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關鍵詞:電力工程設計;電力系統;規劃設計
1電力系統規劃的概念
電力系統規劃除了電力系統外,還涉及日常生活中的方方面面,包括自然環境、社會影響、能源供給以及交通運輸等多個領域。因此電力系統規劃涉是一項綜合性的工作。在電力系統規劃的實際工作中,我們要以社會經濟的需求為基礎,來維系電力系統的正常運行及發展,從而保證我國國民經濟正常發展。電力系統規劃主要由電源規劃、電網規劃等五個具體規劃相互組合而成。其中電源規劃是基礎,通過提前預測電力負荷結果來設計出科學的電力建設方案,從而滿足當前我國巨大的電力負荷需求。而電網規劃是以電源規劃的結果為基礎,電力負荷測試的結果為參考,滿足日常電力系統中的輸電需求,從而合理的進行電網建設,節約建設資金。它的優點主要集中在如下方面:①促進機電一體化的實現。由于電力系統規劃設計時間短,見效快,因此這種規劃設計上手能力很快,便于新手操作。而且這種設計是計算機和自動化結合的產物,切設計編程簡潔易上手,她能夠采用簡單的梯形圖和一些簡單的編程語言,開發和調試非常方便,可以迅速的實現機電一體化的發展;②適用范圍廣。電力系統規劃除了在電力系統使用以外,還可以在不同的環境中中廣泛的開展工作,保證電力系統的不間斷運轉。此外這種技術結合先進的電氣自動控制系統,我們有理由相信,它的應用范圍將會更加的廣泛;③自我修復性強。這種規劃設計在合成中出現了故障,那么它就會進行自我檢測與修復,同時會激起設備的報警系統。
2規劃原則
2.1周期性原則
電力規劃設計前,預估一個期限,電力系統規劃設計工作必須在劃定的這個期限內完成,這個期限就是周期。尤其是那些大型的電力系統規劃要提前進行可行性分析報告,并制定一個合理、完善的規劃方案。從而保證在約定的時間內滿足甲方的要求。這就是電力系統規劃設計的周期性原則。
2.2安全性原則
任何規劃設計工作,首要保障設計規劃的安全性。在實際工作中一定要排除安全隱患,防患于未然,同時在必要的時候要對系統提前進行安全檢測。這就是電力系統規劃設計的安全性原則。
2.3成本性原則
相關從業人員在進行規劃設計工作的同時,更要考慮電力系統設計的成本。做到既能保證系統的正常運轉,也可以降低設計成本。把握好二者的平衡,從而實現利益的最大化。
3電力系統規劃的任務及操作步驟
3.1規劃的任務
電力系統規劃有如下任務:①探究并科學的規劃出周期內的負荷;②在規劃中探明確能源分布狀況以及其周圍的運輸狀況;③查明電站的輻射范圍,并進行詳細記錄;④根據規劃中的實際工作情況來對電網發展進行設計。
3.2規劃的步驟
電力系統規劃通常遵循如下步驟:①收集相關資料,明確能源分布、交通運輸狀況、電站的輻射范圍。將收集好的資料按類歸檔;②分析資料,從中提煉重要的信息,并預測負荷;③以電力負荷的數據為基礎,制作相關的輸配電方案并擇優實施;④執行方案,來證明其方案的可行性;⑤繪制圖表。
4電力工程設計中的電力系統規劃設計
4.1電源的規劃設計
電源的規劃設計在電力系統的規劃設計中有著無可替代的作用,因此在進行實際設計工作中要統籌兼顧,深入掌握并分析電源規劃和電源處理的兩種情況。常見的電力電源包括地方電源及統調電源。通地方電源指的是水電站與企事業單位中私有形式的發電機;統調電源則是指日常生活中所見到的發電廠。依據不同水文期的電源出力情況來進行電力系統的設計。
4.2電氣計算方式
(1)穩定計算法。穩定計算法通過電力系統出現的故障來確定電力系統的穩定性。在實際設計規劃的工作中,通過電力系統電壓及其頻率的計算,參數的校對來保障電力系統的穩定發展。(2)潮流計算法。準確的掌握電力網絡中功率和電壓情況,核算出電力網絡運行的單元,將核算的單元控制在一定的范圍之類,這就是潮流計算法。(3)短路電流計算方法。先對電網中比較反常的電流值進行全面的計算,然后再進行全面地檢驗和試驗,最后再計算出電流出現的短路的電流。之后根據相關電流的使用選擇更加合理的繼電保護裝置。如果電路在之后發生故障的話,那么就可以將電源迅速地切斷,這樣可以很有效地將損失降低到最小。
4.3電力計算的注意點
在設計的過程中,主要注意以下幾點:需要先對電力系統中發電容量設備進行全方位地確認,然后再堆年內增加荷退役地設備的容量進行全面的概括和估計。此外,還要將系統中所需要的備用容量和調峰容量進行全面地平衡,以此滿足不同季節的使用需要。對于水電廠荷火電廠的運行方式也要合理安排,并通過合理的安排從而使得水力發電能夠發揮出最大的功能。而在整體計算的過程中,也需要精確地計算整體染料的數量荷質量,對于系統荷地區之間的電力荷電量交換進行全面而詳細的分析,這樣才可以為今后電力系統的規劃和發展提供更加可靠的依據。
5接入系統的科學性與科學規劃
電網在規劃實施之前,首先要對如何接入進行充分考慮并制定出接入方案,接入方案要在節約能源的這一大前提下結合實際的設計方案、建設時間,制定出供電電壓。電網規劃要站在科學的角度上,并在規劃中處處為人民著想。因此在電網規劃工作中既能保證其正常的運轉,滿足廣大人民的用電需求,更要在系統發生故障的時候也能保證電力系統的安全、可靠運行。
6結束語
綜上所述,好的電力系統規劃網絡能夠使得整體的電力系統朝著高電壓等級、大容量和中遠距離輸送的方向更好地進行發展,從而從根本上有效縮短我國電力系統和網絡的發展周期,從而使得我國的電力系統更好地向前發展。而在將來,我國的電網系統也會朝著更加安全、高效和節能的方向發展,從而更好地滿足整體社會發展的需求。
參考文獻:
[1]李天力.分析電力工程設計中電力系統規劃設計應用[J].低碳世界,2016,(25):32-33.
關鍵詞:電力系統;電力工程;應用
前言
目前,我國的經濟發展有了長足的進步,人們的生活質量有了大幅度提升,故此在用電需求上也得到了增加。為能夠有效保障電力系統的穩定可靠安全的運行,對電力資源最大化的得到節約,電力系統規劃設計就是最為關鍵的環節,這對整個電力工程的運行效率都會產生影響。故此加強這一領域的理論研究對實際有著重要的意義。
1.電力系統的規劃設計及方法分析
1.1電力系統規劃的內涵分析
現階段我國對電力的需求及質量都有著要求上的提高,電力系統的安全穩定運行是保障人們正常用電的基礎,所以對電力系統的科學規劃就顯得比較重要。而電力系統主要就是通過配電以及輸、發電等環節所組成的電能生產及消費的系統,其主要功能就是將一次性能源發電動力裝置轉換成電能形式,在輸電的支持下將電能供應給用戶,所以它是我國國民經濟系統中的重要子系統。對其進行有效的規劃就是結合某地區內人口、經濟和工業發展規模等實際情況,進行對電力的負荷加以預測,同時對各分區進行電力電量的平衡分析,對可能出現的盈缺情況加以預測。然后論證規劃方案的經濟可行性,對相關的設備等一系列內容進行科學合理實施。
1.2電力系統規劃的方法分析
電力系統在實際的規劃過程中必須要結合實際情況進行,電力系統規劃設計的主要方法是通過對原始資料進行的,任何設計規劃不能一次性就設計出最佳的方案,是在不斷的完善改進過程中進行的。故此對電力系統的規劃設計也如此,要能夠將前期的工作基礎做好,將電力負荷的相關資料進行詳細的搜集,要結合當地的經濟發展狀況進行規劃設計,只有這樣才能夠將電力系統規劃設計的效果以最佳形式呈現出來。
2.電力工程系統設計規劃注意事項及應用分析
2.1電力工程系統設計規劃注意事項分析
我國的電力工程建設規劃正不斷的擴大規模和完善,其中的系統電壓在不斷提高,以及電源的容量也得到了全面上升,這些方面的變化使得電力系統的規劃設計就發揮著關鍵作用。所以在規劃設計的初級階段要能夠將準備工作完善做好,對數據的收集以及數據庫的建立等,都要能夠加強力度,這些也會之后的相關工作打下了堅實基礎。對相關的基礎性數據的建立是一項長期工作,同時也是整個系統規劃設計的導向,這就需要在這一方面的網絡基礎數據進行及時有效的更新,并要形成規劃的相關報告,如此才能夠設計的更加科學化與合理化。
2.2電力工程設計中電力系統規劃設計應用分析
針對電力工程設計中的系統規劃設計可將其分為長期與中期電力系統發展規劃類型,具體的規劃設計當中,主要有近區電網電源規劃情況和出力分析,以及工程所在區域電力負荷預測及特性分析等。在電力負荷預測及分析層面,對擬建電力工程附近片區進行電力負荷預測以及分析這是一項基礎性的工作,對電力工程的設計主要進行十年以內的中短期負荷預測,也就是圍繞著國民經濟運行及發展所進行的。非負荷進行預測的方法是多樣化的,其中的專家系統和模糊理論等新的方法所起到的作用比較關鍵。另外從電源的規劃層面來看,這是電力系統規劃設計的一個核心內容,對擬建工程周邊電網電源規劃進行統計以及對電源的出力情況進行分析是論證單項電力工程建設必要性的重要依據。從實際情況來看,電力電源的類型主要有地方電源及統調電源兩種,所謂的統調電源主要是大型的發電廠對電網調度的統一所使用的電源,而地方電源則是一些比較小型的水電站。具體的規劃過程中,新建電源機組會出現逐年投產的情況發生,這就需要對電源的出力情況進行詳細的分析統計。再者就是電力的平衡在電力系統規劃設計當中的約束條件,這就需要結合前面的負荷預測及電源出力的情況進一步的對電力工程的布局和規模等進行詳細的分析。對電力電量平衡進行分析的過程中,分區間的電力電量交換也要進行充分考慮。為能夠說明電力系統當中項目工程的地位及作用,要按照工程所在地網絡特點及負荷分布等情況,在經了政府部門的審批之后接入系統就能夠被提出,同時運行方式和供電電壓的內容也要得到充分考慮。還有就是對電力系統規劃設計中的電氣計算環節,在這一過程中主要包含著幾個重要層面的內容,也就是穩定計算機潮流計算和務工補償計算、短路電流計算。然后通過各種電氣計算的結果進行分析項目接入方案安全性及可靠性等,對設計的方案進行比較擇取最佳方案。對電力系統規劃設計方案過程中的準備階段主要是了解在大網地區基本情況和特點加以了解,對現有的統調電源及線路等方面的資料進行收集,將其作為電力電網現狀設計的基礎數據,接著就行調度。通過對電力系統中發電動力裝置的轉化,再進行輸電及變電和配電等程序。對電力系統的細節進行設置,保證輸電穩定性,在規劃的重點上要得到重視,主要就是規劃周期,規劃設計成本,安全這幾個重要方面。例如在規劃設計的成本方面對電力系統規劃時,對元件以及電纜和設備等都有著重要的影響,這一過程的規劃設計就需要對電力系統功能方面都要達到相關要求,在保證質量的同時將投入實現最小化。電力網絡的基礎數據對電力系統規劃設計有著比較重要而對意義,所以要不斷的更新及完善基礎數據,這樣才能夠更加有利于電力工程設計的科學性。
3.結束語
綜上所述,電力系統的規劃設計作用及影響的進一步擴大,也將對電力工程的設計起到促進作用,隨著我國的電網電壓及電網的規模不斷擴大,也需要更加科學的電力系統布局。在這一過程中要能夠結合實際的情況進行設計規劃,注重人才的培養,多角度的分析問題,如此才能夠最大化的提高電力工程的設計質量和水平。
參考文獻:
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[2]華軍.電力系統規劃設計在電力工程設計中的應用[J].科技與企業.2013(05)
關鍵詞:電力遠動自動化;電力遠動測試系統;遠動規約網絡化
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
現代電力系統不斷的發展壯大,電力系統設備也相應的越來越多,在為電力系統提供更多選擇的同時,也出現了設備兼容性問題。電力遠動自動測試系統的出現,在很大程度上滿足了這一需求。電力遠動自動測試系統,特別是IEC104規約監測系統的出現,實現了遠動部門規約監控和遠動部門維護。想要使這種電力遠動自動化測試系統更好地發揮作用,就必須對電力遠動自動化測試系統功能、原理及電力測試系統設計和實現進行分析驗證。怎么樣才能更好地對電力遠動自動化測試系統進行相應研究,已經成為相關部門的熱點討論議題。
1 電力遠動自動化測試系統功能及原理
1.1 電力遠動自動化測試系統功能
電力遠動自動化測試系統是由便攜式測試儀和軟件測試平臺構成的。其中測試儀軟件平臺不僅能夠與高版本USB接口進行連接,同時其軟件平臺中的數據也能更好地滿足兩個平臺之間的實時交換。便攜式測試儀一般是由32位處理器、實時嵌入式系統、液晶顯示器及觸摸屏構成的,它作為獨立軟件平臺,不僅是能實現誤碼測試、通道測試和規約測試,還能實現模擬主站和模擬子站之間的測試,同時也能滿足不同通道測試需求;而軟件測試平臺一般是以Win—dows操作系統建立起來的軟件平臺,這種平臺不僅能與軟件平臺更好的配合,同時也能實現不同種類復雜測試、分析和存儲。
1.2 電力遠動自動化測試系統原理
電力遠動自動化系統工作原理一般是以PSCN為傳輸通道進行傳輸的,它能以用戶接口方式進行傳輸,并以管理控制測試模式實現對遠端控制模塊的控制,將接收RAM芯片測試命令和執行其命令,最后會自動完成所監測到的遠動數據通道測試。在此基礎上將測試結果傳送給控制中心,控制中心會對測試結果進行匯總,并將其故障位置顯示在拓撲圖上以生成最終測試報告,以便更好地解決故障,如圖1所示:
圖1 電力遠動自動化測試系統原理
從圖中1可以看出被控站和集控站之間的傳遞聯系。被控站能以支路的形式接收主控站數據,并將相應數據送至集控站,之后集控站再將相應數據送至中心站。
2.遠動裝置的不同發展階段
電力系統運行的初期階段,由于設備的限制,調度中心無法及時地了解和監視各廠站設備的運行情況,調度員花費很長時間才能掌握全廠供電系統運行狀態的有限信息。信息來源主要依靠一些自動裝置、電活以及運行人員的經驗來調度和操作,因此不能有效地管理電網。由于實時性差,有時會使故障得不到及時的處理而擴展,直接影響供電企業的安全經濟運行,以致造成較大的經濟損失。
第二個發展階段是遠動技術的采用。安裝于各個變電站的遠動裝置,采集各廠站的負荷情況,各線路電流、電壓、功率等實時數據以及各開關的實時狀態,然后通過控制電纜傳給調度中心并直接顯示在調度臺的儀表和模擬屏上。調度員可以隨時看到這些運行參數和全系統運仃方式,還可直即“看到”開關等設備的事故跳閘(模擬屏上相應的圖形閃光)。調度中心可以有效地對全廠供電系統的運行狀態進行實時監控。調度員還可以在調度中心直接對某些開關進行投入和切除的操作。這種布線邏輯式的遠動裝置的采用,使電力系統可以實現最基本的遙測、遙信、遙控功能。
第三個發展階段是電子計算機在工業控制系統中的應用。現代企業生產規模越來越大,對電能質量及供電可靠性的要求越來越高,人們對系統運行的經濟性也越來越重視。全面解決這些問題,就需要對大量數據進行復雜的分析和計算。監控系統需要裝備類似人的“大腦”的設備,這就是電子計算機。以計算機為核心的電網監控與調度自動化系統的基本結構
3 電力遠動測試系統設計與實現
就目前來看,電力遠動測試系統是以用戶的技術需求和功能需求為基準進行設計的。它在設計中采用主CPU芯片,選用這種芯片是因為芯片中含有16/32位微處理器技術和其最高頻率能達到66 MHz。電力系統以太網接口選用AX1 1015單片機。這種芯片最大的優勢是能集成以太網接口電路,同時也能兼容10M 和100 M網絡,再加上其中的T0E模塊的高數據處理能力,能及時對100MIPS發出的指令進行處理,進而提高系統工作效率。而新興的規約分析也是在芯片中完成的,以SPIBus串口通信方式實現數據傳輸的,主要任務是將數據送至主CPU進行相應判斷、統計和顯示處理,并將AX11015片上的數據存儲在EE—PROM 中。如果主芯片需要以以太網為依據進行SPI總線通信傳輸的時候,可以將RJ45線與LAN網應用在AX11(315芯片上,以實現TCP/IP協議的網絡通信。其系統結構圖如圖2。
圖2 電力系統以太網接口電路
從圖2中可以看出,ARM 芯片的應用能使系統中電源開關相關功能以觸發的形式在測試系統中形成。當相應軟件在運行過程中出現死機或相應異常現象,系統中的看門狗就能進行系統修復工作。主芯片之間的中斷和看門狗功能的實現,在一定程度上能保證系統穩定、可靠運行,同時也能更好地對日常生活中出現的相應狀況進行處理。電力遠動自動化測試系統一般是由嵌入式模塊來實現的,這種嵌入式軟件是以RAM和AX1 1015模式為主的通信模式。RAM 作為主機,其主要作用是發送數據和命令,而AX11015作為從機,其主要作用是接受RAM 命令并執行和處理數據。而其數據處理一般是在以太網中進行的,之后的規約解析則是在AXl1015中進行的,最后將處理好的數據送至S3CA4BOX處理。數據經過處理之后,是需要規約系統進行監控的。就目前來看,EC104規約測試系統能更好地實現監控,并能更好地實現主站和子站之間遠動信息的輸送,同時也能對這些遠動設備進行相應操作,以便更好地發揮其作用。
4 結束語
自動化系統中的遠動通道作為連接主站和子站的系統重要環節,是連接主站和端站的神經,遠動系統能否正常且穩定運行,將直接影響著電力自動化系統的正常運行。特別是在計算機網絡通信技術發展的今天,電力系統需要傳輸的數據比較多,難免會有遠程數據。為了更好地對數據進行處理,使遠程傳輸的可靠性和安全性得以保證,就應該采用電力遠動自動化測試系統。IEC104規約測試系統的出現在一定程度上滿足了這個需求。
參考文獻:
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【關鍵詞】110kv輸變電工程 可行性 研究方法 研究要求
前言
目前,我國電力系統的高壓輸變電工程呈現出長距離、大容量的特點。而國家電網公司的500~110kv變電工程規劃正從“隨意剪裁”向“成衣定制”轉變。在國家電網輸變電工程設計中應當滿足安全可靠、環境保護、高效運行、技術先進的原則,并達到靈活性和經濟性的統一協調。因此,在對110kv輸變電工程的可行性研究時需要考慮多方面的綜合因素,從而保證在降低輸變電站工程成本的同時,還要保證其高效率的運行。
1 110kv輸變電工程可行性研究的工作流程
根據現階段國家電網公司電網項目前期可研工作的特點,110kv輸變電工程的可行性研究工作需要一定的流程:首先,編制的長期、中期和短期的電網規劃,并采用滾動修編的方式來對規劃項目進行不斷修正,從而實現電網規劃的整體目標。并且開展每年的各區域的接入系統設計,以確定柱網架方案并結合地區負荷發展的趨勢來研究地區電網網架方案,從而確定出相應的輸變電項目,并確定下一年度或后三年的電網擬建項目。其次根據系統接入設計的方案,開展具體的110kv輸變電項目的可行性研究工作,一般需要分為三個階段:接入系統設計論證、工程可行性研究設計、匯編報告。一是,可將單個110kv輸變電工程項目的接入系統設計與地區系統設計相互結合,統籌考慮工程項目接入系統方案。二是,在系統接入設計方案的基礎上,對變電站站址、輸電線路路徑等進行方案設計、可行性分析、投資估算等,從而形成可行性報告。三是,地區輸變電工程項目按照可行性研究評審意見,對設計方案、投資估算等進行調整,最終形成審定版輸變電工程可行性研究報告。
2 接入系統報告的編制
(1)工程建設必要性的論證。①設計依據。主要是110kv輸變電工程方案的設計的現實依據、理論依據以及設計的原則等內容的闡述。②電力系統現狀的描述。主要闡述本區域內的電力系統現狀,包括各級變電所的數量、網絡結構、變電容量、各電壓等級線路的長度以及分區容載量等,還包括供電電量和質量、線路負載、相鄰供電網絡之間的關系等內容。并詳細分析電網存在的問題。③預測負荷。根據每年的電力規劃和歷年負荷預測的材料,分析負荷的發展趨勢,并找出影響發展趨勢的因素,從而給出負荷預測和其特征的分析建議。④電力、電量的平衡安排。描述相關電網設計的水平,并進行分區、分層的電力平衡。⑤對設計水平年的電網建設項目和電源以及相關的電網規劃進行概述。⑥從滿足負荷發展的需要以及完善網架結構、供電可靠性、減少供電網損和打開電磁環網等角度論述輸變點工程的必要性,并根據工程項目所在地區電源建設的規模和進度,確定合理的供電區域,并對施工進度提出相應的要求。
(2)接入系統的可行性研究方案。①擬定接入系統的方案,該過程包括對原有網絡特點、電網規劃以及負荷的分布狀況等內容進行考察,進而以評價結果為依據來制定方案。②對所擬定的接入方案進行多方面的比較,包括經濟性、技術性、可行性、可靠性等方面的比較,進而推薦出合適的既往入系統方案。此外,根據設計方案的特點,在必要時還需要對潮流、穩定以及短路電流等進行計算,以保證方案的穩定可靠性。③無功補償平衡。對本期設計的推薦方案進行務工平衡計算,以確定本期和遠期的無功補償裝置的容量(包括總容量和分組容量),進而選擇合適的變壓調壓方式。④確定工程變壓器單組容量等主變參數。該過程可依據分區分層的電力平衡結果,在結合系統負荷和潮流的情況,進而確定相關的參數。⑤確定線路形式和導線截面。該過程需要考慮電網的發展和運行網損的情況。通常根據電網運行方式和事故運行方式下的最大輸送量來確定。⑥合理確定電氣設備的主變參數,如阻抗、接地、調壓等。⑦工程規模評估。通過上述的論證,來確定應建工程的規模。對于改建工程應當詳細說明工期等狀況。
(3)擬定系統的二次方案。該方法主要是根據一次系統的推薦方案,對二次系統采取的保護等措施,還包括,電能量計費系統和二次安防以及系統通信等方案的設計。
(4)圖紙。圖紙對工程的施工更具有指導作用。按照接入系統的報告要求,需要提供一下設計方案圖:第一,電力系統現狀地理接線圖;第二,本期工程接入系統后的聯網方式圖。第三,電力系統的遠期規劃圖;第四,光纖通信網絡圖(包括拓撲、線路、長度等)。
3 可行性研究報告的編制
110kv輸變電項目工程的可行性研究報告需要包含以下內容:一是,對電網項目的必要性和接入系統方案的論證,并對本期及遠期規劃進行說明,同時提出二次系統的設計方案和電氣設備的主要參數要求。二是,通過對輸變電工程項目進行全面的比較,得出經濟上和技術上更好的方案,進而提出選址、路線建議和變電、線路等工程的設想。
(1)工程建設的必要性論證和接入系統的方案研究。在對工程建設的必要性論證時需要要對電力狀況和電網存在的問題以及負荷預測、電力平衡安排、電網規劃、建設進度等進行詳細描述;在對接入系統的方案研究時,需要對二次系統進行保護并對通信方案、投資估算等方面進行可行性研究。
(2)變電站選址以及線路路徑的選擇工程設想。在選址時,需要對人文地理、工程地質水文條件以及環境保護、設備穩定可靠運行等狀況進行綜合研究,進而得出可行性結論,在原則上應當提出至少2個選址方案。在對變電站工程設想上,需要對本期和遠期的規劃以及電氣主接線等選擇提出初步意見,并做好各級變電的位置坐標,并根據工程的實際情況來設想其工程中的地基、輸電、變電等內容。
(3)投資估算。投資估算時評價方案可行性的重要因素。應根據設計的方案和工程設想來編制輸變電工程建設項目投資和編制估算費用詳表。
(4)圖紙。可行性報告一般要求提高的設計圖紙有電力系統現狀的地理接線圖、接入系統設計圖、選址地理位置圖、線路路徑的走向圖、平面的總布置圖、電氣主接線圖、線路路徑方案圖、塔桿和基礎型式圖以及大跨越平面截圖,同時還要對相關工程的重點做出詳細的說明。
4 結束語
隨著我國經濟社會的發展以及人們生活水平的持續改善,用電需求不斷地增加,給電網的穩定運行帶來了一定的壓力,而110kv輸變電工程的規范化和標準,能夠有效的保證電網輸電的質量。在工程建設前需要對其加強可行性研究,并結合經濟性、安全穩定性等原則要求,在對可行性研究時,結合工程本期電網的狀況,并對未來電網規劃進行展望,從而確定合理、科學、可行的建設方案。
參考文獻:
[1]任鐵平,賀凱軍,唐外文,吳云.110kv輸變電工程可行性研究的方法與要求[J].湖南電力,2008(02).
1、課題來源
本課題為某110kv中心變電站110kv線路保護記主系統設計課題。該變電站是最末一個梯級電站,裝機容量600萬千瓦,年發電量301億千瓦時,用地總面積為8070.1374公頃。向家壩水電站110kV中心變電站為向家壩水電站提供施工供電電源和電站建成以后作為廠用電備用電源的一座變電站。設計容量為350MVA,電壓等級為110/35/10kV, 110kV進出線有5條,中壓35kV側有10 回出線,低壓10kV側有20 回出線.
2、設計的目的和意義
110kV變電所是電力配送的重要環節,也是電網建設的關鍵環節。變電所設計質量的好壞,直接關系到電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行。它是聯系發電廠和用戶的中間環節,起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發電廠變電所主要環節,電氣主接線連接直接影響運行的可靠性、靈活性。它的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定。
隨著變電所綜合自動化技術的不斷發展與進步,變電站綜合自動化系統取代或更新傳統的變電所二次系統,繼而實現“無人值班”變電所已成為電力系統新的發展方向和趨勢。
3、國內外的現狀和發展趨勢
目前,我國小城市和西部地區經濟的不斷發展對電能資源的要求也越來越高,西部主要是高原地帶,在高海拔的條件下,農村現有的變電技術遠達不到經濟的快速發展,這也在一定程度上影響了西部地區和中小城市變電技術的推廣和應用技術的深化。因此,一方面需要創造條件有針對性地提高對小城市以及農村的變電站的建設,加強專業知識的培訓來提高變電技術;另一方面,可以通過媒介積極開展技術交流,通過實踐去體驗、探索。
當今世界各方面因素正沖擊著全球電力工業,在國外變電所技術有十分劇烈的競爭,而世界范圍內的變電所都采用了新技術; 其次,不同的環境要求給所有的電力供應商增加了額外的責任,使電力自動化設備尤其是高壓大功率變電站的市場開發空間大大拓展。另外高壓變電所的最終用戶對變電站的自動控制、節能、環保意識越來越強烈,迫使其上游提供者尤其是系統集成商更加重視地區性電能分配技術方面的需要,所以變電所在世界上飛速的發展,從而要求我國變電技術上也要加入世界先進的變電技術行業。
隨著電網建設改造和110kV變電所深入負荷中心與電網配電自動化系統的實施,要求電網變電所既要安全可靠地向用戶供電,又能與配電網自動化系統資源共享,實現變電所遠動通信,實時數據測量和采集,電氣設備運行監控,一、二次設備實時運行狀態監測,防誤操作閉鎖、電容器的自動投退,主變有載開關的自動調節,小電流接地系統的選線以及繼電保護和自動裝置的投退,定值的檢查和遠方修改等功能,從而在配電網絡正常運行時,能監視各種運行工況,優化運行方式,合理控制負荷,調整電壓和無功功率,自動計量計費。在配電網發生異常或故障時,能迅速查出異常情況并快速切除,隔離故障,迅速恢復非故障線路供電。要實現這些功能,采用常規變電所的一、二次設計,選用傳統的二次設備是很難滿足要求的,必須利用先進的計算機技術, 研制和開發變電所自動化系統,以全微機化的新型二次設備代替常規設備,盡量做到硬件資源、信息資源共享,用不同的模塊軟件實現常規設備的各種功能,用計算機局域網代替大量信號電纜的聯接,用主動模式代替常規設備的被動模式。 變電所自動化系統,不僅功能上滿足了配電自動化的要求,而且集微機監控、數據采集和微機保護于一體,將調度自動化、繼電保護、變電管理和通信等綜合為一體,做到硬、軟件資源共享。實現了配電網自動化系統和城網變電所的遙控、通測、通信、遙調的要求,并實現了變電所的無人值班運行,同時簡化了變電所二次部分的硬件配置,減輕了施工安裝和運行維護的工作量,降低了變電所的總造價和運行費用。 隨著科學技術的不斷進步,斷路器交流操作技術的成熟,保護和監控系統安全可靠性的提高和對室外環境的適應范圍擴大,小型化無人值班110kV變電所必然向三無(即無人值班、無房屋建筑、無電纜溝道) 方向發展。
4、研究的主要內容及設計成果的應用價值
4.1電氣主接線設計
110kv進出線的接線方式,35kv出線的接線方式,10kv出線的接線方式設計。在進出線路較多時為便于電能的匯集和分配,常設置母線作為中間環節,是線路簡單清晰,運行方便,有利于安裝和擴建。由于本變電站各電壓等級進出線較多,應采用有母線連接。接線方式主要有單母線接線、單母分段、單母分段帶旁路母線、橋形接線、3∕2接線、雙母接線、雙母分段接線。
4.2變壓器選擇
包括變壓器臺數的確定,變壓器容量的確定,變壓器相數的確定,繞組數
量的確定,調壓方式和冷卻方式的選擇。
4.3短路電流計算
在電力系統設計中,短路電流計算應按遠景規劃水平年來考慮,遠景規劃水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。計算內容為系統在最大運行方式時,各樞紐點的三相短路電流和單相接地短路電流。
4.4電氣設備的選擇和校驗
進行設備選擇時,應根據工程實際情況,在保證安全可靠的前提下,積極地采用新技術并注意節約。電氣設備必須按正常工作條件進行選擇。選擇高壓電器,應能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 電氣設備在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動穩定和熱穩定校驗。校驗短路電流一般取三相短路時的短路電流,若發電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統及自藕變壓器等回路中的單相、兩相接地短路叫三相短路嚴重時,則應按嚴重情況校驗。
4.5 110kv線路保護的設計
選擇保護方式時,希望能全面滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。同時滿足四個基本要求有困難時,可根據電力系統的具體情況,在不影響系統安全運行的前提下,可以降低某一些要求。
選擇保護方式時,應力求采用最簡單的保護裝置來滿足系統的要求。只有簡單的保護裝置不能達到母的時,才考慮采用較復雜的保護裝置。
選擇保護方式時應綜合考慮電力設備和電力系統的結構特點和運行特性、故障出現的機率及可能造成的后果、電力系統近期的發展情況、經濟上的合理性等因素。
4.6 應用價值
通過課題的研究與實踐,加深了對所學的專業知識的理解,幫助綜合所學知識,并用于工程實踐。通過該課題的畢業設計,掌握工程設計的方法和步驟,為今后的工作奠定堅實的基礎。
5、工作的主要階段、進度
(1)20xx年秋季學期第11周前
接受畢業設計任務書,學習畢業設計(論文)要求及有關規定。
(2)20xx年秋季學期第12~21周
閱讀指定的參考資料及文獻(包括10萬個印刷符號外文資料),基本完成開題報告、外文翻譯等任務。
(3)20xx年春季學期第1至5周
寫出第一章概論和第二章理論分析。
(4) 20xx年春季學期第6至12周。
初步完成畢業設計,全部成果交指導教師批閱。
(5)20xx年春季學期第13至14周。
修改、整理和定稿。
(6) 20xx年春季學期第15周。
畢業答辯。
6、最終目標及完成時間
完成《金沙江向家壩110中心變電站110線路保護及主系統的設計》 完成時間:第15周
7、現有條件及必須采取的措施
已完成《電路》、《電子技術基礎》、《電力系統分析》、《電力系統繼電保護》、《發電廠電氣部分》等課程學習,并對電力系統的一次及二次部分有一定的了解。在設計中必須采取充分利用自己的資源和學校的資源的措施。
8、協助單位及要解決的主要問題
本課題的完成需要解決電氣主接線,電氣設備選擇等技術問題,需要得到指導老師和學校的大力支持和幫助。
參 考 文 獻
【1】電力工程電氣設計手冊(上冊、下冊)能源部西北電力設計院,1998
【2】許建安 王風華編 電力系統繼電保護整定計算 中國水利水電出版社 ,2007.8
【3】張玉諸發電廠及變電所二次接線 華北電力學院 ,1984.10
【4】電力設備選型-手冊 中國水利水電出版社,2007.1
【5】工業與民用配電設計手冊第三版 水利電力出版社,2007.4
【6】江蘇省電力設計院 35-110kV無人值班變電所--典型方案設計 中國電力出版社,2002.1
【7】安徽省電力公司編 35-110kV箱式變電站模式設計 中國電力出版社,2003.9
【8】關于建設35kV或10kV變電站方案的技術經濟比較 中國建設信息,2007.6.
【9】數字化變電站建設中需要注意的幾個問題 江西電力,2007.3
【10】箱式變電站在中低壓電網中的應用 山西電力,2007.7
關鍵詞 變電二次設計;變電站;注意事項;問題探討
中圖分類號TM63 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)104-0081-02
1 變電二次設計設備選型時需要注意的問題
在變電二次設計中,質量與精準度是很重要的點,因此,在設計中,設計者必須十分重視這兩個因素,兩者其中一方發生問題都會影響到整個電力系統的正常運轉。如果質量達到了設計的標準,卻沒有考慮到其精細度,因此在電力系統工作的時候會給整個系統的穩定性帶來一定程度的影響,嚴重時會使變電站內的主要裝置損壞。二次系統的安全問題以及精準度都是保證整個電力系統正常運轉的關鍵所在,所以在設計過程中應該謹慎處理這一問題。
1.1變電站后臺系統設計需要注意的要點
變電站后臺監控系統的主要作用是監控變電站電力系統的工作情況,同時能及時報告變電站的工作情況,因為變電站后臺系統的工作時間較長,對變電站后臺系統的設備也有了更高的要求,希望能確保后臺系統的工作效率。
根據以上幾點情況,設計者在設計變電站系統的時候一定要考慮系統的工作環境等因素對系統運轉帶來了的不利影響。如果系統出現了問題,處理這些問題的方法必需是要對系統的運轉進行長遠考慮,從而確保工作的順利進行,保證電力系統安全性和可靠性,降低系統工作中出現電源中斷與電流波動的現象,避免系統運轉中受到外界信號的干擾等。
1.2設計零序保護作用時需要注意的問題
在我國,通常情況下在110kV或者是110kV以上工作的電力系統往往會出現單向接地的現象,因此在設計程序保護系統的時候,設計者必須謹慎考慮,確保此保護系統在發生單向接地現象的時候能夠及時的關閉電流,能夠起到保護變電站的作用。
1.3設計母線電壓切換時需要注意的問題
變電站中一般采取的是雙母線的接線形式,在變電站的工作中,往往是直流電源以及二次母線電壓支持系統的運轉,而這些都能夠通過母線的輔助連接來進行一切的安全保護任務,如果母線電壓發生了故障,那么就會產生失壓的危險問題,繼而就會使系統出現錯誤運轉,出現比較嚴重的現象。所以,為了防止這樣的現象發生,設計人員在設計系統的過程中最好的方法就是把切換繼電器轉變成雙位置繼電器。
2 二次設計需注意的細節問題
在變電二次設計過程中,往往會忽視許多細節問題,而某些細節問題產生的影響是很大的,也許在測試過程中沒有被發現,也許經過長期運轉后也不會發生什么問題,但是很有可能在事故發生中起到推濤作浪的不利因素。所以設計者一定要在設計中不斷豐富經驗,注重細節問題,不然會給設備、裝置的工作造成嚴重的影響。
2.1二次電纜的相關問題
設計二次電纜時要按照二次回路的主要特性來設置電纜的趨向。例如在部分設計中設計者為了省事,在主變瓦斯繼電器的閉合電路中只使用了一根電纜,其實在主變本體上有兩個瓦斯繼電器,并且這兩個繼電器不位于同一位置,采用一根電纜會使一些電纜芯露出來,雖然安裝的時候會做一定的防護措施,不過防護措施還是沒有電纜的改裝保護經用,長期這樣就會導致電纜出現損傷,在惡劣的天氣下就極易引起盲流接地。所以設計者在設計二次電纜時應該仔細考慮一個獨立設備使用單獨的電纜,這樣就能防止出現上述這種現象。
2.2防止二次寄生回路
“通過不同熔斷器供電或者不同專業端子對提供電力的保護設備的直流邏輯同路之間不能有一點點電的聯系。”例如使用微機型設備,就關系到輸入輸出的開關量。微機設備如果需要與外部保護產生某種聯系,外部保護的無源空接點通過此設備的光電耦合分隔裝置接入本設備;外部保護要與此設備產生聯系的時候,此設備的無源空接點通過外部設備的光電耦合分隔器件接入外部保護設備。總而言之,保護設備不管是內部還是外部的哪一種回路都需要全部使用此設備的內部電源。外部聯系的閉合電路只允許是無源的,不然就會使不同電源之間形成寄生回路,使電源遭到損壞。
2.3裝置電源的選用需要注意和避免的問題。
一般來說,變電二次設計變電站內部采用的設備大部分是220伏的直流電,不過也不是全部都是這樣,監視控制主機與其他的一些設備要求的是交流電,現在大部分變電站內應用的電壓還不夠穩定,極易發生事故,經常跳換到低壓電,220伏的電壓對設備進行交流充電,如果電壓跳到低壓,設備充電就會出現失電的現象,這樣電壓就變成了放電過程,為了很好的處理這樣的故障,設計者應用三組電源提供電力,這樣就能夠確保交流負荷用電的安全性,唯有當變電站內的所以設備順利的工作,才能確保整個二次變電系統的安全工作。
2.4變電二次設計過程中遠動系統的調試需要注意的問題
按照不同的調度端來測試變電站的遠動系統,把不同的連接形式當做輸送的介質,確保一起裝置的信息輸送速度和質量都能夠達到標準,同時確保不會使信息的傳輸中斷,而影響工作的正常運轉[3]。在測試遠動系統的自動化設置的時候,設計者必須注意不要只局限于裝置自身的情況,應該把相關的電源和通訊作為自動化設置的主要因素,在測試中重視細節,細化一些設計過程,以免這些細節問題帶來嚴重的損壞。比如:變電站建設在公路附近,這就需要此地方非常平坦,土質為黏土,海拔在兩百米左右,輸電線路通道要夠寬敞,這樣方便線路的安裝以及電氣裝置的安放,整個線路為黃土層帶,地基承載力為2.4kg/cm?,天然重度為2g/cm?,內擦角為23°,這樣的條件能夠給變電二次設計提高更好的環境,使變電二次設計在運轉中更穩定。
3 結論
總而言之,在各種新型技術不斷開發和運用的情況下,給變電二次系統的建設、保護和運轉帶來了很大的利益,不過電力系統的運轉環境還沒有得到改變,這對變電二次設計提出了更多的要求。變電二次設計不僅僅是要抓住重點,更要注重細節問題,使二次系統能真正作為電力系統的可靠屏障。
參考文獻
[1]張曉亮,李江龍.談變電二次設計過程中的細節問題[J].科技情報開發與經濟,2006(24).
關鍵詞:電力電子;教學方法;教學改革;考核方式
作者簡介:姚志壘(1981-),男,江蘇溧陽人,鹽城工學院電氣工程學院,副教授。(江蘇 鹽城 224051)
基金項目:本文系鹽城工學院2013年度校級教改研究項目(項目編號:32)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0052-02
“電力電子裝置及技術”是電類專業的一門專業選修課。[1]該課程是在“電力電子技術”課程的基礎上,進一步介紹變流電路的結構、工作原理、功能指標,電力電子實用裝置的構成、基本電量的計算方法和所有裝置需解決的共同技術問題。[2-3]該課程涵蓋知識的內容多、面廣、難度大、實用性強,能培養學生將知識融會貫通,提高學生綜合應用知識解決實際問題的能力。因此,如何從教學內容、教學方法和手段以及考核方式等方面進行改革值得探討。
一、教學內容的改革
1.理論教學內容的改革
該課程的課時數為40學時。由于它是一門應用性課程,因此需要在書本內容的基礎上,緊跟時代前沿,增加一些當今熱門課題的內容,如:電力電子裝置在新能源發電系統和節能環保中的應用等,以便為學生找工作或讀研找課題提供參考。
選用楊蔭福等編寫的《電力電子裝置及系統》作為本課程的教材。[3]由于該教材第1章中半導體電力電子開關器件和第2章高頻開關電源的內容已分別在“電力電子技術”和“開關電源及技術”課程中詳細講述,因此該課程不再贅述。
所選教學內容具體如下:
(1)電力電子裝置及系統概述(2學時):電力電子裝置及系統的概念;電力電子裝置的主要類型;電力電子裝置的應用概況;電力電子裝置的發展前景。
(2)逆變器(4學時):逆變器概論;單相和三相恒頻恒壓正弦波逆變器;感應加熱電源。
(3)不間斷電源UPS(6學時):UPS的功能及原理;UPS的組成和設計(包括蓄電池組、整流器和PFC電路、逆變器、切換電路、濾波電路、旁路控制電源和系統輔助電源、接地裝置、保護和報警系統);UPS輸出電壓控制。
(4)晶閘管變流裝置(6學時):晶閘管交流變換器;交流凈化型穩壓電源;晶閘管諧振型逆變器。
(5)電力系統用電力電子裝置(6學時):電力系統無功補償;電力系統有源濾波裝置;電力系統諧波與無功功率綜合補償;遠距離直流輸電。
(6)電力電子裝置的研制與試驗(14學時):電力電子裝置研制流程;研究對象的方案論證;主電路設計(包括輸出濾波器、輸出變壓器、緩沖電路、直流濾波電路和主開關器件設計);控制系統及輔助電源設計(包括抗沖擊負荷電路、調壓環節、過溫保護、輔助電源和驅動電路的設計);電磁兼容技術和措施;電路仿真;整機調試與電性能試驗;結構設計和例行試驗。
(7)電力電子裝置在當今熱門課題中的應用(2學時):選擇應用于當今熱門課題的某個電力電子裝置作為教學內容,如:直直變換器在光伏發電系統中的應用、并網逆變器在新能源發電系統中的應用等內容。
2.開設實驗教學內容
為了進一步驗證理論分析,提高學生的實踐能力,應開設一定的實驗教學內容。該課程的實驗教學可以充分利用江蘇省電氣與新能源實驗教學示范中心的新能源實驗室和電力系統無功補償實驗室,完成一些高頻電力電子裝置實驗項目,如:電力系統無功補償、電力系統有源濾波、升壓變換器在光伏發電系統中的應用和并網逆變器在風力發電系統中的應用等實驗項目。
二、教學方法和手段的改革
1.興趣教學,激發學生學習積極性
緊貼社會的要求進行學前教育,把社會的需求和學生學習的需求有機統一,從而激發學生的學習積極性。
學生從高中進入大學后,學習的目標改變了,如果說學生在中小學時是以升學作為他們的目標,那么,進入大學后他們的目標已經轉向了就業。因此,要使學生了解社會對人才知識結構的需求及其變化,使學生意識到該課程作為大四的專業選修課對今后工作以及再深造的重要性,從而使他們一開始就認識到該課程必須學,而且要學得非常好。
第一次上課,在講完電力電子裝置的應用概況后,了解每個學生對電力電子裝置感興趣的應用領域,布置學生通過網絡搜索或圖書館查找其感興趣應用領域的相關資料,并做成PPT,以備上該應用領域課時做報告。此后,每次上課時,先讓對該節課教學內容感興趣的學生用PPT做報告(每個學生報告5分鐘,學生提問2分鐘),講述相應應用領域的研究背景和國內外研究現狀,然后由教師講解具體教學內容。通過該興趣教學的方法,可以激發學生的學習積極性,培養學生做科技報告的能力,為學生畢業設計選題和答辯奠定良好的基礎。
2.提高多媒體教學質量
隨著現代化水平的不斷提高,上課基本都已采用多媒體進行教學。但多媒體課件也不能是黑板板書的簡單復制,最好配以一定的動畫和聲音,以便吸引學生的注意力,調動學生學習的積極性。如:在講解電路工作模態時,采用“動作路徑”的動畫格式,讓學生清楚地看到電流在電路中的流通路徑,更深刻地理解所學知識;學生在下半節課時往往會開小差,注意力不集中,可通過在切換幻燈片時配以一定的聲音,吸引學生的注意力;在講解習題或舉例時,先以某個習題為例進行講解,解題步驟逐步顯示,而不是一下子顯示所有答案,保留了板書的優點,然后總結歸納解題方法,最后再以習題對所述方法進行鞏固。
3.采用仿真輔助教學
用仿真的方法不僅可以初步驗證電路原理和參數設計的正確性,還能仿真試驗極限條件下的特殊情況,從而有效地減少電力電子裝置的設計費用,縮短電力電子裝置的設計周期,優化參數設計,提高裝置的可靠性。常用的電力電子仿真軟件有:Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真軟件為例對所設計4kW、400Hz的中頻電源進行仿真驗證。學生可以通過仿真進一步加深對理論知識的理解,此外,對較復雜或不易懂的電路可以通過仿真查看電路各點的波形反推電路工作過程,從而掌握電路的工作原理。
三、考核方式的改革
該課程采用小論文的考核方式。考核的總成績包括平時成績(20%)、平時PPT報告成績(30%)和小論文考核成績(50%)。其中,平時成績包括學生的出勤和平時作業;平時PPT報告成績主要是檢查學生對電力電子裝置感興趣應用領域相關知識的預習情況,考核學生運用Powerpoint軟件制作PPT的能力、口頭表達能力和回答同學提問時的應變能力;小論文考核成績主要包括測試學生書寫小論文的能力(包括中英文摘要、引言、正文、結論和參考文獻)、利用word軟件書寫小論文和排版的能力。小論文要求學生從電源設計領域、電機調速用電力電子裝置、電力系統領域、汽車電子領域、綠色照明領域、新能源開發領域和其他與電力電子裝置相關的領域中選擇1種領域撰寫。此外,要求寫相同領域小論文的學生相互商量各自研究方向,確保每個學生的小論文題目和內容不雷同。通過上述小論文考核,杜絕了學生相互抄襲小論文的現象,學生在選題上發揮了主觀能動性,選題范圍比較寬。學生在查閱資料完成小論文的過程中,了解了國內外電力電子裝置相關領域的國內外研究現狀,初步掌握了電力電子裝置主電路設計、控制系統設計、仿真及結果分析這一流程。
四、結束語
近年來,我們緊跟時代前沿,及時更新“電力電子裝置及技術”課程的教學內容,在實際教學中采用興趣教學、高質量的多媒體教學和仿真輔助教學的教學方法,采用“一人一題”的小論文考核方式,對“電力電子裝置及技術”課程進行了一系列改革,取得了良好的教學效果,得到了學院領導和學生的一致好評。
參考文獻:
[1]陳仲.“電力電子裝置及控制”課程教學設計的研究與探索[J].電氣電子教學學報,2008,(S1).
【關鍵詞】調控一體 智能 防誤系統
隨著電網的建設與發展,管理模式的增強。電力事故也隨之慢慢增加,為了有效的避免這種事故的產生,缺乏完備的防誤措施顯然成為重中之重。提高防誤設施也成為避免電氣設備誤操作的一個重要措施。即便斷路器隔離開關的保護程度已經很高了,但因為遠程操控依然存在著各種問題,人為或者系統故障都是造成這種事故最嚴重的方式。所以需要進一步的研究和整合,從而減少事故的產生。
1 國內外關于調控一體化運行模式下的智能化防誤系統
國外的電力系統中并沒有五防的概念,而國內系統隨著電力的發展微機五防正在不斷地發展當中。而國外是通過閉鎖的方式來保證操作的安全正常穩定的運行。
當目前所有的操作方式都應符合《微機型防止電氣誤操作系統通用技術條件(DL/T 687-2010)》及 《國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定》中的管理規定,從而適應現在調控一體化的智能防誤系統。主要問題是防誤操作可靠性不是很強,防誤不全面,許多操作設備無合適閉鎖方案,無法實現全站閉鎖,無法實現遠方遙控的順控操作,無法進行多站集控防誤管理,緊急狀況運行人員無法處理,從而導致一系列問題的存在,以及電氣事故的危害區域越來越大。防誤的可靠性不太強,遠程干擾的時候會導致設備的誤動作,無法實現遠方遙控的順控操作,操作繁瑣、維護困難的問題無法進一步的解決,升級維護也相對復雜。為了解決此問題特提出了各種的解決措施,促使防誤系統更加優化,因此構建調控一體化運行模式的防誤系統,進一步提升了電力系統自動化操作的可靠性。
2 系統結構
此調控一體化的防誤圖對于系統誤操作的管理方案有著相當重要的作用。分別由EMS系統傳給調控中心防誤服務器,然后從調控中心層到運維所防工作站,運維所層到受控站層,變電站是由子站控制到子站防誤系統的。處于結構考慮,節省理念以及閉鎖的相關知識,實現功能齊全的最大化。有著三層防誤的閉鎖框架,原有的防誤措施增加了智能防誤的閉鎖單元,可以對其中的監控系統下實現最大化的智能防誤系統,保證了電力系統正常運行,進一步實現了運維防誤工作的提升。
順控常規操作隨意切換選擇,后臺操作順控裝置與五防配合完成,且能自動轉換,實現了智能化,且到常規系統閉鎖的功能恢復,以防止誤操作來執行下面的任務。并且能監控一次設備的保護完整性,進一步的進行信息的交換,可控制任一時間段的開始和停止,且順控邏輯的功能由五防提出的。
具備多功能操作功能,在同一時間進行多次功能的操作,減少等待所需要的時間,防誤設備由于等待而產生的各種事故,進一步保證了安全性和可靠性。
調試、維護的方便進一步體現了此項系統功能的完整性,自動實現系統同步運行,監控數據的同時性,使得工作人員更好的觀測以防止事故的發生。維護完成后也可以同步數據,保證電力系統正常運行,以及人員維護工作的順利進行之后的保護措施和正常運轉,保證供電的可靠性。
智能閉鎖單元也體現了此項系統智能可靠性,主機通過受控站對智能閉鎖單元下達命令。然后智能閉鎖單元接受命令,解鎖成功之后再對系統進行維護,之后又能恢復命令,讓系統保持正常運行,從而恢復供電。
在通常的變電站中,用閉鎖遙控器對遠處的遙控強行閉鎖。只有這邊的工作發出命令才能實現遠方閉鎖,不然不能順利進行此操作,對電力系統造成極大的危害。而在智能變電站中,智能閉鎖單元防誤加入嵌入式防誤服務器實行遠方閉鎖功能單元。通過防誤服務器的判斷,才能實現正常的操作,此過程才算完結。
針對調控一體化的模式,其中按照客戶端服務器的結構,最大化的節省資源,并保證安全閉鎖的基礎上,用圖中的調控中心三層閉鎖結構,增加智能防誤裝置以及閉鎖單元。在防誤操作服務器的維護可以再向上進行,實現變電站遙控操作強行閉鎖功能,并可以對受控數據進行統計報告。
調控中心設計原則是防誤服務器必須能夠實現集中管理的功能,并有著信息交換的功能,遙測遙信遙控三遙系統的閉鎖和正常運作功能。還可以綜合發電、配電、用電中的信息,防治電網誤動作。閉鎖采用的是網絡拓撲結構,自生邏輯關系,防止誤動作,誤操作或動態接地線的特點,以及數據自動更新和跳轉的功能。
調控中心防誤工作站:能夠實現對遠方遙控操作閉鎖功能,集中地縣調控一體的運作,與自動化并列發展,可以實現開關刀閘功能。除五防之外,還能接受一些復雜的邏輯,進行判斷使得誤操作減少。
運維操作隊:可以接收命令,可以提前接收操作票,模擬演習,有工作人員去操作,進行現場接票傳入電腦操作,實現倒閘功能。并能自油步狀態優化,防止工作站與子站狀態的不一致導致誤操作。
受控站:如今的受控站滿足防誤閉鎖功能,升級舊系統實現層次防誤系統功能。將智能變電站劃為三層,實現站控防誤,間隔層防誤,過程層防誤。為了減少投資建設的投資,智能變電站防誤系統可完成各個內容的防誤措施,信息共享,防誤閉鎖以及監控系統配置,其中不但具有通信軟閉鎖功能,還具有硬結點閉鎖功能,最大化實現調度無誤的優點,杜絕了后臺無指令的嚴重后果,并具有總解鎖功能。
臨時地線:智能接地線解決了變電站接地的隨意性。實現智能化管理單元和五防之后,接地線控制集中管理,拆掛報告,使用漏洞可供查詢。
方案特點:本方案多了防誤服務器,可集中管理數據,實現了實用性,保證對設備操作的誤動作,實現了安全性、具有后備保護,實現了可靠性。還可維護調試,靈活配置實現了可維護性,并且適用于各種管理模式。
操作模式
受控站操作。工作人員所接受任務并實現操作票,演示接收遇到誤操作,會自動閉鎖等下達解鎖命令,再進行下一步的操作,回復閉鎖,直到操作結束。
受控站程序操作當接受到任務由操作人員對斷路器進行模擬,將生產操作傳輸給主機,進行解鎖操作,然后無誤后回復閉鎖功能,可由人員干預處理。如此的操作有利于實現調控一體化下的電力智能防誤系統的更一步運行和發展。
3 結論
通過調控一體化的管理模式的變化,總體上實現了誤操作的進一步防誤,防止了電網誤調度和誤操作的事故發生,實現了防誤智能化水平的提升,進一步推動了電力系統的發展,使得智能化往更好的方面發展。防誤系統采用了基于電網狀態的智能拓撲關系接線,使運行順序自動分析系統操作性,降低了人為操作的各種可能事故的發生,保證了電網運行的正確性,提高了操作可靠性。減少投資成本,實現利益的最大化,并能保證電力系統正常安全可靠地運行,防誤操作的必要性顯然越來越重要,為了保證其安全穩定性,尤其要使得我國的電力水平推向一個新的高度,智能化電網迫在眉睫,調控一體化模式的智能防誤系統在此也就顯得尤為重要。
參考文獻
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關鍵詞:常態化;遙控操作;監控;斷路器;供電可靠性;成功率
遠方遙控操作是指在原理一次現場的調度端通過指令遠距離遙控現場一次開關,實現斷路器分合的一種操作模式,和常規操作比,遠方遙控操作不受天氣和交通情況的影響,操作迅速且原理一次設備,從根本上杜絕了現場操作的安全隱患,是電網操作未來的發展趨勢。
1 專業管理的主要做法
1.1 常態化遠方操作的準備
1)充分考慮系統運行方式、潮流、頻率、電壓、穩定備用、短路容量、主變壓器中性點接地方式、繼電保護及安全自動裝置、一次相序相位的正確性,以及運行方式、消弧線圈的補償和遠動、通信等諸多方面因數的影響。
2)值班監控員遙控操作前,應核對現場設備狀態是否滿足操作條件。對調度命令有疑問時,贏及時向發令人提出,并考慮到操作過程中的危險點預控措施。
3)明確操作目的,核對現場實際情況,征求操作意見,必要時做好事故預想或提出運行上需要注意的事項。
1.2 制定遠方操作的工作規范
1)副值及以上值班監控員有權接收各級調度的倒閘操作預令,正值及以上值班監控員有權接收各級調度的倒閘操作正令,接收及轉發調度操作指令時應嚴格執行復誦、錄音和記錄等制度。
2)值班監控員進行遙控操作時,應檢查間隔內無異常告警信息、光字牌,核對相關變電站的一次系統畫面圖,優先在分畫面上操作。
3)遙控操作必須嚴格按照倒閘操作規定,執行唱票、復誦、監護、錄音等制度,確保遙控操作的正確性。
4)遙控操作后,應通過監控系統檢查設備的狀態指示、遙測、遙信信號的變化,應有兩個及以上的指示,且所有指示均已同時發生對應變化,才能確認該設備已操作到位。若值班監控員對遙控操作結果有疑問,應查明情況,必要時應通知現場運維人員核對設備狀態。
5)遙控操作后,應檢查控制回路、液壓回路、儲能機構等一、二次設備無異常告警信息。
6)遙控操作結束后,值班監控員應匯報發令調度,并告知現場運維人員。
1.3 制定方操作中的異常處理預案
1)值遙控操作中,若系統故障或異常且影響操作安全時,應暫停操作并報告發令調度員,必要時根據新的調度指令進行操作。
2)遙控操作中,若監控系統發生異常或遙控失靈,應停止操作,并匯報發令調度員,通知運維人員現場檢查,涉及監控主站的缺陷由值班監控員及時通知調度自動化值班人員協調處理,涉及監控后臺、廠站的缺陷由運維人員及時通知檢修人員協調處理。
2 專業管理的技術支撐
2.1 技術改造
為順利全面實現對無人值守集中監控變電站開關遠方操作常態化,調控中心精心安排計劃,積極組織人力物力對不滿足開關遠方操作技術條件的設備進行技術改造。
220千伏永強變、珠山變、洋灣變3座變電站由于為早期設計建設,不具備開關控制回路,無法實現開關遠方操作。調通中心負責牽頭實施了遙控功能改造。首先改造變電站監控系統的站控層,改造后的系統支持IEC61850規約接入。然后逐間隔安排停電,每個間隔新配置一臺測控裝置,將原接至現場模擬屏的遙信、遙控、遙測回路改接至測控裝置,并實現信息在當地后臺電腦及遠方調控主站的遙控及監視。
對30個220千伏變電站以及3個與水電站聯絡的110千伏變電站同期合閘功能進行了梳理和排查,對原先沒有同期與非同期遙控功能的變電站進行改造,完善了23個變電站的開關同期遙控功能。結合一次設備停電開展220千伏象陽變、楠江變線路間隔測控裝置改造工作,按照強合、同期合、無壓合三個遙控點分開的模式完善線路同期合閘遙控功能。
2.2 信息整治
為保證電網和設備的運行安全,提高集中監控遠方操作效率,調控中心制訂監控信息專項整治流程及監控信息分析及優化常態化管理流程等相關流程規定,完善縣公司自動化及監控人員培訓體系,構建起地縣一體化閉環的調控系統信息管理體系。并以調度部門為主導,抽調運維、檢修、設計、各縣公司相關部門人員成立工作小組,將監控信息的完整性、規范性整治納入日常工作范疇。對新擴建、改造變電站要求治本抓源,規范工程設計,嚴格管控設備調試及驗收環節。
3 評估與改進
3.1 指標成效
1)極大減少現場運維操作。2015年1-10月份,通過調控機構進行遠方主設備倒閘操作次數達到14135次,同比上升6.7%,遠方操作率87.9%。110及以上千伏系統遠方主設備倒閘操作次數達到2096次,同比上升2.49倍, 47座變電站開展10千伏重合閘和備自投軟壓板遠方操作,極大減少了變電運維人員的現場操作、人力物力的浪費。
2)縮短電網設備故障停電時間。依據故障停運線路遠方試送管理規范,針對2015年1-10月份電網設備故障處置情況,電網設備故障停電時間下降到平均23.3分鐘,同比縮短5倍,多次快速將孤網運行的泰順電網并入大網運行,避免泰順全縣失電。
3)提升電網安全管控能力。成功應對臺風、暴雨等災害天氣的襲擊,災害天氣未下放移交過一個變電站給運維單位。通過支撐系統建設和人員技能培訓,基本實現調控員遠方研判故障、遠方處置,快速恢復電網運行,提升電網安全管控能力。
3.2 主要成果
通過為期十個月的專項整治,溫州供電公司收獲頗豐,總結下來主要有七個方面:
1)加快事故處理,提升電網供電可靠性。
2)提升優質服務,維護電力企業金牌形象。
3)降低電網風險,保證電網安全穩定運行。
4)創新接地選線方法快速查找故障線路,保證用戶供電可靠性。
5)創新管理模式,推進精益化管理水平。
6)減人增效,降低電力企業運營成本。
7)加強學習,提升員工素質
3.3 專業管理存在的問題
為期近一年的專業管理雖然取得了一定的成就,但是不能忽視過程中存在的問題:
一是需加強開關信息報備管理。全面梳理無人值守變電站開關信息,對存在影響監控遠方操作的各類缺陷督促相關部室及時消除,對不具備遠方操作條件的開關盡快完善,對具備遠方操作的開關報調控中心備案。
二是需加強調度倒閘操作配合協調工作。針對現場與調度同時操作的工作,由調度統一指揮,當遇到監控遠方無法操作時,轉由現場操作;監控遠方操作前,監通知運維人員與待操作設備保持安全距離,確保倒閘操作安全順利進行;
4 推廣范圍及價值評估
在實現開關常態化遠方操作的標準化作業后,溫州供電公司還將進一步推進遠方操作業務,向城區配網、縣域電網及其分路推廣應用,并健全管理制度,規范業務流程,完善技術保障,向低電壓等級擴展操作范圍,充分發揮調控一體化建設成效,實現調控中心對所有集中監控變電站開關遠方操作常態化。切實提高調控運行管理水平和電網安全保障水平,確保溫州地區電網的安全穩定運行。
參考文獻
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[4]吳文傳,張伯明.遙控操作優劣對比[J].中國電機工程學報,2004,24(3):67 -71.
作者簡介
周毅(1972―),男,浙江溫州人,工程師,技師,從事電力系統調控運行工作。
黃斯斯(1985―),女,浙江溫州人,助理工程師,從事電力系統設計安裝工作。