电路设计方案范文

电路设计方案篇1

关键词：距离保护 重合闸 零序电流保护

220kv电网线路中的距离保护方式是以距离测量元件为基础构成的保护装置。该套保护方式所涉及的内容比较广阔，主要包括以下几个要素：故障启动、故障距离测量、相应的逻辑时间回路与电压回路断线闭锁。在220kV 电网线路中，采取距离保护策略首先要做好设计工作，配合零序电流保护和重合闸的设计进行线路保护。本文对此进行详细的分析。

一、220kV 线路保护的基本原理

1、220kV电网线路中距离保护的相关原理

所谓的距离保护方式其实是通过对短路时电压电流会同时发生转变这一现象的利用，计算出电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。距离保护的构成。距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。阻抗继电器及其动作特性。在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗 Zm，并将它与整定阻抗 Zset相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。动作区域为圆形时，称为圆特性，动作区域为四边形时，称为四边形特性。

2、自动重合闸的基本原理

一般情况下，该种问题会经常出现在电线路上，而且是往往是在一瞬间发生的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。在电力系统中，当断路器跳闸后自动重合闸能够自动地将断路器重新合闸。这样，在线路被断开后再进行一次合闸，大大提高了供电的可靠性。由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。

二、220kV 线路距离保护方案设计

不管是什么样的电网系统，短路是最常见到的一种线路问题，在本文中配置的保护系统其实主要针对的问题也是短路。要相应地配备其三段式相间距离，三段式接地距离，而高压电网线路采用的是中性点接地，当中性点接地系统出现单相接地故障时，会产生很大的零序电流，所以也要配备四段式零序方向电流保护。对于高压线路，一般采用单相自动重合闸的方式。

1、保护总体功能设计

220kV的电网线路是本设计方案主要的应用对象，220kV 高压线路为了快速切除全线故障以保证系统稳定都采用了纵联保护，但纵联保护不能对相邻线路故障起后备保护作用。虽然现在220kV 高压线路都采用双套纵联保护和断路器失灵保护以加强近后备保护，但并未完全摈弃远后备保护，远后备保护都由距离保护或零序电流保护来完成。本保护方案没有设计纵联保护功能，仅设计了后备保护方案。其保护功能配置如下：

（ 1） 三段式相间距离保护；

（ 2） 三段式接地距离保护；

（ 3） 四段式零序电流保护；

（ 4） 过负荷保护；

（ 5） 过电流保护；

（ 6） 单相自动重合闸。

在电网系统的总控保护元件的数量最好是两个，主启动元件为反映任何一相相电流突变量的启动元件，然后设置零序辅助启动元件，辅助启动元件主要为了防止经大电阻接地时突变量启动元件灵敏度不够。判据条件如下：

2、零序方向电流保护的设计

3、重合闸的设计

设计一个单相自动重合闸，并将该设计和继电保护进行加速配合。手合重合闸时，零序保护的各段加速均带 100ms 的延时，以防保护误动作。零序 I 段可经控制字整定为带150ms 固定延时出口或瞬时出口，以满足特殊情况要求。如下图表所示：

结语：

在经济飞速发展的当下，我们对电力的需求量也在不断地增多，在这种情况下高压电网的大量出现是一种必须，为了保障电网系统的安全运行，我们必须要提高继电保护装置的研究。本文对主要应用于高压电网保护的距离保护原理、构成、动作方式进行了简单的阐述，希望能够为同行提供一定的参考价值，共同致力于电网综合服务能力的提高。

参考文献：

[1]蒋忠江. 胜利油田220kV线路保护改造问题研究[D].山东大学，2012.

[2]蔡黎. 220-500kV线路后备保护配置及整定计算原则简化研究[D].华中科技大学，2007.

电路设计方案篇2

关键词： 数字电路 首堂课 教学方案

近年来，为适应新的发展，教育领域提出了各种形式的教学改革，有固定套路，也鼓励不拘于格，无论哪种方式，都必须建立有效的课堂。否则，再好的课程，也不能落实到学生头上，一切的教学质量也都是空谈。学生接受知识普遍习惯于一个完整的方式，据此，考虑通过典型生活实例子的引入，让学生刚开始接触《数字电路》课程，就对简单数字电路框架有初步认识，以利于进一步学习。

1.课题引入

例：设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮确定。只有当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。

2.教师启发引导

A、B、C：合格―3V―1， F ：合格―3V―灯亮―1

不合格―0V―0， 不合格―0V―灯灭―0

图1

3.传感器认识

上述问题图1中，开关电源为传感器部分。

传感器是一种检测装置，能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。当今进入信息时代，在利用信息的过程中，传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

此处，要向学生强调：任何非电量，都必须通过传感器转化成电量，然后才能用电路进行处理。传感器是个统称，它的类型很多。

4.表决电路研究

表决电路特点：表决速度快，有了它，如在“星光大道”等电视节目中，观众具有参与性。设裁判分别为变量A、B和C，表示成功与否的灯为F。表决电路既然是电路，那它就只认电压，如图1，图中开关按钮就

是传感器，把非电量：裁判的合格与不合格判定转化为电路认识的电量；表决电路既然是电路，电路输出也是电量，驱动灯泡发光。

4.1列真值表

表决电路输入通过开关按钮取3V或0V，分别代表裁判合格、不合格；当然表决电路的实际输出，也只能是电位了：高和低，我们亦可设为3V或0V，如图1，3V时灯亮，0V时不亮，分别代表总的裁定：合格与不合格。现在的问题，就是找表决电路了。怎样找出表决电路呢？方法：引入数学（在这里它是找表决电路的方法，我们称之为数学工具）。由于引入了变量A、B和C及F（在电路中它们分别取3V或0V），为了理论分析方便，3V用1表示，0V用0表示，问题1：我们很容易列出下表，称为真值表。真值表1：对于表决电路输入量A、B和C，分别代表三个裁判员，①当运动员杠铃完全举起，动作完美，他们都会认为合格。②当运动员杠铃完全没举起，他们都会认为不合格。③当运动员杠铃似举非举，动作不完美，可能有的认为合格，有的认为不合格。合格取1，不合格取0，考虑所有情况，三个裁判共有八种组合的裁决，对于问题1，表决电路输出量F，所有裁判员认为合格取1，否则取0。接下来，仔细观察真值表1，我们可以找到F和A、B、C的关系，即F是A、B、C函数，亦即可以写出表达示：F=f（ABC），但有条件，条件就是我们规定的与、或、非基本逻辑关系。（这里变量F和A、B、C取1、0就是为了引入函数，分析方便。）

真值表1

4.2与、或、非三种基本关系真值表及函数式的创建

4.2.1与基本关系真值表及函数式的创建

真值表2 已知真值表2 规定：F=A・B――称为与逻辑的逻辑函数式

条件：真值表中四种情况都满足

0=0・0 即：0・0=0

0=0・1 即：0・1=0

0=1・0 即：1・0=0

1=1・1 即：1・1=1

引入逻辑与运算概念及规则

4.2.2或基本关系真值表及函数式的创建

真值表3 已知真值表3 规定：F=A+B――称为或逻辑的逻辑函数式

条件：真值表中四种情况都满足

0=0+0 即：0+0 = 0

1=0+1 即：0+1 = 1

1=1+0 即：1+0 = 1

1=1+1 即：1+1 = 1

引入逻辑或运算概念及规则

4.2.3非基本关系真值表及函数式的创建

真值表4 已知真值表4 规定：F

引入逻辑非运算概念及规则

以上人为定义后，真值表跟表达式等效，它们是反映同一问题的两种形式，实质一样，表现方式不一样而已。这是英国数学家布尔发明的，就此引入数学，称布尔代数。

4.3写出表达式

在逻辑代数中，任何一种逻辑关系（特点是所有变量只有两种取值）都可以由与、或、非三种关系复合出来。只要写出真值表就可写出函数的与、或、非表达式，这样，上述举重裁决器可写出（具体写法后述课程中介绍）：

上述函数表达式由与、或、非三种基本关系复合而成，也就是我们把问题数学化了，对于实际情况，同一功能电路力求最简，有了表达式，可方便化简，这就是数学的魅力，即：数学是一种工具，解决问题的办法、桥梁。得到最简表达式，就可画出电路图了（具体作图方法后述课程中介绍），完成电路设计。

5.结论

本次研究重点，以简单生活实例，力求使学生对数字电路基本构成框架有所认识，明白各物理量的相互转换，建立起解决实际问题的思想方法，真正领悟数学是解决实际问题的工具，为更好地学习后续课程打下基础。以上只是自己多年教学的探索和感悟，希望与广大同行一起探讨，以期取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]丁德渝.电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]童钰.公用技术组合逻辑电路设计方法的初步探讨[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2005，25（1）.

[3]刘海燕.《组合逻辑电路设计》的课堂教学设计与实践[J].郑州：郑州铁路职业技术学院学报，2010.6.22（2）.

电路设计方案篇3

中图分类号：U652.7+2文献标识码： A 文章编号：

一、系统方案概述

为进一步强化校园的安全与稳定，保证学校各项工作的顺利进行，采用智能化的安全技术防范设施，建立一个实用高效、稳定可靠的安防系统是十分必要的。安防系统通常主要包括闭路电视监控、周界防范、门禁管理三大子系统。针对校园安全防范的特点，本方案只对闭路电视监控系统进行了设计，并通过集成闭路电视监控系统，实现数字化电子地图、多画面显示和录像控制，系统具有视频监控录像与报警的联动功能。

二、设计原则

本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则，综合考虑施工、维护及操作因素，并为今后的扩展等因素留有扩充的余地。其设计依据的原则应使系统具有以下特性：

1、可行性和适应性；

2、实用性和经济性；

3、先进性和成熟性；

4、开放性和标准性；

5、可靠性和稳定性；

6、可扩展性和易维护性；

三、闭路电视监控系统（以下简称监控系统）的方案设计

（一）、监控系统的功能和特点

监控系统是安防系统的基础，是安防系统中一种不可或缺的技术手段。本着系统既要先进、实用、成熟、可靠，又要做到系统开放性、可扩展性好，兼顾投资合理、效益最佳的目的，本系统采用数字多媒体技术、计算机图像处理技术和高速网络技术，全面实现视频监控功能。具体功能如下：

实现各种遥控信号

镜头控制：变焦、聚集、光圈。

录像控制：定点录像、时序录像。

硬件压缩、25帧/秒全实时监看、录像。

自动锁屏功能，多级用户权限管理。

监看：单画面、多画面监看。

录像：连续录像、手动录像、定时录像、移动侦测录像、报警联动录像。

回放：支持多画面回放，支持任一时间的连续回放。

报警：数字报警，支持联动报警录像、报警时有声光输出、电子地图显示、报警日志。

系统具有切换功能：良好的操作接口，图形化接口可对镜头等进行控制。

图像信号的切换功能，使人能选看任一路图像。

字符叠加功能：可将字符叠加到视频图像，用来指明摄像机号；接收电梯层楼叠加信号。

控制功能：控制摄像机的电源开关，镜头的光圈大/小，变焦远/近，聚焦大/小。

长时间视频数据保存功能：先进的数字压缩式硬盘录像系统，最大的优点是采用数字磁介质存储，可以保证数据多次复制不失真，所有摄像机24小时不间断录像，存储容量30天。

存储文件满时系统自动覆盖，并可实现循环录像功能，重要文件可加锁，防止硬盘满时自动删除，支持专用软件的异地回放。

（二）、监控系统组成

系统主要包括前端监控设备、电源及信号传输设备、中心处理系统设备。

前端监控设备将采集到的视频信号汇集到安防控制室（以下称控制室），校园门卫室内设置一台分控电脑。分控电脑通过网络与控制室硬盘录像机连接。

控制室中心处理系统设备由硬盘录像机、矩阵、操作台、液晶电视组成。

（三）、监控系统前端设备的设置与选择

1、前端设备的设置

根据环境特点并兼顾各种照明条件，特别是夜间的摄像效果，在校园出入口、建筑出入口、楼内主要通道、活动场地、围墙周界均设置必要数量的摄像机（包括防护罩等），摄像机将图像传输到控制室，对整个校园重要部位进行监控和记录，做到对校园环境的24小时实时监视，并进行硬盘录像。控制室及门卫室的值班人员能对监控报警系统进行监视和报警处理。

2、前端设备的选择

前端设备应采用符合现行国家和行业有关标准的产品。根据监控部位的不同，选择不同类型的摄像机。

校园楼道内及有门厅的出入口采用红外彩色转黑白半球摄像机，使用定焦镜头；

无门厅无吊顶的出入口设置红外彩色转黑白枪型摄像机，使用定焦镜头；

校园楼外（包括出入口、围墙周界）采用一体化彩色转黑白摄像机，使用自动光圈变焦镜头，同时配置室外红外一体防护罩。该摄像机可以变焦、旋转。

（四）、传输系统设计

监视现场和控制室有一定距离，从监视现场到控制室需要图像信号传输，同时从控制室的控制信号要传送到现场，所以传输系统包括视频信号和控制信号两部分的传输。

1、视频信号传输

校园楼内距控制室较远监控点的视频缆接入相应楼层光端机，通过光纤接入控制室；而距控制室较近监控点的视频缆直接接入控制室；

校园楼外（包括出入口、围墙周界、活动场地）监控点的视频缆通过室外管网直接接入控制室。

2、控制信号传输

本系统中控制信号传输采用编码控制方式。这种方式传输距离长，可节约线缆。

3、管槽敷设

为防止电磁干扰和外电源及变频等干扰，电缆应敷设在接地良好的金属管或金属桥架内，同时保护线缆。

4、传输线缆

在本系统中，根据各监控点与控制室的距离长度，在线缆选用上，图像信号采用SYV75-5视频线缆，控制信号采用RVVP2×1.0 mm2，电源线采用RVV2×1.5 mm2及RVV2×2.5 mm2线缆进行传输。

5、监控分控

门卫室内的分控电脑，通过网络与控制室的硬盘录像机联网（采用双绞线直接连接），实现门卫室实时监控。分控电脑是回放和观看硬盘录像的主要途径，在分控电脑上增加刻录设备，以便监控录像在需要时可以对外界输出。

（五）、机房系统的设计

1、系统供电

本系统设计在控制室设置监控报警系统专用电源配电箱，为控制室的中心处理设备和监控系统的所有前端设备提供电源。在专用电源配电箱下口接入一台UPS不间断电源（功率为15KVA，无市电时保证供电2小时），充分保障了整个监控报警系统的电源供应，保障了监控报警系统的正常运行。

2、机房操作台

操作台的设计采用全钢结构，整版折弯成型，木边装饰。根据设备的数量确定操作台是双联式，还是三联式，或者是四联式。操作台前面板内可嵌入19英寸标准监视器或19英寸标准显示器。台面上可放置控制键盘、鼠标、电话等设备，台面下部可放置视频矩阵主机、数字硬盘录像机和视频分配器等其它设备。

3、显示设备

如系统中监控点位较多，显示设备通常采用多台相同尺寸的液晶电视组成电视墙或一台大尺寸的液晶电视与数台小尺寸的液晶电视组成电视墙，以显示多点位的图像。

四、结束语

近年来，数字化、网络化技术的快速发展，使闭路电视监控系统与周界防范系统、门禁管理系统等其它安防子系统的集成更为便捷，这些系统的同时运行使安全防范系统更为缜密、可靠，极大地提高了校园的安全防范级别，为保证校园安全发挥了极其重要的作用。

参考文献

1、《智能建筑设计标准》GB／T 50314―2000

2、《建筑智能化系统工程设计标准》 GB32/191-1998

3、《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16-92

4、《智能建筑弱电工程设计施工图集》97X700

5、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 GB/50198-94

6、《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92

7、《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

8、《安全防范工程验收规则》 GA/T308-2001

9、《视频安防监视系统技术要求》 GA/T367-2001

电路设计方案篇4

【关键词】测频；频率计；电路设计

1.相关理论概述

数字频率计采用数字电路制作成以十进制码来现实被测信号频率，对于周期性变化的信号频率能够实现有效的测量的一种仪器。它是教学、科研等工作中的基础测量仪器，在模拟电路和数字电路实验中有着重要的作用，其能够直接读出信号源所产生的不同频率范围的信号将会对实验产生很大的影响。频率计主要用在正弦波、矩形波等周期性信号频率值的测量等，它的拓展功能能够实现对信号周期及其脉冲宽度的测量，引起对信号源的接受敏捷度使得其称为试验箱中的重要组成部分。

信号频率测量方法按照工作原理可以分为无源测量、比较测量、示波测量及技术等测量方法。其中最常见的测量方法是电子计数器，在该种技术下，频率计实现单位时间内被测信号脉冲数的直接计数，并将其频率值以数字的形式显示。实现了对不同频率、精确度的测频需求，保障了测量结果的精确度和速度。

2.整形电路的设计

整形电路就像把模拟的信号转换成为二值信号，也就是使其成为只有高电平和低电平的离散信号。在电路设计时我们可以将电压比较器用作模拟电路及数字电路的接口电路，通过其把非矩形信号转换成矩形信号。在选择比较器时，我们要充分考虑影响信号接收和转换功能的各种因素。下图为其整体设计结构图：

首先，是信号传播可能存在的延迟及时时间。信号传播的延迟时间是比较器选择时所要考虑的重要参数，这种时间的延迟有当信号通过元器件时所产生的传输时间上的延迟和信号上升及下降的时间延迟，只有将延迟的时间降低到最小才能有效的缩短信号处理的时间。

其次，要充分考虑电源电压对比较器的影响。就传统而言，比较器一般需要正负 15 伏的双电源来进行供电或者需要达到36 伏的单电源进行供电，这种传统的比较器在一些工业控制中仍有使用的空间和发展前途但以不适应发展的主流。现在多数的比较器需要在限定的电压条件下进行工作，即在电池电压所能够运行的单电源单位内进行工作，因此对其提出了低电流和小封装等当面的要求，并且在实际的应用中比较器还应该具备一定的关断的功能。当具备上述条件是，比较器才能够在试验箱中得到有效的利用，保证频率计在不同电源电压条件下的正常工作。

再次，充分考虑功耗对比机器的影响。功耗的大小直接影响比较器使用寿命和工作效果，功耗越低时其比较器的耗损相对较低，使用使用寿命得到延长，然而功耗由于器件的运作速度相关，功耗降低的同时可能带来运作速度的降低，因此，在比较器选择时，充分考虑功耗与元器件寿命及其运作速度的关系，寻得一种最优组合。

最后，不可忽视门限电压对比较器的影响。器件的设置可以用来实现对门限电大的测量，门限电压的大小与电路抗干扰能力呈现一种正比例的关系但与其敏感度成反比例关系。当我们通过对门限电压的测量并通过一定的公式计算，根据实际工作的需要来确定门限电压的具体值。

当我们充分考虑上述影响因素时，便会有针对性的选择相应的新品用于单元电路的设计，从而实现信号在电路中的顺利传输，避免芯片烧坏等现象的发生。

3.计数电路的设计

实现对信号的整形后我们便要关注一些低频信号由于其上升速度等原因可能产生的计数影响，因此在电路设计时应该根据信号的特点来完善计数电路的设计。低频信号上升缓慢或者高频信号叠加于其中时会使得计数电路将该种抖动作为输入脉冲予以计数，从而产生计数上的误差。避免该种现象的发生，我们可以通过低通滤波器的使用来处理低频信号传输中可能产生的抖动，并经过滤波器滤除叠加的高频信号。而反相器的使用可以实现在滤波前把高频信号和低频信号予以分开，即仅使低频信号经过反相器实现滤波得到比较规则的矩形信号而高频信号则不经过该过程。经滤波后的矩形信号输入到单片机中，在单片机选择时，低电压、高性能是我们考虑的重要方面，同时还要选择体积较小功能相对较强的单片器，实现迅速有效的技术。单片机计数器的精确度和终端结构的类型都会影响计数结果，通过精密比较器的植入和振荡器电路的设置，实现频率计的精度和存储等方面的要求。在单片机选择时还应该考虑技术进步革新对于存储器程序的选择和更新的可能，并且考虑单片机大小对于整个电路系统的影响，保证程序写入的便利性。下图为其计数模块设计图：

此外，对于计数电路的设计还要考虑信号频率高低的不同对计数器可能产生的影响，实现单片机对不同信号频率进行分频处理。经过整形后的信号进入选定规格的反相器后，对不同频级的信号进行分级处理，单片机频率自动分辨处理能力的选择能够有效的降低一些频级信号的分辨和处理，保证计数器工作的效率和速度。同时计数器的显示值的大小根据信号的频值进行实现随机变动，实现对不分频信号、高频机低频信号的有效计数。

4.显示电路的设计

显示电路是数字频率计电路设计的重要组成部分，它负责将整形电路及计数电路处理的数据显示出来。在该电路设计时我们要考虑的因素便是显示材料的选择及数据显示的方式。LED 数码管的类型会对数据的现实产生一定的影响，而该种材质的数据显示方式又分为动态和静态两种。就两种现实方式的优缺点而言，静态现实具备较高的亮度，为我们及时准确的读取数值提供了视觉便利，且其接口编程相对容易，但是该种显示方式会占用较多的口线，显示的位数直接关系到锁存器的数量，这直接带来所用器件数量繁多和连线的庞杂 ；而动态显示相交而言能够避免上述一些缺点。在动态显示使用时，先确定未选实现选定未选的段码的显示，经过一定的延时再实现对下一选定为送段码显示，并依此循环。下图为其显示模块图：

其具体的工作流程可以解释为，单片机中不同的构建作为译码器实现信号的输入，由译码器的输出来确定数码管的选择位。将每个数码管的公共端与一个接有高电平的 PNP 三极管的集电极相连，同时将三极管的基极和译码器的输出端相连接，这样可以通过对软件编程来设置单片机中的不用位置构建，从而设计译码器的输入端，其输出端设为低电平且只设一位，从而使与其连接的三界关处于一种饱和的状态，实现对计数器数据的动态显示。实现显示器电路中各元件的有机连接后，还要注重送段码的相关问题，使得相应位数的送段码可以通过一定串行口在数码管上进行显示。

5.结束语

除上述电路设计外，电子频率计的设计还要注重电源、滤波等电路的设计，只有将各种影响其工作的单元电路的设计不断的精细化和完善时，才能有效的保证其工作的效率和在实验和工业中的使用效果。

【参考文献】

[1]沈亚钧.基于单片机的数字频率计设计[J].山西电子技术，2012（05）.

[2]杨帆.数字频率计的设计与实现[J].科技广场，2011（09）.

[3]武卫华，郑诗程.基于SoPC的嵌入式数字频率计设计与实现[J].电子测量与仪器学报，2010（02）.

电路设计方案篇5

与传统的设计相比，这种新型的设计模式充分考虑了输电工程的规划、设计、设备购置、安装、运行、维修、改造、更新、直至报废的全过程的所发生的成本费用，使输电工程设计方案更加合理化，全寿命周期收益最大化。规划设计流程基于全寿命周期管理的输电工程规划设计按阶段可划分为：决策设计阶段、施工建设阶段、运营管理阶段。决策设计阶段决策设计阶段是指项目从项目立项至设计方案确定这一时间段，主要包括现场勘测与调研、市场调研、路径勘测选择、导地线选型、铁塔规划、绝缘配合等。施工建设阶段施工建设阶段是指工程从开始施工到全部建成投产的时间段，主要包括设备采购、送电线路本体工程和辅助设施工程等工程建设施工。运营管理阶段运营管理阶段是指工程建设投产到主要固定资产报废为止所经历的阶段，主要包括运行和检修2大部分。

设计方案对线路运行管理产生的影响，如对线路的维修费用的影响、对线路停电损失的影响等，同时也考虑施工建设对运营管理阶段带来的影响，并将这些影响转化为对全寿命周期费用的影响，最后从不同方案中选出最优设计方案。在常规设计的基础上，进行LCC（LifeCycleCost）计算比较，决策出推荐方案并进行经济评价。评价结果显示该方案为合理，即推荐方案为最终工程设计方案；不合理，需要重新设计。输电工程全寿命周期费用（LCC）决策输电工程规划设计方案全寿命费用决策，采用“寿命期相同互斥方案比选法”。即参与比较的方案只能选取一个，其余的必须放弃，且各方案均能满足线路输电的要求。我们假设各方案的收益（即输送电量）是相等的，比较各方案的费用，根据效益极大化目标的要求，以及依据费用较小的项目之收益较大的项目更为可取的原则来选择最佳方案，这种方法称为最小费用法。LCC最小费用法不同于传统最小费用法。首先，费用比较的内容发生了变化。全寿命周期费用（LCC）还考虑了运行维护、检修、设备更新改造等各项费用以及事故损失费用，这些是传统最小费用法不考虑的。其次，费用比较的意义发生了变化。全寿命周期费用（LCC）比较，不是单纯意义上费用的比较，同时包含了线路工程质量等的比较。线路工程质量比较通过停电损失、社会成本等体现。LCC为全寿命周期内所发生的全部费用，它包括项目的可研决策、设计、施工、运行维护、检修、设备更新改造等各项费用以及事故损失费用。输电工程全寿命周期费用LCC计算模型在基础上结合设计的具体情况进行细化，输电工程全寿命周期费用组成

经过初步设计规划后，形成2个方案分别成为方案1（现推荐方案）、方案2（原推荐方案）。输电工程设计方案LCC费用计算输电工程设计方案的LCC费用计算结果如表2所示。计算说明：（1）方案1和方案2的工程静态投资单价分别为494.4万元/km、459.9万元/km。（2）运行成本主要考虑包括运行维护费和运行损耗费。根据工程经验大致估算，年运行维护费=初投资费用×1.5%=投入成本×1.5%。（3）运行损耗主要考虑线路电阻损耗和电晕损耗。运行损耗成本=年运行损耗×电价成本×寿命期。（4）故障成本包括停电损失费用和社会成本。由于社会成本难以估计，本文中不予以考虑。停电损失费=能量不可用率×总输送电量×电价。结果分析根据表2的计算结果可以看出，方案1的静态投资66.645亿元大于方案2的61.322亿元。基于传统的输电工程设计，得出方案2为最优方案；方案1的LCC费用228.84亿元小于方案2的238.023亿元，基于全寿命周期管理的输电工程规划设计，得出方案1为最优推荐方案。方案1在充分考虑输电工程的全寿命维护成本、全寿命运行损耗和全寿命周期故障成本后，较方案2费用更低，所以方案1应为较优推荐方案。

作者：方兵华 单位：广州天河供电局计划建设部

电路设计方案篇6

关键词：10kV配电线路；设计；杆塔设计

引言

配电线路是一种将电力从降压变电站送至配电变电站的线路，其中当电压为6-10kV时，称作中压配电线路。一般来讲，配电线路具有覆盖面广、线路长、设备质量不一及易受环境因素影响等特点，因此在整个电力输送中，将不可避免地出现故障，从而影响到供电的安全性和经济性。据此，在配电线路工程中，应重视对10kV配电线路的设计研究，具体应坚持科学性、安全性和经济性原则，从而保证整个电力系统运行的稳定性、安全性和经济性。在本案，作者将从如下方面浅析10kV配电线路的设计。

1 机电方面的设计

在10kV配电线路中，机电方面的设计尤为关键，其一般包括如下几个方面的内容：

1.1 气象条件的选择

若10kV配电线路很长或其在气象区的环境十分复杂，则可对气象区进行分段选择，而在设计线路时，应将电线覆冰、风速和气温等气象条件整合在一起，从而计算得出最佳气象区。

1.2 导线的选型

在导线的选型中，一般要求对下列方面进行重点控制：（1）根据电力系统的设计要求，先确定导线的截面，再通过计算来验证导线的规格和型式，注意导线的机械性能和电气特征应体现在这一验证结果中；（2）在设计中阐明导线的最大应力、安全系数等，并结合导线的力学特征来绘制相应的曲线，注意在这一过程中，应先计算出导线在不同温度下的弧垂值，再以表格形式加以描述。

1.3 线路的组装形式

一般来讲，线路的组装形式随其用途的不同而发生改变。因此，在组装10kV配电线路时，应从导线型号、绝缘子形式和杆塔结构等方面来选定绝缘子串的组装形式，即：当绝缘子串与导线的断线张力及最大累积荷重相符时，仅需选择单串形式的绝缘子串；当线路分布在一些特殊的环境下，如重冰区、大沟壑、大档距等，一般应选择双串形式的绝缘子串。

1.4 导线的防震设计

风向、风速、档距、地形和线路的架设高度等一般会导致导线振动，甚至危及线路的安全运行。因此，在10kV配电线路设计时，应采取有效的防震对策，但在对导线进行防震设计时，应将导线的最大应力、平均应力、安全系数、线路档距及其途径的地形等考虑其中，以保证导线防震设计的质量。

2 路径的选择

研究发现，10kV配电线路的设计质量与其路径的选择有关。因此，在选择线路路径时，应在满足技术经济要求的前提下，组织设计人员、测量人员及甲方等深入现场进行调研和勘察，以便及时针对现场的实际情况修改设计图纸，从而保证所选线路路径的合理性。另外，在定位线路时，一般应坚持如下原则：一是安全、经济合理的原则，即农田占用量少、施工与运维方便、路径短且曲折系数小；二是避开机场、油库、石场、军用仓库及地质条件差的地方；三是为了避免重复施工，按规划一次建成；四是光缆与10kV架空线路的走向应相同，并配备1-2km的光缆，从而保证信号的正常；五是10kV配电线路尽量穿过地形高差较小的地区，以保证线路均匀受力，从而防止铁塔扭转；六是在设计大跨越线路时，应将大跨越及三十年洪水位的具体情况考虑其中，并通过技术指标的对比来进一步优化设计方案；七是将

3 杆塔的设计

在10kV配电线路中，杆塔的常见形式一般分为终端杆塔、转角杆塔、耐张杆塔和直线杆塔四种。其中，直线杆塔是一种结构形式简单、受力轻的杆塔，即在正常条件下，杆塔仅受导线的重力，且在支撑导线时，仅需在垂直方向上用棒式绝缘子支撑；在直线段上，应按一定的间隔距离设耐张杆，用以承受来自导线的水平拉力。如此一来，便可保证直线段上的弧垂满足实际要求，究其原因为导线一般具有较大的水平拉力，因此在耐张杆的作用下，可借助导线，从两个方向将悬式绝缘子悬在横担上，同时借助跳线，将杆塔两侧的导线连在绝缘子的中间位置，注意跳线一般仅受自身重力，且其也常用在大转角杆和终端杆上。

综上，在10kV配电线路设计时，应选择在实际应用上较为成熟的杆塔型式，即在选择杆塔时，应将杆塔的特点、使用范围等指标反映在设计方案中，同时在对杆塔基建等进行综合考虑的基础上，确定最佳的杆塔型式，注意在选择塔型与塔高时，应坚持运维方便、经济的原则，其中对于耐张塔而言，一般应选择高度低且受力好的杆塔。另外，杆塔的悬挂点高度应适宜，以保证排杆定位所用的地线和导线平滑且受力均匀。

4 设计方案的经济性

在10kV配电线路的设计中，应按要求评价方案的经济性，这是提高电力工程综合效益的基本条件。简而言之，10kV配电线路设计应在确保线路安全的前提下，将工程的成本控制到最低水平，其中具体的控制手段包括如下几点：一是实行定额设计，即限定10kV配电线路设计的总成本。二是合理选择线路的路径，将赔偿和协调部分的成本降至最低。三是应采用国家电网公司的10kV配电网典型设计、标准物料及通用造价。四是通过比较来从中选择最佳的设计方案，对设计方案进行全寿命周期成本分析，选出全寿命周期成本最低的方案。五是选用节能型电力设备。

5 讨论

电力系统一般由负荷、输配电线路、变电站和发电厂组成，其中又以配电线路为电力输送的最后步骤，其设计质量与电力系统的运行效果直接相关。因此，在10kV配电线路设计时，首先应明确基本的设计流程，即：明确导面的截面与线路的起止点初步选定线路路径绘出路径图杆塔选型编制工程预算确定最佳设计方案，其中任一步骤都应建立在尊重客观实际的基础上或是坚持实事求是的原则；其次，应明确设计的要点，其中在机电方面，应按要求选择气象条件、导线型式和线路的组装形式，并对线路进行防震设计，而在杆塔设计上，则应从实际出发，选择应用较为成熟的型式；第三，为了实现电力企业综合效益最大化，除了从技术角度考量设计方案以外，还应从经济角度对方案进行优化，即实行限额设计及优选线路的路径。另外，针对具体的电力工程，一般要求准备多套设计方案，并通过比对分析，选出其中最优的设计方案，以保证10kV配电线路设计方案在满足功能和安全要求的基础上，将成本控制降至最低水平。

参考文献

[1]李波.关于10kv配电线路设计技术要点的分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（11）.

[2]康红明.10kV配电线路设计技术要点探析[J].低碳世界，2016

（25）：41-42.

[3]芦云飞.10kV配电线路设计技术中的关键问题分析[J].科技风，2015（17）：44.

[4]李裴培.10kV配电线路设计常见的问题及对策[J].大科技，2013（31）：163-163，164.

[5]周敏.10kV配电线路设计重点及其工程造价控制研究[J].通讯世界，2015（23）：229.

电路设计方案篇7

该水利建设工程是一座以发电和灌溉为主的综合性大型水利枢纽工程，并且兼顾城市供水与防洪等重要工作，对于周边城市的经济建设与生态环境具有极其重要的价值。在工程建设的过程中，施工人员需要严格控制建设工程所需的电气设备及相关用电线路，切实保证线路设备的安全性，使各个环节的用电设备能够实现高效化运转，帮助企业有效提高经济效益。

1、电气主接线的安装与设计原则

在本次的案例探究过程中，该水利综合枢纽工程装机4台，每台电机的容量均为40MW，水电站总装机容量约为160MW，该水电站的总装机容量约占地区年总装机容量的15%，在地区电力系统当中具有举足轻重的作用。考虑到该水利综合枢纽工程的特殊性，在工程电气主接线的选择与设计过程中，安装人员与设计人员应切实考虑到线路的运行灵活性与合理性，切实保证线路在实际使用过程中的安全可靠性。因此，在本次工程建设的实际操作环节，线路安装人员应根据水电站装机的数量与电机容量，拟定出更加合理化的电气主接线实施方案[1]。

2、变压器与发电机的组合应用方式

方案1：在该水利建设工程的电气主接线路设计过程中，采用一机一变单元接线模式，利用发电机与主变压器组成相互连接的单元形式，在整个水电站区域构建2组接线单元。这种设计方案具有简单清晰的应用优点，故障影响的范围较小，运行起来简单、灵活，能够有效满足继电保护的相关要求，但是，在方案的开展过程中，主变压器的台数与高压侧电路设备的数量难以控制，致使大量设备占用了水电站的场地，为今后的维修与系统安装工作带来了不小的难度，并且还会极大的提高水电站的运营成本，年运行费用较高。方案2：在该水利建设工程的电气主接线路设计过程中，采用两机一变扩大接线单元的方式，使发电机与主变压器组成一个完整的接线单元，充分发挥变压器与发电机的实际作用。这种设计方案具有清晰、简单的应用特点，运行过程中维护简单，能够有效满足继电保护的实际要求。该方案与其它方案相比较主变台数较小，共使用2台变压器设备，极大的简化了高压侧接线的安装与布置，提高了水电站的场地利用率，减小了用电设备的占地面积，年运行费用大大降低，节约了工程建设的成本。但是，该方案在具体实施过程中，往往会造成主变压器与用电设备的故障，致使变压器设备的检修与运行工作受到影响。通过对案例情况进行研究，这种设计方案的问题情况发生概率较低，检修工作可以安排在适当的时间，以此满足机组的正常运转，其实保证了水电站的稳定运行。方案3：在该水利建设工程的电气主接线路设计过程中，采用一机一变的联合单元接线形式，使发电机阿玉主变压器组成一个联合的接线单元，以此提高用电设备的使用效率。该设计方案与其它两种设计方案相比，减少了高压侧进线的回路数，有效提高了高压进线的利用率。但是，该设计方案所需要使用的高压侧电路设备与主变压器数量较多，极大的增加了水电站的检修维护与场地布置的工作量，并且在经济上给企业带来了一定的负担，极大地增加了企业的投资预算，使水电站的年运行费用增高。

3、220kV侧接线方案

3.1变压器设备的选择

在本次水利建设工程的实际案例当中，应根据系统对主变压器与机组的相应要求，适当调整电气主接线的设计与安装情况。为了提高水电站运行的安全性与可靠性，在电气主接线的设计过程中，工作人员应采用2台高压侧电压器，功率为220kV以及2台三相双线圈的自然油循环风冷变压器功率为220kV，容量为100MVA，以此满足水电站的实际供电要求，保证电站运行的稳定性与灵活性[2]。

3.2220kV高压侧设备的选用方案比较

根据水电站的实际供电要求，在主接线的设计过程中应按照接入系统资料与用电设备的设计标准，在电站的初期运营阶段选择2回进线2回出线的方法，在预留线路的设计过程中选择2回出线接入的方法，2回出线连接至变压器当中，在水电站的稳定运营阶段确保进出的电气主线达到8回，根据水电站的运行特性与电力系统的实际需要，拟定出3种接线方案如下：方案1：在正常情况下可以通过两条母线进行分段运行，提高了电气主接线路的使用效率，当支路断路器出现故障情况后，可以通过切除两个机组的方式保证供电线路正常运转。同时，采用这种接线方式，线路与变压器的回路短路故障只会影响设备线路自身，往往不会影响到机组的实际供电情况；方案2：正常情况下可以实现三段式母线环路运行，当支路断路器出现故障情况时，只需要切除一台主变机组，对系统所造成的影响较小；方案3：这种接线方式没有母线，各个进出的回路都彼此相连，在正常情况相对稳定，可靠性较高，但投资预算及实施的经济成本较高；通过对三种方案的优缺点进行比较，参考三种方案的实施成本及投资预算情况，优先选择经济性与实用性较好的方案1，以此提高企业的整体经济效益。

4、结语

在水利建设工程电气主接线的选择与设计过程中，安装人员与设计人员应切实考虑到线路的运行灵活性与合理性，根据水电站装机的数量与电机容量，拟定出更加合理化的电气主接线实施方案，切实保证线路在实际使用过程中的安全可靠性。

电路设计方案篇8

【 关键词 】 Altium Designer 9；仿真；定时控制系统

Simulation Application of Altium Designer 9 in Project

You Peng ZhaiI Xiao-dong Hu Ming

(XuHai College,China University of Mining and Technology JiangsuXuzhou 221008)

【 Abstract 】 In order to adapt to changing electronic design technology, improve user productivity and reduce difficulty of the work of PCB design,study the simulation application of Altium Designer 9 in project. Design of a variety of specific functions PCB occupied a very important position in engineering practice.Using Altium Designer 9 to design principle and simulate can greatly shorten the project completion time, improve the success rate and efficiency of design. Study the timing control system of mine, design schematic of timing display and simulate,result reflected design idea truly. Research shows that using the simulation can verify the design result during the design of PCB, improve the success rate of design.

【 Keywords 】 altium designer9; simulate; timing control system

1 煤矿井下定时控制系统计时显示电路方案的选择

煤矿井下定时控制系统是采矿作业中非常重要的组成部分，关系到各部分协同工作的一致性。计时显示电路是定时控制系统中最基础的部分。实现方案采用脉冲电路、计数电路和显示电路的组合。利用Altium Designer 9对设计电路进行原理图设计，通过仿真功能验证设计结果。

1.1 脉冲电路

定时控制系统计时准确的基础是脉冲电路。方案中选用的是晶振分频实现秒脉冲。

1.2 计数电路

计数电路由计数器组成，方案选用74ls290实现计数电路，将74ls290接成十进制计数器，计数脉冲从外部接入，计时电路分为小时、分钟、秒三部分。

1.3 显示电路

方案选用CD4511译码器和数码管实验显示电路。

2 电路仿真及印刷电路板设计

电路实现方案确定好后就要进行印刷电路板设计及电路仿真。

2.1 Altium Designer 9介绍

Altium于2009年7月推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 9。 Altium Designer9，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。

Altium Designer 是业界首例将设计流程、电路仿真、集成化 PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

这款最新高端版本Altium Designer 9除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。Altium Designer9拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和 SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。

2.2 Altium Designer 9实现电路仿真