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[關鍵詞]電力系統;重要保障;變電設施;檢測和修復;重視
中圖分類號:TG303 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0332-01
當今社會,由于科學技術發展迅速,計算機網絡已經在各行各業得到了利用,現在人類的生活已經離不開此項技術,當然,與國家安全息息相關的電力系統也運用了計算機網絡技術。近年來,把科學技術手段應用于實際生產中,電力系統的變電設施得到了更新,性能好、科學技術含量高的設備替換性能較差的老設備,但是,由于國家不重視,產品設備的更新沒有帶動檢修技術的進步,所以現階段的檢查和修復手段還是落后,沒有實質性的進步。電力系統的正常應用得不到保障,對人類用電造成嚴重的困擾。為了解決這個問題,我們需引進先進的檢查與修復技術。計算機智能化檢測技術的應用,為變電設施檢查與修復提供了可靠地數據支持。
一、我國電力系統變電檢修進行現狀
目前,在我國電力系統中,變電檢查和修復還有一些不足的存在,其中內容為:檢查和修復的技術手段得不到提高和完善、檢修設備相關數據不全面;工作人員沒有相關數據支持,在檢查和修復過程中,持試探性的心理進行檢修,不利于工作進行;電力企業之間競爭強烈,企業與企業之間缺乏溝通,不利于技術的提高;施工人員整體專業素質較低,缺乏專業技能;一次檢查和修復,企業投入資金偏高,企業往往不重視安全檢查,只看重企業利益,造成檢查和修復難以進行。
二、電力系統變電設施檢查和修復評價
對于我國而言,變電設施檢查和修復與電力系統能否正常使用,使用質量高低都息息相關,如果我們不從根本上提高檢查和修復的水平,那么我國電力系統變電設施的檢查和修復工作的質量就得不到提高。所以,必須將不同環境下的變電設施的檢查和修復的實施水平提高上去,這樣才會使變電設備檢查和修復得到長久的發展。我們將電力系統變電檢修能力提高起來、電力系統出錯的概率穩定起來,有力于電力輸送質量的升高,減少資金在更換設備、保養設備的投入、降低預算成本,提高企業和國家的經濟利益,加劇社會平穩發展,當然,檢查和修復水平的提高,維護檢修人員的人身安全,雙重獲利。
三、電力系統變電設施檢修過程注意事項
1、對帶電作業的各項要求
佩戴防導電器材的要求:在變電檢修過程中,施工人員必須使用絕緣器材,不可在不配備絕緣器材的條件下就進行檢修,這是對人身安全的一種保障。絕緣器材盡量選擇材料質量好,質地柔軟,方便施工人員佩戴。防止因設備潮濕導電,拒絕具有吸水性的材料的器材,絕緣器材的依靠施工人員身材尺寸進行量定,同樣,為了避免絕緣器材磨損,應選擇抗腐蝕性強的材料。在檢修過程中,操作桿是主要檢修工具,在電壓允許的范圍內,人工使用操作桿進行檢修,規避高強電壓,以免造成人身傷亡。每次檢修之前,必須進行器材的絕緣測試,一套絕緣設備必須在每次施工前都要進行檢驗、測試,防止由于人為疏忽發生事故。
2、對帶電作業的注意事項
(1)不同項目有先關性技術人員進行檢修。
(2)施工人員的專業素質必須提高,在施工之前有專業人員進行講解并指導技術進行模擬實驗,為了使施工人員真正領悟專業知識,在項目實施前應該進行考核,考核合格者可以進行交電檢修。
(3)施工人員的健康必須得到管理層重視,選擇身體健康,具備健康證的專業人員進行變電檢修,管理層人員應該對施工人員檢修過程中健康狀況進行實施監測,監測數據說明施工人員不利于檢修工作的進行,馬上停止施工人員的一切工作,由其他健康的施工人員接替,防止人身傷亡事件的發生。
3、變電檢修現場工具使用要求
(1)變電檢修操作時嚴禁佩戴污濁的器材,防止污垢造成的導電。
(2)實際操作過程中,必須佩戴安全帽,防止電線滑落打到頭部,避免不必要的生命威脅。
(3)變電檢修場地必須鋪放絕緣布,施工所用工具放在絕緣布上,防止工具與地面直接接觸造成觸電,在實施過程中,施工人員之間傳遞工具,不能因為方便性,丟棄絕緣手套,此舉不經意間不會造成觸電。工具使用過程中嚴格規范使用方法,避免因操作不當造成的人為損壞。
(4)對環境的取舍
變電檢查和修復應該在合適的環境下進行,避免雷雨天,狂風天。這樣的天氣容易造成安全事故。如果施工過程中,前段天氣良好,可以正常施工,一旦天氣轉變,施工就應該馬上停止,施工人員按事先演練結束施工,合理安放施工設備。只有在合適的天氣,利用合理的規程,由專業素質高的施工人員使用安全可靠地絕緣器材進行施工,變電檢測施工效率才會得到大幅度提高,維持電力系統的質量性能和安全,增強電力企業的市場競爭力。
4、器材前端發熱
進行變電檢查和修復之前,根據計算機輔助數據監控,技術電力系統變電設備的溫度變化,記錄最高溫度和最低溫度。根據數據監測記錄通過電流的最高和最低安培數。將監測所得到的數據進行分析得出結論。在檢修之前,仔細觀看設備前端接口發熱狀況,記錄色差變化、有無異味、存在劃痕、器材損壞接觸不良造成短路、器材固定方式是否牢固等等。對于一些使用接觸電線連接的器材,電線的發熱應得到足夠重視。電線發黑發熱后,及時的清理電線里面的導電線和外表皮損害部分。首先利用砂紙去除電線表面氧化膜,如果生成的氧化物付著性較強,那么利用原電池的方法,進行陽極處理,使氧化膜溶解到電解質溶液中,在用干燥劑干燥,清潔工作結束后,拼接電線,斷電源開關,利用螺絲緊固工藝,使電線兩邊捆綁。如果固定式工具的損壞應該及時更換。如果導電線損壞嚴重,沒有修復必要,那么就應該及時的更換導電線。為了避免更換零件造成的損失,應該及時控制設備使用過程中的溫度,利用監測技術進行實時監測和報警。
5、接地引下線的注意事項
為了接地引下線的日常維護,我們必須時時進行監控,如果生成異物,提前清除。地下三十厘米到表面五十厘米長度內,根據國家安全規定,在電纜線表面涂十五到一百厘米厚度的黃綠相間隔漆,增強防土地腐蝕能力。作為輔助電網中,施工電纜必須在零序CT的鐵芯里部,否則施工人員得不到傳輸的信號,引發故障發生。
參考文獻
[1] 邱春僉.論變電檢修的問題與控制措施叨.城市建設理論研究(電子版).2011(22).
關鍵詞:電力系統:保護工作;狀態檢修;信息管理系統;日常管理;線路管理
中圖分類號:TM732 文獻標識碼:A
0.引言
隨著科學技術的發展,電力建設的現代化步伐日趨加快,如何實現電力實業的高速發展,達到電力行業穩定建設成為電力產業的重要課題。電力系統線路是當前產生問題和隱患的主要結構和功能部分,應該制定出管理、維護電力系統線路的機制和體系,通過對運行管理部門、建設施工單位、技術支撐部門的整合和重構,建立起管理電力系統線路的新體系已經成為趨勢。
1.對電力系統線路的保護工作
電力系統線路處于人為破壞、不可控因素和自然環境共同作用的復雜情況下,各種因素可能單獨或共同發生對電力系統線路的影響,做好電力系統線路的有效保護是管理工作中不可回避的重要課題。在電力系統線路運行中管理工作要做好防雷保護,要引入防雷技術、避雷設備,進行電力系統線路的優化和改造,特別對于穿行雷區的電力系統線路要結合工程建設進行防雷處理,通過避雷針、下引線、接地極的有效利用提升電力系統線路對抗雷擊的效果,進而做好對電力系統線路的有效保護。在電力系統線路運維中要強化對電力系統線路和設備的保護和管理,對重點電力系統線路和重點設備進行狀態監控和技術測量,合理運用預防性手段和非接觸技術實現對電力系統線路和設備的全面勘測,降低電力系統線路和設備發生故障的可能。要加強電力系統線路的巡查工作,以保護和維持電力系統線路穩定和功能作為前提,有針對性地進行電力系統線路巡查,特別在用電高峰、惡劣天氣和自然災害期間,要對電力系統線路進行預防性、保護性巡視,發現電力系統線路可能出現的缺陷,確定電力系統線路的風險級別,用預先防護和主動保護的方式,防治電力系統線路出現隱患和事故。
2.電力系統線路的狀態檢修工作
對電力系統線路進行狀態檢修是檢修工作信息化和電力系統線路管理科學化的基本方向,由于狀態檢修在基層電力企業屬于新型檢修方式和技術,因此必須強化電力系統線路狀態檢修的主要環節和重要步驟。在電力系統線路狀態檢修中做好組織和準備工作,確定電力系統線路狀態檢修的計劃,建立電力系統線路狀態檢修的規范,明確電力系統線路狀態檢修的危險點,劃定電力系統線路狀態檢修的難點和要點,進而從組織、技術、管理上實現對電力系統線路狀態檢修的先期控制和監督。還要對電力系統運行的整體狀態進行分析,將電力系統運行的狀態及轉移問題了解清楚,在電力系統線路狀態檢修要做好對關鍵部分和安全風險部位的管理,要制定電力系統線路狀態檢修的保安線,制定電力系統線路狀態檢修停電、恢復供電的時間范圍,明確電力系統線路狀態檢修停電的線路,制定帶電檢修技術、相間檢修技術運用的要點,有效確保檢修的安全。電力系統運行狀態及其轉移如圖1所示。
3.電力系統線路信息管理系統建設
電力系統線路管理的信息系統已經初具規模,但是在平臺建設和具體應用環節存在問題,新時期要將信息管理系統的建設列為提升電力系統線路管理質量的突破口和戰略切入點。由于電力系統線路具有分布廣泛的特點,因此在電力系統線路信息系統的建設中要優化系統和線路的拓撲結構,使電力系統線路和信息系統更加適應結構擴大、數量增加、功能增多的實際,以便達成電力系統線路高質量管理的目標。要建立電力系統線路管理系統的新結構,打造電力系統線路管理系統的新功能,增加管理系統中決策功能、可視化技術、人工智能的應用,提升電力系統線路管理系統的準確性,提高電力系統線路管理系統的可靠性,有效確保電力系統線路管理的效率,為科學管理電力系統線路的工作提供基礎。進行電力系統線路管理系統建設中要加強地理信息技術、遠程控制技術的應用,使管理電力系統線路工作的內涵得到擴大,讓電力系統線路管理的外延持續擴展,開發出電力系統線路信息管理系統更多、更新的功能,將電力系統線路管理工作推向一個新層次。
4.電力系統線路的日常管理
日常管理工作的重點要落實在人員層面上,要加強對電力系統線路人員新技術培訓和新理論學習工作,通過規范的教育和培養建立起電力系統線路人員良好的管理技能和技術素養,實現電力系統線路工作人員對管理工作價值的正確認知,形成對電力系統線路隱患分析、識別能力,進而提高電力系統線路工作的綜合技能和素質。日常管理中要注意電力系統線路工作的完整性,要配置高質量、先進的技術裝備和設備對電力系統線路進行管護,充分利用信息化、網絡化資源建立起新式管理電力系統線路的模式,整合電力管理系統、地理信息系統、工程建設系統的綜合優勢,全面而完整地進行電力系統線路的相關工作。日常管理要做好相關單位和關聯部門的配合,管理者要有全面的思想,看到管理電力系統線路不單單是一個環節、部門和單位的專職工作,要主動與電力其他單位、管理部門和具體環節取得深系,構建電力系統線路管理更為廣闊的空間,獲得電力系統線路管理更多的支持和資源,形成彼此間相互支持、相互理解、相互配合的工作體系,發揮其他單位和部門潛在的管理能力,進而為科學電力系統線路管理提供更大的環境和平臺。
結語
電力系統線路是電網輸電功能的體現部分,是電網結構根本的組成部分,電力系統線路在系統上呈現出分布廣、跨越大等特點,人為因素、不可控力和自然環境對電力系統線路的影響復雜而多樣,產生了管理電力系統線路的困難和障礙。供電企業要加強對電力系統線路的維護、管理等具體工作,從電力系統線路建設出發,一直到電力系統線路日常管理,落實管理電力系統線路的管理責任,實施特異性、全面性和系統性的電力系統線路管理,做到對電力系統線路管理工作深層次提升的保障。
參考文獻
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關鍵詞:電力系統 無功 功率因素 無功補償
中圖分類號:TM743 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(c)-0087-01
在電網中,由電源供給負載的電功率有兩種:一種是有功功率,另一種是無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他形式能量如:機械能、光能、熱能等,這些能量我們能夠以視覺或觸覺感覺到。無功功率比較抽象,是我們無法憑視覺或觸覺發覺得,電網中電力設備大多是根據電磁感應原理工作的,他們在能量轉換過程中建立交變的磁場,在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過純電感或純電容電路時并沒有能量消耗,僅在負荷與電源之間往復交換,在三相之間流動,由于這種交換功率不對外做功,因此稱為無功功率。
無功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場,使轉子轉動,從而帶動機械運動,電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產生磁場,在二次線圈感應出電壓。因此,沒有無功功率,變壓器也不能變壓,電動機就不會轉動,交流接觸器不會吸合。由此可見無功并不是無用之功。為了保證電力系統的正常運行,無功必不可少,在電網的能量傳輸中,必須考慮無功的傳輸。但是系統中過多的考慮無功的輸送,必定會減少有功的傳輸,這就制約負荷端對有功的需求,降低了對電網、變壓器的利用率這也不是電網發展追求的目的。輸送過多無功功率對供、用電產生的不良影響,主要表現在:
(1)視在功率一定時,增加無功功率就要降低輸、變電設備的供電能力。
(2)降低發電機有功功率的輸出。
(3)電網內過多無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。
(4)當無功缺額情況嚴重時,用戶將竭力調用大容量用電設備,使功率因數進一步降低,系統無功負荷愈加愈大,電壓水平更低,形成惡性循環,最后造成電壓崩潰,系統瓦解而大面積停電。
由上可見電力系統發送過多的無功而帶來的不足。如果電力系統只發送有功,那么系統中的變壓器由于缺少無功就無法正常進行變配電。所以發電機必須保證線路的無功損耗和變壓器的最小無功需要。那么負荷所需要的無功從哪里來,考慮到上面講述的內容,我們在輸電的過程中要盡可能的減少無功輸送,從發電機和高壓輸電線供給的無功功率,一般滿足不了負荷的需要,對于負荷側無功需求我們可以考慮通過無功補償進行實現。
無功補償的主要作用就是提高功率因數以減少設備容量和功率損耗、穩定電壓和提高供電質量,在長距離輸電中提高輸電穩定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。進行無功補償的具體作用表現如下:
(1)提高電壓質量
把線路中電流分為有功電流Ia和無功電流Ir,則線路中的電壓損失:
式中: P―有功功率,kW Q―無功功率,kvar
U―額定電壓,kV R―線路總電阻,Ω
Xl―線路感抗,Ω
因此,提高功率因數后可減少線路上傳輸的無功功率Q,若保持有功功率不變,而R、Xl均為定值,無功功率Q越小,電壓損失越小,從而提高了電壓質量。
(2)提高變壓器的利用率,減少投資
功率因數由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為:
由此可見,補償后變壓器的利用率比補償前提高ΔS%,可以帶更多的負荷,減少了輸變電設備的投資。
(3)減少用戶電費支出
①可避免因功率因數低于規定值而受罰。
②可減少用戶內部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗,電費可相應降低。
(4)提高電力網傳輸能力
有功功率與視在功率的關系式為:P=Scosφ。可見,在傳輸一定有功功率的條件下,功率因數越高,需要電網傳輸的功率越小。
在電網中影響功率因素變化的因素如此之多,所以要想維持電網中功率因素的穩定絕非易事,這就需要在電網中無功消耗多的用電設備加上無功補償裝置,無功補償通常采用的方法主要有3種:低壓集中補償、低壓個別補償、高壓集中補償。下面簡單介紹這3種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優缺點:
(1)低壓集中補償,低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側,以無功補償投切裝置作為控制保護裝置,根據低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補償的優點:接線簡單、運行維護工作量小,使無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低網損,具有較高的經濟性,是目前無功補償中常用的手段之一。
(2)低壓個別補償:,低壓個別補償就是根據個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接,它與用電設備共用一套斷路器。通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連續運行(如大中型異步電動機)的無功消耗,以補勵磁無功為主。低壓個別補償的優點是:用電設備運行時,無功補償投入,用電設備停運時,補償設備也退出,因此不會造成無功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等優點。
(3)高壓集中補償,高壓集中補償是指將并聯電容器組直接裝在變電所的6~10 kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端,用戶本身又有一定的高壓負荷時,可以減少對電力系統無功的消耗并可以起到一定的補償作用;補償裝置根據負荷的大小自動投切,從而合理地提高了用戶的功率因數,避免功率因數降低導致電費的增加。同時便于運行維護,補償效益高。
電力系統中無功平衡是衡量電能質量的重要指標,無功過低或過高都會對電力系統造成影響,因此,無功深入分析是一項很重要的工作,也是這篇文章意義所在。
參考文獻
1電力系統演進的復雜性研究
電力系統的復雜性在一定程度上能夠決定電力系統演進的復雜性。通常,電力系統的運行狀態比較平穩,當受到外界的干擾或者負荷變化的影響而打破這種平衡的時候,其不能依靠等待系統外部的指令來解決偏離平衡這個問題,而是運用其自身能力實現對系統的調節,進而達到新的電力系統平衡,形成系統的演化方式。電力系統從穩定的狀態變化為不穩定狀態,再隨著參數的變化又從依照不穩定的狀態變為穩定的狀態,電力系統的狀態也就是在這個瞬間產生了突變。
2電力系統存在復雜性的研究
電力系統存在復雜性是電力系統復雜性的分支之一,是針對電力系統的本質特點與實質組成特點來說的。其中,在電力系統的構成方面,我們可以尋求到真實憑據,比如,電力系統內部的許多具有復雜性的元器件之間是密切關聯的,而并非是孤立存在的,它們之間可以通過元件的功能相互連接,在發揮電力系統網絡整體功能的同時,也各自發揮著自身作用。總體來說,電力系統在縱向具有層次性,而在橫向則具有協作性,都對電力網絡具有重要意義。我們不可能把電力系統看成是相對靜止的系統,不論何種起源于發電方而終止于用戶方的用電變化都會對系統造成連鎖式的影響,再加之中介環節的負荷突變等,就會進一步強化系統變化的復雜性程度。因此,電力系統可以說是一個非線性的、動態化的系統,其會隨時間的變化而不斷發生改變。
3電力系統演化復雜性與存在復雜性的關系研究
從復雜性科學理論推論的衍生方式來說,前期的電力系統演化復雜性即為電力系統存在復雜性。人們研究較多的是某些特征參數,以便推斷連鎖性故障演化與電力系統結構之間的關系,進而對這兩種復雜性的關系進行驗證。對于這個結果,許多研究人員對國內外大量的電網連鎖事故和大停電故障都進行了研究,甚至將故障發生概率同電網規模相聯系,開展了多方面的分析。通過對較大區域電網節點的復雜性分析,可以得出:電網節點是整個電網的支撐拓撲結構,節點一旦發生改變,路徑結合的改變亦成為必然,從而導致連鎖故障的發生。通過對我國電網存在特性進行分析可以看出,雖然大區域規模停電發生的概率較低,但小規模的停電概率卻相對較高。
電力系統復雜性相關問題的研究
1避免電力網絡發生大規模停電
隨著系統的復雜性理論與方法對大型互聯電網的連鎖故障進行深入研究,探討網絡拓撲結構對停電規模及效應的影響。在進行分析時,將初始系統分別按照鄰域演變網絡,進行無尺度和隨機網絡擴展,對網絡在進化過程中的停電規模進行評估,從中我們可以初步得出結論,即在網絡動態增長方面,電力系統網絡拓撲結構對大規模停電具有一定的影響。在一定程度的網絡擴張的需求和經濟條件的限制下,線路結構要盡量采用對小概率故障影響具有較強的防御特征的網絡結構。
2對電壓的運行進行可視化的監控
可視化技術是伴隨計算機技術發展起來的新興技術,其在利用計算機強大的計算和圖形能力,快速處理大量數據后,以直觀、可視的方式表現出來,以便更有效地分析與處理科學或工程數據,不斷提高科學研究與工程設計的效率。電壓失穩的問題是電力系統監控的重要方面,在電力系統電壓監測手段還比較落后的局面下,對電力系統電壓運行可視化研究是勢在必行的。可視化技術不僅有利于深入模擬和理解實驗數據,捕捉它們之間的內在關系,同時也大大提高了對電力系統運行狀態的認識。我們可以為調度員提供更直觀的系統信息,將電壓狀態顯示與地理信息系統(即GIS)相結合,然后根據離線分析、趨勢預測等方法,使電力系統電壓監控系統本身就具有分析問題和決策能力。這樣,電力系統的電壓控制就更加人性化和智能化。它為及時、準確地監控全網的信息資源,進行電網安全維護提供了有力幫助。
在現代社會科技學技術不斷發展的形勢下,電力電子技術在電力系統中的應用也更加廣泛和深入。諸多新的電子材料、設備以及技術的運用,有效地推動了我國電力事業的發展。本文就對于電力電子技術在電力系統中應用的相關問題進行了分析和探討。
關鍵詞:
電力電子技術;電力系統;應用
1引言
作為一個具有較強專業性、綜合性和系統性的技術平臺,電力電子技術其涵蓋了多個領域的專業技術內容。經過長時間的發展和變化,其被廣泛的應用于各個行業當中,極大幅度地推動了我國電力能源領域的發展。隨著科學技術的不斷發展進步,電力系統中的電力電子技術的應用范圍和深度也得到了進一步的增加。電力電子技術的應用,提高了電力系統的整體工作效率和工作性能。電力電子技術應用于電力系統的整個發電、配電、輸電已基本檢點的環節當中,是現代電力系統發展建設中的重點內容。電力電子技術應用于電力系統中,可以有效地提高變電控制的整體效果。我國電網建設工作一直在有條不紊的開展,不斷擴大的電網規模對于變電運行管理提出了更高的要求。通過電力電子技術的應用,可以實現高效、高質量、高精度、高性能的控制和管理,有效地降低了管理成本和工作難度,提高了系統運行的安全性和穩定性。在電力系統運行的過程中,電力電子技術的應用可以有效地實現對電力系統運行的實時監控和管理,有效地提高了電力系統運行中的容錯效果,減少了后期管理維護的難度和成本,讓電力系統的運行更加可靠。電力電子技術的應用通過結合先進的信息化管理技術,讓電力系統運行中的相關數據信息可以得到更加全面的收集和處理,通過計算機對相關數據進行分析處理,為管理決策的制定和計劃的編制提供科學的依據。
2電力電子技術在電力系統中的應用
第一,發電環節的應用。電力系統的發電環節是一個較為復雜的綜合性系統,其中存在多個發電組和相關設備,設備的結構相對復雜,并且整體技術含量相對較高。相關技術人員必須要具有專業的技術水平,才能完成相關設備的設計、運行、管理與維護工作。在電力系統的發電環節,應用電力電子技術,可以有效地提高整個發電系統的設備工作效率。勵磁控制是現階段廣為運用的發電機控制方式,其通過利用品閘管整流電路的方式來實現設備的連接,整個控制系統的結構相對簡單,具有較高的可靠性,并且造價成本也處于一個可接受的狀態之下,性能可以有效地滿足相關技術需求。而靜止勵磁的控制方式,則通過對勵磁機進行改造,去除慣性環節,從而達到提高穩定性和運行效果的目的。科學的整改方案,可以更好地結合電力系統的運行規律來實現控制,讓電氣工作效率得到更好的保障。變速勵磁控制的方式,主要通過變頻設備,對于發電中機組運行速度進行相應的調節和控制,提高電力功效,讓機組的變化速率處于一個自動控制的狀態下,結合勵磁設備的控制,讓整個功率的輸出更加穩定、高效,并最大程度地降低系統的功耗,其被廣泛應用于風力發電和水力發電的過程中。在發電廠發電設備中,其發電設備的用電量是客觀存在的,并且在整個設備的耗電量中占據著一個較高的比例。為了實現對這類能源消耗問題的有效控制,變頻器的出現和應用已經被廣泛的認可和利用。變頻器通過控制,可以對發電機機組的工作頻率進行自動調節,從而實現對能源消耗的節約。在電力電子技術不斷發展的形勢下,各類變頻技術逐漸得到了更加深入的發展,并為提高發電系統的工作效率,減少能耗提供了巨大的幫助。第二,輸電環節的應用。在現代科學技術不斷發展的趨勢下,電力電子技術的發展與應用,使得越來越多的電子器件得到了生產和運用,為電力系統的發展創造了更多的平臺和支持。在輸電系統中,電力電子器件的運用,有效地對于電網穩定性進行了保障,提高了電網運行的可靠性,讓電網運行發展更加安全、可靠。在當前電力系統的輸電環節中,直流與輕型直流輸電是較為常見的兩種方式。這種輸電方式可以有效地提高輸電的容量,并且可以靈活地進行調節與控制,輸電過程較為穩定,并且實現了對長距離電力傳輸帶支持和供應。針對于不同的電力輸送需求,可以采取不同的輸電方式,讓直流輸電技術的優勢得到最大限度的發揮。隨著技術的進步,柔流輸電技術也逐漸受到了關注和應用。柔流輸電技術融合了微電子、微處理、電力電子技術、控制技術以及通信技術等多方面的技術,實現了對交流輸電的靈活控制,讓交流電網的穩定性得到了很好的保障,并有效地降低了輸電成本。柔流輸電技術通過為電網提供無功功率和感應,從而達到提高輸電效率和質量的目的。第三,配電環節的應用。在配電環節中,有效地控制是確保電能質量的關鍵。電能質量的控制需要在配電過程中對于頻率、諧波、電壓等要求進行有效地滿足,并且對干擾和瞬態波動問題的干擾進行避免。現階段,電力電子技術應用的過程中,基于DFACTS的電能質量調節裝置的應用,可以有效地對電能質量進行保證。隨著柔流輸電系統的發展和成熟,配電質量的控制方式得到了豐富和進一步的發展。DFACTS技術可以被視為縮小版的FACTS設備技術,二者工作原理、性能、結構、功能都存在一定的相似性。隨著電力電子器件不斷發展,市場上電氣設備出現求過于供的現象,DFACTS設備市場前景廣闊,市場需求量。DFACTS設備市場介入相對容易。而且該設備的成本投入比較少,技術開發比較簡單。隨著市場不斷發展,DFACTS設備產品將進入高速發展狀態。
3結束語
總而言之,隨著科學技術水平的不斷提高,各類新技術的出現和應用,電力電子技術的發展也逐漸步入了新的階段。相關技術人員應該加強對新技術的研究和應用,對新技術的優勢進行充分的發揮,更好地促進電力系統的發展和完善,提高電力生產效率,為我國電力事業健康穩定發展做出更大的貢獻。
作者:李西娟 單位:中煤邯邢技校
參考文獻:
[1]張娜.電力電子技術的發展及應用探究[J].電子技術與軟件工程,2015(03).
[關鍵詞]接地技術;接地網;故障;解決措施
1.名詞簡釋
接地:電氣裝置必須接地的部分與地作良好的連接;接地體:埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體;接地線:電氣設備接地部分與接地體連接用的金屬導體;接地體和接地線總稱為接地裝置。
2.電力系統接地的分類
電力系統接地一般可分為3種,即保護接地、工作接地和保護接零。
2.1保護接地
電氣設備的保護接地是指電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來,防止在故障情況下引起人身安全的觸電而將設備外殼接地。例如電氣設備外殼接地、電氣設備的二次回路接地、發電機的中性點接地等。保護接地是通過限制帶電外殼對地電壓(控制接地電阻的大小)或減小通過人體的電流來達到保障人身安全的目的。
當設備發生碰殼故障時,便形成單相接地短路,短路電流流經相線和保護接地、電源中性點接地裝置。如果接地短路電流不能使自動開關跳閘時,漏電設備金屬外殼上就會長期帶電,也是很危險的。所以說,在電源中性點直接接地的系統中,保護接地有一定的局限性。
2.2工作接地
工作接地也叫系統接地,是為了保證電力系統在正常情況和事故情況下可靠地工作,而將電力系統中某一點進行接地,例如變壓器中性點的接地、避雷針和避雷器的接地等。它的作用是保持系統電位的穩定性,降低系統的危險性。當配電網一相故障接地時,工作接地也有抑制電壓升高的作用。
發電機中性點經接地變壓器接地也是工作接地,它是為了發電機繼電保護的需要而設計的。數字設備,例如微機保護、微機勵磁裝置、程控交換機的一些接地中部分是工作接地,部分是保護接地的范疇。
2.3保護接零
保護接零適用于電源中性點直接接地的三相四線制低壓系統,為了保證維護安全而將用電設備的金屬外殼與電源(發電機或變壓器)的接地中性線作金屬連接,并要求供給用電設備的線路,在用電設備一相碰殼時,能夠以最短的時限可靠地斷開電源的接地技術。凡由于絕緣損壞或其它原因而可能呈現危險電壓的金屬部分,除另有規定外都應接零。凡是由單獨配電變壓器供電的廠礦企業,應采用保護接零方式。
在接零系統中,零線僅在電源處接地是不夠安全的。為此,零線還需要在低壓架空線路的干線和分支線的終端進行接地;在電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處,也要進行接地;或在屋內將零線與配電屏、控制屏的接地裝置相連接,這種接地叫做重復接地。
保護接零能有效地防止觸電事故,但稍不注意仍會引起觸電事故。因此,采用保護接零需注意以下問題:
(1)嚴防零線斷線。當零線斷開后時,接零設備外殼就會呈現危險的對地電壓。所以一定要保護零線的施工及檢修質量,零線的連接必須牢靠,零線的截面應符合規程要求。把系統內所有電氣設備的外殼都與零線連接起來,構成一個零線網絡,才能確保人身安全。
(2)嚴防電源中性點接地線斷開。若電源中性點接地線斷開,當系統中某處發生接地或設備碰殼時,都會使所有接零設備外殼呈現接近于相電壓的對地電壓,形成危險。這就需要加強檢查,發現中性點接地線斷開或接觸不良時及時進行處理。
2.4避雷線(針、器)接地
防雷接地這是為了讓強大的雷電流安全導入地中,以減少雷電流流過時引起的電位升高。為防止雷擊電力設備,在線路上裝設有避雷線,在變電站和發電廠裝有避雷針。其重要作用就是通過將雷電流引致避雷線或避雷針而保護周圍的電力設備。避雷線的接地主要是通過線路的鐵塔等接地體直接接地,以前在相當長的時期避雷線大多也與變電站的結網直接相連接。
避雷針的接地主要是通過避雷針直接與變電站和發電廠的地網直接相連接。在沒有計算機技術的時代,所有的發電廠、變電站的接地網只有統一的接地網,即避雷針、避雷線、工作接地、保護接地等需要接地的設備都共用一個接地網。
3.出現的故障和解決措施
由于計算機技術在電力系統中應用,統一接地網的條件下出現了許多故障。以下是三個實例和解決問題的措施。
3.1雷擊燒毀變電站龍門架
3.1.1出現故障:由于雷擊某變電站龍門架被燒毀。經過工程技術人員分析,其原因是累計線路,較大的雷電流通過變電站的龍門架流入變電站的接地網時,龍門架過熱而燒毀坍塌。
3.1.2解決措施:將避雷線與變電站的接地網分開接地,也就是將零值瓷瓶上的避雷線與變電站的接地分開,最好是避雷線在變電站不接地。如果確實需要在變電站接地,也可以單獨設置避雷線的接地體,并且使用專用的接地引下線接入專用的接地體(網)。決不能通過變電站的龍門架將避雷線引人接地體,防止燒毀龍門架的現象再次發生。
3.2雷電流入電網燒毀交換機主板
3.2.1出現故障:某發電廠程控機房程控交換機主板莫名燒毀。換幾次主板仍出現這種現象,在一年的同一個季節連續出現了三次。經分析,可能由于當時是雷雨季節,而程控交換機的接地與防雷接地同接在發電廠的統一接地網上,由于雷電流流入接地網時,抬高了程控交換機的接地電位而將主板燒毀。
3.2.2解決措施:由于許多的保護數據的傳輸是通過程控交換機實現的,因此,應設置程控交換機的專用接地網。這樣可以提高電力系統通信、繼電保護數據傳輸、電力調度的可靠穩定性,進而提高電力系統生產的穩定可靠性。
3.3接地不科學燒毀裝置
3.3.1出現故障:微機繼電保護和計算機控制技術在電力系統中被廣泛應用,電力系統經常出現微機保護誤動作或裝置燒毀現象。最初分析認為是裝置本身的質量原因造成的,在微機繼電保護和計算機控制技術設備不斷發展完善的條件下,也出現類似現象,尤其是那些只有統一接地網的發電廠和變電站。后電力系統工程技術人員和設備制造廠商以及研究人員的分析,原因也是由于微機繼電保護裝置和計算機控制技術裝置的接地與防雷接地網直接相連所引起的。
3.3.2解決措施:設置微機保護和計算機控制裝置的專用接地網。如果條件允許,還可以分別設置微機保護的專用接地網和計算機控制裝置的專用接地網,這樣會大大減少它們相互之間的干擾,提高微機保護和計算機控制裝置的工作可靠性,進而提高電力系統生產的可靠和穩定。
關鍵詞:電力系統;防雷;危害;重要性;措施
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
在社會主義市場經濟快速發展的大環境下,電力企業在我國國民經濟中的地位顯著提升,為了進一步提高我國在國際舞臺上的競爭力,電力企業必須結合實際發展狀況不斷強化企業各發展項目的整體實力,在提高電力企業經濟效益的同時,為提高我國的國際競爭力提供動力保障。在現有的科學技術發展的條件下,雷擊對電力系統的安全性和可靠性仍有巨大的威脅,加強電力系統防雷措施是電力企業發展的當務之急。下文從雷擊產生的原因及對電力系統的危害著手,對電力系統防雷措施做了簡單介紹。
一、雷擊產生的原因及對電力系統的危害
雷電是一種常見的自然現象,一旦發生雷電危害將會產生極大的破壞力,造成嚴重的經濟損失和人身安全事故。如果電力系統遭到雷電的破壞,將會產生以下問題:第一,直雷擊。直雷擊是指雷電直接作用于變電設備之上,雷擊的過程中沒有任何物體阻攔,事故發生后的危害較其他形式而言明顯偏重;第二,在雷云以下位置,通常會產生靜電現象。這種危害與電力系統的架線高度有直接關系,通常架線越高靜電產生的危害越大,架線越低靜電產生的危害越小。靜電通常以感應電壓的形式對電力系統產生威脅,在采取防雷的過程中必須高度重視靜電的危害;第三,如果電力系統周圍產生了電磁感應,受電磁感應的影響也會產生雷擊事故。電磁感應引起的雷擊事故通常由引下線引起,引下線一般埋在地下,地下埋設的金屬磁場效應的影響,當發生雷電后,通過地下先引起磁場效應的改變從而產生雷擊事故;第四,目前,絕大部分建筑物周圍均設有防雷系統,常見的防雷設備有避雷針和避雷網等,如果發生雷電,雷電一旦擊中這些避雷設備,設備必然會產生電子效應,隨即會產生一種上升的高壓,該高壓通過接地線返回避雷設備從而引發雷擊事故;第五,發生雷電后,如果雷電直接作用到配電線路上,與靜電流發生過電感應后,這兩種電流匯集在一起同時進入設備中,會導致設備受到一定程度的破壞。
二、電力系統防雷的重要性
隨著電子技術在電力系統中的應用,我國各行各業的生產建設均采用了電力系統的輔助,這在一定程度上提高了行業的生產效益,為提高行業的整體競爭力打下了堅實的基礎。在電力系統中,微電子設備上采用了新型的電力技術,因此,企業必須高度重視這類設備的保護工作。近幾年,隨著城市規模的擴大,我國電力系統的覆蓋范圍不斷增加,其中農村電網的范圍占據較大的比例,部分偏遠山區變電所的選址和電力調度工作受嚴峻的地形因素和土壤條件的影響難以順利開展,導致系統原本應該保持的電阻與電力系統的規范要求相差甚遠,該區域電力系統的防雷效應也就明顯偏低。面對雷雨天的威脅,設備一旦受到雷電的侵害,很容易發生嚴重的雷擊事故,導致電力局或者電力系統中相關設備受到嚴重的損壞,從而影響電力系統的正常運行。因此,電力企業要想在激烈的市場競爭中穩步發展,必須結合電力系統運行的實際情況重視防雷工作,為提高電力系統的運行效益打下堅實的基礎。
三、電力系統防雷措施
(一)電力系統中自動化系統的防雷措施
電力系統中自動化系統的防雷措施要求滿足以下要求:第一,使用TVS進一步增強微電子器的耐沖擊能力。瞬態電壓抑制器在電力系統中的應用可以有效解決微電子器遭受雷擊后的耐沖擊能力,因此,操作人員必須選用新型的TVS管,為提高電力系統的防雷性能提供保障;第二,采用UPS與過電保護。感應雷沿著室內的雷電侵入后,室內電壓會不斷生該,因此,必須對電源采用司機保護,進一步提高電力系統中自動化系統的抗雷性能;第三,利用接地電阻和屏幕保護,在減少電磁干擾的同時,還能保障有效的隔離時間,進一步提高電力系統中自動化系統的防雷效益。
(二)程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施
電力專用通信網在現代社會發展過程中發揮著至關重要的作用,是現代電網安全穩定運行的三大支柱之一,程控交換機是電力專用通信網中的關鍵組成部分,該系統一旦發生故障,不僅會引發嚴重的經濟損失,還會給電力系統的正常運行產生極大的危害,因此,電力企業必須加強程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施。
1、合理綜合布線
程控交換機的布線十分復雜,在設計布線方案的過程中必須考慮雷電安全等問題,布線工作主要涉及程控交換機中的繼線、內線以及室內接地線等布設。程控交換器的傳輸網絡通常沿著特定的信號電纜槽布線,盡量與建筑物結構保持緊密的聯系;不同等級的電纜不應該敷設在同一電纜槽內。
2、確定分流限壓的措施
程控交換機在采取防雷措施的過程中還應該確定分流限壓。安裝在室內的程控電話和專用數據線路應該安裝線路避雷器,在選擇線路避雷器時必須保障啟動的電壓是保護線路信號電壓峰值的1倍左右。如果室外需要安裝接收裝置,操作人員應該在天線位置安裝相應型號的避雷器。
(三)在電力系統中應用避雷針應注意的問題
1、注意避雷針自身過電壓防護問題
避雷針屬于過電壓保護電器的范疇,避雷針本身存在過電壓防護的問題。電力系統中雷電過電壓和操作過電壓中存儲的能量比較少,避雷器泄流可以起到一定程度的限壓作用。如果電壓的能量非常充足,其頻率通常是工頻的幾倍之多,如果頻率與工頻電源頻率保持一致,此時暫態過電壓對避雷器有比較嚴重的危害。碳化硅避雷器暫態過電壓可以承受較大額外力作用,在實際運行過程中動作特性的穩定性較弱,其沖擊放電電壓值不斷降低,一旦遇到暫態過電壓將會產生嚴重的危害。因此,在安裝避雷針的過程中,必須采取有效的暫態過電壓防護措施,在加強結構穩定性能的同時,將所有暫態過電壓限制在保護死區內,進一步提高避雷針的安全性。
2、避雷針自身對電力系統不安全影響
保護間隙和管型避雷針在間隙擊穿之后,保護回路通常不會再出現限流元件,保護動作也會隨之產生接地故障或者相間短路故障等。因此,為了減少避雷針自身對電力系統不安全的影響,電力系統應該綜合使用氧化鋅避雷針,減少避雷針保護作用的過程中引發的接地故障和相間短路故障。
3、避雷針的連續雷電沖擊保護能力
電力系統中的高壓裝置通常能夠承受連續性的雷電沖擊,為了提高避雷針的連續雷電沖擊保護能力,電力系統中必須采用具有連續性雷電沖擊保護能力的氧化鋅避雷針,為進一步提高避雷針的實際作用打下堅實的基礎。
結束語
總之,加強電力系統中各設備的防雷能力是提高電力系統安全性和可靠性的重要手段。因此,電力企業應該在明確雷擊產生的原因及對電力系統的危害后,了解電力系統防雷的重要性,并對系統中各設備的防雷措施進行深入探討,為提高電力系統的抗雷擊能力提供技術保障。
參考文獻:
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關鍵詞:電力系統無功優化
一、前言
電力系統無功優化是保證系統安全、經濟運行的有效手段,是提高電力系統電壓質量的重要措施之一。所謂無功優化,就是當系統的結構參數及負荷情況給定時,通過對某些控制變量的優化,所能找到的在滿足所有指定約束條件的前提下,使系統的某一個或多個性能指標達到最優時的無功調節手段。無功優化問題是從最優潮流的發展中逐漸分化出的一個分支問題。通過無功優化不僅使全網電壓在額定值附近運行,而且能取得可觀的經濟效益,使電能質量、系統運行的安全性和經濟性完美的結合在一起,因而無功優化的前景十分廣闊。
二、無功優化的最優配置
目前,用于求解電力系統無功優化的算法主要分為基于導數的數學規劃常規方法和人工智能優化方法兩大類求解方法。常規方法包括非線性規劃和線性規劃兩種;人工智能方法主要有遺傳算法、模擬退火算法、Tabu搜索方法、神經網絡、專家系統、粒子群算法、免疫算法等。無功電源規劃是一個非線性的混合整數規劃問題,它的特點是既保持了原變量的整數性質,又完整地包括了對潮流的物理模擬,可以在對電網投資進行優化的同時優化運行方式。廣義Bender分解法改變了以往無功電源規劃中采用的對每種預想方式分別求解,并選取最大值作為最終解的方法,而是將所考慮的各種預想方式同列于一個模型中,然后用分解法進行求解。該方法對各種負荷方式、故障方式進行綜合求解,所得出的無功電源配置能滿足系統運行要求,并使系統擁有一個合理的電壓水平。
先導節點的概念應用于電力系統無功配置,該方法可使無功源得到最有效地配置,通過對少量先導節點的監測和控制,無需建立復雜的系統監視全網所有節點的電壓,即可實現對系統電壓的控制。使得從全網的角度看,各節點電壓偏移最小。
1非線性規劃法
由于無功優化問題自身的非線性,所以非線性規劃法(Nonlinear Programming)最先被運用到電力系統無功優化之中。它能夠兼顧電力系統的安全性、經濟性和電能質量,因而受到重視。其形式為設定一目標函數,以節點功率平衡為等式約束條件,利用引入松弛變量的方法將不等式約束條件轉換為等式約束條件,然后運用拉格朗日乘數法構造一個增廣的目標函數,根據Kuhn-Tucker條件,將問題轉變為求解一組非線性代數方程組。由于目標函數和約束條件帶有很大的非線性,將它們與Kuhn-Tucker條件聯立求解在實踐上是很困難的。
因優化中的目標函數和約束條件常常具有二次函數的形式,故二次規劃也常用于無功規劃的求解。采用二次規劃法進行電力系統無功功率綜合優化。目標函數用網損的二次表達式,通過迭代求解二次規劃,利用狀態變量與控制變量之間的靈敏度關系和潮流方程逼近非線性規劃的無功優化問題。在具體實施中,還利用ε-有效約束的概念以減少狀態變量約束的個數,從而減少優化的計算時間。但是這種方法當初始點在可行域之外時,可能會遇到收斂點不可行的問題。非線性規劃是處理無功優化最直接的方法,這種方法的數學模型建立比較直觀,物理概念清晰,計算精度較高。但到目前為止還沒有一個成熟的基于非線性規劃的無功優化算法。現有算法不同程度存在計算量、內存需求量大、收斂性差、穩定性不好、對不等式的處理存在一定困難等問題,其應用受到了一定限制。
2線性規劃法
采用線性規劃法(Linear Programming)進行電網無功優化計算,理論基礎成熟,收斂可靠,計算速度較快,對各種約束條件的處理簡單。無功優化雖然是一個非線性問題,但可以對其線性化之后進行研究,找到一種有效的線性化建模方法,使模型能夠較為準確地反映原非線性無功優化問題,并用一種有效的線性規劃求解方法,得到優化結果的精度就可以滿足工程實際需要。線性規劃法正是本著這種思想提出并加以實施的。由于線性規劃的諸多優點,使之成為迄今為止發展最為成熟的一種無功優化方法。
在確定無功優化的線性規劃模型之后,其求解方法多采用具有指數時間復雜性的單純形法或其各種變形。1984年,美國貝爾實驗室的Karmarkar提出了一個新算法,不僅從復雜性理論上證明是多項式算法,而且在實際應用中也能與單純形法相媲美,就是著名的內點法。該方法主要有投影尺度法、仿射尺度法、路徑跟隨法等,在可行域內部尋優,對于大規模線性規劃問題,當約束條件和變量數目增加時,內點法的迭代次數變化較少,且有很好的魯棒性和收斂特性,許多學者證實它優于單純形法。近年來,研究采用這種方法解決無功優化問題已成為熱點。但是,許多應用中的具體問題仍需要理論上的證明和實踐經驗的積累。
運用內點法的原對偶路徑跟蹤法,求解無功優化非標準形式的線性規劃模型,通過消去松弛變量和部分拉格朗日乘子變量,使得在每步迭代中求解的線性方程組系數矩陣為對稱稀疏矩陣。計算結果表明,當系統的約束條件和變量數目增加時,迭代次數變化較少,即迭代次數對約束和變量的數目不敏感。