發(fā)布時(shí)間：2023-06-26 16:14:56
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的供電輸電配電綜述樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：本文闡述隨著我國配電電網(wǎng)的布局更加科學(xué)合理，電壓穩(wěn)定，線損下降，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益，供電可靠率大幅度提高。但是配電網(wǎng)的安全運(yùn)行還存在著許多不安全因素，自然災(zāi)害的影響和破壞也不容忽視，文章對配網(wǎng)安全運(yùn)行防范措施進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：供電企業(yè);配網(wǎng);安全運(yùn)行;存在問題
Abstract: this paper as China's power distribution grid layout more scientific and reasonable, voltage stability, line loss dropped, made the obvious economic and social benefits, power supply increased significantly. But the safety operation of the distribution network has also had many unsafe factors, natural disasters and the influence of destruction also nots allow to ignore, the article to the safe operation of the distribution network, the preventive measures for analysis.
Keywords: power supply enterprise; Distribution network; Safety operation; problems
配網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠性將直接影響著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國用戶停電故障中的80%是由配電網(wǎng)故障引起的，因此，如何提高配電網(wǎng)供電可靠性水平有著非常重要的實(shí)際意義。近年來，隨著10 kV電壓等級的推廣，配網(wǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。但由于配網(wǎng)的架構(gòu)缺陷及多種因素的影響，導(dǎo)致配網(wǎng)安全運(yùn)行事故不斷發(fā)生。如何利用有限的大修資金，實(shí)施反事故措施，降低配網(wǎng)的故障率，提高供電可靠性，是配網(wǎng)運(yùn)行的工作重點(diǎn)。
1影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要因素
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，原有的10 kV配電網(wǎng)已經(jīng)不能滿足供電可靠性的要求。首先，原有的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)以架空線為主，接線形式主要為單端電源供電的樹枝狀放射式，新建的工業(yè)開發(fā)區(qū)和商住小區(qū)則通常采用環(huán)網(wǎng)供電，電源有的是從就近的架空線上取得。其次，由于在規(guī)劃網(wǎng)架未完善之前，部分用戶急于用電，按規(guī)劃實(shí)施一步到位投資難以落實(shí)，因此接線存在一定的臨時(shí)性。另外，沿主要交通道路的架空線走廊附件，新建筑物施工工地多，直接威脅線路運(yùn)行安全?？傊菂^(qū)尤其是老城區(qū)的10 kV配電網(wǎng)絡(luò)單薄，轉(zhuǎn)供電能力差，地形復(fù)雜，接線較亂，事故率高，供電可靠性低。另外，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，20世紀(jì)60、70年代建設(shè)的變電站10 kV設(shè)備、各路出線的容量及安全性能均已不適應(yīng)用電負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。其明顯的缺陷是：城區(qū)變電站大多數(shù)是該區(qū)域電網(wǎng)中的樞紐站，10 kV系統(tǒng)出線多，負(fù)荷大，運(yùn)行年久，加之周圍環(huán)境因素，造成設(shè)備污染嚴(yán)重，設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降，引發(fā)事故的概率逐年增高。
10 kV配電網(wǎng)的閃路。在運(yùn)行中，設(shè)備的絕緣長期承受工作電壓，當(dāng)絕緣件表面積污后，只要表面污物達(dá)到一定的含鹽量，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡(luò)。另一方積污還使絕緣的沖擊性能大幅度降低，在雷電沖擊和內(nèi)過電壓的沖擊下，很容易引起閃絡(luò)。污閃有時(shí)發(fā)生在一相，也可能多相發(fā)生，還可能多處同時(shí)發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)污閃后，容易引起單相接地，此時(shí)其余兩相電壓將升高，穩(wěn)態(tài)時(shí)為相電壓的3倍，暫態(tài)時(shí)情況下可達(dá)成2.5倍相電壓。在正常情況下，非故障相電壓幅值升高對絕緣并不造成威脅，若運(yùn)行環(huán)境條件惡劣，絕緣件耐受電壓下降，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)非故障相電壓副值升高允許運(yùn)行的2 h內(nèi)，有可能再出現(xiàn)閃絡(luò)點(diǎn)。其次，由于污穢使絕緣的沖擊特性下降低30%～40%的成本，使單相接地出現(xiàn)零序電壓。若變電所內(nèi)互感器特性較差，將激發(fā)鐵磁諧振，過電壓倍數(shù)比較高，還可能發(fā)生相絕緣閃絡(luò)擊穿，而觸發(fā)兩相接地短路。
10 kV配電網(wǎng)的過電壓。電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行必須承受工頻電壓、內(nèi)部過電壓及大氣過電壓的作用，特別是環(huán)境條件惡劣，早期建設(shè)的設(shè)施，先天不足，爬距不夠，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來很大威脅?；」饨拥剡^電壓是一種幅值很高的過電壓，當(dāng)電網(wǎng)電容電流超過一定值時(shí)，若不采取措施，接地電弧難以熄滅，將激發(fā)起弧光接地過電壓，其幅值高于4倍相電壓，這勢必對電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成很大威脅。在一些早期建設(shè)的10 kV配網(wǎng)中，絕緣靠一個(gè)針式瓷瓶，這是電網(wǎng)中絕緣等級較低的環(huán)節(jié)，它不能承受直擊雷，感應(yīng)過電壓也會引起閃絡(luò)。
2防范措施
2.1縮小配網(wǎng)的故障停電范圍，提高配網(wǎng)的轉(zhuǎn)供電能力
對單端電源供電的樹枝狀放射性接線，沿線掛接大量的分枝線和配電變壓器，在長達(dá)幾公里或十幾公里的線路上任意一處發(fā)生故障，都會導(dǎo)致全線停電。使用聯(lián)絡(luò)開關(guān)不但可以大大縮小停電范圍，同時(shí)也使安排停電范圍大大縮小。對于聯(lián)絡(luò)開關(guān)的選擇，當(dāng)首推柱上式SF6開關(guān)。目前，柱上式SF6開關(guān)的品種主要有柱上斷路器、自動重合閘、自動分?jǐn)嗥?、重合分?jǐn)嗥鲙追N，這些開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、壽命長、檢修周期長、安裝簡易、安裝工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。柱上式SF6斷路器可以單獨(dú)安裝在支線或干線的中后段，具有自動開斷故障電流的功能，能很好地與變電站出線開關(guān)配合，自動斷開故障段。
自動重合器除了具有上述斷路的功能外，還有多次重合的功能，它是一種具有控制和保護(hù)功能的智能化開關(guān)，另外還具有與自動分?jǐn)嗥髋浜鲜褂玫墓δ堋?/p>
2.2防雷擊事故措施
（1）更換、安裝支柱式絕緣子或瓷橫擔(dān)。
（2）安裝氧化鋅避雷器。宜在空曠的10 kV，及以上架空線路上，安裝線路型氧化鋅避雷器。新安裝的配網(wǎng)設(shè)備如配變、柱上開關(guān)、電纜頭等也必須安裝氧化鋅避雷器。
（3）選用安普線夾。在線路改造和檢修中，要逐步淘汰并溝線夾作導(dǎo)線連接器，并嚴(yán)禁不用線夾而纏繞接線。
（4）檢查、整改接地裝置。定期檢查測量線路上接地裝置的接地電阻，不合格的給予整改，保證接地電阻值不大于10Ω。
新安裝的10 kV線路，接地裝置接地電阻也不宜大于10Ω，與1 kV以下設(shè)備共用的接地裝置接地電阻不大于4Ω。定期檢測接地網(wǎng)，確保接地網(wǎng)的接地阻值合格。
2.3防大風(fēng)事故措施
（1）對10 kV線路桿塔應(yīng)定期進(jìn)行檢查，制定完善的檢查制度，對不夠牢固的桿塔及時(shí)加固基礎(chǔ)或增加拉線。新立桿塔應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工。
（2）適當(dāng)提高最大設(shè)計(jì)風(fēng)速，可按30 m/s最大風(fēng)速設(shè)計(jì)。
2.4防社會因素造成的事故措施
（1）為杜絕或減少車輛碰撞桿塔事故，可以在交通道路邊的桿塔上涂上醒目的反光漆，以引起車輛駕駛員的注意。建議采用醇酸反光漆，紅白顏色相間，各2道，色帶高度為20 cm即可。
（2）廣泛宣傳保護(hù)電力設(shè)施的重要性，詮釋破壞電力設(shè)施所帶來的嚴(yán)重后果以及肇事者應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；在醒目位置設(shè)置警示牌，增加開挖施工工地巡視的次數(shù)。
（3）加大導(dǎo)線與綠化樹木的距離，有條件的采取電纜敷設(shè)；對種植場的綠化樹木，規(guī)劃線路走廊時(shí)，應(yīng)盡量避開較高樹型的植物帶，導(dǎo)線可選用絕緣導(dǎo)線。
2.5防配網(wǎng)內(nèi)在因素造成的事故措施
（1）對于重載配網(wǎng)饋線和公用臺區(qū)，隨時(shí)進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)測。對最高負(fù)荷電流超過300 A的饋線采取預(yù)警制度；公用變壓器最高負(fù)荷率超過85%的，亦采取預(yù)警制度轉(zhuǎn)接負(fù)荷，必要時(shí)加裝低壓綜合監(jiān)測儀或多功能電子表進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)測。避免接頭、連接線夾等因過載發(fā)熱燒毀。
（2）配網(wǎng)設(shè)備加大改造力度，對于柱上開關(guān)、跌落式熔斷器、閥式避雷器、針式絕緣子、高損配變、高低壓配電柜、配電柜可選用HXGN15型及以上SF6系列；低壓開關(guān)柜可選用GGD2以上系列；并溝線夾等早期投運(yùn)的殘舊設(shè)備，應(yīng)選用技術(shù)參數(shù)高的現(xiàn)行產(chǎn)品。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，綜合造價(jià)因素，柱上開關(guān)可選用零氣壓的VSP5型SF6負(fù)荷開關(guān)；跌落式熔斷器可選用（H）RW11－12型；配變可選用低能耗的S11系列。
2.6采取綜合措施，認(rèn)真解決污閃問題
10 kV配電網(wǎng)安全可靠的關(guān)鍵是解決閃絡(luò)誘發(fā)相間短路及過電壓燒毀設(shè)備問題，所以，必須采取綜合措施，以求得電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。對10 kV開關(guān)室的支持絕緣子、穿墻套管、刀閘支柱瓷瓶、連桿瓶等，可以加裝防污罩。對于母排，可以加裝絕緣熱縮管，根據(jù)部分地區(qū)的運(yùn)行實(shí)踐證明，這不僅提高了防污能力，而且還防止小動物造成短路。另外，在變電站的10 kV開關(guān)室還可以采取一些其他的手段來防止污閃問題。如在10 kV開關(guān)室安裝吸濕器以降低空氣的濕度，破壞污閃的條件；貫徹“逢停必掃、掃必干凈”的原則，以最小的投入保證設(shè)備的健康運(yùn)行。
【關(guān)鍵字】隧道，供配電，照明系統(tǒng)，節(jié)能技術(shù)，綜合應(yīng)用
中圖分類號：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一．前言
對不同省份的隧道管理部門的隨機(jī)調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，隧道供配電及照明系統(tǒng)所花費(fèi)的電費(fèi)已經(jīng)是公路隧道建設(shè)運(yùn)營管理中最主要的開支。隧道的照明安全是不能忽視的，但是如何在保證隧道供配電及照明系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行的情況下減少電費(fèi)的花費(fèi)、降低隧道管理部門的成本投入，同時(shí)降低我國的電能消耗，已經(jīng)成為各個(gè)省市隧道管理部門共同面臨的難題，也是迫不及待要解決的問題。縱觀我國目前的隧道供配電及照明系統(tǒng)技術(shù)，多數(shù)采用的是高功率因數(shù)的供配電和照明工具、合理安排配電房的位置、縮短供電電纜的長度、在隧道的兩側(cè)鋪設(shè)反射率較高的裝修材料等等。從這些所有使用的方法來看，雖然有些方法能起到較好的節(jié)能效果，但是從整體來看，仍然存在較高的電能浪費(fèi)的情況。
目前國內(nèi)隧道供配電及照明技術(shù)的發(fā)展
我國隧道照明節(jié)能技術(shù)與國外先進(jìn)水平相比，存在一定差距，主要表現(xiàn)在以下方面：
1、控制方式智能化水平低，未從不同的工況考慮不同的照明方案；
2、未考慮隧道照明顯色性與照度、亮度之間的關(guān)系 及光源的等效亮度、中間視覺、司辰視覺等新興視覺理論應(yīng)用于照明參數(shù)的研究；
3、未考慮照明系統(tǒng)的分期實(shí)施；
4、規(guī)范存在一定缺陷．現(xiàn)行規(guī)范忽略了對中、短隧道照明的論述；
5、隨著新型照明技術(shù)的迅速發(fā)展， 有必要研究其在隧道內(nèi)的應(yīng)用性，如LED燈、電磁感應(yīng)燈；
6、未系統(tǒng)性地考慮照明節(jié)能
三．我國隧道供配電及照明系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
1、隧道供電針對長大隧道供配電技術(shù)的專項(xiàng)研究較少，比如公路隧道供配電節(jié)能與管線優(yōu)化配置、中壓供電技術(shù)在長大和連續(xù)公路隧道中的應(yīng)用、通風(fēng)與照明供配電綜合布線系統(tǒng)、連續(xù)隧道變電站的合理布局、適應(yīng)交通量增長的供配電系統(tǒng)分步實(shí)施方法、節(jié)能型供電線纜和設(shè)備對比。
2、變壓器大馬拉小車現(xiàn)象突出，大多數(shù)投入運(yùn)營的隧道變壓器負(fù)載率都在10%—30%左右，造成極大的資源浪費(fèi)，也造成隧道運(yùn)營期間費(fèi)用偏高。
3、低壓配電電纜初期投資和運(yùn)營費(fèi)用高
隧道內(nèi)低壓配電電纜為長距離供電，設(shè)計(jì)者一般都按電壓降進(jìn)行電纜截面的選擇，由此確定的電纜截面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過按經(jīng)濟(jì)電流選擇的電纜截面。目前，供配電設(shè)計(jì)人員受隧道內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重思想的影響， 通常將隧道變電所設(shè)置在隧道洞口外，因此造成隧道內(nèi)低壓配電電纜更加長距離供電。隨著電纜主要源材料鋼材價(jià)格不斷上漲，電纜價(jià)格高居不下，沒有從設(shè)計(jì)上考慮低壓電纜工程造價(jià) 同時(shí)，設(shè)計(jì)者往往忽略了長距離供電的低壓配電電纜有功和無功損耗都是比較大的，造成長期運(yùn)營的浪費(fèi)。
4、系統(tǒng)方案差異大
由于設(shè)計(jì)者對隧道用電負(fù)荷的重要程度理解不同， 國內(nèi)沒有相關(guān)設(shè)計(jì)手冊， 因此不同設(shè)計(jì)者的隧道供電系統(tǒng)方案差異很大，不便于隧道運(yùn)營管理和維護(hù)。
四．我國隧道供配電及照明系統(tǒng)中存在的問題
1、現(xiàn)有隧道照明控制營運(yùn)中節(jié)能與安全的矛盾突出
一些地方的營運(yùn)者為了節(jié)省隧道供配電及照明系統(tǒng)所產(chǎn)生的電費(fèi)，往往在設(shè)計(jì)的時(shí)候都主動的避免采用自動控制，而是較多的采用手動控制的方式進(jìn)行工作，制定了專門的開關(guān)隧道燈的時(shí)間，再由人工在規(guī)定的時(shí)間里進(jìn)行控制。但是
由于隧道一天里弄內(nèi)外的亮度變化很大，人工根本無法進(jìn)行精確的掌控。司機(jī)也
很有可能在規(guī)定熄燈的時(shí)間里通過隧道，所以很有可能造成事故。有過隧道駕駛經(jīng)驗(yàn)的人都知道，在車子通過隧道的全程中，由于洞內(nèi)洞外亮度的不一致，在剛進(jìn)入隧道和要出隧道口的時(shí)候，人的視覺會出現(xiàn)短暫的“黑洞效應(yīng)”，短時(shí)間內(nèi)無法看清楚前方的路況，這時(shí)候如果前后方有車輛或者駕駛不當(dāng)?shù)臅r(shí)候，就非常可能出現(xiàn)事故。這對隧道的照明就提出了非常高的要求。但是如何在提供較好的照明前提下又適當(dāng)?shù)墓?jié)省電能，這已經(jīng)成為一個(gè)非常尖銳的矛盾。
2、現(xiàn)有隧道照明控制模式設(shè)計(jì)，在實(shí)際運(yùn)行中存在很大的電能浪費(fèi)
目前，隧道照明設(shè)計(jì)者依據(jù)規(guī)范通常把隧道分為入口段、過渡段、中間段和出口段等四個(gè)段來設(shè)計(jì)照明，其中過渡段有兩個(gè)，分別設(shè)計(jì)在中間段前后。各段的長度和照度是從全年行車安全要求出發(fā)，對洞內(nèi)最大照度的設(shè)計(jì)是以全年洞外最大亮度和最高行車時(shí)速來確定隧道內(nèi)各段的燈具功率和燈具分布密度。能夠?qū)崿F(xiàn)照明自動控制的非常有限，通常因線路布線回路的限制，只能做到2、3級人工或自動控制，對于如天氣、車速、車流量等參數(shù)只是在設(shè)計(jì)階段給予以最大值考慮，最終各段照明的長度和照度也始終是處于最大值狀態(tài)。對于天氣、車速、車流量等時(shí)變參數(shù)無法從宏觀上對整個(gè)隧道的照明進(jìn)行自適應(yīng)方式調(diào)制。因此，目前這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用的隧道照明系統(tǒng)存在著大量電能浪費(fèi)問題。
3、隧道供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在著諸多不合理因素
目前國內(nèi)隧道普遍采用的供電系統(tǒng)模式為：在隧道洞口設(shè)置10／0.4KV變電所，采用0．4KV低壓線路向隧道內(nèi)的用電設(shè)施供電。采用這種方式供電的隧道，供電距離有時(shí)會達(dá)到1000米甚至更遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)中變壓器容量的選擇一般參考的是隧道內(nèi)和隧道洞口所有負(fù)荷的容量總和，并考慮一定的預(yù)留。隧道尤其是長隧道中具有相當(dāng)數(shù)量的射流風(fēng)機(jī)，但大多數(shù)時(shí)間這些大功率設(shè)備未處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，隧道的照明燈具出于節(jié)電考慮在實(shí)際運(yùn)營中也通常沒有全部打開，隧道的用電負(fù)荷還包括洞口消防水池的水泵等不常使用的大功率設(shè)備。上述變壓器的選型原則和實(shí)際運(yùn)營情況的矛盾就造成變壓器長期處于低負(fù)荷的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)之下，造成了大量的變壓器鐵磁損耗。更有甚者在個(gè)別項(xiàng)目中由于變壓器容量選取的過大，其損耗的百分比已經(jīng)接近實(shí)際用電的負(fù)荷。
4、大量高能耗燈具的使用
目前，我國國內(nèi)的隧道供配電及照明系統(tǒng)中主要以高壓鈉燈作為光源，它的特點(diǎn)是配置了電感型鎮(zhèn)流器，它對電壓的要求比較高，使用壽命短，功耗高，并且色性較差，燈具本身無法對光強(qiáng)進(jìn)行控制。所以，為了保證隧道的照明，一般要配置多條照明回路，導(dǎo)致了電纜數(shù)量的增加，提高了故障率，增加了施工過程的難度和施工時(shí)間。
解決高能耗問題的幾種方法
1、優(yōu)化變壓器的配置方案。
變壓器運(yùn)行損耗的大小很大程度上取決于容量及同樣負(fù)荷容量下變壓器個(gè)數(shù)的選擇。在供配電的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)將各種負(fù)荷按照其運(yùn)行的時(shí)間規(guī)律來進(jìn)行分類，并為不同的負(fù)荷單獨(dú)配備壓器
2、采用新型的節(jié)能型燈具。
研發(fā)能替代高壓鈉燈的綠色節(jié)能型燈具是目前隧道節(jié)能的一個(gè)突破口。
電磁感應(yīng)燈：
白光LED燈：L印光源具有節(jié)約能源、污染少、光指向性好、壽命長(約為8萬小時(shí))、低電壓、反應(yīng)快的特點(diǎn)，在隧道誘導(dǎo)系統(tǒng)方面的應(yīng)用有很大研討空間。
電磁感應(yīng)燈：它是一種全新的照明光源，具有高光效、高顯色、環(huán)保、長壽命、節(jié)能、安全、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)和優(yōu)勢，一般用在景觀照明燈、室內(nèi)照明，尤其當(dāng)被照物有較高的顯色要求時(shí)，能充分發(fā)揮它的優(yōu)勢。同時(shí)，它的光不刺眼、無污染、無眩光，這對隧道供配電及照明系統(tǒng)有著重要的意義。
3、優(yōu)化燈具布設(shè)的設(shè)計(jì)
在隧道供配電及照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們一般設(shè)計(jì)的時(shí)候，會在隧道的兩頭安裝較多的燈具，中間段的燈具安裝的較為少一些，但是由于不同隧道的長度和情況對照明的要求是不一樣的，我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候就不能片面的按照我們的常規(guī)設(shè)計(jì)來，要具體的情況具體對待，充分考慮到車速、車流量、隧道長度、隧道亮度、洞外亮度等情況，優(yōu)化燈具布設(shè)的設(shè)計(jì)。
4、改進(jìn)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，更合理的進(jìn)行設(shè)備選型。
中壓供電模式在長隧道和隧道群中應(yīng)用的推廣。改變以往在長隧道兩端洞口設(shè)置10／0．4KV變電所的設(shè)計(jì)模式，而采用10KV中壓進(jìn)洞的供電方式。中壓供電是國外已廣泛應(yīng)用于道路機(jī)場、隧道等長距離照明供電的一項(xiàng)技術(shù)成熟、設(shè)備先進(jìn)、系統(tǒng)配套的專用型供電設(shè)施。
結(jié)束語
對于隧道運(yùn)營節(jié)能， 國內(nèi)業(yè)界還任重而道遠(yuǎn)，無論是相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、高速公路建設(shè)業(yè)主、管理部門，還是相關(guān)科研設(shè)計(jì)從業(yè)結(jié)構(gòu)與從業(yè)人員，都需要從人力、物力、財(cái)力各方面加大投入，在保證交通安全的前提下，為建設(shè)節(jié)約型社會作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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[2]朱斌 中壓電能傳輸技術(shù)在公路隧道中的應(yīng)用 [學(xué)位論文] 2007 - 長安大學(xué)：交通信息工程及控制
關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化；故障區(qū)段定位技術(shù)；模式；特征；研究進(jìn)展
一、當(dāng)前配電自動化系統(tǒng)中故障區(qū)段定位的主要模式
在配電自動化系統(tǒng)中，故障區(qū)段定位是核心內(nèi)容。其主要作用是：當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)自動判斷并切除故障所在的區(qū)段，恢復(fù)對非故障區(qū)段的供電，從而盡量減少故障影響的停電范圍和停電時(shí)間。選擇科學(xué)合理的故障區(qū)段定位模式，大大提高配電自動化系統(tǒng)的性能價(jià)格比及對供電可靠性的改善程度。當(dāng)前的配電自動化故障區(qū)段定位手段主要是有信道模式、無信道模式以及兩者相結(jié)合的混合模式三種。
（一）有信道的故障區(qū)段定位模式
有信道的故障區(qū)段定位模式是指在故障發(fā)生后，依靠各分段開關(guān)處具有通信功能的柱上開關(guān)控制器FTU（Feeder Terminal Unit，饋線終端單元）之間或FTU同配電主/子站之間通過通信設(shè)備交換故障信息，判斷故障區(qū)段位置。這種模式包括基于主/子站監(jiān)控的集中（遠(yuǎn)方）判斷方式和基于饋線差動保護(hù)原理的分散（就地）判斷模式。基于主/子站的集中判斷方式是以配電自動化監(jiān)控主站/子站為核心，依靠通信實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與控制?；陴伨€差動保護(hù)原理的分散判斷方式是當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，各保護(hù)開關(guān)上的FTU利用高速通信網(wǎng)絡(luò)同相鄰開關(guān)上的FTU交換是否過流的信息，從而實(shí)現(xiàn)故障的自動判斷與隔離。
（二）無信道的故障區(qū)段定位模式
無信道的故障區(qū)段定位模式是通過線路始端的重合器同線路上的分段開關(guān)的配合，就地自主完成故障定位和隔離功能，它包括重合器同過流脈沖計(jì)數(shù)型分段開關(guān)配合、重合器同電壓時(shí)間型分段開關(guān)配合以及重合器間配合等實(shí)現(xiàn)方式。重合器同過流脈沖計(jì)數(shù)型分段開關(guān)配合的方式：過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器不能開斷短路電流，但能夠在一定時(shí)間內(nèi)記憶重合器備開斷故障電流動作次數(shù)。重合器同電壓時(shí)間型分段開關(guān)配合的方式：故障時(shí)線路出口處的重合器跳閘，隨后沿線分段器因失壓分閘，經(jīng)延時(shí)后重合器第一次重合，沿線分段器依次順序自動加壓合閘，當(dāng)合閘到故障點(diǎn)所在區(qū)段時(shí)，引起重合器和分段器第二輪跳閘，并將與故障區(qū)段相連的分段器閉鎖在分閘位置，再經(jīng)延時(shí)后重合器及其余分段器第二次重合就可以恢復(fù)健全區(qū)段供電的目的。重合器配合的方式：重合器方式延續(xù)了配電網(wǎng)電流保護(hù)的原理，自線路末端至線路始端逐級增加啟動電流和延時(shí)的整定值，實(shí)現(xiàn)逐級保護(hù)的功能。
（三）有信道集中控制與無信道就地控制相結(jié)合的混合模式
有信道集中控制與無信道就地控制相結(jié)合的混合模式是結(jié)合前面兩種模式的特點(diǎn)，對于以環(huán)網(wǎng)為主的城市配電網(wǎng)，當(dāng)系統(tǒng)通信正常時(shí)，以集中判斷方式為主，當(dāng)通信異常時(shí)，可以在配電終端就地控制；對于農(nóng)電縣級配電網(wǎng)，一次網(wǎng)絡(luò)既有環(huán)網(wǎng)供電，更多的是輻射型供電方式，因此放射形網(wǎng)絡(luò)的故障定位選用無信道的就地判斷方式，環(huán)路網(wǎng)絡(luò)采用集中判斷方式。
二、目前配電自動化中故障區(qū)段定位手段的特征比較
基于有信道故障區(qū)段定位模式的配電自動化系統(tǒng)由于采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，正常情況下可以實(shí)時(shí)監(jiān)控饋線運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控功能及平衡負(fù)荷；故障情況下可以綜合全局信息，快速完成故障的志別、隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，避免了出線開關(guān)多次重合對系統(tǒng)的影響，適用于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、負(fù)荷密集地區(qū)的配電管理系統(tǒng)。但它的缺點(diǎn)是故障的判斷和隔離完全依賴通信手段，對通信速率和可靠性要求高，需投入資金較多；通信設(shè)備或主站任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致故障緊急處理的全面癱瘓。
無信道的故障區(qū)段定位模式將故障處理下放到設(shè)備層自動完成，根本上消除了通信設(shè)備可靠性環(huán)節(jié)對定位功能的影響，具有原理簡單，功能獨(dú)立，封裝性好的特點(diǎn)，并且投資比有信道的方式少。重合器同分段開關(guān)配合方式的缺陷在于判斷故障所需的重合閘次數(shù)較多，故障產(chǎn)生的位置距離電源越遠(yuǎn)，重合閘次數(shù)和故障判斷時(shí)間很長，難以達(dá)到饋線保護(hù)功能對故障處理快速性的要求；重合器配合的方式通過各開關(guān)動作參數(shù)整定配合判斷并切除故障，無需出線重合器的多次重合閘，但由于配電網(wǎng)存在線路短，故障電流差別不大的特點(diǎn)，容易引起故障時(shí)的越級跳閘；并且越靠近出線側(cè)的重合器故障后延時(shí)分閘時(shí)間很長，不符合故障處理快速性的要求。
有信道和無信道混合模式結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)地區(qū)配電網(wǎng)的時(shí)間情況進(jìn)行有效組合；但它的缺點(diǎn)是存在著控制實(shí)現(xiàn)困難、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，并且不經(jīng)濟(jì)。配電自動化系統(tǒng)中，無信道的故障區(qū)段定位模式由于減少了通信環(huán)節(jié)，在故障處理的可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面都要優(yōu)于有信道的模式；但故障區(qū)段定位過程需要多次投切開關(guān)的缺點(diǎn)限制了它進(jìn)一步提高供電可靠性的能力。
三、基于暫態(tài)保護(hù)的配電網(wǎng)故障區(qū)段定位方法研究進(jìn)展
目前配電自動化系統(tǒng)所采用的故障區(qū)段定位方法延續(xù)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中電流保護(hù)的核心理念，其構(gòu)成原理建立在檢測故障前后工頻或接近工頻的穩(wěn)態(tài)電壓、電流、功率方向、阻抗等電氣量的基礎(chǔ)上，此領(lǐng)域的研究工作也是圍繞著如何提高這種原理的性能展開的。實(shí)際上，由于輸電線路具有分布參數(shù)的特性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)，線路在故障的初始時(shí)刻一般都伴隨著大量的暫態(tài)信號，故障后的初始電弧以及在電弧最終熄滅前的反復(fù)短暫熄滅和重燃會在線路上產(chǎn)生較寬頻帶的高頻暫態(tài)信號；行波由色散產(chǎn)生的頻率較集中的高頻信號發(fā)生偏移和頻率分散，會產(chǎn)生頻帶較寬的高頻信號。這些在故障過程中產(chǎn)生的暫態(tài)高頻電流電壓信號含有比工頻信號更豐富的故障信息，如故障發(fā)生的時(shí)刻、地點(diǎn)、方向、類型、程度等。但由于故障暫態(tài)信號具有頻帶寬，信號幅度較工頻微弱，且持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，受信號提取和分析手段的限制，在傳統(tǒng)的保護(hù)方法里被當(dāng)做高頻噪聲濾除掉。但是，隨著信號提取及分析技術(shù)的快速發(fā)展，基于暫態(tài)保護(hù)原理的故障處理技術(shù)越來越受到人們的重視。
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為了能夠滿足社會用電需求，提升供電質(zhì)量和安全，應(yīng)用電力電子技術(shù)是必然選擇。通過在配電網(wǎng)中大力推廣和應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以有效提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提升輸電能力和輸電質(zhì)量，為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長提供更為堅(jiān)實(shí)的支持和保障。文章就電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，從多種角度把握技術(shù)要點(diǎn)，提出合理的應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞：
電力電子技術(shù)；配電網(wǎng)；應(yīng)用；輸電能力；靈活交流輸電技術(shù)
在電力市場競爭愈加激烈的背景下，電力企業(yè)提升輸電質(zhì)量和穩(wěn)定性顯得十分關(guān)鍵，直接關(guān)乎企業(yè)的長遠(yuǎn)生存和發(fā)展。尤其是在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，越來越多先進(jìn)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)應(yīng)用其中，在此基礎(chǔ)上，電力電子技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)中，在提升電網(wǎng)輸電能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，可以為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。由此看來，加強(qiáng)電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用研究十分關(guān)鍵，有助于推動我國電網(wǎng)朝著智能化、自動化和信息化方向發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。
1電力電子技術(shù)的發(fā)展分析
在社會進(jìn)步和發(fā)展下，城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程逐漸加快，對于新時(shí)期的電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。電能作為社會生產(chǎn)生活有序開展的基礎(chǔ)保障，電力電子技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)中，可以有效提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和輸電性能。尤其是在當(dāng)前市場發(fā)展中，6kV/6kA的門級可關(guān)斷元件進(jìn)入到人們視野，元件在具體施工中，功率可以高達(dá)10MW，在一定程度上促進(jìn)了電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用和推廣，意義十分深遠(yuǎn)[1]。電力電子技術(shù)在電子芯片中的應(yīng)用，可以有效提升電力集成技術(shù)水平，同時(shí)還可以有效減少配電網(wǎng)功率開關(guān)，提升電力信號信息檢測準(zhǔn)確度和效率，促使系統(tǒng)具備自我診斷和保護(hù)功能，更為充分地發(fā)揮電力電子技術(shù)優(yōu)勢，提升配電網(wǎng)輸電能力。現(xiàn)階段，電力電子技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中，具有可靠性、穩(wěn)定性的特點(diǎn)，在滿足電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展需要的同時(shí)，為社會生產(chǎn)生活提供更為堅(jiān)實(shí)的保障和支持。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)性較強(qiáng)，電力電子的開關(guān)元件自身具有觸電點(diǎn)性能和高速開端特點(diǎn)，可以有效延長設(shè)備使用壽命，為人們帶來更加便捷和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[2]。同時(shí)，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)電保護(hù)裝置，有效提升系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，改善電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題。更為關(guān)鍵的是，電力電子技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以在不影響現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步和配電網(wǎng)整合在一起，加強(qiáng)對現(xiàn)代信息技術(shù)的控制，根據(jù)實(shí)際情況動態(tài)調(diào)整電力系統(tǒng)線路、功率和電壓，在提升配電網(wǎng)輸電能力的同時(shí)，盡可能降低電能的損耗，促使電力系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長做出更大的貢獻(xiàn)，意義十分深遠(yuǎn)。
2電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用
電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中應(yīng)用，主要是為了應(yīng)對用戶不斷增長的電能需求，在用電過程中可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電，降低電壓波動，促使用戶在用電過程中可以有效避免干擾，如果電壓不穩(wěn)定，可能會對用戶生活帶來十分深遠(yuǎn)的影響。
2.1補(bǔ)償器
2.1.1串聯(lián)補(bǔ)償器
串聯(lián)裝置在實(shí)際應(yīng)用中，可以有效降低系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷，是一種面向負(fù)荷的補(bǔ)償方式，可以有效改善電壓波動和不平衡高次諧波等問題對系統(tǒng)帶來的運(yùn)行負(fù)荷。串聯(lián)裝置更多的是應(yīng)用在特定負(fù)荷方面提供補(bǔ)償，負(fù)荷容量直接決定串聯(lián)裝置容量。配電系統(tǒng)中串聯(lián)同步補(bǔ)償器在實(shí)際應(yīng)用中，最為典型的就是動態(tài)電壓恢復(fù)器。核心裝置為同步電壓源逆變器，通過對逆變器的控制可以產(chǎn)生同電網(wǎng)同步的三相交流電壓[3]。如果線路測電壓出現(xiàn)異常變化，逆變器輸出電壓可能出現(xiàn)不同程度上的變化，用于補(bǔ)償電壓差異，確保電壓敏感設(shè)備的電壓變化在可接受范圍內(nèi)，設(shè)備可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，如果供電中斷，儲能裝置可以為補(bǔ)償器提供能量支持，持續(xù)為負(fù)荷輸送電力。Siemens公司將此種產(chǎn)品投入到實(shí)踐運(yùn)作中，可以有效消除電壓突降對于工廠生產(chǎn)帶來的影響，短期內(nèi)即可回收投資成本。所以說，DVR技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果較為可觀，值得廣泛推廣和應(yīng)用。
2.1.2并聯(lián)補(bǔ)償器
在并聯(lián)補(bǔ)償器中，作為一種面向系統(tǒng)的補(bǔ)償方式，并聯(lián)裝置容量除了由系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷決定以外，系統(tǒng)的容量同樣對其產(chǎn)生影響。在實(shí)踐中，更多的是用于降低負(fù)荷。其中最為典型的即是DSVC裝置，具體可以分為TCR和TSC兩種，其中TCR通過控制晶閘管開通可以有效改善流過電抗器電流性能，改變無功功率大小。TSC則是通過晶閘管開通和關(guān)斷來動態(tài)控制系統(tǒng)無功功率大小。DSVC反應(yīng)能力和自適應(yīng)能力較為突出，配電網(wǎng)中應(yīng)用DSVC可以有效降低用戶沖擊性負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)無功快速補(bǔ)償，盡可能降低電網(wǎng)電壓突降影響到設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，在電氣化鐵路中運(yùn)用，主要是為了解決不對稱負(fù)載帶來的問題，降低負(fù)序電流對系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來的影響，還可以控制電壓波動問題，切實(shí)提升配電網(wǎng)輸電能力和輸電質(zhì)量[4]。
2.1.3串并聯(lián)補(bǔ)償器
為了能夠充分發(fā)揮串聯(lián)補(bǔ)償器和并聯(lián)補(bǔ)償器的優(yōu)勢，可以將兩種補(bǔ)償器混合使用，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，在面向系統(tǒng)的同時(shí)，面向負(fù)荷，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2.2有源濾波器
在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，一般情況下，電力系統(tǒng)的電壓總諧波畸變率大概在2%～3%，在特殊情況下方會達(dá)到16%。有源濾波器則是借助電力電子技術(shù)抑制諧波的設(shè)備，經(jīng)過不斷完善和創(chuàng)新，為APF在工業(yè)生產(chǎn)證廣泛應(yīng)用提供了良好的條件。通過對電路將非線性負(fù)載電流進(jìn)一步劃分為兩個(gè)部分，即諧波分量和基波分量兩種。輸入和負(fù)載諧波分量大小一致的補(bǔ)償電流，以此來有效改善非線性負(fù)載對于配電網(wǎng)正常運(yùn)行帶來的影響[5]。較之無源濾波器而言，APF技術(shù)優(yōu)勢十分突出，但是由于成本較高，所以尚未能在實(shí)踐中全面推廣和應(yīng)用。當(dāng)前較為常見的方法就是將有源濾波器與低次諧波的無源濾波器混合搭配使用，這樣不僅可以滿足降低非線性負(fù)載對于配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來的影響，還可以獲得更加可觀的性價(jià)比。伴隨著電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，器件價(jià)格逐漸降低，相信在未來電力系統(tǒng)中必然可以廣泛應(yīng)用APF，為電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
2.3固態(tài)開關(guān)技術(shù)
固態(tài)開關(guān)技術(shù)主要是借助晶閘管自身切換速度快和無觸點(diǎn)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)快速開關(guān)切換的無電弧投切。同時(shí)還可以降低器件發(fā)熱和操作過電壓，避免系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
3結(jié)語
綜上所述，在配電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展中，應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率和輸電能力，降低系統(tǒng)故障概率，推動電網(wǎng)信息化、自動化和智能化發(fā)展。
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關(guān)鍵詞: 建筑電氣，節(jié)能設(shè)計(jì)，能源消耗
中圖分類號：TU855文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)包含照明部分的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，供配電系統(tǒng)及線路的設(shè)計(jì)，變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)和降低電路自身損耗設(shè)計(jì)。充分考慮以上方面的電能損耗，以適用性、實(shí)際性、節(jié)能性為基本原則，充分利用相關(guān)學(xué)科研究分析實(shí)際建筑工程中能夠?qū)崿F(xiàn)電氣節(jié)能的方面。科學(xué)合理地選用建筑設(shè)備及輸電線路的類型，減少消除不必要的電能損耗。
1 照明部分節(jié)能設(shè)計(jì)
建筑工程中的照明設(shè)備使用面積大、分布廣泛是建筑能耗的主要組成部分。有關(guān)資料顯示，照明設(shè)備在建筑工程的能耗比重達(dá)到0.15 ～0.25之間，因此，我們應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑照明在技術(shù)方面的改進(jìn)，在照明光源上的選擇，在對照明設(shè)備的控制方法的選用，對自然光在建筑中的使用等方面。對照明部分的節(jié)能設(shè)計(jì)能夠減少大量不必要的電能損耗。
在滿足照明部分對作業(yè)的視覺需求和建筑功能的前提下，盡可能地減少電能在照明系統(tǒng)輸電線導(dǎo)線上的損耗和不必要的光源浪費(fèi)。采用符合相關(guān)技術(shù)要求的照度標(biāo)準(zhǔn)，減少不必要的光源浪費(fèi)。使用優(yōu)質(zhì)高效節(jié)能的光源，傳統(tǒng)的白熾燈光質(zhì)差、發(fā)光效率低、電能損耗大，已經(jīng)逐漸被社會淘汰; 而 LED 節(jié)能燈、熒光燈以其光質(zhì)高、電能損耗小、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑照明系統(tǒng)?？茖W(xué)合理地選擇照明線路，供電方式和輸電線路導(dǎo)線截面積都是影響照明線路電能損耗的主要因素。經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)和科學(xué)論證，在照明線路中選用三相四線式供電可以使得輸電線路的損耗最小。在建筑照明系統(tǒng)中大量使用三相四線制供電方式可以大大降低輸電線路的損耗。
自然光是最經(jīng)濟(jì)環(huán)保的光源，所以在建筑照明部分中應(yīng)當(dāng)充分考慮自然光的利用率。通過各種科學(xué)合理的建筑設(shè)計(jì)，將自然光更多更好地引進(jìn)建筑中，可以有效地減少照明系統(tǒng)中電能的消耗?？梢栽诮ㄖ写罅渴褂猛腹庑暂^好的玻璃; 也可以使用光電傳感器控制建筑中的電能消耗型光源，在光線達(dá)到正常視力需求的情況下自動切斷照明輸電線路，使用自然光為建筑提供照明。在建筑裝修中也可以使用光反射高的材料進(jìn)行裝修，提高整體建筑內(nèi)的照度。對人員流動較少的走廊和其他室內(nèi)場所可以采用聲控開關(guān)、光線感應(yīng)開關(guān)，進(jìn)而降低不必要的電能光源浪費(fèi)。
2 合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)及線路
對供配電系統(tǒng)及線路科學(xué)合理地設(shè)計(jì)是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)必不可少的環(huán)節(jié)。在實(shí)際情況中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑設(shè)備的類型和設(shè)備對電能的要求合理分析研究，選擇簡單可靠易操作的供配電系統(tǒng)。建筑用電設(shè)備的負(fù)荷容量、用電設(shè)備自身特點(diǎn)對電能品質(zhì)的要求都是要考慮的因素，應(yīng)根據(jù)實(shí)際建筑工程用電的實(shí)際需求選擇合適的變壓器是電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的保障。瞬流抑制專用快速開關(guān)元件組合是建筑電氣節(jié)能的多種手段之一，經(jīng)實(shí)踐和科學(xué)理論證明，這種手段可以有效地濾除輸電線路中產(chǎn)生的瞬流浪涌，確保末端設(shè)備無損無影響地運(yùn)行，最終達(dá)到降低建筑用電設(shè)備的電能損耗，提高相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行效率，減少維護(hù)中的經(jīng)濟(jì)投入和延長設(shè)備使用周期。這種電氣節(jié)能手段不僅可以達(dá)到節(jié)約電能的目的，還能同時(shí)做到保護(hù)建筑電氣設(shè)備正常高效經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
3 變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)
變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗，在變壓器的節(jié)能設(shè)計(jì)上只考慮有功損耗，空載損耗與負(fù)載損耗是有功損耗的兩個(gè)主要組成部分?？蛰d損耗又稱為鐵損即功率傳輸?shù)膿p耗，主要包括變壓器鐵芯漏磁和渦流損耗，它們的大小取決于變壓器自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，與外部條件無關(guān)，可以看作不變量。因此在變壓器的選型上應(yīng)選擇干式變壓器或者油侵變壓器等節(jié)能型變壓器。負(fù)載損耗與變壓器的負(fù)荷率有關(guān)，經(jīng)驗(yàn)證當(dāng)負(fù)荷率為 0.5 時(shí)變壓器的能耗最小，但是在考慮經(jīng)濟(jì)條件的情況下負(fù)荷率控制在0.75 ～ 0.85 間是最為合適的選擇。在實(shí)際變壓器的選型中變壓器的容量應(yīng)根據(jù)具體情況而定，變壓器容量過低不能滿足用電設(shè)備的正常需求，如果容量過高會引起鐵損增加，因此，合理科學(xué)地選用變壓器的容量和臺數(shù)是變壓器節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
4 降低線路電能損耗
建筑工程中輸電線路分布廣泛走線復(fù)雜，有效地減少線路上的電能損耗是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中不可缺少的重要部分。影響導(dǎo)線電能損耗的是導(dǎo)線自身的電阻，導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線長度和電阻率成正比，與導(dǎo)線截面積成反比。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)成本的因素限制導(dǎo)線的截面積不可能做的很大，在現(xiàn)實(shí)中主要依據(jù)線路所要求的機(jī)械強(qiáng)度、線路發(fā)熱條件、電壓損失來計(jì)算選擇導(dǎo)線截面積。采用科學(xué)合理的電路設(shè)計(jì)有效地減少建筑工程中輸電線路的長度; 選用銅芯導(dǎo)線等電阻率較小的金屬材質(zhì)作輸電線路的導(dǎo)線，都可以很好地降低線路導(dǎo)線自身總電阻，減少電能在線路中的損耗。此外，還可以限制連接在電網(wǎng)中的電動機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)，正確選用設(shè)計(jì)變流裝置，采用功率因數(shù)比較高的相同容量的同步電機(jī)取換異步電機(jī)來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，也可以較好地降低線路上的電能損耗?？傊瑧?yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)實(shí)條件科學(xué)合理地選擇、結(jié)合不同的方法減少線路上的電能損耗。
5 結(jié)語
建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)成為現(xiàn)代建筑工程發(fā)展的主題之一。目前建筑上的電氣節(jié)能空間還很大，在建筑電氣設(shè)備的選用上，在了解其基本原理、性質(zhì)、特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)后依據(jù)具體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行充分的比較研究，選用新技術(shù)下的節(jié)能電氣設(shè)備; 在建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)上，應(yīng)當(dāng)在了解建筑工程整體功能要求的前提下，科學(xué)合理地選用新的設(shè)計(jì)理念和控制方法，提高電氣設(shè)備的使用效率，減少電氣設(shè)備的電能損耗。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞] 配電網(wǎng)故障定位 阻抗法
中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，輸配電線路擔(dān)負(fù)著電能輸送分配的重任，很容易發(fā)生故障，而用人工查找故障點(diǎn)又非常困難。故障定位技術(shù)可以根據(jù)線路故障時(shí)的故障特征迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行故障定位，不僅有利于線路及時(shí)修復(fù)，保證可靠供電，大大減輕人工巡線的艱辛勞動，而且對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。由于高壓輸電線路和中低壓配電網(wǎng)本身線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同，所以，適應(yīng)于各自的故障定位方法也有所區(qū)別。本文分別就高壓輸電線路和中低壓配電網(wǎng)的各種故障定位方法研究現(xiàn)狀作出總結(jié)概括。
配電網(wǎng)中的故障一般分為兩類： 瞬時(shí)性故障和永久性故障。對于瞬時(shí)性故障，通過變電站出口斷路器的一次重合閘可予以消除。對于永久性故障，重合閘失敗，必須進(jìn)行配電網(wǎng)故障處理，而故障處理的第一步就是故障的定位。
目前，配電網(wǎng)的故障定位方法主要有基于故障投訴電話的配電網(wǎng)故障定位、基于阻抗法故障定位，以及行波法及S 注入法故障定位等。 本文主要通過對這些故障定位算法的研究，分析目前定位算法中存在的主要問題，并對未來配電網(wǎng)故障定位技術(shù)的研究進(jìn)行展望。
1.基于故障投訴電話的配電網(wǎng)故障定位
基于故障投訴電話進(jìn)行配電網(wǎng)故障定位的基本原理是根據(jù)用戶電話號碼或用戶代碼搜索到與終端配電變壓器連接的資料，大致確定故障的位置。
1.1上游追溯法
上游追溯法是故障投訴電話中應(yīng)用最廣泛的基本原理，它依據(jù)配電網(wǎng)都為輻射網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的拓?fù)溥B接關(guān)系，接到投訴電話后層層向上追溯，認(rèn)為最后的投訴電話所屬的區(qū)段為故障區(qū)段。該方法的主要缺點(diǎn)是對投訴電話中的不確定性因素?zé)o法正確處理。
1.2模糊集理論法
基于模糊集理論的方法[1]，利用了用戶電話號碼與配變之間的連接關(guān)系，以及配變與開關(guān)等設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系。接到投訴電話以后，由配變向上游追溯，找到其上游所有可能開斷的設(shè)備（如熔絲、開關(guān)等），并將它們組成一個(gè)模糊子集，給這個(gè)集合中所有元素（設(shè)備）賦予一個(gè)隸屬度，表示其故障的可能性，隸屬度最大的區(qū)段被認(rèn)為是故障區(qū)段。模糊理論有利于處理投訴電話中的不確定信息，但在隸屬度函數(shù)及模糊算子的選擇上還有待研究。
1.3GIS定位法
將配電網(wǎng)投訴電話看作模式分類問題，并與地理信息系統(tǒng)（Geographic InformationSystem，GIS）結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為投訴電話在GIS內(nèi)的坐標(biāo)位置，輸出為失電設(shè)備。該方法不需要知道網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B接就可完成，快速有效。其主要缺點(diǎn)是，由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性導(dǎo)致難以保證訓(xùn)練樣本的完整性。目前在我國城市中，家庭電話擁有率逐步升高。 另外，供電局的營業(yè)管理系統(tǒng)中保存有用戶的有關(guān)信息，如電話號碼、用戶代碼與終端配變連接的資料，可以方便地得到故障信息。但實(shí)際上電話的更改及是否撥打投訴電話都會形成不確定性。所以該方法雖然簡單，但定位結(jié)果不精確，目前運(yùn)用的也較少。該方法一般用于沒有安裝FTU的非測控區(qū)域。
2.阻抗法
阻抗法基本原理如下（圖1）：
在離母線M處L公里的F點(diǎn)發(fā)生接地故障，故障點(diǎn)的接地電阻為Rf，在母線M處測得的電流和電壓之間的關(guān)系為：
M端測量阻抗為：
其中基于阻抗法實(shí)現(xiàn)的測距方法有代數(shù)法和微分方程法。代數(shù)法是利用故障時(shí)工頻電壓電流量，通過分析計(jì)算求出故障點(diǎn)的距離，因?yàn)樵谙到y(tǒng)運(yùn)行方式確定和線路參數(shù)已知條件下，定位裝置測得的電壓電流是故障距離的函數(shù)。微分方程法根據(jù)三相輸電線路的微分方程，利用線路兩端電流電壓量進(jìn)行故障定位。
阻抗法按算法分可分為利用單端數(shù)據(jù)和雙端數(shù)據(jù)兩類。單端數(shù)據(jù)的測距算法是根據(jù)單端（本端）測得的電壓和電流及必要的系統(tǒng)參數(shù)，計(jì)算出故障距離?，F(xiàn)有的單端測距算法，主要還存在以下問題：①故障過渡電阻或?qū)Χ讼到y(tǒng)阻抗變化對測距精度的影響；②輸電線路及雙端系統(tǒng)阻抗的不對稱性對測距的影響；③測距方程的偽根問題。造成測距誤差的根本原因是存在故障過渡電阻。要減小其影響，就要引入對端系統(tǒng)的阻抗，那必然要受到對端系統(tǒng)阻抗變化的影響，這是單端測距法長期沒有解決的難題。
隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高和通信技術(shù)的發(fā)展，相繼提出了雙端或多端故障測距方法。雙端測距方法不存在原理誤差，而且測距在實(shí)現(xiàn)時(shí)間方面的要求也比保護(hù)寬松得多，因此，采用精確的分布參數(shù)模型的兩端測距算法不僅為準(zhǔn)確測距奠定了基礎(chǔ)，且對高阻類型故障測距也是必需的。但兩端測距算法在數(shù)據(jù)同步和偽根判別等方面有待進(jìn)一步改進(jìn)。采用準(zhǔn)確線路模型及不要求數(shù)據(jù)同步的兩端（或多端）測距算法在原理上具有更大優(yōu)越性，值得進(jìn)一步深入研究。
3.配電網(wǎng)故障定位技術(shù)發(fā)展趨向
隨著分布式電源的加入[2]，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵⒆兊脧?fù)雜，那么傳統(tǒng)的定位方法有可能不再適用。分布式電源的接入會影響到系統(tǒng)保護(hù)的定值及定位判據(jù)[3]，需要建立相應(yīng)的保護(hù)方案及定位策略，國內(nèi)外已開始了相關(guān)的研究。結(jié)合目前配電網(wǎng)故障定位技術(shù)各方法的優(yōu)缺點(diǎn)及對未來配電網(wǎng)故障定位技術(shù)的新要求，針對不同的情形需要應(yīng)用不同的故障定位技術(shù)。例如，對于沒有安裝FTU的非測控區(qū)域采用故障投訴電話來進(jìn)行故障定位；當(dāng)采集到的FTU故障信息準(zhǔn)確而且配網(wǎng)較簡單時(shí)，則可以采用矩陣定位算法；當(dāng)采集的FTU故障信息易發(fā)生畸變時(shí)，則應(yīng)當(dāng)采用容錯性高的基于人工智能的定位算法.
[1]王海斌，邱家駒.基于模糊集理論的配電網(wǎng)故障定位的研究[J].浙江電力，2009（4）：56-58.
【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng) 發(fā)展方向 智能電網(wǎng)
1 電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀
電是全世界最通用的能源形式。今天的電網(wǎng)主要是由大型發(fā)電廠、輸電線路和配電系統(tǒng)組成的，輸電線路連接大型發(fā)電廠并為配電系統(tǒng)供電。因此，電網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)仍然與過去相同，即潮流是單向的，由發(fā)電廠通過輸電線路和配電系統(tǒng)到達(dá)終端用戶?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行體制告訴我們，工作要巧干，苦干往往導(dǎo)致事倍功半的效果。一般來說，花一些時(shí)間和精力分析我們的工作方式，比只增加工作強(qiáng)度的效果更好。對于個(gè)人來講是如此，對于大型系統(tǒng)亦是如此。目前我國電網(wǎng)，也同樣面臨如何最好地應(yīng)對這些變化的問題。我國的電力工業(yè)起步很早，幾乎與世界同步。近年來，我國電力行業(yè)發(fā)展迅猛，火電水平不斷提高，水電逐漸增大其開發(fā)強(qiáng)度，電源結(jié)構(gòu)不斷的調(diào)整，日益增強(qiáng)電網(wǎng)的建設(shè)水平，環(huán)保方面的成績?nèi)找嫱怀觯娏ρb備技術(shù)不斷提高。截止2013年底，我國在繼電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)電量世界第一之后，我國發(fā)電裝機(jī)容量已超越美國位居世界第一、達(dá)到12.47億千瓦。隨著我國電力系統(tǒng)及其自動化水平逐年提升，我國的電力系統(tǒng)供給能力逐步增強(qiáng)，電力供給結(jié)構(gòu)明顯改善。
由圖1-1可以看出，我國的總裝機(jī)容量逐年遞增。電力是保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是電力發(fā)展的內(nèi)在動力。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，對供電量的要求也與日俱增。由圖1-2可以看出我國近年來發(fā)電量與用電量基本持平。但是近來三年的用電量略大于發(fā)電量，說明我國的電力系統(tǒng)供給能力仍需加強(qiáng)。
由圖1-3可看出，到目前為止，煤炭等化石能源仍舊是中國發(fā)電所用的的主要能源。而對于這種非清潔性能源的過度依賴，需要付出巨大的代價(jià)，因此政府計(jì)劃加大力度利用核能、水電和天然氣等清潔的能源，以實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的多樣化。盡管我國擁有豐富的能源生產(chǎn)所需的資源，但我國的資源存儲區(qū)域大多位于西北部地區(qū)，而能源主要的消耗中心則位于華北華中華東地區(qū)，相距甚遠(yuǎn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，要求對發(fā)電和輸配電的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大量的投資改造。于此同時(shí)并網(wǎng)風(fēng)電以及并網(wǎng)太陽能發(fā)電發(fā)展迅速。未來將有更多的可再生能源電力并入電網(wǎng)，我國在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域很大發(fā)展空間與潛力。且目前來看我國的電力供給結(jié)構(gòu)已經(jīng)明顯改善。
2 電力系統(tǒng)發(fā)展方向
現(xiàn)如今，一場針對于電網(wǎng)功能的根本性的變革正在發(fā)生。電能已成為全球最重要的能源之一，放眼全球，已經(jīng)開始逐漸形成了以電為中心的能源的開發(fā)利用格局，并且這已經(jīng)成為全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向。變革的一大原因是由于風(fēng)能、太陽能等可再生能源使用量的增加。一方面由于我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，但是能源供應(yīng)基地和主要的用電負(fù)荷中心均距離很遠(yuǎn)，并且這些主要的能源供應(yīng)地大量位于西北部地區(qū)，當(dāng)?shù)氐脑须娋W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施十分落后，對于新增輸電量無力承擔(dān)；另一方面由于風(fēng)能、太陽能這些能源的供應(yīng)的不連續(xù)性以及難以預(yù)測性，因此大家都希望能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電。綜合以上幾點(diǎn)，故我國將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)作為發(fā)展智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)[1]。
在未來20年內(nèi)，用戶將可能看到電力系統(tǒng)的一些特性：概率幾乎為零的大面積停電；非常少的本地區(qū)域電力供應(yīng)中斷，以及在電力中斷下的快速電力恢復(fù)；優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量；用戶能根據(jù)價(jià)格信息和其他經(jīng)濟(jì)刺激方式（比如需求相應(yīng)）來多方面選擇買電和用電服務(wù)，或通過DER進(jìn)行儲能；增強(qiáng)的低成本電能輸送能力；高效的電網(wǎng)運(yùn)行能力；控制系統(tǒng)、電力電子以及分布式電源的即插即用；提升的對外部物理攻擊或者自然災(zāi)害的抵御能力；更加環(huán)保。這種未來的電力系統(tǒng)稱為“智能電網(wǎng)”。
3 堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)
電網(wǎng)是現(xiàn)代社會的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。對電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行換代的傳統(tǒng)做法主要是興建新的發(fā)電廠，架設(shè)新的輸電線路，建造新的變電站，添加其他相關(guān)設(shè)備等。但現(xiàn)在從取得授權(quán)到選擇路徑到建設(shè)新線路的每一步都已變得極其困難、昂貴和費(fèi)時(shí)。許多電網(wǎng)正在老化，并受到各種運(yùn)行方案的困擾，幾十年前建設(shè)這些電網(wǎng)時(shí)還從未考慮到這些挑戰(zhàn)。從根本上說，智能電網(wǎng)是一種輸配電系統(tǒng)，其本質(zhì)就是能源代替和兼容利用。
我國所發(fā)展的智能電網(wǎng)的理念，是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。其具有網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動等顯著特點(diǎn)?，F(xiàn)代電網(wǎng)所提煉的智能電網(wǎng)主要有以下7個(gè)主要特征：自愈、互動、堅(jiān)強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)電能供應(yīng)、兼容各種發(fā)電和儲能系統(tǒng)、活躍市場、優(yōu)化資產(chǎn)和高效運(yùn)行[2]。
智能電網(wǎng)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有技術(shù)提出了一系列新的要求。主要涉及四個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域。下面進(jìn)行淺略分析。
3.1 集成通信
集成通信建立智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，配電自動化也在一定程度上發(fā)展起來了，低速的SCADA系統(tǒng)以及EMS的應(yīng)用已經(jīng)成功集成了區(qū)域輸電組織、發(fā)電廠等部分，但是這些應(yīng)用還是缺少全面的系統(tǒng)集成，高速的通信體系才是智能電網(wǎng)所需要的。電力載波技術(shù)已經(jīng)使用很多年了。電力寬頻通信技術(shù)目前也已經(jīng)發(fā)展起來并成功得到應(yīng)用。同時(shí)，無線技術(shù)也被應(yīng)用到不同領(lǐng)域。但是這些技術(shù)在電網(wǎng)通信體系中并未得到很好應(yīng)用，在用戶側(cè)得也未得到充分的應(yīng)用。
3.2 傳感與測量
參數(shù)測量對用戶、公共事業(yè)包括保護(hù)系統(tǒng)的推進(jìn)應(yīng)用主要表現(xiàn)在用戶所在地設(shè)備和電力服務(wù)商之間的通信；高級計(jì)量；分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)；負(fù)荷控制；基于網(wǎng)頁的計(jì)量信息和能源分析；停電檢測和通知；多個(gè)地點(diǎn)或設(shè)備的計(jì)量集合；用戶發(fā)電裝置的集成；遠(yuǎn)程電能質(zhì)量監(jiān)測和服務(wù)；遠(yuǎn)程設(shè)備信息診斷；竊電控制；建立能量管理系統(tǒng)；基于實(shí)時(shí)電價(jià)的自動負(fù)荷控制；總電能消耗監(jiān)測等方面。我國已有的電力監(jiān)視系統(tǒng)，部分已經(jīng)商業(yè)化，部分目前正在研究中。在目前發(fā)展的傳感和測量技術(shù)中，廣域測量系統(tǒng)（WAMS）可能是最有潛力增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定的技術(shù)。
3.3 高級電力設(shè)施
電網(wǎng)的耳目股肱莫過于是高級電力設(shè)施，最前沿的研究成果如超導(dǎo)、儲能和電力電子等技術(shù)均將會在下一代的電力設(shè)備中應(yīng)用，這將使電網(wǎng)的更大輸電量，更穩(wěn)定的系統(tǒng)，更好的電能能力，更高效的電力效率和實(shí)時(shí)的系統(tǒng)診斷這些目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。將高級電力設(shè)施連接在一起，便可以構(gòu)成復(fù)雜系統(tǒng)，例如微網(wǎng)。高級電力設(shè)施都是基于電力電子學(xué)技術(shù)的，柔流輸電系統(tǒng)（FACTS，包括UPFC，DVAR，SVC等）就是很好的例子。高級電力設(shè)施主要分以下幾類：有電力電子裝置、超導(dǎo)裝置、分布式發(fā)電、復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)合導(dǎo)線以及電網(wǎng)友好型裝置[3]。
3.4 高級控制方法和決策支持
智能電網(wǎng)不僅僅要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集，更重要的是需要對收集的信息進(jìn)行分析與決策。智能電網(wǎng)一方面要滿足個(gè)人終端用戶與電網(wǎng)系統(tǒng)的交互需求，另一方面也要滿足電網(wǎng)控制系統(tǒng)供電穩(wěn)定的要求。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定兩種類型。通過智能電表獲取到用戶用電數(shù)據(jù)后，進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)預(yù)想事故分析。智能電網(wǎng)能對用戶用電行為進(jìn)行預(yù)測和建議。還可以通過對電力系統(tǒng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保證智能電網(wǎng)的決策具有科學(xué)性和實(shí)踐性。
4 結(jié)語
本文在對電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析之后，闡述了現(xiàn)在電網(wǎng)發(fā)展所遇到的挑戰(zhàn)以及今后的發(fā)展方向，最后對電網(wǎng)未來的發(fā)展方向――堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)進(jìn)行了淺略介紹。總而言之，一個(gè)現(xiàn)代化的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)將為電力系統(tǒng)帶來以下變革：降低高峰負(fù)荷和發(fā)電設(shè)備容量；消除用于新建輸配電基礎(chǔ)設(shè)施和電廠的投資費(fèi)用；降低輸配電線路損耗，并同時(shí)降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用；改變負(fù)載模式，調(diào)整潮流方向，改善電壓水平和系統(tǒng)穩(wěn)定性[4]；允許負(fù)載側(cè)的能量儲存系統(tǒng)和分布式發(fā)電參與系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)行；通過廣域監(jiān)視系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行反饋控制，進(jìn)行實(shí)時(shí)的預(yù)想故障分析；為電力公司提供先進(jìn)的可視化手段，以提升其監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的能力。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；電氣主接線；高壓電氣設(shè)備選擇；短路電流計(jì)算
中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）09-0127-04
1 電氣主接線
1.1 電氣主接線綜述
發(fā)電廠、變電站的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要組成部分，是由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、互感器、避雷器等高壓電氣設(shè)備以及將它們聯(lián)系在一起的高壓電纜和母線組成。設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)合理的電氣主接線，不僅與電力系統(tǒng)整體及變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性密切相關(guān)，而且對發(fā)電廠、變電站的電氣設(shè)備選型、配電裝置、繼電保護(hù)配置和控制方式都有重大意義。
1.1.1 電氣主接線的基本要求。
（1）保證必要的供電可靠性。供電可靠性是電力系統(tǒng)生產(chǎn)和分配電能的首要任務(wù)，電氣主接線應(yīng)滿足這一要求。衡量電氣主接線可靠性的標(biāo)志包括：斷路器檢修時(shí)能否不影響供電；斷路器或母線故障及檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并保證對重要用戶的供電；盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性；大機(jī)組、超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。
（2）保證電能質(zhì)量：電壓、頻率和波形是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)。電氣主接線設(shè)計(jì)是否合理對電壓、頻率有著重要的影響。
（3）具有一定的靈活性和方便性：電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些機(jī)組、變壓器及線路，從而達(dá)到調(diào)配電源和負(fù)荷的目的；并能滿足電力系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修方式和特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。
（4）具有一定的經(jīng)濟(jì)型：電氣主接線力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器及避雷器等一次設(shè)備的投資，要盡可能簡化繼電保護(hù)和二次回路，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。
1.1.2 基本接線方式。電氣主接線的基本接線形式一般包括單母線接線、單母線分段接線、單母分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母分段接線、雙母線帶旁路母線接線、一臺半斷路器接線、變壓器-母線組接線、橋型接線、多角型接線、單元接線。
1.2 電氣主接線的基本設(shè)計(jì)
1.2.1 設(shè)計(jì)原則。電氣主接線的基本設(shè)計(jì)原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以相關(guān)的政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方面，盡可能地節(jié)省投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和可靠性。還要根據(jù)國家電力負(fù)荷增長規(guī)劃，給出所設(shè)計(jì)發(fā)電廠的容量、機(jī)組臺數(shù)、電壓等級、出線回路數(shù)、主要負(fù)荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)等。
1.2.2 設(shè)計(jì)步驟。電氣主接線的設(shè)計(jì)經(jīng)歷可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段。具體步驟如下：
（1）對原始資料進(jìn)行分析。包括工程情況、電力系統(tǒng)情況、負(fù)荷情況、環(huán)境條件和設(shè)備供貨情況。工程情況包括發(fā)電廠類型、設(shè)計(jì)規(guī)劃容量、單機(jī)臺數(shù)、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等；電力系統(tǒng)情況包括近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃等，發(fā)電廠或變電站所在電力系統(tǒng)中的位置和作用；負(fù)荷情況包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量。
（2）主接線方案的選擇。根據(jù)任務(wù)書的要求，結(jié)合原始資料分析，對電源和出現(xiàn)回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量及母線結(jié)構(gòu)等綜合考慮，進(jìn)行可靠性計(jì)算，淘汰不合理方案，確定最終方案。
（3）短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)備選擇。對選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇出合理的電氣設(shè)備。
（4）繪制電氣主接線圖。
（5）編制工程概算。
2 火電廠150kV電氣主接線
2.1 火電廠電氣主接線
本電廠為2×350MW燃煤發(fā)電機(jī)組，內(nèi)設(shè)150kV配電裝置，出4回線路接入150kV系統(tǒng)。采用3/2斷路器接線方式，2臺發(fā)電機(jī)組經(jīng)主變壓器升壓接入150kV母線。全廠設(shè)置1臺啟動/備用變壓器，作為電廠機(jī)組起動和備用電源；設(shè)置1臺150/20kV城市供電變壓器（TFT），分別由150kV母線引接。廠用電系統(tǒng)采用6.3kV和400/230V兩級電壓等級。
2.2 電氣主接線圖
電氣主接線圖如圖1所示。
3 繼電保護(hù)和短路電流計(jì)算
3.1 短路電流計(jì)算綜述
3.1.1 短路電流計(jì)算的目的。
（1）為確保所選設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。
（2）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相相對地的安全距離。
圖1
（3）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。
（4）接地裝置的設(shè)計(jì)，需用短路電流。
3.1.2 短路電流計(jì)算的規(guī)定。
（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。
（2）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。
（3）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件。
（4）選取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。
（5）應(yīng)按工程設(shè)計(jì)容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。
（6）短路點(diǎn)選取通過電器設(shè)備短路電流為最大的地點(diǎn)。
3.1.3 計(jì)算步驟。
（1）選取不同的短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算。
（2）繪制相應(yīng)的短路電流計(jì)算阻抗圖。
（3）計(jì)算各元件的正、負(fù)及零序阻抗（電抗）。
（4）計(jì)算短路電流沖擊值。
（5）計(jì)算全電流最大有效值。
（6）計(jì)算短路容量。
（7）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。
3.2 短路電流計(jì)算
3.2.1 原始數(shù)據(jù)（表1）。
3.2.2 取基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量Sj（MVA） 1000 基準(zhǔn)電壓 Uj（kV） 6.3 20 157.5
3.2.3 短路電流計(jì)算接線圖（圖2）。
3.2.4 計(jì)算結(jié)果（表2）。
4 導(dǎo)線及電氣設(shè)備選擇
4.1 150kV導(dǎo)線
4.1.1 150kV主母線選用耐熱鋁合金導(dǎo)線2×NRLH60GJ-
1440/120，分裂間距為200mm。
4.1.2 主變進(jìn)線為2×LGKK-600，分裂間距為200mm。
4.1.3 過渡母線及設(shè)備連接導(dǎo)線為2×LGJQT-1400，分裂間距為200mm。
4.1.4 起備變和城鎮(zhèn)變出線為LGJ-400/25。
圖2
4.2 主變壓器
4.2.1 額定容量：420 MVA
4.2.2 型式：三相
4.2.3 變比：157.5±2±2.5% / 20 kV
4.2.4 阻抗：14%
4.2.5 冷卻方式：OFAF
4.2.6 接線組別：YN，d11
4.3 150kV SF6斷路器
4.3.1 型號：LTB170D1/B
4.3.2 型式：瓷柱式
4.3.3 額定電壓：170kV
4.3.4 額定電流：3150A
4.3.5 額定短路開斷電流：40kA
4.3.6 3s短時(shí)耐受電流：40kA
4.3.7 額定峰值耐受電流：100kA
4.4 150kV隔離開關(guān)
4.4.1 型號：GW4-252 / GW10-252
4.4.2 型式：雙柱式
4.4.3 額定電壓：220kV
4.4.4 額定電流：3150A
4.4.5 3s短時(shí)耐受電流：50kA
4.4.6 額定峰值耐受電流：125kA
4.5 150kV電流互感器
4.5.1 型號：LB7-170WTH
4.5.2 型式：戶外、油浸
4.5.3 額定電壓：170kV
4.5.4 額定一次電流：2×1250A
4.5.5 額定二次電流：1A
4.5.6 準(zhǔn)確等級：0.2S/0.2S /5P30/5P30/5P30/5P30/5P30
4.6 150kV電壓互感器
4.6.1 型號：TYD150/√3-0.01（0.005）H
4.6.2 型式：戶外、電容式
4.6.3 額定電壓：150kV
4.6.4 電壓比：單相
4.7 150kV避雷器
4.7.1 型號：Y10W1-140/360W
4.7.2 型式：金屬氧化物避雷器
4.7.3 額定電壓：140kV（有效值）
4.7.4 標(biāo)稱沖擊電流殘壓：360kV（峰值）
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