輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新管理探析

馬俊鵬

摘要：創(chuàng)新方法作為工程設(shè)計(jì)的主要部分，貫穿于整個(gè)工程技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程，工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法主要包括集體激智機(jī)制、提問(wèn)追溯，組合創(chuàng)新以及聯(lián)想類(lèi)比等。我國(guó)智能電網(wǎng)及各種技術(shù)的應(yīng)用，為輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新管理提供了更多支持，做好輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新管理工作，有助于輸變電工程施工的順利開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：輸變電工程;工程設(shè)計(jì);創(chuàng)新管理

1輸變電工程設(shè)計(jì)理論

1.1設(shè)計(jì)原則

（1）遵循“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理”的基本建設(shè)方針，結(jié)合工程實(shí)際情況及本階段的設(shè)計(jì)特點(diǎn)開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)水平;（2）嚴(yán)格遵照國(guó)家土地政策，明確“土地為不可再生資源”，竟可能資源回收利用節(jié)約使用面積，時(shí)刻與城鎮(zhèn)規(guī)劃及周邊環(huán)境相協(xié)調(diào);（3）根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，站址與鄰近設(shè)施的相互影響必須滿(mǎn)足其規(guī)定條件;（4）貫徹國(guó)家對(duì)能源實(shí)行開(kāi)發(fā)和節(jié)約并重的方針，推廣采用節(jié)能、降耗、節(jié)水、環(huán)保的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)綠色電網(wǎng)建設(shè);（5）按相關(guān)的工程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);（6）結(jié)合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)，預(yù)先制定防控措施以增強(qiáng)電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力，提高電網(wǎng)安全的供電可靠性;（7）根據(jù)閑置物資再使用計(jì)劃，結(jié)合工程實(shí)際情況將閑置物資利用。

1.2主要設(shè)計(jì)流程

輸變電工程的主要設(shè)計(jì)流程如下：第一步，進(jìn)行可行性研究。根據(jù)施工項(xiàng)目所涉及的電力系統(tǒng)范圍及地域情況展開(kāi)分析，討論目前的存在問(wèn)題及潛在危險(xiǎn)源。而后，通過(guò)電力規(guī)劃方案，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)該區(qū)域未來(lái)的發(fā)展情況進(jìn)行討論，以分析工程的建設(shè)必要性。第二步，分析需求。基于可行性研究報(bào)告，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，對(duì)該區(qū)域地方電網(wǎng)的發(fā)展方向進(jìn)行評(píng)估，確定工程建設(shè)的規(guī)模，進(jìn)一步形成工程需求。第三步，設(shè)計(jì)線(xiàn)路路徑和變電站選址。視電網(wǎng)規(guī)劃和負(fù)荷預(yù)測(cè)情況而定，為接線(xiàn)和變電站做具體設(shè)計(jì)。第四步，主接線(xiàn)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)輸電線(xiàn)路的分布和變電站設(shè)計(jì)，為電氣設(shè)備制定接線(xiàn)方案，在設(shè)計(jì)中還需考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，通過(guò)科學(xué)合理的評(píng)價(jià)模型確定最佳方案。第五步，設(shè)計(jì)二次方案。在一次方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合適的二次設(shè)備。第六步，基于設(shè)計(jì)，進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和設(shè)備的選型。

2輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新管理

2.1輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新的切入點(diǎn)

（1）創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)。在電氣一次設(shè)計(jì)中，以裝配、綠色節(jié)能、暖通及水工和消防設(shè)計(jì)、機(jī)械施工等為出發(fā)點(diǎn)，考慮主接線(xiàn)、配電裝置及總平面布置、防雷接地、機(jī)械運(yùn)輸?shù)纫蛩?在電氣二次設(shè)計(jì)中，優(yōu)化二次接地、光/電纜、信息技術(shù)和模塊化等內(nèi)容。（2）創(chuàng)新新設(shè)備設(shè)計(jì)。在電氣一次設(shè)計(jì)中，優(yōu)化智能節(jié)能變壓器、開(kāi)關(guān)柜與斷路器等;在電氣二次設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新管理程序?qū)?、間隔層和站控層等方面。（3）創(chuàng)新新材料設(shè)計(jì)。在電氣一次設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新外絕緣材料和接地材料;在電氣二次設(shè)計(jì)中，創(chuàng)新新型光/電纜、電纜防火封堵材料等。（4）創(chuàng)新線(xiàn)路電氣及線(xiàn)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？梢圆捎眯滦蛯?dǎo)/地線(xiàn)、金具、絕緣子與鐵塔材料等。輸變電工程涉及較多專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)協(xié)同各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的工作，全面開(kāi)展設(shè)計(jì)創(chuàng)新，從而達(dá)到設(shè)計(jì)過(guò)程、施工過(guò)程信息共享的目的。

2.2數(shù)字化三維設(shè)計(jì)線(xiàn)路選線(xiàn)

一般情況下，在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，選擇線(xiàn)路路徑主要是根據(jù)工作人員主觀(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)數(shù)字化三維技術(shù)可以采取動(dòng)態(tài)化的規(guī)劃思路將比較復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單處理，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。如在線(xiàn)路比較長(zhǎng)的工程中，線(xiàn)路經(jīng)過(guò)的地形也會(huì)相對(duì)比較復(fù)雜，這就需要選線(xiàn)的精確性，而三維技術(shù)可以模擬多樣的復(fù)雜路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)選線(xiàn)的快速性和準(zhǔn)確性，并對(duì)線(xiàn)路的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化排序。首先進(jìn)行起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的選擇，然后通過(guò)數(shù)字化三維技術(shù)建立適量的地理信息，并對(duì)路障的緩沖半徑進(jìn)行設(shè)置，數(shù)字化三維技術(shù)可以通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工程中所有線(xiàn)路的路徑進(jìn)行優(yōu)選，并對(duì)可能會(huì)影響的輸電線(xiàn)路的村鎮(zhèn)、廠(chǎng)房和農(nóng)田等進(jìn)行分析，盡可能避開(kāi)一些有障礙的地段。此外在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中如果出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出警告，重新選擇路徑。另外設(shè)計(jì)人員通過(guò)數(shù)字三維技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以大大降低工作的時(shí)間，提高工作效率和工作的精確度，在進(jìn)行變電站站點(diǎn)選擇的時(shí)候還可以自動(dòng)計(jì)算出所有選擇的范圍內(nèi)最近的緩沖區(qū)距離。

2.3人工智能技術(shù)輔助物類(lèi)甄別與地面高程信息處理

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)創(chuàng)新能力的需求，輸變電工程設(shè)計(jì)趨近人工智能化是一個(gè)不可阻擋的趨勢(shì)。目前，在輸變電設(shè)計(jì)過(guò)程中，人工設(shè)計(jì)有時(shí)是不可避免的。如若應(yīng)用人工智能的相關(guān)技術(shù)，建立輸變電工程設(shè)計(jì)人工智能輔助體系，如建立以知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)的深度學(xué)習(xí)模型，形成具有自主邏輯推理能力的智能自主設(shè)計(jì)系統(tǒng)，避免主觀(guān)因素影響設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)效率，減少人力物力資源的浪費(fèi)。例如，輸變電工程設(shè)計(jì)以空間地理信息為基礎(chǔ)，綜合考慮多維度的地理信息進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。以輸電線(xiàn)路路徑選擇的設(shè)計(jì)為例，要綜合考慮居民影響、地理?xiàng)l件、人工與自然環(huán)境等各方面因素，確保線(xiàn)路選擇具備經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。因此對(duì)高精度衛(wèi)星圖片進(jìn)行物類(lèi)甄別，以識(shí)別出各類(lèi)建筑物、山脈、耕地、河流、湖泊等不同特征的地形地貌，成為了智能路徑選擇的重點(diǎn)。利用基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)高清衛(wèi)片進(jìn)行地形檢測(cè)、識(shí)別與分割，結(jié)合從衛(wèi)星圖片上獲取的高程數(shù)據(jù)信息，可以對(duì)高精度衛(wèi)星圖片進(jìn)行智能物類(lèi)甄別，智能判斷周?chē)矬w的高度與種類(lèi)，智能判斷輸電線(xiàn)路走向與周?chē)h(huán)境是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范，以便于選出輸電走廊的最優(yōu)設(shè)計(jì)。而在變電站選址設(shè)計(jì)中，也可以應(yīng)用相同技術(shù)，識(shí)別周?chē)h(huán)境種類(lèi)，綜合考量輸電走廊的配合與環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范，確定合適的變電站站址。隨著現(xiàn)代遙感技術(shù)的發(fā)展和多樣、快捷的商業(yè)遙感圖像數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，基于高清衛(wèi)星圖片的輸變電工程設(shè)計(jì)顯現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢(shì)，利用高清影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸變電工程的智能化設(shè)計(jì)，可以大大提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

2.4絕緣配合設(shè)計(jì)創(chuàng)新

輸變電線(xiàn)路工程建設(shè)區(qū)域不僅涉及低海拔區(qū)域，還包括高海拔地區(qū)。高海拔地區(qū)與低海拔地區(qū)相比，其地理和氣候特征都存在較大差異，因此工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行輸變電線(xiàn)路設(shè)計(jì)的時(shí)候，不得直接套用常規(guī)低海拔地區(qū)的線(xiàn)路工藝技術(shù)和絕緣配合參數(shù)，需要親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，然后根據(jù)施工區(qū)域?qū)嶋H情況完成工程絕緣配合參數(shù)設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中還要分析輸變電線(xiàn)路工程保護(hù)設(shè)備的屬性，獲取線(xiàn)路中工作電壓和過(guò)電壓的數(shù)值，結(jié)合工程運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和投資比例，完善工程絕緣配合設(shè)計(jì)。在絕緣配合設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)控制要點(diǎn)，首先，工程設(shè)計(jì)人員要注重輸變電線(xiàn)路絕緣子型號(hào)和其片數(shù)的選擇，其次，要注重控制線(xiàn)路桿塔和輸變電導(dǎo)線(xiàn)之間的間隔距離控制。設(shè)計(jì)人員要明確系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的電壓值，對(duì)于可能發(fā)生的雷擊跳閘或者過(guò)電壓跳閘等問(wèn)題進(jìn)行分析，確保絕緣配合設(shè)計(jì)科學(xué)合理。工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)置空氣間隙距離的時(shí)候，要根據(jù)系統(tǒng)工頻工作電壓的實(shí)際電壓值實(shí)施控制，高海拔地區(qū)的耐雷水平不得超出平原區(qū)域，工程設(shè)計(jì)人員要做好過(guò)電壓保護(hù)和雷電保護(hù)設(shè)計(jì)。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著用電負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，為了滿(mǎn)足電力供應(yīng)的大量需求，現(xiàn)今的電力系統(tǒng)向著復(fù)雜化，數(shù)據(jù)源多樣化的方向發(fā)展，通過(guò)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橛脩?hù)提供電力供應(yīng)。建設(shè)輸變電工程是滿(mǎn)足地區(qū)電力需求的有效手段。施工管理理念、輸變電工程設(shè)計(jì)管理間聯(lián)系緊密，要對(duì)輸變電工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新管理，以設(shè)計(jì)全過(guò)程為主，開(kāi)展各階段創(chuàng)新管理工作。

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