2翻译部分高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析
摘要
在轴流压气机中，可以通过附面层抽吸的方法来对叶片和端壁附面层区域的逆压梯度进行控制从而提高压比。这个概念已经在一个最高速度为1500英尺每秒，总压比为3.5的独特的吸附式压气机的设计与分析中被验证。吸气级是将轴对称的通流程序与一个具有反设计能力的准三维叶片程序搭配而设计的，完成之后用三维NS方程进行了计算验证。为了满足一个4%的入口质量流量的总吸要求在转子和静子吸力面安装了沿着翼展方向的槽，3%的额外抽吸也将需要在轮毂和缸盖的激波位置附近完成。除了在端壁区域，设计的三维粘性的评价结果与准三维设计意图高度一致。三维粘性分析预测的质量平均在转子等熵效率为93%、总压比为3.7和在总压比为3.4、等熵效率为86%的级中。
2.1专业符号
H——滞止焓 r——半径方向
U——附面层边缘速度 H
——运动状态参数
k
M——马赫数 x——轴向方向
P——压力δ*——位移厚度
U——叶片速度 e——动量厚度
m’——弧长ρ——密度
r——半径方向η——等熵效率
u——附面层边缘速度ω——损失系数
2.2脚注
O——停滞，总量 isen——等熵
1，2——叶片入口，出口 suct——吸入
e——附面层 v——粘性
2.3介绍
Kerrebrock解决了热力学对发动机性能的影响，他和其他人讨论了吸气时压气机的相关概念，并且描述了一个实验，此实验研究了附面层吸除对于跨声速压气机吸力面的影响。在Kerrebrock等人1996年的在一个系列的涵盖了最高速度从700至1500英尺/秒，压比从1.5到3的吸附式压气机的设计中呈现出了新的结果，设计研究清楚地表明，级做功的增加，可以实现压气机吸气的愿望。这些努力仅仅代表了在回答是否抽吸会导致改善发动机性能整体问题过程的第一步。最后的答案取决于吸入对发动机的重量和燃油消耗的影响。这些反过来又依赖于整合吸气级进入发动机的细节。特别是，对循环效率的净效应取决于有多少的放气流的能量可以回收，并且放气流在发动机系统的利用，例如冷却。这些问
题正在研究中。
本文的重点是一个为了实现在叶尖切向速度达到1500英尺/秒，压比达到3.5的高速吸气级的气动设计。本设计与传统设计相比，在相同的2和2.3之间压比下，叶尖切向速度大幅度提高了。（WennQrstrom，1984）。
正如Merchant (1999).中描述的那样，超高的压气机叶片载荷对于乍一看下叶片的设计体系以及设计理念有要求。与传统的设计系统相比，它依赖于轴对称的流线曲率法，并结合级联数据或计算，用于本设计的设计系统由叶片求解Youngren和Drela（1991）开发的米塞斯准三维叶片，再加上一通流程序。二维码是用来分析叶片部分的设计，这部分设计用于构建三维叶片几何堆叠。这非粘性-粘性的规划和米塞斯的反设计特点给叶片部分的设计提供了前所未有的灵活性。为了使吸力计算成为叶片设计程序中的积分部分，在附面层制定时应包括一个强大的吸力模型。米塞斯要求由一个通过流求解的流面和流动条件的投入。与传统的流线曲率求解器相比，本设计系统中所使用的通流求解器解决了完全的轴对称欧拉方程，反映出更精确的径向流线型流道以及叶片排内的变化。端壁附面层，展向混合，以及需要附加的建模和实证研究非对称效应的影响在流量计算中是忽略不计的。然而，从三维粘性分析中得出的堵塞和损失被用于最终的优化设计。使用Adamczyk and Celestina在NASA格伦研究中心创造的 APNASA程序进行了一个完整级的三维粘性分析。
在美国宇航局格伦研究中心还将进行一个实验测试级，这个级的机械设计类似于在Schuler（1998）中描述的低速吸气级，在这些吸气级中，一个重要的特征就是在转子上有一个顶部缸盖，它有利于从流动路径上沿径向向外排出气流，而且，在设计系统中，无需对前端间隙的影响进行建模。
在接下来的部分中，吸气级的放气装置将会被呈现出来，其次就是一个关于这个级的气动设计的详细讨论。通流解和准三维叶片流面解表示设计意图，其次是该级的三维粘性分析探讨。
图1：放气装置示意图
2.4放气装置
图1所示的是附面层抽吸或放气装置示意图，在表1中给出了每个放气位置的相应的放气要求。放气质量流量是由占进气质量流量的百分比表示的，这种放气装置的质量流量是由在叶片吸力面翼展方向上的主放气槽和在圆周方向和弦向方向上的次级放气槽组成的。沿着翼展方向的放气槽的位置和放气要求是准三维设计过程的一个结果。转子的沿着翼展方向的放气槽是从叶片的弦长40%处延伸到叶尖部分，而静子则是从轮毂延伸到叶尖部分。对于周向槽的位置和放气要求的初步估计是由转子缸盖和静子轮毂上受到激波位置决定的。叶片上的周向槽在设计中是在整个叶片上延伸的。由于在准三维设计系统中并没有对端壁附面层进行建模，所以关于这些放气槽的位置和放气要求的结果是根据三维粘性计算的迭代决定的。为了控制三维粘性计算中预测的沿着静子轮毂二次流的过度分离和发展，特地在静子轮毂吸力面附近的安装了从叶片的25%一直延伸到了75%处的弦向槽。
表1 放气级要求
2.5级设计参数
表2是对反映了设计意图的高速级的设计参数的一个总结。在翼展方向上的转子和其所在级的总压比平均值是由其在交叉的流动条件下计算出的的准三维流面解得到的。当进行质量通量的计算时，计算区域的选择依据是转子叶片端面中心对前端的半径比。扩散因子在计算时采用的是Lieblein的（Lieblein等人1953）定义，这个solidifies则是在θ叶片计算平面上叶片的弦线和间距的基础上计算的。等熵效率仅仅反映叶片的尾迹损失，不包括任何的整体系统级内的放气损失。表3给出了一些重要的几何参数。
表3：级几何参数
2.6贯流式解决方案
图2 通流压力云图
图2中表示的是通流压力等值线和流动路径的径向视图，对转子的形状来说，轮毂轮廓呈抛物线状，而且是在转子上是线性变化的。在转子上，轮毂的斜面角是33度，在静子上大概为12度。为了使斜面角更小，转子的前端半径呈现出减小的趋势，保证了一个额外的5%的收缩流道面积。转子上的静压在上升，从而减缓了底部附面层的增长趋势。在转子通道激波位置的附近，还形成了一个具有一定预压缩作用的流线叶型。
通过通流压力等值线可以看出很大一部分静压上升发生在转子上面，原因是总的压力上升的很大一部分是通过增加叶片加载而不是叶片速度来实现的。而且由于具有负的气流相对流动角的存在，转子从轮毂到叶片中间具有一个低的静压上升的趋势。由于叶根附近对于环境的低响应，静子叶根在马赫数约为 1.5左右的环境下静压会上升。
2.7级的准三维设计
本节介绍了转子和静子的根部、中部和顶部的流面上的流动解决方案。下图中使用的符号如下：
MACH1,MACH2 进、出口马赫数
SLOP 1 ,SLOP2 进、出口气流角
P1,P2,P0 进、出口静压、入口总压力
RE 雷诺数
粘性损失
转子和静子的来流马赫数与气流角的表示是不一样的，转子是在相对坐标系下的数值，而静子则是在绝对坐标系下的数值。损失系数的定义为。
整体位移和动量厚度代表的是附面层内质量和动量的损失。在附面层积分计算时
忽略流管高度的附加质量缺陷是由于附面层吸除引起的。它的定义是：
其中代表的是放气或者抽吸的质量。
v t ωω，P P P P --=0102
isen 02
ω)e e suct suct u m ρδδ -=*suct m
图a 等熵马赫数图a 等熵马赫数
图三动叶叶根区域
2.7.1转子叶根
图3中显示的是叶片表面等熵马赫数分布和相邻叶片间的马赫数分布云图。为了满足压比的要求，-45 °的相对出口气流角是必不可少的，这是本节的一个有趣的特点。在叶根附近的静压比大约为1.24，相对来说是比较低的，这是因
为叶片上此处附着的附面层用不着吸除。叶片吸力面的形状设计是为了保持在一个非常短的压力恢复区中的弦终端的马赫数。虽然压力恢复会导致更大的叶型损失，但是由于与叶根附面层的相互作用使附面层分离的可能性和通过推迟尾缘之前的压力恢复减少二次流增长的特性也是可以忽略的。压力面显示出了一个在叶片上均匀的到弦线中部不良的压力上升梯度，直到上升到尾缘位置。压力面上的气流的较大的加速度是由于叶片的尾缘是发散形状的，在实际中这样形状主要是为了缓解吸力面上的不良的压力梯度。
图 (a) 等熵马赫数 (b) 马赫数云图
图 4 转子叶根叶型
2.7.2转子65%处
图4显示了转子65%处等熵马赫数的分布和两相邻叶片间马赫数分布的云图。
这一节说明了从较低的激波自由段到高马赫数部分的通道激波的过渡过程。叶片吸力面形状设计是为了在通道激波之前对气体进行预压缩。与此同时吸力面会有一个凹形的压力恢复区域，这是因为相对于叶片前端而言负荷较低。叶片的前缘形状确定的原则就是让气流在从压力面到吸力面时有一个平稳的过渡，此处气流的撞击损失与粘性损失比较起来是可以忽略不计的。吸气使在激波部位底部流量的减少的效果是可见的。压力面的形状设计原则是为了拥有一个在叶片上均匀的到弦线中部不良的压力上升梯度，直到上升到尾缘位置。叶片上显示出了前缘的厚度以及在相同马赫数下相比较于常规叶片的最大厚度。相邻的叶片马赫数云图显示了激波结构，吸槽的效果将在激波的下游被发现。
2.7.3转子叶尖
（a）等熵马赫数（b）马赫数云图
图 5 转子叶尖叶型
图5展示的是转子叶尖等熵马赫数分布和转子相邻间马赫数分布云图。这部分最高的压比可以达到3.81.对于转子来说，最大的扩散系数是0.76。叶片的前缘形状确定的原则就是让气流在从压力面到吸力面时有一个平稳的过渡，而吸力面形状设计是为了在通道激波之前对气体进行预压缩。吸气槽位于激波的下游，并且趋向于固定坐落在槽位置处的激波部分的底部。压力面显示的是一个在40%弦长处相当不利的不良压力梯度，随之而来的是一个在尾缘处的恒定马赫数。叶片压力面的设计原则是削弱通道激波，从而最大限度限制该区域的附面层增加。增加叶片发散式尾缘的载荷时的效率会由于不寻常的压力面的附面层厚度而被
降低。
叶片相邻间的叶片的马赫数云图显示，激波和激波之间的相交将会发生在最大厚度下游处。成型压力面对降低通道激波力的作用是在压力侧的下游侧看到的。在相同的来流马赫数的情况下，叶片厚度和前缘半径远远超过传统的超音速叶片。
（a）运动形状参数（b）吸力面位移和动量厚度
图 6 转子叶尖附面层
）分布和附面层分布图。吸图6显示了在叶片吸力面叶尖上的形状参数（H
k
力面上的形状参数与预压缩区域基本上是一样的，都是在受到逐渐增加的激波之
快速增长时，吸力对它的影响是显而易见的。后在压力恢复区增长。在控制H
k
也会由于不良压力梯度导致其增长，然后从压力梯度压力侧与吸力侧一样的，H
k
基本为零的部分开始下降，直到尾缘部分。图6（b）反映出了吸力对于位移和动量厚度的影响。
2.7.4静子叶根
（a）等熵马赫数（b）马赫数云图
图 7 静子叶根叶型
图7显示了静子叶片叶型等熵马赫数的分布以及相邻叶片之间马赫数分布云图。由于气流从转子出口进入静子时具有较大的切向速度，导致进口的绝对马赫数达到了1.5。叶根部分的静压比和损失接近转子的叶尖部分，这是因为沿着翼展旋涡侧面的自由涡。同转子一样，静子叶片前端吸力面形状设计准则是对进入通道激波的来流进行预压缩，使其马赫数降低。吸气槽位于激波的后面，防止其分离。由于较高的叶片稠度和轮毂的流道收缩的原因，扩散系数为0.66的静
子相比较于转子叶尖的扩散系数较低。压力侧的马赫数分布显示出了前缘下游的通道激波，随后是一个有着直到尾缘都保持着恒定负载的区域。相邻间叶片马赫数分布云图显示出了通道激波在叶片通道上很协调，并且强烈的冲击着压力面和吸力面。
(a) 运动形状参数 (b) 吸力面位移和动量厚度
图 8 静子叶根叶型
）和吸力面上的附面层参数。形状图8显示出了在静子叶根的形状参数（H
k
参数图显示出在叶片吸力面和压力面上激波位置上形状参数快速增加。吸力面下游的激波防止了吸力面上的附面层分离。
2.7.5静子中部
(a) 等熵马赫数 (b) 马赫数云图
图 9 静子翼展中部叶型
静子中部的叶片表面马赫数和相邻叶片马赫数分布云图在图9中展示出来了。此处的激波强度远远低于转子叶根，而且在激波的下游能看到吸气槽的影响。相比较于为了防止因为激波附面层相互干涉而产生分离而设计的叶根吸力侧，在这种情况下，较弱的激波使得吸力槽可以从激波处移动到下游，从而控制亚声速压力恢复区的附面层增长。相邻叶片间马赫数分布云图显示出了激波结构和激波处下游的吸力槽的影响。
2.7.6静子叶尖
图 (a) 等熵马赫数 (b) 马赫数云图
图10 静子叶尖叶型
图10显示的是静子叶尖等熵马赫数分布以及相邻叶片间马赫数分布云图。这是级中最不寻常的一个部分，因为它和叶根一样需要很大的反转特性。大的入口气流角是由转子的顶部缸盖的旋涡导致的。与叶尖下较低位置相比，这一部分的预压缩几乎可以忽略不计。通道激波很微弱，并且激波的下游的气流仍是超音速的。与叶片中部一样，吸力侧主要用于控制在亚音速压力恢复区域内附面层的增长。
2.8级的三维粘性分析
在本节中呈现的转子三维粘性分析结果是使用在Adamczyk (1985) 和Celestina (1999)中描述的APNASA编码计算出来的。用于计算的网格中轴向有199个节点，周向51个，径向51个。表4中总结了计算结果中的流动条件和级性能。入口的质量流量是基于叶尖半径为10.35英尺（0.263米）的基础上的，这个半径将是美国航空航天局格伦压缩机钻机的实验级的半径。
2.8.1转子叶根
图 11 叶根处相对马赫数三维粘性分析结果云图
图11显示了在转子叶根处的相对马赫数的云图。根据图3所示的设计意图，气流在弦长为80%处仍然保持亚音速。因为尾缘附近吸力侧附面层分离使堵塞现象，在尾缘附近将会看到一个超音速的气流区域。由于叶片的表面和叶根之间存在角度，使得这种附面层分离将会在吸力侧角落得到加剧。这种现象在图17中的转子出口处能被看到。
2.8.2转子65%处
图 12 65%弦长处三维粘性分析相对马赫数云图
图12中显示了在65%弦长处的相对马赫数云图。由于激波很好的坐落在叶片通道内，致使入口的马赫数高于图4中呈现的设计意图中的入口马赫数。在激波的下游位置能观察到吸气的影响。相对于准三维的计算结果，吸气槽下游位置的附面层呈现出了过度增长，这是因为通道激波坐落在比设计地点更远的地方。我们也能发现，通道激波可以增加压力侧的附面层的增长。
2.8.3转子95%处
图 13 95%弦长处三维粘性分析相对马赫数云图
图13显示了刚好远离管壁附面层的影响的转子叶尖附近的相对马赫数云图。该激波结构类似于图5中呈现的设计结构。在通道的咽喉处弓形激波和通道激波相互干涉，并且通道激波的底部会被向吸气槽移动。吸力面附面层的形成和最终的分离在70%弦长处能观察到，当我们在三维计算将通道激波设置在叶片通道下游低于设计背压的位置时，同样能看到这个现象。一些压力面附面层的形成也能观察到是因为压力侧通道激波的激波在设计意图的更下游位置。
2.8.4静子叶根
图 14 静子叶根处相对马赫数云图
图14显示了在静子叶根处的相对马赫数分布云图。通道激波的位置与在图
7所示的准三维计算吻合良好。在叶片吸力面激波下游能看到吸力槽的影响。激波对10%弦长处的激波和一个激波上游为1.54的高马赫数致使压力面附面层的
分离，同样这还加剧的叶根附面层的分离，并且最终移动到吸力侧。吸力侧附面层的分离在80%弦长左右能观察到。静子上的这些附面层分离和在此区域的二次流的发展将会导致整级的压比和效率明显下降。
2.8.5静子中部
图 15 静子中部马赫数分布云图
图15显示了在静子中部马赫数分布的云图。激波的位置和整体流动特性与准三维计算结果相符。在通道激波的下游能看到吸气槽的影响。在吸力侧和压力侧都看不到附面层的分离。
2.8.6静子叶尖
图 16 静子叶尖马赫数分布云图
图16显示了静子叶尖马赫数分布云图。通道激波的位置位于叶尖的更上游位置，导致了比准三维计算更大的进气角。气流分离在吸力面或者压力面都观察不到。在激波下游能看到吸气槽的影响。三维流动和图10中呈现的准三维计算有着良好的一致性。
2.9转子和静子尾迹
图 17 转子尾迹轴向速度分布云图
图17显示了转子尾迹轴向速度分布云图。从云图中我们可以知道在90%弦
长之前叶片通道内的相对净流量。在转子顶部吸力面能观察到一个分离的区域。在转子叶根吸入侧角落也能观察到分离，虽然分离的剧烈程度没有顶部那么强烈。这些区域的分离流动在图13和11中呈现的叶根和叶顶间马赫数分布云图中看到。
图 18 静子尾迹轴向速度分布云图
图18中显示的是静子尾迹处的轴向速度分布云图。在静子吸力面能看到分离流动的区域从叶根延伸到了叶片中部。由于叶根存在相对比较大的压力梯度，所以分离是从叶根附近的强烈的通道激波处开始的并快速增加。图14中显示了沿周向叶根处的分离现象。
2.10级速度线
图 19 转子与级在设计转速时的转速
图19显示了转子和级在设计转速时的转速。压比和等熵效率是利用转子和级的入口和出口的平均质量分别得出来的。转子能达到的最高压比是3.72，超过了叶尖的峰值，转子最高效率是93.3%。而级的最高压比为3.43，最高效率为86.8%。
2.11结论
麻省理工的高速吸气级设计的初衷是实现一个在1500英尺/秒叶尖切向速度时压比达到3.5。它也使用附面层抽吸的方法实现了在给定最高切向速度的情况下持续增加压气机级的压比。除了端壁区域，尤其是在存在着附面层的转子和静子的叶片端壁，级的三维粘性分析与准三维设计意图有着良好的一致性，三维粘性计算预测的转子的压比和效率与准三维设计目的一致。而三维粘性计算得出的级的压比和效率由于附面层的过度分离和叶根处强烈的二次流使其低于准三维计算得出的结果。
在级的设计过程中一个重要的因素是叶片叶型设计方法，在这个方法中，任意的形状特征例如混合前缘，预压缩，发散尾缘都被利用起来了设计过程中吸气计算的整合也是在达到充分利用抽吸好处并尽量减少放气要求这个过程中的一个重要要求。
参考文献
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Youngren, H.H., Drela, M., 1991, "Viscous/Inviscid Method for Preliminary Design of Transonic Cascades," AIAA Paper AIAA-91-2364.
高压输电线路电气设计分析 发表时间：2017-12-06T09:55:17.343Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：丁珑[导读] 摘要：输电线路是电网的重要组成部分，对于电能传输效率与安全稳定性有着直接的影响。 （泰州开泰电力设计有限公司江苏泰州 225300）摘要：输电线路是电网的重要组成部分，对于电能传输效率与安全稳定性有着直接的影响。高压输电线路电气设计工作，是保证线路正常高效运行的基础环节，于此同时也是优化完善电网建设的关键部分。本文在探讨分析高压输电线路电气设计流程的基础上，对设计工作的重点要点部分进行了分析论述，旨在提供一定的参考与借鉴。 关键词：高压；输电线路；电气设计 1高压输电线路电气设计流程高压输电线路电气设计有三个阶段，即可行性研究阶段、初步设计阶段以及施工图设计阶段。 1.1可行性研究 可行性研究就是通过对设备选型、技术可靠、建设规模以及资金筹备等方面，从经济上、设备上以及技术上进行全方位的分析和研究过程。可行性分析要全面的进行，所以不仅需要按照国家的相关法规和政策进行，还需要参考实验的数据、相关高压线路设计规程规范、技术资料和计算图表等。这样做出的可行性分析报告不仅能够预测出该高压输电线路建设工程的社会影响和经济效益，还能够对项目施工提出指导性意见。可行性分析报告是由4个具体方面构成的：（1）设计方案。设计方案是否可行是进行项目工程的前提，所以一定要完成好设计方案。高压输电线路的设计方案需要对施工技术、建设规模、环境影响以及主要设备等方面进行全面的评估。 （2）客观的内容。在可行性分析报告中的研究数据以及内容都必须是具有可靠性、客观性和真实性的，只有这样才能保证在高压输电线路的建设过程中的准确无误。因此市场研究以及市场调研最重要的前提就是做到与实际情况相一致。 （3）风险预测。可行性分析报告中最重要的内容之一就是风险预测，它就是在风险没有发生之前，对可能出现的问题进行合理的预测，这样就能保证在问题出现时工作人员能够不慌张并且从容应对。 （4）严密的论证。可行性分析报告所具有的的一个非常重要的特点就是论证性。要想具有严密的论证，就需要对高压输电线路建设各方面进行系统的、全面的分析。 1.2初步设计 得到高压输电线路完成效果的草图就是初步设计的目标。通过对高压输电线路实际需求进行研究，结合相关资料设计出符合标准的若干思路，最后经过研究得到最佳的设计方案。 （1）导线的选择。影响输电线路导线的因素有很多，包括周围环境以及导线下面的工频电场等，所以，需要采用科学的计算方法，这样得到的结果是比较精确的，这个结果与真实值也是比较接近。而且，为了降低高压输电线路的损失，需要选择在相对较好的气象条件下进行分析。 （2）杆塔的基础建设。作为高压输电线路的重要组成部分之一，杆塔对高压输电线路的安全稳定运行进行保障。由于在自然环境中暴露的电气元件，除了要受到地质和地形条件的影响，还会受到正常机械负荷的影响，所以在进行初步设计时要对这些影响因素进行充分的考虑。只有这样高压输电线路的安全稳定运行才能有坚强的保障。 1.3施工图设计 高压输电线路的设计的最后一个阶段就是施工图的设汁，包括了杆塔断面图、机电安装施工图、路径平面位置图、杆塔明细表、基础施工图以及预算书等。 2高压输电线路电气设计要点分析 2.1优化输电线路路径的性能 为了打造高品质的输电线路性能，需要制定一个科学的发展路径，具有转角次数少、路线较短、曲折系数小等优势，利用铁路、航空、通信等科技手段，达到良好的技术沟通，从而优化高压输线路路径的性能。在具体实际操作中，施工人员很难缩短输电线路之间的距离，因为地形方面的原因，很多高压输电线路的路经都或多或少存在问题，如果高压输电线路被设计于繁华街道和偏远地区，不仅日常运营中会受到高空抛物和树枝的影响，在日后定期维护中，难度系数逐年累加，这就需要不断采用科学技术进行优化，尽可能的减少绕弯曲折的现象存在，运用做科学合理的方法保证高压输电线路路径具有较少的曲折余线，为优化输电路径保驾护航。 2.2合理设置塔干建设 选择合理的杆塔型号，综合考虑铺设线路可能经过的地表、地形、地貌，充分发挥因地制宜的理念。在高压线路输电过程中，严格挑选施工项目所用的混凝土和钢筋等材料，绝缘性和机械性是杆塔选择的关键因素，必须考虑到高压线路所在的地貌特征，结合不同地区的土质情况决定杆塔填埋深度，例如岩石地基、软土地基、冻土地基、黄土地基等要选择适应个杆塔种类。杆塔选用时要秉持适量原则，在保障杆塔型号和材质的同时，切记因过度挑选而导致经济成本上的浪费。 2.3增强高压输电线路的防雷抗冰设计 我国地域环境复杂、气候多样，高压输电线路电气设计和使用过程中，自然灾害对其稳定影响巨大，其中雷电和冰冻破坏威力最大，因此必须加强设计过程中安全保卫工作，预防出现短路、失火、漏电等现象，相关部门在夏季和冬季加强监控管理，输电线路发生故障及时维修。防雷电是高压输电线路整个工程施工以及以后使用过程中不可缺的环节之一，工程建造应当设计科学的防雷系统，一方面结合当地气候地质特点，采取避雷特殊装置，利用信息传导系统提前预知雷暴天气的发生情况，针对雨量较大、雷电系数高的区域重点观察，一旦输电线路出现短路失火现象，采取紧急补救措施，避免给广大人民群众带来人力和财力上的损耗。另一方面，进行严格的抗冰设计，不但可以很好的节约工程造价，而且可以保证输电线路安全有效的运行，设计线路时要考虑不同地质条件对湿度、风向、冰厚带来的作用。预防过度结冰的途径有两个：新增重型抗冰塔和加强导线抗冻系数，具有重型机械强度的导线可以有效防止由导线带来的破坏，并且具有预绞丝保护线保证线路正常通电。另外，防止绝缘子在线路上对输电线路造成困扰，可以在其表皮涂抹防水材料，进而减少短路、漏电事故发生。
电力工程高压输电线路设计要点分析汪红艳 发表时间：2017-09-15T16:32:22.430Z 来源：《防护工程》2017年第11期作者：汪红艳 [导读] 随着人们对电力需求的不断扩张，电力工程的建设规模也在不断的扩大。 德州智能电气设备有限公司山东省德州市 253000 摘要：电力工程与社会的发展以及人们的生活密切相关，它属于基础性工程建设，社会各界都非常关注电力工程的施工质量。在进行电力工程建设时，不仅确保其电能供应作用，还需要在满足供电需求的基础上，合理设计高压线，确保其的安全稳定，它与电力工程供电能效间的关系非常密切，并且其还会受到用电需求满足程度的影响。为了完成国家制定的经济建设指标，必须以此为基础制定相应的协调规划，所以在实际的电力工程建设中，必须做好对高压输电线路主体的设计。 关键词：电力工程；高压输电线路；设计要点 引言 随着人们对电力需求的不断扩张，电力工程的建设规模也在不断的扩大，这使得电力施工中高压输电线路的设计与施工有了更高的要求。高压输电线路设计必须要具备安全性和可靠性，设计人员必须要结合实践，选择科学合理的高压线路设计方案，确保整个电力工程的安全稳定。 1电力工程高压输电线路设计要点 1.1高压输电线路路径的选择 通过对高压送电线路设计和施工的分析可以发现，在其中最为重要的就是对线路路径的设计，在进行高压送电线路交叉点的选择时，一般都是以公路铁路等线路为参照，确保送电线路的运行安全和运行效率。如果送电线路的位置出现了较大偏差，工作人员必须及时对其进行调整，避免出现线路曲折的情况。在选择线路入境时尽可能不要选择气象、水文、地质条件比较差的路段，以确保输电线路工程的自然灾害抵御能力，同时还需要尽可能不理其它地方规划设施进行冲突，尤其对于采矿区需要尽可能的避让，以确保线路运行的安全。如果条件允许，新建线路可以与以将要进行建设的电力工程并行开工，就可以有效降低施工的成本以及线路的交叉跨越施工。在进行跨越施工前，施工单位需要向相关部门提出申请，在得到其的同意后才可以进行跨越施工。总而言之，高压送电线路路径的设置与整个电力工程的运行质量密切相关。在高压输电线路设计中，路径选择是极为重要的，它直接影响着线路的运行质量、技术标准、施工进度以及工程的经济效益和社会效益。在实际施工中，设计人员必须做好全面的调查工作，比如地质情况、地面构筑物分布等等，制定多个路径方案，然后综合考虑多方面因素的影响，选择性价比最高的路径方案。在进行路径设计时，尽可能不要从房屋、经济作物区或者树林等范围穿过，是还需要综合考虑青赔费和民事工作，进而完成对线路设计方案的制定，确保高压输电线路工程的社会效益和经济效益。 1.2杆塔基础工程设计 在设计电力工程高压输电线路时，必须重视对杆塔基础工程的设计。在实际的高压线路设计工作中，常用的杆塔类型有两种，即管杆和铁塔，根据实际情况选择相应的杆塔或者综合使用。但是为了减少施工所耗费的成本，也可以使用铁塔或者混合土杆。钢塔基础工程与整个高压输电线路的运行是密切相关的，具有非常重要的作用和意义。基础开挖和浇筑设计是基础杆塔设计中最重要的两个部分。在设计开挖环节的施工时，工作人员必须做好全面的地质勘查工作，根据地质勘查的结果来选择开挖的方法，以促进岩石结构整体性的进一步提高；在设计浇注施工时，必须确保浇筑基础浇注原材料的质量。地基基础钢筋混凝土结构，浇注原材料一般使用的是砂石、水泥等材料。基础排水和回填设计，在开挖杆塔基础时，必须做好配套的排水设施，将基坑内的积水及时排出，以免因此出现坍塌或者下滑问题。尤其需要注意的是，杆塔基础要低于地下水位。在进行回填施工环节的设计时，必须确保回填的质量，确保其的密实度和稳定性，为基础浇筑工作的顺利开展奠定一个良好的基础。 1.3导线架设工程设计 在电力工程高压输电线路设计之中，确保导线架设设计的合理科学，它与整个高压输电线路工程的质量密切相关。在导线架设开始之前，设计人员就需要全面的掌握施工所用的设备、施工条件等方面的信息，并绘制相应的施工表格，为导线架设施工的进行奠定良好的基础。在实际施工中，导线架设工程的重点在于以下两方面的设计：第一，导线的放线设计。人员要对导线的质量进行检验，查验其有无分股等问题的出现，如果发现质量问题，必须立即对其进行处理。第二，导线的连线设计，该环节的质量直接决定高压输电线线路的运行效率和质量。通常情况下，架空导线之间的连接以及架空导线与压接式耐张线夹的连接都属于导线连接的范畴。 1.4避雷线的设计 避雷线设计是高压输电线路稳定安全运行的保障，在实际的高压输电线路设计中，有相当一部分设计人员都缺乏对避雷线设计的重视，给高压输电线路的运行留下了较大的安全隐患。避雷线设计包括避雷线和避雷针两个方面的设计。在避雷线选择方面，使用双避雷线，这样就可以大大提高线路对雷电的防御能力，确保输电线路的安全运行；对于避雷针设计来说，避雷针安装在杆塔的最高处，并且还要对雷击点进行控制，可能降低受到雷击的次数，此外，需要合理控制避雷针和高压导线垂直方向的距离。 2输电线路设计相关技术问题研究 2.1优化铁塔基础 铁塔建设也是高压输电线路设计中的关键所在。在建设铁塔前，必须先进行相关基础参数的计算，查验地基的荷载等参数能否满足实际的施工要求。如果地基的承载能力比较差，则需要对其采取必要的处理措施，确保其的承载能力。 首先需要做好对输电线路施工现场水文地质情况的调查工作，以此为基础来进行施工方案的制定；其次，根据具体的铁塔受力情况，在保证地基荷载能力的前提下，对轴心受压和轴心受拉两个问题进行合理的处理，并计算出受力K值。 2.2单双回路搭配问题 在实际的高压输电线路建设中，经常会使用双回路的终结塔，这样可以为后续项目的实施营造良好的条件。比如，对于那些比较狭窄或者廊道地段就可以使用双回路的架设方案。双回路的架设方案的最大优点就在于可以保证电力系统供电的持续性，如果某条供电电源出现故障时，另一条电源还能够继续供电，这一般适用于那些对用电需求比较大的用户。如果用户对于供电需求较低，则仅使用单电源供
关于高压输电线路设计技术研究 发表时间：2018-01-10T10:09:36.410Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：袁有恩 [导读] 摘要：高压输电线路是电网系统的重要组成部分，送电线路的设计必须贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到可靠、经济适用、符合国情。 （青海省电力设计院青海西宁 810008） 摘要：高压输电线路是电网系统的重要组成部分，送电线路的设计必须贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做到可靠、经济适用、符合国情。针对其具有专业性强、施工难度大、建设周期短等特点，本文对送电线路导线和杆塔的设计以及输电线路的防雷措施做出了简要分析，以供参考。 关键词：高压输电；设计；技术 1、引言 电力工程施工与设计管理一门科学，而送电线路的特点决定了其典型设计工作内容。送电线路属于一条线，其担负着输送和分配电能的任务，并联络各发电厂、变电站使之有效运行。外部环境对其的影响较大。需要根据工程所经过地区的实际气象、地形、地质条件进行杆塔、基础设计，这就决定了送电线路典型设计内容与变电站不同。送电线路的本体造价主要由基础部分、杆塔和导线构成。基础设计受地形、地貌和地质条件的影响很大，应根据具体塔位的实际条件进行设计，送电线路杆塔的设计基本是由导线截面、地形条件和气象条件决定，只要各工程的设计条件基本相当，杆塔是可以通用的。根据上述特点，这次设计的主要内容定位在对应一定的导线截面、地形条件以及气象条件之间的组合，设计出一套标准化并且系列化的典型设计杆塔，使其能够在日后同类工里中统一使用。 2、送电线路的绝缘防雷和接地 （1）防雷设计，需要按照线路自身的电压和负荷的性质以及系统运行形式。针对平原地带的杆塔来讲，任何一根杆塔都应该配备接地的装置，同时还应该和避雷线进行连接，使其能够对输电线路防雷自身的可靠与实用性给予提升。送电线路还需要进行绝缘配合，需要令线路可以在工频电压，以及操作过电压，还有雷电过电压等多种条件下保证其自身能够安全并且稳定的运行。在海拔高度1000m以下地区，操作过电压和雷电过电压需要的悬垂绝缘子串绝缘子片数，不能够低于8片。耐张绝缘子串的绝缘子片数需要保持在8的基础上提升。雷电过电压其自身最小的间隙也需要有所提升，并按照当地现有线路自身的运行经验，地区雷电活动上的强弱，还有地形地貌特点以及土壤电阻率高低等相关情况，去对耐雷水平进行计算，通过技术经济上的比较，采取有效的防雷形式。 （2）送电线路需要沿着全线架设地线。在年雷暴日数不足15或相关运行经验证明雷电活动相对比较轻微的地区，送电线路则不需要架设地线，可是需要在变电所或者是发电厂的进线段去架设1到2km地线。杆塔上地线对于边导线的保护角，山区单地线送电线路需要使用20°左右。杆塔上两根地线彼此的距离，不可以超出地线和导线之间垂直距离的5倍。在通常档距的档距中央，导线和地线之间的距离，需要按下式校验（计算条件为：气温+15℃，无风） S≥0.012L+1 (1) 式中：S——导线和地线间之间的垂直距离，m；L——档距，m。 （3）对绝缘地线长期通电的接地引线以及接地装置，需要限制地线上的电磁感应电压以及电流，并选择一些比较稳定的地线间隙，校验其热稳定以及人身安全的预防措施，使其能够对于绝缘地线自身的安全运行给予保证。有地线的杆塔需要接地，在雷季比较干燥的时候，每基杆塔不连地线的工频的接地电阻，不应该超出15Ω。中性点非直接接地系统在居民区的无地线钢筋混凝土杆以及铁塔应接地，其接地电阻不应该超出30Ω。通过耕地的送电线路，其接地体需要埋设在耕作深度之下；处于居民区以及水田的接地体需要进行环形的敷设。使用绝缘地线的时候，选择钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土电杆，其钢筋和接地螺母还有铁横担以及地线支架彼此需要有可靠的电气连接。外敷的接地引下线能够使用镀锌园钢或者是镀锌扁铁，其截面需要参照热稳定需要去进行选取，并且不需要低于Φ12或 40×40mm，引出线表面需要完成合理的防腐处理，比如热镀锌。 3、杆塔设计 （1）随着输电线路电压的升高，塔架越来越重，越来越高，相应的施工更加困难。塔塔方法主要是整体提升和提升。分段提升目前用于悬架杆和落地桅杆两种方式。塔的结构是基于极限状态设计的理论。结构的极限状态是结构或部件满足指定负载组合下的线的安全运行或各种变形或破裂极限的临界状态。无论使用哪个方法组，必须首先考虑安全问题。遵循“安全第一，预防为主”的方针。安全管理的重点是根据客观规律进行控制，预防和行为，使各种立法方式在安全的前提下发挥作用。 （2）塔组是高压输电线路建设的重要组成部分。高压输电线路在长期运行中，塔作为电线和雷电支架，必须能够承受一定的负载，其变形必须在一定的允许范围内，塔必须满足一定的强度和刚度要求。在已经选择的线路中，对齐，横截面映射，在纵截面中确定塔的位置，称为定位。它是线路设计的重要组成部分，其质量与线路建设成本，方便安全的运行维护有关。平坦的山丘，易于运输和施工的地方，应优先选用钢筋混凝土杆和预应力混凝土杆。考虑到运输和施工的实际困难，走廊受限的地区大，跨度大，距离大。 （3）钢材为现行国标Q235系列和Q345系列。根据实际使用条件确定钢水平，L63×5及以上角钢规格可采用Q345钢。螺栓和螺母的材料和特性应符合现行规范“紧固件，机械性能螺栓，螺钉和螺栓”和“紧固件”的规定。关于线型常规330kV线路采用2XLGJ-300/40线，对应于铝合金总截面积为600.18mm2,330kV线塔的每相，并采用锚栓连接基础。 4、导线选择 （1）传输线的导线截面，除了根据经济电流密度的选择外，还可根据电晕和无线电干扰条件进行校准。应允许大截面电线选择流量，并通过技术经济比较来确定。高度不超过1000m的面积，采用现有的ACSR国标，如线径不小于9.6mm，不能检查电晕。 （2）当导体允许携带电流时，检查导体的允许温度：钢芯铝线和钢芯铝线绞线可以+70℃（大跨度可以使用+90℃）包括铝包钢线）可以使用+ 80℃（大跨度可以使用+100℃），或通过试验;镀锌钢丝可以使用+125℃。环境空气温度应为月份最高平均气温;风速应为0.5m / s（大跨度0.6m / s）;太阳辐射功率密度应为0.1W / cm2。 （3）导体和地线（以下简称导，地线）设计安全系数不得小于2.5。接地线的设计安全系数应大于导体的设计安全系数。接地线应符合电气和机械条件的要求，选择镀锌钢绞线或复合绞线。设置在导上的滑轮上，也可以计算由于附加张力引起的局部弯曲的悬挂点。松弛最低点处的最大张力不应超过稀有风或罕见天气条件下的脱落力的60％。悬挂点的最大张力不应超过拉力的66％。检查短路热稳定时引线
天津市高等教育自学考试 模具设计与制造专业 热工基础与应用 综合实验报告 （一）压气机性能实验 主考院校: 专业名称： 专业代码： 学生姓名： 准考证号：
一、活塞式压气机概述 1.活塞式压气机结构及工作原理 （1）活塞式压气机结构 压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。 本次实验所用压气机为“活塞式压气机”，现就其结构及特点作简要说明。 活塞式压气机是通用的机械设备之一，是一种将机械能转化为气体势能的机械。 图1.1 活塞式压气机机构简图 图1-2 三维仿真示意图
（2）活塞式压气机工作原理： 电机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞作往复移动，压缩汽缸内的空气达到需要的压力。曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程分为吸气、压缩、排气三步。 具体为：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。 这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。特别的是，单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。 活塞式空压机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止运转。 二、实验内容 1.实验目的 （1）压气机的压缩指数和容积效率等都是衡量其性能先进与否的重要参数。本实验是利用微机对压气机的有关性能参数进行实时动态采集，经计算处理、得到展开的和封闭的示功图。从而获得压气机的平均压缩指数、容积效率、指示功、指示功率等性能参数。 （2）掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方法。 （3）对使用电脑采集、处理数据的全过程和方法有所了解。 2.实验装置及测量系统 本实验仪器装置主要由：压气机、电动机及测试系统所组成。 测试系统包括：压力传感器、动态应变仪、放大器、计算机及打印机， 压气机型号：Z—0.03/7 汽缸直径：D=50mm 活塞行程: L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分
实验二压气机的性能 压气机在工程上应用广泛，种类繁多但其工作原理都是消耗机械能（或电能）而获得压缩气体，压气机的压缩指数和容积效率等是衡量其性能优劣的重要参数，本实验是利用微机对压气机的有关参数进行实时动态采集，经计算处理，得到展开的和封闭的示功图，从而获得其平均压缩指数n、容积效率η ，指示功W c、指示功率P等性能参数。 v 一、实验目的 1．掌握用微机检测指示功，指示功率，压缩指数和容积效率等基本操作测试方法； 2．掌握用面积仪测量不同示功图的面积，并计算指示功，指示功率，压缩指数和容积效率。 3．对微机采集数据和数据处理的全过程和方法有所了解。 二、实验装置及测量系统 本实验装置主要由压气机和与其配套的电动机以及测试系统所组成，测试系统包括压力传感器，动态应变仪，放大器，A/D板，微机，绘图仪及打印机，详见图2-1所示。 1
压气机的型号：Z——0.03/7 气缸直径：D=50mm，活塞行程：L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分 为获得反映压气机性能的示功图，在压气机气缸上安装了一个应变式压力传感器，供实验时输出气缸内的瞬态压力信号，该信号经桥式整流以后送至动态应变仪放大；对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄转角信号的同步，这二路信号经放大器分别放大后送入A/D板转换为数值量，然后送到计算机，经计算机处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开示功图和封闭的示功图，详见图2-2和图2-3。 三、实验原理 1．指示功和指示功率 指示功——压气机进行一个工作过程、压气机所消耗的功W c，显然其值就是P—V图上工作过程线cdijc所包围的面积，即 W W=W?W1?W2×10?5（kgf—m） 式中S——测面仪测定的P—V图上工作过程线所围的面积（mm2） K1——单位长度代表的容积（mm3/mm）；即 W1=WWW2 4WW 1
2翻译部分高压比吸附式压气机级气动性能设计与分析 摘 要 在轴流压气机中，可以通过附面层抽吸的方法来对叶片和端壁附面层区域的 逆压梯度进行控制从而提高压比。这个概念已经在一个最高速度为1500英尺每 秒，总压比为3. 5的独特的吸附式压气机的设计与分析中被验证。吸气级是将轴 对称的通流程序与一个具有反设计能力的准三维叶片程序搭配而设计的，完成之 后用三维\S 方程进行了计算验证。为了满足一个4%的入口质量流量的总吸要求 在转子和静子吸力面安装了沿着翼展方向的槽，3%的额外抽吸也将需要在轮毂和 缸盖的激波位置附近完成。除了在端壁区域，设讣的三维粘性的评价结果与准三 维设讣意图高度一致。三维粘性分析预测的质量平均在转子等嫡效率为93%、总 压比为3. 7和在总压比为3. 4、等爛效率为86%的级中。 2.1专业符号 H ——滞止熔 U ——附面层边缘速度 M ——马赫数 P ——压力 U ——叶片速度 m' ----------- 弧长 r ——半径方向 u ——附面层边缘速度 2.2脚注 0——停滞，总量 1, 2——叶片入口，出口 e 附面层 2?3介绍 Kerrebrock 解决了热力学对发动机性能的影响，他和其他人讨论了吸气时 压气机的相关概念，并且描述了一个实验，此实验研究了附面层吸除对于跨声速 压气机吸力面的影响。在Kerrebrock 等人1996年的在一个系列的涵盖了最高速 度从700至1500英尺/秒，压比从1. 5到3的吸附式压气机的设计中呈现出了新 的结果，设计研究清楚地表明，级做功的增加，可以实现压气机吸气的愿望。这 些努力仅仅代表了在回答是否抽吸会导致改善发动机性能整体问题过程的笫一 步。最后的答案取决于吸入对发动机的重量和燃油消耗的影响。这些反过来乂依 赖于整合吸气级进入发动机的细节。特别是，对循环效率的净效应取决于有多少 的放气流的能量可以回收，并且放气流在发动机系统的利用，例如冷却。这些问 题正在研究中。 r ------- 半径方向 比 --- 运动状态参数 x ——轴向方向 8 *——位移厚度 e ------ 动量厚度 P ——密度 n ——等爛效率 3——损失系数 isen --------- 等嫡 suet ---------- 吸入
电力工程高压输电线路设计要点分析邸英杰 发表时间：2018-08-20T10:18:11.780Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：邸英杰 [导读] 摘要：随着经济水平的提高，社会各方面的用电需求不断上涨，这对电网建设提出更高的要求，在电力工程中，高压输电线路是非常重要的组成部分，是确保人们日常生活用电的基础保障，对高压输电线路的合理设计与管理具有重要意义。 (国网冀北电力有限公司乐亭县供电分公司河北唐山 063600) 摘要：随着经济水平的提高，社会各方面的用电需求不断上涨，这对电网建设提出更高的要求，在电力工程中，高压输电线路是非常重要的组成部分，是确保人们日常生活用电的基础保障，对高压输电线路的合理设计与管理具有重要意义。通常情况下，高压输电线路采用塔杆为基础，开展导线架设及避雷工作，把握设计的要点内容，有助于提高高压电力输送质量，提升企业服务水平。本文主要对高压输电线路设计要点进行分析。 关键词：高压输电；输电线路；设计要点；电力工程 引言 输电线路是电力工程项目中比较重要的一个组成部分，保证了电力系统正常运转的关键所在，所以有关输电线路的质量问题是非常值得重视的。科学合理的电力工程输电线路的设计工作有利于更好的保证电力工程的整体质量，现阶段已经逐渐成为电力工程项目建设中的关键所在， 1高压输电线路的设计流程 1.1 前期分析阶段 首先，根据当前地区的地形地貌及气象环境做好全面的勘察与分析，将勘察结果作为设计的主要依据，确保设计与实际施工的一致性。其次，设计人员运用以往的丰富经验与设计知识，根据勘查结果对方案进行科学规划与优化设计，就方案的可行性开展研究工作，对施工中可能存在的不利因素进行预测，降低风险事故的发生。 1.2 初期分析 在设计的初期阶段可以对线路布置进行草图拟定，然后结合施工现场的具体情况对草图进行修改，提高输电线路设计的科学性与合理性。另外，自然环境、天气变化是影响高压输电线路正常运行的主要因素，在设计的前期阶段，应该就当前区域气象状况进行详细的调查，根据现有的输电线路开展合理的布局设计，对工程所需的材料种类、规格、数量进行优化选择。另外，加强防雷工程、抗冰工程的设计，最大限度的降低输电线路安全隐患。 1.3施工分析 输电线路设计的主要目的就是为施工提供良好的依据参考，设计人员除了要对设计负责，还要注意与施工的紧密结合，做好施工阶段的配合工作，对工程施工中存在的问题及时发现，及时解决，如果存在与施工设计不相符合的情况及时进行补救措施，调整施工方案进行变更处理，做好与施工单位之间的沟通和联系，降低问题带来的不利影响。 2高压输电线路电气设计中存在的问题 2.1杆塔型号的选择不合理 在我国现阶段应用较为普遍的高压输电线路架空方式之中，杆塔是一个非常重要的基础设计环节，其对高压输电线路的运行具有非常重要的影响。尤其是杆塔的型号选择，对高压输电线路的运行质量具有非常重要的实际影响，同时，还会影响杆塔对电气网络运行保护的有效性发挥。但是，现阶段的一些设计人员在设计的过程中，没有按照规范的流程进行杆塔型号的选择。如此，就在极大程度上造成了杆塔型号与电气设备运行的需求存在极大的差异性，进而使电网的运行质量以及安全性难以得到切实的保障。此外，还有一些设计人员对杆塔的质量没有进行严格的把控，导致其质量存在极大问题，造成了非常严重的安全隐患。 2.2防雷以抗冰设计不合理 现阶段，由于考虑到高压输电线路的运行安全问题，因此，其选址一般会在地势复杂、空旷的位置，而这些位置的气象条件往往比较恶劣，雷电以及冰冻天气普遍。如此，为了保证输电线路不会受到雷电以及低温的损害或入侵，往往需要对电力系统之中落实相应的防雷设计以及抗冰设计，其根本目的是保证高压输电线路运行的安全性以及稳定性。但是，一部分电气设计人员在进行线路设计的过程中，往往缺乏对天气气象条件的考察，正在设计的过程中，对线路的防雷以及抗冰设计合理性以及适用性效果难以体现，甚至还存在较为严重的防护漏洞。如此，直接导致了线路在恶劣天气下容易受到气象问题的影响，进而出现漏电、短路等实际性问题，影响系统的正常运行。 3高压输电线路设计要点 3.1 输电线路路径的选择 路径选择主要是对起止点之间的线路做好规划设计工作，确保能够符合国家政策方案及现场条件。在路径选择的过程中必须要从经济性、安全性、便捷性多方面综合考虑。主要包括以下几方面内容：第一，通过多种方案的比较分析选择最为合理的路径方案。第二，选线采用1/5万地形图，在图上标出线路具体路径，起止点及中间必经点的位置，了解线路范围内城市规划、军事设施、地下矿藏开采、水利设施规划等多方面内容，根据线路起止点距离最短的原则，避开上述的影响因素，确保工程建设的顺利完成。第三，路径方案确定以后，还要对线路所经过地区的地上、地下障碍物进行调查，其实做好基础工作。 3.2输电线选型设计 输电线是电力能源传输必不可少的一部分，由于导线与地线长期处于室外状态，经受风吹日晒与寒冰作用，气温剧烈变化下对输电线造成很大影响。与此同时，受到国家政策及相关标准的限制，输电线选型与工程质量、成本费用有直接作用。在设计中，特别是一些大跨越地段，对于导线、地线的选择必须慎重考虑。通常情况下应该满足以下要求：第一，导线材料应该具备良好的导电率，根据实际情况合理控制导线截面，按照经济电流密度或输送容量，结合不同的导线材质及技术经济效益比较分析，最终确定。第二，导线和地线应该具备较强的耐腐蚀性，能够承受外界环境的影响。第三，导线与地线必须具备较高的抗震性和机械强度，可以满足日常供电的多样化需求。 3.3塔杆基础工程设计 电力工程高压输电线路设计中塔杆基础工程设计是一项非常重要的内容，通常情况下，设计者会选择最为常见的管杆与铁塔结构。但是，由于地区环境不同，所遇到的影响因素也不尽相同，为了降低高压输电线路的成本费用，尽量选择最合适的塔杆基础，避免两个结构
《气动系统设计与分析》大作业 题 目 气动系统设计与分析 姓 名 陈明豪 学 号 3110612003 专业班级 机电111 指导教师 黄方平 学 院 机电与能源工程学院 完成日期 2014年12月30日 宁波理工学院
目录 1设计任务 ......................................................................... 错误!未定义书签。2总体方案设计 . (2) 2、1 ................................................................................................. 系统控制流程图 2 2、2 ..................................................................................................... 气动原理设计 2 2、3 ............................................................................................................... 工作过程 3 2、4PLC控制程序 (3) 2、5 ............................................................................................................... 系统仿真 3 3气动系统设计计算 (5) 3、1 ..................................................................................................... 执行元件选择 5 3、1、1 ................................................................................. 气缸1参数计算 5 3、1、2 ................................................................................. 气缸2参数计算 5 3、1、3 ................................................................................. 气缸3参数计算 6 3、2 ..................................................................................................... 控制元件选择 6 3、3 ..................................................................................................... 确定管道直径 7 3、4 ........................................................................................ 气动辅助元件的选择 7 3、5 .......................................................................................................... 选择空压机 8
电力工程高压输电线路设计要点分析 摘要：在电力工程中，高压输电线路是举足轻重的一部分，对高压输电线路的 设计与管理具有重要意义。一般情况下，高压输电线路采用塔杆为基础，开展导 线架设及避雷工作，把握设计的要点内容，有助于提高高压电力输送质量，提升 企业服务水平。本文主要对高压输电线路设计要点进行分析。 关键词：高压输电；线路；设计要点 前言 高压输电线路主要的任务就是实施的过程，作为电力能源传输的重要载体， 提高输电线路设计的安全性、可靠性非常重要。高压线路的设计好坏关系到整个 电力工程的输电与供电质量，为人们的用电需求建立良好的设备基础。必须要运 用科学的设计方法降低高压输电线路中存在的隐患问题，切实提高电力工程整体 水平。 1.我国电力工程高压输电线路设计管理工作的现状分析 根据我们国家如今电力企业的实际运营的基本情况，我们在设计高压输电线 路时总会或多或少地出现一些不同的问题，特别是在线路设计方面，更是花样百出，而这一严重的问题已经非常严重地影响了我们国家与企业的整理影响力与社 会价值。因此，在电力工程企业进行电路设计时一定要注重电路设计的管理工作，有关专业管理人员一定要强化电力建设的全方位的发展，保证高压输电线路管理 与设计质量达到标准。对此，我们将整个高压线路的电力工程施工过程分成工程 施工前的准备工作、工程施工时的安装工作、施工设计后的收尾工作这三个非常 重要的阶段。通过不同阶段、不同实施方法与不同步骤的分类方法，能够及时解 决在施工设计阶段暴露出来的各种问题，真正改善高压输电线路设计突发问题， 从而提升我们国家整个输电线路的管理水平。 2.电力工程高压输电线路设计流程 2.1前期分析 高压输电线路设计工作具有一定的特殊性，由于工程量大、内容多、涉及因 素多，设计存在很多影响因素和安全隐患。所以，设计人员在进行高压输电线路 设计的时候，必须认清当前局势，做好充分的准备工作，其实提高高压输电线路 的设计水平。首先，根据当前地区的地形地貌及气象环境做好全面的勘察与分析，将勘察结果作为设计的主要依据，确保设计与实际施工的一致性。其次，设计人 员运用以往的丰富经验与设计知识，根据勘查结果对方案进行科学规划与优化设计，就方案的可行性开展研究工作，对施工中可能存在的不利因素进行预测，降 低风险事故的发生。 2.2初期分析 在设计的初期阶段可以对线路布置进行草图拟定，然后结合施工现场的具体 情况对草图进行修改，提高输电线路设计的科学性与合理性。另外，自然环境、 天气变化是影响高压输电线路正常运行的主要因素，在设计的前期阶段，应该就 当前区域气象状况进行详细的调查，根据现有的输电线路开展合理的布局设计， 对工程所需的材料种类、规格、数量进行优化选择。另外，加强防雷工程、抗冰 工程的设计，最大限度的降低输电线路安全隐患。 2.3施工分析 输电线路设计的主要目的就是为施工提供良好的依据参考，设计人员除了要 对设计负责，还要注意与施工的紧密结合，做好施工阶段的配合工作，对工程施
高压输电线路的继电保护设计浅谈 前言 随着电力系统迅速发展，我们不断对它提出新的要求，电力系统对继电保护的要求也不断提高。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信号量，当突变量到达一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。对电力系统继电保护的基本性能要求是有选择性，速动性，灵敏性，可靠性。 这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。
目录 第1章绪论 (1) 1.1 设计基础条件 (1) 1.2 设计内容 (1) 1.3 设计要求 (2) 第2章短路电流计算 (3) 2.1 短路电流计算原则 (3) 2.2 电力网络元件参数计算 (3) 2.3 最大运行方式 (4) 2.4 最小运行方式 (5) 第3章110kv高压输电线路继电保护整定计算 (7) 3.1 三段式方向性电流保护整定计算 (7) 3.11 QF6的三段式电流保护整定计算 (7) 3.12 QF4的三段式电流保护整定计算 (8) 3.13 QF2的三段式电流保护整定计算 (9) 3.2 三段式距离保护正定计算 (10) 3.21 QF6的距离保护 (10) 3.22 QF4的距离保护 (10) 3.23 QF2的距离保护 (11) 3.3 线路差动保护 (12) 3.31 A’C段线路差动保护 (12) 3.32 BC段线路纵差保护 (12) 3.33 AB段线路纵差保护 (12) 第4章自动重合闸装置 (13) 第5章电力系统各元件继电保护装置的选择 (14) 5.1 保护配置 (14) 5.2 各插件原理说明 (14)
第一章 1.压气机的分类方法有哪些？ 答:工质的流动方向：轴流式，离心式，斜流式，混合式 工质压强提高的程度：风扇，通风机，鼓风机，压缩机 工质的性质：气体：压气机，液体，泵 2，离心式压气机和轴流式压气机各自的优缺点？, 轴流式：优点：1，迎风面积小；2，适合于多级结构；3，高压比时效率高；4，流通能力强； 5，在设计和研究方法上，可以采用叶栅理论。 缺点：叶片型线复杂，制造工艺要求高，以及稳定工况区较窄、在定转速下流量调节范围小等方面则是明显不及离心式压缩机。 离心式：优点：1，单级增压比高；2，结构简单、制造方便；3，叶片沾污时，性能下降小； 4.，轴向长度小；5，稳定工作范围大。 缺点： 3简述压气机的工作原理？ 工作叶片 扩张通道 对气流做工Lu 回收部分动能 气流 工作轮 压强增加动能上升 整流器 压强增加 流向调整 第二章 1、 什么是轴流压气机的基元级？为什么要提出基元级概念？ 答：○ 1基元级：用两个与压气机同轴并且半径差?r →0的圆柱面，将压气机的一级在沿叶高方向截出很小的一段，这样就得到了构成压气机级的微元单位—基元级。 ○2在基元级上，可忽略参数在半径方向的变化，故利用基元级将实际压气机内复杂三元流动简化为二维模型——降维，便于做研究，故提出了基元级 。 2、压气机基元级增压比和等熵效率如何定义？ 答：基元级增压比：级静叶姗出口气压和工作轮进口气压之比。 等商效率：气体等熵压缩功与实际耗用功之比。 3、何为压气机基元级的理论功？计算方法有哪些？ 答：单位质量流体获得的功Lu 即为基元级的理论功。 形式：○1 ○22222221221c c w w Lu -+-= ○3*1*2h h Lu -= ○4S f R f L L C C dp Lu ,,2123312+++-+=?ρ 4、试画出压缩过程的温熵图，并指出理论功、多变压缩功、等熵压缩功和热阻功、摩擦损失功所对应的面积,热阻功是怎么引起的？ 答理论功Lu=A bd3*fb ；摩擦损失功=A cd3*1*c ； 多变滞止压缩功=A bc1*3*fb ；等熵滞止压缩功 =A bc3*ifb ；热阻功=A 1*3*3*i ； 热阻功引起的原因：○ 1尾迹损失，上下表面附面层在尾缘回合后形成的涡流，由于 粘性作用，旋涡运动消耗动能转变我热能 损失；○ 2尾迹和主流区的掺混，同时由于)(12u u W W u Lu - =
高压输电线路设计与维护分析 发表时间：2017-09-06T11:29:21.150Z 来源：《电力设备》2017年第14期作者：薛美1 霍灵洁2 [导读] 摘要：在经济不断发展的同时电能需求量也在不断增长，所以强化电力输送能力有着重要的意义。 （1.国网陕西省电力公司榆林供电公司陕西省榆林市 7190002.武汉科技大学信息科学与工程学院湖北省武汉市 430081）摘要：在经济不断发展的同时电能需求量也在不断增长，所以强化电力输送能力有着重要的意义。从目前的情况来看，高压输电线路已经成为电力输送和利用的重要渠道，所以保证线路稳定和持续运行具有重要的现实意义。就目前的高压输电线路应用来看，在实践中存在着效率不高或者运行不稳定的情况，这种情况不仅影响了线路的利用价值，也影响了线路安全稳定，所以急需解决。而就此问题的具体 分析来看，高压输电线路之所以会出现这样的情况，一方面是线路在设计的时候存在着缺陷，即装置性违章；另一方面是其在后续的使用中，维护出现了一定的纰漏，所以导致高压输电线路整体利用价值降低。基于此，本文就高压输电线路的设计和维护进行分析，旨在提高其社会实践价值。 关键词：高压输电线路；设计；维护；分析高压输电线路在目前的电力系统中占据着重要的位置，对于电力系统功能发挥起着重要的作用，所以重视高压输电线路安全经济运行具有重要的意义。从目前的高压输电线路分析来看，设计和维护是线路稳定运行中的两个重要环节，强化两方面的工作，不仅可以解决线路本身结构方面存在的问题，在线路运行时面对的一些障碍因素也会因此得到解决。从这个角度来看，优质的设计和良好的维护是线路系统功能发挥的重要保证，所以积极地对其展开研究具有重要的现实价值。 一、高压输电线路设计优化的有效措施 （一）在设计工作中重视线路材料的选择在进行输电线路设计的时候，要进行设计的优化，一项重要的内容是对线路材料的选择。从线路运行的实践来看，输电线路的运输能力和线路材料的阻值大小有着密切的关系，而线路安全和线路材料的耐高温性以及耐高压性有着密切的关系，所以为了保证线路既具有良好的电力输送能力，又具备较强的安全性、经济性，需对材料进行甄别，然后选择最为合适的材料作为高压输电线路材料。在材料设计达到合理标准之后，线路安全威胁和不稳定问题就会得到很好的规避，这样，线路运行的价值就会显著提升。 （二）在线路设计时充分考虑气象条件和运行环境在进行线路设计的时候应重视其运行环境的影响也是设计优化当中的一项重要内容。从目前的运行实践来看，高压输电线路长期暴露在野外，受环境影响较大，而自然气候等因素对线路运行会产生严重的影响，所以在设计工作中要结合线路运行的自然条件和周边环境进行设计加强，这样，整个线路的完整性和问题抵抗能力才会得到提升。比如在西北地区进行高压输电线路的设计，考虑到大风的影响，在线路设计的时候需要进行线路结构的紧凑性提升，以此来提高其稳定性；处于煤矿采空区的线路杆塔，要结合具体情况和当地运行经验，考虑采用可调式联体井字梁基础、可调联体井字钢梁基墩架构或大板基础设计等；位于化工重污染区的线路应考虑增大外绝缘爬距或使用憎水性较强的复合绝缘子来提高线路耐污能力；处于多/强雷区的线路，应根据线路电压、负荷性质和系统运行方式等，综合考虑防雷措施，采取架设双避雷线、加装可控避雷针、加装氧化锌避雷器、降低线路杆塔接地电阻等多项措施提高线路耐雷水平。在南方山区，进行线路设计的时候，考虑到森林树木对于线路的影响，线路的绝缘性设计必须要有进一步的提升。简言之就是将环境信息作为参考，线路设计会更加全面。 （三）线路设计要为后续负荷的发展留有一定的裕度。 在高压输电线路设计的时候，另一项有效的措施是在当前运行能力的基础上做好提升空间的预留，这样做的目的主要有两个：一是为后续的线路输电能力提升打下基础，二是降低后期线路改造的成本。从目前的社会发展来看，我国用电需求在不断的增长，所以对于输电能力的提升提出了更高的要求，换句话说就是现阶段能够满足输电需求的线路在将来的某个时间点会变得满足不了需求，这时候就需要进行线路改造。而在目前的设计中，考虑未来的需要，从而为线路输电能力的提升预留空间，这样可以明显的延长线路使用周期，这对于线路建设和运行成本的控制有着重要的意义，所以做好输电能力预留空间设计，经济效益会显著提升。 （四）设计人员的自身水平要进行优化在高压输电线路设计中，人员水平对于设计优化有着重要的影响，尤其是随着电网的不断发展，超高压、特高压、智能电网的大量应用，对人员的技术水平提出了更高的要求。目前人员水平提升主要有两方面的措施：一是积极地进行人员理论培养，强化设计规范和 “反事故措施”的学习和执行，精细现场踏勘，根据当地气象条件和地理环境等实际，在推广应用通用设计、通用设备的基础上，做好差异性分析，搞好设备选型，坚决杜绝装置性违章。二是设计实践的提升。设计的优化需要在不断的经验总结上进行，因为只有总结经验，问题的解决才会更加具有针对性，所以说加强设计人员的实践培养，提升其经验总结能力对于设计问题的解决十分有利。 二、高压输电线路维护强化的有效策略 （一）明确线路维护的责任划分在输电线路维护强化的措施中，一项重要的内容是进行责任划分。从目前的分析来看，过去的输电线路维护存在着一定的责任死区或重叠部分，这种情况一方面造成了维护资源的浪费，另一方面出现了维护遗漏，所以在维护强化过程中，需要针对问题进行范围责任制或者是小组责任制的建立。通过这样的制度建立将维护责任进行细化，从而保证责任范围和人员对应，同时要明确具体的维护内容和要求，建议采用表格形式，以便使维护内容清楚明了。这样，资源利用率就会得到有效提升，维护死角问题也彻底解决，整体维护效率就会有进一步的提升。 （二）确立完善的线路维护制度确立完善的线路维护制度也是输电线路维护强化的有效措施。就制度完善而言主要有两方面的工作：一是维护领导制度。维护工作的进行需要有专门的领导组织和督导，这样，维护措施的执行才会更有力度。现阶段的线路维护工作巨大，单一领导的覆盖面不够，所以可以建立层级领导制度，这样，领导工作可以逐级完成，维护措施的强化也可以逐级下达。二是监督制度。监督制度对于维护工作的实施效率而言有着重要的作用，所以在实际监督中，建立双向监督机制，这样，既可以从下而上完成监督，也可以从上而下完成监督，有了这样的双向监督，监督的片面性问题得到有效的解决，整个维护工作的实效性得到有效提升。简言之就是制度完善促进线路维护工作质量提升。