基于電力安全生產(chǎn)下的介質(zhì)環(huán)流延展性分析

張自潤(rùn) 莫立群

摘要：環(huán)流是介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程中常見(jiàn)的現(xiàn)象，電力生產(chǎn)時(shí)電力設(shè)備因介質(zhì)流動(dòng)造成的環(huán)流影響很大。電、磁、熱等介質(zhì)環(huán)流在電力生產(chǎn)中對(duì)安全運(yùn)行的影響，闡述介質(zhì)環(huán)流在電力生產(chǎn)中產(chǎn)生機(jī)理和危害，提出保證安全可靠運(yùn)行的技術(shù)措施和相關(guān)新技術(shù)新工藝的應(yīng)用，為電力生產(chǎn)安全運(yùn)行提供參考，提高電力生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：環(huán)流;非晶合金;分相封閉;源網(wǎng)荷協(xié)同

引言

形成環(huán)流的物質(zhì)可以是任何流動(dòng)介質(zhì)，如電、磁、熱等。在電力生產(chǎn)中，介質(zhì)流動(dòng)產(chǎn)生環(huán)流的主要原因是壓力、溫度的中心趨向性或介質(zhì)能量位置差異性的分層布置，而導(dǎo)致中心趨向性或位置差異性的影響因素很多，包括介質(zhì)流動(dòng)速度、粒子密度變化、中心壓力、溫度、其他介質(zhì)力量擾動(dòng)（如某種特殊引力）及周?chē)h(huán)境影響等。

1電力安全生產(chǎn)的重要性

在日常生活生產(chǎn)中，決定電力安全生產(chǎn)的要素有很多，所以這是一項(xiàng)不容忽視的工作，其主要方面有：電力生產(chǎn)工程中的安全，電力基本設(shè)施的建造，電力資源的經(jīng)營(yíng)，以及各項(xiàng)工作要素所制約。

1.1電力安全生產(chǎn)對(duì)社會(huì)穩(wěn)定的影響

電力生產(chǎn)作為日常生活中的一項(xiàng)重要資源項(xiàng)目，應(yīng)用非常廣泛，是一項(xiàng)民生產(chǎn)業(yè)，具有一定的社會(huì)性。電力安全生產(chǎn)關(guān)系著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，關(guān)系到人們經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，一旦電力生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)引起地區(qū)性生活生產(chǎn)癱瘓，居民正常起居生活，工廠生產(chǎn)、企業(yè)辦公等將會(huì)受到嚴(yán)重的影響，因此電力生產(chǎn)的安全關(guān)系到社會(huì)的平安穩(wěn)定。

1.2電力的安全生產(chǎn)對(duì)于企業(yè)本身的發(fā)展

電力生產(chǎn)是電力企業(yè)最基本的一個(gè)工作項(xiàng)目，如果一個(gè)企業(yè)無(wú)法保證本身的生產(chǎn)安全，經(jīng)常發(fā)生事故，那么將如何能做到穩(wěn)定發(fā)展。所以說(shuō)為了企業(yè)能擁有一個(gè)良好的生產(chǎn)環(huán)境，必須要做到，電力生產(chǎn)的安全性，為其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供安全保障。

1.3電力的生產(chǎn)需要電力的安全

電力生產(chǎn)是一個(gè)非常龐大的系統(tǒng)，包括從發(fā)電廠輸出的電力，經(jīng)過(guò)一系列的變電調(diào)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(xiàn)在技術(shù)水平的原因，對(duì)于電力的儲(chǔ)存能力還不夠，因此，要做到生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售一條龍。這么多的過(guò)程混合在一起，形成了我國(guó)強(qiáng)大的電網(wǎng)系統(tǒng)，各項(xiàng)環(huán)節(jié)都要有條不紊的進(jìn)行，一旦出某一環(huán)境出現(xiàn)問(wèn)題，尤其是安全問(wèn)題，那么后果就不堪設(shè)想。

2電力生產(chǎn)中介質(zhì)環(huán)流產(chǎn)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(wǎng)的節(jié)能降耗對(duì)配電變壓器鐵芯材料質(zhì)量有很高的要求。因?yàn)殍F芯金屬塊處在變化的磁場(chǎng)中或相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，鐵芯中形成一圈圈的閉合電流線，即電流環(huán)流，亦稱(chēng)渦流，該渦流將產(chǎn)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(wǎng)時(shí)的電流環(huán)流

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

當(dāng)接入容量大于接入點(diǎn)下游負(fù)荷時(shí)，則在配電網(wǎng)電源側(cè)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(huì)更加嚴(yán)重，線路負(fù)載率增大，同時(shí)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(chǎn)生的環(huán)流不僅影響了配電網(wǎng)潮流分布，同時(shí)對(duì)配電網(wǎng)電壓分布、負(fù)荷特性、系統(tǒng)保護(hù)、電網(wǎng)運(yùn)行可靠性都有影響。解決措施：推動(dòng)源網(wǎng)荷協(xié)同發(fā)展，利用市場(chǎng)手段調(diào)用需求側(cè)資源，充分利用電網(wǎng)低谷時(shí)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(diǎn)下游負(fù)荷大于接入容量，以減小電流環(huán)流對(duì)配電系統(tǒng)的影響。

2.2熱流環(huán)流的影響

2.2.1機(jī)械加工過(guò)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(lǐng)域，無(wú)法克服熱環(huán)流影響，導(dǎo)致金屬材料本身及其產(chǎn)品設(shè)備的應(yīng)用深受影響。在高速加工金屬材料時(shí)，加工機(jī)床的主軸和軸承間因高速旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生大量的熱量致使主軸嚴(yán)重?zé)嶙冃危瑢?dǎo)致主軸抬升、傾斜和彎曲變形，同時(shí)產(chǎn)生的熱環(huán)流還使刀具磨損等。

2.2.2熱力管道或閥門(mén)在焊接處的熱流環(huán)流

核電火電等發(fā)電機(jī)組蒸汽管道主要是通過(guò)焊接連接，機(jī)組一旦升溫升壓，熱力管道與管子、管件（閥門(mén)、三通、彎頭等）焊接處將直接承受高溫高壓水和蒸汽介質(zhì)的作用。由于焊縫區(qū)與母材在結(jié)構(gòu)組織上的差異，在焊接工藝水平達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，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(chǎn)生環(huán)焊縫熱流環(huán)流，再加上焊縫區(qū)殘余應(yīng)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(zhǎng)期承溫承壓，薄弱區(qū)變成缺陷區(qū)，在熱流環(huán)流熱應(yīng)力和蒸汽壓力負(fù)載的共同作用下，缺陷區(qū)擴(kuò)大，可能出現(xiàn)局部開(kāi)裂、蒸汽泄漏，若未及時(shí)消除隱患，則焊縫裂開(kāi)面積擴(kuò)大，進(jìn)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(dāng)陽(yáng)市某發(fā)電有限責(zé)任公司就發(fā)生過(guò)一起因主蒸汽管道焊接缺陷漏檢而導(dǎo)致的重大事故。

2.3對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的影響

一方面，分布式光伏電站接入配電網(wǎng)可以提高配電網(wǎng)供電可靠性。一是可以作為后備電源。含儲(chǔ)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(shí)啟動(dòng)，為停電用戶供電，尤其是對(duì)于關(guān)鍵的負(fù)荷，分布式光伏發(fā)電作為緊急后備電源與電池、換流器聯(lián)合保證其不間斷供電。雖然分布式光伏電源對(duì)故障發(fā)生頻率沒(méi)有影響，即年平均斷電次數(shù)不變，但是停電時(shí)間卻因?yàn)榉植际焦夥娫吹暮髠渥饔枚蟠鬁p少，即年平均斷電時(shí)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(jià)高峰期間，分布式光伏發(fā)電減少了用戶用電費(fèi)用，也減輕了線路負(fù)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(wǎng)也會(huì)降低配電網(wǎng)可靠性。分布式光伏電站并網(wǎng)后，配電網(wǎng)供電可靠性的評(píng)估需要考慮新出現(xiàn)的影響因素，如孤島出現(xiàn)和光伏電站輸出功率的隨機(jī)性。一是可能出現(xiàn)繼電保護(hù)誤動(dòng)作。光伏電站與配電網(wǎng)的繼電保護(hù)配合不好可能使繼電保護(hù)誤動(dòng)作，降低系統(tǒng)的可靠性，不合適的安裝地點(diǎn)、容量和連接方式也會(huì)降低配電網(wǎng)可靠性。另外，由于系統(tǒng)維護(hù)或故障所引起的斷路器跳閘等形成的無(wú)意識(shí)孤島，不僅會(huì)危害人員安全，還會(huì)降低配電網(wǎng)的供電可靠性。二是可能導(dǎo)致線路過(guò)載。當(dāng)配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理時(shí)，變壓器和線路的容量裕度較大，不容易出現(xiàn)過(guò)載，負(fù)荷的供電可靠性已經(jīng)較高，因而分布式光伏電站的接入對(duì)配電網(wǎng)的可靠性不會(huì)產(chǎn)生較明顯影響。在極端運(yùn)行方式下，變壓器和線路負(fù)載率比正常運(yùn)行方式下高，則容易出現(xiàn)過(guò)載，可靠性會(huì)比正常運(yùn)行方式低。

結(jié)語(yǔ)

電力生產(chǎn)電、磁、熱環(huán)流產(chǎn)生的因素較多，介質(zhì)流動(dòng)的中心趨向和位置差異性環(huán)流對(duì)電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行影響很大，必須采取針對(duì)性措施加以減輕或改善。加強(qiáng)對(duì)介質(zhì)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(chǎn)安全可靠運(yùn)行提供理論和技術(shù)支撐。

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