基于電力安全生產下的介質環(huán)流延展性分析

張自潤 莫立群

摘要：環(huán)流是介質流動過程中常見的現象，電力生產時電力設備因介質流動造成的環(huán)流影響很大。電、磁、熱等介質環(huán)流在電力生產中對安全運行的影響，闡述介質環(huán)流在電力生產中產生機理和危害，提出保證安全可靠運行的技術措施和相關新技術新工藝的應用，為電力生產安全運行提供參考，提高電力生產的可靠性和穩(wěn)定性。

關鍵詞：環(huán)流;非晶合金;分相封閉;源網荷協同

引言

形成環(huán)流的物質可以是任何流動介質，如電、磁、熱等。在電力生產中，介質流動產生環(huán)流的主要原因是壓力、溫度的中心趨向性或介質能量位置差異性的分層布置，而導致中心趨向性或位置差異性的影響因素很多，包括介質流動速度、粒子密度變化、中心壓力、溫度、其他介質力量擾動（如某種特殊引力）及周圍環(huán)境影響等。

1電力安全生產的重要性

在日常生活生產中，決定電力安全生產的要素有很多，所以這是一項不容忽視的工作，其主要方面有：電力生產工程中的安全，電力基本設施的建造，電力資源的經營，以及各項工作要素所制約。

1.1電力安全生產對社會穩(wěn)定的影響

電力生產作為日常生活中的一項重要資源項目，應用非常廣泛，是一項民生產業(yè)，具有一定的社會性。電力安全生產關系著人們的生命財產安全，關系到人們經濟的健康發(fā)展，一旦電力生產過程中出現問題，就會引起地區(qū)性生活生產癱瘓，居民正常起居生活，工廠生產、企業(yè)辦公等將會受到嚴重的影響，因此電力生產的安全關系到社會的平安穩(wěn)定。

1.2電力的安全生產對于企業(yè)本身的發(fā)展

電力生產是電力企業(yè)最基本的一個工作項目，如果一個企業(yè)無法保證本身的生產安全，經常發(fā)生事故，那么將如何能做到穩(wěn)定發(fā)展。所以說為了企業(yè)能擁有一個良好的生產環(huán)境，必須要做到，電力生產的安全性，為其他產業(yè)的發(fā)展提供安全保障。

1.3電力的生產需要電力的安全

電力生產是一個非常龐大的系統(tǒng)，包括從發(fā)電廠輸出的電力，經過一系列的變電調節(jié)，輸電線路，供電線路，再將電力分散到各家各戶中去等等環(huán)節(jié)。由于現在技術水平的原因，對于電力的儲存能力還不夠，因此，要做到生產、運輸、銷售一條龍。這么多的過程混合在一起，形成了我國強大的電網系統(tǒng)，各項環(huán)節(jié)都要有條不紊的進行，一旦出某一環(huán)境出現問題，尤其是安全問題，那么后果就不堪設想。

2電力生產中介質環(huán)流產生的影響分析

2.1電流環(huán)流的影響

2.1.1變壓器鐵芯的電流環(huán)流

配電網的節(jié)能降耗對配電變壓器鐵芯材料質量有很高的要求。因為鐵芯金屬塊處在變化的磁場中或相對于磁場運動時，鐵芯內部會產生感應電流，鐵芯中形成一圈圈的閉合電流線，即電流環(huán)流，亦稱渦流，該渦流將產生變壓器能量傳輸消耗。變壓器的鐵芯材料形成渦流小則變壓器的渦流損耗就小。

2.1.2分布式光伏電站接入配電網時的電流環(huán)流

近年，在配網建設相對薄弱的農村地區(qū)，建設了大量的分布式光伏電站。分布式光伏電站接入前，配電網潮流是從配電變壓器低壓側到電力用戶。但大量分布式光伏電站接入配電網時，由于其安裝位置及功率大小的不同，將會引起配電網潮流的變化，甚至可能出現因潮流位置分布變化而導致的電流環(huán)流。

當接入容量大于接入點下游負荷時，則在配電網電源側和分布電站間形成雙向潮流，并隨著分布式光伏電站發(fā)電容量的持續(xù)增加，反向潮流大于原有潮流的情況會更加嚴重，線路負載率增大，同時在局部配電系統(tǒng)中形成電流環(huán)流。

分布式光伏電站接入產生的環(huán)流不僅影響了配電網潮流分布，同時對配電網電壓分布、負荷特性、系統(tǒng)保護、電網運行可靠性都有影響。解決措施：推動源網荷協同發(fā)展，利用市場手段調用需求側資源，充分利用電網低谷時段新能源電量，合理布置和就地消納分布式光伏電站電量，保證接入點下游負荷大于接入容量，以減小電流環(huán)流對配電系統(tǒng)的影響。

2.2熱流環(huán)流的影響

2.2.1機械加工過程中的熱流環(huán)流影響

金屬材料的耐壓耐溫等性能不足，使其在高溫工作環(huán)境及加工精度要求極高的領域，無法克服熱環(huán)流影響，導致金屬材料本身及其產品設備的應用深受影響。在高速加工金屬材料時，加工機床的主軸和軸承間因高速旋轉摩擦產生大量的熱量致使主軸嚴重熱變形，導致主軸抬升、傾斜和彎曲變形，同時產生的熱環(huán)流還使刀具磨損等。

2.2.2熱力管道或閥門在焊接處的熱流環(huán)流

核電火電等發(fā)電機組蒸汽管道主要是通過焊接連接，機組一旦升溫升壓，熱力管道與管子、管件（閥門、三通、彎頭等）焊接處將直接承受高溫高壓水和蒸汽介質的作用。由于焊縫區(qū)與母材在結構組織上的差異，在焊接工藝水平達不到規(guī)定要求時，焊縫區(qū)金屬粒子排序、間距、密度等不規(guī)則或不均勻加劇，從而產生環(huán)焊縫熱流環(huán)流，再加上焊縫區(qū)殘余應力的影響，環(huán)焊縫區(qū)就變成了管道性能薄弱區(qū)。

管道焊接處長期承溫承壓，薄弱區(qū)變成缺陷區(qū)，在熱流環(huán)流熱應力和蒸汽壓力負載的共同作用下，缺陷區(qū)擴大，可能出現局部開裂、蒸汽泄漏，若未及時消除隱患，則焊縫裂開面積擴大，進而發(fā)生爆管或斷裂，甚至釀成重大事故。2016年8月，湖北省宜昌當陽市某發(fā)電有限責任公司就發(fā)生過一起因主蒸汽管道焊接缺陷漏檢而導致的重大事故。

2.3對配電網運行可靠性的影響

一方面，分布式光伏電站接入配電網可以提高配電網供電可靠性。一是可以作為后備電源。含儲能系統(tǒng)的分布式光伏發(fā)電，可以作為后備電源，在線路發(fā)生故障時啟動，為停電用戶供電，尤其是對于關鍵的負荷，分布式光伏發(fā)電作為緊急后備電源與電池、換流器聯合保證其不間斷供電。雖然分布式光伏電源對故障發(fā)生頻率沒有影響，即年平均斷電次數不變，但是停電時間卻因為分布式光伏電源的后備作用而大大減少，即年平均斷電時間減少，從而提高了供電可靠性。二是具有削峰作用。在白天用電高峰和電價高峰期間，分布式光伏發(fā)電減少了用戶用電費用，也減輕了線路負荷，提高了系統(tǒng)的供電可靠性。

另一方面，分布式光伏電站接入配電網也會降低配電網可靠性。分布式光伏電站并網后，配電網供電可靠性的評估需要考慮新出現的影響因素，如孤島出現和光伏電站輸出功率的隨機性。一是可能出現繼電保護誤動作。光伏電站與配電網的繼電保護配合不好可能使繼電保護誤動作，降低系統(tǒng)的可靠性，不合適的安裝地點、容量和連接方式也會降低配電網可靠性。另外，由于系統(tǒng)維護或故障所引起的斷路器跳閘等形成的無意識孤島，不僅會危害人員安全，還會降低配電網的供電可靠性。二是可能導致線路過載。當配電網的網架結構合理時，變壓器和線路的容量裕度較大，不容易出現過載，負荷的供電可靠性已經較高，因而分布式光伏電站的接入對配電網的可靠性不會產生較明顯影響。在極端運行方式下，變壓器和線路負載率比正常運行方式下高，則容易出現過載，可靠性會比正常運行方式低。

結語

電力生產電、磁、熱環(huán)流產生的因素較多，介質流動的中心趨向和位置差異性環(huán)流對電力生產的安全運行影響很大，必須采取針對性措施加以減輕或改善。加強對介質環(huán)流的分析，有效降低電磁熱環(huán)流影響，可為保證電力生產安全可靠運行提供理論和技術支撐。

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