電網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

經濟的發展向來離不開資源的開發和利用，并且也需要消耗大量的基礎物質和能源，其中，電能的應用是最突出的，并且也是各類基礎產業發展的重要支點。電網規劃和電力設計都在很大程度上影響甚至決定著電網的管理質量和社會效益，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定性。正因為如此，電網項目的開發也必須給予這兩部分更加高度的重視，確保自身的系統能夠不斷優化，調整配電管理和輸電管理，同時還要兼顧到變電管理。

1 電網調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，絕大多數電網在運行的過程中，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展，利用網絡信息來推動管理工作不斷向著智能化的方向轉變，以及向著集約化的方向轉變。一般認為，通過對完善網絡信息平臺的建立，能夠進一步提高電力調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務規模，能夠保證電網調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勢，但也仍存在很多管理上的風險，這也對電網調控的安全運行提出了更高的要求[1]。

1.2 系統可靠性風險因素

伴隨著我國當前社會、經濟的不斷發展，電力企業在整體效益上也得到了顯著的提高。那么在電網調度的過程中，就需要制定出相應的管理措施，進一步推動我國電網辦公的自動化發展，使其在科學技術的應用下，不斷優化我國的電力輸送效率和電力輸送質量。對此，在大量先進技術的應用中，便能促使我國電力系統的不斷完善，進一步提升了電氣企業和用電穩定性，也保證了系統的可靠性，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，要在制度的規范下來展開。只是從當前電力企業的實際情況來看，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，缺乏一個認真嚴謹的工作態度，進而導致了許多人為問題。

2 電網規劃對于電網安全的影響

電網規劃標準對電網安全的影響。電網規劃的技術標準高低直接影響著建成電網的安全系數高低。以電力規劃中的B類供電區域為例，2019年以前的標準規定110千伏電網的目標網架結構可以采用單環網，但2019年新修訂的標準取消了這一規定，取而代之的是更為堅強安全的雙鏈結構；對于規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，舊規劃導則規定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，而新規劃導則規定，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，隨著規劃導則相關標準的不斷優化，電網安全裕度也會隨之增高[2]。

電網規劃方法對電網安全的影響。電網規劃作為國家的專項規劃，前提是要符合國家的發展規劃，對于不同的區域，地方規劃特別是控制性規劃詳細程度不同。區域內如有詳細的控制性規劃，就可依據用地性質采用空間負荷密度法先進行負荷預測；如果沒有控規僅有總規，則需要采用人均用電量法、空間負荷密度法、回歸系數法、趨勢外推法、大用戶+自然增長率法、彈性系數法等方法。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架的各級電網供電容量，電網供電容量又決定了遠景年的具體電網構架，并進一步影響目標網架的安全裕度。

3 電網與線路運行的安全對策分析

3.1 電網調控配一體化方向發展

電網調控配一體化主要指的是在電網調度控制中心和運維操作站的結合中，所形成的更具整體性和更具系統性的管理模式。

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

（2）從運維操作站來看，其工作內容主要表現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揮下，進一步提高電網運行的安全性和穩定性。但是，針對一體化建設，還需要電力企業明確以下兩點內容：①要針對一體化的自動化監控系統進行持續的優化與完善，確保數據的正確，以及上報的及時，從而為后續工作提供科學有效的數據支持。②持續優化自動化控制系統，并針對變電站端的庫點信息進行重新梳理，以此來保證報文發出的時效性和準確性[3]。

3.2 強化人員的安全意識，優化安全管理措施

為進一步提高電網安全運行的能力，電力企業還需要持續提高班組的核心制度執行力，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，減少人為問題的發生。其次，則是要電力企業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，加速問題的整改，并同時做好記錄工作，形成經驗和方法。

3.3 設備選型

電力設備的選擇是電網規劃中較為關鍵的步驟，除了要確保單個設備符合規格性要求外，也要確保設備之間能夠組成完整的系統。技術人員要保證設備的標準化，而且應當確保參數的合理與準確，這樣可以有效避免浴盆效應的產生。對于那些具有關聯性的設備，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節能力好的類型為優先，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，降低出現錯誤的概率。也就是說，選擇性能優越并且功能完好的設備，能夠確保電網規劃工作的有序進行。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，能夠讓系統快速對出現的問題進行處理和解決方便后續的人員維修和保養。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。山區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。在出現雷擊閃絡后，絕大多數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，會有一部分電力經過避雷線進入相鄰桿塔，還有一部分會經過塔體進入地面。在雷電流超過一定數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，那么具質量也必然會受到嚴重的波及。在具體規劃的過程中，單位應當把經濟性和安全性結合到一起，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，提高電網的供電質量。例如，在設計110kv變電站的時候，就要先對區域的供電需求進行分析和計劃，展開一系列的科學調查，為后續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，要確保系統的安全和穩定，優化變電站設計的結構，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，電線回路的數量和分配區域等內容，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范，結合區域用電實際[4]。

3.6 維持10kV配電網三相負荷平衡

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

4 結語

在優化與完善電網安全運行能力的過程中，可通過促進電網調控配一體化方向發展、全面強化人員的安全意識，優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等一系列方法來達到目的。意在從多個角度出發，針對目前電網安全運行能力的實際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定更為有效的優化措施，從而不斷提高工作展開的效率和質量。