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关键词:电力工程设计;电力系统;规划设计
1电力系统规划的概念
电力系统规划除了电力系统外,还涉及日常生活中的方方面面,包括自然环境、社会影响、能源供给以及交通运输等多个领域。因此电力系统规划涉是一项综合性的工作。在电力系统规划的实际工作中,我们要以社会经济的需求为基础,来维系电力系统的正常运行及发展,从而保证我国国民经济正常发展。电力系统规划主要由电源规划、电网规划等五个具体规划相互组合而成。其中电源规划是基础,通过提前预测电力负荷结果来设计出科学的电力建设方案,从而满足当前我国巨大的电力负荷需求。而电网规划是以电源规划的结果为基础,电力负荷测试的结果为参考,满足日常电力系统中的输电需求,从而合理的进行电网建设,节约建设资金。它的优点主要集中在如下方面:①促进机电一体化的实现。由于电力系统规划设计时间短,见效快,因此这种规划设计上手能力很快,便于新手操作。而且这种设计是计算机和自动化结合的产物,切设计编程简洁易上手,她能够采用简单的梯形图和一些简单的编程语言,开发和调试非常方便,可以迅速的实现机电一体化的发展;②适用范围广。电力系统规划除了在电力系统使用以外,还可以在不同的环境中中广泛的开展工作,保证电力系统的不间断运转。此外这种技术结合先进的电气自动控制系统,我们有理由相信,它的应用范围将会更加的广泛;③自我修复性强。这种规划设计在合成中出现了故障,那么它就会进行自我检测与修复,同时会激起设备的报警系统。
2规划原则
2.1周期性原则
电力规划设计前,预估一个期限,电力系统规划设计工作必须在划定的这个期限内完成,这个期限就是周期。尤其是那些大型的电力系统规划要提前进行可行性分析报告,并制定一个合理、完善的规划方案。从而保证在约定的时间内满足甲方的要求。这就是电力系统规划设计的周期性原则。
2.2安全性原则
任何规划设计工作,首要保障设计规划的安全性。在实际工作中一定要排除安全隐患,防患于未然,同时在必要的时候要对系统提前进行安全检测。这就是电力系统规划设计的安全性原则。
2.3成本性原则
相关从业人员在进行规划设计工作的同时,更要考虑电力系统设计的成本。做到既能保证系统的正常运转,也可以降低设计成本。把握好二者的平衡,从而实现利益的最大化。
3电力系统规划的任务及操作步骤
3.1规划的任务
电力系统规划有如下任务:①探究并科学的规划出周期内的负荷;②在规划中探明确能源分布状况以及其周围的运输状况;③查明电站的辐射范围,并进行详细记录;④根据规划中的实际工作情况来对电网发展进行设计。
3.2规划的步骤
电力系统规划通常遵循如下步骤:①收集相关资料,明确能源分布、交通运输状况、电站的辐射范围。将收集好的资料按类归档;②分析资料,从中提炼重要的信息,并预测负荷;③以电力负荷的数据为基础,制作相关的输配电方案并择优实施;④执行方案,来证明其方案的可行性;⑤绘制图表。
4电力工程设计中的电力系统规划设计
4.1电源的规划设计
电源的规划设计在电力系统的规划设计中有着无可替代的作用,因此在进行实际设计工作中要统筹兼顾,深入掌握并分析电源规划和电源处理的两种情况。常见的电力电源包括地方电源及统调电源。通地方电源指的是水电站与企事业单位中私有形式的发电机;统调电源则是指日常生活中所见到的发电厂。依据不同水文期的电源出力情况来进行电力系统的设计。
4.2电气计算方式
(1)稳定计算法。稳定计算法通过电力系统出现的故障来确定电力系统的稳定性。在实际设计规划的工作中,通过电力系统电压及其频率的计算,参数的校对来保障电力系统的稳定发展。(2)潮流计算法。准确的掌握电力网络中功率和电压情况,核算出电力网络运行的单元,将核算的单元控制在一定的范围之类,这就是潮流计算法。(3)短路电流计算方法。先对电网中比较反常的电流值进行全面的计算,然后再进行全面地检验和试验,最后再计算出电流出现的短路的电流。之后根据相关电流的使用选择更加合理的继电保护装置。如果电路在之后发生故障的话,那么就可以将电源迅速地切断,这样可以很有效地将损失降低到最小。
4.3电力计算的注意点
在设计的过程中,主要注意以下几点:需要先对电力系统中发电容量设备进行全方位地确认,然后再堆年内增加荷退役地设备的容量进行全面的概括和估计。此外,还要将系统中所需要的备用容量和调峰容量进行全面地平衡,以此满足不同季节的使用需要。对于水电厂荷火电厂的运行方式也要合理安排,并通过合理的安排从而使得水力发电能够发挥出最大的功能。而在整体计算的过程中,也需要精确地计算整体染料的数量荷质量,对于系统荷地区之间的电力荷电量交换进行全面而详细的分析,这样才可以为今后电力系统的规划和发展提供更加可靠的依据。
5接入系统的科学性与科学规划
电网在规划实施之前,首先要对如何接入进行充分考虑并制定出接入方案,接入方案要在节约能源的这一大前提下结合实际的设计方案、建设时间,制定出供电电压。电网规划要站在科学的角度上,并在规划中处处为人民着想。因此在电网规划工作中既能保证其正常的运转,满足广大人民的用电需求,更要在系统发生故障的时候也能保证电力系统的安全、可靠运行。
6结束语
综上所述,好的电力系统规划网络能够使得整体的电力系统朝着高电压等级、大容量和中远距离输送的方向更好地进行发展,从而从根本上有效缩短我国电力系统和网络的发展周期,从而使得我国的电力系统更好地向前发展。而在将来,我国的电网系统也会朝着更加安全、高效和节能的方向发展,从而更好地满足整体社会发展的需求。
参考文献:
[1]李天力.分析电力工程设计中电力系统规划设计应用[J].低碳世界,2016,(25):32-33.
关键词:电力系统;电力工程;应用
前言
目前,我国的经济发展有了长足的进步,人们的生活质量有了大幅度提升,故此在用电需求上也得到了增加。为能够有效保障电力系统的稳定可靠安全的运行,对电力资源最大化的得到节约,电力系统规划设计就是最为关键的环节,这对整个电力工程的运行效率都会产生影响。故此加强这一领域的理论研究对实际有着重要的意义。
1.电力系统的规划设计及方法分析
1.1电力系统规划的内涵分析
现阶段我国对电力的需求及质量都有着要求上的提高,电力系统的安全稳定运行是保障人们正常用电的基础,所以对电力系统的科学规划就显得比较重要。而电力系统主要就是通过配电以及输、发电等环节所组成的电能生产及消费的系统,其主要功能就是将一次性能源发电动力装置转换成电能形式,在输电的支持下将电能供应给用户,所以它是我国国民经济系统中的重要子系统。对其进行有效的规划就是结合某地区内人口、经济和工业发展规模等实际情况,进行对电力的负荷加以预测,同时对各分区进行电力电量的平衡分析,对可能出现的盈缺情况加以预测。然后论证规划方案的经济可行性,对相关的设备等一系列内容进行科学合理实施。
1.2电力系统规划的方法分析
电力系统在实际的规划过程中必须要结合实际情况进行,电力系统规划设计的主要方法是通过对原始资料进行的,任何设计规划不能一次性就设计出最佳的方案,是在不断的完善改进过程中进行的。故此对电力系统的规划设计也如此,要能够将前期的工作基础做好,将电力负荷的相关资料进行详细的搜集,要结合当地的经济发展状况进行规划设计,只有这样才能够将电力系统规划设计的效果以最佳形式呈现出来。
2.电力工程系统设计规划注意事项及应用分析
2.1电力工程系统设计规划注意事项分析
我国的电力工程建设规划正不断的扩大规模和完善,其中的系统电压在不断提高,以及电源的容量也得到了全面上升,这些方面的变化使得电力系统的规划设计就发挥着关键作用。所以在规划设计的初级阶段要能够将准备工作完善做好,对数据的收集以及数据库的建立等,都要能够加强力度,这些也会之后的相关工作打下了坚实基础。对相关的基础性数据的建立是一项长期工作,同时也是整个系统规划设计的导向,这就需要在这一方面的网络基础数据进行及时有效的更新,并要形成规划的相关报告,如此才能够设计的更加科学化与合理化。
2.2电力工程设计中电力系统规划设计应用分析
针对电力工程设计中的系统规划设计可将其分为长期与中期电力系统发展规划类型,具体的规划设计当中,主要有近区电网电源规划情况和出力分析,以及工程所在区域电力负荷预测及特性分析等。在电力负荷预测及分析层面,对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测以及分析这是一项基础性的工作,对电力工程的设计主要进行十年以内的中短期负荷预测,也就是围绕着国民经济运行及发展所进行的。非负荷进行预测的方法是多样化的,其中的专家系统和模糊理论等新的方法所起到的作用比较关键。另外从电源的规划层面来看,这是电力系统规划设计的一个核心内容,对拟建工程周边电网电源规划进行统计以及对电源的出力情况进行分析是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。从实际情况来看,电力电源的类型主要有地方电源及统调电源两种,所谓的统调电源主要是大型的发电厂对电网调度的统一所使用的电源,而地方电源则是一些比较小型的水电站。具体的规划过程中,新建电源机组会出现逐年投产的情况发生,这就需要对电源的出力情况进行详细的分析统计。再者就是电力的平衡在电力系统规划设计当中的约束条件,这就需要结合前面的负荷预测及电源出力的情况进一步的对电力工程的布局和规模等进行详细的分析。对电力电量平衡进行分析的过程中,分区间的电力电量交换也要进行充分考虑。为能够说明电力系统当中项目工程的地位及作用,要按照工程所在地网络特点及负荷分布等情况,在经了政府部门的审批之后接入系统就能够被提出,同时运行方式和供电电压的内容也要得到充分考虑。还有就是对电力系统规划设计中的电气计算环节,在这一过程中主要包含着几个重要层面的内容,也就是稳定计算机潮流计算和务工补偿计算、短路电流计算。然后通过各种电气计算的结果进行分析项目接入方案安全性及可靠性等,对设计的方案进行比较择取最佳方案。对电力系统规划设计方案过程中的准备阶段主要是了解在大网地区基本情况和特点加以了解,对现有的统调电源及线路等方面的资料进行收集,将其作为电力电网现状设计的基础数据,接着就行调度。通过对电力系统中发电动力装置的转化,再进行输电及变电和配电等程序。对电力系统的细节进行设置,保证输电稳定性,在规划的重点上要得到重视,主要就是规划周期,规划设计成本,安全这几个重要方面。例如在规划设计的成本方面对电力系统规划时,对元件以及电缆和设备等都有着重要的影响,这一过程的规划设计就需要对电力系统功能方面都要达到相关要求,在保证质量的同时将投入实现最小化。电力网络的基础数据对电力系统规划设计有着比较重要而对意义,所以要不断的更新及完善基础数据,这样才能够更加有利于电力工程设计的科学性。
3.结束语
综上所述,电力系统的规划设计作用及影响的进一步扩大,也将对电力工程的设计起到促进作用,随着我国的电网电压及电网的规模不断扩大,也需要更加科学的电力系统布局。在这一过程中要能够结合实际的情况进行设计规划,注重人才的培养,多角度的分析问题,如此才能够最大化的提高电力工程的设计质量和水平。
参考文献:
[1]黄齐明.电力工程设计档案的开发与利用[J].机电兵船档案.2009(01)
[2]华军.电力系统规划设计在电力工程设计中的应用[J].科技与企业.2013(05)
关键词:电力远动自动化;电力远动测试系统;远动规约网络化
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
现代电力系统不断的发展壮大,电力系统设备也相应的越来越多,在为电力系统提供更多选择的同时,也出现了设备兼容性问题。电力远动自动测试系统的出现,在很大程度上满足了这一需求。电力远动自动测试系统,特别是IEC104规约监测系统的出现,实现了远动部门规约监控和远动部门维护。想要使这种电力远动自动化测试系统更好地发挥作用,就必须对电力远动自动化测试系统功能、原理及电力测试系统设计和实现进行分析验证。怎么样才能更好地对电力远动自动化测试系统进行相应研究,已经成为相关部门的热点讨论议题。
1 电力远动自动化测试系统功能及原理
1.1 电力远动自动化测试系统功能
电力远动自动化测试系统是由便携式测试仪和软件测试平台构成的。其中测试仪软件平台不仅能够与高版本USB接口进行连接,同时其软件平台中的数据也能更好地满足两个平台之间的实时交换。便携式测试仪一般是由32位处理器、实时嵌入式系统、液晶显示器及触摸屏构成的,它作为独立软件平台,不仅是能实现误码测试、通道测试和规约测试,还能实现模拟主站和模拟子站之间的测试,同时也能满足不同通道测试需求;而软件测试平台一般是以Win—dows操作系统建立起来的软件平台,这种平台不仅能与软件平台更好的配合,同时也能实现不同种类复杂测试、分析和存储。
1.2 电力远动自动化测试系统原理
电力远动自动化系统工作原理一般是以PSCN为传输通道进行传输的,它能以用户接口方式进行传输,并以管理控制测试模式实现对远端控制模块的控制,将接收RAM芯片测试命令和执行其命令,最后会自动完成所监测到的远动数据通道测试。在此基础上将测试结果传送给控制中心,控制中心会对测试结果进行汇总,并将其故障位置显示在拓扑图上以生成最终测试报告,以便更好地解决故障,如图1所示:
图1 电力远动自动化测试系统原理
从图中1可以看出被控站和集控站之间的传递联系。被控站能以支路的形式接收主控站数据,并将相应数据送至集控站,之后集控站再将相应数据送至中心站。
2.远动装置的不同发展阶段
电力系统运行的初期阶段,由于设备的限制,调度中心无法及时地了解和监视各厂站设备的运行情况,调度员花费很长时间才能掌握全厂供电系统运行状态的有限信息。信息来源主要依靠一些自动装置、电活以及运行人员的经验来调度和操作,因此不能有效地管理电网。由于实时性差,有时会使故障得不到及时的处理而扩展,直接影响供电企业的安全经济运行,以致造成较大的经济损失。
第二个发展阶段是远动技术的采用。安装于各个变电站的远动装置,采集各厂站的负荷情况,各线路电流、电压、功率等实时数据以及各开关的实时状态,然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和全系统运仃方式,还可直即“看到”开关等设备的事故跳闸(模拟屏上相应的图形闪光)。调度中心可以有效地对全厂供电系统的运行状态进行实时监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的远动装置的采用,使电力系统可以实现最基本的遥测、遥信、遥控功能。
第三个发展阶段是电子计算机在工业控制系统中的应用。现代企业生产规模越来越大,对电能质量及供电可靠性的要求越来越高,人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题,就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备,这就是电子计算机。以计算机为核心的电网监控与调度自动化系统的基本结构
3 电力远动测试系统设计与实现
就目前来看,电力远动测试系统是以用户的技术需求和功能需求为基准进行设计的。它在设计中采用主CPU芯片,选用这种芯片是因为芯片中含有16/32位微处理器技术和其最高频率能达到66 MHz。电力系统以太网接口选用AX1 1015单片机。这种芯片最大的优势是能集成以太网接口电路,同时也能兼容10M 和100 M网络,再加上其中的T0E模块的高数据处理能力,能及时对100MIPS发出的指令进行处理,进而提高系统工作效率。而新兴的规约分析也是在芯片中完成的,以SPIBus串口通信方式实现数据传输的,主要任务是将数据送至主CPU进行相应判断、统计和显示处理,并将AX11015片上的数据存储在EE—PROM 中。如果主芯片需要以以太网为依据进行SPI总线通信传输的时候,可以将RJ45线与LAN网应用在AX11(315芯片上,以实现TCP/IP协议的网络通信。其系统结构图如图2。
图2 电力系统以太网接口电路
从图2中可以看出,ARM 芯片的应用能使系统中电源开关相关功能以触发的形式在测试系统中形成。当相应软件在运行过程中出现死机或相应异常现象,系统中的看门狗就能进行系统修复工作。主芯片之间的中断和看门狗功能的实现,在一定程度上能保证系统稳定、可靠运行,同时也能更好地对日常生活中出现的相应状况进行处理。电力远动自动化测试系统一般是由嵌入式模块来实现的,这种嵌入式软件是以RAM和AX1 1015模式为主的通信模式。RAM 作为主机,其主要作用是发送数据和命令,而AX11015作为从机,其主要作用是接受RAM 命令并执行和处理数据。而其数据处理一般是在以太网中进行的,之后的规约解析则是在AXl1015中进行的,最后将处理好的数据送至S3CA4BOX处理。数据经过处理之后,是需要规约系统进行监控的。就目前来看,EC104规约测试系统能更好地实现监控,并能更好地实现主站和子站之间远动信息的输送,同时也能对这些远动设备进行相应操作,以便更好地发挥其作用。
4 结束语
自动化系统中的远动通道作为连接主站和子站的系统重要环节,是连接主站和端站的神经,远动系统能否正常且稳定运行,将直接影响着电力自动化系统的正常运行。特别是在计算机网络通信技术发展的今天,电力系统需要传输的数据比较多,难免会有远程数据。为了更好地对数据进行处理,使远程传输的可靠性和安全性得以保证,就应该采用电力远动自动化测试系统。IEC104规约测试系统的出现在一定程度上满足了这个需求。
参考文献:
[1] 朱永利,黄敏,邸 剑.基于广域网的电力远动系统的研究[J].中国电机工程学报,2005,25(07):119—124.
[2] 陈卫东,钱牛牛.电力远动测试系统在电力自动化的应用[J].电子技术,20l1,38(12):59—60。
[3] 刘连浩,亮华,沈增晖.基于IEC104规约的电力远动测试系统的设计与实现[J].现代计算机,2008,(5):107—109.
【关键词】110kv输变电工程 可行性 研究方法 研究要求
前言
目前,我国电力系统的高压输变电工程呈现出长距离、大容量的特点。而国家电网公司的500~110kv变电工程规划正从“随意剪裁”向“成衣定制”转变。在国家电网输变电工程设计中应当满足安全可靠、环境保护、高效运行、技术先进的原则,并达到灵活性和经济性的统一协调。因此,在对110kv输变电工程的可行性研究时需要考虑多方面的综合因素,从而保证在降低输变电站工程成本的同时,还要保证其高效率的运行。
1 110kv输变电工程可行性研究的工作流程
根据现阶段国家电网公司电网项目前期可研工作的特点,110kv输变电工程的可行性研究工作需要一定的流程:首先,编制的长期、中期和短期的电网规划,并采用滚动修编的方式来对规划项目进行不断修正,从而实现电网规划的整体目标。并且开展每年的各区域的接入系统设计,以确定柱网架方案并结合地区负荷发展的趋势来研究地区电网网架方案,从而确定出相应的输变电项目,并确定下一年度或后三年的电网拟建项目。其次根据系统接入设计的方案,开展具体的110kv输变电项目的可行性研究工作,一般需要分为三个阶段:接入系统设计论证、工程可行性研究设计、汇编报告。一是,可将单个110kv输变电工程项目的接入系统设计与地区系统设计相互结合,统筹考虑工程项目接入系统方案。二是,在系统接入设计方案的基础上,对变电站站址、输电线路路径等进行方案设计、可行性分析、投资估算等,从而形成可行性报告。三是,地区输变电工程项目按照可行性研究评审意见,对设计方案、投资估算等进行调整,最终形成审定版输变电工程可行性研究报告。
2 接入系统报告的编制
(1)工程建设必要性的论证。①设计依据。主要是110kv输变电工程方案的设计的现实依据、理论依据以及设计的原则等内容的阐述。②电力系统现状的描述。主要阐述本区域内的电力系统现状,包括各级变电所的数量、网络结构、变电容量、各电压等级线路的长度以及分区容载量等,还包括供电电量和质量、线路负载、相邻供电网络之间的关系等内容。并详细分析电网存在的问题。③预测负荷。根据每年的电力规划和历年负荷预测的材料,分析负荷的发展趋势,并找出影响发展趋势的因素,从而给出负荷预测和其特征的分析建议。④电力、电量的平衡安排。描述相关电网设计的水平,并进行分区、分层的电力平衡。⑤对设计水平年的电网建设项目和电源以及相关的电网规划进行概述。⑥从满足负荷发展的需要以及完善网架结构、供电可靠性、减少供电网损和打开电磁环网等角度论述输变点工程的必要性,并根据工程项目所在地区电源建设的规模和进度,确定合理的供电区域,并对施工进度提出相应的要求。
(2)接入系统的可行性研究方案。①拟定接入系统的方案,该过程包括对原有网络特点、电网规划以及负荷的分布状况等内容进行考察,进而以评价结果为依据来制定方案。②对所拟定的接入方案进行多方面的比较,包括经济性、技术性、可行性、可靠性等方面的比较,进而推荐出合适的既往入系统方案。此外,根据设计方案的特点,在必要时还需要对潮流、稳定以及短路电流等进行计算,以保证方案的稳定可靠性。③无功补偿平衡。对本期设计的推荐方案进行务工平衡计算,以确定本期和远期的无功补偿装置的容量(包括总容量和分组容量),进而选择合适的变压调压方式。④确定工程变压器单组容量等主变参数。该过程可依据分区分层的电力平衡结果,在结合系统负荷和潮流的情况,进而确定相关的参数。⑤确定线路形式和导线截面。该过程需要考虑电网的发展和运行网损的情况。通常根据电网运行方式和事故运行方式下的最大输送量来确定。⑥合理确定电气设备的主变参数,如阻抗、接地、调压等。⑦工程规模评估。通过上述的论证,来确定应建工程的规模。对于改建工程应当详细说明工期等状况。
(3)拟定系统的二次方案。该方法主要是根据一次系统的推荐方案,对二次系统采取的保护等措施,还包括,电能量计费系统和二次安防以及系统通信等方案的设计。
(4)图纸。图纸对工程的施工更具有指导作用。按照接入系统的报告要求,需要提供一下设计方案图:第一,电力系统现状地理接线图;第二,本期工程接入系统后的联网方式图。第三,电力系统的远期规划图;第四,光纤通信网络图(包括拓扑、线路、长度等)。
3 可行性研究报告的编制
110kv输变电项目工程的可行性研究报告需要包含以下内容:一是,对电网项目的必要性和接入系统方案的论证,并对本期及远期规划进行说明,同时提出二次系统的设计方案和电气设备的主要参数要求。二是,通过对输变电工程项目进行全面的比较,得出经济上和技术上更好的方案,进而提出选址、路线建议和变电、线路等工程的设想。
(1)工程建设的必要性论证和接入系统的方案研究。在对工程建设的必要性论证时需要要对电力状况和电网存在的问题以及负荷预测、电力平衡安排、电网规划、建设进度等进行详细描述;在对接入系统的方案研究时,需要对二次系统进行保护并对通信方案、投资估算等方面进行可行性研究。
(2)变电站选址以及线路路径的选择工程设想。在选址时,需要对人文地理、工程地质水文条件以及环境保护、设备稳定可靠运行等状况进行综合研究,进而得出可行性结论,在原则上应当提出至少2个选址方案。在对变电站工程设想上,需要对本期和远期的规划以及电气主接线等选择提出初步意见,并做好各级变电的位置坐标,并根据工程的实际情况来设想其工程中的地基、输电、变电等内容。
(3)投资估算。投资估算时评价方案可行性的重要因素。应根据设计的方案和工程设想来编制输变电工程建设项目投资和编制估算费用详表。
(4)图纸。可行性报告一般要求提高的设计图纸有电力系统现状的地理接线图、接入系统设计图、选址地理位置图、线路路径的走向图、平面的总布置图、电气主接线图、线路路径方案图、塔杆和基础型式图以及大跨越平面截图,同时还要对相关工程的重点做出详细的说明。
4 结束语
随着我国经济社会的发展以及人们生活水平的持续改善,用电需求不断地增加,给电网的稳定运行带来了一定的压力,而110kv输变电工程的规范化和标准,能够有效的保证电网输电的质量。在工程建设前需要对其加强可行性研究,并结合经济性、安全稳定性等原则要求,在对可行性研究时,结合工程本期电网的状况,并对未来电网规划进行展望,从而确定合理、科学、可行的建设方案。
参考文献:
[1]任铁平,贺凯军,唐外文,吴云.110kv输变电工程可行性研究的方法与要求[J].湖南电力,2008(02).
1、课题来源
本课题为某110kv中心变电站110kv线路保护记主系统设计课题。该变电站是最末一个梯级电站,装机容量600万千瓦,年发电量301亿千瓦时,用地总面积为8070.1374公顷。向家坝水电站110kV中心变电站为向家坝水电站提供施工供电电源和电站建成以后作为厂用电备用电源的一座变电站。设计容量为350MVA,电压等级为110/35/10kV, 110kV进出线有5条,中压35kV侧有10 回出线,低压10kV侧有20 回出线.
2、设计的目的和意义
110kV变电所是电力配送的重要环节,也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏,直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。它是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所主要环节,电气主接线连接直接影响运行的可靠性、灵活性。它的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定。
随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步,变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统,继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。
3、国内外的现状和发展趋势
目前,我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高,西部主要是高原地带,在高海拔的条件下,农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展,这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此,一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设,加强专业知识的培训来提高变电技术;另一方面,可以通过媒介积极开展技术交流,通过实践去体验、探索。
当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业,在国外变电所技术有十分剧烈的竞争,而世界范围内的变电所都采用了新技术; 其次,不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任,使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈,迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要,所以变电所在世界上飞速的发展,从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电技术行业。
随着电网建设改造和110kV变电所深入负荷中心与电网配电自动化系统的实施,要求电网变电所既要安全可靠地向用户供电,又能与配电网自动化系统资源共享,实现变电所远动通信,实时数据测量和采集,电气设备运行监控,一、二次设备实时运行状态监测,防误操作闭锁、电容器的自动投退,主变有载开关的自动调节,小电流接地系统的选线以及继电保护和自动装置的投退,定值的检查和远方修改等功能,从而在配电网络正常运行时,能监视各种运行工况,优化运行方式,合理控制负荷,调整电压和无功功率,自动计量计费。在配电网发生异常或故障时,能迅速查出异常情况并快速切除,隔离故障,迅速恢复非故障线路供电。要实现这些功能,采用常规变电所的一、二次设计,选用传统的二次设备是很难满足要求的,必须利用先进的计算机技术, 研制和开发变电所自动化系统,以全微机化的新型二次设备代替常规设备,尽量做到硬件资源、信息资源共享,用不同的模块软件实现常规设备的各种功能,用计算机局域网代替大量信号电缆的联接,用主动模式代替常规设备的被动模式。 变电所自动化系统,不仅功能上满足了配电自动化的要求,而且集微机监控、数据采集和微机保护于一体,将调度自动化、继电保护、变电管理和通信等综合为一体,做到硬、软件资源共享。实现了配电网自动化系统和城网变电所的遥控、通测、通信、遥调的要求,并实现了变电所的无人值班运行,同时简化了变电所二次部分的硬件配置,减轻了施工安装和运行维护的工作量,降低了变电所的总造价和运行费用。 随着科学技术的不断进步,断路器交流操作技术的成熟,保护和监控系统安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大,小型化无人值班110kV变电所必然向三无(即无人值班、无房屋建筑、无电缆沟道) 方向发展。
4、研究的主要内容及设计成果的应用价值
4.1电气主接线设计
110kv进出线的接线方式,35kv出线的接线方式,10kv出线的接线方式设计。在进出线路较多时为便于电能的汇集和分配,常设置母线作为中间环节,是线路简单清晰,运行方便,有利于安装和扩建。由于本变电站各电压等级进出线较多,应采用有母线连接。接线方式主要有单母线接线、单母分段、单母分段带旁路母线、桥形接线、3∕2接线、双母接线、双母分段接线。
4.2变压器选择
包括变压器台数的确定,变压器容量的确定,变压器相数的确定,绕组数
量的确定,调压方式和冷却方式的选择。
4.3短路电流计算
在电力系统设计中,短路电流计算应按远景规划水平年来考虑,远景规划水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时,各枢纽点的三相短路电流和单相接地短路电流。
4.4电气设备的选择和校验
进行设备选择时,应根据工程实际情况,在保证安全可靠的前提下,积极地采用新技术并注意节约。电气设备必须按正常工作条件进行选择。选择高压电器,应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 电气设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验。校验短路电流一般取三相短路时的短路电流,若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自藕变压器等回路中的单相、两相接地短路叫三相短路严重时,则应按严重情况校验。
4.5 110kv线路保护的设计
选择保护方式时,希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。同时满足四个基本要求有困难时,可根据电力系统的具体情况,在不影响系统安全运行的前提下,可以降低某一些要求。
选择保护方式时,应力求采用最简单的保护装置来满足系统的要求。只有简单的保护装置不能达到母的时,才考虑采用较复杂的保护装置。
选择保护方式时应综合考虑电力设备和电力系统的结构特点和运行特性、故障出现的机率及可能造成的后果、电力系统近期的发展情况、经济上的合理性等因素。
4.6 应用价值
通过课题的研究与实践,加深了对所学的专业知识的理解,帮助综合所学知识,并用于工程实践。通过该课题的毕业设计,掌握工程设计的方法和步骤,为今后的工作奠定坚实的基础。
5、工作的主要阶段、进度
(1)20xx年秋季学期第11周前
接受毕业设计任务书,学习毕业设计(论文)要求及有关规定。
(2)20xx年秋季学期第12~21周
阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料),基本完成开题报告、外文翻译等任务。
(3)20xx年春季学期第1至5周
写出第一章概论和第二章理论分析。
(4) 20xx年春季学期第6至12周。
初步完成毕业设计,全部成果交指导教师批阅。
(5)20xx年春季学期第13至14周。
修改、整理和定稿。
(6) 20xx年春季学期第15周。
毕业答辩。
6、最终目标及完成时间
完成《金沙江向家坝110中心变电站110线路保护及主系统的设计》 完成时间:第15周
7、现有条件及必须采取的措施
已完成《电路》、《电子技术基础》、《电力系统分析》、《电力系统继电保护》、《发电厂电气部分》等课程学习,并对电力系统的一次及二次部分有一定的了解。在设计中必须采取充分利用自己的资源和学校的资源的措施。
8、协助单位及要解决的主要问题
本课题的完成需要解决电气主接线,电气设备选择等技术问题,需要得到指导老师和学校的大力支持和帮助。
参 考 文 献
【1】电力工程电气设计手册(上册、下册)能源部西北电力设计院,1998
【2】许建安 王风华编 电力系统继电保护整定计算 中国水利水电出版社 ,2007.8
【3】张玉诸发电厂及变电所二次接线 华北电力学院 ,1984.10
【4】电力设备选型-手册 中国水利水电出版社,2007.1
【5】工业与民用配电设计手册第三版 水利电力出版社,2007.4
【6】江苏省电力设计院 35-110kV无人值班变电所--典型方案设计 中国电力出版社,2002.1
【7】安徽省电力公司编 35-110kV箱式变电站模式设计 中国电力出版社,2003.9
【8】关于建设35kV或10kV变电站方案的技术经济比较 中国建设信息,2007.6.
【9】数字化变电站建设中需要注意的几个问题 江西电力,2007.3
【10】箱式变电站在中低压电网中的应用 山西电力,2007.7
关键词 变电二次设计;变电站;注意事项;问题探讨
中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)104-0081-02
1 变电二次设计设备选型时需要注意的问题
在变电二次设计中,质量与精准度是很重要的点,因此,在设计中,设计者必须十分重视这两个因素,两者其中一方发生问题都会影响到整个电力系统的正常运转。如果质量达到了设计的标准,却没有考虑到其精细度,因此在电力系统工作的时候会给整个系统的稳定性带来一定程度的影响,严重时会使变电站内的主要装置损坏。二次系统的安全问题以及精准度都是保证整个电力系统正常运转的关键所在,所以在设计过程中应该谨慎处理这一问题。
1.1变电站后台系统设计需要注意的要点
变电站后台监控系统的主要作用是监控变电站电力系统的工作情况,同时能及时报告变电站的工作情况,因为变电站后台系统的工作时间较长,对变电站后台系统的设备也有了更高的要求,希望能确保后台系统的工作效率。
根据以上几点情况,设计者在设计变电站系统的时候一定要考虑系统的工作环境等因素对系统运转带来了的不利影响。如果系统出现了问题,处理这些问题的方法必需是要对系统的运转进行长远考虑,从而确保工作的顺利进行,保证电力系统安全性和可靠性,降低系统工作中出现电源中断与电流波动的现象,避免系统运转中受到外界信号的干扰等。
1.2设计零序保护作用时需要注意的问题
在我国,通常情况下在110kV或者是110kV以上工作的电力系统往往会出现单向接地的现象,因此在设计程序保护系统的时候,设计者必须谨慎考虑,确保此保护系统在发生单向接地现象的时候能够及时的关闭电流,能够起到保护变电站的作用。
1.3设计母线电压切换时需要注意的问题
变电站中一般采取的是双母线的接线形式,在变电站的工作中,往往是直流电源以及二次母线电压支持系统的运转,而这些都能够通过母线的辅助连接来进行一切的安全保护任务,如果母线电压发生了故障,那么就会产生失压的危险问题,继而就会使系统出现错误运转,出现比较严重的现象。所以,为了防止这样的现象发生,设计人员在设计系统的过程中最好的方法就是把切换继电器转变成双位置继电器。
2 二次设计需注意的细节问题
在变电二次设计过程中,往往会忽视许多细节问题,而某些细节问题产生的影响是很大的,也许在测试过程中没有被发现,也许经过长期运转后也不会发生什么问题,但是很有可能在事故发生中起到推涛作浪的不利因素。所以设计者一定要在设计中不断丰富经验,注重细节问题,不然会给设备、装置的工作造成严重的影响。
2.1二次电缆的相关问题
设计二次电缆时要按照二次回路的主要特性来设置电缆的趋向。例如在部分设计中设计者为了省事,在主变瓦斯继电器的闭合电路中只使用了一根电缆,其实在主变本体上有两个瓦斯继电器,并且这两个继电器不位于同一位置,采用一根电缆会使一些电缆芯露出来,虽然安装的时候会做一定的防护措施,不过防护措施还是没有电缆的改装保护经用,长期这样就会导致电缆出现损伤,在恶劣的天气下就极易引起盲流接地。所以设计者在设计二次电缆时应该仔细考虑一个独立设备使用单独的电缆,这样就能防止出现上述这种现象。
2.2防止二次寄生回路
“通过不同熔断器供电或者不同专业端子对提供电力的保护设备的直流逻辑同路之间不能有一点点电的联系。”例如使用微机型设备,就关系到输入输出的开关量。微机设备如果需要与外部保护产生某种联系,外部保护的无源空接点通过此设备的光电耦合分隔装置接入本设备;外部保护要与此设备产生联系的时候,此设备的无源空接点通过外部设备的光电耦合分隔器件接入外部保护设备。总而言之,保护设备不管是内部还是外部的哪一种回路都需要全部使用此设备的内部电源。外部联系的闭合电路只允许是无源的,不然就会使不同电源之间形成寄生回路,使电源遭到损坏。
2.3装置电源的选用需要注意和避免的问题。
一般来说,变电二次设计变电站内部采用的设备大部分是220伏的直流电,不过也不是全部都是这样,监视控制主机与其他的一些设备要求的是交流电,现在大部分变电站内应用的电压还不够稳定,极易发生事故,经常跳换到低压电,220伏的电压对设备进行交流充电,如果电压跳到低压,设备充电就会出现失电的现象,这样电压就变成了放电过程,为了很好的处理这样的故障,设计者应用三组电源提供电力,这样就能够确保交流负荷用电的安全性,唯有当变电站内的所以设备顺利的工作,才能确保整个二次变电系统的安全工作。
2.4变电二次设计过程中远动系统的调试需要注意的问题
按照不同的调度端来测试变电站的远动系统,把不同的连接形式当做输送的介质,确保一起装置的信息输送速度和质量都能够达到标准,同时确保不会使信息的传输中断,而影响工作的正常运转[3]。在测试远动系统的自动化设置的时候,设计者必须注意不要只局限于装置自身的情况,应该把相关的电源和通讯作为自动化设置的主要因素,在测试中重视细节,细化一些设计过程,以免这些细节问题带来严重的损坏。比如:变电站建设在公路附近,这就需要此地方非常平坦,土质为黏土,海拔在两百米左右,输电线路通道要够宽敞,这样方便线路的安装以及电气装置的安放,整个线路为黄土层带,地基承载力为2.4kg/cm?,天然重度为2g/cm?,内擦角为23°,这样的条件能够给变电二次设计提高更好的环境,使变电二次设计在运转中更稳定。
3 结论
总而言之,在各种新型技术不断开发和运用的情况下,给变电二次系统的建设、保护和运转带来了很大的利益,不过电力系统的运转环境还没有得到改变,这对变电二次设计提出了更多的要求。变电二次设计不仅仅是要抓住重点,更要注重细节问题,使二次系统能真正作为电力系统的可靠屏障。
参考文献
[1]张晓亮,李江龙.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].科技情报开发与经济,2006(24).
关键词:电力电子;教学方法;教学改革;考核方式
作者简介:姚志垒(1981-),男,江苏溧阳人,盐城工学院电气工程学院,副教授。(江苏 盐城 224051)
基金项目:本文系盐城工学院2013年度校级教改研究项目(项目编号:32)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0052-02
“电力电子装置及技术”是电类专业的一门专业选修课。[1]该课程是在“电力电子技术”课程的基础上,进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标,电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。[2-3]该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强,能培养学生将知识融会贯通,提高学生综合应用知识解决实际问题的能力。因此,如何从教学内容、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革值得探讨。
一、教学内容的改革
1.理论教学内容的改革
该课程的课时数为40学时。由于它是一门应用性课程,因此需要在书本内容的基础上,紧跟时代前沿,增加一些当今热门课题的内容,如:电力电子装置在新能源发电系统和节能环保中的应用等,以便为学生找工作或读研找课题提供参考。
选用杨荫福等编写的《电力电子装置及系统》作为本课程的教材。[3]由于该教材第1章中半导体电力电子开关器件和第2章高频开关电源的内容已分别在“电力电子技术”和“开关电源及技术”课程中详细讲述,因此该课程不再赘述。
所选教学内容具体如下:
(1)电力电子装置及系统概述(2学时):电力电子装置及系统的概念;电力电子装置的主要类型;电力电子装置的应用概况;电力电子装置的发展前景。
(2)逆变器(4学时):逆变器概论;单相和三相恒频恒压正弦波逆变器;感应加热电源。
(3)不间断电源UPS(6学时):UPS的功能及原理;UPS的组成和设计(包括蓄电池组、整流器和PFC电路、逆变器、切换电路、滤波电路、旁路控制电源和系统辅助电源、接地装置、保护和报警系统);UPS输出电压控制。
(4)晶闸管变流装置(6学时):晶闸管交流变换器;交流净化型稳压电源;晶闸管谐振型逆变器。
(5)电力系统用电力电子装置(6学时):电力系统无功补偿;电力系统有源滤波装置;电力系统谐波与无功功率综合补偿;远距离直流输电。
(6)电力电子装置的研制与试验(14学时):电力电子装置研制流程;研究对象的方案论证;主电路设计(包括输出滤波器、输出变压器、缓冲电路、直流滤波电路和主开关器件设计);控制系统及辅助电源设计(包括抗冲击负荷电路、调压环节、过温保护、辅助电源和驱动电路的设计);电磁兼容技术和措施;电路仿真;整机调试与电性能试验;结构设计和例行试验。
(7)电力电子装置在当今热门课题中的应用(2学时):选择应用于当今热门课题的某个电力电子装置作为教学内容,如:直直变换器在光伏发电系统中的应用、并网逆变器在新能源发电系统中的应用等内容。
2.开设实验教学内容
为了进一步验证理论分析,提高学生的实践能力,应开设一定的实验教学内容。该课程的实验教学可以充分利用江苏省电气与新能源实验教学示范中心的新能源实验室和电力系统无功补偿实验室,完成一些高频电力电子装置实验项目,如:电力系统无功补偿、电力系统有源滤波、升压变换器在光伏发电系统中的应用和并网逆变器在风力发电系统中的应用等实验项目。
二、教学方法和手段的改革
1.兴趣教学,激发学生学习积极性
紧贴社会的要求进行学前教育,把社会的需求和学生学习的需求有机统一,从而激发学生的学习积极性。
学生从高中进入大学后,学习的目标改变了,如果说学生在中小学时是以升学作为他们的目标,那么,进入大学后他们的目标已经转向了就业。因此,要使学生了解社会对人才知识结构的需求及其变化,使学生意识到该课程作为大四的专业选修课对今后工作以及再深造的重要性,从而使他们一开始就认识到该课程必须学,而且要学得非常好。
第一次上课,在讲完电力电子装置的应用概况后,了解每个学生对电力电子装置感兴趣的应用领域,布置学生通过网络搜索或图书馆查找其感兴趣应用领域的相关资料,并做成PPT,以备上该应用领域课时做报告。此后,每次上课时,先让对该节课教学内容感兴趣的学生用PPT做报告(每个学生报告5分钟,学生提问2分钟),讲述相应应用领域的研究背景和国内外研究现状,然后由教师讲解具体教学内容。通过该兴趣教学的方法,可以激发学生的学习积极性,培养学生做科技报告的能力,为学生毕业设计选题和答辩奠定良好的基础。
2.提高多媒体教学质量
随着现代化水平的不断提高,上课基本都已采用多媒体进行教学。但多媒体课件也不能是黑板板书的简单复制,最好配以一定的动画和声音,以便吸引学生的注意力,调动学生学习的积极性。如:在讲解电路工作模态时,采用“动作路径”的动画格式,让学生清楚地看到电流在电路中的流通路径,更深刻地理解所学知识;学生在下半节课时往往会开小差,注意力不集中,可通过在切换幻灯片时配以一定的声音,吸引学生的注意力;在讲解习题或举例时,先以某个习题为例进行讲解,解题步骤逐步显示,而不是一下子显示所有答案,保留了板书的优点,然后总结归纳解题方法,最后再以习题对所述方法进行巩固。
3.采用仿真辅助教学
用仿真的方法不仅可以初步验证电路原理和参数设计的正确性,还能仿真试验极限条件下的特殊情况,从而有效地减少电力电子装置的设计费用,缩短电力电子装置的设计周期,优化参数设计,提高装置的可靠性。常用的电力电子仿真软件有:Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真软件为例对所设计4kW、400Hz的中频电源进行仿真验证。学生可以通过仿真进一步加深对理论知识的理解,此外,对较复杂或不易懂的电路可以通过仿真查看电路各点的波形反推电路工作过程,从而掌握电路的工作原理。
三、考核方式的改革
该课程采用小论文的考核方式。考核的总成绩包括平时成绩(20%)、平时PPT报告成绩(30%)和小论文考核成绩(50%)。其中,平时成绩包括学生的出勤和平时作业;平时PPT报告成绩主要是检查学生对电力电子装置感兴趣应用领域相关知识的预习情况,考核学生运用Powerpoint软件制作PPT的能力、口头表达能力和回答同学提问时的应变能力;小论文考核成绩主要包括测试学生书写小论文的能力(包括中英文摘要、引言、正文、结论和参考文献)、利用word软件书写小论文和排版的能力。小论文要求学生从电源设计领域、电机调速用电力电子装置、电力系统领域、汽车电子领域、绿色照明领域、新能源开发领域和其他与电力电子装置相关的领域中选择1种领域撰写。此外,要求写相同领域小论文的学生相互商量各自研究方向,确保每个学生的小论文题目和内容不雷同。通过上述小论文考核,杜绝了学生相互抄袭小论文的现象,学生在选题上发挥了主观能动性,选题范围比较宽。学生在查阅资料完成小论文的过程中,了解了国内外电力电子装置相关领域的国内外研究现状,初步掌握了电力电子装置主电路设计、控制系统设计、仿真及结果分析这一流程。
四、结束语
近年来,我们紧跟时代前沿,及时更新“电力电子装置及技术”课程的教学内容,在实际教学中采用兴趣教学、高质量的多媒体教学和仿真辅助教学的教学方法,采用“一人一题”的小论文考核方式,对“电力电子装置及技术”课程进行了一系列改革,取得了良好的教学效果,得到了学院领导和学生的一致好评。
参考文献:
[1]陈仲.“电力电子装置及控制”课程教学设计的研究与探索[J].电气电子教学学报,2008,(S1).
【关键词】调控一体 智能 防误系统
随着电网的建设与发展,管理模式的增强。电力事故也随之慢慢增加,为了有效的避免这种事故的产生,缺乏完备的防误措施显然成为重中之重。提高防误设施也成为避免电气设备误操作的一个重要措施。即便断路器隔离开关的保护程度已经很高了,但因为远程操控依然存在着各种问题,人为或者系统故障都是造成这种事故最严重的方式。所以需要进一步的研究和整合,从而减少事故的产生。
1 国内外关于调控一体化运行模式下的智能化防误系统
国外的电力系统中并没有五防的概念,而国内系统随着电力的发展微机五防正在不断地发展当中。而国外是通过闭锁的方式来保证操作的安全正常稳定的运行。
当目前所有的操作方式都应符合《微机型防止电气误操作系统通用技术条件(DL/T 687-2010)》及 《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》中的管理规定,从而适应现在调控一体化的智能防误系统。主要问题是防误操作可靠性不是很强,防误不全面,许多操作设备无合适闭锁方案,无法实现全站闭锁,无法实现远方遥控的顺控操作,无法进行多站集控防误管理,紧急状况运行人员无法处理,从而导致一系列问题的存在,以及电气事故的危害区域越来越大。防误的可靠性不太强,远程干扰的时候会导致设备的误动作,无法实现远方遥控的顺控操作,操作繁琐、维护困难的问题无法进一步的解决,升级维护也相对复杂。为了解决此问题特提出了各种的解决措施,促使防误系统更加优化,因此构建调控一体化运行模式的防误系统,进一步提升了电力系统自动化操作的可靠性。
2 系统结构
此调控一体化的防误图对于系统误操作的管理方案有着相当重要的作用。分别由EMS系统传给调控中心防误服务器,然后从调控中心层到运维所防工作站,运维所层到受控站层,变电站是由子站控制到子站防误系统的。处于结构考虑,节省理念以及闭锁的相关知识,实现功能齐全的最大化。有着三层防误的闭锁框架,原有的防误措施增加了智能防误的闭锁单元,可以对其中的监控系统下实现最大化的智能防误系统,保证了电力系统正常运行,进一步实现了运维防误工作的提升。
顺控常规操作随意切换选择,后台操作顺控装置与五防配合完成,且能自动转换,实现了智能化,且到常规系统闭锁的功能恢复,以防止误操作来执行下面的任务。并且能监控一次设备的保护完整性,进一步的进行信息的交换,可控制任一时间段的开始和停止,且顺控逻辑的功能由五防提出的。
具备多功能操作功能,在同一时间进行多次功能的操作,减少等待所需要的时间,防误设备由于等待而产生的各种事故,进一步保证了安全性和可靠性。
调试、维护的方便进一步体现了此项系统功能的完整性,自动实现系统同步运行,监控数据的同时性,使得工作人员更好的观测以防止事故的发生。维护完成后也可以同步数据,保证电力系统正常运行,以及人员维护工作的顺利进行之后的保护措施和正常运转,保证供电的可靠性。
智能闭锁单元也体现了此项系统智能可靠性,主机通过受控站对智能闭锁单元下达命令。然后智能闭锁单元接受命令,解锁成功之后再对系统进行维护,之后又能恢复命令,让系统保持正常运行,从而恢复供电。
在通常的变电站中,用闭锁遥控器对远处的遥控强行闭锁。只有这边的工作发出命令才能实现远方闭锁,不然不能顺利进行此操作,对电力系统造成极大的危害。而在智能变电站中,智能闭锁单元防误加入嵌入式防误服务器实行远方闭锁功能单元。通过防误服务器的判断,才能实现正常的操作,此过程才算完结。
针对调控一体化的模式,其中按照客户端服务器的结构,最大化的节省资源,并保证安全闭锁的基础上,用图中的调控中心三层闭锁结构,增加智能防误装置以及闭锁单元。在防误操作服务器的维护可以再向上进行,实现变电站遥控操作强行闭锁功能,并可以对受控数据进行统计报告。
调控中心设计原则是防误服务器必须能够实现集中管理的功能,并有着信息交换的功能,遥测遥信遥控三遥系统的闭锁和正常运作功能。还可以综合发电、配电、用电中的信息,防治电网误动作。闭锁采用的是网络拓扑结构,自生逻辑关系,防止误动作,误操作或动态接地线的特点,以及数据自动更新和跳转的功能。
调控中心防误工作站:能够实现对远方遥控操作闭锁功能,集中地县调控一体的运作,与自动化并列发展,可以实现开关刀闸功能。除五防之外,还能接受一些复杂的逻辑,进行判断使得误操作减少。
运维操作队:可以接收命令,可以提前接收操作票,模拟演习,有工作人员去操作,进行现场接票传入电脑操作,实现倒闸功能。并能自油步状态优化,防止工作站与子站状态的不一致导致误操作。
受控站:如今的受控站满足防误闭锁功能,升级旧系统实现层次防误系统功能。将智能变电站划为三层,实现站控防误,间隔层防误,过程层防误。为了减少投资建设的投资,智能变电站防误系统可完成各个内容的防误措施,信息共享,防误闭锁以及监控系统配置,其中不但具有通信软闭锁功能,还具有硬结点闭锁功能,最大化实现调度无误的优点,杜绝了后台无指令的严重后果,并具有总解锁功能。
临时地线:智能接地线解决了变电站接地的随意性。实现智能化管理单元和五防之后,接地线控制集中管理,拆挂报告,使用漏洞可供查询。
方案特点:本方案多了防误服务器,可集中管理数据,实现了实用性,保证对设备操作的误动作,实现了安全性、具有后备保护,实现了可靠性。还可维护调试,灵活配置实现了可维护性,并且适用于各种管理模式。
操作模式
受控站操作。工作人员所接受任务并实现操作票,演示接收遇到误操作,会自动闭锁等下达解锁命令,再进行下一步的操作,回复闭锁,直到操作结束。
受控站程序操作当接受到任务由操作人员对断路器进行模拟,将生产操作传输给主机,进行解锁操作,然后无误后回复闭锁功能,可由人员干预处理。如此的操作有利于实现调控一体化下的电力智能防误系统的更一步运行和发展。
3 结论
通过调控一体化的管理模式的变化,总体上实现了误操作的进一步防误,防止了电网误调度和误操作的事故发生,实现了防误智能化水平的提升,进一步推动了电力系统的发展,使得智能化往更好的方面发展。防误系统采用了基于电网状态的智能拓扑关系接线,使运行顺序自动分析系统操作性,降低了人为操作的各种可能事故的发生,保证了电网运行的正确性,提高了操作可靠性。减少投资成本,实现利益的最大化,并能保证电力系统正常安全可靠地运行,防误操作的必要性显然越来越重要,为了保证其安全稳定性,尤其要使得我国的电力水平推向一个新的高度,智能化电网迫在眉睫,调控一体化模式的智能防误系统在此也就显得尤为重要。
参考文献
[1]王洪,张广辉.调控一体化运行模式下的智能化防误系统研究[J].华北电力技术,2013(10).
[2]李功新.给予可拓推演方法的调控一体防误操作系统研究与运用[D].武汉:武汉大学,2014.
[3]杨海霞.调控一体化模式下远程微机防误系统设计方案[J].内蒙古电力技术,2013(04).
[4]张宇鹏.鄂尔多斯电网调控一体化远程视频监控系统设计[D].华北电力大学,2013.
关键词:常态化;遥控操作;监控;断路器;供电可靠性;成功率
远方遥控操作是指在原理一次现场的调度端通过指令远距离遥控现场一次开关,实现断路器分合的一种操作模式,和常规操作比,远方遥控操作不受天气和交通情况的影响,操作迅速且原理一次设备,从根本上杜绝了现场操作的安全隐患,是电网操作未来的发展趋势。
1 专业管理的主要做法
1.1 常态化远方操作的准备
1)充分考虑系统运行方式、潮流、频率、电压、稳定备用、短路容量、主变压器中性点接地方式、继电保护及安全自动装置、一次相序相位的正确性,以及运行方式、消弧线圈的补偿和远动、通信等诸多方面因数的影响。
2)值班监控员遥控操作前,应核对现场设备状态是否满足操作条件。对调度命令有疑问时,赢及时向发令人提出,并考虑到操作过程中的危险点预控措施。
3)明确操作目的,核对现场实际情况,征求操作意见,必要时做好事故预想或提出运行上需要注意的事项。
1.2 制定远方操作的工作规范
1)副值及以上值班监控员有权接收各级调度的倒闸操作预令,正值及以上值班监控员有权接收各级调度的倒闸操作正令,接收及转发调度操作指令时应严格执行复诵、录音和记录等制度。
2)值班监控员进行遥控操作时,应检查间隔内无异常告警信息、光字牌,核对相关变电站的一次系统画面图,优先在分画面上操作。
3)遥控操作必须严格按照倒闸操作规定,执行唱票、复诵、监护、录音等制度,确保遥控操作的正确性。
4)遥控操作后,应通过监控系统检查设备的状态指示、遥测、遥信信号的变化,应有两个及以上的指示,且所有指示均已同时发生对应变化,才能确认该设备已操作到位。若值班监控员对遥控操作结果有疑问,应查明情况,必要时应通知现场运维人员核对设备状态。
5)遥控操作后,应检查控制回路、液压回路、储能机构等一、二次设备无异常告警信息。
6)遥控操作结束后,值班监控员应汇报发令调度,并告知现场运维人员。
1.3 制定方操作中的异常处理预案
1)值遥控操作中,若系统故障或异常且影响操作安全时,应暂停操作并报告发令调度员,必要时根据新的调度指令进行操作。
2)遥控操作中,若监控系统发生异常或遥控失灵,应停止操作,并汇报发令调度员,通知运维人员现场检查,涉及监控主站的缺陷由值班监控员及时通知调度自动化值班人员协调处理,涉及监控后台、厂站的缺陷由运维人员及时通知检修人员协调处理。
2 专业管理的技术支撑
2.1 技术改造
为顺利全面实现对无人值守集中监控变电站开关远方操作常态化,调控中心精心安排计划,积极组织人力物力对不满足开关远方操作技术条件的设备进行技术改造。
220千伏永强变、珠山变、洋湾变3座变电站由于为早期设计建设,不具备开关控制回路,无法实现开关远方操作。调通中心负责牵头实施了遥控功能改造。首先改造变电站监控系统的站控层,改造后的系统支持IEC61850规约接入。然后逐间隔安排停电,每个间隔新配置一台测控装置,将原接至现场模拟屏的遥信、遥控、遥测回路改接至测控装置,并实现信息在当地后台电脑及远方调控主站的遥控及监视。
对30个220千伏变电站以及3个与水电站联络的110千伏变电站同期合闸功能进行了梳理和排查,对原先没有同期与非同期遥控功能的变电站进行改造,完善了23个变电站的开关同期遥控功能。结合一次设备停电开展220千伏象阳变、楠江变线路间隔测控装置改造工作,按照强合、同期合、无压合三个遥控点分开的模式完善线路同期合闸遥控功能。
2.2 信息整治
为保证电网和设备的运行安全,提高集中监控远方操作效率,调控中心制订监控信息专项整治流程及监控信息分析及优化常态化管理流程等相关流程规定,完善县公司自动化及监控人员培训体系,构建起地县一体化闭环的调控系统信息管理体系。并以调度部门为主导,抽调运维、检修、设计、各县公司相关部门人员成立工作小组,将监控信息的完整性、规范性整治纳入日常工作范畴。对新扩建、改造变电站要求治本抓源,规范工程设计,严格管控设备调试及验收环节。
3 评估与改进
3.1 指标成效
1)极大减少现场运维操作。2015年1-10月份,通过调控机构进行远方主设备倒闸操作次数达到14135次,同比上升6.7%,远方操作率87.9%。110及以上千伏系统远方主设备倒闸操作次数达到2096次,同比上升2.49倍, 47座变电站开展10千伏重合闸和备自投软压板远方操作,极大减少了变电运维人员的现场操作、人力物力的浪费。
2)缩短电网设备故障停电时间。依据故障停运线路远方试送管理规范,针对2015年1-10月份电网设备故障处置情况,电网设备故障停电时间下降到平均23.3分钟,同比缩短5倍,多次快速将孤网运行的泰顺电网并入大网运行,避免泰顺全县失电。
3)提升电网安全管控能力。成功应对台风、暴雨等灾害天气的袭击,灾害天气未下放移交过一个变电站给运维单位。通过支撑系统建设和人员技能培训,基本实现调控员远方研判故障、远方处置,快速恢复电网运行,提升电网安全管控能力。
3.2 主要成果
通过为期十个月的专项整治,温州供电公司收获颇丰,总结下来主要有七个方面:
1)加快事故处理,提升电网供电可靠性。
2)提升优质服务,维护电力企业金牌形象。
3)降低电网风险,保证电网安全稳定运行。
4)创新接地选线方法快速查找故障线路,保证用户供电可靠性。
5)创新管理模式,推进精益化管理水平。
6)减人增效,降低电力企业运营成本。
7)加强学习,提升员工素质
3.3 专业管理存在的问题
为期近一年的专业管理虽然取得了一定的成就,但是不能忽视过程中存在的问题:
一是需加强开关信息报备管理。全面梳理无人值守变电站开关信息,对存在影响监控远方操作的各类缺陷督促相关部室及时消除,对不具备远方操作条件的开关尽快完善,对具备远方操作的开关报调控中心备案。
二是需加强调度倒闸操作配合协调工作。针对现场与调度同时操作的工作,由调度统一指挥,当遇到监控远方无法操作时,转由现场操作;监控远方操作前,监通知运维人员与待操作设备保持安全距离,确保倒闸操作安全顺利进行;
4 推广范围及价值评估
在实现开关常态化远方操作的标准化作业后,温州供电公司还将进一步推进远方操作业务,向城区配网、县域电网及其分路推广应用,并健全管理制度,规范业务流程,完善技术保障,向低电压等级扩展操作范围,充分发挥调控一体化建设成效,实现调控中心对所有集中监控变电站开关远方操作常态化。切实提高调控运行管理水平和电网安全保障水平,确保温州地区电网的安全稳定运行。
参考文献
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[2]卢毅封,周昱勇.电力系统自动化控制对策[J] 供用电,2002,19(4): 26- 28.
[3]顾 洁,陈章潮,徐 蓓,等.自动化技术电网应用[J] 华东电力, 2000, 28(5): 10- 12.
[4]吴文传,张伯明.遥控操作优劣对比[J].中国电机工程学报,2004,24(3):67 -71.
作者简介
周毅(1972―),男,浙江温州人,工程师,技师,从事电力系统调控运行工作。
黄斯斯(1985―),女,浙江温州人,助理工程师,从事电力系统设计安装工作。