造难点和方案比选
针对系统改造需要和施工条件、施工难点, 设想了3个方案进行比选:
(1)改用大型颚破机直接喂料,不使用喂料口条筛,因喂料口进料平台是填筑建成的,按此方案改造,需加高4m,进料平台和喂料口土建需推翻重来,势力必耽误生产,不可行。
(2)另在本系统外建成一专门大型颚破机轧石系统,将蛮石弃料直接轧制利用或轧小后再运回,重建系统投资大,时间不允许,轧小后再运回,生产成本明显增加,且只能增多大骨料产量,对增大中小骨料产量无帮助。
(3)将喂料口的条筛栅格间距减小到150~160mm,在原喂料口条筛弃料口下方设一台板式给料机,在本系统边缘,沿1#皮带机,增设1台颚破和6台中碎,另辟一条破碎系统,蛮石和大于150mm的较大卵石经破碎后,由新增的18#、19#皮带机2条皮带机输送到3#筛分楼。同时,增设另1条17#皮带机,将从3#筛分楼出料皮带上的大骨料,送往2#筛分楼旁边的新增细碎机破碎,再送往3#筛分楼。由于本改造方案比较紧凑,做到了见缝插针,能够满足场地布置限制条件,同时,由于本方案能够在生产间隔时间施工,基本不影响生产,方案可行、经济。
经方案比选,决定采用(3)方案。
4 改造方案的具体实施
4.1 分成大于150mm和小于150mm两挡分别破碎处理
(1)将小于150mm天然料,用喂料口条筛下的1#皮带机运走,通过原骨料筛分系统进行筛分。
(2)大于150mm的较大卵石的天然料,通过一条设置在三个喂料口弃料出口处的板式给料机,输送给新增加破碎站
(3)经新增的破碎站破碎后的料,通过新增的皮带机送到3#筛分楼开始筛分,筛分之后送往成品料堆。
4.2 板式给料机配置选型
板式给料机工作原理是借助驱动轴的转动,通过传动链轮带动封闭链带,使其作连续移动,从而达到传送物料的目的。由于板式给料机能够水平或带一定倾角运送较大直径的毛料,使之成为改造成败的关键设备。
根据目前河床天然骨料的特点,蛮石最大直径为600~700mm,但其含量很少,可以通过挖机在采挖过程中剔除。主要粒经为500mm以下,因此板式给料机的机型选定在带宽B=1000mm,生产能力30~300m3/h、给料速度为0.03~0.25m/s、驱动电机为功率7.5kw可调速电机,板式给料机的输送长度根据喂料口的地形情况定为20m。
4.3 破碎设备的配置
由于本次改造的目的是为了增大系统的破碎能力,增加中小骨料的产量,因此主要的投入放在破碎设备上。粗碎选用一台PEV750×1060颚破;细碎为6台PEX250×1200颚破,破碎后的骨料由皮带机送往3#筛分楼,筛分后分送到各骨料堆。
4.4 大骨料回轧方案布置
由于前期大骨料产量太高,已超出大坝RCC浇筑所需的用量,使得大骨料无处堆放,占用了大片场地。
对大骨料过多的处理,本次改造有两种途径:
(1)将成品大骨料皮带分出部分来进行内循环回轧。即在8#皮带机机头,分出部分大骨料,通过新增的17#皮带机,将料送入新增的4台型号为PEX150×750细碎,破碎后通过6#等皮带机,返回3#筛分楼进行内循环。
(2)在2#筛分机进料皮带机头,用溜槽分出一部分骨料,通过新增的一台PEX250×1200颚破,进行破碎,破碎后通过3条皮带中转返回3#筛分楼。
(3)通过装载机,将成品大骨料装入自卸汽车,盘运至喂料口,然后由改造后的骨料破碎系统,对大骨料进行破碎,增加中小骨料的数量,以达到满足大坝RCC所需骨料级配为止。
通过上述措施,可大大减少大骨料太多的问题,从而达到节约成本的目的。
4.5 改造后的系统平面布置图
5 改造效果
按照上述方案 ,按期成功完成了系统改造。系统运行可靠,改造后的砂石料生产系统生产能力有了较大的提高,系统日最高生产能力从改造前的4419吨/天,增加到改造后的6880吨/天,能够满足洪口水电站二枯高峰期的骨料供应,且骨料级配得到大大改善,能满足均衡生产的要求,达到改造目标。
6 经济效益
6.1在保证材料供给、保证工期方面最经济:
本次改造中增加一台板式给料机、12台不同大小的颚破和3条皮带输送机共投入约150万元,若系统不改造,工期将延误约半年以上,将会给工程带来较大的损失;若采用其它方案改造,不计新系统投资,拆除、砼龄期、重新制安将造成工期延误约两个月以上;若改用外购骨料,约需17万m3,供应难度大,且每方骨料成本提高15元以上,需多花费255万元以上。因而本改造方案最经济,是必要的。
6.2消化蛮石弃料,增加效益:
改造前每月约有10%~20%的蛮石弃料。二枯消化弃料约3.2万m3,混合料挖运及蛮石弃料总计约12元/m3,仅此一项,节约成本约38.4万元。
7 结语
在利用条筛喂料口的原砂石料生产系统已投产的情况下,进行生产能力提升的改造,本方案经济可行,成功地解决了场地布置难题,不影响原系统的生产,又节约了改造成本,可为今后类似砂石料生产系统的生产能力提升的改造提供借鉴。
摘 要 介绍一种以单片微机为核心的可测量压力的新型智能仪器。该检测仪可消除现在普遍使用的现场安装压力表或短距离毛细管传输压力表所存在的观察不便的缺陷，具有测量准确、能减轻值班人员劳动强度、可远距离传送测量数据进行集中监控等优点。
发电厂(站)的压力参数包括发电机、汽轮机、水轮机等旋转机械设备在运行过程中需要测量的各处油压、汽压或水压。由于这些压力参数可以反映出旋转机械设备的运行状态，所以只有准确地加以测量，才能使上述设备的正常运行有保障。现在发电厂(站)使用的各种压力测量仪，一般都采用现场安装压力表或短距离毛细管传输压力表，需要安装在要测量的压力现场附近，由值班人员定时巡查记录。这样的测量方式，不但值班人员劳动强度大，而且无法做到随时观察各处压力参数的变化，难以预防事故发生于未然。
本文介绍的单片微机压力检测仪，是一种能够远距离测量压力参数的智能仪器。在单片微机的管理下，检测仪的测量过程完全是自动进行的，工作状态的转换操作也非常简单，测量结果既可以用显示器显示或打印机打印，也可以送至上位计算机进行远距离集中监控，便于实现发电厂(站)管理的自动化和现代化。
1 电路的构成和原理
检测仪共有8路检测通道，各路通道的模拟放大电路及基准电源电路均相同，而压力传感器的输入则按实际需要选择不同量程的压力传感器。压力传感器分别为各路压力检测通道的测压元件，当压力作用于传感器时，芯片上的电桥在压力的作用下出现不平衡，输出正比于压力变化的电压信号，基准电源采用恒流源电路给电桥供电。从传感器输出的信号是比较小的，须经过模拟放大电路放大。为了消除放大电路的输出端的温漂，采用了基本差动运算放大电路。
由于检测仪具有对多路测压点进行自动巡回检测的功能，所以需用自动转换开关对多个压力传感器送出的信号进行选取。为此，采用了CMOS 8选1多路模拟开关(选用4051)，由它控制8路通道的通断状态，相当于一个单刀八掷开关。从多路转换开关输出的信号是模拟量，在把它输入单片机运算处理之前，必须先转换成数字量，完成这一功能的电路就是A／D转换器。检测仪使用了MC1433双积分型A／D转换器，其工作原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，然后用计数器记下此时间间隔内的时基脉冲的数目。
由于单片机本身提供的资源如I／O口、定时器／计数器、串行口等不能满足要求，因此需要在单片机上扩展其它接口芯片。由于MCS-51系列单片机的外部RAM和I／O是统一编址的，所以可以把单片机外部64 KB RAM空间的一部分作为扩展I／O的地址空间，这样单片机就可以象访问外部RAM一样访问外部接口芯片，对其口进行读写操作。检测仪采用具有I／O接口和计时器的静态RAM8155作为I／O并行接口电路。
拨码盘分为始点值拨码盘和终点值拨码盘，其作用是根据实际需要设置当检测仪进行巡回检测时的输入通道始点值和终点值。
拨码开关的每一位数码开关对应一路输入通道，并用来设置该通道的测量范围。当一输入通道压力输入量程不大于2.000 MPa时，该通道的拨码开关设置为“OFF”；当一输入通道压力输入量程大于2.000 MPa时，该通道的拨码开关设置为“ON”。检测仪将根据拨码开关设置的量程进行运算，以提高低压力量程范围的数据精度。
显示译码电路(74LS247)则将BCD码译成十进制数字，再由数码管显示压力检测通道的序号和各测压点的压力值。
操作显示电路的作用是用来切换及显示检测仪的工作状态。
打印／通信接口电路的作用是把测量结果用打印机打印出来，或把测量数据传至上位计算机进行远距离监控。
检测仪的工作原理是这样的：每一路通道的压力传感器的输出信号经模拟放大电路进行线性放大，然后由多路转换器的模拟电子开关进行选择，并经滤波后，由A／D转换器转换成数字量，再经I／O并行接口输入到单片微机进行运算，运算处理后的通道号和压力值最后经I／O并行接口送至显示译码器进行译码显示。
2 压力检测主程序
按照检测仪的工作原理而设计的压力检测主程序的流程图如图2所示。
3 抗干扰措施
3.1 硬件的抗干扰措施
在电源方面，一是在交流部分连接了压敏电阻，从而隔离了可能出现的尖峰过电压；二是对某些单元电路采用恒压集成块供电，如恒流源电路的基准电压和A／D转换器的参考电压均是这样处理。其次，在多路转换器输出线与A／D转换器的输入电压Ux引脚之间，串接了一个二阶有源低通滤波器，它能够有效地抑制高频干扰信号。此外，检测仪采用的A／D转换器是双积分型，其转换结果与输入电压在采样阶段所经历的时间内的平均值成正比，故对对称交流干扰或尖峰脉冲干扰具有很强的抑制能力。
3.2 软件的抗干扰措施
对于来自被测信号源本身、传感器或外界干扰等干扰源的不规则的随机干扰信号，可以用数字滤波方法予以削弱或消除。由于在工业测量和控制等应用场合，经常会遇到尖脉冲干扰的现象，这种干扰通常只会影响个别采样点的数据，使此数据与其它采样点的数据相差较大，所以采用了防脉冲干扰平均值法。此法类似于体操比赛等采用的评分方法，既可滤去脉冲干扰，又可滤去小的随机干扰。
4 技术指标和性能评价
本检测仪可在0～50 ℃的环境下正常工作，压力测量范围为0～10 MPa，测量分辨率为0.001 MPa，压力传感器的输入通道可达8个。为了便于安装和使用，其外壳采用了面板式仪表的国际标准外形结构。
这种检测仪已在某水电站2台1.6 MW水轮发电机组上连续运行了超过2 a时间，工作情况一直正常。
与现在普遍使用的发电站压力检测仪相比，本检测仪有着显著的优越性，主要体现在如下方面：
a)是一种由单片微机控制的智能仪器，完全实现对发电厂(站)压力参数的现场外全自动检测。利用其配备的打印／通信接口，可以很方便地随时把检测结果送至打印机列表打印，或送至上位计算机进行远距离集中监控。
b)具有多通道压力检测功能，每一通道的压力传感器均配置相同且独立的模拟放大电路与恒流源电路，并采用了多路转换的电子模拟开关，使得检测仪能长期稳定和可靠地运行。
c)结构简单，成本不高，工作状态转换操作方便；抗干扰能力强，测量准确度高；性能稳定，不需要专门的维护保养。
作者：华南理工大学电力学院 何志伟 黄少先 张岳匀
自从改革开放以来,随着我国经济建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高,电力供应日趋紧张,峰谷差逐渐加剧,部分电网已出现拉闸限电的局面。基于保证电网安全、稳定、经济运行的要求,抽水蓄能电站作为一种拥有调峰填谷,调频、调压、事故备用、黑启动等功能的电站,将是我国电网发展的战略重点。
一、我国抽水蓄能电站发展的现状
80年代起在我国广东、华东和华北等东部经济发展较快的地区,且以火电为主的电网开始开工建设一批大中型抽水蓄能电站,广州(一、二期)、十三陵、天荒坪等大型抽水蓄能电站陆续建成,对改善广东电网、京津塘电网和华东电网的运行条件起了重要作用,并使20世纪90年代成为我国抽水蓄能电站建设的第一个高潮。
跨入21世纪后,中央十六大提出到2020年GDP再翻两番的宏伟目标,这次经济增长的特点是重化工业与高新技术产业共同迅猛发展,进入了新一轮以钢铁、有色金属和汽车制造等为主的重工业化时期。相应电力负荷也迅猛增加,抽水蓄能电站投入运行后在电网中发挥了很好的作用,深受电网调度管理人员欢迎,成为电网管理的有力工具。抽水蓄能电站分布范围从东部沿海经济发达地区扩展到华中和东北地区;不仅在火电比重大的电网,也开始在水电比重较大但调节性能并不好的电网建设抽水蓄能电站。这批抽水蓄能电站将在2010年前后全部投入运行,届时中国抽水蓄能电站总装机容量将达到16955MW,预计将超过德国和意大利,晋升至世界第三位。即使如此,我国抽水蓄能电站装机容量比重仍然不高,仍有较大发展空间。
目前,我国各地对建设抽水蓄能电站的热情较高,一大批的抽水蓄能电站项目正在积极开展前期工作。1999年3月国家电力公司颁布了《抽水蓄能电站经济评价暂行办法实施细则》。 2005年3月国家电网公司成立了国网新源控股有限公司,其主要职责是开发和运营国家电网公司系统抽水蓄能项目。2006年8月国家电网公司向国家发改委报送了《关于抽水蓄能电站建设有关问题建设的请示》,均有效的指导了我国抽水蓄能电站的发展。在“十一五”规划纲要中, 更是明确提出“适当建设抽水蓄能电站”,表明抽水蓄能电站发展已成为我国“十一五”电力发展战略的重要内容。
尽管抽水蓄能电站的建设在我国大有方兴未艾,蒸蒸日上之势,并且满足我国电力需求和环境等各方面的要求,但总体效益却不乐观,影响了对抽水蓄能电站的投资积极性,不利于抽水蓄能电站在我国的持续发展。归结其原因,主要有两个,一是由于目前仅以上网电价作为经济评价指标存在不足,二是电价高低的制定未能充分反应抽水蓄能电站的优越性。
二、上网电价作为抽水蓄能电站的唯一经济效益评判指标的局限性
对抽水蓄能电站在系统中的功能定位认识不到位,以上网电价的高低论经济性,影响了对抽水蓄能电站的客观评价。不区分抽水蓄能电站与常规电厂在系统中的功能差异,用抽水蓄能电站的短处与常规电厂的长处进行对比,忽略其系统经济性,以及在系统安全稳定运行和供电质量保障中的作用,从而形成了抽水蓄能电站上网电价高、经济性差的概念,严重影响了对其评价的客观性。
我国常规水电站财务评价方法是根据原国家计委和建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》及水电水利规划设计总院编制的《水电建设项目财务评价暂行规定》,主要是以电站的发电量来计算项目的销售收入,其上网电价根据资金来源不同,按照满足贷款偿还期要求反推上网电价;还清贷款以后,按满足投资利润率12%测算上网电价。
抽水蓄能电站在电网中的效益是以动态效益为主,用常规水电方法评价抽水蓄能,没有真正体现抽水蓄能电站在电网中的动态功能;另外,用反推上网电价来评价抽水蓄能是否可行,也是不客观的,上网电价只反映抽水蓄能电站发电量的多少,而抽水蓄能电站的发电量与常规水电站相比往往是比较低的,只相当于常规水电站发电量的25%左右,并且抽水蓄能电站的发电量往往是不确定的,它与电网的负荷水平、电源结构以及地区经济发展等有很大关系;抽水蓄能电站发电量少,并不是电站本身造成的,而是系统优化的必然结果,也就是说,抽水蓄能电站多发电量,从系统优化角度来说是不经济的,广蓄和十三陵等抽水蓄能电站的运行经验已充分说明了这一点。
所以用上网电价作为唯一指标来评判抽水蓄能工程,势必造成抽水蓄能电站上网电价过高,给抽水蓄能电站的立项带来很大困难,对当前电源结构调整也极为不利;而对电网来说,往往对提供电量多的电源感兴趣,而抽水蓄能电站电量少,反推电价必然高;另外,投资越大,电价也越高,必要报酬率也大等等。这些问题的出现,使得人们对抽水蓄能电站的效益未能充分意识,影响了对兴建抽水蓄能电站的积极性。
三、合理的电价政策是我国抽水蓄能电站健康发展的关键
据我国国务院“71号文”明确提出,厂网分开后,电网经营企业建设和管理的抽水蓄能电站,由电网统一管理和核算,其建设和运行成本纳入电网运行费用统一核定。而对于其他投资主体建设的抽水蓄能电站,该文件规定,要作为独立电厂参与电力市场竞争。而业内人士普遍认为,现行电价体制基本无论是单一电量核算方法,还是两部制电量核算方法,不能给抽水蓄能调峰填谷的静态效益以足够的补偿。
发电侧没有形成科学的峰谷电价,影响了抽水电价机制和抽水蓄能电站上网电价水平。目前竞价上网还没有普遍推行,能够反映供需关系的分时上网电价机制没有形成;在实行政府定价的地区,部分电网试行发电侧峰谷电价,峰谷电价差比较小,难以反映峰谷发电成本、价值和供需关系,推行的阻力也比较大,导致合理的低谷抽水电价机制难以形成。一般按平均上网电价核定抽水电价,不仅不能反映低谷电能价值,而且直接导致了抽水高成本,影响发电价格,以致抽水蓄能电站在峰荷时间所提供的优质电得不到必要的补偿。 现在应该使用科学的方法,首先制定更能反映不同时段实际发电成本的电价。
首先,抽水蓄能电站优越的调峰、调频、调相、负荷和事故备用、快速跟踪负荷等性能,对电力系统的电力结构优化、提高供电可靠性、促进电网安全稳定经济运行起到重要作用,应在电价政策上得到体现。
其次,随着电力市场的逐步完善,应研究发电端电力市场的完全两部制电价结构。需要针对抽水蓄能电站的各种效益,制定完整的抽水蓄能电站上网两部制电价体系,以真实反映其市场竞争力。应在两部制上网电价结构中考虑机组分类,动态效益,社会对抽水蓄能电站的综合利用效益和社会效益给予合理补偿回报。两部制上网电价可充分反映抽水蓄能电站开发、运行的特点,可促进电力结构和资源优化配置,发挥抽水蓄能电站的容量效益优势,提高其上网的竞争力。
此外,也可以考虑容量成本转入的电量电价、机组分类容量电价、增收辅助电价等情况分析,构成“三部制”的电价结构。在这种构想的电价结构体系下,电价结构由三部分组成:
电价= 容量电价+ 电量电价+ 辅助服务电价
对应的抽水蓄能电站效益也将由三部分构成:
效益= 容量效益+ 电量效益+ 辅助服务效益=(容量*容量电价)+(电量*电量电价)十(辅助服务量*辅助服务电价)
三部制电价不但有利于对资源的有效利用和能源的节约,还有利于抽水蓄能电站的市场开拓,增加其开发收益。
最后,在电力市场还不完善的过渡阶段,可以通过效益分摊的方法来回收抽水蓄能电站的外部经济。在经济评价和效益分摊的前提下,明确不同经营模式下抽水蓄能电站各项效益的受益主体和回收方式,并提出符合其经营特性的价值补偿政策。
综上所述,目前我国大部分抽水蓄能基本上只能回收静态效益,抽水蓄能电站的动态效益一直存在“看得见,算得出,拿不到”的现象,导致我国抽水蓄能电站的经营业绩较差,投资吸引力差,发展缓慢,甚至难以生存,这与我国电力系统中要大力建设抽水蓄能电站的意图相矛盾。因而正确衡量抽水蓄能电站的效益,建立合理的电价政策,对抽水蓄能电站的发展具有十分重要的意义。
系统软件功能
水泵机组自动化软件功能水泵机组在无故障工况下,闭合全部刀闸与保护用断路器;电动闸阀与旁通电磁阀均处于关闭状态。水泵监控系统发出运行指令后;启动真空泵,当给水泵充水达到启动条件时,监控系统发出一号软启动器指令,停止真空泵,并按软启动规律启动水泵机组。当完成启动过程后,监控系统再发出旁通电磁阀开通指令,随后再发出电动闸阀开通指令,电动闸阀全部开通后,自行保持全开状态,旁通电磁阀关闭。这一自动开机过程即完成,处于正常抽水运行工况。监控系统处于实时在线监控状态。实时在线监控状态下实时监测的数据有:电压、电流、有功、功率因数、水塔水位、泵出口压力、地下水库水位、水泵瓦温、电机定子温度、泵与各断路器的运行状态。当需停止水泵运行时,由监控系统发出停运指令,先关闭电动闸阀,完成后再转到软停机进程,由软启动器完成对电动机的停机过程。监控系统则处于热机备用工况,时刻监测着泵站的全部参数并准备再次启动与自动运行。水电机组自动化软件功能水电机组计算机监控系统采用分层分布结构,由中央监控和现地监控组成。主要具有数据采集、数据处理及安全监视、控制与调节、人机联系、运行管理、系统诊断自恢复等功能。电站的人员可通过工作站完成机组的工况自动转换、测量机组的转速、各处温度、电信号、液压信号、机组状态等自动测量与显示、机组的功率调节、打印制表、参数设置、辅机系统的自动控制、实验计算等功能[3,4]。
实验平台的应用
该实验平台由水力系统、动力设备及电气与自动化系统三部分组成,能够真实模拟水电站发电过程,可以达到一键开机和无人值守。实验电站建成后,能够实现电能的正常生产,系统能够并网运行。实验电站的主要设备均由教师自主研发完成,如此规模的实验电站在国内高校中尚属首次。该系统建成后可进行以下教学实验和科学研究:(1)水轮发电机组的开机、停机过程试验;(2)水轮发电机组的发电运行试验;(3)水轮发电机组的空载扰动及甩负荷试验;(4)调速器的静特性试验;(5)调节系统的动特性试验;(6)励磁系统的静特性试验;(7)励磁系统的动特性试验;(8)水轮机的能量试验;(9)水轮机蜗壳测流试验;(10)发电机的自动准同期并列试验;(11)保护动作试验:(12)发电机机组振动监测研究:实验电站除满足课程实验外,还可以补充学生在电站实习时,无法实际操作的不足,如开停机过程、甩负荷、同期并列等,同时学生所编制的调速器、励磁、监控等相关程序也可在此进行验证。实验电站对水电站中的水轮机过渡过程、水轮机调节系统、励磁调节系统能够进行试验研究、监测分析等,为水电站在线监测与故障诊断研究提供试验条件。在进行各种科学研究和实验中,能够满足水电站的安全要求,实现各种过程的自动控制。
结语
实践证明,该实验平台的开发建设是成功的。既为水利水电类专业的本科生和水电站的技术人员培训提供认识实习、教学实验和运行培训基地,亦为水利水电工程重点学科对水电站动力设备及其控制系统运行特性的进一步研究提供强有力的技术手段,也可为水利水电工程学科硕、博士研究生论文研究提供实验平台,同时亦是水电工程建设部门考察西安理工大学水电站动力设备及其控制系统教学科研水平及开发能力的一个窗口。更重要的是,通过水电站动力设备及其控制系统的建设,将使西安理工大学成为西北乃至全国水利水电动力工程实验研究和中小水电站水轮发电机组及其控制系统定点开发基地,扩大了西安理工大学在水利水电教学及科学研究领域的影响,使教学和学科建设迈上一个新台阶。
一、水电站建设施工安全管理的必要性
水电工程项目的施工，是一项复杂的系统工程，参与人员较多，大型机具多，工程占地范围大，施工复杂，涉及爆破、高空操作等特种作业，工程本身的特点决定了安全管理的重要性，稍有不慎，便会发生事故。最近一两年来，虽然各级政府部门加大了对安全生产的监管力度，但事故仍不断发生。如目前在建的三峡枢纽工程，曾发生塔带机断裂造成死亡3人的重大事故；前不久，三峡工地378联营体120工地浇筑道路混凝土时发生塌方，死亡5人。我省的类似事故也不少，如某电站用运送土石料的缆车载人，因缆绳断造成5人死亡；甘孜州热足电站3#机堵头爆裂，造成水淹厂房、3人死亡；甘孜州一装机仅120千瓦的小电站边坡垮塌，造成12人死亡等。类似的例子还有不少，血的教训给我们敲响了警钟。
我省各级水行政主管部门多年来为水电建设做了大量工作，取得了显著成绩。但是近一两年来，由于机构改革过程中的一些调整，使得水电项目的建设管理出现了脱节现象，许多在建项目施工安全与工程质量无人过问。尤其是近年来非水利系统企业甚至私营企业投资水电建设的越来越多，部分业主不清楚我国的基本建设程序，不懂得工程本身的安全和质量涉及公众安全和公共利益(水电工程一旦发生事故，将会给河道下游的人民生命财产造成巨大损失)。因此，新的形势下，作为政府水行政主管部门，安全管理仍应常抓不懈，丝毫不能放松，要义不容辞地搞好水电建设管理，保证工程施工安全，保障社会公共利益，维护社会稳定。
二、搞好水电施工安全管理的措施
(一)提高认识，明确职责。建设项目法人、施工单位和设计、监理单位的法人代表是安全工作的第一责任人，对建设项目或本单位的安全工作负全面责任。各单位在工程项目上的负责人分别对本单位在工程建设中的安全工作负直接责任。项目法人和施工单位是施工安全管理的重点单位。项目法人应做好以下各项工作：
1.贯彻国家、部、省有关安全生产的规定、办法和工作部署。
2.根据工程实际情况，明确项目法人在安全管理工作中的具体职责，制定工程项目安全管理制度。
3.制定工程建设中的重大安全技术措施，协调有关经费的落实；加强与建设项目所在地政府和有关部门联系。
4.为施工单位的安全生产创造必要条件。
施工单位应做好以下各项工作：一是认真执行国家和部、省有关部门颁发的安全生产法规和规定；二是建立、健全适应工程建设的安全管理机构、安全工作体系和以安全生产责任制为核心的安全管理制度；三是在制定施工组织设计时，必须制定安全技术措施计划，经逐级审核、审定后组织实施，并报项目法人和监理单位核备；四是坚持在计划、布置、检查、总结和评比生产的同时，计划、布置、检查、总结和评比安全工作。
(二)理顺体制，规范管理。水行政主管部门作为中、小水电建设的行业行政管理部门，在机构改革中和改革完成后，应继续履行职能，加强管理。我省于去年设立了省安全生产监督管理局，对全省安全生产进行综合性管理。综合性管理与专业管理彼此不能替代，应相互补充，互相配合，共同作好工作。
(三)依法管理。安全生产年年都讲，但重特大事故年年都在发生。要改变这种现状，应实施依法管理，以法规代替行政命令。我省应制定相应的法规条例，以利于安全监管部门和省水利厅、市州水利局从执法的角度进行水电工程强制安全管理，对违法者给予惩罚。除了省级法规外，行业管理部门应制定专业性的管理规定作为补充。目前，四川省地方电力局正在起草《四川省水利地方电力建设施工安全管理暂行规定》，有望近期出台。
(四)加强日常检查。水行政主管部门要对在建水电工程进行定期或不定期安全检查，督促参与工程建设的各单位提高认识，加强管理。检查的内容主要包括：各单位的施工安全管理体系建立情况；施工安全规章制度及执行情况；职工安全教育培训情况；安全管理档案等。
(五)设计、监理单位要积极参与工程施工安全管理。项目法人、施工单位是施工安全管理主要单位，但设计监理也应从自身出发，积极参与安全管理。
设计单位主要应从以下几个方面为施工安全服务：一是工程设计必须符合国家、行业标准以及部、省规程和规定；二是对施工风险较大部位的设计，必须把施工安全放在首位，充分考虑施工条件和技术措施，应参与编制施工安全的实施细则或安全监测系统的设计；三是对施工中遇到影响安全的各种险情，必须按规定做好测、预报工作，及时向项目法人、监理和施工单位建议采取有效的技术防护措施；四是协助对各类事故的调查处理，对安全事故引起的工程质量问题应提出处理方案。
工程监理单位应与项目法人配合，对施工现场的安全情况进行监理。主要做好以下几点：一是督促施工单位制定并执行施工安全管理制度；二是对施工单位的安全管理进行日常检查；三是审查施工单位的施工组织设计是否符合有关安全管理规定；四是施工企业的安全管理工作严重失控、施工安全没有保证时，有权责令其停产整顿。
(六)搞好水电工程的防洪度汛。防洪度汛是水电工程安全管理的重要内容，从中央到地方各级政府历来重视每年的防洪度汛工作，除了国家防总、省防汛办的总体布置外，水行政主管部
门应从建设管理的角度，抓好在建工程的防洪度汛工作。一是要保证工程区范围内的河道畅通，不能因为在河流上兴建电站工程而侵占河道行洪断面，抬高河道水位，造成沿河两岸增加淹没范围。二是要保证工程本身汛期安全，不能因为施工围堰未达到应有的防洪标准而水淹基坑，造成设备损坏及人员伤亡。三是各种建筑材料如水泥、钢筋等应堆放在安全高程以上，以免被水淹。
(七)建立安全情况及事故报告制度。一是各在建水电工程项目法人，应定期向主管部门报告本项目施工安全管理情况，应对已发生的各类事故进行统计分析，查清原因，分清责任，找出管理中存在的问题，制定改进措施。二是坚决实行事故快报制度，特大事故应在6小时内、重大事故应在24小时内、一般事故应在48小时内逐级上报，不得隐瞒。
(八)搞好安全教育培训。安全教育培训是提高全民安全意识的主要手段。主管部门每年应对各项目参建单位的安全责任人以及专职(或兼职)安全管理人员进行一次培训。各企业应对本单位从事该项目建设的全体员工每年至少进行一次安全教育培训。从事特殊工种、危险作业的人员，必须持证上岗。
(九)开展安全文明施工竞赛活动。每年在全省范围内进行一次安全文明施工竞赛，所有水电建设项目法人和施工单位均应参加，年终进行评比。对安全施工搞得好的项目法人和施工单位以及先进个人进行表彰奖励，对相应的项目主管部门也应进行表彰。对安全施工管理做得不好的单位进行通报批评，对玩忽职守、产生严重后果构成犯罪的责任人，要按照刑法追究其刑事责任。大水电建设项目的投标资质预审时，要审查施工单位的安全生产业绩。
