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关键词:低压电气;供配电;设备;安全管理
中图分类号:F407文献标识码: A
一、低压变配电设备的组成
低压变配电是电力系统的重要工作内容,其设备主要包括用于变电、配电、照明的相关设备,以及用于保障发电顺利的发电设备的备用电源。这四部分设备既可以单立运行,又可以通过组装配合使用。虽然这四类设备各自的功能不同,在低压变配电工作中的作用也不同,但是由于共同组成了低压变配电的整体结构,所以彼此相互联系#相互促进#相互支撑。因此,为了保证低压变配电工作环节的顺利运行,在使用这些设备的时候,要保证正确运行这些设备,保证其安全可靠性。在变配电设备运行的过程中,相关操作人员一定要时刻关注设备运行时的具体情况,当发现问题时,即使这一问题不会影响到整体低压变配电工作的运行,也要即使解决问题,以免发生故障。并且,要提高操作人员的职业技术水平,依照相关规定进行变配电设备操作,以进一步保证整体设备能够良好运行。
二、低压电气供配电设备的防护分析
经过调查分析可以发现,外部环境对于低压电气的相关供配电设备会造成很大的影响,因此,有效防护供配电设备的使用环境,使其能够满足设备运行的需要,才能保证低压电气的相关供配电设备的性能能够充分发挥,提高低压电气的供配效率。而就现阶段的科学技术水平而言,可以通过对供配电设备的外壳进行科学合理的防护处理,来减小外界环境对设备整体的影响,以此来保证低压电气的相关供配电设备性能的完整,保证整体设备能够安全可靠的运行。在进行设备防护的过程中,要格外注意防护措施的具体类型,根据设备的实际情况进行防护安全管理。目前防护罩#结构性密封和过滤网几种类型的防护措施相对比较实用,能够对供配电设备外壳进行有效保护。合理规范的运用这几种防护措施能够有效减少外部环境对供配电设备的影响#排除不良隐患、降低安全事故发生的可能。
三、低压供配电系统的构成和常见问题
对电力系统而言,低压供配电系统是其较为重要的组成部分之一,它的运行是否安全、稳定、可靠,直接关系到整个电力系统运行质量的高低。低压供配电系统包含大量的电气设备,这些设备相互配合,一旦其中某个设备发生故障,都可能导致其他设备出现问题。因此,确保各个电气设备的安全运行尤为重要。低压供配电系统主要由变电设备(变压器、电容器、接地装置、母线、电缆等)、配电设备(配电开关柜、配电线路等)、照明设备和发电设备组成。通过对大量低压供配电系统进行研究发现,在系统实际运行中,普遍存在如下几个问题:①电气设备的保护不到位。有些电气设备甚至没有配置相应的保护装置,这样一来,当系统在运行过程中发生故障时,无法通过切断电源来避免事故进一步扩大,因此很容易引起大面积停电。②接地装置问题。在具体工作中,相关的技术人员应当按照电气设备所处的不同运行环境选择接地保护措施。但在实际中,由于部分技术人员缺乏工作经验,未能充分考虑到这一问题,从而增大了低压供配电系统安全事故的发生概率。③电气设备的质量问题。有些低压供配电系统在建设阶段,因选用的电气设备质量不过关,在使用一段时间后,设备便会出现各种异常现象,这在一定程度上增加了系统运行过程中的安全隐患,不利于系统的安全、稳定运行。为了进一步提高低压供配电系统运行的可靠性,应当采取相应的措施加强对电气设备的安全管理,减少设备在运行过程中故障的发生。
四、低压电气供配电设备的安全管理策略
1、认识到安全管理的重要性
低压电气供配电设备的安全运行,需要相关工作人员在设备运行之前就要做好相关的工作,加强向用户进行安全管理知识的宣传和普及工作,提供用户对低压电气供配电安全管理和使用的认知水平,同时还要做好定期性的维修和检修工作,确保设备时刻处于正常的运行状态,从而有效的提高设备运行的效率。这就需要相关工作人员帮助客户提高对于低压电气供配电设备安全管理与使用的认知水平。电力部门更应该重视设备的安全管理工作,比如定期安排专人以不定期抽查与定期检查的方式,系统且全面的检查处于运行状态下的各类型低压电气供配电设备,这样低压电气供配电设备存在的主要安全隐患问题就会在这一阶段被尽早发现尽快解决,避免电气设备出现问题而影响其运行的正常性与稳定性。
2、低压电气供配电与设备安全管理
2.1变压器的安全管理
在将变压器跟电源接通之前,应该重点检查变压器设备的进出线接线方式的正确性和合理性。同时,应该检查油位是否满足相关规范的要求、设备的接线方式是否具有必要的合理性和可靠性。尤其应该注意的是:若变压器设备存放在了很长一段时间没有使用,则在再次使用时就应该检测变压器设备的电阻绝缘性,以保证安全性。具体来说,变压器在正常运行时,相关的安全管理人员一定要每隔一段时间对设备进行巡视检查,看设备的性能是否稳定和可靠。在这个过程中,要重视一些关键性的问题:
第一,看变压器是否有异响和异动,如有要争取及时处理,使之恢复正常,以确保变压器设备的正常运行;第二,确保变压器设备每一个密封部件和焊缝位置无渗漏和漏油状况的出现;第三,确保变压器设备在运行时必须保持正常的电压指标、电流指标、三相电压不平衡指标、各项电流偏差指标以及过负荷指标能够充分负荷既定的指标要求与参数:第四,确保变压器设备在正常运行状态下的油气温度以及温度计量保持正常状态。
2.2开关柜设备的安全管理
在监视与检查开关柜设备的运行时,要密切重视仪表设备刻度指示情况的正确性和合理性。同时,应该检查电流指标和电压指标满足平衡状态。并且,还应该注意下列的相关问题:(1)需要保障开关柜设备隔离开关装置的运行状态的可靠性;(2)需要避免供电线路接头位置出现过热、甚至是烧红的问题;(3)判定开关柜设备在正常运行状态下,各隔离开关装置中是否存在过于异常的响动;(4)判定开关柜设备所对应的各个出线开关以及联络开关是否能够始终处于稳定且可靠的运行状态当中;(5)通过半导体收音机检测的方式,判定开关柜设备所表现出的运行性能以及油位、油色状态是否处于稳定且可控范围之内。
2.3电气设备安全管理
应根据电气系统的实际状况,定期检修电气设备,以保证其处于良性运行状态;同时要向低压电气用户普及一些安全用电方面的知识。另外,应制定出设备试验计划,以保证处于工作状态的设备能够得到定期的试验,从而排除安全隐患;如果在试验的过程中发现设备存在异常状况,则应对其进行针对性的防护以及调整;还需要定期检查接地电阻是否能够满足防雷要求,以及接地网是否处于正常工作状态等。如低压用户拥有自备电源,则应落实好用电防护工作,并定期检修电气保护装置。在对电气设备进行检查时,应做到认真细致,以便能够发现设备当中潜在的安全隐患;如发现安全隐患,则应及时记录好存在的安全隐患,记录备案之后要及时通知用户,并要求用户处理好安全隐患,如对正在使用的低压电气系统进行有效的整改等,从而确保电气设备处于安全运行状态。
结束语
完善对低压电气配电设备的安全运行管理,将有助于确保设备性能的安全性。稳定性以及可靠性,提升在管理设备使用过程中管理基层的能力,减少低压电气供配电系统不必要问题的发生,促进国家电力工程的科学化合理建设。
参考文献
[1]战海峰.低压电气供配电与设备安全管理浅论[J].科技致富向导,2014,12:214.
[2]陈阿平.浅析低压电气供配电设备的安全管理[J].科技创业家,2014,08:257-258.
专业建设措施
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校企合作培养
【关键词】智能微电网
当今社会,智能电网的发展越来越受重视,许多国家和地区都投入大量的资金与资源进行科学研究与工程试验。而微网作为智能配电网的重要组成部分,也必然的受到了许多国家的重视与推广。
基于微网结构的电网调整能够方便大规模的分布式能源互联并接入中低压配电系统,提供了一种充分利用分布式能源发电所机制。
微网可作为输电网、配电网之后的第三级电网;相比目前的大电网,这种结构具有显著的社会经济和环境效益。通过建立微网可以使得分布式发电应用于电力系统并发挥其最大的潜能。
智能微网是分布式电源的重要的组成形式,它是指将各种不同类型的分布式电源和储能装置,通过一定的电网结构连接起来形成一个微型电网系统。微网既可以通过联络变压器(或者又可称公共耦合点,Point of Common Couple, PCC)与主网并联运行,也可断开联络变压器孤岛运行,即我们通常说的联网运行与孤岛运行。微电网可以极大的提高微网运行的灵活性。另一方面,通过控制联络变压器的功率传输,可以减少微网接入对主网的影响,并且可以充分利用微网内的分布式电源,提高小型电源的利用率,特别是目前备受关注的新型清洁能源发电,如风电,光伏发电等。图1为微网的基本结构图。
由图所示,该结构由多个分布式电源,如燃料电池,微型燃气轮机,热电联产机组组成,并且分为了A、B、C三条馈线,同时将负荷分为敏感负荷、可调节负荷和非敏感负荷。A馈线接了敏感负荷,由热电联产机组供电,并且为附近的热负荷提供能量;B馈线接了可调节负荷,由微型燃气轮机和燃料电池供电;C馈线接了非敏感负荷,没有电源支撑,直接由配电网供电。三条馈线都有静态开关控制,当微网孤岛运行时,能量管理系统会根据功率平衡条件调节分布式电源的出力,若满足不了频率稳定要求,则考虑切断非敏感负荷,即C馈线;敏感负荷(重要负荷)由出力较为稳定的热电联产机组提供,可以保证其用电可靠性,并且还能提供热能;可调节负荷由调节性能较好的微型燃气轮机组和燃料电池配合提供电能,可维持相应负荷的供电可靠性。
结合工业园区的实际情况与西门子的benchmark模型,笔者初步提出了一个适用于工业园区的智能微电网模型。如图2所示。
由图中可以看出,设计的这个微电网包含了风、光、燃气轮机、储能系统、常规负荷和可中断负荷。设计要求是:当QF1断路器断开时,微电网能够孤岛运行;当工业园区里面的负荷过大时,可通过10kV配电网向微网输送电能,亦可通过切断可中断负荷的方式使微电网保持频率的稳定;当QF6断路器断开时,风光储系统能够独立孤岛运行。
当微网负荷增大到工业园区的多种分布式能源不能满足其用电需求时,在由外部电网对其输送功率;当工业园区的多种分布式能源的出力大于负荷需求时,多出的能量可以转到储能装置,或者减少多种分布式能源的出力。
参考文献:
【关键词】配电网;分布式发电;并网;电能质量
1.引言
按照分布式发电使用的能源是否再生,可以将分布式发电分为两大类。一类是基于可再生能源的分布式发电技术,主要包括:风能发电、太阳能光伏发电、生物质发电、地热能、海洋能、生物质能等发电形式;另一类是使用不可再生能源发电的分布式发电,主要有:内燃机、微型燃气轮机、燃料电池、热电联产等发电形式。
目前几种主要的分布式发电形式及特点:
(1)风能发电
将风能转化为电能的发电技术。风能蕴藏量巨大,可再生,分布广,具有明显的环保效益。且发电成本低,规模效益比较显著。风能发电技术已经发展得较为成熟。风力发电形式有并网型和离网型两种。其中并网型风力发电是大规模开发风电的主要形式,是近年来风电发展的主要趋势。离网型风力发电可以为偏远地区或无电网的地区提供电能。
(2)太阳能发电
目前应用较多的是太阳能光伏发电技术。其原理是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转化为电能。目前太阳能光伏发电的成本太高,但是光能是取之不尽用之不竭的清洁能源,而且不受地域限制,发电装置安全可靠,规模灵活,其发展前景仍然被广泛看好。
(3)生物质发电
生物质发电是利用生物质,例如:秸秆、垃圾、沼气、农林废弃物等,直接燃烧将生物质能转化为电能的一种发电方式。它是一种可再生能源发电,其发电成本低,容易控制,环保综合利用效果好。但电能转换的效率低,生物质燃料供给较困难。生物质发电的容量和规模受到限制。
(4)微型燃气轮机发电
以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机发电技术。其发电效率较高,且体积小、质量轻、污染小、运行维护简单。
2.分布式发电的优势
DG技术可用发电的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯级利用,从而可提高能源的利用效率(达70%~90%),此外还可降低初投资费用和网损。
(1)环保性
因其采用天然气做燃料或以氢气、太阳能、风能为能源,故可以缓解石油、煤等不可再生能源的供给压力,可以减少有害物的排放总量,减轻环保的压力;大量的就近供电减少了大容量远距离高电压输电线的建设,由此不但减少了高压输电线的电磁污染,也减少了高压输电线的征地面积和线路走廊,减少了对线路下树木的砍伐,有利于环保。
(2)能源利用的多样性
分布式发电可利用多种能源,如洁净能源(天然气)、新能源(氢)和可再生能源(风能和太阳能等),并同时为用户提供冷、热、电等多种能源应用方式,因此是解决能源危机和能源安全问题的一种很好的途径。
(3)提高供电可靠性
在建设大型电厂的趋势有增无减之时,电网的急速膨胀对供电的安全与稳定带来很大威胁,一旦电厂和输电干线发生故障将导致大面积停电。DG采用性能先进的控制设备,开停机方便、操作简单、负荷调节灵活、与大电网配合可大大提高供电可靠性,弥补其安全稳定性方面的不足,在电网崩溃和意外灾害(地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下可维持重要用户的供电。分布式供电还可以优化现有电网的结构,完善大电网分层分区体系,提高大电网稳定性和事故防御能力。
3.分布式发电并网的影响
3.1 对网损的影响
分布式发电DG可能增大或减少网损,这取决于DG的位置、容量、负荷量的相对大小以及网络拓扑结构等因素。在负荷附近接入 DG将使整个配电网的负荷分布发生变化:
(1)配电网中所有负荷节点处的负荷量均大于该节点DG的发电量时网络所有线路的损耗减小。
(2)配电网中至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点DG的发电量,但整个配电网的总负荷量大于所有DG的发电总量时可能导致某些线路的损耗增加,但总体线路损耗将减小。
(3)配电网中至少有一个负荷节点处的负荷量小于该节点DG的发电量,且总负荷量小于所有DG的发电总量时,若发电总量小于2倍的负荷总量,则DG影响与②相同,否则将增加网损。
3.2 对电压分布的影响
在传统配电网中,随着负荷的变化,系统电压也会出现波动。分布式电源接入后对电压的影响可以分为以下三种情况:
(1)当分布式电源输出量的控制可以随着负荷的变动而调整时,分布式电源的接入可以有效地改善系统电压波动的状况;
(2)当接入的分布式电源的输出量具有较大的随机性和波动性(比如风力发电、太阳能光伏发电等不可再生能源),此时分布式电源的出力更加难以控制,可能会加重系统电压波动的状况;
3.3 对系统保护的影响
由于分布式电源的接入可能导致双向潮流,并且一些分布式电源(如风电)出力的随机性和波动性将导致其频繁的投切,这些都对传统的继电保护产生极大的威胁,主要体现在以下几个方面:
(1)对于继电保护中的电流保护,在未接入分布式电源之前,当线路发生故障时,继电器可以通过检测到故障电流及时动作;在分布式电源接入以后,系统潮流的大小和方向都可能发生变化,进而可能和故障电流叠加后使流过继电器中的电流减少,继电保护因此可能失效,甚至可能出现保护的死区。
(2)分布式电源一般安装在母线上,当母线附近区域发生故障时,分布式电源的出力可能使得所在线路继电器检测到的电流大于继电保护的整定值,进而发生误动作,引发无故障跳闸。
(3)分布式电源对自动重合闸的影响。电力系统中的故障大多数是瞬时的,因此自动重合闸装置可以有效地对因为瞬时故障而跳开的线路断路器重新合闸,从而大大增加了供电的可靠性。当分布式电源接入以后,当线路发生故障跳开时,如果分布式电源继续向故障点供电,就有可能造成持续电弧,导致绝缘子击穿,自动重合闸失败。
3.4 对电能质量的影响
分布式发电DG并网对配电网的电能质量影响主要体现在:
(1)造成系统的电压闪变:DG的起动和停运与用户需求%气候条件等众多因素有关,其不确定性易造成配电网明显的电压闪变;同时,若DG输出突然变化,DG和反馈环节的电压控制设备相互影响也易直接或间接引起电压闪变;
(2)对系统产生谐波污染:基于电力电子技术逆变器的开关器件频繁开断易产生开关频率附近的谐波分量,对电网造成谐波污染;
(3)会对系统电压的波动,进而影响用户电器设备的稳定性能。
3.5 对电网可靠性的影响
分布式发电DG对电网可靠性的影响要视具体情况而定:
(1)系统正常工作时与配电网配合良好的 DG可缓解配电网的过负荷和网络堵塞,增加其输电裕度,同时可缓解电压骤降,增强对配电网的电压调节能力,减少其损耗;DG作为后备电源,在系统停电时仍可为用户提供电源以减少其停电时间,有利于提高配电网的可靠性水平。
(2)与配电网系统保护设备配合不好时DG可能使相连接的系统保护设备误动作,同时,DG安装地点不适当、容量和连接方式也会降低配电网可靠性。
4.结束语
随着分布式发电技术水平的提高、各种分布式电源设备性能的不断改进和效率的不断提高,分布式发电的成本也在不断降低,分布式发电的应用范围将不断扩大。目前,这种电源在我国仅占极小比例,但可以预计未来的若干年内,分布式电源不仅可以作为集中式发电的一种重要的补充,还将在能源综合利用上占有十分重要的地位。因此解决分布式发电主若干主要问题,使分布式发电(电源)系统将获得迅速发展,是一首要任务。
参考文献
[1]肖鑫鑫,刘东.分布式供能系统接入电网模型研究综述[J].华东电力,2008(2).
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关键词:城市电网;改造;注意点;措施
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 14-0192-01
城市建设关系着国家改革与发展的趋势,尤其是商业化大都市对本国经济起到了关键性的作用。电能是企业从事生产活动的物质条件,政府部门在宏观调控电网规划与改造阶段,应注重电网工程几个核心要素的控制,才能提高电力资源的高效分配。
一、城市电网规划与改造
经济全球化冲击下,城市地区面临着前所未有的机遇与挑战,完善基本设施改造活动是城市改革的保障条件。从已完成改造的城市情况来看,执行电网改造方案确实发挥了多方面的作用。
(一)优化电网。早期受到经济、技术、设备、人员等条件限制,初步建设的调度网络仅能满足小额度电能传输的需要,遇到高电能传输时便难以发挥作用。试验发现,旧电网调控电能时的耗损率超过30%,这与国家电网运行指标是严重不符的[1]。电网工程经过一段时间的改造之后,新建成的多功能电网体系实现了高效运行,优化了变电、配电、输电等。
(二)强化性能。促进旧电网运行功能的优化升级,这也是电网改造的一个重要目标,也是为现代化城市建设做好电力资源的调控准备。旧电网经过优化改造可推动应用性能的升级,摆脱旧电网作业时潜在的种种隐患,提高了供电单位整个调控的能力。如:电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数,以达到规划周期内所需要的输电能力。
二、电网运作面临的诸多问题
城市是电力系统的主要负荷中心,城市电网运作是否良好取决于城市电网的规划与建设是否科学,是否经济合理,对于固定资产额巨大的供电企业而言,城网规划工作在供电企业的生存与发展中始终起着决定性的作用。但是,因供配电管理体制的缺陷,电网运行还面临着多种问题,若不及时处理将阻碍城市电力资源利用率的最大化。常见的运行问题包括:
(一)事故多。近年来电力行业出现的各种事故越来越多,不仅对供配电系统连接设备造成了严重的损坏,也阻碍了电网调度作业的稳定性。行业调查显示,每年国家电网因意外事故造成的直接或间接损失高达数百万,给各地供电单位的日常管理造成了很大的难度[2]。到时电力事故频繁的原因较多,主要集中于设计改造方案的缺陷,误导了后续施工的错误决策,正式启用电网后容易发生意外性的事故。
(二)功能少。尽管经过早期的电网改造,现有电力系统所具备的控制模块较为完善,但值班人员在调控电网时却面临着功能不足的局面。如:城市电网单方面注重于电能的输送与分配,没有对电能流通后的使用情况进行反馈,造成许多潜在的电力隐患没有及时发现。如:由于系统没有设置监测功能,电网作业过程中无法及时感应各种异常信号,给城市电网的安全控制造成了阻碍,提升了电力故障的发生率。
三、城市电网改造需要注重的几点
城市电网规划与改革并非简单的工程建设,而是关系到整个社会主义事业发展的进程,以及各行企业日常生产活动的持续性。面对国家投入的巨额资金,供电部门要详细地规划电网的改造方案,从多个方面控制电网改造工程的质量。鉴于城市地区在推动整个国家发展中的作用,实际改造过程里还要做好多项工作。笔者总结了多年的工作经验,提出电网改造还需注意以下几个重点:
(一)收益性。以前,供电企业既是政府的电力管理部门,又是电力供应商。供电企业城网规划的目标主要是提高城市电网的供电能力、供电质量与供电可靠性来满足社会对电力的需求,各级政府在政策、投资与管理上予以必要的支持,主要考虑的是社会效益[3]。新时期城市电网改造还应考虑企业方面的收益,使企业用户之间形成良好的协调机制,维持现有电网在调配资源方面的高效利用,如:重点考虑企业资产的保值,创造优越的电能供应系统。
(二)持续性。城市电网改造应坚持可持续原则,既要通过多方面措施对电网进行规划调整,还要注重供配电系统调度功能的持续发挥。这就要求供电单位根据城市地区的实际情况,按照不同电网的类别实施改造。如:电网规划按照时间分类,可以分为短期规划、中期规划和长期规划。另外还可以按照不同专业进行分类,比如通信规划、营销规划和煤矿电源规划等各种专项规划。供电单位制定改造方案,应结合不同电网的类型进行优化升级。
(三)智能性。电网承载着较高等级电压的荷载,随着城市用电需求量的持续增加,原先电网布局的线路及设备承受了运行压力越来越大。坚持智能化改革是城市电网的必然趋势,这一改造能够从操控性能、运行安全、调度监测等多个方面改善系统的运行,促进了城市电网作业效率的提升[4]。电力部门要对旧电网结构重新规划,选定电网分布点的具置,然后安装各种多功能的零配件装置。同时,添加在线监测系统,对电网日常工作状态实施监测。
四、结论
总之,电网规划又称输电系统规划,以负荷预测和电源规划为基础。从当前电力行业发展趋势判断,传统电网结构在运行及调控功能方面,已经无法适应社会电能资源的调度要求,甚至出现了超荷载运行的状态。为了尽快满足城市经济发展的需求,对旧电网实施规划与改造是不可缺少的。
参考文献:
[1]候在平.有关城市电网改造方案设计的综述[J].城市建设理论,2011,12(5):30-31.
[2]周小箐.城市旧电网改造面临的技术难点与处理[J].华北电力大学学报,2010,20(11):141-142.
[3]刘志文.现代化电网工程改造需要注意的几个事项[J].电网技术,2011,15(14):66-67.