电磁兼容研究QC小组,熊万洲

CSEPDICSEPDI各位领导、评委、代表你们好！CSEPDICSEPDI解决直流输电线路与电信线路的电磁兼容电磁兼容研究QC小组一九九九年四月中南电力设计院攻关型CSEPDICSEPDI1.1注册登记小组名称电磁兼容研究QC小组课题名称解决直流输电线路与电信线路的电磁兼容小组类型攻关型小组组长熊万洲成立日期1997年3月10日注册日期1997年3月12日注册编号97-536、98-545课题编号97-3771.2小组成员序号姓名性别年龄文化程度职称、职务小组分工1熊万洲男37大学高工、负责工程师组长，组织活动，活动记录，公式论证，程序主编，实施，成果总结。2谢星男36大学工程师组员，方案讨论，图纸绘制，程序接口，成果分析，实施。3王刚男49大学高工、副处长组员，技术指导，方案讨论，公式、图纸效审，成果分析，实施。1.3活动情况立题日期1997年3月10日活动日期1997年3月10日～1998年10月28日活动次数30次活动时间91小时平均接受TQM教育66小时出勤率平均96.7％1.4小组历年成果序号发表时间课题名称获奖情况11993年8月送电线路磁危险影响计算和绘图院优秀QC小组1.5本次成果关键词ａ）技术先进，填补国内空白；ｂ）安全可靠，用户满意；ｃ）±500KV天广直流工程首次应用，节省投资202.22万元(广西段)。１小组概况CSEPDICSEPDI无设计规程和影响允许标准，学术界意见分歧大。理论依据充足，计算方便，具有成熟的设计规程、规范。各种干扰按频率分类明确，国家颁布了系统的控制标准。具有系统的设计规程、规范和配套的计算绘图CAD软件包。2.1选题依据本院质量方针精心设计、质量第一、优质服务、顾客满意直流输电影响地电位升处理抗无线电干扰交流输电影响通信保护现状选定本次课题送电处目标解决直流输电线路与电信线路的电磁兼容精心组织、掌握标准、优化设计、树立良好信誉２选择课题CSEPDICSEPDI2.2选题论证ａ）必要性●高压直流输电线路的大规模建设及输电电压的不断提高，必将给邻近的电信线路带来电磁影响。然而，相关的影响机理、计算方法、设计标准，不仅在我国尚无统一的设计规程和电磁兼容影响允许标准，而且，在国际、国内学术界存在很大分歧意见。因此，理论研究直流输电线对电信线影响是通信保护专业当前的主要课题。●为配合±500KV天广、±500KV三峡直流输电工程设计、解决工程实际问题，制定直流输电线路与电信线路电磁兼容设计原则，势在必行。b）现实意义输电线路与通信线路的电磁兼容，对于交流输电系统而言，在理论研究和实际应用方面都比较成熟；对于直流输电系统而言，在我国尚起步阶段。因此本次QC小组的活动成果将填补国内空白，对提高通信保护设计质量、缩短工程周期、节省工程投资，具有重要的现实意义。2.3制定计划小组成员按“活动程序”，制订了小组活动计划，对质量教育、活动要点、计划进度、成员分工、责任人均提出了明确的要求，并制定了活动程序计划表(详见表1)。CSEPDICSEPDI直流输电线路与电信线路的电磁兼容，是一门介于电力与电信两个专业之间的学科，为了充分应用前人的研究成果，少走弯路，小组成员带着问题进行了全方位的调查收资，调查结果见现状调查表（见表2）。表2直流输电线路与电信线路电磁兼容现状调查表序号调查内容日期地点调查人调查结果1△直流输电线路通信保护设计现状97年3月21日-31日北京市：电力部规划设计总院华北电力设计院长春市：东北电力设计院成都市(电话咨询)：西南电力设计院熊万洲王刚由于直流输电在我国是一项新技术，通信保护设计到目前为止尚无一套完整的计算方法、设计标准2△直流输电线路对电信线路的影响机理、电磁兼容允许标准97年3月26日-31日北京市：电力部科学研究院邮电部科学研究院武汉市：省、市图书馆电力部高压研究所湖北省邮电设计院王刚熊万洲相关的影响机理、电磁兼容允许标准，在国际、国内学术界存在很大分歧意见，资料也很分散。3△葛上直流工程运行回访、±500KV天广直流工程初步设计调查97年3月24日-28日宜昌市：直流换流站市电信局武汉市：湖北省邮电管理局黄陂空军部队本院资料室谢星王刚葛上直流输电线通信保护设计，参照了有限的学术文献及经验公式，并采用手工计算，难于准确的把握方案比较和防护措施的优化。4△综合调查97年4月1日-2日电话咨询：西北电力设计院吴锡全高级工程师南京邮电学院朱洪波博士、教授熊万洲应尽快研究计算方法、允许标准，因为它直接影响到电磁兼容的合理性和先进性。第3次QC小组活动通过制表人：熊万洲日期：1997年4月3日３现状调查CSEPDICSEPDI从现状调查表中可见，解决直流输电线路与电信线路的电磁兼容问题，它的本质是(a)编制安全可靠的计算方法困难、(b)确定安全合理的电磁兼容允许值不容易。也就是说，这计算方法及允许值选择难是本课题的关键问题。4.1课题目标●通过理论学习研究，弄清影响类型、影响机理，推导直流输电线路对电信线影响的计算公式。●广泛开展调查、征求用户意见，理论联系实际，确定合理的电磁兼容影响允许值，并在±500KV天广、±500KV三峡直流工程实践中应用，直接服务于生产。●力争九八年十月完成。4.2目标的可行性分析●近几年来，本小组成员一直从事直流输电线通信保护的研究、调查工作，并参加了葛上直流输电通信保护勘察设计。具有理论基础，也有一定实践经验。●本小组成员具有团结合作、攻关精神，于1993年运用QC理论和方法完成了“送电线路磁危险影响计算和绘图”，现更有能力运用QC理论和方法完成本课题的工作，因而是可行的。小组成员在现状调查核实的基础上，对计算方法及允许值选择难问题从危险影响、干扰影响、安全保障、参数取值、软件功能五个原因类别，利用树图进行因果分析，找出各类原因共40项（详见图1）。４设定目标５分析原因CSEPDICSEPDI计算方法及允许值选择难等效干扰电流难计算杂音分量比重难确定干扰影响把握信息安全难度大人身安全值难定量安全保障确定故障电流分歧大推导计算公式有难度危险影响用户界面友好难实现程序功能完善难达到软件功能电流频率幅值定量难电流持续时间难预测滤波器技术指标分散容性耦合程度不详行业标准不详细维护工具难定性人体电阻分散难掌握承受电流电压难量化交换网络难掌握数据传输资料不全忽略阻性耦合无依据视在电导率有误差互感系数公式繁琐敏感系数不易确定市话电缆耐压难选定与现有软件接口难城市屏蔽系数资料少刊物论文资料不系统谐波传播理论难掌握谐波电流难计算电信线杆路不易分类数学物理模型难建立不同版本兼容性差修改原软件麻烦多第4次QC小组活动通过制表人：熊万洲日期：1997年4月8日磁感应计算难解决离子流影响无资料地电位升计算复杂加权特性系数复杂容错纠错功能难实现新编程序工作量大图1计算方法及允许值选择难因果关系分析树图△△△△△△注：“△”表示主要原因电信线指标难把握环境影响参数复杂参数取值5分析原因CSEPDICSEPDI1为使小组活动有成效，将小组提出的30项末端原因，请中南电力设计院余愈昌（教授高工）、单循（高工）、武汉高压研究所乌雄（高工）以及武汉邮电科学研究院方仑明（高工）四位电磁兼容专家同小组成员一道，对计算方法及允许值选择难问题讨论评议，按目前状态良好、对问题影响不大、不可抗拒和对问题有影响四个方面进行论证，最终确认了5项要因，综合论证意见详见表3。表3计算方法及允许值选择难要因确认表序号末端原因确认方法论证时间地点确认人确认结论1地电位升计算复杂理论研究讨论认为，可采用高等数学原理，并参照已有试验结果、利用已有经验推导、简化。并可参照交流输电影响的计算方法进行计算。目前状态良好。1997.4.16六楼会议室小组成员及四位专家非要因2离子流影响无资料调查分析有关科研部门正在研究试验，非本课题能解决的问题。不可抗拒。1997.4.16六楼会议室小组成员及四位专家非要因3磁感应计算难解决理论研究计算方法与交流输电线影响有着本质差别，对它的定量分析与确认直接关系到计算结果的正确性与真实性。目前尚无一套系统的计算方法，使设计存在一定局限性。为确保设计安全可靠，必须弄清影响类型、影响机理，推导计算公式，也是本次活动的重点。1997.4.16六楼会议室小组成员及四位专家要因＊4刊物论文资料不系统调查分析院档案处已收集了许多资料，并购买了CCITT原版新导则。1997.4.16六楼会议室小组成员及四位专家非要因5电流频率幅值定量难模拟计算可采用高等数学原理进行研究、推导、计算解决问题。1997.4.16六楼会议室小组成员及四位专家非要因第6次QC小组活动通过制表：王刚日期：1997年4月23日从上表可看出，确定的五项要因分别为：一、磁感应计算难解决；二、谐波电流难计算；三、承受电流、电压难量化；四、市话电缆耐压难选定；五、与现有软件接口难。将确认的要因用“△”符号表示在因果关系分析树图上。６确定主要原因CSEPDICSEPDI1要因确定后，小组按5W1H要求有针对性地对每个要因的现状、对策、目标、、措施、责任人、计划完成日期进行了认真的讨论，制定了计算方法及允许值选择难（主要原因）对策表（详见表4）。表4计算方法及允许值选择难（主要原因）对策表序号要因现状对策目标措施地点时间责任人1△磁感应计算难解决直流输电线故障电流磁感应计算尚无一套系统的计算方法和原则，使设计存在一定局限性、完整性。收资调查、理论研究弄清影响类型、影响机理，推导计算公式●小组成员收资分析、理论研究，建立影响模型。●总结传统计算方法，推导计算公式，并进行工程实用简化。资料室办公室1997.4～1997.5熊万洲2△谐波电流难计算特征谐波占整个系统谐波的比重大，直接影响到等效干扰电流的确定。对于这些谐波在理论上计算非常复杂也非常困难。数学推理、模拟计算确定特征谐波占整个系统谐波的比重大，加权特性系数，根据直流滤波器相关性能，决定等效干扰电流。●根据直流输电换流阀运行原理、特性，分析弄清谐波规律性。●计算直流滤波器特性、线路传播特性以及加权特性，工程实用量化取值。●与葛上工程实际运行状况比较对照。葛上工程宋家坝换流站计算机房办公室1997.6～1997.9王刚3△承受电流、电压难量化交流输电线影响的650伏标准不实用；无直流输电线影响的权威性标准；多种建议导则以及文献有矛盾。查核资料、模拟计算弄清人体承受电流、电压与作用时间、人体重量、男女性别等医学关系，确定安全值。●查阅医学研究成果、试验报告，弄清电流、电压作用时间关系。●翻译CCITT导则、理解CIGER建议、对比科技文献深入研究。●±500KV天广工程中应用比较。±500KV天广工程广西工地省、市图书馆办公室1997.5～1997.7熊万洲第7次QC小组活动通过制表：谢星日期：1997年4月28日７制定对策CSEPDICSEPDI8.1实施过程根据对策表所列出的主要原因及目标、措施、小组成员间分工协作，通过专业学习、理论研究、收资调查、开会讨论、专家论证、应用实例分析等形式，解决了本课题的一系列技术难点，达到了预期目标。实施过程见工作流程图（详见图2):图2实施过程工作流程图编制接口软件及计算程序检查、验证确定允许值用户意见建立影响机理模型确认计算参数工程实用简化学习国际、国内成果、理论研究葛上工程回访三峡工程预测天广工程调查推导危险影响计算公式确立干扰影响计算方法人身安全设备安全信息安全８实施对策CSEPDICSEPDI8.2实施要点●收资调查、理论研究通过理解CCITT导则、体会CIGER建议、归纳各类文献，采用经典物理原理推导互感系数计算公式，并加以简化便于工程实用，解决了磁感应计算难问题,工作方法逻辑分析详见图3。将推导的计算公式在±500KV天广直流工程施工图设计中应用，经各级技术审核，认为计算结果正确，大大提高了劳动生产率。本对策的实施结果达到了目标要求，对策有效。对策解决的技术难点推导计算公式互感系数计算故障电流定量实用公式简化磁感应计算难解决图3磁感应计算工作方法逻辑分析图体会CIGER建议理解CCITT导则归纳各类文献建立影响数理模