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高密度电阻率法实际上是将电剖面方法和电测深结合起来的一种阵列电阻率勘探方法。野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的采集。高密度电阻率勘探技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。高密度电阻率法相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：
1）电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。
2）能有效的进行多种电极排列方式的扫描测量，可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。
3）野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于手工操作所出现的错误。
4）对探测结果进行预处理并显示剖面曲线形态，结果直观。
5）高密度电法成本低、效率高，信息丰富，解释方便，勘探能力显著提高。
关于阵列电阻率探测的思想，早在20世纪70年代末期英国学者所设计的电测深装置系统实际上就是高密度电法最初模式。20世纪80年代中期，日本地质计测株式会社借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集，只是由于整体设计的不完善性，这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。20世纪80年代后期，我国原地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究，从理论与实际结合的角度，进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题，研制成了约3～5种类型的仪器。到目前为止，高密度电法方法技术已经成熟，并广泛应用于工程与环境各个领域，取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。
一、高密度电阻率法的基本原理及系统组构
（一）基本原理
1.基本方程
高密度电阻率法仍然是以岩土体导电性差异为基础，研究在施加电场作用下地中传导电流的分布规律，在求解简单地电条件的电场分布时，通常采取解析法，即根据给定的边界条件解以下偏微分方程：
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式中：x0、y0、z0为源点坐标；x、y、z为场点坐标。当只考虑无源空间时，（）式变为拉氏方程
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求解（）式，实际上就是要寻找一个和该方程所描述的物理过程诸因素有关的场函数。解析法能够计算的地电模型是非常有限的。因此，在研究复杂地电模型的电场分布时，主要还是采用了各种数值模拟方法，如有限元法、有限差分法、面积分方程法。
2.三电位电极系
高密度电阻率法的电极排列原则上可以采用二极方式，即当依次对某一电极供电时，同时利用其余全部电极依次进行电位测量，然后将测量结果按需要转换成相应的电极排列方式。这虽然是一种很好的设计方案，但由于必须增设两个无穷远极，给实际工作带来很大不便。其次，当测量电极逐渐远离供电电极时，电位测量幅度变化较大，需经常改变电源，不利于自动测量方式的实现。因此，通常采用了三电位电极系。
三电位电极系是将温纳四极、偶极及微分装置按一定方式组合后所构成的一种统一测量系统，该系统在实际测量时，只须利用电极转换开关，便可将每四个相邻电极进行一次组合，从而在一个测点便可获得多种电极排列的测量参数。三电位系统的电极排列方式如图3-2-1所示，当点距设为x时，三电位系统的电极距为a=n·x，n=1、2、…，n为隔离系数。为了方便，我们将上述三种电极排列方式依次称为α排列、β排列及γ排列。显然，这里对某一测点的四个电极按规定作了三次组合。
根据上述三种电极排列的电场分布，可以很容易得出三者之间视电阻率关系式，即
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式中分别为α、β、γ三种电极排列的视电阻率。可见，三者之间具有一定的内在联系，当已知其中任意两种排列的视参数时，通过上述关系便可计算第三者。
3.视参数及其特点
（1）视电阻率参数
根据上述三电位电极系的概念，显然视电阻率参数及其计算公式依次为：=2πa，式中a为三电位电极系的电极距。正如上述，当点距为x时，a=n·x，n=1、2、…。显然，由于一条剖面地表测点总数是固定的，因此，当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点数将依次减少。我们把三电位电极系的测量结果置于测点下方深度为a的点位上，于是，整条剖面的测量结果便可以表示成一种倒三角形的二维断面的电性分布，见图3-2-2。
图3-2-1 三种电位电极系
对于温纳四极排列，也可增设无穷远极，从而增加联合三极测深的测量方式，相应的视电阻率参数的计算公式为：=。联合三极测深的测量结果，既可用于视电阻率参数的图示，也可用于视比值参数的图示。
图3-2-2 高密度电阻率法测点分布示意图
（2）视比值参数
高密度电阻率法的野外观测结果除了可以绘相应电极排列的视电阻率断面图外，根据需要还可以绘制两种视比值参数图。其中一类比值参数是以联合三极测深的观测结果为基础，其表达式可以写成
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式中ρs（i）及ρs（i+1）分别表示剖面上相邻两点的视电阻率值，我们把计算结果示于第i点与i+1点之间。若令FA（i）=，则
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而lgFA曲线的差商为[lgFA（xi）-lgFA（xi+Δx）]，令Δx=1，则lgλ即为lgFA曲线的差商，或者说lgλ描述了歧离带曲线沿剖面水平方向的变化率。图3-2-3为表征比值参数λ在反映地电结构能力方面所作的模拟实验，视电阻率断面图只反映了基底的起伏变化，而λ比值断面图却同时反映了起伏基岩中的低阻构造。
图3-2-3 模型上方视电阻率及视比值参数断面等值线图
另一类比值参数是直接利用三电位电极系的测量结果并将其加以组合而构成的，考虑到三电位电极系中三种视参数的分布规律，我们选择并设计了以偶极和微分两种电极排列的测量结果为基础的一类比值参数，该比值参数的计算公式如下：
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式分别为β和γ电极排列的视电阻率值。由于这两种电极排列在同一地电体上所获视参数总是具有相反的变化规律，因此用该参数所绘的比值断面图，在反映地电结构的分布形态方面远较相应排列的视电阻率断面图要清晰和明确得多。
图3-2-4是对所谓地下石林模型所进行的正演模拟结果，模型的电性分布已如图示。其中温纳四极排列的拟断面图几乎没有反映，而由偶极和微分排列的所构成的T比值断面图则清楚地反映了上述模型的地电分布。
（二）系统组构
高密度电阻率勘探系统一般是由两部分组成的，即野外数据采集系统和资料的实时处理系统。目前国内仪器主要还是按分离方式设计的，为了真正达到资料的实时处理，有的单位已开始研制以便携微机为基础的高密度电阻率测量系统。
野外数据采集部分包括电极系、程控式电极转换开关和微机工程电测仪。现场测量时，只需将全部电极（60，120，180，…）布设在一定间隔的测点上，然后用多芯电缆将其连接到程控式电极转换开关。程控式电极转换开关是一种由单片机控制的开关组，按设定程序实现电极的自动和有序换接。测量信号由转换开关送入微机工程电测仪并将测量结果依次存入随机存储器。
图3-2-4 模型上方视电阻率及视比值参数断面等值线图
当将微机工程电测仪中存储的野外数据与PC机通讯后，便可根据需要按给定程序对原始资料进行处理并将处理结果以某种图件方式输出。
二、野外工作方法技术
（一）高密度电阻率法的野外工作
1.测区的选择和测网的布设
1）测区的选择 地球物理工作的测区一般是由地质任务确定的，测区选择所应遵循的原则大体上都是一样的。
2）测网的布设 测网布设除了建立测区的坐标系统外，还包含了技术人员试图以多大的网度和怎样的工作模式去解决所给出的工程地质问题。对于高密度电阻率法而言，野外数据采集方式主要有两种，一种是地表剖面数据采集方式；一种是井中电阻率成像的数据采集方式，而后者又包含单孔和跨孔方式两种。两种方式的应用效果，特别是后一种方式和测网的布设关系密切。
2.装置的选择和极距的确定
装置的选择 高密度电阻率法采用了三电位电极系，电极排列方式有温纳四极排列、联合三极排列、偶极排列和微分排列等。上述电极排列既可联合使用，也可根据需要单独使用。此外，当进行单孔或跨孔电阻率成像的数据采集时，二极法供收方式往往成为最经常使用的电极排列。
极距的确定 极距取决于地质对象的埋藏深度。高密度电阻率法的探测深度与电测深的探测深度理论上是一致的。在三电位电极系的极距设计为a=n·Δx，其中n为隔离系数，可以由1改变到15或更大，也可任选，Δx为点距。显然a=1/3AB，它和勘探深度之间存在某种系数关系。
测点分布 高密度电阻率法由于地表电极总数是固定的，因此，随着隔离系数的增大，测点数便逐渐减少，当N=1～15变化时，对于60路电极而言，一条剖面的测点总数可由下式计算：
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显然，n=1时N=57。当n=15，α=Δx时，最下层的剖面长度为L15=15·Δx。图3-2-5为高密度电阻率法的测点分布图。测点在断面上的分布呈倒三角形状。
图3-2-5 测点分布示意图
（二）高密度电阻率法的测量系统
高密度电阻率测量方法已经比较成熟，其测量系统的基本原理是一致的，仪器系统包括程控式电极转换开关和数字式电阻率仪。国内外这方面的仪器很多，例如日本的OYO公司、瑞典的ABEM公司、法国的IRIS公司、美国的AGI公司等生产的仪器设备、国内仪器主要有吉林大学、中国地质大学、重庆地质仪器厂等单位生产的高密度电法仪。各种仪器的使用大同小异，而且不同仪器设备都有详细的说明书，这里不作介绍。
三、高密度电阻率法的资料处理及解释
高密度电阻率测量采用了阵列的测量方式，数据量大大地增加，基于计算机的数据处理和解释成为高密度电法的非常重要部分。目前商业的数据处理和正反演解释的软件很多，例如Res2dinv、ElecPROF等。数据处理的内容大致相同，解释方法也基本一致，在这里作简单的介绍。
（一）资料处理
1.资料处理方法
（1）统计处理方法
统计处理包含滑动平均、计算统计参数（均值、方差）、计算电极调整系数、视参数分级。统计处理结果一般采用灰度图来表示，由于它表征了地电断面每一测点视电阻率的相对变化，因此该图在反映地电结构特征方面将具有更为直观和形象的特点。
（2）比值换算方法
比值换算是想改善测量结果对地电结构的分辨能力，如前面内容中我们给出了两种比值参数并讨论了它们的基本特性，λ参数对局部低阻体分辨能力强，而T参数对局部高阻体的分辨能力强。
（3）滤波处理方法
三电位电极系中，偶极和微分排列所测视参数曲线随极距的加大，曲线由单峰变为双峰；绘成断面图时，除了和地质对象赋存空间相对应的主异常外，一般还会出现强大的伴随异常。为了消除或减弱三电位系视电阻率曲线中的这种振荡成分的影响，从而简化异常形态、增加推断解释的准确性，可以采用数字滤波的方法，并把这种滤波器称为扩展偏置滤波器。
扩展偏置滤波器具有四个非零的权系数：，，，。在滤波计算中，无论隔离系数为几的剖面测量结果，我们总是把滤波系数置于四个活动电极所对应的点位上，在电极之间的点位上插入和点位数相当的零系数。例如n=2，滤波器的长度为7，相应的权系数依次为，，，，，，。图3-2-6为二维地电模型正演模拟曲线的滤波处理结果，由图可见，未经滤波的剖面曲线（点划线）随隔离系数的增大，曲线形态复杂，经过滤波处理的剖面曲线（实线），形态大为简化，伴随异常的幅度减小并远离主极值。
图3-2-6 二维模型正演模拟曲线的滤波处理
2.处理软件系统
高密度电阻率法是在野外高密度、大批量数据采集的基础上，利用三种电阻率参数和两种比值参数来提取地质信息，从而使电法勘探在工程与环境地质调查中的应用效果得到显著的改善和提高，资料处理系统有以下特点：
1）系统采用模块化结构。不同功能形成独立模块，各模块有机统一，既可联合使用也可单独使用。
2）可同时对多条测线、多参数测量结果进行处理，处理后可获得测量范围内不同深度的电性分布。
3）处理后所形成的图件形象、直观、丰富，并且可在任何打印机或绘图仪上输出。
4）采用混合语言编写，程序结构合理、功能齐全、人机对话方便。
高密度电阻率法资料处理系统共包括三个主模块：处理（Process）模块、电测深定量解释（Inversion）模块、绘图（Graph）模块。处理模块中通常包含数据圆滑模块、比值换算、滤波、统计参数计算或处理；反演解释模块包括各种装置的测量结果的反演计算；绘图模块是将处理结果或反演结果以最直观的方式显示出来，包括等值线、剖面曲线、彩色或灰度图等。
（二）正演模拟
高密度电阻率法在现场采集到大量关于地电断面结构特征的地质信息，这些信息以数字形式保存在计算机中，并按给定程序进行处理，把有关地质信息提取出来。由于这些信息与多种因素有关，因此在通常情况下，视参数的异常分布与地质断面之间总是存在着比较复杂的关系。为了研究高密度电阻率法对各种典型地电结构的勘探能力，除采用物理模拟外，还进行了大量数值模拟，如有限元法、有限差分法、面积分方程法。考虑到上述数字模拟的基本原理和算法已有较多文献作了详细介绍，本文简要地介绍有限元技术。
1.正演模型的数学表示
物理上的定常态问题，如弹性力学中的平衡问题，无粘性流体的无旋运动、亚声速流，位势场包括静电磁场、引力场等问题可以归结为椭圆型微分方程。最简单的就是拉普拉斯方程。高密度电阻率方法采用的是直流电场进行地下探测，他满足二维拉普拉斯方程。即
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上式是齐次方程。考虑供电位置，则有
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从数学上，椭圆问题还有更一般的变系数方程，即
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这里，β=β（x，y）＞0，f=f（x，y）是给定的系数分布。
椭圆方程的主要定解问题是边值问题，即要求定出未知的边界条件。方程（）是二阶的椭圆方程，需要给出一个边界条件为下列三类形式之一，而且在边界的不同区段上可以取不同类的条件。
第一类：给定函数值u=u
第二类：给定外法向导数值，如β==q
第三类：给定函数及外法向导数的线性组合的值，如+ηu=q，η≥0
这时，u、q、β、η均为边界上给定的分布，β就是方程（）中的系数在边界上所取的值，β＞0。
显然，第二类是第三类条件的特殊情况，相当于η=0。此外，由于β＞0，第一类虽然不能包括在第三类之内，当它可以看为第三类边界条件：
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当β→∞的极限情况时：
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一般说来，边界条件可表示为Γ0：u=和Γ′0：+ηu=q
即∂Ω分解为互补的两个部分Γ0，Γ′0，其上分别为第一类和第三类边界条件。椭圆方程的数值解法分为两部。首先是把它离散化，变为一组代数方程。然后解代数方程。下面介绍有限元方法解这类问题。
2.二维有限元法
对于二维场问题，位函数Φ（x，y）几何上是一个曲面，如图3-2-7，在XOY平面上围成的域是二维平面域。有限元法就是要找到一个分片线性且连续的平面来近似该曲面。
图3-2-7 位函数的曲面及在XOY平面上的投影
图3-2-8 曲面剖分示意图
为找到这样的函数，首先将所给的区域剖分，因该域是平面域，常用的剖分方法是三角形剖分，即是把二维平面域分割成相互连接的许多三角形，如图3-2-8。相邻两三角形有一对公共顶点及一个公共边，在曲线边界上用直线段近似曲线边。每个三角形称为单元，单元的顶点称为节点，每个节点上的Φ1值称为节点参数。
在单元上可近似的视Φ（x，y）为线性变化，即在单元上场是均匀变化的。因此每个单元上的曲面可近似的用过Pi，Pj，Pn三点的平面来表示。
例如，二维场问题的能量泛函可表示为
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式中ρ为介质的物性参数，它是x，y的函数，有限元法求解就是使泛函取极值。
（1）步骤
第一步——区域剖分
这里用三角形剖分，一般规定为：
图3-2-9 单元节点示意图
1）边界为曲线时用三角形一个边近似。
2）有内部介质分界线时，不容许三角单元跨越界线。
3）不容许三角单元顶点落在其他三角单元之上。
4）分割时避免出现太尖，太钝的三角单元。
5）在u变化大的地方，三角元可密些，反之可稀些。
各单元的顶点称为节点（图3-2-9），节点和三角单元按一定顺序编号，这里按逆时针编号，即i、j、m，其坐标为（xi，yi），（xj，yj），（xm，ym），其节点函数值为ui，uj，um。除第一类边界条件给定的边界节点上的函数外，其余节点上的函数值均为待求量。
这样就把连续函数u（x，y）的求解问题离散成节点上函数值的求解问题。
第二步——线性插值
设各单元内函数u（x，y）是线性的，即
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其中a，b，c是待求系数，由节点函数值决定，把单元三节点及函数值代入（）式得方程
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解方程得系数
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其中
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Δ是三角单元的面积，它只与三角单元节点坐标有关。
第三步——单元分析
取其中任意单元e，在单元e上的能量泛函可表示成
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式中ρe为单元e中的物性参数。
为把泛函离散化，首先导出上式中的两个偏导数，即（）式对x，y求偏导数。并把（）的结果代入得
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可见，仅与节点坐标及节点函数值有关，且在单元e内为常数，可提到积分号外。
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由此可知，Je（u）是节点函数值ui，uj，um的函数，这就把三维连续函数离散化了。即把一个泛函问题化为多元函数问题，把泛函求极值问题化为多元函数求极值问题。
通过Je（u）取极值来确定节点参数，其过程是Je（u）对ui，uj，um求偏导数。
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其中
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将（）式改写成矩阵形式
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[k]e为单元系数矩阵，由于krs=ksr，因此，[k]e是对称矩阵，{u}e为由单元节点函数值组成的列向量。
由于i，j，m节点以外的节点均不属于单元e，即je（u）中不含ur，因此
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为了解单元e中的系数在整体系数矩阵中的位置，把矩阵扩成整个区域D上的所有节点，即扩成总体系数矩阵形式
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扩展后的矩阵是n阶方阵，n为节点总数，{u}是由全部节点函数组成，即包括已知节点和未知节点。
第四步——总体合成
由分片积分可知，在整个区域中，泛函J（u）由各单元的Je（u）累加合成：J（u）=，其中E为单元总数。故J（u）也是节点函数值u1，u2，u3，…，un的多元函数，可写成：J（u）=J（u1，u2…，un）
因此，泛函的求极值问题就化为多元函数的求极值问题。即
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该式告诉我们分别求出各单元关于ur的偏导数就可以得到（）式的矩阵形式。将每个矩阵中的对应元素加起来就可以得到合成的总体矩阵。
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简记成
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［k］称为总体系数矩阵，它是由许多对称矩阵合成，所以它是对称的，且是正定矩阵。另外，由于非零元素只在三角单元三顶点的编号所对应的行和列的九个位置上，其他均为零，所以［k］矩阵为稀疏矩阵。若编号合适它还是带状矩阵。
第五步——解线性方程组
解方程（）实际上是一个线性方程组的求解问题，解之可得到节点上的函数值。注意n个节点参数中，有个别是已知的节点参数，如在边界上的节点，此时，需将这些节点移到等式的右侧，然后解移项降阶后的方程组。因为系数矩阵是对称、正定和稀疏的，它的求解在计算机上是容易实现的，有一套成熟的方法。
有限元法求解的近似程度与剖分单元的长度（三角剖分的边长）有关，长度越大误差越大，反之单元越小精度越高。
综上所述，有限元法的基本思路就是把给定的区域剖分成许多单元，在单元上写出函数的线性表达式，而后综合成整个域上分段（片）线性的近似表达式，将变分问题化为求节点参数的线性方程组，进而求得场的解。
（2）实例——正演地表及地下剖面上的电位值
电位满足拉氏方程Δu=0，边界条件=0，属自然边界条件，此外，电阻率界面也属自然边界条件，都不需单独处理，这是有限元法的优点。
图剖分三角元，给节点与三角元编号。节点5、6、8、9、11、12的电位是待求的，其他节点电位已知。
单元节点编号如下：
①（1，4，5），②（1，5，2），③（2，5，6），④（2，6，3），⑤（4，7，8），⑥（4，8，5），⑦（5，8，9），⑧（5，9，6），⑨（7，11，10），⑩（7，11，8），⑪（8，11，9），⑫（11，12，9），⑬（10，13，14），⑭（10，14，11），⑮（11，14，15），⑯（11，15，12）
节点的坐标如下：1（0，0），2（0，1），3（0，2），4（1，0），5（1，1），6（1，2），7（2，0），8（2，1），9（2，2），10（3，0），11（3，1），12（3，2），13（3，3），14（4，0），15（4，1）
边界节点电位值为：
u1=u2=u3=0，u13=u14=u15=100，u4=25，u7=50，u10=75，节点5，6，8，9，11，12为未知节点。
除单元7与单元11的电性ρ=外，其余单元ρ=1。
其次按（），（）形成单元系数矩阵，再按（），（）式形成总体系数矩阵和线性方程组，并将边界条件代入，作移项降元处理，列出未知节点5，6，8，9，11，12的六元一次方程组。
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解得：
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如将单元7与单元11的电性改为ρ=10，同理可求得
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这两组结果［图3-2-10（c），图3-2-10（d）］的解释是，良导体内（ρ=）电位降低，因而计算的左侧值较理论值（均匀导体ρ=1时）偏大，而右侧值偏小；相反，在不良导体内（ρ=10）电位增大，因而左侧值较理论值偏小，而右侧值偏大。
图3-2-10 有限元方法计算模型和剖分方法图
（三）高密度电阻率反演
20世纪80年代中期以来，随着阵列电探采集系统的出现和发展，借鉴医学电阻抗CT、地震波和电磁波CT，一些学者相继把CT技术引入到电法勘探之中，用以研究稳定电流场中电阻率的变化。这方面的方法很多，本节拟对高密度电阻率法的测量数据利用佐迪方法进行成像反演的基本思路及其数字实验结果进行讨论。
1.佐迪（Zohdy）方法简介
佐迪方法是基于施伦贝斜和温纳测深数据的解释而提出的，它实际是一种最小二乘优化法，即通过不断调整初始模型至使实际测深曲线和模型测深曲线之差达到最小，最终的模型参数即为反演结果。
佐迪方法的基本思想是：首先假设地层的层数和测深曲线上的点数一样多。在初始模型中，第一层的电阻率就采用曲线上第一个点的视电阻率，第二层就采用第二个点的视电阻率，整条曲线依此类推。每一层的平均深度采用测得相应电阻率的电极距再乘以某一常数。
用初始模型得到一条理论测深曲线，将该曲线与野外实测曲线进行比较，如果所用常数是正确的，则两条曲线“同相”，但幅值一般不会相同。然后进行迭代处理以调整模型各层的电阻率，直至实测曲线和模型曲线的均方根误差减至最小，图3-2-11给出了该方法的基本步骤。
图3-2-11 电测深曲线佐迪反演示意图
2.计算方法
1）初始模型的选取：首先把一半无限空间分割成由90个水平单元和30个垂直单元组成的矩形网格见图3-2-12，用网格中间均匀部分模拟拟断面，把断面上的数据点的视电阻率值作为相应单元的电阻率，每个单元中点的深度等于n·a，对实测拟断面范围外的边线网格单元，则赋以拟断面上离它最近的水平或垂直单元的实测电阻率值。
2）正演计算（可采用有限元或有限差分等）。
3）反演修改：对初始模型，经维有限元计算后，便得到了理论拟断面，将其与野外实测数据比较，用（）式调整该模型每个网格单元的电阻率，整个过程交替重复直至均方根误差降至预定水平。为提高数据质量，在对实测值与计算值进行拟合时，两者均取对数，即均方根差：
图3-2-12 有限元网格剖分及模型断面示意图
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式中：N为测点总数；ρ0（j）为第j点实测电阻率值；ρi（j）为i次迭代后第j 发计算电阻率值。
3.数字模拟实验
为验证方法的有效性，除了对实际观测结果进行了试算外，还进行了大量数字模拟实验，图3-2-13为断层和低阻块体的地电模型数字实验结果。图中（a）为模型正演计算结果；（b）为经过6次迭代反演后电阻率分布图像。由图可见，反演修改后分辨率大大提高，除了地电结构形态得到较大改善外，电阻率已经非常接近真实模型。
图3-2-13 反演方法数字模型实验结果图
（一）野外工作方法
1.测区和测网
物探工作的测区都是由地质任务确定的,测区选择应遵循的原则,与常规电阻率法大体上一样。但是对于工程及环境地质调查中的高密度电法而言,按地质任务所给出的测区往往是非常有限的,我们只能在需要解决工程问题的有限范围内来选择测区和布设测网,可供选择的余地往往是很少的,这是一般工程物探经常遇到的实际情况。
测网布设除了建立测区的坐标系统外,还包含了技术人员试图以多大的网度和怎样的工作模式去解决所给出的工程地质问题,在这里,经验和技巧往往也是非常重要的。
2.装置
高密度电阻率法采用的主要电极排列方式,有温纳四极排列、联合三极排列、偶极排列和微分排列。不同的测量系统基本上以这几种装置为主,但也各有特点,如DUK 2系统提供了14种装置以供选择,上述电极排列既可联合使用,也可根据需要单独使用。
极距取决于地质对象的大小和埋藏深度,由于高密度电阻率法实际上是一种二维探测方法,所以在保证最小的极距能够探测到主要地质对象的前提下,还要考虑围岩背景也能在二维断面图中得到充分的反映。根据上述考虑,三电位电极系的极距设计为：a＝n·Δx,其中n为隔离系数,可以由1改变到15,也可任选；Δx为点距。显然a＝1/3AB,它与勘探深度之间存在某种系数关系。
3.导线敷设
以60路电极为例,野外工作的导线敷设方式,在长剖面情况下,多半采用滚动式导线铺设方式。
野外工作中的导线敷设速度,很大程度上影响着野外工作的效率。
4.测点分布
高密度电阻率法由于地表电极总数是固定的,对于常规排列,随着隔离系数的增大,测点数便逐渐减少,当n在1～15之间变化时,对于60路电极而言,一条剖面的测点总数可由下式计算：
电法勘探技术
显然,n＝1,N1＝57；n＝15,N15＝15,即a＝15Δx时,最下层的剖面长度为L15＝15·Δx。测点在断面上的分布呈倒三角形状。
（二）应用举例
高密度电阻率法因自身特点,主要用于工程物探,用来探测覆盖层厚度,基岩起伏形态、不同地质体的界线、构造发育情况、溶洞和采空区等不良地质体的分布情况等,从而解决工程地质问题。该方法既可以指导勘查工程的布局设计,又可以与钻探等其他勘查手段互相验证,具有直观性和快速经济等优点。
1.在松花江斜拉吊桥桥墩选址中的应用
吉林市松花江斜拉吊桥预选桥墩位于临江门广场附近的松花江心中,桥轴线135°,桥墩长24m,宽8m；江面宽约300m,水深4m。水底为不同粒度的砂砾石,基岩为混合岩化花岗岩,风化程度因地而异。在施工勘察设计中直接采用水上钻探,在桥轴线上共布设三个钻孔,其中ZK7和ZK8位于预选主桥墩位置。后经钻探岩心分析发现,ZK7基岩弱风化层上下限深度分别为和,而相邻ZK8孔则为和,两孔相距仅10m,其弱风化层上下限深度竟相差6～7m,由此可见,该位置不宜作为桥墩基址。为了迅速而准确地解决桥墩选址问题,采用了水域高密度电法与钻探验证结合的办法。要求在设计桥轴线附近查明基岩起伏、构造裂缝和弱风化层上下限深度。
根据地质任务要求,垂直水流方向共布设七条测线,线距7m,点距4m。在每一剖面均采用温纳四极排列,极距a＝（1～15）·x。测量仪器采用 HD-1型高密度工程电测仪。
测线布设采用水上架空钢丝缆绳,将电极按设计极距挂在缆绳上,下端与水下接触,利用多芯电缆将电极和程控式电极转换开关连接便可对测点和极距（深度）进行自动扫描测量。由于仪器具有随机存储功能,因此数据采集过程完全实现了自动化。
为了解释的方便,我们将采集的数据按点、线号加以互换,然后,按互换后的数据重新绘制视电阻率断面图。图1-57为上述七条剖面中24、28、32、36号测点ρs断面等值线图。由图可见,每条剖面6号点附近均出现了明显的低阻“V”字形异常,该异常为平行于桥轴线的构造带所引起的,在5号点以西,ρs等值线基本平稳,说明基岩起伏较小,岩性稳定。建议将设计桥墩位置向上游方向移动10m,后经钻探验证,所选桥墩部位弱风化层下界面在21m左右。这是高密度电法用于水域工程地质调查的成功实例。
2.在回填土场地探测中的应用
图1-58（a）为英格兰诺羽汉郡的一个回填土场地上高密度电测及反演成像的结果。该回填场地上利用温纳四极排列观测,在主剖面上采用极距α＝（1～6）·x,将采集结果绘成二维灰度图。其中图1-58（c）表示充填物的大致分布范围,人们认为这里充填物的淋液已经渗入到下伏的多孔砂岩中。实测结果示于图1-58（a）。利用前述方法对数据进行成像反演,经8次迭代后得到最小均方误差为,最终的电性图像示于图1-58（b）,该图以低阻区圈出了充填物的范围,周围是高阻砂岩,侧向界面与已知范围十分吻合,但低阻区沿垂直方向延伸偏大。图1-58（c）表明在已知充填物下部还有一块低阻物质,可能就是饱含淋滤液的砂岩。上述实验结果表明,高密度电阻率法在地下水污染调查等环境地质研究方面具有一定的优越性。
图1-57 松花江斜拉吊桥桥墩选址的高密度ρs断面图（据刘国兴,2008）
图1-58 英格兰某地回填土上方高密度电阻率测量及层析成像反演结果
3.辽宁浑河堤土工膜质量检测
该次探测的目的是对河堤防漏土工膜施工质量不合格处进行探测并作异常对比试验,剖面布置在已知土工膜存在破裂及黏接不合格的地段。该剖面采用高密度电阻率探测,电极排列装置是联合剖面,电极点距1m,成像数据预处理数后,再经三次反演计算得到成像剖面及推断解释成果（图1-59）。推测图中低阻异常是因土工膜破裂、对电流线的阻挡程度减小而引起；高阻异常区是因土工膜完整对电流线阻挡程度高而引起。通过将上述异常推断结果与已知破裂、黏接不合格、埋置不到底等质量问题的对比,证明了该方法能够对防渗漏土工膜进行施工质量监测。
图1-59 河堤土工膜高密度电阻率探测剖面图
本项目重点
本项目重点是联合剖面法、中间梯度剖面法、电测深和高密度电法,它是电法勘探最常用的方法,特别是以该方法原理为基础而应用的高密度电法在环境与工程物探中应用较广,应重点掌握,难点在于稳定电流场的分布规律。
思考题
1.简述影响岩、矿石电阻率的主要因素及岩、矿石电阻值变化的一般规律。
2.当地表水平、地下为均匀各向同性岩石时,通过地面上电流强度为I的A（+I）、B（－I）两电极在地下建立稳定电流场。试解答如下问题：
（1）求A、B连线中垂线上h处电流密度jh的表达式；
（2）计算并绘图说明深度为h处的电流密度jh随AB的变化规律；
（3）确定使jh为最大时,供电电极距AB与h的关系式。
3.如何识别水平、垂直和倾斜电偶极子所产生的电位和场强曲线? 其基本规律是什么?
4.说明装置系数K的物理意义。当供电或测量极距改变时,K值如何变化?
5.何谓电阻率和视电阻率? 试说明其异同点。影响视电阻率的因素有哪些?
6.何谓电剖面法? 电剖面法中各种电极装置形式的基本特征及相互间的关系怎样?
7.何谓接地电阻? 采用什么方法可以减小接地电阻?
8.什么是正交点和反交点?ρs曲线正、反交点的主要特征是什么?
9.说明中间梯度法ρs曲线在球体上方的变化规律。当μ改变时对ρs异常的影响如何?
10.绘图说明在直立脉状体上,如果将中梯装置的测线（AB连线）方向,由垂直脉状体的走向转为与其斜交或平行时,低阻脉体和高阻脉体上的ρs异常特征和大小将如何变化,并做出物理解释。
11.决定剖面法勘探深度的因素是什么? 影响剖面法勘探深度的因素是什么? 你对各种剖面法的勘探深度与极距的关系怎样理解? 联合剖面法的最大勘探深度是多少?
12.各种剖面法的应用范围及其主要优缺点是什么?
13.为什么当ρn→∞时,水平n层断面ρs曲线的尾支在双对数坐标中具有45°渐近线?
14.高密度电阻率法常采用哪些装置形式? 各自的特点如何?
15.高密度电阻率法经常采用哪些比值参数? 利用比值参数作图有哪些优点?
16.高密度电阻率法适合解决哪些地质问题?
农网建设10kV配电变压器的选用及安装分析论文
摘要： 本文从农网改造的重要性和特殊意义出发，重点对农网建设中配电变压器的选用、安装进行了详细的阐述。
关键词： 网改建设；10kV配电变压器；选用及安装
随着我国经济的快速发展，电力网络的建设也上了一个新台阶，作为电网重要组成元件之一的变压器，其数量也在激增。变压器的安装是一个工序相当复杂和重要的过程，安装质量的好坏直接影响到变压器的安全稳定运行，因此，如何合理选择配电变压器和正确安装，也是农网改造设计与施工中需要重点解决的问题。本人根据参加农网改造的实践和参考有关电力技术规程，对变压器的安装提出以下几点看法，以供参考。
一、10kV配电变压器台区的定位
农村配电变压器的台区应按“小容量，密布点，短半径”的原则来建设改造。变压器应尽可能安装在负荷中心或重要负荷附近，同时还应尽量避开车辆、行人较多的场所，且便于更换和检修设备的地方。最佳位置是指能使该台区内低压电网的线损、低压线路的投资和消耗的材料最少的位置。位置选择前应对现有的和未来10年内的负荷情况进行全面深入细致的调查和预测，使配电变压器安装位置居于负荷中心。从而使低压供电线路投资最省，电压降最小，低压线路损耗小。这与供电单位本身的经济效益和减轻农民负担密切相关。改造后的低压台区供电半径一般不大于300m，这样，既减少了线路损耗，又提高了电压质量。
总之，配电变压器安装位置的选择，关系到保证低压电压质量、减少线损、安全运行、降低工程投资、施工方便及不影响市容等。应从实际出发，全面考虑。
二、10kV配电变压器型号的选择
网改前，大部分采用高损耗SJ系列的变压器供电，损耗比重大。近年来，国家新开发的新型节能型变压器有S8和S9及S11三大类。
S9系列配电变压器的设计以增加有效材料用量来实现降低损耗，主要是增加铁心截面积以降低磁通密度，高低压绕组均使用铜导线，并加大导线截面，降低绕组电流密度，从而降低空载损耗和负载损耗。
S9与S7系列变压器相比，空载损耗平均降低10％，负载损耗平均降低25％。而S11系列变压器是在S9系列的基础上改进结构设计，选用超薄型硅钢片，进一步降低空载损耗而开发出来的，目前S11系列变压器的空载损耗比S9系列降低了30％，但投资相对比较高。因此，从性价比来考虑，新建或改造变压器时，一般应选择使用S9型低损耗变压器，原来高损耗配电变压器已全部淘汰，S7型系列配电变压器也被更换。
三、10kV配电变压器容量的选择
过去，在选择配电变压器时，由于缺乏科学分析计算，“大马拉小车”现象普遍存在，只依据用电户数大概来选择变压器容量，没科学依据，没考虑到如果选择容量过大，会出现“大马拉小车”的现象，这不仅会增加一次性投资，并且增加了空载损耗。如果选择容量太小，会引起变压器超负荷运行，过载损耗增加，最终导致烧毁变压器。为此，在选择配电变压器容量时，应按实际负荷及5～10年电力发展计划来选定，一般按变压器容量的45％～70％来选择。另外，考虑到农村有其自身的用电特点，受季节性、时间性强及用电负荷波动大的影响。有条件的村庄可采用母子变压器或调容变压器供电，以满足不同季节、不同时间的需求。
四、10kV配电变压器台架的安装
10KV配电网中杆架变压器的安装，最大容量一般控制在400KVA及以下，两杆的中心间距为，变压器在杆上倾斜不大于20mm，配电变压器台架用两根[12×3000]的槽钢固定于两电杆上，台架距地面不低于3m，台架水平倾斜不应大于台架长度的1/100。变压器脚底与台架用4根螺丝上紧，同时变压器的高、低压柱头要加装防尘罩，变压器要悬挂警告牌。另外安装铁件均需镀锌，并且100KVA以上的变压器要安装一台隔离开关。
五、跌落式熔断器的安装
配电变压器的高、低压侧均应装设熔断器。高压侧熔断器的底部对地面的垂直距离不低于，各相熔断器的水平距离不小于，为了便于操作和熔丝熔断后熔丝管能顺利地跌落下来，跌落式熔断器的轴线应与垂直线成15％～30％角。低压侧熔断器的底部对地面的垂直距离不低于，各相熔断器的水平距离不小于。
跌落式熔断器开关熔丝的选择按“配电变压器内部或高、低压出线管发生短路时能迅速熔断”的原则来进行选择，熔丝的熔断时间必须小于或等于。配电变压器容量在100kVA以下者，高压侧熔丝额定电流按变压器容量额定电流的2～3倍选择；容量在100kVh以上者，高压熔丝额定电流按变压器容量额定电流的～2倍选择。变压器低压侧熔丝按低压侧额定电流选择。
六、低压JP柜的安装
由于低压JP柜集配电、计量、保护(过载、短路、漏电、防雷)、电容无功补偿于一体，给安全用电提供了保障。所以农网改造以来，大量的JP柜被用于IOKV配电台区中，其选择与安装要求如下：
(一)JP柜的容量必须与变压器的容量相匹配。
(二)安装在杆架变压器下部角钢(2L70*7*3000)支架上的JP柜，必须安装牢固，水平倾斜小于支架长度的1/100。
(三)引线连接良好、并留有防水弯。
(四)绝缘子良好外观整洁干净、无渗漏。
(五)分合闸动作正确可靠无卡涩、指示清晰。
(六)低压电缆进、出线安装可靠。并且能防止小动物进出，造成柜内短路。
(七)低压绝缘引线安装可靠。
(八)JP柜柜门一定要关严，防止雨水进入柜内造成电气短路，或绝缘击穿对地漏电。
七、避雷器的.安装
运行经验证明：影响配电变压器安全运行的外界危险大部分来自雷电事故。因此，变压器应装设防雷装置。选用无间隙合成绝缘外套金属氧化物避雷器代替原有的阀式瓷外套避雷器，其工频电压耐受能力强，密封性好，保护特性稳定。
高压侧避雷器应安装在高压熔断器与变压器之间，并尽量靠近变压器，但必须保持距变压器端盖以上，这样不仅减少雷击时引下线电感对配变的影响，且又可以避免整条线路停电进行避雷器维护检修，还可以防止避雷器爆炸损坏变压器瓷套管等。另外，为了防止低压反变换波和低压侧雷电波侵入，应在低压侧配电箱内装设低压避雷器，从而起到保护配电变压器及其总计量装置的作用。避雷器间应用截面不少于25mm2的多股铜蕊塑料线连接在一起。为避免雷电流在接地电阻上的压降与避雷器的残压叠加在一起，作用在变压器绝缘上，应将避雷器的接地端、变压器的外壳及低压侧中性点用截面不少于25mm2的多股铜蕊塑料线连接在一起，再与接地装置引上线相连接。
八、接地装置
目前农网改造中，农村小容量变压器布点多，雷雨季节10kV配电变压器经常遭受雷击，如果接地电阻过大，达不到规程规定值，雷电流不能迅速泄入大地，造成避雷器自身残压过高，或在接地电阻上产生很高的电压降，引起变压器烧毁事故。因此，接地装置的接地电阻必须符合规程规定值。对10kV配电变压器：容量在及以下，其接地电阻不应大于10Q；容量在100kVh以上，其接地电阻不应大于4Q。接地装置施工完毕应进行接地电阻测试，合格后方可回填土。同时，变压器外套必须良好接地，外壳接地运用螺栓拧紧，不可用焊接直接焊牢，以便检修。
接地装置的地下部分由水平接地体和垂直接地体组成，水平接地体一般采用4根长度为5m的40mm×4mm的扁钢，垂直接地体采用5根长度为的50mm×50mm×5mm的角钢分别与水平接地每隔5m焊接。
水平接地体在土壤中埋设深为～，垂直接地体则是在水平接地体基础上打入地里的。接地引上线采用40mm×4mm扁钢，为了检测方便和用电安全，用于柱上式安装的变压器，引上线连接点应设在变压器底下的槽钢位置。
九、变压器台区引落线
新建和改造配电变压器的引落线均应采用多股绝缘线，其截面应按变压器的额定容量选择，但高压侧引落线铜芯不应小于16mm2，铝芯不应小于25mm2，杜绝使用单股导线及不合格导线。同时应考虑引落线对周围建筑物的安全距离。
高压引落线与抱箍、掌铁、电杆、变压器外壳等距离不应小于200mm，高压引落线间的距离在引线处不小于300mm，低压引落线间的距离及其它物体的距离不小于150mm。
近年来，随着农网改造工程的实施，我市配电网络结构越来越合理，配电网设施得到大大改善，使电网达到了结构合理、供电安全可靠、运行经济。
题目：35KV变电所课程设计 指导老师：绪言 来河北农业大学的学习目的，一是为提高自己学历，二是随着科技进步，深感自身所掌握的知识贫乏，已不能更好地适应工作需要，希望通过学习，提高自身的知识文化水平，三是在校学习期间，由于所学理论知识都是书本上的，与实际实践相差很远，结合不深，知识不是掌握得很好， 现在，整个大学学习课程已经全部结束，开始做课程设计，这是在全部理论课程及完成各项实习的基础上进行的一项综合性环节，课程设计的目的： 1． 巩固和扩大所学的专业理论知识，并在课程设计的实践中得到灵活应用； 2． 学习和掌握发电厂、变电所电气部分设计的基本方法，树立正确的设计思想； 3． 培养独立分析和解决问题的工作能力及解决实际工程设计的基本技能； 4． 学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。 设计任务书 目录 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第一章 电气主接线的设计及变压器选择 分析任务书给定的原始资料，根据变电所在电力系统中的地位和建设规模，考虑变电所运行的可靠性、灵活性、经济性，全面论证，确定主接线的最佳方案。 第一节 原始资料分析 1. 本站经2回110KV线路与系统相连，分别用35KV和10KV向本地用户供电。 2. 任务：110KV变压器继电保护。 3. 环境参数：海拔<1000米，地震级<5级，最低温度0℃，最高温度35℃，雷暴20日/年。 4. 系统参数：110KV系统为无穷大系统，距离本站65KM，线路阻抗按欧/KM计算。 5. 35KV出线7回，最大负荷10000KVA，cos∮＝，Tmax＝4000h；10KV出线10回，最大负荷3600KVA，cos∮＝，Tmax＝3000h，均为一般用户。 6. 站用电为160KVA。 根据本站为2回110KV线路进线，35KV、10KV最大负荷时间分别为4000h、3000h，可以判断本站为重要变电站，在进行设计时，应该侧重于供电的可靠性和灵活性。 第二节 电气主接线方案确定 方案一 方案二 方案三 主接线方案比较 名称 开关 主变 经济性 可靠性 方案确定 方案一 11台，110kv4台，35kv5台、10kv 2台 4台， ×4＝ 最差，变压器总容量最大，开关最多。 最好，充分考虑了变压器，开关在检修、试验时仍然能保证供电。 110kv终端变电站，采用双回110kv进线，应该是比较重要的变电站，设计思想应侧重于可靠性。所以选择方案一为最终方案。方案一虽然建设投资大，但在以后运行过程中，小负荷时可以切除一台主变运行，降低了损耗。 方案二 7台，110kv5台，35kv、10kv各1台 2台，1 最好，变压器总容量最小。 中，35kv、10kv负荷分别供电，故障时互不影响。但是设备检修时，必然造成供电中断。 方案三 7台，110kv4台，35kv2台、10kv 1台 2台， 中，介于方案一、方案二之间。 最差，高压侧故障时，低压侧必然中断供电。 第三节 容量计算及主变压器选择 1. 按年负荷增长率6％计算，考虑8年。 2. 双变压器并联运行，按每台变压器承担70％负荷计算。 3. 35kv负荷是 KVA，10kv负荷是 KVA，总负荷是 KVA。 4. 变压器容量：1）负荷预测 35kv负荷：10000KVA×（1＋6％）8 ＝； 10kv负荷： 3600 KVA×（1＋6％）8 ＝ KVA，共计。 2）变压器有功和无功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，所以不计算。3)站用变选型 因为设计任务书已经给出用电容量为160KVA，所以直接选择即可，从主接线方案分析，站用变接于35KV母线更可靠，所以选型为SL7－160/35。 变压器选择确定： 主变压器 承担负荷 容量选择 确定型号 1#B ××＝ 8000KVA SZL7-8000/110 2#B 同1＃B 3#B ××＝ 2000KVA SL7－2000/35 4#B 同3＃B 站用变 160KVA 160KVA SL7－160/35 5. 变压器技术数据 型号 额定容量（KVA） 额定电压(kv) 损耗（KW） 阻抗电压（％） 空载电流（％） 连接组别 高压 低压 空载 负载 SZL7－8000/110 8000 110 15 50 Yn,d11 SL7-2000/35 2000 35 10 Y,d11 SL7-160/35 160 35 Y,yno 第二章 短路电流计算 第一节 短路电流计算的目的 为了确定线路接线是否需要采取限制短路电流的措施，保证各种电气设备和导体在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，为选择继电保护方法和整定计算提供依据，验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流计算，应考虑5－10年的远景发展规划。 第二节 电路元件参数的计算 1.等值网络图 图2－1 主接线 图2－2 等值网络 图2－3 最小运行方式下等值网络 2.电路元件参数计算 常用基准值（Sj＝100MVA） 基准电压Uj（kv） 37 115 230 基准电流Ij（kA） 基准电抗X（欧） 132 529 1） 系统容量为无限大，Sc=∞，取基准容量Sj＝100MVA，基准电压Uj取各级平均电压，即Uj＝Up＝，Ue为额定电压。 Sj 基准电流 Ij＝――― 基准电抗Xj＝ 2） 线路阻抗X1=×65＝26欧姆 3） 变压器电抗为 XB1＝XB2，XB3＝XB4 XB1＝Ud％/100×Sj/Se =×100/8 = XB3=×100/2 = 3.短路电流计算 1）d1点短路时：Up＝115kv 所以，三相短路电流 I(3)＝115/26√3＝ 两相短路电流 I(2)=I(3) √3/2 =× ＝ 短路容量 S（3）＝√3UpI（3） ＝×115× ＝ 全电流最大有效值 Icb＝ I（3） =× = 2）d2点短路时：Up＝37kv d2点短路时，阻抗图由图2－4（a）简化为图2－4（b） 图2－4（a） 图2－4（b） X1＝26Ω 根据变压器电抗有名值换算公式Xd＝Ud％/100×Ue2/Se，得出 X2＝×1102/8 ＝Ω X2＝X3 X2// X3 X6＝Ω 三相短路电流 I（3）＝Up/√3/X ＝115/ ＝ 两相短路电流 I（2）＝ I（3） ＝× ＝ 三相短路容量 S（3）＝√3Up I（3） ＝×37× ＝ 全电流最大有效值 Icb＝ I（3） =× = 3）d3点短路时：Up＝37kv d3点短路时，阻抗图由图2－5（a）简化为图2－5（b） 图2－5（a） 图2－5（b） X1＝26Ω X6＝Ω 根据变压器电抗有名值换算公式Xd＝Ud％/100×Ue2/Se，得出 X4＝×352/2 ＝Ω X4＝X5 X4// X5 X7＝Ω 三相短路电流 I（3）＝Up/√3/X＝115/＝ 两相短路电流 I（2）＝ I（3） ＝× ＝ 三相短路容量 S（3）＝√3Up I（3） ＝×× ＝ 全电流最大有效值 Icb＝ I（3） =× = 3.最小运行方式下短路电流计算 本站最小运行方式为B1、B3停运或B2、B4停运，据此作等值网络图2－6 图2－6 1）d2点短路时：Up＝37kv X1＝26Ω 根据变压器电抗有名值换算公式Xd＝Ud％/100×Ue2/Se，得出 X2＝×1102/8 ＝Ω 三相短路电流 I（3）＝Up/√3/X ＝115/ ＝ 两相短路电流 I（2）＝ I（3） ＝× ＝ 三相短路容量 S（3）＝√3Up I（3） ＝×37× ＝ 全电流最大有效值 Icb＝ I（3） =× = 2）d3点短路时：Up＝ X1＝26Ω X2＝Ω 根据变压器电抗有名值换算公式Xd＝Ud％/100×Ue2/Se，得出 X4＝×352/2 ＝Ω 三相短路电流 I（3）＝Up/√3/X ＝115/ ＝ 两相短路电流 I（2）＝ I（3） ＝× ＝ 三相短路容量 S（3）＝√3Up I（3） ＝×× ＝ 全电流最大有效值 Icb＝ I（3）=× 4.短路电流计算结果表 短路点编号 支路名称 短路电流（kA） 最小运行方式短路电流（kA) 全短路电流有效值(KA) 短路容量(MVA) d(3) d(2) d(3) d(2) d(3) d(2) d(3) d(2) d1 110kv母线 d2 35kv母线 d3 10kv母线 第三章 导体和电器的选择设计（不做动热稳定校验）第一节 最大持续工作电流计算 1. 110KV母线导体的选择 母线最大持续工作电流计算 Igmax＝√3Ue ＝×16000/ ＝ 1＃B、2#B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50％，即。 2. 35KV母线导体的选择 1. 母线最大持续工作电流计算 Igmax＝√3Ue ＝×16000/ ＝ 1＃B、2#B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50％，即。 2. 主变压器35KV的引线按经济电力密度选择软导体。 最大运行方式下35KV引线的最大持续工作电流按倍变压器额定电流计算 3. 10KV母线导体的选择 母线最大持续工作电流计算 Igmax＝√3Ue ＝×4000/ ＝ 3＃B、4＃B变压器引线最大持续工作电流为母线最大持续工作电流的50％，即。 4. 3＃B、4＃B变压器35KV侧引线最大持续工作电流 Igmax＝√3Ue ＝×2000/ ＝ 第二节 导体的选择 不考虑同时系数，Tmax均按3000h计算。 1. 110kv母线导体选择 查《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》图5－4，图5－1 得出 Tmax＝3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J＝ Sj＝Ig/j ＝ ＝ 考虑留一定的裕度，选择LGJ－95钢芯铝绞线为110kv母线导体。 2. 35 kv母线导体选择 查《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》图5－4，图5－1 得出 Tmax＝3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J＝ Sj＝Ig/j ＝ ＝ 考虑留一定的裕度，选择LGJ－240钢芯铝绞线为35kv母线导体。 3. 10 kv母线导体选择 查《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》图5－4，图5－1 得出 Tmax＝3000h，钢芯铝绞线的经济电流密度为J＝ Sj＝Ig/j ＝ ＝ 考虑留一定的裕度，选择LGJ－240钢芯铝绞线为10kv母线导体。 4. 变压器引线选择 1） 1＃B、2#B变压器110kv侧引线选择LGJ－95钢芯铝绞线； 2） 1＃B、2#B变压器35kv侧引线选择LGJ－120钢芯铝绞线； 3） 3＃B、4＃B变压器35KV侧引线选择LGJ－95钢芯铝绞线； 4） 3＃B、4＃B变压器35KV侧引线选择LGJ－120钢芯铝绞线。 第三节 电器设备的选择1. 断路器及电流互感器的选择 根据断路器的选择定型应满足的条件，参考《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》附表选择如下： 序号 断路器形式 型号 额定电压（kv） 额定电流（A） 开断电流（KA） 工作电流（A） 电流互感器 1DL 少油断路器 Sw7- LCW－110 2DL 少油断路器 同上 同上 3DL 少油断路器 同上 同上 4DL 少油断路器 同上 同上 5DL 少油断路器 SW3－35 35 1000 LCW－35 6DL 少油断路器 同上 同上 11DL 少油断路器 同上 7DL 少油断路器 SW3－35 35 600 同上 8DL 少油断路器 同上 同上 9DL 真空断路器 ZN－10 10 600 LFC－10 10DL 真空断路器 同上 同上 35kx出线开关 SW3－35 35 600 －×2＝ ＝ LCW－35 10kv出线开关 ZN－10 10 300 3 ＝ LFC－10 电流互感器技术参数 序号 额定电压（kv） 工作电流（A） 电流互感器型号 数量（台） 准确度等级 额定电流A 二次负荷阻抗Ω 1s热稳倍数 动稳倍数 1DL 110 LCW－110 100/5 75 150 2DL 同上 3DL 同上 50/5 75 150 4DL 同上 5DL 35 LCW－35 150/5 2 65 100 6DL 同上 150/5 7DL 35 同上 40/5 8DL 同上 40/5 9DL 10 LFC－10 125/5 75 165 10DL 同上 125/5 75 165 35 －×2＝ ＝ LCW－35 30/5 2 65 100 10 ＝ LFC－10 350/5 75 155 2. 隔离开关的选择 根据隔离开关的选择定型应满足的条件，参考《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》附表选择如下： 序号 安装位置 型号 额定电压（kv） 额定电流（A） 1 1DL－4DL两侧 GW5－110 110 600 2 5DL－8DL两侧，35kx出线开关两侧，站用变 GW4－35 35 600 3 9DL，10DL两侧 GW1－10 10 600 4 10kv出线开关两侧 GW1－10 10 400 5 3. 电压互感器PT的选择 根据电压互感器的选择定型应满足的条件，参考《发电厂和变电所电气部分毕业设计指导》附表选择如下： 序号 安装地点 型式 型号 数量（台） 额定电压kv 额定变比 1 110kv线路 户外单相 JCC1－110 2 110 110000/√3：100/√3/100/3 2 110kv母线 户外单相 JCC1－110 3 110 110000/√3：100/√3/100/3 3 35kv母线 户外单相 JDJJ－35 3 35 35000/√3：100/√3/100/3 4 10kv母线 户内单相 JDJ－10 3 10 10000/100 4.高压限流熔断器的选择 序号 类别 型号 数量（只） 额定电压kv 额定电流A 1 35kv互感器 RW3－35 3 35 2 10kv互感器 RN2 3 10 3 站用变35kv侧 RW3－35 3 35 5 5. 各级电压避雷器的选择 避雷器是发电厂、变电所防护雷电侵入波的主要措施。硬根据被保护设备的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的形式、额定电压等。并按照使用情况校验所限避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。 避雷器的选择结果 序号 型号 技术参数（KV） 数量 安装地点 灭弧电压 工频放电电压 冲击放电电压 残压 1 FCZ－110J 100 170－195 265 265 110kv系统侧 2 FZ－35 41 84－104 134 134 35kv侧及出线 3 FZ－10 26－31 45 45 10kv母线及出线 6. 接地开关的选择 安装地点 型号 额定电压kv 动稳电流kA 2s热稳电流KA 长期能通过电流A 110kv侧 JW2－110（w） 110 100 40 600 35kv侧 隔离开关自带 第四章 继电保护配置及整定计算一、根据《继电保护和安全自动装置技术规程》进行保护配置。 1. 变压器继电保护：纵差保护，瓦斯保护，电流速断保护，复合过流保护（后备保护） 序号 保护配置 保护功能及动作原理 出口方式 继电器型号 1 纵差保护 变压器内部故障保护，例如断线，层间、匝间短路等变压器两侧电流不平衡起动保护。 断开变压器两侧开关。 BCH－2 2 瓦斯保护 变压器内部短路，剧烈发热产生气体起动保护。 轻瓦斯发信号，重瓦斯断开变压器两侧开关。 3 过电流保护 事故状态下可能出线的过负荷电流 动作于信号 4 电流速断保护 相间短路 断开线路断路器 2. 35KV线路，10KV线路继电保护：电流速断保护，过电流保护，单相接地保护 序号 保护配置 保护功能 出口方式 继电器型号 1 电流速断保护 相间短路 断开线路断路器 2 过电流保护 相间短路，过负荷 延时断开线路断路器 3 母线单相接地保护 绝缘监察 信号 第四节 保护原理说明 第五节 保护配置图 第六节 整定计算 电流速断保护整定计算 1. 1＃B、2＃B电流速断保护整定计算 35kv系统、10kv系统都是中性点非接地运行，因此电流速断保护接成两相两继电器式。此种接线方式的整定计算按相电流接线计算。 1） 躲过变压器外部短路时，流过保护装置的最大短路电流 Idz＝KkI（3） 第五章 防雷规划设计 根据《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，配置防雷和接地设施如下： 为防止雷电直击变电设备及其架构、电工建筑物等，变电站需装设独立避雷针，其冲击接地电阻不宜超过10欧姆。为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电架构之间的空气中的距离SK不宜小于5米。第六章 保护动作说明第七章 结束语 根据任务书的基本要求，查阅教科书及大量的规程、规范和相关资料，经过2星期的艰苦努力，终于完成了设计任务，并形成了设计成果。 现在回过头看看，其间有酸甜苦辣，也有喜怒哀乐，尤其是理论基础不过硬，更是困难重重，
我有，不过得两天。如何？
坚强智能电网：促进我国低碳发展的有效途径 我国是世界上最大的发展中国家，也是世界上碳排量放最大的国家之一。过去的30年，伴随着经济的持续快速增长，能源消费大幅攀升。2009年，我国能源消费总量约31亿吨标准煤，2001～2009年年均增速为％。我国一次能源消费以煤为主，煤炭消费量占一次能源消费总量的比重为70％左右。能源需求的快速增长使碳排放不断增加。据国际能源署报告，2005年我国二氧化碳排放总量约51亿吨，占全球排放的18%，居全球第二，仅次于美国；2007年超过美国成为世界上二氧化碳排放第一大国，占全球排放的21%。我国发电装机以煤电为主，燃煤发电容量约占总装机容量的81％，因此电力行业二氧化碳排放量较大。来自国际能源署的数据显示，火电二氧化碳排放量占全国二氧化碳排放量的40%～50%，而且在未来一段时期还将继续呈上升态势。因此，电力行业的碳减排工作对我国实现低碳发展具有重要意义。电力系统主要包括电源、电网和电力用户，其中电网是联系电源和电力用户的纽带。当前，电力行业实现碳减排的工作重点是：提高发电、输电、用电的效率；大力发展清洁能源发电。坚强智能电网的建设可以促进清洁能源的开发利用、提高电力行业用能效率。2010年第十一届全国人民代表大会第三次会议的政府工作报告中已明确提出“加强智能电网建设”。坚强智能电网对节能减排的作用当前，国家电网公司提出了坚强智能电网的建设目标。到2020年，将建成“以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网”，实现从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越。坚强智能电网建设包含发电、输电、变电、配电、用电和调度等六大环节。清洁能源机组的大规模并网技术，灵活的特高压交直流输电技术、智能变电站技术、配电自动化技术、双向互动关键技术、智能化调度技术等是各个环节建设坚强智能电网的关键技术。坚强智能电网建成后，将在节能减排方面发挥重要作用，主要体现在：支持清洁能源机组大规模入网，加快清洁能源发展，推动我国能源结构的优化调整；引导电力用户将高峰时段用电转移到低谷时段，提高用电负荷率，稳定火电机组出力，降低发电煤耗；促进先进输配电技术在电力系统的推广和应用，降低输电损失率；为电网与用户有效互动提供技术支撑，有利于用户智能用电，提高用电效率；推动电动汽车的发展，带动相关产业发展，促进产业结构升级。坚强智能电网的碳减排效益从支撑清洁能源发电的接入、提高火电发电效率、提升电网输送效率、支持用户智能用电、推动电动汽车发展等五个方面分析，到2020年，若在国家电网公司经营区域内基本建成坚强智能电网，可实现二氧化碳减排量约亿吨。（2020年坚强智能电网碳减排效益如表1所示。）支撑清洁能源接入。水电、核电、风电、太阳能等清洁能源的发展，对于优化我国能源结构、减少化石能源消费、降低温室气体排放具有重要意义。坚强智能电网集成了先进的信息通信技术、自动化技术、储能技术、运行控制和调度技术，为清洁能源的集约化、规模化开发和应用提供了技术保证。坚强智能电网能够解决风电、太阳能发电等大规模接入带来的电网安全稳定运行问题，提高电网接纳清洁能源的能力。坚强的跨区网架结构，可以为远离负荷中心的清洁能源规模化、集约化开发提供输出条件。根据规划，到2020年国家电网公司经营区域内的水电、核电、风电、太阳能等装机容量比2005年分别增加约15660万、5018万、9725万和1820万千瓦。按照水电、核电、风电、太阳能发电年利用小时数分别为3500小时、7500小时、2000小时和1400小时测算，与2005年相比，2020年国家电网公司经营区域内清洁能源发电量增加万亿千瓦时，可减少煤炭消费亿吨标准煤，可实现二氧化碳减排约亿吨。提高火电发电效率，降低发电煤耗。在坚强智能电网发展的带动下，清洁能源发电装机容量增加；同时由于调峰电源增加，使得火电运行效率提高，单位发电煤耗下降，因此系统发电燃料消耗减少。通过“需求侧响应”，引导用户将高峰时段的用电负荷转移到低谷时段，降低高峰负荷，减少电网负荷峰谷差，减少火电发电机组出力调节次数和幅度，提高火电机组效率，降低火电机组发电煤耗，减少温室气体和环境污染物排放。根据电力系统整体优化规划和系统生产模拟软件测算，在坚强智能电网发展的影响下，2020年全国平均火电单位发电煤耗下降克/千瓦时。据规划，2020年国家电网公司经营区域内火电装机容量可达亿千瓦，按照火电利用小时数为5300小时来计算，发电煤耗降低可节约亿吨标煤，减排二氧化碳为亿吨。提升电网输送效率，减少线路损失。未来，我国的特高压技术和坚强智能电网，将大大降低电能输送过程中的损失电量。此外，电网灵活输电技术对智能站点的智能控制以及与电力用户的实时双向交互，都可以优化系统的潮流分布，提高输配电网络的输送效率。坚强智能电网的高级电压控制系统能够有效提高常规电网的节能电压调节和控制水平，提高电能传输效率，减少输配电损耗。美国西北太平洋国家实验室（简称PNNL，以下同）研究表明：高级电压控制系统可使得电网本身实现的节电潜力为上网电量的1%～4%。考虑我国线损的实际情况，未来下降空间相对较小。假设坚强智能电网的发展可使国家电网公司经营区域内的平均线损率至2020年由2005年的％下降到％，即可减少线损电量502亿千瓦时，相应减少二氧化碳排放5145万吨。支持用户智能用电，提高用电效率。智能电网一个重要的特征就是可以通过创新营销策略实现电网与电力用户的双向互动，引导用户主动参与市场竞争，实现有效的“需求侧响应”。一方面，智能电网可以为用户提供用电信息储存和反馈功能。通过智能表计收集用户的用电信息并及时向用户反馈不同时段的电价、用电量、电费等信息，引导和改变用户的用电行为。用户可以根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境，给各种用电设备设定参数。如空调和照明等智能用电设备可以根据相关参数，自动优化其用电方式，以期达到最佳的用电效果，进而提高设备的电能利用效率，实现节电，并通过选择用电时间达到减少电费支出的目的。PNNL研究表明，信息干预和反馈系统可以使得用户用电效率提高3％。另一方面，智能电网可以为用户提供故障自动诊断服务。实时采集用电设备的运行情况，及时发现故障并反馈给用户，用户及时调整和优化设备运行方式，减少电能消耗及运行维护费用。研究表明，通过提供此服务，可以使用户用电效率提高3％。我国目前电价机制不甚合理，电力用户与电力系统的互动性较差，电力用户还存在较大节电潜力。随着坚强智能电网建设工作的推进，电网与用户的互动将不断深入，电力用户将更加主动地节电。参考PNNL研究成果和我国的用电实际情况，假定坚强智能电网可使用户用电效率提高4％，按照2020年国家电网公司经营区域内全社会用电量为60000亿千瓦时和厂用电率为5％来计算，则2020年国家电网公司经营区域内电力用户可实现节电量约2150亿千瓦时，减少二氧化碳排放亿吨。推动电动汽车发展，减少石油消耗。汽车是我国耗能的重要领域，随着汽车保有量的不断上升，耗油量还将不断攀升，给我国能源安全带来巨大的隐患；汽车尾气排放也成为城市大气污染的重要来源。电动汽车是指以电能为动力的汽车。从能源利用效率方面来讲，电动汽车的能源利用效率比燃油汽车提高1～2倍以上。从运行的经济性来看，电动汽车百千米只消耗10千瓦时电，运行费用远低于普通汽车。预计2020年，在智能电网相关技术的带动下，国家电网公司经营区域内2020年比2005年新增电动汽车约2500万辆，按照每辆电动汽车每年行驶20000千米计算，每年可替代汽油3550万吨，实现减排二氧化碳约为7940万吨。建设坚强智能电网对实现我国碳减排目标的贡献在未来相当长的时期，我国工业化和城镇化进程将加速推进，经济将保持平稳较快增长，经济的快速发展将带动能源需求的大幅增长。据有关机构预测，2020年我国能源消费量将达45亿吨标准煤，全国GDP将达62万亿元（2005年可比价格）。如果按照2005年的碳排放强度测算，2020年我国二氧化碳排放总量将超过173亿吨。这已远远超过我国资源和环境所承载的极限。气候变化问题作为人类社会可持续发展面临的重大挑战，已受到国际社会的强烈关注。为积极应对气候变暖问题、实现绿色发展和低碳发展，我国政府提出了“到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%”的碳减排目标。如果2020年我国二氧化碳排放强度比2005年下降40%～45%，则2020年二氧化碳排放总量应控制在95～104亿吨以下，需要减少二氧化碳排放69亿～78亿吨。根据上述测算，建设坚强智能电网可实现二氧化碳减排量约亿吨，可使2020年二氧化碳排放强度比2005年下降，对实现我国2020年碳减排目标的贡献率可达19％～22％。若国家加大有关政策执行力度，这一贡献率还可能提高 “十二五”特高压建设——五千亿畅想电气设备行业下游涉及发电、输配电和用电，包括了电力、电网、冶金、煤炭等行业，与工业生产和居民生活紧密相关。由于其特殊地位，国家对下游电力、电网等行业监管严格，并出台一系列政策和规范约束企业经营行为。 自上而下看，“十二五”规划是目前国家层面最具指导性政策，将影响未来至少五年内的发展和变革，通过解读“‘十二五’规划建议”和“新兴产业规划”，可确立电气设备行业未来五年内将集中发展智能电网（含特高压）、工业节能产品和配电网改造。 自下而上看，成熟技术将首先得到推广（如柔性输变电、变频技术、智能用电系统）；综合分析市场空间及开拓进度，特高压直流输电、柔性输变电、高性能高压和低压变频器、智能变电站和智能用电系统、农配网改造将成为“十二五”发展重点。 从“十二五”规划出发，未来五年电气设备行业投资将呈现“两极化”趋势：特高压骨干网和配网改造将成为电网投资主题，“智能化”拉动二次设备占比提升，同时工业领域变频器将得到进一步普及。具体来看，特高压方面，直流建设基本符合进度，交流受示范线路验收推迟的影响有所延后，目前呈现提速趋势。“十二五”特高压直流将建设9条线路，预计总投资达2170亿元；特高压交流完成“三横三纵一环网”的建设，乐观估计投资达2989亿元，若考虑项目推迟的影响预测约2092亿元。预计特高压直流换流站投资1014亿元，其中换流变压器、换流阀和直流保护系统占65%；特高压交流变电站投资1225亿元，主要是变压器、电抗器和GIS开关，占比分别为18%、16%和24%。 发展智能电网和特高压是内生需求 我国电力供应长期面临远距离、高负荷、大容量的现状，这是与世界上绝大多数国家不同的发展问题，内生性需求决定了中国的电网必须在强度、广度和稳定性上超越其他所有国家和地区。 能源和用电负荷分布差异使特高压成为必然之选 我国的能源分布主要在北部和西部，以火电为例，已探明的煤炭储量近80%都集中在山西、内蒙古、新疆等地区，而经济发达的东部沿海用电需求量大，过去通过铁路运输的方式输送煤既不经济也不环保，未来通过电网直接输电可以很好地解决问题。 根据新能源发展规划，预计到2020年我国新能源占一次能源消费的比重应该达到15%左右。风能、水能也存在资源分布远离负荷中心的问题。 在我国，特高压是指交流1000kV及以上和直流±800kV以上的电压等级，据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流可以送600万千瓦电量，相当于现有500kV直流电网的5~6倍，送电距离也是后者的2~3倍，效率大大提高；同时输送同样功率的电量，如果采用特高压线路输电可以比采用500kV超高压线路节省60%的土地。正是因为这些优势，特高压才成为未来我国电网建设的必然方向。 电网规模化和区域网络互联对安全稳定提出新要求 我国电力装机容量已突破9亿千瓦，这个数字到了2015年将增加至亿千瓦，到2020年达到亿千瓦。 截至2009年底，全国220kV及以上输电线路回路长度达万公里，我国电网规模已超过美国，列世界首位。 电网规模增大、结构日趋复杂和区域电网互联对运行的安全性和稳定性提出更高要求，通过引入先进的传感和测量技术，采用更安全环保的设备，整体集成并实现设备和控制的双向通信，就是电网“智能化”的体现。 城市化进程和新农村建设利好配电网络发展 我国的工业化已进入中后期，按照这样的工业化发展水平，城市化率应为55%~60%，而2009年我国城市化率只有。未来的5~10年，城市化进程将推动电网尤其是配网建设，集中在城网扩张和改造上。 我国城乡发展差异大，未来无论从改善民生、促进社会和谐的角度，还是从刺激内需，鼓励农民消费的角度，都要求建设和升级农村电网以满足新农村建设的需求。 正是因为我国电网发展必须与工业生产和居民用电水平相匹配，才萌生出对特高压、智能电网和配网建设的需要。而内生性增长符合产业和经济运行规律，这是可持续和稳定的趋势。 未来电网发展呈现“两极三重点” “十二五”我国电网发展三大方向是：特高压、智能化改造和配网建设。 特高压和智能电网：在规划建议中提到大力发展包括水电、核电在内的清洁能源，同时“加强电网建设，发展智能电网”。 配网建设：规划建议要求“加强农村基础设施建设和公共服务”，“继续推进农村电网改造”。 过去十年我国电网建设集中在220~500kV（西北750kV）输电网络，未来将向着“特高压”和配网两端发展，而智能化顺应对复杂网络稳定和控制的要求，电网“三大重点”明确。 考虑电网对安全、稳定性的要求，相对成熟的技术当首先得到推广，尚处于挂网阶段的设备或试运行线路的建设脚步可能延后，在细分行业投资上应当有所甄别。总体来说： 第一，特高压直流建设进度基本符合预期，未来高端一次设备厂商和柔性输变电企业受益明显。 第二，“智能化”发展对应二次设备新建改造，配网和用电端智能化相对成熟，看好具有技术和渠道优势的龙头企业。 第三，配网改造，尤其是农网强调设备升级和电气化，上游的设备商数量众多、竞争激烈，区域化特点显著。 预计特高压直流尤其是柔性输变电技术将得到最快推广，直流高端一次设备生产商获益居次，智能变电站投资和农网改造分列其后。 特高压直流——发展先行高端一次设备发力 “特高压电网”指交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级的输电网络，能够适应东西2000~3000公里、南北800~2000公里远距离大容量电力输送需求。国家电网在“十一五”建设初年曾提出“加快建设以特高压电网为核心的坚强国家电网”。经过五年的发展，目前1000kV晋东南—南阳—荆门的交流示范工程完成验收，直流±800kV示范工程向家坝—上海线路投运，初步形成华北—华中—华东特高压同步电网，基本建成西北750kV主网并实现与新疆750kV互联。 规模投资启动直流输电将成“十二五”发展亮点 特高压直流输电（UHVDC）目前在我国主要是±800kV，从技术上看线路中间无需落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心，线路走廊窄，适合大功率、远距离输电，同时还能保持电网之间的相对独立性。 南方电网±800kV云广特高压直流2010年6月投产；国家电网±800kV向上特高压直流也于年内通过验收，预示着“十一五”直流工程进展顺利，直流输电技术发展进度基本符合预期。 根据国家电网发展规划，有9条±800kV直流线路计划“十二五”期间投运，同时有2条将在“十二五”开工，目前锦屏—苏南线路招标正有序进行。 投资总量方面，2016年建成的2条线路按照70%投资在“十二五”期间确认，国家电网±800kV特高压直流投资总规模预计达2170亿元（见表1）。南网规划的直流800kV工程为糯扎渡送广东线路，投资总额约187亿元，计划于2012年投产。 “十二五”国家电网和南方电网预计±800kV直流特高压输电投资达2357亿元，特高压直流全面建设启动。 同时考虑到国网±660kV和±400kV直流建设，南网±500kV直流，“十二五”期间两网的直流总投资规模达到3312亿元。 设备供应商——高端一次设备的盛宴 特高压直流包括线路和换流站建设，其中换流站对上游设备供应商的投资增量效果更明显。换流站主设备包括：换流变压器、电抗器、避雷器、换流阀和无功补偿装置等，其中投资大项为换流变和换流阀。 云广线换流站设备投资超过规划总量的一半，考虑到示范线路设备价格较高，预计未来规模建设后占比约为43%。 “十二五”特高压直流±800kV设备投资总额约1014亿元，其中换流变395亿元，换流阀203亿元，直流保护系统61亿元。若考虑两网±660kV、500kV和400kV后主站换流设备投资为1424亿元，其中换流变555亿元，换流阀285亿元，直流保护85亿元。 普遍看好一次设备龙头 特高压直流是坚强的输电网络，规模建设启动后将普遍利好一次设备生产企业。考虑特高压对设备稳定性和技术要求高，前期研发投入大，细分行业龙头将继续领先优势。 变压器：已完成建设招标的线路，设备供应商主要为特变电工、中国西电等行业龙头。换流变压器招标特变电工份额接近45%，中国西电约35%，天威保变20%。考虑到示范线路招标量小，份额相对集中，全面建设启动后龙头企业相对份额会略有下降，但绝对中标金额提升明显。 换流阀：国内换流阀生产企业包括中国西电、许继集团和电科院，考虑到换流阀技术门槛高，未来将继续是三家三分天下的局面。 直流保护系统：许继电气、南瑞继保和四方继保三分天下，占比分别为38%、60%和2%。 无功补偿技术———“特高压”拉动发展 无功补偿技术旨在调节电网中的无功功率，减少电源由线路输送的无功，最终降低线路和变压器因输送无功造成的电能损耗，提高电源和线路的利用效率并保证电网运行的稳定。特高压输电由于线路距离长、电压高，在变电站配电端和输电网络中需安装无功补偿装置。 无功补偿主要分为并联型和串联型，目前电科院是行业龙头，占比超过80%。荣信股份并联无功补偿SVC在工业领域应用广泛，年内取得国网订单显示开拓电网脚步加快；串补TCSC中标南网大单，与西门子成立合资公司后预计将在电网市场取得不错的成绩。 预计“十二五”期间并联无功补偿（SVC+SVG）市场容量在51亿元，可控串补（TCSC）配合500kV以上线路建设，需求在60亿元，无功补偿总需求在111亿元，年均亿元。 结合上述分析，提出如下核心观点：第一，“十二五”特高压直流进度符合预期，交流建设延迟是大概率事件，目前国网正加速推进项目审批和招标，未来工程获批将整体利好行业。 第二，特高压建设主要是高端一次设备，由于技术难度大，需要前期投入多，行业龙头优势明显，未来将占领主要份额。 第三，2011年是全面建设初年，投资启动对行业相关公司的业绩贡献将在今年下半年逐步体现。 特高压交流——进度落后期待项目审批提速 示范线路验收推迟交流建设提速在即 国家电网特高压交流示范工程晋东南—南阳—荆门1000kV线路直至2010年8月才通过国家验收，目前特高压交流建设进度落后于市场预期。 国网公司去年9月开始示范工程扩建工程施工招标，据悉另一条特高压交流线路锡盟—南京前期工作正有序开展，都预示着国网正努力推进特高压交流项目，未来建设提速可以期待。 按照国家电网的规划，到2015年将基本建成华北、华东、华中（“三华”）特高压电网，形成“三纵三横一环网”。特高压交流工程方面，锡盟、蒙西、张北、陕北能源基地通过三个纵向特高压交流通道向“三华”送电，北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环网送电。 从前期准备和招标情况看，“三纵”线路进度较快，未来有望先于其他线路提前开工。 预计国家电网特高压交流规划对应总投资2989亿元，其中特高压变电站投资1225亿元，线路投资1764亿元。设备利好——变压器、GIS、电抗器 特高压交流设备包括变压器、电抗器、组合电器开关GIS、隔离开关、避雷器和无功补偿设备等，其中变压器、电抗器和GIS占比较大，根据示范线路投资组成粗略计算比例分别为18%、16%、24%。 乐观估计：“十二五”期间特高压交流7条线路全部完成投资；悲观估计：“十二五”完成预计投资量的70%。 变压器：主要设备供应商包括特变电工、天威保变和中国西电，示范线路招标占比分别为60%、40%、0%。预计中国西电技术实力雄厚，未来将享有一定份额，同时其他变压器企业有望在全面建设后取得订单。 电抗器：从示范线路招标看，中国西电和特变电工占比分别为58%和42%。考虑全面建设后预计其他企业能分得10%~15%的市场份额。 GIS：示范线路招标平高电气、中国西电和新东北电气均分天下，组合电器开关技术难度高，预计全面建设后将继续是三家领先行业。 特高压交流建设进度低于预期，目前晋东南—荆门扩建线路正有序招标，锡盟—南京线路年内有望获批，未来投资和建设有望提速，高端一次设备龙头仍是受益主体。
论文开题报告研究现状写法如下：
1、写国内外研究现状之前，要先把收集和阅读过的与所写毕业论文选题有关的专著和论文中的主要观点归类整理，并从中选择最具有代表性的作者。在写毕业论文时，对这些主要观点进行概要阐述，并指明具有代表性的作者和其发表观点的年份。还要分别国内外研究现状评述研究的不足之处，即还有哪方面没有涉及或者在研究方法上还有什么缺陷，需要进一步研究。
开题报告的是写论文的序章，是第一道流程，主要是用来告诉别人，为什么选择这个论文题目，选这个题目的目的和意义，选这个题目干什么，后续打算怎么写。
2、写国内外研究现状应注意的问题是不要把研究现状写成事物本身发展现状。写股指期货研究现状，应该写有哪些专著或论文、哪位作者、有什么观点，而不是写股指期货本身何时产生、有哪些交易品种、如何演变。要反映最新研究成果。不要写得太少，只写一小段。如果没有与毕业论文选题直接相关的文献，就选择一些与毕业论文选题比较靠近的内容来写。
论文的国内外研究现状写法如下：
第一，写国内外研究现状的时候首先需要具备的是研究国内的现状，需要举出一系列的数据，同时这些数据必须是来源于正规的数据平台，这样的平台国家已经很多，中国知网是一个全国比较大家的数据库大家可以在这里查找，这个方法大家要记住。
第二，大家写国外研究的时候，需要明白的是国外的整体情况，需要了解具体国家的整体数据，同时对这个国家的文化要有了解，这样才可以引述正确。这些资料可以各大国际知名网站查找，美国的很多大学网站对外开放一部分，可以去那里研究一下。
论文的介绍如下：
论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。
2020年12月24日，《本科毕业论文抽检办法》提出，本科毕业论文抽检每年进行一次，抽检比例原则上应不低于2% 。
论文一般由名称、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成，其中部分组成可有可无。
研究现状是开题报告的关键部分，对开题报告的层次和水平起决定性作用，也是英语论文“文献综述”的基础。
撰写研究现状之前，需要查阅与论文选题有关的国内外文献，以便了解国内外在该选题上的研究现状，比如：目前已经有了哪些方面的研究；这些研究是如何实施的；它们的研究方向和深度；取得了什么成果；还有哪些问题有待解决等等。
对选题相关文献的认真查阅不但可以让我们避免进行无效重复的研究工作，而且可以开阔我们的视野、拓展我们的研究视角。通过较全面的国内外文献资料的分析就可以发现以往研究的不足或漏洞，甚至可以启迪新的研究思维和角度，为我们提供新的研究目的和切入点。
写论文研究现状注意事项
研究现状内容长度一般是在1000字左右。并要附上有权威性和时效性的参考文献目录。在写研究现状时，不能单纯列举，应避免繁琐和不得要领。
另外也应避免空洞和泛泛而谈。要先从大处着手，然后逐步归拢，最后集中到本选题的研究问题上。要对所搜集到的研究文献进行的归纳和整合，客观地阐述研究背景，然后对巳有研究的不足进行主观评论。
必须指出国内外文献就相关论题已经提出的观点、解决方法和阶段性成果，阐述这些研究的广度、深度和不足，从而提出有待进一步研究的问题，确定本选题研究的平台，并指出本选题的研究预期将有哪些突破。
（1）国外温度测控系统研究国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。（2）国内温度测控系统研究我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。这是本人整理的一些，仅供参考。希望对你有用。
用DS18B20测试温度，然后做出相应的控制，也可以报警创新方面可以做多路温度测试和控制吧，加温度显示，用LED数码管或者LCD显示屏
这是俺论文的第一部分，希望对你用！！！！！ 国内外温度检测技术研究现状温度是在工业、农业、国防和科研等部门中应用最普遍的被测物理量。有资料表明，温度传感器的数量在各种传感器中位居首位，约占50%左右。因此，温度测量在保证产品质量，提高生产效率，节约能源，安全生产，促进国民经济发展等诸多方面起到了至关重要的作用。 常用的温度测量方法根据测温方式的不同，温度测量通常可分为接触式和非接触式测温两大类。接触式测温的特点是感温元件直接与被测对象相接触，两者进行充分的热交换，最后达到热平衡，此时感温元件的温度与被测对象的温度必然相等，温度计就可据此测出被测对象的温度。因此，接触式测温一方面有测温精度相对较高，直观可靠及测温仪表价格相对较低等优点；另一方面也存在由于感温元件与被测介质直接接触，从而影响被测介质热平衡状态，而接触不良则会增加测温误差；被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响感温元件性能和寿命等缺点。根据测温转换的原理，接触式测温又可分为膨胀式、热阻式、热电式等多种形式。非接触式测温的特点是感温元件不与被测对象直接接触，而是通过接受被测物体的热辐射能实现热交换，据此测出被测对象的温度。因此，非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布，热惯性小，测温上限可设计的很高，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。两类测温方法的主要特点如下表所示。表 两种测温方法的主要特点方式 接触式 非接触式测量条件 感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度；被测对象不对感温元件产生腐蚀。 需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上。测量范围 特别适合1200度、热容大、无腐蚀性对象的连续在线测温，对高于1300度以上的温度测量比较困难。 原理上测量范围可以从超高温到超低温。但1000度以下，测量误差比较大，能测运动物体或热容小的物体温度精度 工业用表通常为、、、级，实验室用表可达级。 通常为、、级响应速度 慢，通常为几十秒到几分钟 快，通常为2-3秒钟其他特点 整个测温系统结构简单、体积小、可靠、维护方便、价格低廉。仪表读数直接反映被测物体温度，可方便的组成多路集中测量与控制系统。 整个测量系统结构复杂、体积大、调整麻烦、价格昂贵；仪表读数通常反映被测物体表面温度（需进一步转换）；不易组成测温控温一体化的温度控制装置。从温度检测使用的温度计来看，主要包括以下几种：1．利用物体热胀冷缩原理制成的温度计利用物体热胀冷缩制成的温度计分为如下三大类：(1)玻璃温度计：利用玻璃感温包内的测温物质(水银、酒精、甲苯、油等)受热膨胀、遇冷收缩的原理进行温度测量。(2)双金属温度计：采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在上一起制的双金属片作为感温元件，当温度变化时，一端固定的双金属片，由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应温度。(3)压力式温度计：由感温物质(氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等)随温度变化，压力发生相应变化，用弹簧管压力表测出它的压力值，经换算得出被测物质的温度值。2．利用热电效应技术制成的温度检测元件利用此技术制成的温度检测元件主要是热电偶。热电偶发展较早，比较成熟，至今仍为应用最广泛的温度检测元件。热电偶具有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点。常用的热电偶有以下几种。(1)镍铬一镍硅，型号为WRN，分度号为K，测温范围0-900℃，短期可测1200℃。(2)镍铬—康铜，型号为WRK，分度号为F，测温范围0-600℃，短期可测800℃。(3)铂铑一铂，型号为WRP，分度号为S，在1300℃以下的使用，短期可测1600℃。(4)铂铑3旺铂铐6，型号为WRR，分度号为B，测温范围300-1600℃，短期可测1800℃。3．利用热阻效应技术制成的温度计用热阻效应技术制成的温度计可分成以下几种：(1)电阻测温元件，它是利用感温元件(导体)的电阻随温度变化的性质，将电阻的变化值用显示仪表反映出来，从而达到测温的目的。目前常用的有铂热电阻和铜热电阻。(2)半导体测温元件，它与热电阻的温阻特性刚好相反，即有很大负温度系数，也就是说温度升高时，其阻值降低。(3)陶瓷热敏元件，它的实质是利用半导体电阻的正温特性，用半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件，常称为PCT或NCT热敏元件。PCT热敏分为突变型及缓变型二类。突变型PCT元件的温阻特性是当温度达到顶点时，它的阻值突然变大，有限流功能，多数用于保护电器。缓变型PCT元件的温阻特性基本上随温度升高阻值慢慢增大，起温度补偿作用。NCT元件特性与PCT元件的突变特性刚好相反，即随温度升高，它的阻值减小。4．利用热辐射原理制成的高温计热辐射高温计通常分为两种。一种是单色辐射高温计，一般称光学高温计；另一种是全辐射高温计，它的原理是物体受热辐射后，视物体本身的性质，能将其吸收、透过或反射。而受热物体放出的辐射能的多少，与它的温度有一定的关系。热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的。 国内外温度检测技术现状及发展趋势近年来，在温度检测技术领域，多种新的检测原理与技术的开发应用，已经取得了重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现和完善，它们主要有以下几种：1．晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的温度检测元件。半导体的电阻温度系数比金属大l~2个数量级，二极管和三极管的PN结电压、电容对温度灵敏度很高。基于上述测温原理己研制了各种温度检测元件。2．集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极一发射极间电压与温度关系(即半导体PN结的温度特性)进行温度检测，并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体，封装于小型管壳内，即构成了集成电路温度检测元件。目前，国内外也进行了生产。3．核磁共振温度检测器 所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时，当与静磁场垂直方向加以电磁波，会发生对某频率电磁的吸收现象。利用共振吸收频率随温度上升而减少的原理研制成的温度检测器，称为核磁共振温度检测器。这种检测器精度极高，可以测量出千分之一开尔文，而且输出的频率信号适于数字化运算处理，故是一种性能十分良好的温度检测器。在常温下，可作理想的标准温度计之用。4．热噪声温度检测器它的原理是利用热电阻元件产生的噪声电压与温度的相关性。其特点如下：(1)输出噪声电压大小与温度是比例关系；(2)不受压力影响；(3)感温元件的阻值几乎不影响测量精确度；因此，它是可以直接读出绝对温度值而不受材料和环境条件限制的温度检测器。5．石英晶体温度检测器它采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制的。它可以自动补偿石英晶片的非线性，测量精度较高，一般可检测到℃，所以可作标准检测之用。6．光纤温度检测器光纤温度检测器是目前光纤传感器中发展较快的一种，己开发了开关式温度检测器、辐射式温度检测器等多种实用型的品种。它是利用双折射光纤的传输光信号滞后量随温度变化的原理制成的双折射光纤温度检测器，检测精度在士1℃以内，测温范围可以从绝对0℃到2000℃。7．激光温度检测器激光测温特别适于远程测量和特殊环境下的温度测量，用氮氖激光源的激光作反射计可测得很高的温度，精度达l%；用激光干涉和散射原理制作的温度检测器可测量更高的温度，上限可达3000℃，专门用于核聚变研究但在工业上应用还需进一步开发和实验。8．微波温度检测器采用微波测温可以达到快速测量高温的目的。它是利用在不同温度下，温度与控制电压成线性关系的原理制成的。这种检测器的灵敏度为250kHZ/℃，精度为1%左右，检测范围为20～1400℃。从以上材料可以看出，当前温度检测的发展趋势组合要集中在以下几个方面：a．扩展检测范围现在工业上通用的温度检测范围为一200～3000℃，而今后要求能测超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切，如10K以下的度检测是当前重点研究课题。b．扩大测温对象温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。C．新产品的开发利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。d．加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。如近来已经开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度检测器，厚膜、薄膜铂电阻温度检测器，硅单晶热敏电阻温度检测器等。e．向智能化、集成化、适用化方向发展。新产品不仅要具有检测功能，又要具有判断和指令等多功能，采用微机向智能化方向发展。向机电一体化方向发展。课题的工程背景在工业领域，温度、压力、流量是最常见的三大被检测的物理参数，其中最广泛的还是温度量的测量，随着电子技术、计算机技术的飞速发展，对现场温度的测量也由过去的刻度温度计、指针温度计向数字显示的智能温度计发展，而且，对测量的精度要求也越来越高。当然，对不同的工艺要求，其测量的精度要求不尽相同，这些是显而易见的，譬如，在测量电机的轴温时，可能测量的允许差达l℃以上，但在某些场合，温度的检测与控制需要达到很高的精度。以化工生产中联碱行业为例，联碱外冷器液氨致冷技术作为80年代中期化工部重点推广的技改项目之一，已被各联碱厂相继采用，并在生产实践中得到不断改进，已成为业内公认的一项成熟、有效的节能降耗技术。但至今仍存在外冷器生产能力偏低、运行周期短和节能效果不理想等问题。而外冷器进出口母液温差是影响外冷器生产能力和运行周期的一个重要因素，从长期的生产经验看，混合溶液每次流经外冷器时，进、出口温差以℃为宜。因此，精确测量与控制通过外冷器混合溶液的进、出口温差是指导该生产工艺的一个重要环节。事实上，由于精度要求较高，在实际生产中该环节的温差测控问题一直没能得到很好解决。经调研知，在全国范围内几乎所有化工集团的联碱行业的生产情况都如此，他们迫切希望能解决这一问题。在其它许多场合(如发酵工艺)中，温度的准确测量与控制同样具有相当强的实践指导作用。目前，虽然国内外已有很多温度测控装置，但温度测量的精度达到℃，并能适用于类似制碱工艺要求的外冷器低温差的精确检测与控制在国内尚属空白。该课题的研究能实现外冷器温差的高精度检测与控制，可推广应用到其它化工生产过程及其相关领域中需要对温差与温度进行高精度实时测控的场合。因此，研发高精度温度与温差测控系统具有很好的应用前景。
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我国历史上俸禄制度的起源，据现存的史料来看，最早出现于西周时期。虽然夏、商时期已进入了阶级社会，建立了奴隶主阶级专政的国家和机器，有了国家，就会出现财政，《史记》说"自虞、夏时，贡赋备矣"。同时也就有了官吏，《礼记》记载"有虞氏官五十，夏氏官百，殷二百，周三百"。在这种情况下，俸禄制度就会随之产生，但是却没有记载。周之前的俸禄制是一种这么样的形态，还有待进一步研究。西周时期，奴隶制国家已发展到成熟阶段，国家机器也进一步健全和完善，国家的职能在不断扩大，事物更加繁忙，财政活动也越来越多，靠奴隶主等少数人是很难治理好国家的，必须要有一定数量的国家官吏来保证政权的正常运转。另外一方面，生产力有了明显的提高，社会经济也有了很大的发展，为俸禄制度的产生创造了客观条件。西周的经济基础是国有制，"普天之下，莫非王土，率土之滨，莫非王臣"。在国有制上，周天子为了巩固其统治，实行了分封制度，把土地及土地上的人民分封给宗室和臣下，这既是西周奴隶制国家的政治统治形式，也是国家进行财政分配的主要形式。在这种经济基础和政治环境下，就产生了"分田制禄"制度，国家授给官吏的爵位共分为公、侯、伯、子、男五级，职位除国君外，分为卿、大夫、上士、中士、下士凡五等。国君按爵位分封给官吏一定的田地，天子之田方千里，公、侯田方百里，伯七十里，子、男各十里。具体地讲，在朝内，三公有32000亩，卿有24000亩，大夫有16000亩；在列国，公侯有32000亩，卿有3200亩，大夫有800亩，上士有400亩，中士有200奴，下士（庶民在官者同）有100亩；伯；君有24000亩，卿有2400亩，大夫、上士、中士、下士与列国同；子、男：君16000亩，卿1600亩，余同上。而且，这种分封是世袭制，即所谓的"世卿世禄"制。后代可以继承，是一种终身制。春秋战国时期，是我国社会大变革时期，随着奴隶制的瓦解和封建制的出现，官吏的俸禄制度也发生着巨大的变化。春秋时，官制还沿用着公、侯、伯、子、男、诸侯、卿、大夫、士的体系，俸禄也沿用着西周分田制禄的办法。但进入战国以后，取消了世官世禄制度，有才干的名学武士，也可取得重职高官。他们按军功受爵受禄，有50石之官，有100石之官。原来的卿、大夫、士名存实亡，只在封田上收取租税而已。封地上的农民，因土地日渐私有，除交纳官府赋税，余则为自己所有。从此，臣下无土地，在任上得禄，去任则为民。由此可知，在这大变革时期，不论军功爵制代替世卿世禄制也好，还是雇用制代替世袭制也好，官吏的俸禄皆由国家发给，任职地方的国家官员也由国家颁禄。但封国中的其他官吏俸禄，周天子一概不管，如当时的食客、幕僚都是由封君来供养。 秦统一六国，建立了中国封建社会第一个中央集权制度，"建皇帝之号，立百官之职"。汉代建立后，官职多因袭秦代，如相国、丞相、太尉、御史大夫、奉常、博士、郎中令、卫尉、任尉、治粟内史等官职都是沿用秦制。汉代的官秩，大致分为三类：第一类是官阶在100石以上者，这类官中如"三公"每月有俸350斛，中二千石官月俸180斛，最低一百石官月俸16斛。第二类是斗食、佐史之秩。斗食月俸11斛，或岁俸不满百石，计日而食一斗二升，故称斗食。佐史月俸八斛。第三类是少吏，秩无规定。第一类高官俸禄异常丰富，难怪他们"家日以益富，身日以益尊"。小吏却俸禄甚薄，汉宣帝时，张敞反映小吏俸率不足，常有忧父母妻子之心，虽欲洁身为廉而不能，提议增加俸禄，宣帝乃增天下吏俸什二。西汉官吏，汉武帝以前人数较少，武帝后大为增加。汉哀帝时，佐史以上至丞相共130285人。东汉时官员为7567人，其中内官1055人，外官651人。但在此以外，还有内外诸色职掌人145419人，合计152986人。工资实行俸禄制以后，官俸在国家财政开支中日益加大。国家为了应付官俸，汉高祖时漕转关东之粟以给中都官，岁不过数十石。到汉宣帝时，岁漕关东谷四百万斛，以给京师，用卒六万人。从汉高祖时转关中粟"给中都官"和汉宣帝时岁转关东谷"以给京师"来看，汉代国家财政只负责中央一级的官俸。但是，派往地方任职的国家官员中央财政还是要发给俸禄的，至于地方胥吏国家就不管了，由地方发放工资，或由地方官吏用其俸禄来雇用。魏晋南北朝时期，官吏的俸禄制内容十分丰富，官吏既有禄田，又有秩禄，还有品位俸禄制，有的时候几种制度混合实施。曹芳时郎官及司徒领吏20000余人，在京师的中央官员竟达万人。蜀国有官吏40000人，吴国有32000人，这些指的是地方官。中央官员晋有6836人，宋有6172人，齐有2103人。北朝方面，北魏有7764人，北齐有2322人，北周有2989人。地方官员常为内官的5-6倍，所以全国官吏数动则数万，国家财政支出相当可观。曹魏时官吏俸禄较薄，因俸不能养廉，西晋时开始增加官俸。第一食俸月五斛，绢春百匹，秋二百匹，绵二百斤。南北朝时期的宋，州、郡秩俸多随土所出，无有定准，其后一律给现钱。梁时俸禄分五级，一品万石，至五品二千石。北魏前期不设禄秩，每季各随近给公田，刺史15顷，太守10顷，县令6顷。这些地方官吏，只要上缴定额的租调，便可在区内大力搜刮。因此，北魏前期吏治腐败，官吏四处搜刮抢掠，"初来单鞭执马，返时从车百两"。所以，史书上对北魏官吏有"饥鹰饿虎"之称。因此，孝文帝时改行俸禄制。均田制颁布后，又对地方官员按职别高下，分别授予公田作为俸禄。刺史15顷，太守10顷，治中、别驾各8顷，县令、郡丞6顷。公田不许买卖，离职时交递下任官吏，北周北齐也大致如此。然而，这一时期不论是秩禄还是俸田，都是按照国家"九品中正制"来实行的，在九品之内的官国家才给予俸禄，不入品的和下属吏胥的俸禄国家并不负责，仍由地方政府筹措。隋代官俸是很高的，地方州官正一品米620石，二品580石，三品540石，四品500石，五品460石，六品420石，七品380石，八品340石，九品300石；郡官一品340石，二品310石，三品280石，四品250石，五品220石，六品190石，七品160石，八品130石，九品100石；县官正一品140石，二品130石，三品120石，四品110石，五品100石，六品90石，七品80石，八品70石，九品60石。隋代官数为12576员，其中中央官员2581人，地方官员9995人。从隋代俸禄制度来看，地方上9995名官员，都属于国家官员，是由朝廷任命的，国家财政要发放俸禄。但地方上除了这一批国家任命的官员外，还有一批不是国家任命的胥吏，这些人国家没有明文规定的俸禄制度，看来他们的俸禄是由地方政府发放的。唐代与隋代官俸大致相同。在地方任职的国家官员无俸，但国家给职分田。正一品12顷，二品10顷，三品9顷，四品7顷，五品6顷，六品4顷，七品顷，八品顷，九品2顷。地方官的禄，一品650石，从一品550石；正二品470石，从二品430石；正三品370石，从三品330石；正四品280石，从四品240石；正五品180石，从五品140石；正六品95石，从六品85石；正七品75石，从七品65石；正八品石，从八品石；正九品石，从九品石。唐代内外文武官员，唐开元时为18800人，其中中央官2621人，地方官1685。到唐宪宗时，宰相李吉甫统计，文武官员及诸色胥吏达到了368668人，平均每7户供奉2个官员，户供奉1个官员。他上奏指出："天下常以劳苦之人三，奉坐待衣食之人七，而内外官仰奉禀者，无虑万员，有职局重出名异事离者甚重，故财日募而受禄多"。这里所谓"内外仰奉禀者"的外，是指国家官员在地方任职者，并不是地方上一般的官吏。李吉甫把"诸色胥吏"也算到里面来计算官与民的比例，是因为地方官吏中央虽不发禄，但地方政府在发禄，因此也算作"坐待衣食之人"。宋代初年，官无定员，员无专职。至宋真宗景德年间，有官10000余员，仁宗皇佑时增加到20000余员。就地方官员而论，哲宗元佑时比仁宗皇佑时，又增加了很多。节度使从3员增加到9员，两使留后从1员增加到8员，观察使从1员增加到15员，防御使从4员增加到42员。至蔡京专权，节度使增至50员，留后观察，下及遥郡刺史，多至数千员。学士待制，中外150员。这些都是朝廷在地方的封疆大吏，至于地方路、州、县的官员就更多了。宋代熙宁三年（1070年）开始制定天下吏禄，京师诸司岁支禄钱3834贯。至熙宁八年，岁支371533贯。而"京师旧有禄者，及天下吏禄，皆不预此数"。据户部估计，仅中都吏禄岁费达23万贯。从官禄的支出表明，宋代地方国家官员仍由中央发禄，地方官所属胥吏的俸禄还是地方官府自理。元代至元世祖中统（1264-1264年）年间才开始制定官禄。从此，"内而朝臣百官，外而路府州县，微而府吏胥徒，莫不有禄"。但这里的"府吏胥徒"是指中央诸司而言，并不是指地方。大德时（1297-1307年），地方官无有职田者，益之以禄米。到了至元二十二年（1285年），又详定百官俸禄，各品分上、中、下三等，最多者得俸钞六锭、五锭，最少者35两。明代文官分九品，品有正从，共18级，不入九品者叫"未入流"，不能称为官。明洪武十年（1371年），给百官赐公田，以其租充俸禄。公侯省台部都司内外卫官760人，凡顷。外官赐田充禄，说明明代地方上的国家官员由中央直接发放俸禄。公田退还后实行俸禄制，正一品1044石，降至从九品为36石，未入流者为36石。清代官僚机构，中央分军机处、内阁、六部、都察院、翰林院、光禄寺等，地方上设有总督、巡抚、学政、布政使、按察使、盐运使等等。这些人虽身在地方，但都是封疆大吏，属于国家高层官员，官俸自然由中央负责。百官之俸，文武官一品俸银180两，二品155两，三品130两，四品105两，五品80两，六品60两，七品45两，八品40两，九品两，从九品两。任职地方的文官俸与京官相同，但不给禄米；任职地方的武官低于文官。这说明清代国家官员任职地方者，由中央财政发放俸禄，地方任命的一般官吏仍然由地方政府发放俸禄。
就不同历史时段的特征而言，官吏划分等级发给俸禄的准则，大体经历了秩石制和品级制两大阶段。秩石制起源于战国时期的秦国，秦汉成为定制，一直延续到魏晋南北朝，前后推行约千年。战国素有“百石之官”、“千石之吏”；西汉成帝时，从中二千石至比百石，共在18个秩别；若加上高于中二千石的丞相、太尉和低于比百石的斗食佐吏，西汉秩石大约有20个等级；东汉初年，从三公到佐史，共有17个秩别。总之，秦汉时期，官吏以秩石分等次成为“定制”，在官吏中共约有18个左右的秩阶。三国时曹魏官分九品，但与秩石并行，官品与秩石的双轨制，历两晋南朝不改。
“王莽改制”是建兴帝王莽在全国所推行的一项全面的社会改革，其覆盖经济、土地、币制、官制、商业、农业等领域，可以说是自秦汉以来，覆盖范围最广，改革最为彻底的一项新政。在此次改革中，王莽先后推出王田制(解决土地兼并问题)、私属制(解决奴婢问题)、宝货制(解决货币问题)、五均制(解决物价问题)、六筦制(解决经济问题)等一系列的改革。王莽欲图用这些改革来缓和新朝日益加剧的阶级矛盾，及稳固新朝对于天下的统治。
而熟悉“王莽改制”的都知道，这项对新朝从上到下，从广到狭的全面性改革，所推行的制度大部分都是利于百姓，弊于权贵的。如王田制，就是将全国土地收归国有，然后按照每户的人口来均分土地，利的是百姓，弊的是权贵。再如五均制，由朝廷来控制市场的交易，制定物价，商人们不得随意涨价，须以平价将货物卖于百姓，利的也是百姓，弊的也是权贵。可以说“王莽改制”的核心内容就是在损害权贵阶级利益的前提下，去给予底层百姓相应的利益。
但是你们知道吗？“王莽改制”中并非是每一项改革，都是对权贵有害的，在这之中还是有少许的改革行动是对权贵有利的。在这其中就包括了我今天要讲的，“王莽改制”中最让人忽略的一项改革，那就是对俸禄制度的改革。
自公元前202年，刘邦在定陶建立汉以来，西汉虽在惠帝、文帝、景帝、武帝、昭帝、宣帝等六位君王的治理下走向了极盛时期，此时西汉政治清明，法令通畅，边境安定，四夷归顺，可谓是国力昌盛，民殷国富。
但是无论西汉如何的富有，朝廷给予中低层官员的俸禄却始终都是极其微薄的。
据颜师古在《汉书.百官公卿表》所注:“汉制，三公号称万石，其俸月各三百五十斛谷。其称中二千石者月各百八十斛，二千石者百二十斛，比二千石者百斛，千石者九十斛，比千石者八十斛，六百石者七十斛，比六百石者六十斛，四百石者五十斛，比四百石者四十五斛，三百石者四十斛，比三百石者三十七斛，二百石者三十斛，比二百石者二十七斛，一百石者十六斛，”。同时《续汉志》亦载“斗食月十一斛，佐吏月八斛。凡诸受奉，钱谷各半。”
西汉百官俸禄明细:
1.丞相、御史大夫、太尉的月俸是350斛；
2.光禄勋、卫尉、太仆等秩中二千石官员月俸是180斛；
3.典属国、水衡都尉、将作大匠等秩二千石官员月俸是120斛；
4.都尉、司直等秩比二千石官员月俸是100斛；
5.宗正、少府等秩千石官员月俸是90斛；
6.期门等秩比千石官员月俸是80斛；
7.秩六百石官员月俸是70斛；
8.议郎、中郎、谒者等秩比六百石官员月俸是60斛；
9.秩四百石官员月俸是50斛；
10.秩比四百石官员月俸是45斛；
11.秩三百石官员月俸是40斛；
12.秩比三百石官员月俸是37斛；
13.秩二百石官员月俸是30斛；
14.秩比二百石官员月俸是27斛；
15.秩百石官员月俸是16斛；
17.斗食(不满百石的低级官员)月俸是11斛；
18.佐吏(地方长官的僚属)月俸是8斛。
从以上各个级别官员的俸禄来看，我们可以看出西汉的俸禄制度呈现出两个明显的特征。
其一、西汉实行低薪制度。从上面所罗列的百官的俸禄来看，除了三公九卿这些官员的俸禄相对而言较为丰厚，其余官员的月俸都不是很高。比如最底层的佐吏月俸才8斛，秩百石的官员月俸也仅为16斛，可见西汉时期中低层的官员，他们的俸禄是极其微薄的。
而事实上即使我们不看这些数据，从文献记载中，我们也可得知西汉实行的是低薪制度。如《后汉书·仲长统传》载“夫薄吏禄以丰军用,缘於秦征诸侯,续以四夷,汉承其业,遂不改更。”，可见西汉在官员的薪资上是继承秦朝的低薪制度的。再如《太平御览.京兆旧事》载“长安孙晨家贫,为郡功曹,十月无被,夜卧蒿束,昼收之。”，试想一个秩百石的郡功曹，连睡觉的被子都没有，你说底层官员的薪水还不微薄吗。
其二、高、中、低三级官员的月俸差距过大。如三公的月俸跟秩中二千石官员的月俸就有着近2倍的差距，而对于最低级的佐吏的月俸来说，更是足足相差了近44倍。从这个数据可以看出西汉各个等级的官员，他们的月俸差距是极大的，也是极不公平的。
可以说正因西汉在官员俸禄上实施低薪制度，且在俸禄上差距巨大，最终也就引发了极其严重的社会问题。
首先因中低层官员俸禄的微薄，导致中低层官员往往会因衣食无着落而无暇他顾，从而对政务的处理不上心，甚至是懈怠。如《盐铁论.疾贪》载“今小吏禄薄....粟米贵，不足相赡。常居则匮于衣食，有故则卖畜粥业”，小吏俸禄微薄，可粮食价格却是异常昂贵，收入与支出不成正比，也就导致小吏们日常生活缺衣少食。而一旦有突发的事情发生，小吏往往就只能是卖掉牲口和产业。
试想一个连日常的生活都无法维持的人，你说他还有什么精力再去替朝廷办差呢？而随着中低层官员对于地方政务的懈怠，也就导致朝廷对于地方上的治理出现停滞状态。
其次一旦出现官员连日常生活都无法维持的状况时，就势必会引发更为严重的社会问题，那就是贪污受贿。正如东汉尚书令左雄所言“乡官部吏，职斯禄薄，车马衣服，一出于民，谦者取足，贪者充家。”意思就是中低层官员俸禄微薄，车马衣服都是从百姓那里得来的，有点良心的官员就是拿到够用就行，但本性贪婪的官员，他就会直接把百姓家中的所有东西全部拿光。可想而知，官员的低俸禄势必会造成严重的贪污问题，而随着官员贪污越发的严重，整个社会势必就会受到重创，也正如东汉尚书郎仲长统所言“危国乱家，此之由也”。
当然，实际上到了西汉中期，低俸禄而引发的种种社会问题已经逐渐被当权者所重视。如汉宣帝当时就认识到，要想让底层的官员不贪，就需要增加他们的俸禄，其言“吏不廉平则治道衰。今小吏皆勤事，而奉禄薄，欲其毋侵渔百姓，难矣。”意思就是如果底层的官员不廉洁奉公的话，国家势必就会衰落，现在底层的官员做事这么认真，国家也很兴旺，但他们的俸禄却还是这么低，所以要想让他们不去损害百姓的利益，恐怕很难。
于是为了解决这个问题，宣帝就下诏“其益吏百石以下奉十五”即增加百石以下官员百分之五十的俸禄。当然，虽然西汉当权者已经注意到这个问题，但却并没有去大幅度的增加各级官员的俸禄，只是相应的增加了最为底层的官员的俸禄。因此直到新朝建立时，官员整体低薪的问题并没有得到根本性的解决。
而到了新朝初期，因为种种原因，新朝依然是实施低薪制度。《汉书.王莽传》载“予遭阳九之厄，百六之会，国用不足，民人骚动，自公卿以下，一月之禄十緵布二匹，或帛一匹。”，在当时新朝的各级官吏，自公卿以下，一月的俸禄只有麻布二匹或绸缎一匹。
直到新朝中期，随着新朝对天下的掌控越发的艰难，越来越多的权贵开始背离王莽。所以为了挽回这些权贵的心，同时也为了解决日益严峻的官员腐败的问题。公元16年5月，王莽下诏对俸禄制度进行改革，《汉书.王莽传》载“五月，莽下吏禄制度...四辅公、卿、大夫、士，下至舆僚，凡十五等。僚禄一岁六十六斛，稍以差增，上至四辅而为万斛云。....”。
王莽对俸禄制度的改革主要集中在以下四点:
第一、大幅度提升官员俸禄。“四辅公、卿、大夫、士，下至舆僚，凡十五等。僚禄一岁六十六斛，稍以差增，上至四辅而为万斛云。”。王莽推行的俸禄改革中最明显的一点，就是大幅度的提升官员的俸禄。比如太师、太傅、国师、国将这四位最顶尖的四辅官，他们的月俸就是西汉最顶尖的三公的倍，而最低级的佐吏，在新朝的月俸也要比西汉高出倍。
第二、以农业生产的好坏来决定增加或减少官员的俸禄。“多少之差，咸有条品。岁丰穰则充其礼，有灾害则有所损，与百姓同忧喜也。其用上计时通计，天下幸无灾害者，太官膳羞备其品矣；即有灾害，以什率多少而损膳焉。”。在这里，王莽创造性的将官员的俸禄与农业生产的好坏进行挂钩，即如果遇到丰年则官员的俸禄会相应的增加，反之如果是灾年则官员的俸禄将会相应的减少，以此来达到“与百姓同忧喜也”的目的。
第三、以政绩来决定俸禄的高低。"今诸侯各食其同、国、则；辟、任、附城食其邑；公、卿、大夫、元士食其采"，王莽首次采用了以官员的政绩来决定官员俸禄的高低的制度，也就是将官员的俸禄与各地方的税收进行挂钩。如果这个地方官员治理不好，赋税收的少，那么相应的官员得到了俸禄也就会减少，反之如果这个地方的经济、农业都被官员治理的特别发达，赋税收上来的也很多，那么相应的他们的俸禄也就会增加。
第四、退休金制度。“退休金”制度是王莽在辅佐汉帝时就开始实行的。《汉书》载“天下吏比二千石以上年老致仕者，参分故禄，以一与之，终其身。”就是二千石以上的官员退休之后，他每月依旧可以领取原三分之一的俸禄，直至终老。
从以上内容来看，王莽推行的俸禄制度改革绝对是一项史无前例的改革，他提出的“高薪养廉”、“浮动薪资”、“退休金”等前无古人的俸禄制度，为后世王朝在对俸禄进行改革时提供了丰富的经验。
当然王莽的俸禄制度改革，同他推行的其他制度一样，最终也是陷入了失败的结局。而究其原因在于王莽犯了跟以前一样的毛病，那就是考虑不周，又太过理想化。正如班固所言“莽之制度烦碎如此，课计不可理，吏终不得禄，各因官职为奸，受取赇赂以自共给。”，在当时以新朝所处的那个内忧外患，民不聊生的环境，王莽所实施的以“高薪”来“养廉”的目的显然是无法实现的，因为朝廷压根就没有那么多的钱。
其次当时王莽在推行俸禄改革之前，整个新朝的经济就早已被王莽所推行的“宝货制”等币制改革弄得是分崩离析。此时物价飞涨，钱币早已不值钱，所以王莽压根就不可能在经济没有得到恢复前，去实施这个看似美好的俸禄制度。
再是王莽所推行的俸禄改制太过繁琐，一会要与农业生产的好坏挂钩，一会又要与政绩挂钩，可谓是繁琐至极。所以也就是在这些种种因素的促使下，最终王莽所提出的俸禄改革并未得到实现，且非但没有得到实现，官员贪污现象还变得更加的严重，“吏终不得禄，各因官职为奸，受取赇赂以自共给”的事情在新朝更是接连不断的发生。