電力工程技術(shù)問題和施工安全研究

李基萍

（濰坊世紀(jì)晨光電力科技有限公司，山東 濰坊 262200）

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行已經(jīng)難以適應(yīng)新能源的大規(guī)模接入、負(fù)荷變化的快速波動(dòng)以及對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率和可靠性要求的不斷提高。因此，有必要深入剖析當(dāng)前電力工程技術(shù)面臨的各種問題，以便提出更先進(jìn)、高效的解決方案。

另外，在電力工程的施工階段，安全問題一直是一個(gè)備受關(guān)注的焦點(diǎn)，電力工程施工涉及復(fù)雜的設(shè)備、高電壓環(huán)境和大量人員協(xié)同作業(yè)，安全事故可能對(duì)人員和設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害。盡管過(guò)去取得了一些成果，但施工安全依然是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的問題，需要更為全面的研究和管理手段來(lái)提升工程施工階段的安全性。

1 電力工程的重要性

電力工程在現(xiàn)代社會(huì)中具有重要的地位和作用，電力工程是現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的核心之一，為各個(gè)行業(yè)提供了必不可少的動(dòng)力和能源支持。電力工程直接影響到人們的日常生活，其支持了家庭用電、照明、通信、娛樂等方面的需求，提高了人們的生活水平，現(xiàn)代社會(huì)離不開電力，各種科技設(shè)備、家電產(chǎn)品對(duì)電力需求不斷增長(zhǎng)。電力工程對(duì)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要，它為工業(yè)生產(chǎn)提供了必要的動(dòng)力，促進(jìn)了制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，可靠的電力供應(yīng)是吸引投資和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素之一[1]。電力工程的發(fā)展推動(dòng)了科技創(chuàng)新，新能源、智能電網(wǎng)、高效電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域的研究和應(yīng)用都依賴于電力工程的技術(shù)進(jìn)步，電力工程的創(chuàng)新對(duì)于實(shí)現(xiàn)清潔能源、提高能源利用效率具有重要意義。

2 當(dāng)前電力工程技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

電力工程技術(shù)當(dāng)前面臨著多方面的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)涉及日益增長(zhǎng)的能源需求、環(huán)境問題、技術(shù)創(chuàng)新和能源安全等方面。隨著對(duì)可再生能源需求的增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)需要更好地集成太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源，這涉及電力系統(tǒng)的靈活性和可調(diào)度性，以便更好地應(yīng)對(duì)這些能源的不確定性和間歇性。高效的能源儲(chǔ)存技術(shù)對(duì)于解決可再生能源的波動(dòng)性問題至關(guān)重要，當(dāng)前的能源儲(chǔ)存技術(shù)仍然面臨成本高、壽命短、儲(chǔ)能密度低等挑戰(zhàn)，需要更多的研究和創(chuàng)新。

電力系統(tǒng)需要更多的智能化和數(shù)字化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化，就需要面對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)安全和人工智能等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。提高電力系統(tǒng)和設(shè)備的能源效率是當(dāng)前面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)，涉及電力設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行優(yōu)化，以減少能源浪費(fèi)和提高系統(tǒng)的整體效率。面對(duì)日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性變得更為關(guān)鍵，特別是在面對(duì)突發(fā)事件和故障時(shí)，電力系統(tǒng)需要具備快速響應(yīng)和自我恢復(fù)的能力。

3 電力工程技術(shù)問題

3.1 能源混合與新能源接入

能源混合與新能源接入是電力工程面臨的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，其解決涉及多方面的技術(shù)和系統(tǒng)創(chuàng)新。要實(shí)現(xiàn)能源混合，電力系統(tǒng)需要整合多種能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿?，這就要求建立更加靈活、智能化的電力系統(tǒng)，以適應(yīng)多源能源的變化。不同能源的可用性具有不確定性，例如天氣對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能的影響，電力系統(tǒng)需要對(duì)這些不確定性進(jìn)行有效管理，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。新能源的接入引入了間歇性的能源生成模式，電力系統(tǒng)就需要更加靈活地應(yīng)對(duì)瞬時(shí)的能源波動(dòng)，特別是在云量變化或風(fēng)速波動(dòng)的情況下。

新能源的接入使電力系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)營(yíng)變得更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)度模式需要更新，以適應(yīng)新能源的不同特性和可變性。有效地將新能源集成到電力系統(tǒng)中需要準(zhǔn)確的系統(tǒng)建模，包括對(duì)新能源的發(fā)電特性、輸電損耗、電力質(zhì)量等進(jìn)行精確建模，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展是解決新能源間歇性的重要途徑，需要推動(dòng)更加高效、成本效益和環(huán)保的儲(chǔ)能技術(shù)，例如電池技術(shù)、壓縮空氣儲(chǔ)能等，將儲(chǔ)能系統(tǒng)有效地集成到電力系統(tǒng)中，以平衡能源供需、提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈活性[2]。智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化能源的分配和利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和韌性。建立智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，利用先進(jìn)的信息通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多源能源的有效調(diào)度和管理。

3.2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力工程領(lǐng)域中一個(gè)至關(guān)重要的問題，直接關(guān)系到供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全性。穩(wěn)定性主要分為電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性兩個(gè)方面，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和新能源的大規(guī)模接入，穩(wěn)定性問題變得更為突出。電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)電壓暫降電壓短時(shí)下降和電壓暫增電壓短時(shí)上升的情況，這會(huì)對(duì)電力設(shè)備和終端設(shè)備造成影響，特別是在電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事件或大規(guī)模設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)，電壓穩(wěn)定性問題容易凸顯。電壓不平衡是指系統(tǒng)中各相電壓的不一致性，會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷不均衡，對(duì)電力設(shè)備和終端設(shè)備造成影響，甚至影響到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的頻率是由發(fā)電機(jī)群的動(dòng)力平衡控制的，而在系統(tǒng)負(fù)荷變化或者發(fā)電機(jī)組失去同步的情況下，頻率可能發(fā)生波動(dòng)，頻率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)備的運(yùn)行都有重要影響。在電力系統(tǒng)中，頻率失衡是指系統(tǒng)中不同地區(qū)或部分的頻率不同步，頻率失衡會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備的不穩(wěn)定運(yùn)行，甚至對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，新能源的大規(guī)模接入以及電力系統(tǒng)的復(fù)雜性增加，穩(wěn)定性問題的解決變得更為復(fù)雜。引入先進(jìn)的調(diào)度和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)度和控制，以快速響應(yīng)系統(tǒng)變化提高系統(tǒng)的適應(yīng)性[3]。針對(duì)新能源的間歇性特點(diǎn)，采用先進(jìn)的調(diào)度算法和儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的有效調(diào)度和集成。引入智能電網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的通信和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性。對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和改造，采用先進(jìn)的電力設(shè)備和控制技術(shù)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 電力傳輸效率和輸電損耗

提高電力傳輸效率和減小輸電損耗是電力工程領(lǐng)域中關(guān)注的重要問題，輸電效率的提升涉及多個(gè)方面的技術(shù)和管理創(chuàng)新，以降低能量損耗、提高電能傳輸效率，并確保電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。使用高溫超導(dǎo)材料或高導(dǎo)熱性材料制造導(dǎo)線，以降低輸電線路的電阻減小能量損耗，柔性直流輸電系統(tǒng)具有較小的輸電損耗和更高的電流傳輸能力，可以通過(guò)高壓直流輸電技術(shù)降低輸電損耗。實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)精確監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整輸電線路的負(fù)載，最大程度地減小輸電損耗，發(fā)展先進(jìn)的電力系統(tǒng)優(yōu)化算法，包括輸電網(wǎng)配置、電流分配等方面的優(yōu)化，以降低整個(gè)系統(tǒng)的能量損耗。

通過(guò)合理設(shè)計(jì)輸電線路的布局，縮短輸電距離，減小輸電過(guò)程中的電阻降低能量損耗，通過(guò)提高輸電電壓、減小電流，可以降低線路電阻對(duì)輸電損耗的貢獻(xiàn)。在輸電網(wǎng)中引入儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)儲(chǔ)存和釋放電能來(lái)平衡負(fù)荷需求，減小輸電過(guò)程中的能量損耗，通過(guò)協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)調(diào)度和儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化調(diào)度，提高系統(tǒng)效率。尋找更低電阻、更高導(dǎo)電性能的新型導(dǎo)電材料，以替代傳統(tǒng)的輸電線路材料，減小電阻提高輸電效率。研發(fā)更高效的絕緣材料，降低線路電阻和損耗，提高輸電效率。

4 電力工程施工安全措施

4.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理在電力工程施工中是確保安全的關(guān)鍵步驟。對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行全面調(diào)研，了解工程環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)人員等方面的情況，識(shí)別可能的風(fēng)險(xiǎn)源，通過(guò)與相關(guān)人員溝通、現(xiàn)場(chǎng)考察和歷史數(shù)據(jù)分析，識(shí)別潛在的施工安全風(fēng)險(xiǎn)。將識(shí)別到的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，分為人員相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等，以便更好地進(jìn)行管理，對(duì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量和定性分析，評(píng)估其可能性和影響程度以確定哪些風(fēng)險(xiǎn)是最緊要解決的?；陲L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果，制定詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，明確風(fēng)險(xiǎn)控制的措施和應(yīng)急預(yù)案，針對(duì)每個(gè)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)，明確采取何種控制措施，例如改變工藝流程、采用新的工藝技術(shù)、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)等[4]。制定應(yīng)急預(yù)案，包括事故的迅速報(bào)告和處理程序、緊急救援流程、人員疏散計(jì)劃等，確保在事故發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)有效地響應(yīng)。確定足夠的資源用于實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃，包括人力、物力、財(cái)力等，以確保計(jì)劃的有效執(zhí)行，設(shè)立監(jiān)測(cè)機(jī)制定期檢查風(fēng)險(xiǎn)管理計(jì)劃的執(zhí)行情況，并根據(jù)需要對(duì)計(jì)劃進(jìn)行更新和調(diào)整。

4.2 人員培訓(xùn)和資質(zhì)要求

在電力工程施工中，人員培訓(xùn)和資質(zhì)要求是確保施工安全和高效進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。在制定培訓(xùn)計(jì)劃之前，進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，了解工程中不同工種的技能和知識(shí)要求，以便有針對(duì)性地進(jìn)行培訓(xùn)。制定涵蓋安全規(guī)定、操作規(guī)程、應(yīng)急處理流程等方面的培訓(xùn)內(nèi)容，確保培訓(xùn)內(nèi)容全面、系統(tǒng)。確定培訓(xùn)的形式包括課堂培訓(xùn)、實(shí)地演練、模擬演習(xí)等，以滿足不同工種人員的學(xué)習(xí)需求，制定培訓(xùn)周期確保培訓(xùn)時(shí)間充足，使參與培訓(xùn)的人員能夠充分掌握相關(guān)知識(shí)和技能。設(shè)立培訓(xùn)后的評(píng)估機(jī)制，通過(guò)考試或?qū)嶋H操作等方式評(píng)估培訓(xùn)效果，確保培訓(xùn)的實(shí)質(zhì)性收益。對(duì)參與電力工程的工程師、技術(shù)人員和操作人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)和考核，確保其掌握相關(guān)技能和知識(shí)，建立健全的合格證書管理體系，確保合格證書的真實(shí)性和有效性。

對(duì)于涉及技術(shù)、法規(guī)等方面快速更新的行業(yè)，建立合格證書的更新機(jī)制，確保人員持續(xù)保持最新的知識(shí)和技能。

4.3 作業(yè)環(huán)境和設(shè)備安全

作業(yè)環(huán)境和設(shè)備安全是電力工程施工中至關(guān)重要的方面，直接關(guān)系到工人和設(shè)備的安全。

在施工現(xiàn)場(chǎng)明確標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)區(qū)域，如高壓區(qū)域、作業(yè)區(qū)域、潛在的坑洞或挖掘區(qū)域等，以吸引工人的注意力并提醒潛在的危險(xiǎn)。設(shè)置明顯的緊急出口標(biāo)識(shí)，確保工人在緊急情況下迅速找到安全通道，保障他們的撤離安全，標(biāo)識(shí)和保持清晰的安全通道，以確保工人在需要時(shí)能夠迅速而安全地撤離現(xiàn)場(chǎng)。制定定期檢查計(jì)劃，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)使用的電力設(shè)備進(jìn)行定期檢查，確保其符合安全規(guī)定并能正常運(yùn)行。建立設(shè)備維護(hù)體系，定期進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)和維修，例如潤(rùn)滑、清潔、緊固等，防止設(shè)備因長(zhǎng)時(shí)間使用而發(fā)生故障。制定設(shè)備的詳細(xì)操作規(guī)程，確保工人了解正確的設(shè)備操作步驟，降低操作錯(cuò)誤導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)，定期檢查和測(cè)試緊急設(shè)備如滅火器、急救箱等，確保在緊急情況下能夠及時(shí)使用。對(duì)使用設(shè)備的工人進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解設(shè)備的操作原理、安全注意事項(xiàng)等，提高操作技能，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 電力設(shè)備安全操作

電力設(shè)備安全操作是確保電力工程施工過(guò)程中工人和設(shè)備安全的重要方面。制定詳細(xì)的電力設(shè)備安全操作規(guī)程，包括設(shè)備的啟動(dòng)、停止、調(diào)整等操作步驟，規(guī)程應(yīng)該涵蓋所有可能的操作情況，確保工人能夠正確、標(biāo)準(zhǔn)地使用設(shè)備。在操作規(guī)程中明確列出安全注意事項(xiàng)，如電力設(shè)備的潛在危險(xiǎn)、防護(hù)措施、個(gè)人防護(hù)裝備的佩戴等，以提高工人對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)的警覺性。對(duì)工人進(jìn)行操作規(guī)程的培訓(xùn)，確保他們理解并能正確執(zhí)行規(guī)程，建立良好的溝通機(jī)制使操作規(guī)程得到有效傳達(dá)和執(zhí)行[5]。定期審查和更新操作規(guī)程，確保其與設(shè)備性能、工程環(huán)境等因素保持同步，以應(yīng)對(duì)變化和提高安全性。制定明確的緊急停電程序，切斷電力設(shè)備電源的具體步驟和操作流程，確保所有工人都了解何時(shí)以及如何執(zhí)行緊急停電。對(duì)工人進(jìn)行緊急停電程序的培訓(xùn)，使其了解緊急停電的緊急性和操作步驟，培訓(xùn)內(nèi)容包括使用緊急停電裝置、開關(guān)等設(shè)備。在電力設(shè)備上標(biāo)明緊急停電開關(guān)的位置并確保其易于訪問，這有助于工人在需要時(shí)快速找到并執(zhí)行停電操作。定期組織應(yīng)急演練，檢驗(yàn)緊急停電程序的有效性，通過(guò)模擬實(shí)際場(chǎng)景提高工人在緊急情況下的應(yīng)對(duì)能力。在一些情況下，可以使用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和緊急停電，提高操作的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

本文通過(guò)深入研究電力工程技術(shù)問題和施工安全，強(qiáng)調(diào)了電力工程在社會(huì)發(fā)展中的重要性。通過(guò)對(duì)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，提出了解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、能源混合、新能源接入等問題的方案。此外，強(qiáng)調(diào)施工安全的關(guān)鍵性，包括人員培訓(xùn)、設(shè)備安全和作業(yè)環(huán)境等方面，推動(dòng)了電力工程的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)電力工程領(lǐng)域的進(jìn)步和安全性具有深遠(yuǎn)的影響。