山西万家寨引黄入晋变频应用特点汇总
万家寨水利枢纽：引黄的龙头
十年的努力 ， 过不断 的研讨 、 经 论
山 西 是 一 个 严 重 缺 水 的 省 份。 随着城市人 口的增 加 ， 随着生
产 的发 展特 别 是采 掘业 的 发展 ，
地下水位 逐年迅速下 降 ， 太原 、 大
同等城 市都 出现 了大面积 的地 面 沉降 、 陷 ， 塌 水资源 紧缺 的问题不
仅影 响到经济 的发 展 ，而且 已经 直接影 响到居 民的生 活 。解决这
一
问题没有 任何其他 办法 ，只有
２０１ ８ １ ＿
—
６ ７
够大 的库容 。 而黄河多沙 ， 蓄清排 浑、 顺利 冲沙也是一大难题 。 所有这 些特点和难题 ，决 定
号坝段 ９ ８ 高程上 ，采用分层 ４米
城市供水 系统 比作龙尾 ，供 水的
枢纽才是龙头 。 没有龙头 ， 没有水
源， 没有万家寨水利 枢纽 ， 切都 一
将是徒劳。 不过 ，尽管 向山西供水是 枢 纽的主要功能 ， 却不 是唯一功能 。 山西缺水 ， 内蒙古当地也 缺水。 两 地不 仅缺水 ， 而且缺 电 ， 尤其是缺
河流拐 向南 方的不远处 ，有一座 大型 的水利 工程 ，这就是 万家寨
水利 枢纽 。
工程 ， 功在 当代 ， 泽被千 秋。从 当 前看 ，它可 以立 即打通发展 的瓶
给下 游带来 冲击 。这些 都是枢纽
工程 必须解决 的问题 。而向 山西
颈； 从长远看 ， 它还直接关 系到子 孙后代的生存 。
准格尔旗 ，左岸隶 属于山西省偏
关县 ， 所在地 的村庄 叫万家寨 ， 所
水利部管辖 的，而水 电Ｊ 程则是 二 归能源部管辖 的 ，这里 面也 有牵
长距离引水工程施工控制网的布设
长距离引水工程施工控制网的布设山西省万家寨引黄工程管理局 白玉春摘 要 引黄入晋工程线路长、扬程高,地球曲率和海拨高程投影变形误差很大。
将全线路分成7个投影带和7个投影高程面,使投影误差趋近于零;采用辐射投影公式将数百公里在海拔为零的高斯面上的设计元素和GP S成果提升到建筑物平面,保证了施工质量。
关键词 施工控制网 高斯平面 辐射投影 引黄入晋工程 万家寨引黄入晋工程是隧洞、泵站、渡槽等建筑物紧密衔接组成有数百公里长的带状混凝土引水工程,整体性很强,为此施工控制网必须保证长隧洞的贯通和混凝土建筑群轮廓点放样的精度要求。
我们严格技术要求,采用优良的测绘仪器和严密的平差计算方法,获得了高精度的控制成果。
1.引水工程施工控制GPS网的布设及精度1.1施工控制网的布网方案(1)一级布网方案:将GP S点布设于隧洞洞口和水工建筑物附近,直接用于施工定线放样。
(2)二级布网方案:首级GPS网,下设施工定线网(可用常规的测角测距的方法进行加密布网)。
1.2GPS布网形式可根据GPS接收机的数量,采用不同的布点观测图形,如三台接收机观测,可用三边形单跳式复测边传递;如有四台接收机观测,可用大地四边形蛙跳式复测边传递(具体布点勿须考虑网点均匀和边的长短)。
上述布网形式遵循了网中每个点至少独立设站两次的基本原则。
外业成果质量可用4种方法进行检查;同步环闭合差检查,复测基线较差检查,异步环闭合差检查和与地面电磁波测距边的较差检查。
1.3引水工程GPS网测量的精度高精度的GPS点观测采用传统静态作业模式,用约束条件较多的相位差定位,即利用多台GPS接收机对4～5颗卫星同时观测组成双差方程组,求解未知基线坐标增量和整周模糊度。
通过万家寨引黄工程测量和实践证明,用WI LD200GPS双频接收机采用静态定位模式观测5颗卫星观测时间为均能达到5+基线精度,满足了隧洞开挖对洞外控制点纵横向相对中误差的要求,也满足了对混凝土建筑物轮廓点放样平面位置中误差±20～30mm 的要求,以WILD200GP S接收机测边,按标称精度算得m基与隧洞相向开挖对洞外控制点纵横向相对中误差的较差(表1),可说明引水工程与GPS网的精度关系问题。
引黄入晋:山西实现转型跨越的水资源保障工程——山西省万家寨引黄工程管理局
引黄入晋：山西实现转型跨越的水资源保障工程——山西省
万家寨引黄工程管理局
鞠克光;李佳丽
【期刊名称】《水利发展研究》
【年(卷),期】2011(11)5
【摘要】引黄入晋工程是缓解山西水资源紧缺的一项国家重点工程。
工程从位于山西省西北部的万家寨水利枢纽取水，输水线路总长约441．8km，由总干线、南干线、联接段和北干线组成。
设计年引水量为12亿m^3。
【总页数】2页(PI0010-I0011)
【关键词】万家寨引黄工程;引黄入晋工程;山西;水资源保障;管理局;万家寨水利枢纽;水资源紧缺;总干线
【作者】鞠克光;李佳丽
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TV67
【相关文献】
1.引黄入晋世纪伟业水利建设再建奇功——记山西省万家寨引黄工程管理局 [J],
2.山西省万家寨引黄入晋一期工程重视工程沿线环境治理和保护 [J], 王新义
3.山西省万家寨引黄入晋北干线工程平鲁地下泵站水泵抗泥沙磨蚀设计 [J], 杨旭
4.山西省人民政府办公厅关于印发山西省万家寨引黄工程管理局主要职责内设机构
和人员编制规定的通知 [J], 无;
5.凿山振河海福泽千载后——引黄工程管理局引黄入晋服务社会为山西转型跨越发展做出积极贡献 [J], 无
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
引黄入晋工程申同嘴水库放水闸门的运行调节
则将造成总干线三级泵站前池弃水或不能满足设计引水 。可见在 申同嘴水库水位不断变化的情况下又
要获得稳定的下泄流量 ，就要求放水 闸不断地调节闸ｆ 阀）的开度来完成 。 － １（ 此外 ，闸门在工程运行中隧洞充水 、三级泵站事故停机等情况下仍作为重要 的调节手段 。
２．放水 闸金 属 结构 布 置
一
档。闸门操作取决于闸门开度不变时 由于水位变动而产生的流量变化 ，当流量变化超过允许 的流量
偏差 ，闸门则应动作一档 。当三级泵站机组运行台数变化而引起较大流量变化时 ， 两弧 门应 同时动作 。 闸门和阀的联合调节 ：弧门和阀联合调节使调节更 为精确 ，其 中弧 门作为流量的粗调装置 ，阀作
固定 卷 扬式 启 闭机 操 作 。 ３．放水 闸金 属 结构 设 备 运 行 调 节 方 式
申同嘴放水 闸正常运行时 ，两边孑 弧形 闸门工作 ，中孑 门备用 。放水 闸的运行方式有两种情况 ： Ｌ Ｌ
弧 形 闸 门 自调或 闸阀联 调 。工程 初期 运行 采 用 弧形 闸 门 自调 ，远 期运 行 采用 弧 形 闸 门 自调 或 闸阀联 调 。
４６
维普资讯
为流量的微调装置 ，阀的调节原理与两弧门一样为交替调节 。两个 阀在高水位下可泄流 ６ ５ ３ ，阀 ． ｍ／ ４ ｓ
参加调节后 ，可使弧 门在更长的时间内不动而 由阀门来调节该段时间内的流量偏差 ，这样可以较大程 度减少闸门操作次数从而延长 了弧 门每次动作的间隔时间，并且 阀分级调节提高了调节的精度 。当库 水位从最低水位 １４ ． ２ ０ ｍ上升至最高水位 １４ ｍ过程 中，两弧 门需交替关小 ，任一弧门关小的同时， ５ ２８ 阀门应从全关至全开状态 ，此时两弧门和两阀门的总泄量为 ４ ｍ ／，而后两阀再交替分级关闭 ，进行 ８。 ｓ 微量调节；当库水位从最高水位 １４ ｍ 向最低水位 １４ ． ２８ ２ ０ ｍ运行时 ， 门及阀的操作正好与前面所述 ５ 弧 相反 ，两弧门随水位的下降分档交替开大，与此同时 ，阀门应从全开状态动作至全关状态 ，而后两 阀
浅谈万家寨引黄入晋一期工程投资管理
总干线、南干线及联接段全部输水工程和总干线 ３
座梯 级泵 站 、南 干线 ２座梯 级泵 站 的土建 工 程 ，各
泵站均先装 ３台机组 ，实现 向太原年 供水 ３２亿 ． ｍ’ 的近期 目标 。
２． ｓ ５６ｍ ／ ，北 干线 引 水流量 ２ ． ｓ ２２ｍ ／ 。 万 家寨 引 黄人 晋工 程分 期实 施 ，一期 工 程建设
目 重建设轻管理 ，重工程轻环境的弊端 ，使工程建 设按 照可 持 续 发 展 的 要 求 和 市 场 经 济 规 律 要 求 运 作。资金来源为 ：利用世界银行贷款 ４亿美元 （ 折 合人民币 ３ ． ３２亿元 ） ，利用意大利政府贷款 ０３ ． 亿 美元 （ 折合人民币 ２４ ．９亿元 ） ，其余 国内配套资金
目。１９ ９ ７年 国家 计 委批 复 了 万 家 寨 引黄 人 晋 一 期
晋一期工程设计 和概算 进行 了重新 评估。通 过评
收 稿 日期 ：２０ － ｌ０ ０ ６ Ｏ ・６
工程利用外资方案。１９ ９９年 ４月 ，山西省政 府和
作者简介 ：李俊刚 （９ ３ ） １６ 一 ，男 ，高级工程师 ，处长。
维普资讯
浅谈 万家寨 引黄 人晋一期工程投资 管理
李 俊 刚
（ 山西 省 万家寨 引黄 工 程管理 局 ，山西 太 原 ００ １ ） ３０ ２
【 关键 词 】 投 资 管理 ；设 计概 算 ； 万 家寨 引黄入 晋 一期 工程
中图分类号 ：Ｆ ７ ９ ２５ ０ ４ ． （２ ） 文献标识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１７ —４ ８ ２０ ）４ ０ ３ － ３ ６ １ １０ （０ ６ ０ －０ ５ ０
引黄入晋_万家寨引黄工程综述及高新技术应用_李珠
———————————————
收稿日期：2007-05-10 作者简介：*李 珠(1959)，男，河南开封人，教授，博士，博导，从事结构工程与力学研究(E-mail: lizhu9999@)；
刘元珍(1974)，女，山西霍州人，讲师，博士生，从事结构工程研究(E-mail: liyuanzhen820@)； 闫 旭(1975)，女，山西太原人，讲师，博士生，从事结构工程研究(E-mail: yanxutut@)； 任够平(1975)，男，山西孝义人，高工，博士生，从事结构工程研究(E-mail: kirbywren@)； 王育青(1966)，男，山西忻州人，高工，工学硕士，从事结构工程研究(E-mail: wangyuqing1966@).
另外，引黄水进入人们生活后，水价提高了， 也从不同侧面唤醒了人们的节水意识，提高了水资 源的利用率和废水回收利用率。
从 1958 年，毛泽东主席首肯引黄入晋济京的 设想开始，江泽民总书记、李鹏总理、朱镕基总理 都对建好引黄工程，作过重要批示。党和国家领导 人邹家华、钱正英、陈锦华等曾先后数次亲临引黄 工地，国家计委、水利部的负责人更是多次来引黄 工程检查指导。在他们的大力支持和关怀下，2002 年，国务院将引黄一期工程列入国家的重点工程， 并先后安排了国债资金 10.4 亿元，有力地保证了一 期工程顺利建设。目前，引黄一期工程已实现向太 原市不间断供水，二期北干线向大同、朔州供水工 程正在积极准备前期工作。
引黄入晋工程分二期实施。一期工程于 1993 年开工，到 2002 年完工。输水线路长约 285km， 包括总干线全长、南干线全长和联接段全长。一期 工程还包括总干线一级、二级、三级泵站和南干线 一级、二级泵站及部分全线自动化工程等[2]。 1.2 引黄工程规划布置
太原市呼延水厂二期工程施工成本管理的分析与探讨
太原市呼延水厂二期工程施工成本管理的分析与探讨根据万家寨引黄工程及太原市呼延水厂二期工程的内容及特点，分析与探讨了二期工程中成本管理的基本原则和具体内容。
标签：万家寨引黄工程；太原市呼延水厂；项目成本管理1.工程背景1.1万家寨引黄工程简介万家寨引黄工程是山西省2002年建成的大型调水工程，总投资103亿元，以其扬程高、隧道长、埋深大、地质地形复杂、科技含量高被国内外专家誉为“具有挑战性的、激动人心的、世界级跨流域引水工程”。
万家寨引黄一期工程从万家寨水利枢纽取水，向南渡过偏关河穿越管涔山脉，沿途经泵站五级提升636米高扬程后，到达宁武头马营汇入汾河。
滔滔的黄河水穿越160公里隧道、81公里汾河自然河道、43.2公里PCCP输水管道，途经偏关、神池、宁武、静乐、古交等“四县一市”近290余公里，引至汾河一库进行混合，再经取水塔，由管道和隧道重力输送至呼延水厂。
1.2太原市呼延水厂二期工程建设背景太原市是山西省的省会城市，是山西能源重化工基地，但水资源十分缺乏，目前全市人均拥有水资源量仅为173m3，为全国人均拥有量的1/12，是我国水资源极为匮乏的城市之一，长期以来给水供需矛盾十分突出。
为解决太原市缺水情况，1998年开工建设的引黄入晋工程配套工程——黄河水源太原市给水工程规划设计总投资23.07亿元，建设规模为日供水80万立方米，一期工程投资13.85亿元，建设规模日供水40万立方米。
主要建设项目包括净水厂一座（即呼延水厂），DN300—2200mm输配水管线103余公里，水质监测调度指挥中心大楼一座及供水加压站等相关配套设施。
水厂于2003年10月底正式投产，并入城市供水管网，共完成投资11.39亿元。
根据太原市“南移西进，北展东扩”的总体发展规划，随着供水范围不断扩大，呼延水厂二期工程已经开始筹备建设，而呼延水厂二期工程的建设，将完善黄河水源城市供水系统，使太原市城市安全供水体系得以加强。
万家寨引黄工程一_二级地下泵站开挖施工_郭惠民
10 2a 通风洞 11 2b 通风洞
L =304 .23m 城门洞型 B ×H =5 .2 ×5 .9m L =23 .49m 城门洞型 B ×H =2 .5 ×3 .0m
12 2c 通风洞 13 2d 通风洞
L =39 .61m 城门洞型 B ×H =2 .5 ×3 .0m L =23m 城门洞型 B ×H =2 .5 ×3 .0m
泵站所处位置属黄河中游北部峡谷东岸的黄土
高原 区 , 海 拔 高 程 1000m 左 右 , 年 平 均 降 水 量 437mm , 年平均气温 7 ℃。
两级泵站建筑物围岩为古生界寒武系和奥陶系
的石灰岩 、白云岩及少量的泥页岩和页岩 , 抗压强度 70 ～ 100Mpa , 岩层平缓分布厚度稳定 , 岩体 产状倾 向北西 65°, 倾角 2°～ 5°, 地质构造较为简单 , 发育两 组裂隙 , 工程区地下水埋深大 , 水量不丰富 。 设计资 料显示 , 该地区最大地应力分布以水平应力为主 , 工 程区域地震裂度为 VI 级 。
2 施工组织设计 2 .1 泵站施工总体方案
引黄工程一 、二级泵站各有六十多个洞室 , 在平
面位置 和剖面高程上 , 洞 、井 、室立体 交叉 , 纵横交
错 , 如何安排好总体施工顺序 , 对加快工程进度 , 减 少相互干扰都至关重要 。施工组织设计中考虑的每
级泵站总体开挖施工程序如图 4 所示 。
一 、二级泵站合同工期 43 个月 , 1997 年 9 月承 包商进场 , 1998 年 3 月洞挖开始 , 到 1999 年 12 月 底 , 开挖施工全部结束 。
图 1 万家 寨引黄工程总干地下一级泵站结构立体图 图 2 万家 寨引黄工程总干地下二级泵站结构立体图
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变频器在引黄入晋工程中的应用
概述
引黄入晋工程位于山西西北部，从黄河干流的万家寨水库取水，分别向太原、大同和朔州三个能源基地供水，由总干线、南干线、联接段和北干线四部分组成，设计年引水12亿立方米。
引水线路总长449.8公里，工程分期实施：一期工程经总干线、南干线及联接段实现向太原年引水3.2亿立方米；二期工程经总干线、北干线向朔州、大同年引水5.6亿立方米和最终实现向太原年引水6.4亿立方米。
引黄入晋是从根本上解决山西水资源短缺的大型跨流域调水工程，是促进经济社会可持续发展、改善生态环境和提高人民群众生活水平的重大战略工程，寄托着山西人民千百年的夙愿，凝聚了几代人不息的奋斗与追求。
[
一、变频应用介绍
平鲁地下泵站位于大梁水库右岸山体中,在工程运行期将水自1#隧洞抽入大梁水库储存，用以提高水位。
泵站安装5台卧式水泵电动机组,其驱动电动机，单台功率为l800kW,全部采用变频调速运行方式，变频器参数如下图。
变频器参数示意图
变频器位置摆放示意图
平鲁泵站示意图
二、变频运行情况
交流电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术。
由于电子技术的飞速发展，变频器的性能有了极大提高，它可以实现控制设备软启软停，不仅可以降低设备故障率，还可以大幅减少电耗，确保系统安全、稳定、长周期运行。
变频器从2010年投入使用，根据水库水位及干线用水情况，可以任意启停1至5号水泵，形成恒压供水系统，并且启、停泵过
程中对厂用电无任何冲击，电机及水泵损耗也很小。
平鲁泵站区域运行监视图
变频调速技术在给水泵站上应用，成功地解决了能耗和污染的两大难题。
用水的多少是
经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。
而用水和供水之间的不平衡集中反
映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。
保持供水
压力的恒定，可使供水和用水之间保持平确保系统安全、稳定、长周期运行。
即用水多时供
水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系
统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。
其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。
平鲁泵站电气量监视总图
平鲁泵站变频器监视图
平鲁泵站的站控级计算机监控系统纳入全线自动化系统。
泵站综合自动化按“无人值班、少人值守”的原则设计，泵组可通过计算机网络接受上级的调度指令进行启、停、变速运行等工况转换。
因泵站水泵电机布置在地下厂房，而变频器布置在地上变频室，考虑到联络的可靠和快速性，泵站LCU设置了本地柜1-5LCU及泵站LCU远程I/O 1-5LCU。
泵组LCU 与泵站以太网交换机相连接，实现与北干计算机监控系统的通信，并完整泵组的所有控制流程。
变频运行参数图
三、控制原理
1、交流电机变频调速原理
交流电机转速特性：n=60f(1-s)/p，其中n 为电机转速，f为交流电频率，s 为转差率，p为极对数。
电机选定之后s 、p则为定值，电机转速n和交流电频率f 成正比，使用变频器来改变交流电频率，即可实现对电机变频无级调速。
2、根据离心泵的负载工作原理可知：
流量与转速成正比：Ｑ∝Ｎ
转矩与转速的平方成正比：Ｔ∝Ｎ２
功率与转速的三次方成正比：Ｐ∝Ｎ３
而且变频调速自身的能量损耗极低，在各种转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率，由此可知在使用变频调速技术供水时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ变＝Ｎ３Ｐ额＝Ｑ３Ｐ额
采用出口阀控制流量的方式，电机在工频运行时，系统中流量变化与功率的关系：Ｐ阀＝（０.４+０.６Ｑ）Ｐ额
其中，Ｐ为功率
Ｎ为转速
Ｑ为流量
例如设定当前流量为水泵额定流量的６０％，则采用变频调速时Ｐ变＝Ｑ３Ｐ额＝０.２１６Ｐ额，而采用阀门控制时Ｐ阀＝（０.４+０.６Ｑ）Ｐ额＝０.７６Ｐ额，节电＝（Ｐ阀-Ｐ变）／Ｐ阀*１００％＝７１.６％。
流量% 100 90 80 70 60 50
节电率% 0 22.5 41.8 61.5 71.6 82.1
四、使用变频的特点
1、使用变频供水系统的最显著优点就是节约电能，节能量通常在10-40%。
从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大。
优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行；
2、控制灵活：分段供水，定时供水，手自动任意选择工作方式。
3、自我保护功能完善：变频供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路保护、瞬时停电保护、过载、失速保护、低液位保护、主泵定时轮换控制、密码设定等功能，功能完善，全自动控制，自动运行，泵房不设岗位，只需派人定期检查、保养如某台泵出现故障，主动向上位机发出报警信息，同时启动备用泵，以维持供水平衡。
万一自控系统出现故障，用户可以直接操作手动系统，以保护供水。
4、延长设备寿命、保护电网稳定；使用变频器后，机泵的转速不再是长期维持额定转速运行，减少了机械磨损，降低了机泵故障率，而且主泵定时轮换控制功能自动定时轮换主泵运行，保证各泵磨损均匀且不锈死，延长了机泵使用寿命。
变频器的无级调速运行，实现了机泵软启动，避免了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击，消除了水泵的水锤效应。