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      電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計對電網(wǎng)安全影響探究

      2015-05-30 05:42:16楊宇濤
      工業(yè)設計 2015年9期
      關鍵詞:電力設計電網(wǎng)安全電網(wǎng)規(guī)劃

      楊宇濤

      摘 要:隨著社會的發(fā)展,人們生活水平的提高,對電力行業(yè)的要求也越來越高,不僅是對電能品質與容量的要求,還有電力傳輸安全與穩(wěn)定性的要求。電力企業(yè)想要保證電力傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定,就必須做好電網(wǎng)規(guī)劃,這是最重要也是最基礎的工作。本文分析了電網(wǎng)安全規(guī)劃的相關原則,探討了電力安全設計的主要工作內容。

      關鍵詞:電網(wǎng)規(guī)劃;電力設計;電網(wǎng)安全

      電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計是對電力傳輸?shù)臓顟B(tài)、規(guī)模、質量、安全等進行管理與設計的一項工作,電網(wǎng)規(guī)劃是指建設電網(wǎng)之前對電網(wǎng)中線路、回路等的規(guī)劃,還包括對建設電網(wǎng)過程中成本投入、安全性、穩(wěn)定性等的考慮;電力設計主要有工程設計與設備設計兩方面,電力工程設計是指各項工程(發(fā)電、輸電、變電、配電)的具體施工線路、地點等;電力設備設計是指電力傳輸涉及到的設備,如開關設備、輸電設備、配電設備等的安放、布線、選位置等。電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計都對電網(wǎng)的安全性有著較大影響,考慮到這一因素,就必須對電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計工作加以約束,以確保這兩項工作能提高電網(wǎng)運行的安全性,減少因為工作失誤引起大安全事故。

      1 電網(wǎng)規(guī)劃在電網(wǎng)安全運行狀況下的規(guī)劃原則

      1.1 合理選擇電壓等級

      在進行電網(wǎng)規(guī)劃時,最重要的工作就是選擇合適的電壓等級,這項工作的好壞直接影響到了電網(wǎng)的整體規(guī)劃,也是保證電網(wǎng)安全運行的基礎措施。如果選擇的電壓等級過高,就會使輸電線路負荷增加,容易引發(fā)火災;如果選擇的電壓過低就無法滿足用戶的用電需求。例如某城市中,在電網(wǎng)規(guī)劃時取消了城市中35KV的電壓,而在郊區(qū)卻仍供給35KV的電壓,目的是為了防止輸電線路過長而引起的其他問題。實際工作中,會對電壓等級做一些簡化,同時減少了變壓層次,只選取高壓與低壓中的一級,避免重復降壓,例如在220KV的變電站中,一般選擇110KV、220KV和3KV的電壓,而在110KV的變電站中,就應該選擇110KV和10KV的電壓。正常情況下,可以分為500/220/110/10/0.4KV五等,其中550/220KV為輸電電壓,110/10/0.4KV為配電電壓。

      2 確保電網(wǎng)供電可靠性

      電網(wǎng)供電有兩個最基本的原則,一個是可靠性,另一個是安全性。而為了保證電網(wǎng)運行的安全性,首先要保證電網(wǎng)的合法性。例如,電網(wǎng)規(guī)劃的內容必須符合我國出臺的《電網(wǎng)規(guī)劃設計準則》。安全性與穩(wěn)定性要滿足我國相關法規(guī)中的“N-1準則”與“N-2準則”。N-1準則是對電網(wǎng)運行中各個設備的安全性提出的要求,要保證即使有設備出現(xiàn)了問題,也不能影響到輸出的電壓與頻率,也等于是保證了電網(wǎng)運行的安全性與可靠性。而N-2準則要求更高。正常情況下,只需保證做到N-1準則即可,而有的企業(yè)開始重視N-2準則。

      3 電網(wǎng)負荷轉移能力

      3.1 電網(wǎng)符合轉移能力主要包括以下幾項能力:

      3.1.1 配電網(wǎng)必須滿足供電能力

      在電網(wǎng)運行中,中壓配電網(wǎng)的作用非常重要,因為它起到轉移符合的作用。例如在變壓器出現(xiàn)故障,與回線路失去聯(lián)系時,中壓配就會轉移符合,保證電網(wǎng)的持續(xù)供電。

      3.1.2 中壓配電網(wǎng)擁有備用容量

      一般情況下,中壓配有50%的裕度,當電網(wǎng)中出現(xiàn)故障導致無法供電時,利用中壓配電網(wǎng)的裕度就可以實現(xiàn)繼續(xù)為用戶供電,保證電網(wǎng)的可靠性。變電站與兩臺主變同時停電時,公用線路應調出60%以上的負荷。

      4 電力設計在電網(wǎng)安全運行狀況下的設計原則

      電網(wǎng)的電壓等級不同,其設計原則也不盡相同,因此在進行電力設計時要格外注意這一點。下面就以110KV與220KV電壓等級為例,探討電力設計在電網(wǎng)安全運行狀況下的設計原則。

      4.1 110KV變電站的電力設計

      目前110KV變電站的設計趨勢正朝著多層化、簡單化、室內化方向發(fā)展。110KV變電站屬于終端變電站,因此其內部主線的連接形式會影響到整個電網(wǎng)的安全性,一般情況下會選擇雙電源路線,將備投電源當做主線。例如在遇到變電站內部橋段連接為2線2變或2先3變時,如果變電站測壓小于10KV,則應該選擇單母分段的連接方式。正常情況下,110KV變電站10KV出線25~30回。

      4.2 110KV的設計原則有以下兩點:

      4.2.1 110KV變電站的設計規(guī)模

      在設計之前應先調查清當?shù)氐挠秒娦枨?,在電力設計過程中要不斷地尋找成本與安全性之間的平衡點,力求在保證電網(wǎng)運行安全性的前提下用最少的成本發(fā)揮出變電站最大的能力。100KV變電站的電力設計規(guī)模一般采用雙繞組變壓器,采用110/35KV兩級電壓。

      4.2.2 110KV變電站的設計內容

      在進行內容設計時,要合理選擇電網(wǎng)的連接形式、回路數(shù)量、供電電源等。一般在110KV的變電站中,會選擇橋式接線,橋式接線分為內橋接與外橋接,應根據(jù)實際情況選擇合適的方式。供電電源一般由一個主電源與一個副電源組成,這樣可以保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性與安全性。例如某城市,有一座110KV 的變電站,規(guī)模為2×50MVA(兆伏安),它對城市中的重要性不言而喻,因此這座變電站應當進一步深入市區(qū),為了減少變電所占地面積,需要適當減少變電布線與進出線回路,因此110KV變電做采用了3臺變壓器,每臺容量為50MVA。

      4.3 220KV變電站的電力設計

      220KV是家用電壓,也是目前許多城市變電站的主要輸出電壓,對城市的供電穩(wěn)定與安全非常重要,因此國家對220KV變電站的要求也非常嚴格??偟膩碚f,220KV變電站的電力設計原則有以下幾個方面:

      由于220KV變電站的重要性,220KV變電站的規(guī)模應該全面擴大,以確保電網(wǎng)的額定容量與電力輸送能滿足城市的需求。正常情況下,如表1所示,220KV變電站至少要有兩回的電源,且要滿足變電站額定的功率;每種設備的數(shù)量都應有2~3臺,變電站的運行容量應保持在150~180MVA之間,這樣才能保證220KV變電站能夠達到城市的用電需求,也不會出現(xiàn)電壓過高或過低等現(xiàn)象,保證電網(wǎng)運行的安全性與可靠性。

      每個變電所內部都應當安裝至少兩個變壓器,當其中一個變壓器出現(xiàn)故障時,另一臺變壓器會自動將負荷轉移到自己身上,同時還要保證變壓器內的短時過載容量要大于自身的負荷,電網(wǎng)可以將變壓器的過載容量轉移走。一般情況下,變電站內變壓器的過載率可達1.5,過載時間能達到4小時。

      主要設備的選擇。電壓器應選用損耗低的,能調壓的;斷路器應選擇適用性好的,可靠的,免檢修的,例如GIS組合電器SF6斷路器。為了確保電網(wǎng)運行的安全性,需要安裝安全自動裝置,例如重合閘、備用電源等,避免因為電路故障而引起大面積停電;監(jiān)測裝置應選用有效的、快速判斷故障位置的,進一步提高電網(wǎng)的安全性與可靠性。

      在設計時還要考慮到電網(wǎng)運行的安全與節(jié)能,在保證電網(wǎng)運行安全性與可靠性的同時,還要保證有一定的節(jié)能性。因此,220KV變電站的設計內容應該包括無功補償與諧波治理,這兩項技術對提高電網(wǎng)運行的節(jié)能性有很大幫助。舉例說明,220KV變電站如果裝配了電容器補償設備,那么在用電高峰期功率因素高于0.95時,電容器補償設備就可以將10~30%的主變容量當做無功補償?shù)娜萘俊?/p>

      5 結語

      隨著社會的不斷進步,經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的日常生活越來越離不開用電,電力資源對人類的重要性越來越強,電網(wǎng)安全已經(jīng)成為了社會公共安全中的重要組成部分,對社會的穩(wěn)定發(fā)展有重要影響。因此,保證電網(wǎng)運行的安全與可靠意義就十分重大。但是,我國目前的電網(wǎng)安全現(xiàn)狀并不樂觀,電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計中還有許多問題需要解決。因此在之后的電網(wǎng)規(guī)劃與電力設計中,一定要將電網(wǎng)的安全性放在重點考慮范圍內,嚴格遵守國家的相關規(guī)定,充分考慮變電站的電壓等級、配電的可靠性與安全性、符合轉移等,整體提高電網(wǎng)的安全性。

      參考文獻:

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      [5] 南寅,張自峰,王洪剛,等.具有熔斷器特性的塑殼式選擇性保護直流斷路器的應用[J].低壓電器.2011(01):52-55.

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