时间：2023-03-13 11:24:38
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在世界上,我国也是一个体育强国,尤其在一部分体育项目上,我国一直占领先地位,然而,仍然有很大一部分项目是和世界水平存在相对不小的差距,典型的比如田径运动。虽然长久以来,我国的竞技体育投入中,田径项目占有较大的比重,但从目前的效果来看,成绩始终差强人意。当然,这个局面的形成有着多方面、不同种类的原因,但其核心问题在于训练方案和训练手段上。一方面是大规模的投入,一方面则是田径运动员训练手段单一,方案简单,这就是我国田径竞技运动的训练现状。对于运动员心理素质的训练和身体爆发力的训练等则更是相对落后。在训练过程中缺乏先进理论有效的引导,整体水平相对很低,同时还会存在一些与运动项目培训规律不符合的现象,总而言之,导致我国田径项目无法前进的根源有以下几点。
1.1科学的培训理论欠缺,不能对培训给以正确的引导
我国很多田径项目的教员进行训练时安排的训练方案对运动员来说,是不符合运动员身体训练规律的,在处理田径运动中步频和步长的训练时,通常会根据训练实际需求来改变训练方案,从而无法形成固定模式,更无从谈合适的指导。尤其突出的一个现象是教练往往不将运动员自身的身体以及技术现状作为考量依据,相反却根据那些具有领先技术的外国运动员训练时得出的数据来对我国运动员进行训练,完全忽视了体能、竞技运动水平等必要因素。
1.2训练没有达到系统化要求
无论是田径竞技运动员还是其他项目的运动员,其培养都不能根据赛场上得出的成绩来衡量运动员,也不能只关注短期效果,正确的方式是观察训练时运动员所表现出来的状态,从本质上发现运动员的体质及其在体育方面的潜力,田径运动员的培养不是关注暂时利益,是始于青少年时期,接受正规、系统、全面、科学的培训,然而这也是我国目前正在努力的方向。
1.3缺乏体育综合能力方面的培训
在田径训练过程中,一旦只是重视运动员的技巧上,那么只不过仅可造就一批田径工具而已,在倡导“和谐”的社会大环境下,运动员的训练必须更加以人为本,教练在制定培训方案过程中,必须高度重视运动员文化教育及心理素质培养,根据教育部规定,对运动员进行文化课及心理素质教育的训练是常规科目。与此同时,也不能忽略对各个运动项目的适应能力的培训,目的在于对运动员的身体素质进行有效的调节,以保障全方位开发及提升运动员身体素质。当前仅仅局限在田径能力方面这一做法毋庸置疑是错误的。就当前我国在田径项目的培训方式中可以看出,很大一部分都将对运动员进行的文化课及心理素质培训忽视掉,单纯考虑训练体能方面,功利性十足,从而造成了运动员也只从心里把田径运动看成是一种任务,甚至是一种谋生手段、一个职业而已,无法从内心认同这是终身事业。在这样既缺乏科学理论指导、又缺乏正确的训练训练态度的条件下,必将不会提升我国田径事业在世界上的水平。
2详细讨论田径运动中训练周期
2.1准备期
在准备期中,运动员的体能训练(含耐力训练、爆发力训练、超重恢复训练等等)是必备的,同时应该将田径训练中的不同任务和要求考虑在内,根据特殊情况设定不同训练阶段,例如,每个训练阶段可以设定为1～2个月,在这期间可以高度集中某一项训练科目,对运动员进行专项的基础的训练,这种方式极具目的性,能够得到较好的训练效果。由于时间较长,准备期的特点主要是训练节奏长、训练周期大、训练强度低、项目数量多等等。
2.2比赛期
比赛期,一般以半个月左右为限,这是一个比较短的实践周期,通常它会以适应性训练为主,目的在于调整身体基本状况,使之适应比赛而进行赛前适应性训练。这一时期运动员的主要训练特点体现是训练强度低,主要开展适应性和稳定性训练,重点是田径竞技项目起步阶段的读秒反映训练、比赛阶段的起速保持和呼吸调整训练、冲刺阶段的加速训练、临近终点阶段的凋整恢复训练等,另外也不应忽视对运动员进行心理调整训练以及抗压能力训练等等。
2.3恢复期
恢复期是一个短节奏的训练期,在这期间运动员的训练内容集中在调整、恢复上,它是保证运动员能够恢复身体机能的重要阶段,这个时期特点是训练负担较轻,通常来说都是一些基础性训练,难度小、时问短、科目小,但这是一个沟通各个训练周期和环节的保障期间。
3田径运动员训练方案的制定
3.1训练方案的制定要彰显周期性理论
田径竞技运动训练的周期主要就是上述的准备期、比赛期和恢复期,在制定训练方案时必须要按照项目周期性理论来制定各个阶段的训练方案。按照田径各项目比赛回合之间相隔的时间,田径训诫周期中的准备期、比赛期、恢复期再加以详细的划分为各不相同的小阶段、小周期,再根据每个项目特点的不同分别制定各小阶段、小周期的训练内容的强度。如在各小阶段、小周期的训练中制定相应项目运动员所需输出的力量值及技巧的训练方略。
3.2按照技术难度来制定训练计划
关键词 电厂；电气设备；维护方案；优化设计
中图分类号TM62 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）41-0138-02
0 引言
随着社会生产力的不断进步和科学技术的不断发展，现电厂的电气设备越来越先进化、科学化，其维护和管理也变得相对复杂。本文就电厂电气设备维护方案的优化设计进行探讨。
1 电厂电气设备管理要实行“三定”制度
实行“三定”制度是指主要设备必须要实行定机、定人定岗位制；每台设备的专门操作人员必须获得操作合格证之后才允许操作机器设备；还要严格实行安全交底制度，使操作人员对场地环境、气候、施工要求等安全生产要素有详细的了解，确保安全。
2 严格加强电厂电气设备的维护保养制度
制度是管理的最好保障，我们必须对电厂电气设备制定严格的维护保养制度。加强对电气设备的管理，建立和完善各项制度章程，对日常的使用检修工作进行规范，是确保电气设备安全、正常运行，防范各种事故发生，延长设备使用寿命，保障生产顺利进行的必要措施。
例如，所有电气设备上变压油，应每年进行一次取样击穿试验，做简化试验，其简化试验项目包括闪点、酸、酸碱反应（其结果报告应存人档案），不合格者，必须立即处理或更换。本文以变压器、高压开关柜、低压配电柜、中央信号屏、直流屏为例，分析其维护保养。操作电气设备应做到：非专业人员或非值班电气人员不得操作电气设备。操作高压电气设备主回路时，操作人员必须戴绝缘手套，并穿电工绝缘靴或站在绝缘台上。手持式电气设备的操作手柄和工作中心必须接触的部分必须有良好的绝缘。
2.1 变压器
每年清理一次外表积尘和其它污物，紧固导体连接螺栓。停止运行时间超过72小时，再次投运前应做绝缘试验，用2 500V摇表测量，一次对二次以及对地≥300MΩ，二次对地≥100MΩ，铁芯对地≥5MΩ（注意拆除接地片）。如达不到，则应做干燥处理。每月检查一次有载调压开关：在光暗时检查开关本机接线柱等是否有电晕现象（兰光和红光闪亮）。如有，必须在停电后用脱脂棉纱擦拭干净。
2.2 高压开关柜
每日必须定时巡视、查看柜内连接螺栓是否松动。每年清理一次柜内外积尘污物，紧固导体连接螺栓，对断路器等操动机构加注油。每年由电厂专业技术人员做一次高压预防性试验。
2.3 低压配电柜、中央信号屏、直流屏
每年检查、校验各电流表、电压表的是否准确可靠。每月检查各绝缘件有无破损、受潮。保护接地的连接是否可靠。每月检查辅助电路元件，包括仪表、继电器、控制开关按钮、保护熔断器等是否正常。每月检查辅助电路端子及接插件是否牢固可靠。每月检查是否处于正常工作状态，信号指示是否准确。检查直流屏畜电池是否正常，必要时检查液位、测量比重。每年清理一次柜内外积尘和污物，紧固导线连接螺栓，检查各引出线的老化情况。
3 加强电厂电气设备维护调试
电厂要制订详实的安装调试计划，在电气设备安装后立即进行电气试验，先让各设备都带上220V的电压，之后就根据各设备厂家所需要做的各种方面的实验指标做性能、传动、信号、数据等试验，试验合格后敷设临时调试电源对设备进行单体调试，确保电气设备单体调试提前进行，提前发现问题，提前进行处理，力争提前完成设备的单体调试工作，为下一步设备的联调留有足够的时间。
同时要切实做好现场的成品保护工作，交叉作业期间做好设备基础、已安装电气设备的保护，做好每一道工序间的交接工作。要切实加强施工工艺的管理，每一道工序开工前认真学习工艺标准库，严格按照工程标准图集进行施工。要切实做好施工期间的资料收集整理工作，资料管理要与施工同步进行，确保施工资料及时完备。
以互感器为例，互感器在安装前必须进行检查，主要检查瓷裙、油标等是否完好，油面是否在相应环境温度下的油面上，检查是否有渗油现象。若渗油应查明原因，或更换密封橡皮期，成用其他方式进行处现。油不足的应加入同牌号的并经温油试验合格的变压器袖，油量不大的，可以换油。注油应采用真空注油法，真空度应在998×102Pa以上。油耐压强度为40kV。户外式互感器一般安装在钢构架上或混凝土校子上。装于钢构架上的直接用蝇栓固定，装于混凝土柱子上或等径管上的应先制作底架。底架一般用槽钢制作，或按设计选用。钢构架或底架应平宣，三相力求在同一水平面上。为了减少误差，可在长杆尺上搁水平尺进行测量。对于同一排的互感器也应该做到一致，其相间中心误差应不大子10mm，垂直偏差应不大于2％。底架或钢构架应先油漆后，再安装互感器。
而我们在维护调试电厂电气设备中，电力电缆会大量遇见,其安装不仅要考虑到安全问题,还要受到环境等条件的约束。在电力电缆安装前要根据施工场地的情况设计好图纸,并严格按图纸来施工。对电缆的长度以及施工地点做好标记,并做好铺设前的防护工作。电缆的装卸必须使用吊车及叉车，禁止平运、平放，大型电缆安装时须使用放缆车，以免电缆受外力损伤或因人工拖动而擦伤护套和绝缘层。电缆不装盘，严禁用人力手拉，使导体弯曲损坏绝缘层产生短路。安装过程中,用不同颜色的塑料管或其他区别性的工具做好相关的标记工作;户外电力电缆还应做好防潮防雨保护等。另外,安装电缆终端头时，必须剥除半导电屏蔽层，操作时不得损伤绝缘，应避免刀痕及凹凸不平的情况，必要时要用砂纸磨平；屏蔽端部应平整，并要把石墨层(碳粒)清除干净。塑料绝缘电缆端头铜屏蔽和钢铠必须良好接地，对短线路也应遵循这项原则，避免三相不平衡运行时钢铠端部产生感应电动态，甚至“打火”及燃烧护套等事故。接地引出线要采用镀锡编织铜和电缆铜带连接时应用烙铁锡焊，不宜用喷灯封焊，以免烧损绝缘。三相铜屏蔽应分别与地线相连，注意屏蔽接地线和钢铠地线应分别引出，相互绝缘，焊接地线的位置应尽量靠下。
4 结论
总之，电厂电气设备的维护方案应随着新技术，新设备的出现而不断改变，而且，由于电气设备众多，相互关联度大，其维修护方案应呈现灵活多样性，值得深入探讨。
参考文献
关键词：LNG汽化站；防雷设计方案
中图分类号： TU856 文献标识码： A 文章编号：
随着清洁能源的进一步推广应用，天然气资源越来越多地被应用于人们的日常生活之中，LNG汽化站就是其中最为典型的、近年来发展最为迅猛的设施之一。然而，作为易燃易爆危险区域，如何保障其在日常运行，特别是雷雨季做好防雷接地，是保证LNG汽化站正常运行、安全的重要问题。
一、概况
广东江门全年均有雷电活动存在，其中5至10月份为全年中雷电现象最为活跃的时期。该LNG汽化站内部具体情况包括：东区有灌装台、LNG气化调压区、LNG立式储罐；西区有停车场、3层办公用房、1层材料仓库、低压配电间、发电间、消防泵房、辅助用房、箱式变压站、消防水池。其中储罐区围堤结构为防液堤，气化调压区域则为敞开式的装置区，材料仓库属钢构结构，办公用房、发配电间、泵房为框架结构，灌装台属敞开棚罩。
该汽化站使用380V/220V的低压电源，并由变电所经埋地电缆向总配电柜内引入。双电源供加热器电源，EPS电源专用于异常报警的联动控制以及数据采样。其中市电作为主供电源，柴油发电机则为备供电源，消防泵等设施为一用一备。
二、防雷设计方案
（一）直击雷防护
该汽化站设备生产区域与辅助办公区域建筑物分别按二类、三类防雷要求进行设计。
接地设备。该项目除了独立避雷线塔的设置之外，统一共用接地系统，包括门卫、办公用房、材料仓库综合地网与消防水池、箱式变电站、灌装台、调压计量区、加热器、气化器、立式储罐接地地网组成，系统接地电阻小于等于1Ω。人工环接地网加建筑基础，即热镀锌角钢2500毫米，∠50*50*2500毫米的垂直接地体以及大于40*4毫米的热镀锌扁钢水平接地体组成灌装台、加热器、气化器以及立式储罐的接地网。沿储罐周长间距小于30米范围内布置多于2处的钢储罐防雷接地点。利用调压站外、内的燃气金属管作为绝缘，确保调压装置接地。其余则利用承台结构主筋与桩基础对角主筋作为自然接地。另外在接地装置主阳角处近引下线设电阻测试端，利用60*60*6毫米钢板或50*5毫米热镀锌扁钢且距地300毫米高。所有电气设备的金属外壳确保接地，除照明电气外，均采用专用接地线。隔3个路灯便设接地装置一组，连通PE线。
引下线。利用储气罐罐体作引下线，并在接地位置设置断接卡。建筑物引下线为柱内大于Φ16直径的对角两条主筋，其间距应小于25米，进行通长焊接并于四周布置对称。为保证屏蔽效果，减低室内磁场强度，还可将全部结构柱体设置作引下线。路灯则利用自身金属杆作为引下线。
接闪器。大于4毫米壁厚的立罐接闪器以罐体实现，而对于小于4毫米壁厚的计量撬、气化器，则进行独立壁雷器的设置，起到接闪保护作用。架空独立避雷线的钢结构支柱与接地装置与其他金属物间保持大于3米的间距，且其实测接地电阻常年小于10Ω。其余建筑物则利用混合接闪器，即利用避雷网格、避雷带、避雷短针构成。同时，将1支1米高的避雷针安装地摄像枪的顶部，路灯接闪器则为金属灯罩。
接地预留端与等电位连接。本站预留接地端设置要求包括：以进出管道实际位置预留、每层强弱电井预留、主要设备机房设置环形接地母线或汇流排、集中用电设备区域、各配电箱与总配电间。接地预留端高100至200毫米，长大于200毫米的热镀锌扁钢或圆钢。储罐顶部的法兰盘等金属部件和罐体间作电气连接，在非腐蚀环境下，多于5根螺栓的法兰盘可不考虑跨接。放散塔顶部金属部件和放散塔作电气连接。
（二）防雷电波侵入
1、金属管道、线缆与电缆接地。信号室外传输线、低压配电线均以护套电缆钢管或金属铠装进行埋地铺设，各防雷分区的交界处将外套钢管或金属外皮与等电位连接带相连。站内设置多于2处的地网连接点。路灯电缆敷设穿XRD管，穿越马路则穿SC管，保证埋深大于0.7米。燃气架空金属管道则在场站外进行接地处理。如引入方式为地上时，设置电绝缘装置于出室外后穿墙入户时的位置，同时设置抱箍，再经等电位线与总等电位箱相连。如燃气金属管的螺纹连接，包括法兰盘、阀门、弯头等的过渡电阻如大于0.03Ω，则应以金属线对连接处进行跨接。
2、避雷器装设。分别装设电源防雷箱于380V总配电源及各配电源处，同时进行空气开关的安装，另外安装防雷模块于设备配电源处。另外，在气化站消防广播系统与监控系统线缆、终端设备上均进行防雷接地设备的安装，如防雷插座等。
（三）运行维护
完成该汽化站的防雷设计与施工后，对接地网电阻进行每年定期检测。特别是在雷雨季前，要对接地系统进行维护与检查。检查内容包括：接地体附近的地面情况、引下线锈蚀情况、接触良好性、连接处紧固性等，如有必要，应将地面挖开，对地下隐蔽部分可能存在的锈蚀情况进行抽查。及时将发现的问题进行处理，并对元件老化情况进行测试，如防雷模块窗口存在红灯应立即处理。
结语：综上所述，对于LNG汽化站来说，其防雷设计方案显得尤为重要，只有根据汽化站的实际情况进行完善、全面的防雷设计，才能保证汽化站日常运行的正常，同时为人民群众的生命财产安全提供坚实的保障基础。本文所述江门汽化站的防雷设计情况在广东地区较有代表性，希望能通过此汽化站的防雷设计方案，为同类汽化站的防雷设计提供一定的实践经验。
参考文献：
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[4] 张郁芳;;浅谈某高层住宅电气设计中的防雷接地设计[J];山西建筑;2008年20期.
[5] 梁小冰,潘勇斌,黄海;直击雷对变电站控制室内弱电设备的影响[J];电网技术;1999年03期.
【关键词】配电自动化；配电网规划；配电主站；配电终端；配电通信
一、引言
在科学技术不断发展下，未来的智能电网将是更加智能、灵活、健康、友好的电网。文章结合合工程应用实际，对某城市大型配电自动化实施方案进行研究，针对配电网特点以及配电设备、电力通信和企业相关应用系统的实际情况，设计配电自动化系统可行方案。结合实例展示其特点，包括先进的设计理念、全面涵盖的专业内容、恰当的技术路线，体现工程实际需求和配电网生产运行检修及调度监控需求等方面。这对配电自动化规划、建设及后续运行具有很好的借鉴意义。
二、配电自动化规划建设的主要要求
1.配电网基本条件
配电自动化规划区域应满足一些基本条件，才能更经济和易于取得成功。包括：①配电网网架结构布局相对合理、成熟稳定，供电可靠性指标已经达到99.9%或更高；②规划馈线自动化的区域，配电网线路满足供电安全N-1准则要求；③相关配电设备运行工况良好；④扩建配电网满足配电自动化技术体系要求；⑤配电网站房节点能够为规划建设配电自动化和通信终端等设备提供足够安装和检修空间。
2.配电主站规划建设主要原则
主站系统设计原则一般应包括：①建设规模具有一定前瞻性、与配电自动化规划应用以及配电网规划阶段性发展目标相匹配；②主站支撑平台宜一次性设计建设，首先实现基本数据采集与监控（SCADA）和馈线自动化（FA）功能；③操作系统最好采用安全性较高的UNIX/LiNUX。主站规模和功能匹配可参考表1。
3.配电自动化终端规划建设主要原则
配电终端设计主要原则包括：①模块化、可扩展、低功耗、高可靠性；②箱体结构适应现场安装条件，满足环境防潮防盗、抗高湿高温电磁干扰要求；③机箱内部布局结构合理；④支持DL/T 634.5-101，DL/T 634.5-104等标准通信协议；⑤支持多种供电模式，电压等级满足操作电源、通信电源和自身供电需求，后备电源容量满足相关规程规定；⑥具有就地人机联系功能和必要的检修操作防误措施；⑦终端自诊断信息采集与上报。
4.配电通信规划建设主要原则
配电网通信设计主要原则包括：①统一规划、统一技术标准、统筹兼顾配用电需求；②骨干通信优先采用光纤传输网络、具备支持虚拟局域网（VPN）能力，满足配电网规划和配电自动化规划布局和需求；③适时共享上联电网骨干通信资源；④应对控制指令使用基于非对称密钥的单向认证加密技术进行安全防护；⑤统一配电通信网管平台。
5.配套辅助设施
辅助配套设施包括：电流互感器、电压互感器、接地、通信设备外部配套、机房建设等。
三、配电自动化案例设计
1.案例特征
案例城市主要特征：100万人口城市、面积06万km2（其中主城区近85km2，包含其中的城市核心区7km2）。城区电网调度监控、生产运行维护主要靠人工和经验，没有相应的配电自动化手段，迫切需要建设。
2.设计水平年和规模规划
（1）设计水平年：5A；远景年：10A。
（2）设计规模和目标：①新建配电自动化主站系统、信息交互总线；②改造配电网环网柜箱体、柱上开关加装电操机构、配套电流和电压互感器等辅助设备，勾通分支箱外接电源；③新建配电自动化终端、配电通信系统，在主城区实现配电自动化遥测、遥信和遥控功能；④在此基础上，核心区实现馈线自动化。工程统一规划分步实施，原则上实施和运行同步。实现建设配电调度指挥及配电网生产运行检修管理统一技术支持体系的目标。
（3）工程覆盖城市主城区域所有配电网支撑电源（变电站）及以下配电网。区域内开关站、环网柜、柱上开关、用户分界隔离装置全部实现遥测、遥信和遥控（以下简称三遥）；电缆分支箱实现遥测和遥信（以下简称二遥）。信息交互满足配电网信息集成化综合管理、生产运行检修管理、配电调控一体化管理机制等运行需要，包括交互营销数据采集系统关于配电变压器相关电气信息的应用。
3.主站系统
（1）信息量规划
第1阶段，“十二五”初期配电自动化主站系统实时接入和处理信息量60万点；第2阶段，根据城市配电网“十二五”规划，中期主站实时接入和处理信息量80万点；第3阶段“十二五”末期达到100万点。
（2）规模控制
按第3阶段需求一次性建成，系统选型和配置满足3万个配电自动化终端信息量的接入要求；主站系统支撑调控一体化模式和生产运行检修指挥系统运行；具有多种通信方式的接入能力，包括光纤通信、无线专网、公网通信；具有对所辖区域无人值班变电站的后备监控能力。考虑运行需求，主站（包括信息交互）系统机房异地部署。配电网调控和生产运行检修值班工作站采用远方工作站子网形式部署。
（3）技术要求
系统软硬件按照标准化、实用化要求设计，体现可靠、可扩展、安全、先进原则，充分发挥平台的作用。具体技术要求如下。
1）按照IEC 61970/IEC 61968 标准与相关系统互联互通、信息共享。
2）网络关键节点采用UNIX/LiNUX操作系统。系统软件支撑平台采用分层分布式系统结构，充分利用成熟的网络管理技术、数据库中间件、面向服务的体系架构（SOA），遵循公共信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS），在基本SCADA应用的基础上，满足配电自动化总体建设目标。
3）充分考虑未来业务发展过程中可能出现的新增需求，计算机软硬件平台、数据库满足集中采集、分层应用管理模式以及可扩展性和互操作性的要求。
4）系统部署在信息安全Ⅰ区独立运行，与其他业务应用系统通过信息交互总线（IEB）进行互联，实现Ⅲ区WEB功能，IEB和WEB部署符合电力二次系统安全防护总体方案要求。完善权限管理机制，保证数据、信息安全；杜绝可能来自公网通信路径窜入的非法信息，构建网络安全防护体系。
（4）体系结构
按照基础平台、支撑平台、应用功能分层构筑主站软件体系。模块化设计如图1所示。
（5）功能
按照七大模块设计，包括系统支撑平台、SCADA应用、FA应用、安全部署与WEB、配电网监控与运行维护应用、配电网扩展应用、配电网仿真与多态应用。
4.信息交互
（1）信息交互架构
IEB作为企业信息集成的公共交互平台，为配电自动化、企业其他业务应用系统之间信息共享提供服务。IEB实现Ⅰ区和Ⅲ区各系统之间对动态数据、图模数据及台账等信息的交互应用，实现企业各类资源信息共享的目标。总体架构及系统边界关系分别如图2和图3所示。
（2）信息交互和信息集成
IEB具备易用、可维护、可扩展、安全等基本特征。而信息集成要求数据“源端维护、全局共享”。
IEB对各应用系统采用松耦合集成应用方式，在总线上注册的应用和服务做到数据共享、消息互通。主要技术规范包括：采用IEC61970/IEC 61968公共信息模型，将电网资源数据进行一体化设计和统一建模；实时/准实时数据的信息交互，采用/订阅的方式；跨越Ⅰ/Ⅲ安全隔离区的信息交互，采用/订阅的异步应答方式；消息体使用UTF-8编码进行交互；消息体封装使用资源描述框架（RDF）格式等。
5.配电自动化终端
一期基本规模：主城区公网开关站25座、环网柜250座、柱上开关200台、柱上分界开关20台、电缆分支箱100台、主城区线路150条。其中，核心区域配电线路35条。配电变压器信息采集根据营销部署的数据终端通过IEB实现覆盖。
实际设计考虑辅助配套设施以及对配电网N-1运行方式研究等。部署双电压互感器、组合式电流互感器-电压互感器、保护和测量电流互感器独立部署等。
6.配电通信系统
（1）规划设计目标
以智能配用电需求为导向，建设高速、双向、规范、具有良好扩展能力的配用电通信系统。
（2）通信技术选择和设计
配电通信网选择以光纤通信以太无源光网络（EPON）技术为主，变电站上联以太网交换机或利用同步数字体系/多业务传送平台（SDH/MSTP）资源，根据需要适度利用和共享部分电力骨干通信网光缆资源。满足主城区配电自动化“三遥”功能对通信提出的高要求。极个别光缆敷设困难的配电终端采用中压电力线通信。配变采集终端通信保留营销体系部署的通用分组无线电业务（GPRS）方式。
（3）EPON组网设计
组网设计采用接入层、汇聚层、核心层3层网络结构。接入层主要是EPON通信接入设备光节点（ONU）、光配线网络（ODN）和光线路终端（OLT）之间通信；汇聚层主要设备为EPON的OLT及4个区域供电单位汇聚以太网交换机或站端SDH/MSTP之间通信；核心层主要设备为汇聚以太网交换机与核心路由器组网或局端SDH/MSTP之间通信。
（4）配电通信组网拓扑
EPON的拓扑结构采用ONU双向手拉手保护拓扑、双向环形保护拓扑、双光芯同光缆环网保护拓扑、单向无保护放射形拓扑等多种方案。变电站OLT采用星形拓扑、环形拓扑和“星形+环形”拓扑结构。
（5）光缆设计
配电通信充分利用主网光纤通信网络资源，在相关变电站之间完善光缆形成双路径环网。架空和部分下地或全架空段采用24芯全介质自承式光缆；全程下地部分采用24芯普通非金属阻燃光缆。光芯路径设计考虑施工工艺的限制和今后扩展预留，单条线路光缆总熔接次数不超过10次/芯。
四、初步成果
按照上述规划设计，该大型案例已经付诸试点建设。取得的主要成果包括：①统一规划设计符合实际需求的配电自动化且一次性建成投运含600余个配电自动化终端规模；②建成IEB并为能量管理系统（EMS）等多业务系统建立了必要的信息集成条件；③运行1000km配电通信光缆，100km2部署FA并投运，自动模式下FA动作全过程时间最快仅为30S。系统应用为调度和生产运行维护中心提供了良好的技术支撑，达到了设计目标，现已通过相关机构和专家验收，应用良好。3个月基本运行统计结果如表2所示。
五、结语
总之，城市实施配电自动化需考虑如下原则：①规划设计阶段需明确适应自身条件的定位建设目标，并与主配电网远期规划相结合；②明确调度和生产运行检修应用主体需求内容并与规划目标条件相匹配，需求为先；③权衡主站和终端功能配置以及FA，从小到大建设，建议利用企业统一部署的用电信息采集终端采集配电变压器（含公共变压器）运行信息；④以EPON技术并利用电力骨干通信网或独立组建配电通信系统，公网通信可作为配电网特别是配电变压器通信的辅助手段；⑤遵循IEC61970/IEC 61968标准、采用统一的设备编码体系标准，按电力二次系统安全防护要求部署主站和信息交互总线，消除信息孤岛；⑥配套完善调度、配电网运行检修管理机制，与配电自动化各专业运行维护机制及工程建设同步发展。
参考文献
[1]雷淮玉.浅析城市配网规划建设及发展[J].北京电力高等专科学校学报，2012，29（2）.
关键词：公路、景观、绿化、设计
公路景观绿化空间主要由景观廊道和景观节点组成。
景观廊道由三个空间层次组成，第一层次为道路空间，其组成有行车道、路肩、边坡等；第二空间层次为道路两侧的带状绿化空间，其组成有乔灌木、花草等；第三空间层次为公路两侧的视域空间，其组成有田野、村庄、山、水土等。景观廊道的设计时需考虑车辆快速通过时的整体效果
景观节点一般位于道路的相交处，是视线的交汇点，是公路景观空间的重点和突出点。此处车速减缓，相对景观廊道来说感受时间增长。其景观构图可以地形、绿化、建筑小品等元素为主，图案以自然式布局为主，体现较强的艺术性、观赏性和实用性。
一、公路景观的绿化设计的方法
公路作为一种线形构造物，其周边环境千变万化，山岭、坡地、河流和四季更替的植被，构成公路的一种自然美。公路在进行景观设计时需充分利用大自然，通过景观设计达到满足公路景观内涵的要求，同时达到自然景观与再造景观和谐统一的目的。公路景观设计的方法主要是“借景”和“造景”。
“借景”是将公路外、车辆不能到达的地方的风景借用到公路景观之中，将优美的远景、近景有效的纳入人们的视野范围，是公路景观设计重要的构图手法。因公路的空间有限，因地制宜的借景至关重要。“造景”是利用植物、建筑、山石、水体等传统园林要素人工制造景点，以期达到“虽由人作，宛自天开”的效果。
二、景观廊道的绿化设计
两侧带状景观、边坡地被景观等。两侧带状景观又分为主线部分和与城区接壤部分景观。
―― 主线部分景观。主线部分景观是公路连续景观“线”的主要表现形式，构成了公路景观的基础。主线部分景观设计需根据地区、地形、地貌、公路沿线结构的特点，划分典型绿化设计断面，明确绿化起讫点的位置。绿化断面设计主要是确定公路全线植物品种的基调树种、搭配树种以及功能性隔离树种。对于隧洞道、桥梁等处，应单独设计，处理好点与面的关系。
―― 与城区接壤部分景观。林带结构以乔、灌、草结合的紧密林带为好，阔叶树比针叶树有更好的减噪效果，林带林带高度易在10米以上，宽度以15―30米为宜。据调查，由于40米宽的林带可减低噪声10 ― 15分贝，因此有条件时尽量将林带扩展到这一宽度。林型可由低到高布置，既起到防护、防扩和降低噪音的作用，又不影响行车视线。
（1）树种的选择
树种不易过多，基调树种、搭配树种和隔离树种各选一、二种即可。但同时，也要注意，在较长路段内不易采用同一种绿化植物品种，以减少病虫害的传播和蔓延。在植物的选择上应以常绿、耐寒、耐旱、耐修剪为原则，色彩以深绿浅绿色、淡黄绿色等各种不同绿进行搭配。
对于乔木，我省常用的有四种。第一种是杨树，在大同有一品种，其树干挺拨、高大、树冠小且规整，不易遮挡标志；第二种是槐树，江南槐树冠小、耐旱、开小红花，成活率也较高；第三种是柳树，在吕梁种植的馒头柳，树冠呈圆形，树干不是太高，沿公路种植后，非常齐整；第四种是松树和柏树，尤其是柏树，在我国大部分地区成活率较高。但由于松树和柏树都存在着树干不够粗壮的问题，在公路上种植后往往都是只成排、不成林，在风力的作用下，当树冠长到足够大时，树就向一侧倾斜，所以在选择松树和柏树时，应尽可能将其置于能成林且背风处。
对于灌木，可选择普遍栽植的常绿树种，但树高不易过低，否则会经常发生被车辗人踏的现象。
边坡是公路破坏最严重的地方，每年雨水冲刷会造成大量的边坡土流失。边坡绿化其首要功能是生态防护，保护路基，稳定边坡，恢复自然生态。其绿化的手段主要有工程防护和植物防护。工程防护多为钢筋、水泥组成的刚性防护；植物防护则为柔性防护，工程防护是植被防护的基础。边坡绿化的植物应选择干旱、瘠薄、根系发达、覆盖度好、易于成活、便于管理、同时兼顾景观效果的草本地被为主，根据不同地段分别采用丛植、列植等模式。在边坡草种植时，一要注意选择适合于当地，最好是当地就生长着的边坡草；二是要注意路肩上最好不要种草，否则草高超过15cm时会影响排水，不利于路容美观；三是在《公路养护技术规范》中推广的“香根草”，由于其固坡效果较好，可以考虑应用，但要注意，该草生长过快，易对构造物造成损坏，且易遭牛羊啃食；四是对于上边坡的绿化，可采用“液压喷播”、“客土喷播”、“岩质坡面喷混植生技术”等较为成熟的手段，但一般成本较高。
（2）沿线各类房屋和设施的绿化、美化
―― 公路沿线设施的主要色彩除以外，应以红、白为主。综合全省绿化、美化搞的较好的多条公路的主要色彩，如边沟顶上的红色镶边和白色线条、挡土墙轮廓的红边勾勒、护柱和护墩等设施的红白相间线条等，无不都给公路添上了浓重的“色彩文化”，无不与周围单调的自然环境紧密融合。
―― 对于挡土墙的设计。挡土墙相对路域环境显的比较生硬，应对挡土墙进行美学处理，使它看起来尽量不显眼。一方面可利用植物遮蔽墙体，使其尽量与周边环境相融；另一方面可对墙面进行美化，体现当地文化。
―― 对于桥梁的设计。分为桥头和桥两侧防撞护栏。桥头是桥梁绿化和美化的重点，应雕刻或立碑标注桥名和建桥年月，在锥坡上设置方便养护工上下检查的台阶。两侧防撞护栏一般不要做过多的修饰，刷白即可。桥上适当增加反光材料，完善相应的标志（限载、限速）可起到良好的效果。
―― 对于隧道出入口的设计。应提取地方的文化符号，将艺术设计融入隧道土建设计中，将隧道的出入口尽量处理得简洁而富有生趣，同时对洞口环境尽量恢复自然绿化，增加与周边环境的过渡，避免呆板和生硬感。
―― 公路沿线道班房、服务区、饭店、加油站。公路沿线道班房、服务区、饭店、加油站等是为车辆提供服务，是必不可少的公用设施，它的存在是必然的，但应加以引导，如统一他们的标识、色彩、符号等，对车辆驶入、驶出道路的宽度、长度予以规定，划设清晰的标线和设置规范的标志。
―― 广告牌的竖立。大型擎天柱式广告牌和天桥、挡土墙等构造物处广告牌的设立不仅仅是增加公路管理段的收入，而且也能给公路引入一种经济文化的气息，一种与现代经济接轨的味道，不应一搞文明路建设就首先治理广告牌，只要广告牌不侵占公路建筑红线是可以适当考虑的设置的。
三、景观节点的绿化设计
节点的细部设计主要体现在地形营造、植物配置、观景路线、景石布置、园林小品等方面。在地形营造上要充分利用现状土方，在植物配置上，路边引导区以花草为主。观景休闲区需达到两个目的，一是要使人停留下来“赏景”，通过裁植遮荫的大乔木，通过精雕细琢，使游人展开想象，达到情景交融的境界；二是为驾乘人员提供停车和休憩的场所，通过建筑、铺地、增加坐椅等设施，创造舒适的休息场所。
综上，在公路景观绿化设计时既要考虑车辆快速通过时的效果，又要考虑人们停留时的细部效果。设计前应对每个节点及各个节点间的景观特征、空间关系、时空关系做分析和比较。理出主次先后、轻重缓急，将断断续续、杂乱无章的景观元素有组织、有规则的组合起来，形成良好的景观序列，而后按照动态风景序列布局的原则将每个节点沿公路线形、沿空间和时间变化有机的串联起来。使景观绿化设计既服从动态景观序列布局的整体需要，又能同时反映出当地的人文背景和自然特征。
参考文献：
【关键词】配电自动化；配电网规划；配电主站；配电终端；配电通信
一、引言
文章对某城市大型配电自动化实施方案进行研究，针对配电网特点以及配电设备、电力通信和企业相关应用系统的实际情况，设计配电自动化系统可行方案。结合实例展示其特点，包括先进的设计理念、全面涵盖的专业内容、恰当的技术路线，体现工程实际需求和配电网生产运行检修及调度监控需求等方面。这对配电自动化规划、建设及后续运行具有很好的借鉴意义。
二、配电自动化规划建设的主要要求
1.配电网基本条件
配电自动化规划区域应满足一些基本条件，才能更经济和易于取得成功。包括：①配电网网架结构布局相对合理、成熟稳定，供电可靠性指标已经达到99.9%或更高；②规划馈线自动化的区域，配电网线路满足供电安全N-1准则要求；③相关配电设备运行工况良好；④扩建配电网满足配电自动化技术体系要求；⑤配电网站房节点能够为规划建设配电自动化和通信终端等设备提供足够安装和检修空间。
2.配电主站规划建设主要原则
主站系统设计原则一般应包括：①建设规模具有一定前瞻性、与配电自动化规划应用以及配电网规划阶段性发展目标相匹配；②主站支撑平台宜一次性设计建设，首先实现基本数据采集与监控（SCADA）和馈线自动化（FA）功能；③操作系统最好采用安全性较高的UNIX/Linux。主站规模和功能匹配可参考表1。
3.配电自动化终端规划建设主要原则
配电终端设计主要原则包括：①模块化、可扩展、低功耗、高可靠性；②箱体结构适应现场安装条件，满足环境防潮防盗、抗高湿高温电磁干扰要求；③机箱内部布局结构合理；④支持DL/T 634.5-101，DL/T 634.5-104等标准通信协议；⑤支持多种供电模式，电压等级满足操作电源、通信电源和自身供电需求，后备电源容量满足相关规程规定；⑥具有就地人机联系功能和必要的检修操作防误措施；⑦终端自诊断信息采集与上报。
4.配电通信规划建设主要原则
配电网通信设计主要原则包括：①统一规划、统一技术标准、统筹兼顾配用电需求；②骨干通信优先采用光纤传输网络、具备支持虚拟局域网（VPN）能力，满足配电网规划和配电自动化规划布局和需求；③适时共享上联电网骨干通信资源；④应对控制指令使用基于非对称密钥的单向认证加密技术进行安全防护；⑤统一配电通信网管平台。
5.配套辅助设施辅助配套设施包括：电流互感器、电压互感器、接地、通信设备外部配套、机房建设等。
三、配电自动化案例设计
1.案例特征
案例城市主要特征：100万人口城市、面积06万km2（其中主城区近85km2，包含其中的城市核心区7km2）。城区电网调度监控、生产运行维护主要靠人工和经验，没有相应的配电自动化手段，迫切需要建设。
2.设计水平年和规模规划
1）设计水平年：5a；远景年：10a。
2）设计规模和目标：①新建配电自动化主站系统、信息交互总线；②改造配电网环网柜箱体、柱上开关加装电操机构、配套电流和电压互感器等辅助设备，勾通分支箱外接电源；③新建配电自动化终端、配电通信系统，在主城区实现配电自动化遥测、遥信和遥控功能；④在此基础上，核心区实现馈线自动化。工程统一规划分步实施，原则上实施和运行同步。实现建设配电调度指挥及配电网生产运行检修管理统一技术支持体系的目标。
3）工程覆盖城市主城区域所有配电网支撑电源（变电站）及以下配电网。区域内开关站、环网柜、柱上开关、用户分界隔离装置全部实现遥测、遥信和遥控（以下简称三遥）；电缆分支箱实现遥测和遥信（以下简称二遥）。信息交互满足配电网信息集成化综合管理、生产运行检修管理、配电调控一体化管理机制等运行需要，包括交互营销数据采集系统关于配电变压器相关电气信息的应用。
3.主站系统
（1）信息量规划
第1阶段，“十二五”初期配电自动化主站系统实时接入和处理信息量60万点；第2阶段，根据城市配电网“十二五”规划，中期主站实时接入和处理信息量80万点；第3阶段“十二五”末期达到100万点。
（2）规模控制
按第3阶段需求一次性建成，系统选型和配置满足3万个配电自动化终端信息量的接入要求；主站系统支撑调控一体化模式和生产运行检修指挥系统运行；具有多种通信方式的接入能力，包括光纤通信、无线专网、公网通信；具有对所辖区域无人值班变电站的后备监控能力。考虑运行需求，主站（包括信息交互）系统机房异地部署。配电网调控和生产运行检修值班工作站采用远方工作站子网形式部署。
（3）技术要求
系统软硬件按照标准化、实用化要求设计，体现可靠、可扩展、安全、先进原则，充分发挥平台的作用。具体技术要求如下。
1）按照IEC 61970/IEC 61968 标准与相关系统互联互通、信息共享。
2）网络关键节点采用UNIX/Linux操作系统。系统软件支撑平台采用分层分布式系统结构，充分利用成熟的网络管理技术、数据库中间件、面向服务的体系架构（SOA），遵循公共信息模型（CIM）和组件接口规范（CIS），在基本SCADA应用的基础上，满足配电自动化总体建设目标。
3）充分考虑未来业务发展过程中可能出现的新增需求，计算机软硬件平台、数据库满足集中采集、分层应用管理模式以及可扩展性和互操作性的要求。
4）系统部署在信息安全Ⅰ区独立运行，与其他业务应用系统通过信息交互总线（IEB）进行互联，实现Ⅲ区Web功能，IEB和Web部署符合电力二次系统安全防护总体方案要求。完善权限管理机制，保证数据、信息安全；杜绝可能来自公网通信路径窜入的非法信息，构建网络安全防护体系。
（4）体系结构
按照基础平台、支撑平台、应用功能分层构筑主站软件体系。模块化设计如图1所示。
（5）功能
按照七大模块设计，包括系统支撑平台、SCADA应用、FA应用、安全部署与Web、配电网监控与运行维护应用、配电网扩展应用、配电网仿真与多态应用。
4.信息交互
（1）信息交互架构
IEB作为企业信息集成的公共交互平台，为配电自动化、企业其他业务应用系统之间信息共享提供服务。IEB实现Ⅰ区和Ⅲ区各系统之间对动态数据、图模数据及台账等信息的交互应用，实现企业各类资源信息共享的目标。总体架构及系统边界关系分别如图2和图3所示。
（2）信息交互和信息集成
IEB具备易用、可维护、可扩展、安全等基本特征。而信息集成要求数据“源端维护、全局共享”。
IEB对各应用系统采用松耦合集成应用方式，在总线上注册的应用和服务做到数据共享、消息互通。主要技术规范包括：采用IEC61970/IEC61968公共信息模型，将电网资源数据进行一体化设计和统一建模；实时/准实时数据的信息交互，采用/订阅的方式；跨越Ⅰ/Ⅲ安全隔离区的信息交互，采用/订阅的异步应答方式；消息体使用UTF-8编码进行交互；消息体封装使用资源描述框架（RDF）格式等。
5.配电自动化终端
一期基本规模：主城区公网开关站25座、环网柜250座、柱上开关200台、柱上分界开关20台、电缆分支箱100台、主城区线路150条。其中，核心区域配电线路35条。配电变压器信息采集根据营销部署的数据终端通过IEB实现覆盖。
实际设计考虑辅助配套设施以及对配电网N-1运行方式研究等。部署双电压互感器、组合式电流互感器-电压互感器、保护和测量电流互感器独立部署等。
6.配电通信系统
（1）规划设计目标
以智能配用电需求为导向，建设高速、双向、规范、具有良好扩展能力的配用电通信系统。
（2）通信技术选择和设计
配电通信网选择以光纤通信以太无源光网络（EPON）技术为主，变电站上联以太网交换机或利用同步数字体系/多业务传送平台（SDH/MSTP）资源，根据需要适度利用和共享部分电力骨干通信网光缆资源。满足主城区配电自动化“三遥”功能对通信提出的高要求。极个别光缆敷设困难的配电终端采用中压电力线通信。配变采集终端通信保留营销体系部署的通用分组无线电业务（GPRS）方式。
（3）EPON组网设计
组网设计采用接入层、汇聚层、核心层3层网络结构。接入层主要是EPON通信接入设备光节点（ONU）、光配线网络（ODN）和光线路终端（OLT）之间通信；汇聚层主要设备为EPON的OLT及4个区域供电单位汇聚以太网交换机或站端SDH/MSTP之间通信；核心层主要设备为汇聚以太网交换机与核心路由器组网或局端SDH/MSTP之间通信。
（4）配电通信组网拓扑
EPON的拓扑结构采用ONU双向手拉手保护拓扑、双向环形保护拓扑、双光芯同光缆环网保护拓扑、单向无保护放射形拓扑等多种方案。变电站OLT采用星形拓扑、环形拓扑和“星形+环形”拓扑结构。
（5）光缆设计
配电通信充分利用主网光纤通信网络资源，在相关变电站之间完善光缆形成双路径环网。架空和部分下地或全架空段采用24芯全介质自承式光缆；全程下地部分采用24
芯普通非金属阻燃光缆。光芯路径设计考虑施工工艺的限制和今后扩展预留，单条线路光缆总熔接次数不超过10次/芯。
四、初步成果
按照上述规划设计，该大型案例已经付诸试点建设。取得的主要成果包括：①统一规划设计符合实际需求的配电自动化且一次性建成投运含600余个配电自动化终端规模；②建成IEB并为能量管理系统（EMS）等多业务系统建立了必要的信息集成条件；③运行1000km配电通信光缆，100km2部署FA并投运，自动模式下FA动作全过程时间最快仅为30s。系统应用为调度和生产运行维护中心提供了良好的技术支撑，达到了设计目标，现已通过相关机构和专家验收，应用良好。3个月基本运行统计结果如表2所示。
五、结语
总之，城市实施配电自动化需考虑如下原则：①规划设计阶段需明确适应自身条件的定位建设目标，并与主配电网远期规划相结合；②明确调度和生产运行检修应用主体需求内容并与规划目标条件相匹配，需求为先；③权衡主站和终端功能配置以及FA，从小到大建设，建议利用企业统一部署的用电信息采集终端采集配电变压器（含公共变压器）运行信息；④以EPON技术并利用电力骨干通信网或独立组建配电通信系统，公网通信可作为配电网特别是配电变压器通信的辅助手段；⑤遵循IEC61970/IEC 61968标准、采用统一的设备编码体系标准，按电力二次系统安全防护要求部署主站和信息交互总线，消除信息孤岛；⑥配套完善调度、配电网运行检修管理机制，与配电自动化各专业运行维护机制及工程建设同步发展。
参考文献
[1]雷淮玉.浅析城市配网规划建设及发展[J].北京电力高等专科学校学报，2012，29（2）.
关键词:汽车碰撞安全性;仿真理论;优化设计
中图分类号:U467文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)21-0020-02
1汽车碰撞仿真的基本理论
1.1有限元理论
汽车的碰撞问题是典型的非线性、大变形和大位移问题,要对非弹性物体和结构求解。所以目前一般是采用显式算法的有限元方式建立汽车碰撞的有限元模型,其基本方程建立过程描述如下:
对于单元体,结合边界条件,应用散度定理,可以得出以下积分方程式:
(1)
在(1)式中若设所研究的物体占据的空间域为Ω,将其用有限单元离散化并引入虚位移场后可写成:
[M]{a}={Fext}-{Fint} (2)
此处[M]为质量矩阵。{a}为结点加速度向量,{Fext}和{Fint}分别为结点的外力向量和内力向量,包括外载力、接触力和内应力。可以采用中心差分法求解系统的加速度,如果中心差分法中考虑的是集中质量分布,则[M]为对角质量矩阵,并用罚函数法计算接触力,则式(2)成了一组互不相关的方程,免去了建立与求解联立方程组的工作,得到所谓的显式求解法。显式求解法简易、快速,在汽车碰撞和安全气囊仿真分析中得到广泛应用。然而在显式积分方法的迭代过程中,必须保证其运算是条件稳定的,其时间步长由Courant稳定性条件确定,这一条件要求时间步长足够小,以使应力波传递在一个时间步长中不跨越有限元模型中的最小单元。实践证明,显式积分方法所允许的时间步长恰好与精确描述材料本构关系所要求的时间步长是同阶的。而中心差分法是一种常用的显式积分方法。
在碰撞数值模拟中,另一个重要的问题是动态接触问题的处理,Zhong提出了接触点搜寻的级域算法和防御节点法,前者主要解决动态接触点的快速搜寻问题,后者在显式求解中引入了拉格朗日乘子法快速计算接触力,同时又避免了使用罚函数法带来的对计算稳定性的不利影响。从仿真理论角度看,它们可用统一的模型来表达,即求解如下的接触碰撞问题:
(3)
Ω代表仿真模型中所有零部件所占的空间;σ为应力矩阵;δe为虚应变向量;S为零部件受外载荷的面积;q为作用在S上的外载向量;δu为虚位移;C为零部件自身相互接触面积;f为作用在C上的接触力;δu为与f对应的两接触点的相对虚位移;ρ为零部件的质量密度;a为加速度向量;Fi为内部点载荷;δi对应于Fi的虚位移。将方程(3)用显式有限元方法离散后可获得代数方程组:MA =Q+F-Σ。式中:M为质量矩阵;A为系统加速度向量;Q为系统外力向量;F为汽车内部的接触碰撞力向量;Σ为系统的内力向量。
1.2多刚体理论
多刚体动力学仿真软件在车辆碰撞分析和冲击生物力学研究领域得到了广泛使用,主要用于研究碰撞过程中人体和车辆各个部分的动态响应。而最具代表的商业软件是以荷兰国家科学研究院研究开发的MADYMO软件,该软件具有完整的较高的生物特性多刚体假人模型库,具有建模简便,运算速度快等优点。目前乘员约束系统仿真中主要是用多刚体技术模拟汽车驾驶员和乘客,安全气囊和安全带一般用有限元技术模拟。用多刚体技术建立的模型是一组彼此之间用不同类型的铰链连接起来的多个刚体,一般形成一个开环的树状结构,通过定义铰链的自由度、约束力、约束刚度和刚体的惯性得到多体系统的刚体动力学模型。模型中的刚体形状可以是平面、柱面、椭球或超椭球,它们形成了多刚体模型在碰撞环境中的接触表面。在MADYMO中,单个刚体要给出下列初始要素:质量,质心在体坐标系中的坐标,惯性矩和它的方向、形状的构成,一个物体可由多个椭球、平面或有限元曲面等构成,形状的定位以及加载和卸载特性等。具体的模型建立过程这里不再赘述。
2汽车碰撞安全性仿真优化设计
2.1碰撞安全性问题优化流程
对于汽车碰撞安全分析的有限元仿真模型,计算时间通常来说都相当长。而且由于碰撞数值分析的本质,碰撞的优化设计是一个非常困难的问题。碰撞分析的不稳定性和不确定性已经被研究人员所重视。不稳定性阻碍了优化程序与分析过程的集成。同时由于计算消耗,不可能实现完全集成优化过程。根据传统的优化理论以及模型的方法,结合优化设计的概念,本文提出汽车碰撞安全性问题的优化流程,如图1所示:
对该流程图的具体说明如下:(1)首先要判断优化问题的仿真模型是否是简单物理模型,是则采用常规的优化方法来解决。如果不是简单模型,例如涉及到一些非线性问题或耗时较长的仿真模型,则进入到我们的优化流程中来;(2)按照优化理论来定义设计变量、约束条件和目标函数;(3)优化问题定义后,即可根据模型的方法来进行对设计变量的筛选工作,以减少优化的时间和去除对结果影响不大的变量。这可以通过构造初步的模型来完成;(4)在筛选变量的基础上再次构造模型,由于该模型将代替耗时较长的仿真模型来完成优化问题的计算,因此必须要对该模型的精确性进行检验;(5)当合适的模型构造好以后,进行基于模型的数值优化,并用仿真计算对模型的优化解进行检验。如果达到收敛条件,则优化结束,否则修改设计变量,实验设计点或者模型,并返回到第(4)步,重新构造模型。通常,判断是否终止优化的依据为优化解与仿真解的数值之差是否已经达到充分小;(6)优化结束后,还可以基于模型对设计方案的可靠性进行分析。总的说来,上述的步骤构成了比较完整的碰撞安全性问题的优化流程,但是也不一定要将上述所有的流程进行完毕才能完成一个优化设计。例如,当一个优化问题的设计变量比较少,或者根据工程经验可以确定哪些设计变量对设计问题的结果有较大影响时,可以跳过初步的模型筛选设计变量这一过程,而有时候,也不一定非对模型的可靠性进行数值评价。
2.2仿真优化设计的特点
为使汽车能承受更高的碰撞速度和对乘员进行更好的保护,必须进行优化设计。优化问题的求解需要一种优化算法。对于有约束优化问题,连续二次规划(SQP)方法是应用最为广泛的算法,被认为是当前解决结构优化问题最理想的方法。大多数优化算法其共同点都是基于一阶导数。解析或数值方法可用来计算梯度,从而建立局部的近似。在碰撞分析这样的非线性动态分析中,响应函数的导数绝大多数是非常不连续的,这主要是由于摩擦和接触的存在而导致的。响应以及灵敏度会变得高度非线性,以至于梯度无法反映总体情况。基于上述原因,研究人员借助于全局近似方法对设计响应进行平顺。目前主要应用模型方法:有响应面法Kriging法等。模型的方法即是先构造一个计算量小,但计算结果与碰撞仿真分析相近的数学模型来“”仿真分析模型,然后用这个数学模型来对相关问题进行优化设计。
3结语
文章对汽车碰撞安全性仿真理论和优化设计的方法进行了分类介绍。对于一个实际的优化问题来说,单单掌握这些方法中的某一种往往无法完成优化任务,需要综合应用。将上述方法有机地结合起来解决汽车碰撞的安全性优化设计问题,是后续的研究内容。
参考文献
1概述
电源系统,作为通信机房的基础保障设备,电源系统在整个通信系统的设计中是十分重要的一个环节。通信系统的供电系统应包括市电供电系统、UPS电源供电系统、应急供电系统和接地四大部分构成。如何将这四大部分有效地连接为一个整体,为系统提供稳定、高效的电力环境是每个设计人员都需要面对的问题。
2系统建设位置选择
电源系统一般由于其线缆长度会影响系统整体的成本以及电力的损失,因此一般其建设位置不会距离上级低压配电系统太远。出于对一般电力设备的自重,尤其是UPS电池组重量较大的考虑,系统应放置在一楼或者地下室为宜。系统的房间应保持清洁,尽量选择防尘性较好的房间,有条件的可在房间内加装新风系统和空调系统以维持一个良好的工作环境。
3系统设计
3.1接地系统
接地系统是每一个电力系统中必不可少的子系统之一,其重要性是不言而喻的。就现在笔者的接触而言,一般使用的接地方法有联合接地和单独接地两种。所谓的联合接地是指的直流地、交流地和保护地使用同一个接地铜排进行接地;单独接地是直流地、保护地和交流地以及其他有特殊要求的设备使用不同的接地系统进行接地。从效果来看,单独接地的效果明显优于联合接地的效果。但是,在工程成本上来看,联合接地的成本远小于单独接地的成本。
一般来说,在建设核心机房时都是使用的单独接地。单独接地中有一点要注意的是特殊设备或核心设备电源的单独接地。这一点在雷电多发区尤为重要,在2007年山东省中部经历过一场较大的雷雨性天气,在这一段时间过去后,朗讯——程控交换机生产供应及服务商——曾一度要求将其所有程控交换设备的接地改为独立接地。原因就在于其设备在与其他设备共地时受到影响,引发了交换机的故障。在制作接地系统的过程中,应注意根据接地系统所处区域的地形以及土地状况选择接地所需的材料和制作方法。传统方法制作的接地棒适合于周围土壤状况较好的环境状况,在周边地形及土壤状况较复杂的情况下,传统接地效果并不是很好,而且使用时间越长,其效果由于使用铁棒表面被氧化的缘故变得越差。针对这种状况,现在有一种新型的粒子接地棒可以有效的解决这一问题。这种接地棒在埋入地下后本身会向周围的土壤中扩散导电的粒子,因此,随着其使用时间的增加,其接地效果是越来越好的。只是这种接地棒成本较传统接地极较高,如果不是周围接地环境很差的情况下或在工程成本被控制很低的状况下,一般不使用这种接地极。
3.2市电供电
通信机房的市电供应最好是双路市电通过ATS或STS等自动切换装置组成互为热备的市电系统。这里提到的双路市电不应当是来自同一个变压器或低压配电室的市电,应当是来自不同干路,最好是两个完全无关联电力干线的市电。这两路电力干线的关联性越小,机房在范围性停电事故中所受到的影响也就越小。选择的市电应当是较为稳定的电源,机房中大部分使用市电的设备一般能够承受的电压波动范围为380V±10%左右。应当接入市电的设备应包括UPS设备、机房空调、新风系统、机房照明系统、各类维护用插座(排)及其他非核心类设备。这类设备一般功耗较大,因此,在敷设电缆时应选用质量较好的电力电缆,且由于这类电缆一般是一次性敷设到位,因此,在选择电缆规格时应适当为未来扩容负荷做出考虑。电力电缆敷设入机房时,如配电设备在通信类设备附近时,应有一定防护措施,有条件的应在电缆外包裹屏蔽层,以减少其对设备的干扰。市电接入ATS或其他自动切换装置后最好加装进电的监控单元,避免市电缺相、断相、相位不平衡等其他非断电类因素给机房设备带来不必要的损失。当某一路市电不稳定时,应将自动切换功能关掉,改为手动控制电源切换,以避免设备频繁进行电源切换引发机房供电不稳和设备机械故障。
3.3UPS供电
UPS电源即不间断电源,它的作用就是在外来电源(一般为市电)被切断时,保障其接入设备使用其储存电力继续进行工作。现在的UPS除了保障应急供电外,也负担了一部分市电逆变整流的功能,使得其接入设备得到更加稳定的电力供应。在为机房选择UPS时,一要注意选择的UPS的容量,二要注意选择UPS主机的入网方式。UPS的容量决定了它为机房持续供电的能力,一般其容量越大供电持续能力越强,但出于对成本、电池占地以及功耗几方面的考虑,UPS的容量并不是越大就越好。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率,但可能造成市电停电时,电池放电电流过小而放电时间偏长,在电池保护装置故障时,电池组被深度放电,而遭永久性损坏。UPS容量不宜过小,使其长期处于重载运行状态。这样虽可节省一部分投资,但由于逆变器处于重载运行,其输出波形将发生畸变,输出电压幅值抖动过大。这样既不能为负载提供优质电源,还极易造成UPS逆变器的本级驱动元件损坏,即使从经济角度讲也是得不偿失。根据目前一些UPS厂家推荐,UPS负载量不宜长期超过其额定容量的80%。UPS接入供电系统的方式对接入的设备有着直接的影响。UPS除了保证电力的供应能力之外,对精密设备来说也有着电流稳压、整流的功能,一次,在对UPS进行选择时应当结合实际的机房设备状况来进行。一般来说,电网中经常存在差模噪扰和共模噪扰,这些噪扰对计算机正常运行存在着不同程度干扰。另外,零线电位的偏移也会对计算机运行造成影响。所以在考虑UPS供电方案时应采取措施把这些影响减少到最小。传统的UPS通过内部的工频输入及输出变压器来实现负载和电网间的电隔离和电压匹配,抑制来自电网的共模及差模噪扰电压,使其不致耦会到计算机电源。此类UPS的输出零点是取自隔离变压器次级Y型绕组的中性点。为保证输出零点电压不偏移,应从通信机房的交流工作接地排上单独引线至该输出点。为了解决通信机房面积窄小及楼板荷载能力不足问题,近年来,出现了采用高频链结构的不含输出隔离变压器的UPS。由于采用了高频变压器代替工频变压器,其体积重量明显减小,但因为其输出直接通过变换元件输出,一定程度上存在直流高压过人负载的危险,而且在三相负载不平衡情况下,还存在电压零点偏移问题。中性线与地线间的电压可达十几伏甚至更高,大大超出一些计算机厂家的要求。所以对于大型计算机网络等比较重要的负载,应尽量采用带工频隔离变压器的UPS系统。摆放UPS系统的地方最好有一个较大的空间,使得UPS主机、电池柜(架)、配电机柜及墙面之间保持一定距离,使得系统能够得到良好的散热空间并保证设备在维护时人员的作业空间。UPS主机应当维持清洁,避免灰尘进入主机内部和附着于散热风扇出气口处。
3.4应急供电
这里提到的应急供电系统并不是指的UPS类的不间断电源系统,而是指的具有独立发电能力的供电系统。这类系统通常状况下并不会被使用到,但是遇到自然灾害、战争或其他原因造成的供电长时间内无法回复的状态时,却是系统最后的保障,一般常用的设备为柴(汽)油发电机。由于其在应用上的特殊性,因此,这一系统应单独放置于安全性高的地方,并且定期维护。由于其工作时有大量废气排出,所以,应为其选择通风性较好的工作场地。
关键词：电厂电气；电气自动化；自动控制
前言
近年来，我国的电力发展的前景非常广阔。在不断改革进步的潮流下，电厂电气自动化技术水平的高低能在较大程度上影响电厂市场竞争力以及企业的经济效益，也是对降低电厂运行成本、提高生产效率、社会效益的提高以及电厂电力系统技术的整体提升有着极大的作用。
1 电厂电气自动化系统目前存在问题
电厂电气的自动化系统主要指的是使用网络通信技术、利用工程软件以及相关通信协议等先进技术来实现电气系统的自动控制、安全监测、系统保护以及信息的有效管理等新型的自动化系统。电厂电气的自动化系统不仅包括了升压站的子系统、机组的子系统，还包括了厂用子系统中的大部分电气子系统的统计，可以说是较为独立的电气控制系统，该系统能够通过先进的信息技术进行及时的更新和合理的应用，进而来实现对于电气设备的信息采集以及监控工作。另外，电厂电气的自动化通信系统需要更先进的网络技术来不断的完善，应用于经济性、通用性以及可扩展性方面，在这几方面进行综合评估得到最好的结果，其中以太网的使用具有非常大的优势，主要体现在以太网的数据传输速度快、信息容量大、整体成本较低以及网络结构方面使用灵活等特点，这一特点的充分发挥使其在工业领域以及商业领域都得到了广泛的应用，但是仍不足以在通信协议技术标准的多样性方面体现其优势。在工业领域使用的以太网已经大部分能够满足电气自动化系统在信息传输方面的所有信息需求，进而能够有效的促进电厂电气自动化系统在应用效果方面的提升，这也使其在电力系统得到非常广泛的应用。对于现代的电厂电气自动化系统，存在突出的问题是设备和布置较多而且非常分散，在维修方面非常困难，所以这些方面需要不断的进行完善工作，进而实现电厂电气自动化系统先进技术应用的目标。
2 电厂电气自动化系统的方案设计
2.1 电气自动化系统的构成
电厂电气自动化系统不同于热工操作系统，在操作频率上较低，但是系统的保护性能可靠性较高，在结构上简单易连锁，只要两台相关的电气控制系统就能保证其控制的自动性，所以，电厂电气的自动化系统需要及时的构建合理的联网方式和操作系统来提高其可靠性，也只有这样才能使电厂电气的自动化系统能够安全的运行下去。电厂电气的自动化系统的结构组成是分层分布式系统，主要包括通信控制层和站控层以及间隔层。首先，第一部分是通信的控制层，需要使用不同的通信方式实现不同装置之间的数据转换工作。也可以说网络技术以及通信技术的快速发展作为电厂电气自动化系统发展强有力的支持，同时也为电厂电气的自动化系统在功能和结构上的进一步发展提供了更为广阔的发展平台，比如通过以太网技术实现数据与工作装置之间的数据转换工作，还可以通过现场的总线以及其他的一些主要设备来实现对于主控单元以及间隔层的通信工作，进而实现现代智能且有效的管理模式。电厂电气的自动化系统在逐步的向现代与智能控制的方面发展，其中主要的表现有两个方面，即间隔层和站控层。其次，在站控层方面，它是电厂电气的自动化系统的主控装置，不断的收集并有效处理相关的数据对于整个的控制系统进行监视和有效控制的作用，所以监督和控制系统也在逐步的向自动化管理水平提高其全面高效运行的水平。最后，在间隔层方面，存在智能设备和相关的保护装置，这些装置主要需要通过现场的总线以及其接口进行通信工作，这一趋势主要向着系统的综合化以及网络化的方向快速发展。所以，需要根据间隔层对设备不同程度的特殊要求，另外还可以采用以太网来实现通信。
2.2 电气自动化系统控制方案的设计意义
电厂电气的自动化系统与传统的电厂自动化系统相比较，电厂电气的自动化系统能够自动的与电波的脉冲信号连接起来，进而能够发送出电力报表信号，这也就能实现厂用系统的智能功能，同时也能够显示出发电机运行的状态是否正常，进而能够更加精准的进行定值管理以及在线审核功能。除此之外，能够对故障的出现进行及时的诊断和维修工作，有效提升电气系统的实用性以及有效性。电气自动化系统控制方案最重要的设计意义就在于，将各个独立运行的电气装置通过连线或者是以太网来连接成一个整体的系统，进而减少传统连接方式的缺点，而造成的高成本，这对与企业的稳定性发展也有着非常关键的作用。电厂电气的自动化系统可以通过以太网这一通信科技技术来减少员工的劳动量或者是降低整个的运行成本并且提高其经济的效益，电气自动化系统控制方案的设计能够为电厂的技术带来了进一步的提高。
2.3 电气自动化系统的监控方案
传统的电厂电气监控系统主要能够实现对于电气部分信息的采集以及远程控制功能的实现。但是总体来讲，其信息量还是比较小的，而且信息的类型也比较单一。但是电气自动化系统的监控方案主要侧重在电气系统的监控方面以及自动化监控技术的有效运用。电气自动化系统监控的模式分为两种，其一是，优于传统的监控方案集中模式，有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。其二是，对于不同的分层结构继续进行管理以及数据的交换。进行装置间的数据交换主要通过站控层的转发以及工作站来实现，有一些非常重要的信息要通过有效的方式连接。还有一些非常重要的信息需要通过主控单元以及双向数据进行交换，另外一些不重要的信息要通过站控层的转发或者是相关的工作站来实现交换。电气自动化系统的监控方案有很高的实时性以及可靠性。在电厂自动化技术以及监控方案的应用中有许多需要注意的问题，如监控系统主站设备，整个系统的装置分组以及主控单元的保护等等。
3 结束语
近年来，电力市场的发展脚步在迅速加快，而且网络科学技术也在不断的进步，这就要求电厂要加快其技术水平的改革与创新，进而能使电气自动化技术得到广泛的应用。电厂电气自动化系统的应用在加快我国电力市场化的进程的同时也提高我国电力系统的技术水平，进而保障我国电厂的安全稳定运行，而且还能够对我国的整体电力系统技术的提升有着非凡的意义。
参考文献
[1]焦邵华，李娟，李卫，等.大型火力发电厂电气控制系统的实现模式[J].电力系统自动化，2005（29）.
