電網(wǎng)與線路運行的安全對策分析

姚元晴

中煤集團大屯公司電熱公司 江蘇徐州 221611

經(jīng)濟的發(fā)展向來離不開資源的開發(fā)和利用，并且也需要消耗大量的基礎物質(zhì)和能源，其中，電能的應用是最突出的，并且也是各類基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支點。電網(wǎng)規(guī)劃和電力設計都在很大程度上影響甚至決定著電網(wǎng)的管理質(zhì)量和社會效益，能夠保證電力工程的順利進行，并且也可以提高能源輸送的合理性與穩(wěn)定性。正因為如此，電網(wǎng)項目的開發(fā)也必須給予這兩部分更加高度的重視，確保自身的系統(tǒng)能夠不斷優(yōu)化，調(diào)整配電管理和輸電管理，同時還要兼顧到變電管理。

1 電網(wǎng)調(diào)控運行中的安全風險

1.1 集約化風險因素

從當前的實際情況來看，絕大多數(shù)電網(wǎng)在運行的過程中，都是采用著集約化的管理方式。其管理原理主要是基于我國信息技術的發(fā)展，利用網(wǎng)絡信息來推動管理工作不斷向著智能化的方向轉(zhuǎn)變，以及向著集約化的方向轉(zhuǎn)變。一般認為，通過對完善網(wǎng)絡信息平臺的建立，能夠進一步提高電力調(diào)控運行管理體系的覆蓋面，在自動化程度不斷提高和集約化程度不斷提高的過程中，基于電網(wǎng)安全運行更有效地維護力度，并也在同時提升了繼電保護的業(yè)務規(guī)模，能夠保證電網(wǎng)調(diào)控運行中更好的科學性與合理性。但是在實施集約化管理的過程中，雖然集約化具有顯著的優(yōu)勢，但也仍存在很多管理上的風險，這也對電網(wǎng)調(diào)控的安全運行提出了更高的要求[1]。

1.2 系統(tǒng)可靠性風險因素

伴隨著我國當前社會、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力企業(yè)在整體效益上也得到了顯著的提高。那么在電網(wǎng)調(diào)度的過程中，就需要制定出相應的管理措施，進一步推動我國電網(wǎng)辦公的自動化發(fā)展，使其在科學技術的應用下，不斷優(yōu)化我國的電力輸送效率和電力輸送質(zhì)量。對此，在大量先進技術的應用中，便能促使我國電力系統(tǒng)的不斷完善，進一步提升了電氣企業(yè)和用電穩(wěn)定性，也保證了系統(tǒng)的可靠性，減少了不確定的風險因素。

1.3 管控制度以及管控人員風險因素

在電力調(diào)控運行安全風險管理的過程中，管理人員是至關重要的。而管理人員的工作展開則需要依托于制度的完善，要在制度的規(guī)范下來展開。只是從當前電力企業(yè)的實際情況來看，制度的不完善已然成為一種通病，這便使得很多管理工作的展開無法得到有效的約束和支持，更無法切實落實到每一個工作人員身上，進而造成了管理過程的混亂。此外，從管理人員自身的角度來看，其綜合素質(zhì)也需要進行提升。目前，仍存在一部分管理人員并未認識到自身工作的重要性，缺乏一個認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，進而導致了許多人為問題。

2 電網(wǎng)規(guī)劃對于電網(wǎng)安全的影響

電網(wǎng)規(guī)劃標準對電網(wǎng)安全的影響。電網(wǎng)規(guī)劃的技術標準高低直接影響著建成電網(wǎng)的安全系數(shù)高低。以電力規(guī)劃中的B類供電區(qū)域為例，2019年以前的標準規(guī)定110千伏電網(wǎng)的目標網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以采用單環(huán)網(wǎng)，但2019年新修訂的標準取消了這一規(guī)定，取而代之的是更為堅強安全的雙鏈結(jié)構(gòu)；對于規(guī)范要求的供電安全水平，原來對應1級供電安全的組負荷大小為2兆瓦，而新標準減小到了1.5兆瓦，減小后的1級供電安全允許損失負荷更小，安全標準更高；對于變電站的主變推薦標準容量，舊規(guī)劃導則規(guī)定220千伏主變主要選擇120兆伏安和150兆伏安，110千伏主變主要選擇20兆伏安和31.5兆伏安，而新規(guī)劃導則規(guī)定，220千伏主變主要選180兆伏安，110千伏主變主要選50兆伏安。由此可見，隨著規(guī)劃導則相關標準的不斷優(yōu)化，電網(wǎng)安全裕度也會隨之增高[2]。

電網(wǎng)規(guī)劃方法對電網(wǎng)安全的影響。電網(wǎng)規(guī)劃作為國家的專項規(guī)劃，前提是要符合國家的發(fā)展規(guī)劃，對于不同的區(qū)域，地方規(guī)劃特別是控制性規(guī)劃詳細程度不同。區(qū)域內(nèi)如有詳細的控制性規(guī)劃，就可依據(jù)用地性質(zhì)采用空間負荷密度法先進行負荷預測；如果沒有控規(guī)僅有總規(guī)，則需要采用人均用電量法、空間負荷密度法、回歸系數(shù)法、趨勢外推法、大用戶+自然增長率法、彈性系數(shù)法等方法。通過不同方法預測出來的遠景年飽和負荷會存在精準性上的差異，而飽和負荷的大小決定了目標網(wǎng)架的各級電網(wǎng)供電容量，電網(wǎng)供電容量又決定了遠景年的具體電網(wǎng)構(gòu)架，并進一步影響目標網(wǎng)架的安全裕度。

3 電網(wǎng)與線路運行的安全對策分析

3.1 電網(wǎng)調(diào)控配一體化方向發(fā)展

電網(wǎng)調(diào)控配一體化主要指的是在電網(wǎng)調(diào)度控制中心和運維操作站的結(jié)合中，所形成的更具整體性和更具系統(tǒng)性的管理模式。

（1）從電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控中心來看，主要的工作內(nèi)容是對主配網(wǎng)進行調(diào)度和指揮、對信息進行監(jiān)控和分析，以及開展遠程操作。過程中，如果電網(wǎng)運行期間，出現(xiàn)了系統(tǒng)的故障問題，便能夠借助于自動化的監(jiān)控系統(tǒng)來對各類信息和資料進行接收和分析，并保證第一時間內(nèi)形成有效的解決方案。

（2）從運維操作站來看，其工作內(nèi)容主要表現(xiàn)為針對運行進行維護、針對倒閘進行操作，以及針對設備進行巡視。那么通過對以上兩者的融合，便能夠在各自功能的發(fā)揮下，進一步提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。但是，針對一體化建設，還需要電力企業(yè)明確以下兩點內(nèi)容：①要針對一體化的自動化監(jiān)控系統(tǒng)進行持續(xù)的優(yōu)化與完善，確保數(shù)據(jù)的正確，以及上報的及時，從而為后續(xù)工作提供科學有效的數(shù)據(jù)支持。②持續(xù)優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)，并針對變電站端的庫點信息進行重新梳理，以此來保證報文發(fā)出的時效性和準確性[3]。

3.2 強化人員的安全意識，優(yōu)化安全管理措施

為進一步提高電網(wǎng)安全運行的能力，電力企業(yè)還需要持續(xù)提高班組的核心制度執(zhí)行力，并確保其中各項核心條款能夠落實到實際的工作中。對此，首先是需要電力企業(yè)針對工作人員進行培訓和教育工作。一方面是強化人員的工作能力和技術水平，另一方面則是強化人員的制度認可度和安全重視度，樹立工作中的責任心和使命感，減少人為問題的發(fā)生。其次，則是要電力企業(yè)制定出完善的人員考核制度，通過人員的學習任務安排、學習目標安排開展定期的考核工作，不斷督促人員進步。最后，則是要定期開展會議，針對近期工作中遇到的各類問題進行反思可總結(jié)，加速問題的整改，并同時做好記錄工作，形成經(jīng)驗和方法。

3.3 設備選型

電力設備的選擇是電網(wǎng)規(guī)劃中較為關鍵的步驟，除了要確保單個設備符合規(guī)格性要求外，也要確保設備之間能夠組成完整的系統(tǒng)。技術人員要保證設備的標準化，而且應當確保參數(shù)的合理與準確，這樣可以有效避免浴盆效應的產(chǎn)生。對于那些具有關聯(lián)性的設備，應當保證這些設備的兼容性和開放性，這樣可以讓系統(tǒng)的運行變得更加靈活。而在選擇變壓器的時候，應當盡可能以電壓調(diào)節(jié)能力好的類型為優(yōu)先，要控制設備的能源消耗量。另外，斷路器應當選擇適用性較好的類型，這樣可以方便檢修人員及時排查故障，降低出現(xiàn)錯誤的概率。也就是說，選擇性能優(yōu)越并且功能完好的設備，能夠確保電網(wǎng)規(guī)劃工作的有序進行。除此之外，單位還應當選擇并安裝較為精細的監(jiān)測裝置，這樣可以提高故障判斷的準確性和及時性，能夠讓系統(tǒng)快速對出現(xiàn)的問題進行處理和解決方便后續(xù)的人員維修和保養(yǎng)。就為功補償來講，單位就應當裝配電容器補償設備。而且，電網(wǎng)中還應當配備相應的自動裝置，當下較為常用的有備用電源與重合閘，這兩項裝置的主要功能是為了防止大范圍的停電，能夠杜絕電路的大型故障，并對一些問題作出及時的反應和處理。

3.4 配網(wǎng)電力線路防雷技術

（1）改造避雷線。對于10kV及以下電壓等級可采用架設避雷線的方法，同時也要根據(jù)電壓情況確定避雷線的保護角。通過降低避雷線的保護角能避免雷電的繞擊，尤其是山區(qū)位置，應嚴格遵守小保護角的原則，以及確保兩根避雷線間的距離要在導線和避雷線間垂直距離的5倍以內(nèi)。山區(qū)線路必須做好對保護角的控制，以及適當增加桿塔高度和避雷支架的寬度，從而避免繞擊率增加。

（2）自動重合閘。在出現(xiàn)雷擊閃絡后，絕大多數(shù)線路在跳閘后可迅速恢復之前的絕緣性能，擁有較高的重合閘概率，證明自動重合閘可有效消除雷擊故障問題。而為避免雷擊所導致的工頻電弧燒傷、燒斷導線，需盡量采取快速繼電保護的方法，防止跳閘時間過長。

（3）安裝線路型氧化鋅避雷器。在輸電線路的桿塔遭受雷擊時，會有一部分電力經(jīng)過避雷線進入相鄰桿塔，還有一部分會經(jīng)過塔體進入地面。在雷電流超過一定數(shù)值后避雷器也會加入分流的作用中，其中大部分雷電流會從避雷器流入到導線，然后再傳送到相鄰桿塔并流入大地[2]，如導線受到雷擊會有大量電流途徑避雷器進入地面。避雷器擁有鉗位電作用，在雷電電壓的作用下，避雷器會在絕緣子之前放電，在放電后可恢復其絕緣性能，避免絕緣子出現(xiàn)閃絡，從而達到保護絕緣子的目的。

3.5 做好變電站安全管理

變電站也應當成為電力設計中的重要任務，如果沒有把握好變電站電力的大小，那么具質(zhì)量也必然會受到嚴重的波及。在具體規(guī)劃的過程中，單位應當把經(jīng)濟性和安全性結(jié)合到一起，要控制好變電站建設的成本，盡可能降低自身的投資，同時也要以此為基礎，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。例如，在設計110kv變電站的時候，就要先對區(qū)域的供電需求進行分析和計劃，展開一系列的科學調(diào)查，為后續(xù)的操作奠定堅實的理論基礎。而且還要把變電站投資的成本考慮在內(nèi)，要確保系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，優(yōu)化變電站設計的結(jié)構(gòu)，可以采用雙繞組變壓器。另外，技術人員也應當考慮接線的形式，考慮到電源的安裝，電線回路的數(shù)量和分配區(qū)域等內(nèi)容，就110kV變電站來講，其自身的接線，可以選擇雙電源線路和橋式接線這兩種方法，但要同自身的備用電源有效連接到一起。在其他規(guī)格變電站設計的時候，技術人員也應當嚴格按照操作標準和規(guī)范，結(jié)合區(qū)域用電實際[4]。

3.6 維持10kV配電網(wǎng)三相負荷平衡

三相負荷平衡與否將直接影響10kV配電網(wǎng)的運行質(zhì)量及供電安全。從供電安全層面來看，如三相負荷無法穩(wěn)定保持為平衡狀態(tài)會降低變壓器與線路供電效率，使得中性點電位偏移，有可能出現(xiàn)某相導線燒斷與變壓器單相燒毀等安全事故。而從節(jié)能層面來看，在三相負荷不平衡情況下將會持續(xù)產(chǎn)生不平衡電壓，進而增加中性線電流與電壓偏移量，加大線路損耗。根據(jù)相關調(diào)查結(jié)果顯示，在10kV配電網(wǎng)處于三相負荷不平衡狀態(tài)時，線路損耗率將會提高2-10%左右。為解決這一問題，應分析10kV配電網(wǎng)運行負荷情況，準確掌握配電規(guī)律，合理采取三相負荷不平衡治理措施。例如，可選擇在10kV配電網(wǎng)中設置補償裝置，在配電網(wǎng)運行期間，補償裝置可以有效調(diào)節(jié)負荷不平衡，穩(wěn)定保持三相負荷的平衡狀態(tài)。以三相半橋功率調(diào)節(jié)器為例，這類裝置同時具備有功補償及無功補償使用功能，通過SPC有源型換流器發(fā)揮相間轉(zhuǎn)移有功功率以及治理無功功率的作用[5]。

4 結(jié)語

在優(yōu)化與完善電網(wǎng)安全運行能力的過程中，可通過促進電網(wǎng)調(diào)控配一體化方向發(fā)展、全面強化人員的安全意識，優(yōu)化安全管理措施以及關注技術人員問題，提升技術人員綜合素質(zhì)等一系列方法來達到目的。意在從多個角度出發(fā)，針對目前電網(wǎng)安全運行能力的實際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定更為有效的優(yōu)化措施，從而不斷提高工作展開的效率和質(zhì)量。