第一篇：關于35kV變電站設計中的問題研究

關于35kV變電站設計中的問題研究

【摘要】文章以35kV變電站設計程序作為主要研究對象，通過分析與探討35kV變電站設計中的問題，并從嚴格把握環(huán)保設計程序、節(jié)能設計程序以及無功補償設計程序等方面詳細介紹35kV變電站設計方案及程序，期待能夠成為業(yè)內人士參考以及學習的指標，從而不斷改善與優(yōu)化35kV變電站設計程序，為國家經濟發(fā)展作出重要貢獻。

【關鍵詞】35kV變電站;環(huán)保設計;節(jié)能設計;無功補償設計

1.前言

近年來，國內相關部門與機構在35kV變電站設計環(huán)節(jié)與建設環(huán)節(jié)都投入了較多的關注度，基于35kV變電站而言，設計程序不僅是建設環(huán)節(jié)的主要構成要素之一，同時還是建設中存在最為重要的難點部分，設計質量的優(yōu)劣會對其利用效率、建設水平等造成直接影響，因此必須嚴格把握其難點，通過全面把握環(huán)保設計、節(jié)能設計、以及無功補償設計等設計環(huán)節(jié)，確保35kV變電站能夠充分體現其存在價值。

2.35kV變電站設計環(huán)節(jié)中的相關注意事項

近年來，國內在電網改造方面的力度越來越大，并將改造重點與目標放在安全用電以及優(yōu)質用電等方面，旨在為服務區(qū)域內提供更加優(yōu)質的供電服務。35kv變電站設計基本方案呈現出多樣化特征，在技術布局層面、工程造價層面都得到了合理優(yōu)化[1]。盡管如此，35kv變電站設計實踐程序中，為了提升變電站綜合使用價值，確保供電環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性以及安全性，還需要相關部門及人員充分把握其各個設計程序，并且嚴格把握以下諸多方面。

第一，合理把握35kV變電站設計中的主設備選取程序與主接線選取程序。一般情況之下，在開展首期工程時，其主接線方面需要使用的設備包括主變壓器一臺、35kV電源進線一條。而必須強調的是，在二期工程尚未開始之前，首期工程就要為其預留一些設備，除了要使瓷柱在空間過渡環(huán)節(jié)的效果得以有效展現之外，還需要嚴格把握隔離開關以及斷路器的選擇程序[2]。鑒于此，在具體設計環(huán)節(jié)，需要以橋型接線對兩條線路進行分別設計，具體是外橋接線以及內橋接線，并在母線接線上對主變壓器進行合理利用，從而有效提升單母線類接線方案的使用價值。與此同時，在設計變電站設備選擇程序時，應當充分考慮能耗、自冷以及油浸等方面，確保變壓器以及調壓器都能滿足電網運行、節(jié)能減排等方面的基本需求，使容量始終處于2 MVA-10MVA的可控范圍內[3]。除此之外，在設備材質方面，必須選擇具有較強抗腐蝕功能的材質，建議優(yōu)先考慮35kV戶外干式電壓互感器。

第二，合理把握35kV變電站設計中平面布局方面的問題?；?5kV變電站設計而言，其設備在平面布局方面通常會涉及到控制保護、配電裝置等方面的問題。譬如，如果35kV變電站平面布局以屋外中型的配電裝置為主要選擇，為了控制能耗消費，應當以雙列布置為主要方案，在某單層建筑上方設置一間總控制室[4]。一般說來，35kV變電站設計中建議考慮集中式的控制保護方案，該保護模式除了能夠提升設備的整體運行效率之外，在日常維護以及檢修等程序上也能節(jié)省時間與金錢。

第三，35kV變電站設計中的要充分考慮到自動化、綜合化處理程序。國內35kV變電站設計強調綜合性特征，在系統類別方面可以采取分布式或者是集中式。與此同時，基于管理層以及間隔層來說，均要設置獨立操作系統，用以全面性規(guī)劃各個系統單位的內部裝置，確保各項設計方案都能夠滿足國家相關標準與圖紙設計既定要求[5]。除此之外，對于運行工作人員來說，除了要定期整理35kV變電站內部各項數據之外，經由畫面打印之后，還應當對各個控制系統進行電能計算，有助于提升35kV變電站施工現場測量結構以及總線控制等方面的合理性與有效性。

3.35kV變電站設計基本內容

35kv變電站設計實踐程序中，為了提升變電站綜合使用價值，必須充分考慮各個設計程序。筆者結合自身多年實踐經驗，詳細介紹35kV變電站設計基本內容。

3.135kV變電站環(huán)保設計

環(huán)保已經成為國家方針政策中重點強調的話題，也受到了各行各業(yè)的高度重視，35kv變電站設計同樣不例外。而35kV變電站環(huán)保設計需從以下幾個程序進行。

3.1.1嚴格把握降噪設計程序 基于35kv變電站而言，其噪聲來源包括軸流風機、斷路器以及變壓器等。（1）軸流風機。軸流風機通常會產生大量振動噪聲，因此在35kv變電站設計環(huán)節(jié)，建議將軸流風機的放置方位設計在室內，并優(yōu)先考慮低噪音軸類流通風機，于其外部加用消聲彎頭，確保其噪音低于主變壓器[5]。除此之外，軸流風機外部還需要安裝一個吸聲管道以及消聲器，實現對排風口噪聲的有效控制，而通過距離以及隔聲設備的衰減，即可有效控制噪聲。

（2）斷路器。斷路器通常會產生大量電機噪聲以及電沖擊噪聲。

（3）變壓器。變壓器會產生持續(xù)性交流噪聲。而為了減弱、控制這些噪聲，建議35kv變電站設計環(huán)節(jié)優(yōu)先考慮低噪聲類設備，在設計主變壓器時，將其放置方位設計在室內，并于其底部安裝一個剛性的彈簧或者是彈性的防震支架，從而實現消振目標。與此同時，在主變壓器出風口位置、進風口位置都設置相應的消音設備，其室內墻面上需要加裝一定數量的吸音磚以及吸音板等，有助于提升其整體吸聲系數[6]。

3.1.2嚴格把握電磁污染的防護設計程序

35kv變電站除了會受外界影響之外，同時也會直接影響周圍環(huán)境影響，具體涉及到無線電干擾、工頻電場以及工頻磁場等。國內35kv變電站在交流電的輸變電設備頻率方面通常是50Hz，同時，隨著工頻電場和導線之間距離的加大，或者是受到房屋及樹木的直接屏蔽，工頻電場度往往會受到影響而降低，因此必須嚴格把握電磁污染的防護設計程序。首先，重視電磁屏蔽設計。電磁屏蔽即在某個空間內固定電磁輻射，主要涉及到屏蔽主變壓器輻射源以及工作空間等。其次，重視設備設計程序。由于某些設備會出現大量電磁污染，因此針對這些設備，需要予以自動控制或者是遠距離控制[6]。再次，重視個體防護設計。當技術人員操作各種設備時，應當根據相關規(guī)定嚴格穿戴防護服裝、防護頭盔以及防護眼鏡等。最后，重視植樹綠化設計。于35kv變電站附近應當種植大量花草樹木，通過對輻射進行有效控制，有助于保護附近居民及變電站工作人員的健康。3.1.3嚴格把握三廢處理程序設計

35kv變電站設計中還應當嚴格把握三廢處理程序設計。所謂三廢，主要涉及到固體廢棄物、廢氣以及廢水。（1）固體廢棄物的處理程序設計。35kv變電站設計中，應當考慮到修建一個危急事故的排油坑，在出現任何事故的情況下，變壓器油都能夠經由該管道進入至貯油池內，再由變電站內部電力部門對廢油進行回收及處理，防止出現大量廢油造成經濟損失。與此同時，35kv變電站日常所用直流電源需要選取全密閉性免維護鉛酸蓄電池。究其原因，主要由于該電池使用壽命較長，通?？梢赃_到8年-10年，而且在其使用期限之內都可以省略維護保修等程序，待其使用期限正式到期之后，直接更換整組電池即可，而換下來的廢舊電池還可以送至廠家進行回收處理，除了能夠節(jié)省日常維修費用之外，還能夠達到環(huán)保目標，具有較高可行性[7]。

（2）廢氣的處理程序設計。35kv變電站施工環(huán)節(jié)，還需要嚴格把握廢氣的處理程序設計。35kv變電站內部開關設備通常會選擇使用一種絕緣性氣體，即為六氟化硫氣體。六氟化硫氣體在滅弧性能以及絕緣性能等方面都存在著絕對性優(yōu)勢，因此已經被廣泛應用于電力系統中。然而，六氟化硫氣體本書屬于非CO2溫室效應類氣體，會長時間穩(wěn)定地存在于大氣中，其分解的唯一方式是緩慢光解以及沉降。在此背景之下，控制六氟化硫氣體整體排放量、加強六氟化硫氣體回收效率以及對六氟化硫氣體進行回收再利用顯得十分關鍵。鑒于此，在廢氣的處理程序設計環(huán)節(jié)，應當嚴格把握六氟化硫氣體控制程序，在對六氟化硫設備進行日常檢修時，應當對六氟化硫氣體進行回收，禁止直接排放等情況的出現[7]。而回收到的六氟化硫氣體應當統一放置于液化鋼瓶中，或者是以凈化裝置對其進行有效處理之后，實現對六氟化硫氣體的循環(huán)使用。

（3）廢水的處理程序設計。35kv變電站施工環(huán)節(jié)會產生大量廢水，其來源是洗刷設備的污水、車輛沖洗水以及施工人員日常生活污水等。其中，洗刷設備的污水和車輛沖洗水中的成分偏為簡單，不僅其污染物的整體濃度相對較低，同時水量也偏少，通常以瞬時排放為主要形式[8]。對于這些廢水，可以在35kv變電站施工現場修建一個沉淀池，用于廢水的沉淀及處理，當廢水經處理且到達排放標準后，即可將其排入至市政污水處理管網中，有助于控制廢水污染范圍及污染力度。

3.2.35kV變電站節(jié)能設計

35kV變電站節(jié)能設計具體體現在供電照明、建筑節(jié)能、供熱工程、空調工程以及供水節(jié)能等方面。3.2.1供電照明的節(jié)能設計 35kV變電站內部通常需要設置配電室，并在配電室中裝設一定數量功率因數自動補償控制器，用以對功率因素的有效控制，達到節(jié)約電能等目標。除此之外，在戶外照明方面的設計程序中，應當優(yōu)先考慮光控開關，而建筑物的內部則需要選擇聲控延時類開關，實現供電照明的節(jié)能目標。3.2.2空調工程及供熱工程的節(jié)能設計

35kV變電站空調工程方面，其設計程序必須以2003版采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范為主要參考指標與執(zhí)行標準[8]。同時，在空調設備方面，應當以變頻控制多聯式空調系統為主要選擇，而且空調設備還需要選擇高效節(jié)能類產品，最大限度控制其耗損量。3.2.3 建筑節(jié)能設計

一般情況之下，如果35kV變電站修建于寒冷地區(qū)，其建筑節(jié)能設計程序除了要考慮到冬季保溫措施之外，同時還有考慮到夏季的防熱設計?；?5kV變電站建筑物的朝向方面，以南北向為主要設計選擇。與此同時，在35kV變電站建筑物屋頂以及墻體方面，必須嚴格控制其保溫材料質量，優(yōu)先考慮選擇密度較低且導熱系數相對較小的材料，包括無機輕集料保溫砂漿以及擠塑聚苯乙烯泡沫板等[9]。除此之外，在對建筑物門窗型式進行設計時，優(yōu)先考慮選擇兩層窗等形式，通過對系統整體傳熱系數進行有效控制，有助于提升節(jié)能效率。3.2.4供水節(jié)能設計

35kV變電站建筑物內部供水以水表計量為主要形式，并且不斷加強、規(guī)范計量程序。而在35kV變電站設計中，其建筑物內還應當設計雨水收集體系，通過水天然雨水進行有效收集，并將收集到的雨水用作附近綠地的澆灌，有助于節(jié)省綠地澆灌用水，實現節(jié)水目標。3.335kV變電站無功補償設計

3.3.1嚴格把握無功補償相關設備優(yōu)化設計程序

基于35kV變電站電網來說，其電力負荷主要涉及到變壓器、電動機以及輸電線路等，且以感性負荷最為普遍。35kV變電站內部都是以無功功率類型的設備為主要消耗源，如果要使這些設備充分發(fā)揮其價值，并始終處于正常運行狀態(tài)，就需要為其提供大量無功功率。而在35kV變電站電力系統內部，無功功率型電源除了有電動機之外，線路電容同樣會產生大量無功功率[9]。鑒于此，當無功電源無法達到電網內部無功功率基本需求時，必須實施無功補償設計。對于35kV變電站在無功補償相關設備而言，其基本任務是為主變壓器提供補償。為了達到無功功率基本補償標準，其實現途徑有兩個，分別是優(yōu)化電壓、采取全網無功補償等形式，確保電壓能夠達到既定標準，有助于最大限度控制電網耗損量，對于提升35kV變電站整體經濟效率具有重要意義。3.3.2無功補償設計環(huán)節(jié)的基本原則

35kV變電站設計中，還應當合理選擇無功功率各項補償設備。一般情況之下，無功補償設計環(huán)節(jié)的基本原則涉及到以下諸多方面：第一，平衡原則。針對平衡層面來說，除了要加強全網平衡和局部平衡之間的有機結合之外，更重要的是加強全網范圍內無功功率整體平衡，并且保證分站無功功率以及分線無功功率都保持平衡狀態(tài)。

第二，補償原則。在補償設計中，除了提升分散補償的基本地位之外，還需要有機結合分散補償以及集中補償等形式，確保集中補償能夠充分發(fā)揮其輔助性功效。為了達到這一標準，需要將補償范圍設計在負荷十分集中的區(qū)域，同時還需要35kV變電站各個大功率設備覆蓋范圍內予以集中式無功補償，并在變壓器、輸電線路等位置開展分散補償，以此方式實現無功功率之間的平衡性，以免遠距離輸電條件下使無功功率出現大量耗損。

第三，結合原則。35kV變電站設計中，不僅要有機結合低壓補償及高壓補償，通過有效發(fā)揮低壓補償主要工作，確保高壓補償能在其中發(fā)揮其輔助功效。而且還需要有機結合電壓調節(jié)程序與降低耗損程序等[10]。究其原因，主要由于35kV變電站輸電線路普遍偏長，加之其分支十分繁多，在輸電負荷方面也呈現出分散狀，同時其功率因素也相對偏低。對于這些范圍，都需要有機結合電壓調節(jié)程序與降低耗損程序，最終實現無功補償、降低耗損等整體目標。

4.結束語

35kV變電站設計中，在謹慎性、合理性嚴謹性、環(huán)保性可行性、節(jié)能性、科學性、可持續(xù)性以及實踐性等方面都提出了較高要求，對于提升35kV變電站整體使用價值起著十分重要的促進作用。就目前而言，35kV變電站設計中還存在著許多難點需要去攻破，改善設計技術也顯得迫在眉睫。在此背景之下，需要相關部門與機構嚴格把握環(huán)保設計程序、節(jié)能設計程序以及無功補償設計程序等，通過對35kV變電站實際情況進行仔細調研與分析，并且不斷優(yōu)化設計手段，有助于提升35kV變電站設計實踐活動的整體效率，為35kV變電站帶來更多經濟效益，并且不斷推動35kV變電站又好又快地發(fā)展?！緟⒖嘉墨I】

[1]曲儀昂.高壓電器選擇在變電所電氣設計中的重要性——以某35kV降壓變電站繼電保護設計為例[J].企業(yè)技術開發(fā)：中旬刊,2012,31(08):104-105.[2]閆英.試論35KV變電站關于自動無功補償裝置的設計及應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2012,30(30):163.[3]黃峰遠,楊超.基于滾球法的35kV模塊化變電站直擊雷防護設計[J].現代機械,2013,01(01):47-50.[4]徐鵬,梁少華.可調間隙防雷裝置在35kV變電站防雷中的應用研究[J].高壓電器,2012,48(09):7-15.[5]董建宏,吳偉強,劉金桂.新鄭卷煙廠35KV變電站增容擴建設計及實現[J].電腦知識與技術,2012,08(05):1176-1177.[6]葉麗,楊艷玲.35kV分布式數字化變電站綜合自動化系統設計[J].科學時代,2014,01(01):1-4.[7]陳本周,陳新.基于35kV變電站電氣系統設計與方案研究[J].企業(yè)技術開發(fā)(下半月),2013,32(02):112-113.[8]王清華,杜威,路凱軍.35kV變電站一次和二次設備的技術改造分析[J].科技風,2012,09(09):142-143.[9]呂帥.淺析35kV綜合自動化變電站二次系統及問題[J].城市建設理論研究(電子版),2012,20(20):254-255.[10]胡玲華.試議小型化35kV變電站的設計[J].城市建設理論研究(電子版),2013,14(14):142-143.

第二篇：35kV變電站的設計與研究

35kV變電站的設計與研究

隨著我國經濟建設的高速發(fā)展，現代電網結構日趨復雜，電網容量不斷擴大，電網實時信息傳送量成倍增多，對電網運行的可靠性要求也越來越高。35kV變電站現在雖然在用電量大的城市和經濟發(fā)達的城市，但由于它具有投資少、見效快、建設周期短、安裝、運行、維護、檢修技術較容易解決等特點，在廣大的農村地區(qū)這種供電方式仍將長期存在。

一、35kV變電站的設計原則：

1、變電站設計必須認真執(zhí)行國家的技術經濟政策。并做到，保障人身安全、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經濟合理。

2、變電站設計，應根據工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設和遠期發(fā)展的關系，做到近、遠期結合，以近期為主，適當考慮擴建的可能。

3、變電站設計，在執(zhí)行本標準的同時原則上尚應符合現行的國家規(guī)范、規(guī)程和標準規(guī)定。

二、35kV變電站的站址選擇

1、站址應盡量靠近已有公路，并充分利用水文地質條件較好的荒地、坡地、劣地，不占或少占農田。

2、站址應接近負荷距中心，并便于各級電壓線路的引入引出，架空線路走廊應與站址同時確定。

3、站址應盡量避開空氣污穢地區(qū)，否則應采取有效的防污措施。

4、站址選擇應考慮對鄰近設施的影響。

5、站內地面應有適當的坡度，以利排水。

6、變電站占地面積不超過1000平方米。

三、常見的常規(guī)35kV變電站設計

我們日常生活中常見的35kV 變電站設計一般采用的都是戶外裝置，設計安裝有D W 12-35 戶外型多油斷路器，至于10kV 高壓配電裝置則以戶內裝置為主，設計過程中主要采用GG-1A（F）高壓開關柜，選用的是 SN 10-10 型少油斷路器設備，也有設計過程中選用ZN-10 型戶內高壓真空斷路器，而實際設計過程中以前者較為常見。至于35kV 變電站的繼電保護屏或是控制屏基本采用的都是PK 型，以電磁式繼電器來實現對繼電設備的維護。這一設計過程從整體運行來看是較為安全可靠的，無論是設備安裝還是維修保護都相對簡單，這一常規(guī)35kV 變電站設計如今仍在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或是山區(qū)得以沿用。然而，這套設備的問題就在于設備的整體性能較為落后，從占地面積、造價投資、結構能耗等方面來看都表現出極大的不合理性，整體設計方案與實際的電能消耗存在著較大差距，不利于電力系統的節(jié)能與環(huán)保。

四、主接線和主設備選擇

1、主接線選擇

對于經濟基礎較弱工業(yè)性用電比例較小且農業(yè)負荷比例較大的用電地區(qū)，用電最大負荷處在第三季度或者冬季，二、三季度在圩區(qū)防汛抗旱期間負荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準的負荷平臺。設計時主接線一般分兩期實施，終期按兩臺主變考慮。首期工程電氣主接線：35 kV 變電站首期工程一般采用一條 35 kV 進線和一臺主變，因此首期工程電氣主接線宜采用線路――變壓器單元接線。在布置上應對二期工程位置作預留，首期不上的斷路器、隔離開關等利用瓷柱過渡跳線；根據計量管理和電網位置情況決定是否上 35 kV 電壓母線變壓器；35 kV 站變可接在35 kV 進線側，若是10 kV 站變，也可接在10 kV 母線上；10 kV 側電氣主接線采用單母線接線。二期工程電氣主接線：二期工程安裝兩回進線，兩臺主變壓器的主接線。35 kV 側可采用橋形接線。對主變壓器運行方式相對比較穩(wěn)定，操作較少的35 kV 變電站，宜采用內橋接線；對主變壓器操作較多的 35 kV變電站，宜采用外橋接線。橋形接線和單母線接線相比較可節(jié)省一臺斷路器，但操作復雜。

2、主設備選擇

主變壓器的選擇，主變壓器的臺數和容量，應根據地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該變壓器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。若運輸條件允許，優(yōu)先選用全密封變壓器。高壓斷路器應選擇 35kV 等級優(yōu)先的SF6國產斷路器，10kV等級戶外布置的斷路器優(yōu)先采用柱上真空斷路器，10kVSF6斷路器在解決壓力指示表、密度繼電器等易引起漏氣的問題后也可選用，高壓隔離開關應選擇35kV高壓隔離開關，優(yōu)先選用防污型、材質好、耐腐蝕的產品；無人值守變電站優(yōu)先選用GW4 型帶電動機構的隔離開關?；ジ衅骱捅芾灼鳎簽榉乐硅F磁出現諧振，優(yōu)先選擇干式電壓互感器，過勵磁時呈容性。若選擇電容器式電壓互感器，可省去高壓側熔斷器。選擇帶0.2級副線圈專用電流互感器。保護用電流互感器選擇獨立式的，但斷路器附帶的套管式電流互感器也可在電氣伏安特性滿足二次要求的情況下采用。直流電源：優(yōu)先選擇帶微機檢測和遠傳接口的高頻開關電源的成套直流電源裝置，采用5～10A2塊模塊。蓄電池可選閥控全密封鉛酸蓄電池，容量40～80Ah。二次設備：優(yōu)先選用具有與變電站綜合自動化或RTU靈活接口的微機型繼電保護設備，分散布置10kV保護；35kV保護備用電源發(fā)揮聯絡線功能時需配備線路保護，集中組屏布置饋線保護；根據實際情況考慮配置主變縱差動保護。變電站自動化系統：設備選型要求滿足無人值守需要。綜合自動化系統應具備微機“五防”閉鎖及接入火警信號等功能。通信采用數字式載波通信，條件允許可選擴頻、光纖等方式。

五、突出35kV 變電站的綜合性與自動化處理。

35kV 變電站設計中的綜合性主要體現在其系統類別的集中式和分布式方面，無論是其中的管理層還是間隔層都需要通過獨立的操作系統來對系統單元裝置進行系統規(guī)劃，以體現必要的工程建設標準。運行人員在對變電站基本數據進行整理與分析時能夠通過簡單的畫面打印實現對控制系統的電能計算，進而更好地促進變電站現場的總線控制與測量結構規(guī)劃。

六、結語

35kV電壓登記在我國電力網中是一個重要的電壓等級，35kV變電站在我國縣級電力網中將長期使用。隨著產品不斷更新，相應的新型設備層出不窮，設計方案應力求結線簡單、清晰、操作方便，提高可靠性，限制工程造價，節(jié)約土地，減少生產和生活辦公設施建筑物的土建面積。發(fā)展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發(fā)展。在實際設計工作中，必須按照負荷的性質、用電容量、環(huán)境條件、工程特點和地區(qū)供電條件及用戶的經濟承受能力，安裝、運行、維護、檢修的技術力量，備品備件購置是否方便，搶修、操作、交通是否便利，將來是否升壓擴建，與調度自動化配合等方面的因素。因此，我們應致力于去優(yōu)化改善35kV變電站的設計，使之更好的為我們所用。

參考文獻：

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【2】 河北省電力局，農村35kV小型化變電站議計標準，農村電氣化，1994（11）；

【3】 李玉平，對35 kV 變電站設計的建議，電網建設，2006（8）

第三篇：課堂教學中問題設計的策略研究

課堂教學中問題設計的策略研究

一、問題的提出

經過多年的來教改之后，我們的課堂教學現狀已有所改觀。課堂上，空泛的教材，機械的作業(yè)，幾乎成為學生唯一的信息源，它們遠離生活情境，缺乏情感，單調枯燥，在老師的強迫下單向地傳輸給學生。在教學過程中，學生之間，師生之間往往很少溝通，缺乏合作，很少有理解與幫助。教師對學生的指導是空泛的，缺乏策略的。表現為：多灌輸式，少啟發(fā)探討；學習中所體現的或能訓練的思維過程大多是低質的，最終獲得的知識往往死記硬背，常常因不能有效遷移而無法靈活應用??

長期以來，教師教得無味，學生學得無趣，教師教得辛苦，學生學得痛苦。高耗低效，缺乏策略，成為教與學最突出的問題。針對教學過程中存在的種種弊端，提出了“問題設計的策略研究”的設想。我們想通過關注課堂教學問題設計與解決，課堂教學中，研究相關的策略與方法，以達到提高課堂教學的效益，提高教學質量，促進教師專業(yè)發(fā)展的目的。

二、課題的分析

“問題設計”指的是教師的“教”與學生的“學”的問題設計，問題既是教學的內容，也是教學的手段，它包括教師的問題和學生的質疑。

1）教師的問題指的是圍繞教學目標的達成，為啟發(fā)促進學生的思考，引導學生自主學習，積極交流與合作而設計的問題。

2）教師的問題設計貫穿課堂教學的每一個環(huán)節(jié)，既有主問題的設計，也有解決問題時的追問，提問要有層次和梯度；既有預設的問題，也有課堂臨時生成的問題。

3）問題的設計也可以是學生主動學習產生的疑問。

4）問題的設計還包括語言的表述和問題提出的時機。問題的設計要有針對性、啟發(fā)性，要準確、簡練，有思維的深度與廣度。

“問題設計的策略”指的是教師教學設計中為提高“問題設計”的有效性而采取的相關的辦法與措施。它包括：

（1）“問題設計”的依據與出發(fā)點；（2）問題設計的原則與方法；（3）問題解決的方式與方法；（4）問題解決的反饋與評價方法。

三、課題研究的理論依據

1、建構主義學習理論：學習過程不是學習者被動地接受知識，而是根據已有的經驗和體驗，積極地建構知識的過程。學習者的動機、閃趣、情緒等非智力因素都不再是與教學無關的東西，而是學生學習的催化劑。

四、課題研究的目標及思路

本課題研究目標：研究課堂教學中問題設計的策略，以及問題解決的方法，以促進課堂教學效益的提高，促進教師專業(yè)素質的提升。

本課題研究思路：

1、以問題設計的策略研究為主線帶動課堂教學設計研究和課堂教學實施研究

2、以課題研究促進教師研究意識的形成研究水平的提升。

五、研究的重點和難點

研究的重點：利用新課程下課堂教學有效的問題設計策略，解決課改中遇到的難題，提高教師的教學智慧和教學能力，積極推進我校各學科的課程改革。

研究的難點：以課堂為主陣地和切入口，研究新理念下的問題設計新策略，把課程標準落實到課堂教學中，真正促進學生的發(fā)展；同時把實踐與研究融為一體，使教師在不斷的實踐與反思中積累經驗，及時對自己的知識和經驗進行重組修正，以適應新課程改革的需要，促進教師專業(yè)成長。

六、研究的方法、措施及原則。

（一）、研究方法：

1、調查研究法：研究前，要對學校目前各學科課堂教學中問題設計的現狀進行調查分析，弄清楚存在的主要問題和成因，以便有針對性地改進的策略；在研究過程中，要及時發(fā)現研究實踐過程中存在的問題與不足，及時進行改進，發(fā)現有效而又典型的經驗及時總結推廣。

2、文獻資料法：收集整理有關課堂教學中“問題的有效設計”的理論與實踐研究成果，組織課題組成員討論，更新教育觀念，借助理論經驗，指導課題研究。

3、實踐研究法：在理論指導下，強調實踐和探索，邊學習，邊實踐，邊總結，及時提煉經驗、摸索規(guī)律。實施過程中碰到實際問題，可以修改方案，調整目標。

4、經驗總結法：及時總結，及時推廣研究成果。

（二）、研究措施：

1、作為研究者把課堂實踐、教學實錄、課堂反思作為課題的主要研究方式，做到課題研究常規(guī)化，制度化。每次課題研討，提前確定研究主題，理論先行，實踐嘗試，交流提高，增強參與研究教師的使命感和責任感。積極爭取教育專家理論指導與現場點評，研究過程中及時向教研室匯報情況，及時得到指導。

2、注重學習、培訓與交流。結合課題研究堅持組織專題學習，培訓與交流。定期發(fā)放學習資料，不斷提高教師的理論水平。

3、積極參與教學實踐，在實踐中學習，在實踐中思考，在實踐中研究，在實踐中改進，在實踐中提高。

1）人人講課堂教學比武。每期一次課堂大比武活動，以課例研究帶動課題研究，為教師提供學習、實踐、交流、鍛煉、展示的舞臺。

2）認真開展典型課例研究。領導隨即推門聽課、教研組內研究課、骨干教師示范課、診斷式課例研究等。

3）積極組織專題研討。召開定期專題研討會。4）論文、案例分析、教學設計等評比活動。

（三）研究原則：

1、目標性原則：課題研究要圍繞提高課堂教學的有效性目標來開展研究。

2、方向性原則：課題研究要落實教育方針，著力學生素質的全面發(fā)展，面向全體學生，提高教師素質，把研究與落實新課程改革，實施素質教育緊密結合起來。

3、針對性原則：問題設計研究要有針對性，要針對學科教學的特點，針對不同年齡段的學生的特點，要針對課堂實際的需要。

七、課題研究的步驟

1、準備起動階段（撰寫課題方案）

2、實施研究階段（定期交流研討，做好研究資料的收集整理工作；完成中期成果報告，積累課題研究過程資料）

3、提高推廣階段（總結推廣研究成果）

八、預期成果：

1、收集、整理各階段的實踐研究資料，撰寫相關教學科研論文，送各級學會參評并獲獎。

2、擇優(yōu)編輯教師個人在課題研究過程形成的各種成果，并制訂成冊，在校內推廣。

3、提練問題設計及解決的各種實施策略，形成可推廣的科研成果。

4、教師研究意識增強，骨干教師研究水平提升，課堂教學成熟起來，課堂教學有效性提高。

第四篇：化學教學中的問題及其設計研究

化學教學中的問題及其設計研究

摘要：在化學教學問題設計的過程中，問題的質量在很大程度上影響著學生在學習時的思維過程，問題設計是引發(fā)教學過程的基本保證，同時也是促進學生思維發(fā)展，使其主動學習的基本環(huán)節(jié)。為了優(yōu)化化學教學中問題的設計，本文通過闡述主要問題，進一步分析化學問題的設計的策略與方法，并對于問題設計中應注意的事項進行概括，以期使學生有效解決問題的同時，優(yōu)化學生的認知能力，從而促進教學的發(fā)展，提高化學學科的教學水平。

關鍵詞：化學；教學；問題設計

一直以來，教學問題都是傳統教學活動中的一項重要的教學內容，對于化學學科的特殊性而言，問題的設計成為學生知識結構構建以及解題能力發(fā)展的關鍵性環(huán)節(jié)。由此可見，化學教學中的問題設計具有著重要的實際意義。

化學教學中主要的問題

1.1

主題問題

化學教學中的主題問題一般來說都是教學中的一級問題，一般來講較為抽象，在解決這一類問題時，要對其進行分解，按照概念、理論、實驗等分類，從不同的解決進行分析。由于主題問題有大有小，較大的主題問題需要在教學中安排較多的課時來進行學習和探究，并且在學習的過程中需要花費較多的時間和精力來解決這些問題，而教學中較小的問題可以用一個課時的時間來完成。

1.2

核心問題與關鍵問題

對于一些較為復雜的問題來說，教學過程要明確核心問題與關鍵問題的區(qū)別，首先要確定教學中的核心問題與關鍵問題，將能夠反映上級問題實質、起著中心作用的內容視為核心問題，其中心地位決定于問題的邏輯結構；另一方面，若是問題中的各個子問題的難度都較大，同時對化學教學中的主問題起著決定性的作用即是關鍵問題，其在不同的子問題中可能會發(fā)生轉變。核心問題與關鍵問題都是相對于同一級的問題而言的，其思考角度不同。

1.3

輔助問題

輔助問題種類較多，它們的解決對于主題問題、關鍵問題以及核心問題的解決都有著輔助的作用，輔助問題的設置即是為分析、思考并解決相關問題以及拓展問題，它的存在是極其有必要并且極為重要的。

化學教學中的問題設計的原則

化學問題的設計應充分地體現基礎性、科學性、活動性以及開放性等原則。首先，設計問題的情境要貼近學生的生活，遵循基礎性的原則，使學生們可以生活經驗作為基礎對化學問題進行學習；其次，化學問題的設計還必須具有一定的科學性，要符合客觀事實，使問題所涉及的知識與方法都是真實的且符合科學規(guī)律的；再次，化學問題的設計還要充分體現化學問題在解決過程的實踐性與探究性，遵循活動性原則，使學生在解決一系列化學問題的過程中熟練地運用實驗、討論以及觀察等多種方法；此外，對于化學問題的設計還要遵循開放性的原則，即設計開放型的化學問題。

教學中問題設計的策略與方法

3.1

提高問題針對性

在設計問題時要考慮不同的設計角度，以提高問題的針對性。例如，陳述性的知識通常是以“是什么”來進行提問的，而程序性的知識一般以“為什么”來提問，策略性的知識則是以“怎么辦”來提問，不同的問題設計體現了問題的針對性。新課程以應注重問題設計的情境性，以有助于激發(fā)學生學習的興趣，而對于復習課程而言，更應體現其多重功能，幫助學生加快并鞏固基礎知識的同時，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。此外，在問題設計中要突出重點和難點，圍繞多角度、多側面來設計問題。因此，在化學問題的設計中，應充

分考慮學生綜合知識的運用，以提高問題的針對性。

3.2

增強問題層次性

由于化學學科的特殊性，其中一些知識點較為復雜，因此，在設計問題時，應將較為復雜的知道分解為若干的子問題，使子問題形成一個有梯度且有層次的問題組合，在教學過程中由易到難的逐一解決。在設計中還應注意問題之間的銜接，使學生可以有梯度有層次的解決問題，這樣不但可以逐步提高整體問題設計的層次性，更可以逐步增加學生對于問題的解決能力，并熟練掌握問題中所涵蓋的知識點。

3.3

突出問題有效性

化學問題設計的價值在于可以有效的激發(fā)學生思考問題并有效地解決問題，使學生處于積極的思維狀態(tài)，從而達到問題設計的效率和有效性。一般來講，問題設計的有效性往往取決于問題的難度，問題過難或過易都會導致學生對問題無從下手或是使學生對于問題沒有興趣，導致問題達不到其設計的有效性。難易適度的問題設計才可以突出問題的有效性，對于較難的問題，可以將其分解為由易到難的子問題，逐一分析，必要時對問題進行鋪墊和提示，有效的降低問題的難度，避免學生思維受阻，提高化學問題設計的有效性。

化學教學問題設計分析

4.1

設計時的注意事項

在設計化學問題時，需要根據化學教學的特點注意以下幾個方面：首先要做好問題的系統設計，需要對于問題層次以及整體有一個較為系統的設計，為了讓學生在思考問題的同時產生一個的邏輯思維，每一個層次的問題都要達到不同的設計目的，并要明確主題問題，使它們之間有著相互的聯系，以圍繞中心展開設計；其次，還需要注意問題的科學性，保證問題的科學性以避免發(fā)生違背實際情況的科學性錯誤，問題的設計需要符合學生的心理以及生理特點，更要符合學生認知的發(fā)展規(guī)律，因此問題的設計還應面向全體學生；再次，需要重視化學教學的學科特點，以實驗為基礎，針對實驗現象提出理論知識，這樣不但可以使學生產生直觀的映像，更可以讓學生通過表象與理論聯系到一起，對化學問題進行更透徹的理解。在此過程中，還可以針對實驗的現象以及裝置和操作等設置問題，讓學生充分的進行綜合性思考和學習；更重要的是，要重視實際應用，重視理論聯系實際，這樣做的目的之一是培養(yǎng)學生對于化學學習的興趣，讓化學現象和知識與日常生活相聯系，這不僅可以為教學提供資源，更可以讓學生正確的解釋生活中的化學現象，有利于學生認識化學教學在社會發(fā)展中所發(fā)揮的巨大作用。

4.2

設計中優(yōu)化學生的認知心理

在化學問題的設計中要充分考慮優(yōu)化學生的認知結構，通常來講，優(yōu)化的認知結構可以在學習中發(fā)揮巨大的作用，使學生在學習的過程中構建更高、更新的認知結構，從而引導學生形成并掌握化學教學中的問題，并形成方法以發(fā)展能力提高素質。其中，在化學學習中，學生可對于所要解決化學問題的過程進行自我意識以及自我反思等自我行為的調節(jié)即為化學元認知能力，這種能力是在認知的過程中表現出來的心理特征，發(fā)展學生在化學學習中的元認知能力可以促進學生的分析并了解自我方面的能力，從而明確學習目標以及整個化學問題的知道體系，并準確的構建知識網絡，更好的解決化學教學中問題；此外，在化學教學問題的設計還要注重培養(yǎng)學生的認知策略，使化學學科集事實、原理和概念為一體，有效地加工并組織化學問題，在這一過程中培養(yǎng)學生的認知策略就顯得尤為重要，不僅有助于解決化學問題，更可以培養(yǎng)學生的學習能力。

結論

優(yōu)秀的問題設計可以使學生帶著問題學習，并可以達到讓學生主動積極地思考，并產生一種求知的狀態(tài)，優(yōu)秀的化學問題設計可大大提高教學的效率，使問題中的知識點具有連貫性，并突出問題的重點與難點，幫助學生逐步跨越障礙，并取得良好的教學效果。因此，化

學教學中的問題以及問題優(yōu)化與設計都還有待于進一步的研究與探索，為化學教學質量的提供更有效的手段。

參考文獻

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第五篇：110kV全戶內變電站設計相關問題探討

110kV全戶內變電站設計相關問題探討

摘 要：全戶內變電站具有合理的設計、緊湊的結構、美觀的外型、節(jié)能環(huán)保的設備，是用地緊張地區(qū)尤其是中心城區(qū)變電站的首選模式，具有較高推廣價值。本文針對110kV全戶內變電站設計中的一些相關問題進行簡要探討，并對平面布置方面的優(yōu)化設計做了詳細介紹。

關鍵詞：110kV；全戶內變電站；平面布置；

中圖分類號：TM632.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

引言

隨著城市的發(fā)展建設進程加快，大量新建變電站工程列入了當地電網發(fā)展規(guī)劃中，其中以110kV變電站工程數量為最多。在城區(qū)新建變電站征地成本極高，并且在落實站址、解決通道和拆遷以及報批等前期工作上都將投入較大的時間。為了控制成本，目前城市新建變電站一般采用全戶內變電站型式，來提高變電站的綜合利用率。

本文以110kV變電站為例，參考國網典型設計方案，對全戶內變電站的設計要點進行探討，并進行優(yōu)化設計，使之能夠滿足城市經濟持續(xù)快速發(fā)展的需求，并結合正在新建的合肥壺天路110kV變電站設計方案進行工程實例介紹。

一、典型方案與設備選型

大部分變電站的實際建設規(guī)模與國家電網的典型設計存在出入，加大了全戶內變電站的設計難度，在進行全戶內變電站的設計時不能生搬硬套，可以根據工程的實際規(guī)模為基礎，調整和修改典型的設計方案[1]進行優(yōu)化設計。

以A2-1典型設計方案為例[2]，該方案遠期規(guī)模為2×50MVA，全部出線采用電纜出線。所有的電氣設備布置在一棟二層的生產綜合樓內，第一層主要布置警衛(wèi)室、主變壓器室、10kV配電裝置及無功補償裝置，第二層主要布置110kV配電裝置與二次設備。

為更好的節(jié)省占地面積，變電站110kV等級采用戶內絕緣全封閉組合電器的電氣設備，10kV等級采用戶內手車式開關柜，電容器采用戶內裝配式電容器。在低壓側的設備選型及接線方式中，具體工程可以根據實際規(guī)劃中當地負荷的要求靈活選用，以滿足技術經濟的合理性。

二、平面布置優(yōu)化

（一）總平面布置?？偲矫娌贾迷瓌t是盡可能減少占地面積，以最少的土地資源達到變電站建設要求，并根據站址實際地理位置對建筑物整體布局進行調整。變電站的大門應該盡可能直對著主變壓器運輸道路，同時要充分考慮擴建時設備運輸通道的暢通，對變電站的壽命周期進行合理考慮，從而更好的降低工程造價，提高建設效益。綜合樓電氣總平面的布置要根據變電站的面積大小、出線方向、出線的方式和出線的回路數、電壓等級等進行統一規(guī)劃，以出線走廊為方向來布置配電裝置，出線方向適應各電壓等級線路走廊的要求，盡量減少線路交叉迂回。同時對綜合樓的樓高進行優(yōu)化，提高變電站中各裝置布置的合理性。

（二）主變壓器室布置。設計全戶內型變電站，主變壓器室的散熱問題是關鍵，要將安置于戶內的主變在滿載運行時產生的大量熱量排出室外，確保主變在額定情況下正常運行。通過采取水平分體的方式來布置主變壓器，可以實現科學隔離散熱器和主變壓器之間的防火墻，并且保障主變壓器室的合理面積，使相關設備能夠穩(wěn)定的運行[3]。每間變壓器室外墻上部設兩臺軸流風機，進行排煙、排風。主變壓器室應盡量選擇在遠離居民住所布置，從而更好的降低電磁噪聲對居民的影響；一旦發(fā)生事故，也可減少對居民生命安全的威脅?？紤]到變壓器防爆和減少噪音要求，運用城區(qū)變電站噪聲控制設計技術，通過優(yōu)化調整變電站建筑結構設計方案，并選用更低噪聲水平的設備和隔聲吸聲消聲設備，投運后室外噪音能夠達到環(huán)保要求。

（三）二次設備室布置。目前大部分二次設備都安裝在屏柜內，嵌入式安裝，柜前為裝置前板，一般包含液晶屏及控制鍵，主要是用于人機對話，柜后為裝置接線板，主要是裝置的動力及信息的輸入輸出。二次屏柜的單列布置方式為每一列屏柜的前后留出維護通道，增加了二次設備室的面積。若二次屏柜雙列布置，屏柜可以靠墻安裝或者背靠背安裝，可以增大變電站空間利用率。但現有的裝置是前后兩面都需要維護，故需對屏柜柜體做一些調整，例如通過采用旋轉門結構的柜體方案，把裝置置于柜門上，裝置同柜門一起移動，很方便的實現裝置從背面接線?；蛘邔ΜF有二次裝置進行前板接線改造，讓接線維護可以從裝置的前面板進行，可實現前開門布置型式，方便二次設備從前面板進行運行檢修，為二次設備室屏柜雙列布置創(chuàng)造條件。目前許多廠家也已經投入財力進行這類產品的開發(fā)并投入實際應用中，效果良好。

三、防雷接地

全戶內型變電站設備全部布置在戶內，可不設獨立避雷針，采用建筑防雷措施，在綜合樓屋面上沿屋頂周圍設置避雷帶，防直擊雷過電壓；每段母線均設氧化鋅避雷器以防止變電站的雷電侵入波過電壓。接地采用敷設水平接地體為主的人工接地網方式，接地網主材采用銅排，使變電所的接地電阻能控制在0.40以內。

四、工程實例

壺天路110kV變電站位于合肥市經濟技術開發(fā)區(qū)，主要為商業(yè)負荷和居民生活用電負荷，終期規(guī)模2×63MVA，110kV終期2回出線，采用內橋接線，10kV終期28回出線，采用單母線分段接線。全站設1座生產綜合樓，不設置電纜半層，電纜敷設采用電纜溝+排管的方式。地上2層，其中110kV配電裝置、二次設備室布置在綜合樓地上二層，10kV配電裝置及主變室布置在地上一層，由于地塊形狀的影響，將電容器室、消弧線圈室布置到一樓西側，方便設備運輸安裝，且縮小了占地面積。本工程變電站總平面布置緊湊、節(jié)約了工程占地，建筑物充分利用陽光，自然通風；建筑物屋面、外墻、門窗合理選用環(huán)保型建筑材料，降低層高等措施，加強了建筑物圍護結構保溫隔熱性能，節(jié)能環(huán)保，環(huán)境友好。

五、結語

相對于戶外變電站而言，全戶內變電站可有效的節(jié)約占地面積及建設時的征地費用，且噪音問題易解決，獨立的綜合樓與城市環(huán)境比較協調，是城市變電站的最佳方式，在進行110kV全戶內變電站設計時要把握設計要點，為建設提供便利。

參考文獻：

[1]甘建忠，范春菊.基于粒子群算法的變電站室內GIS高壓配電裝置設計[J].電力科學與技術學報.2010（04）

[2]劉振亞.國家電網公司輸變電工程典型設計.中國電力出版社.2011

[3]丁浩寅，邰能靈，崔新奇.大型超高壓變電站運行條件下的電氣改造方案[J].電力自動化設備.2010（09）