不同风场中特高压换流站阀厅屋盖风压特性试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流三种风场作用下的屋面风压特性,比较了平均风剖面、风速、风向、湍流强度等因素对屋面风压的影响。结果表明:阀厅屋盖迎风前缘负风压最大,且控制风向角在45°左右;壁面射流风场下平均风压系数与脉动风压系数均超过大气边界层风场的结果;风速对阀厅屋盖的负风压系数均值和极值影响较小,而湍流度对风压系数的极值影响较大;大气边界风场时,JGJ/T 481—2019《屋盖结构风荷载标准》的最不利风压系数建议值偏于安全;而在壁面射流风场下,阀厅屋盖全风向最不利风压系数在所有区域都大于JGJ/T 481—2019的建议值,设计中应加以重视。

北京中心城区地铁站点与商业综合体地下空间连接模式研究

本文以北京中心城区21个地铁站点与商业综合体地下空间之间的36个地下连接空间为研究对象,梳理地铁站点与商业综合体之间3种不同空间关系下的地下连接空间,并将其划分为5种连接模式:开口连接模式、大厅连接模式、通道连接模式、广场连接模式和地铁上盖模式,结合调研结果讨论影响北京地铁站点与商业综合体连接模式的因素。

高铁客站候车厅室内噪声调查与声舒适度影响分析

高铁客站候车厅的空间广阔且噪声源复杂,因此其声环境质量备受关注。通过现场调查方式,研究了声舒适感知的影响因素。结果表明,候车厅内的噪声水平是影响声舒适度的主要因素,与声舒适度评分呈负相关。此外,研究还发现不同性别、年龄和旅客驻留时间对声环境感知有一定影响。女性对声舒适感知更宽容,年长者对声舒适度更宽容,旅客在候车厅驻留时间越长,声环境舒适度评价分数越低。

不停运营业线上盖高架候车厅改扩建施工关键技术

现有站房的规模和设施与实际客运需求的矛盾日益突出,因此全国掀起了铁路站房改扩建的浪潮。其中,将原站改扩建为高架候车厅站房的施工工况最为复杂,给施工单位带来非常大的挑战。基于株洲站改扩建工程,研究不停运营业线上盖高架候车厅改扩建施工关键技术,首先剖析了该类铁路改扩建工程的特点及难点,提出了平行于既有站台的大平行、小流水改扩建模式,解决了站厅施工与车站服务同步运营的关键性难题;然后提出了营业线钢柱施工技术、不停运营业线上盖混凝土结构支护体系的模块化技术和高架候车厅屋盖分区提升技术,为高架候车厅下中上3层立体结构提供了成套技术解决方案,可为今后同类工程施工提供参考和必要的技术储备。

铁路客运站候车厅病毒飞沫液滴传播研究

通过研究铁路客运站候车厅内全新风工况下的气流流动,选取存在气流旋涡而不利于旅客咳嗽飞沫液滴传播扩散的6个座位位置,分别对6个位置处患病旅客咳嗽喷出的飞沫液滴在候车厅气流流场中的扩散运动进行了数值模拟计算,并对飞沫液滴的沉积率、沉积液滴粒径分布、沉积速率、回风口逃逸率、沉积耗时、候车厅空气完全净化时间进行了分析。结果表明:患病旅客飞沫液滴中平均73.4%沉积在墙体表面和地面,11.8%从回风口逃逸,14.1%沉积在旅客表面,旅客座位距离、座位长度等直接影响旅客感染病毒的风险;液滴粒径越大,沉积速率越快,沉积率越大,粒径小于30μm的液滴在高大空间流场中的运动具有一定的一致性,而粒径大于40μm的液滴在流场中的运动则受重力的影响更多;飞沫液滴的2.5%~23.8%将在60 s内沉积到旅客表面,且60 s内的沉积速率最快,600 s后飞沫液滴悬浮率在1.4%以内的波动并不会大幅改变空气洁净所需时间。

背靠背换流站核心区域设计方案分析

为解决跨区输电以及短路电流超标问题,可考虑采取直流背靠背技术实现电网异步互联和目标网架优化。本文结合2022年投产的云霄换流站和粤中换流站工程实际,对比分析柔性直流和常规直流两种直流背靠背技术的工程特点。论文总结了两个工程核心区域的电气接线、设备选型和布置方案,并从技术方案和工程造价两方面开展对比分析。研究结果表明:在大多数异步联网场景下,常规直流背靠背技术仍然具有一定工程造价优势;但柔性直流背靠背技术在多直流馈入电网应用时可降低同时换相失败风险,具有无可替代的技术优势。本文相关研究成果可为后续背靠背直流工程设计应用提供参考。

铁路客站候车大厅特殊形式吊顶创新施工应用

在施工建设过程中,深入探究铁路精品客站设计理念与地方文化元素的紧密结合,特别是在候车大厅等公共区域中,如何巧妙融入当地文化元素,以体现“站城融合”的设计理念尤为重要。通过分析景德镇北站与惠州南站候车大厅特殊形式吊顶的施工建设案例,详细阐述了科技攻关的过程,针对吊顶形式开展了技术创新、材料创新等应用,同时结合先进的施工建造技术,总结了2种不同形式吊顶的创新施工工艺。研究成果对于推动铁路客站与地方文化的深度融合,提升旅客出行体验,以及促进城市形象的提升具有积极意义。

换流站阀厅钢结构自动化监测方案研究与应用

我国较早期兴建的换流站服役至今近40a,亟需进行设备的升级改造。如何保证在改造过程中安全顺利完成各项施工,是每个项目参与方都要思考的问题。文章以位于上海市奉贤区的葛洲坝—南桥直流输电工程±500kV南桥换流站升级改造工程为依托,将结构自动化监测技术应用到本工程改造施工和后期运营过程,实践表明监测方案具备可行性,可供类似工程参考。

未预留换乘条件的换乘车站方案研究——以中胜站为例

城市在发展,轨道交通线网在优化,规划在调整,未预留换乘条件的换乘车站日益增多,如何解决未预留换乘条件带来的既有站改造,小规模既有站如何应对换乘客流的冲击,如何实现更优的换乘方案,是轨道交通建设所需要思考的问题。南京地铁中胜站既有站存在未预留换乘条件、公共区空间狭小、现状早晚高峰拥堵严重、既有站变形报警和周边地质差等问题,中胜站采用局部暗挖零距离下穿既有线,实现两线公共区平接、十字形厅-台换乘方案,成功实现了在复杂地质条件下的车站换乘设计和建设问题。该车站对同类型换乘车站具有参考价值。

换流站阀厅空调冷水机组蒸发器泄漏原因分析与优化改进措施的研究

换流站阀厅的稳定性关系到电网的正常运行,然而,阀厅空调冷水机组的蒸发器经常出现泄漏现象,对阀厅的运行稳定性构成威胁。文章对换流站阀厅空调冷水机组蒸发器泄漏原因进行了分析,发现蒸发器泄漏的主要原因在于制冷系统管道设计不合理及维护保养不到位。针对这些问题,提出了相应的优化改进措施,如优化管道设计,减少机械应力及强化设备维护保养,及时更换或修复磨损部件。实施优化改进措施后,冷水机组的稳定性明显提高,阀厅运行效率也得到了提升。

±800kV特高压直流换流站阀厅金具表面电场计算

为分析特高压换流站阀厅金具表面电场分布情况,采用静电场有限元数值方法进行了求解。首先以某±800kV特高压高端阀厅为研究基础,建立3D实体模型。然后根据阀厅设备的电气参数,通过PSCAD仿真得到阀厅设备在额定功率和轻载运行时的电位波形。最后采用静电场瞬时加载法,选取典型的数值进行加载求解,得到各种运行工况下阀厅内部金具设备场强分布云图和最大值分布规律,并对场强最大的金具进行优化设计。计算结果表明,在当前设计方案及配置条件下,阀厅内部高压侧设备连接及屏蔽金具表面场强较低,完全满足特高压直流阀厅内部电场控制要求;低压侧部分设备的屏蔽金具表面场强较高,接近甚至超过起晕场强,需要重点关注,并建议将D侧支柱绝缘子均压环管径增大至100mm。研究结果为特高压阀厅金具的设计规划提供了可靠支撑,具有重要的借鉴价值。

±800kV特高压直流换流站阀厅金具的结构特点

±800 kV特高压直流换流站阀厅工程设计中,换流阀与换流变压器及穿墙套管之间采用管型母线连接方式,设备连接需采用特殊的管型母线连接金具。笔者通过对向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程换流站阀厅金具的结构介绍,阐述了阀厅金具的整体结构特点,分析了金具的载流量和耐热性、防电晕特性、机械强度的可靠性、外形尺寸以及连接形式等要求。通过实例介绍了5种常用的阀厅金具的结构细节及特点,为哈密南—郑州及溪洛渡—浙江等特高压换流站阀厅金具设计提供参考和借鉴。

柔性直流换流站阀厅布置方案研究

柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可控关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。该技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点,在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电和城市电网供电等领域具有明显的优势;而阀厅是直流换流站工程的核心设计内容之一。文中综合考虑换流阀进出线选择,换流阀与直流场、阀冷、阀控间的连接布置,从设备布置、建筑、结构、暖通等多方面,研究了换流站阀厅布置方案,并最终提出柔性直流换流站阀厅布置的优化方案。

g参数修正法用于浙西±800kV换流站阀厅空气净距设计

±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计是特高压直流工程实施中的关键技术之一。由于换流站阀厅内部有空调系统调节,大气密度、温度、湿度等都不同于标准气象条件。为此,采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正。该方法基于大气密度修正系数k1和湿度修正系数k2,系数k1和k2由阀厅气象条件和因子m、w共同确定,而因子m和w则取决于参数g。由于参数g在获得时需要通过待求的空气间隙距离d,因此该方法在应用过程中需要多次迭代计算。研究结果表明,采用最新的g参数曲线得到的空气净距略小于按照以往曲线所得结果,且由于误差限制该方法适用于海拔≤2000 m的修正。将该方法应用在浙西±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计中,得到了阀厅内主要位置的最小空气净距,其中直流侧高压母线对地推荐最小空气净距≥8.7 m。

活塞风作用下地铁车站站厅火灾烟气流动特性的数值模拟研究

以开敞式地铁车站为例,将列车、隧道、站厅层和站台层均简化为长方体并建立车站三维模型;利用流体动力学软件Fluent,采用压力基求解器和SIMPLIC算法,研究活塞风作用下站厅火灾的烟气流动特性,并分析增设迂回风道和竖井对于削弱活塞风影响的效果。结果表明:站厅层空气流场结构在活塞风的作用下将会发生复杂的变化;站厅火灾发生后,在机械排烟、热浮力以及活塞风的共同作用下,站厅烟气分层现象遭到破坏;各楼梯口处气流速率变化剧烈,气流方向多次改变,并导致站厅层烟气被吸入站台层;增设迂回风道和竖井能够有效地削弱活塞风对起火站厅层烟气分层现象的破坏,延缓烟气侵入站台层的时间,减少侵入站台层的烟气量。

直流换流站阀厅内部场域电位和电场强度子模型法数值求解

阀厅内部电场强度控制是超/特高压直流输电线路建设中相对重要的环节,阀厅内部设备结构复杂,交直流混合,增大了设备表面场强的计算难度。为达到阀厅内部场强全模型求解精度,对建模过程、计算机求解能力均提出更高的要求,且数值模拟不易简化模型,必须全模型建模。利用CAD三维建模软件实现阀厅内部的精细建模,并利用16核高性能工作站平台实现阀厅内部场域的电位和电场强度计算,为提高求解精度,提出逐步子模型求解法,建模时对关注区域进行分块建模,组合后便于对局部关注区域进行子模型细化求解。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合特高压直流阀厅内部电场强度控制要求,并验证了子模型计算的正确性和可性能。

基于Anylogic的地铁站站厅层设施布置仿真研究

在地铁站厅层中,行人的走行特性很大程度上受到设施布置的影响。利用Anylogic仿真软件对设施布置进行仿真研究,提出了评价指标人流密度和平均走行时间。以北京地铁动物园站站厅层为对象,依据客流流线、设施布置出现的问题,建立了站厅层内设施布置仿真模型。仿真实验后得出了人流密度图和平均走行时间表,提出了优化措施,经再次进行仿真实验后人流密度和平均走行时间均有一定比例的下降。仿真研究提高设施服务水平,得出了较为合理的设施布置方案,为实际的站厅层设施布置提供了依据。

高压直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的涡流损耗和屏蔽效能分析

基于麦克斯韦方程,推导获得了高压直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的涡流分布的解析解,并对影响封堵材料涡流损耗和屏蔽效能的有关因素,如谐波频率、材料厚度等进行了分析。结合500 kV直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的具体几何尺寸,对材料参数、工频和各次谐波电流等因素,分析了材料厚度与集肤深度、温升之间的关系。结果可为高压换流站阀厅穿墙套管封堵材料的开发和工程设计提供参考。

高速铁路高架车站候车厅声学环境要求的研究

基于我国高速铁路高架车站候车厅声学环境现场试验数据,参考国内外相关标准,通过技术可行性分析,提出我国高速铁路高架车站候车厅声学环境要求的4项评价指标:受高速列车运行噪声影响的小时等效声级(LAeq,1h)、列车通过暴露声级(TEL)、候车厅内500Hz混响时间(T60,500Hz)和扩声系统语言传输指数(STIPA)。每项评价指标又划分为允许限值和鼓励限值2个等级;其中,允许限值建立在现阶段技术可控的基础上,它对应于LAeq,1h≤65dB,TEL≤85dB,(T60,500Hz)≤2.5s,STIPA≥0.45;鼓励限值旨在保障旅客候车舒适性,并需通过加强候车厅声学设计、采取噪声控制措施后方可达到,它对应于LAeq,1h≤60dB,TEL≤80dB,(T60,500Hz)≤2.0s,STIPA≥0.55。