分析电力设计和电网规划对电网安全的影响

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年9期   作者:周娟 陈庆丰
[导读] 电力资源是我国经济发展及公众生产生活所需的基础性能源,在各个领域中具有广泛的应用前景。随着社会的发展
        摘要:电力资源是我国经济发展及公众生产生活所需的基础性能源,在各个领域中具有广泛的应用前景。随着社会的发展,国内外对于电力资源的需求量也显著提升,电网作为重要的供电网络,集合了电力资源生产、输送、供应等多个环节,其运行的稳定性、供电的可靠性、电力承载的安全性将直接影响各个领域的发展。文章基于电力设计和电网规划对电网安全的影响,探究提高电网安全性、保障电网稳定、可靠运行的有效措施。
关键词:电力设计;电网规划;电网安全;影响;有效措施
引言
        电网是电力系统中各种电压级别变电所及输配电线路的集合体,承担着输配送电能及改变电压的重要任务,主要包括输电、变电、配电三个基本单元。随着我国对电力资源需求量的提升,电网规模有所扩大,所承载的电力资源也显著增加。要想使电网中各个单元有效衔接,各种电力设备能够高效运行,就需要注重电网规划及电力设计,将电力设备的运行参数控制在合理的范围内、科学敷设电线路、规范建立电力设计模型,以保证电网安全。
一、电力设计对电网安全的影响
(一)变电站设计对电网安全的影响
        变电站是电力系统的重要组成部分,当前我国电网输送模式中的终端变电站为110KV变电站及220KV变电站。其中110KV变电站属于35KV以上的四类变电站,220KV变电站为二类变电站。变电站的设计需要满足现代电力系统设计的要求,并选择合适的设备及方法减少设备运行维护的工作量,依据国家相关规定制定设计方案。同时,变电站设计是一项复杂的工作,主要内容包括主变压器的容量、形式及台数、电气主接线形式、短路电流计算、电气设备的选择等,需要设计人员根据基础性的资料、输送功率、局部电网与电力系统的紧密程度、电网负荷性质等进行综合分析,以提高电网供电的可靠性、稳定性及安全性。
(二)设备选择对电网安全的影响
        正确、合理地选择设备是电力系统安全、经济运行的必要条件。在选择设备时,需要以电网建设的需求、建设的实际情况及条件为基础,以保证电网运行安全性及可靠性为根本目标,同时要选择实践经验丰富、成本低、收益高的新型技术。设备选择的一般性原则为:满足电网的正常、断路及过压情况下的要求,便于检修;尽量运用先进技术,但需要保证电力设计的经济性;所选用的新型设备必须具备可靠的实验数据。设备选择的技术条件为满足长期工作、短路稳定、绝缘水平及环境条件,并需要安装短路状态校验设备的热稳定性及动稳定性。
二、电网规划对电网安全的影响
电网规划是指为了满足一定时间内电网的输电能力,根据原始资料,确定输电线路及回路的种类、建设时间、地点及规模。
(一)电网合法性对电网安全的影响
         电网规划是电网建设的前端环节,不仅需要计划电网建设所需的材料、设备等,还需要采取专业的方法计算电网的电压与电力负荷,保证其在合理并可控的范围之内。我国对于电网建设有严格的规范及要求,并明企鹅了电网建设的材料及所需技术。因此,在电网规划阶段需要按照国家法律法规及相关政策性文件的标准开展相关的规划工作。电网合法性是电网安全的基础,如果为了扩大电网规模忽视电网的合法性,将会导致电网过载、过压,甚至会引发严重的安全事故,不仅会影响电网建设的社会效益,还会使电网企业面临巨大的损失。
(二)电压等级设置对电网安全的影响
        电压等级是指电力系统及电力设备的额定电压级别,通常情况下,电力系统运行的是实际电压可以略大于或略小于其额定电压,但是如果与额定电压的变差较大,则会影响电力系统内电力设备的运行情况。

电压等级设置是电网规划的重要内容,在设置前,电网规划人员需要对周边区域内电力资源的需求量、区域发展总体规划、电网建设的实际需求等进行详细的调查,并了解区域内的用电情况,如区域内已经规划好的输送线路、用电企业及个人、输电损耗等,并以此为依据设置电压等级等参数,不仅需要保证电网稳定运行,还需要保证输电及配电量能够满足区域内公众生产生活的需求。
(三)电网负荷转移对电网安全的影响
        负荷转移是指当电网存在发生故障的风险或已经发生故障时,重新分配电网的负荷,主要目的在于充分发挥电网中电力设备的潜力,平衡电力系统中发电、供电、配各个单元,以避免电力资源浪费,保证最大限度地满足经济发展及公众生产生活的用电需求。电网负荷运载过程中会存在较多不可控因素,如果负荷转移方式不合理、电网负荷设置不规范,将会降低电网负荷转移的安全性,继而使部分电网回路负荷过大或过少,当电网负荷过大时,就会存在安全隐患,甚至酿成安全事故;当电网负荷过少时,将会造成电力资源浪费,降低电网建设的经济效益。   
三、提高电网安全的有效措施
(一)科学确定电压等级
         在电网规划中,需要根据区域经济发展及输电损耗等因素科学确定电压等级。随着城市化进程的不断推进,城市用电需求量显著提升,低等级电压难以全面满足城市经济发展及居民生产生活的需求,为此,部分城市选择取消35KV电压。但由于城市变电站与周边地区输电距离较大,为了能够降低电力资源的损耗及输电成本、减少电网维护工作量,建议城市周边地区暂时使用35KV电压电网。同时,在简化电压等级时需要避免重复降压,在了解我国变电站技术发展现状的基础上提高变电站的自动化程度,如采用微机监控技术及微机保护,选择自动化程度高的一次设备等。
(二)提高供电的稳定性
电网运行过程中必须保证电网的稳定性和安全性。如果电网运行不可靠且稳定性较差,则设备会因过载和压力而损坏。因此,在设计规划过程中,必须严格配置电容负载,根据《电网规划设计准则》进行科学规划。在城市电网建设过程中,有必要保证企业的用电稳定性和群众的用电稳定性。这是因为城市耗电量大。一旦发生意外的停电,将给企业带来巨大的经济损失,给群众的用电带来极大的不便。因此,人们的生活将受到影响,医院,研究机构和其他地区的电源故障甚至会造成非常严重的后果。因此,一般区域采用N-1准则,重要区域采用N-2准则。N-2标准在电网规划中对变压器设备的安全性有更高的要求,并严格限制了变压器的过载现象。
(三)合理配置电网负荷
电网负荷转移的安全性直接影响电网运行的稳定性,因此在负荷转移过程中应注意以下几个方面。确保配电网络的电源。供电不仅是电网运行的基本功能,也是电网负荷转移的根本原因。在中压配电网故障的过程中,仍然可以通过双回路,三回路和环网供电等方式来保证电网的连续性。考虑到电网运行过程中双回路和三回路的不稳定性,并且供电过程容易不足,因此尽量采用环网供电方式,将功耗降低到最小。同时需要注意的是,当环网外的开环用户遇到故障时,应设置2分钟内恢复供电的上限时间,以确保电网能够在短时间内恢复运行。
(四)预留备容量
电网的运行故障对现代人的生活影响很大,因此中压配电网应预留备用容量以应对紧急故障。通常,在中压配电网运行期间将保留50%的备用容量。万一发生组件意外损坏或紧急维修过程,工作人员可以通过操作闸门为用户提供持续的电力,以确保电网运行的安全性和连续性。
结束语
电网安全是电网建设的基本要求,电网规划及电力设计都会影响电网安全。为此,需要按照国家相关法律及法规,合理设置电网电压等级及电网负荷转移。同时,在电力设计阶段,根据输电线长度、用电量等因素,科学设计变电站、选择电力设备,以保障电网安全、稳定运行。
参考文献
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