第一章 绪论
1.1 研究背景
首先,工程管理为人类的工程建设做出了极大的贡献。工程管理是指对工程项目决策、实施和使用三个阶段的全过程统筹管理。我国的工程管理大致经历了古代工程项目管理、近代传统工程项目管理和现代全寿命周期管理三个阶段。古代工程项目管理和近代传统工程项目管理均只注重于建设期内工程项目实施阶段的管理,包括设计、招投标、施工及其监管等,主要控制工程质量、进度、成本和安全四大目标,而现代全寿命周期管理不仅注重建设期内管理,还注重工程项目的前期规划和后期的运行与维护(简称:运维),尤其注重前期规划的可行性研究,包括工程项目经济上的合理性与盈利性、技术上的科学性与正确性、实施上的可能性与风险性;更加注重工程管理时间最长的运维阶段,通过运用各种最新科技手段加强管理使之收益最大化。
古代工程项目管理和近代传统工程项目管理均基于手工或 CAD 技术的二维设计图纸,无法绘制三维图形,一旦某处修改需重新绘制,主要依靠整合平面、立面和剖面图来展示设计效果,对于比较繁杂的造型二维图纸无法阐述其寓意,与实际空间不完全相符,存在严重错、漏、碰、缺等设计变更、窝工返工和材料浪费等现象。同时,古代工程项目管理和近代传统工程项目管理信息属点对点信息,来自理解不一致的各独立参与方,存在断点,缺少标准化,且采用手工编制、人工报表和文档传送的方式,信息不仅容易流失,而且容易出现信息断层或信息孤岛等现象。
上述三大原因导致古代工程项目管理和近代传统工程项目管理存在管理粗放、沟通不畅、效率低下和耗材严重等问题,向我国的工程管理提出了严重挑战。
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1.2 研究现状
由于大型体育场馆配电系统高可靠性属于电力系统可靠性研究的范畴,因此,本小节首先介绍电力系统可靠性研究现状,其次介绍大型体育场馆配电系统可靠性研究现状,再次介绍全寿命周期管理研究现状,最后介绍基于 BIM 技术的全寿命周期管理研究现状。
1.2.1 电力系统可靠性研究现状
伴随电力工业的发展,从 20 世纪 50 年代起,西方工业化国家开始研究电力系统可靠性问题。在理论研究方面,Billinton 于 1964 年在求解由马尔科夫过程模型中转移率矩阵构成的线性代数方程时,计算出了长期概率分布下系统的平均故障时间及修复时间【3-5】,于 1965 年提出了电力系统可靠性新的评估方法和评估指标,它成为后来更新方法的起点【6-7】,并于 1970 年编写了“电力系统可靠性评估”这本书,成为第一个电力系统可靠性专著。在 20 世纪 90 年代,Vapnik 提出了一种基于结构风险最小化准则的最优功能支持向量机学习方法。它很好地解决了机器学习中所遇到的常见问题,如高维度、非线性和小样本等。之后,经过很多专家、学者和科研人员的努力,大量的电力系统可靠性研究成果被取得,并被广泛运用于工程实践之中。
在实践运用方面,1950 年代,加拿大着手研究电力系统可靠性课题,成立了专门委员会,到目前为止,已经建立了完整的电力系统可靠性评估技术,并已被许多国家采用。美国和日本分别在 60 和 70 年代制定了详细的电力系统可靠性指南。美国建立了电气设备可靠性调查团队,并专注于电力系统可靠性分析,日本专注于网络结构和交换能力的自动化水平。工业发达国家从 1980 年代开始研究配电系统可靠性问题,现已发展到以户为统计单位的配电系统可靠性研究阶段。西方工业化国家不仅在电力系统可靠性的实际运用方面取得了一系列研究成果,而且取得了良好的社会效益和经济效益。
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第二章 配电系统高可靠性基础理论
2.1 基本概念
大型体育场馆是指观众容量(座):体育场超 40000,或体育馆超 6000,或游泳馆超 3000 的场馆。
配电系统可靠性(Reliability)是指配电系统不间断的向终端用电负荷提供符合规定的数量和质量电能能力的度量。
工程项目管理是指对工程项目实施阶段的管理。
工程管理是指对工程项目决策、实施和使用三个阶段的全过程统筹管理。
全寿命周期管理(LCM-Life Cycle Management)是指对工程项目的规划、可研、立项、设计、招投标、施工、调试和运维的全过程进行统筹管理,使之达到整体最优、价值最大的效果。
全寿命周期成本管理(LCCM-Life Cycle Cost Management)是指对工程项目所发生费用统一归算至某时间段内贴现值总和进行的一种动态管理。
全寿命周期成本技术(LCCT-Life Cycle Cost Technology)是指将工程项目从规划到报废处置为止所消耗的全部资源量化为金额并累计作为评价、优化设计方案和设备选型依据的一种经济分析技术。
全寿命周期集成管理(LCIM-Life Cycle Integrated Management)是指在管理组织的领导下,运用统一的管理理念、思想、语言、规则、方法、手段和工具等建立的集成化信息管理平台,最终实现最优组织目标的全寿命周期管理。
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2.2 配电系统高可靠性主要影响因素
影响大型体育场馆配电系统高可靠性的主要因素有投资成本、配电系统结构、电气设备质量、施工质量、保护定值整定与调试、日常运维和重大活动保电方案与措施等及其管理。其中配电系统结构、电气设备质量和保护定值整定主要与配电系统高可靠性技术有关,其它主要依靠加强配电系统高可靠性管理。
由于电气设备是大型体育场馆配电系统的关键元件和基本单位,其品质将直接影响大型体育场馆的电源质量和配电系统的可靠性,而影响电气设备可靠性的参数主要包括:故障率、误动概率、误动作率、拒动概率、拒分闸概率、拒合闸概率、修复时间、平均停运持续时间等,影响配电系统结构的主要因素是设计,影响保护定值整定的主要因素是设计和调试,影响日常运维和重大活动保电方案与措施的主要因素是管理,因此,配电系统高可靠性技术的主要内容包括配电系统优化设计、高品质电气设备选型和完全选择性保护定值整定。
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第三章 大型体育场馆配电系统存在问题及其分析思路 ............................. 163.1 存在问题 ............................... 16
3.2 分析思路 .................................... 18
第四章 配电系统优化设计与选型 ..................................... 20
4.1 电源电压的确定 ................................ 20
4.2 负载分级 .................................. 20
第五章 完全选择性保护定值整定 ................................ 33
5.1 备自投装置动作时间整定 ................................... 33
5.2 高低压保护装置动作电流和动作时间整定 ............................ 34
第七章 配电系统高可靠性技术和管理案例运用分析
7.1 珠海体育中心简介
珠海体育中心位于新香洲红山路 163 号,总面积约 42 万 M2,总建筑面积约 15 万 M2,项目总投资人民币约 15 亿元,包括:体育馆、游泳馆、体育场、射击馆、网球馆和综合训练馆,按照国际标准规划设计建造。它不仅可以举办单一大型国际和国内重大体育赛事,还可以作为大型文化娱乐活动的场所。
珠海体育中心原 10kv 配电系统建设于 1998 年,主要存在下面四个问题:
1、采用了图 4-3 两用一备设计方案,未充分利用三路 10KV 电源的优点。
2、综合自动化系统仅限于 10KV 开关站,场馆均未采用,无法实现实时监控。
3、体育场没有区分永久与临时配电系统,在正常使用中,每个区域必须至少运行一台变压器,经常处于半空闲状态。
4、由于我国现行电气设计体制是变压器及其以上部分(有的含低压配电房)由电力设计院设计,变压器的低压侧(有些只包含低压配电出线)由民用建筑设计院设计,两者沟通不够或资料不全等原因,导致设计和整定的各级保护装置不具有选择性,经常出现短路故障时 0.4KV 断路器不跳闸,而 10KV 高压断路器跳闸的越级现象。
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第八章 结论与展望
8.1 结论
参考文献(略)