電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)計(jì)對電網(wǎng)安全的考慮

江西恒能電力工程有限公司 黃 宇

1 電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)中注意安全的必要性

隨著當(dāng)今社會的快速發(fā)展，電力資源作為發(fā)展中不可缺少的要素，越來越受到人們的重視，另外越來越多的大型電網(wǎng)供電工程也被國家提上了議程。近年來，國家還在許多地區(qū)進(jìn)行了供電工程的建設(shè)，如投資5000多億元的新型農(nóng)村電網(wǎng)改造工程、扶貧光伏電站等。在這些大型工程中，電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)均是保證電網(wǎng)安全的主要因素。通過實(shí)地調(diào)研，了解當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，科學(xué)選擇電壓水平，制定合理、合法的電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)方案，確保電網(wǎng)安全，為當(dāng)?shù)鼐用窆╇娞峁┓€(wěn)定、安全、高效的用電體驗(yàn)。同時(shí)，為中國未來電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，助力電力行業(yè)更好更快發(fā)展。在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下，它直接帶動了城市的發(fā)展。人們在生產(chǎn)中對電力的需求日益增加，使得人們越來越重視電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。電網(wǎng)安全涉及到很多方面。只有將安全管理理念貫穿整個(gè)過程，才能保證電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性[1]。

電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是電網(wǎng)建設(shè)的初始階段。因此，及時(shí)分析電網(wǎng)在初期后期的運(yùn)行情況，避免相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)因素，可以大大提高建設(shè)的有效性。首先，在傳統(tǒng)觀念的基礎(chǔ)上，以往的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)在很大程度上忽視了電網(wǎng)后期運(yùn)行的安全性，不僅降低了用戶的電能質(zhì)量，還造成了相應(yīng)的安全問題。在正常使用過程中，在諸多因素的影響下，經(jīng)常會出現(xiàn)斷線問題，這也對周圍居民的生命安全構(gòu)成威脅。此外，電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，如果導(dǎo)體使用時(shí)間過長，不能及時(shí)更換，就會造成老化問題，這也容易造成觸電的危險(xiǎn)。

2 當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)存在的不足

2.1 整個(gè)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測比較困難

輸電變電站是電壓為10kV 的變電站。主要因?yàn)?0kV 變電站在城市中心供電中起著非常重要的作用，必須對其運(yùn)行的安全性和可靠性提出要求。

2.2 電源設(shè)計(jì)的不確定性因素增加

目前，電廠和電網(wǎng)是分離的管理模式，供電規(guī)劃幾乎與電網(wǎng)建設(shè)無關(guān)。因此，這種相對斷開的現(xiàn)象會對潛在規(guī)劃中的電源設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。由于供電建設(shè)的主要目的是增加發(fā)電廠的利潤，所以電網(wǎng)規(guī)劃對供電地點(diǎn)的確定沒有影響。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)速度的不斷加快，電網(wǎng)的電力負(fù)荷難以滿足電力發(fā)展的需求，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測難度加大。在當(dāng)前的社會背景下，電力規(guī)劃因素的影響越來越大，各種隱患及影響因素難以衡量。在人們的生活生產(chǎn)階段，電力設(shè)備很難保持穩(wěn)定運(yùn)行。大功率電力系統(tǒng)和電力設(shè)備的應(yīng)用影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，難以滿足區(qū)域電力需求。

2.3 市場運(yùn)作的變化

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，權(quán)力運(yùn)行也逐漸向民營經(jīng)營方向發(fā)展。雖然市場化可以促進(jìn)電力運(yùn)行的良性競爭，促進(jìn)電力建設(shè)行業(yè)更好的發(fā)展，但難以發(fā)揮政府部門在電力運(yùn)行中的作用，實(shí)現(xiàn)全面控制，有效控制市場沖擊。

2.4 電力規(guī)劃問題

在當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)階段，電廠與電網(wǎng)采用分離管理的形式。在電力規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，很難與實(shí)際有效對接，在實(shí)際電網(wǎng)建設(shè)中，供電建設(shè)目標(biāo)值關(guān)注的是經(jīng)濟(jì)效益。在選址規(guī)劃階段，過分注重成本效益，忽視了電網(wǎng)規(guī)劃的合理性和科學(xué)性。電網(wǎng)規(guī)劃容量、電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、電力機(jī)組運(yùn)行業(yè)績等因素的影響不明確，使得許多不穩(wěn)定因素存在，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃問題，阻礙電力企業(yè)的發(fā)展[2]。

3 電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)對電網(wǎng)安全的意義

3.1 安全電網(wǎng)電源

在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，安全的電網(wǎng)供電不僅可以提高電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，還可以提高電網(wǎng)供電的效率，減少安全事故的發(fā)生。因此，在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的過程中，可以參照電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。雖然城市和郊區(qū)的供電需求，電網(wǎng)可以靈活配置根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，以保證協(xié)調(diào)城市和郊區(qū)之間的電力消耗，防止過度或過低負(fù)載線，避免潛在的安全隱患。

3.2 合法電網(wǎng)供電

俗話說，“沒有規(guī)則，就沒有半徑”。在當(dāng)今法治社會不斷深化的今天，無論你需要做什么，都需要合法化。當(dāng)然，在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)中也不例外。通過符合國家頒布的有關(guān)電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的法律，既可以保證電網(wǎng)供電的合法性，又可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電的安全。例如，在城市電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，必須確保電網(wǎng)規(guī)劃的具體內(nèi)容符合計(jì)劃生育有關(guān)規(guī)定代碼等城市電力規(guī)劃（gb5093），城市配電網(wǎng)技術(shù)指南（Q/gdw370），城市電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)指南（Q/gdw156）。為了規(guī)范不同地區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃，確保不同實(shí)際情況下安全、穩(wěn)定、合法的供電，滿足人們生活和生產(chǎn)的電力需求。

3.3 科學(xué)選擇電壓等級

在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)過程中，電壓等級的科學(xué)選擇無疑是最重要的。根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，主要分為380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV 和1000kV，其中6kV 和330kV 不常用。因?yàn)椴煌碾妷核娇梢灾苯記Q定該地區(qū)電網(wǎng)線路的過載負(fù)荷，當(dāng)線路負(fù)荷過大時(shí)，很容易引起火災(zāi)。當(dāng)線路負(fù)荷過小時(shí)，不能滿足電網(wǎng)供電的要求，不能保證該地區(qū)穩(wěn)定供電。因此，在選擇電網(wǎng)電壓等級時(shí)，要合理結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏υO(shè)計(jì)的需要，簡化電壓等級，降低改造等級，科學(xué)選擇電壓等級。為了保證電網(wǎng)電壓等級選擇的合理性，滿足整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃的要求，保證人們?nèi)粘Ｉ畹墓╇娦枨蟆?/p>

4 電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)中對電網(wǎng)安全的考慮和分析

4.1 電網(wǎng)承擔(dān)的負(fù)荷應(yīng)合理轉(zhuǎn)移

如果條件允許，電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)將在配電網(wǎng)中加入負(fù)荷轉(zhuǎn)移功能。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，不能正常完成配電網(wǎng)任務(wù)或配電網(wǎng)內(nèi)部電壓不穩(wěn)定時(shí)，可以及時(shí)將配電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移分配，保證用戶正常用電。在不同的環(huán)境條件下，有必要提前分析和預(yù)測可能出現(xiàn)的誤差，提前屏蔽可能出現(xiàn)的信號問題。電網(wǎng)數(shù)據(jù)的誤差會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)確。值得注意的是，電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，電壓水平的變化是不可避免的，有時(shí)上升，有時(shí)下降。當(dāng)線路的輸電能力過大時(shí)，區(qū)域電力機(jī)組的投資成本會顯著上升。如果電壓傳輸水平過低，可能無法真正充分發(fā)揮電網(wǎng)的容量和價(jià)值，自然無法滿足電網(wǎng)設(shè)計(jì)的要求和期望。以上也說明了電網(wǎng)等級的合理選擇可以對區(qū)域產(chǎn)生非常顯著的影響。電網(wǎng)安全保障涉及諸多領(lǐng)域，其中合理性和可靠性應(yīng)是關(guān)鍵任務(wù)。

4.2 嚴(yán)格控制規(guī)劃安全

除了充分考慮電壓、電網(wǎng)負(fù)荷和其他因素，應(yīng)該嚴(yán)格控制安全計(jì)劃，在保證施工人員運(yùn)行安全的同時(shí)，也盡量降低實(shí)際使用過程中電網(wǎng)故障的風(fēng)險(xiǎn)。例如，設(shè)計(jì)師可以建立完善的圖紙?jiān)u審機(jī)制，通過多次評審和交叉評審，確保圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的合理性。此外，設(shè)計(jì)師還可以在有建設(shè)資金的前提下，完善繼電器產(chǎn)品的選擇標(biāo)準(zhǔn)，盡可能選擇質(zhì)量更好的繼電器產(chǎn)品。

4.3 電網(wǎng)供電容量及安全

在電網(wǎng)規(guī)劃、供電方式選擇、變電站容量選擇、輸電線路導(dǎo)體配置等規(guī)劃設(shè)計(jì)事項(xiàng)中，應(yīng)充分考慮電網(wǎng)的安全性和可靠性，重點(diǎn)分析N-1故障下的負(fù)荷供電能力，并預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?。在進(jìn)行城市電網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證滿足電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

4.4 綜合考慮電力設(shè)計(jì)規(guī)模

具體來說，在綜合考慮當(dāng)前地區(qū)的實(shí)際電力需求后，對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)也要考慮設(shè)計(jì)成本，以最少的資源保證最大的效率，以體現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的效率其次，要注意電源設(shè)計(jì)的內(nèi)容。以自由技術(shù)為例，在應(yīng)用過程中，可將主變壓器的容量作為無功補(bǔ)償容量，以保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在電力消費(fèi)不斷擴(kuò)大的背景下，人們對電力消費(fèi)的要求越來越高，電網(wǎng)的覆蓋范圍越來越廣，使得電網(wǎng)的安全越來越重要。因?yàn)樵谡麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的工作中，要不斷更新電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)，以保證電網(wǎng)的安全、供電的穩(wěn)定，滿足人們對電力的需求。在進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)充分考慮當(dāng)前地區(qū)的實(shí)際情況，調(diào)查當(dāng)?shù)氐膶?shí)際電力需求，然后根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范完成相應(yīng)的電力設(shè)計(jì)方案。在保證當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電安全穩(wěn)定的同時(shí)，要結(jié)合工程造價(jià)和最大效益，充分發(fā)揮供電能力。從而完成最優(yōu)的電力設(shè)計(jì)方案。提高電網(wǎng)運(yùn)行的節(jié)能效果。電力設(shè)計(jì)的過程中，同時(shí)確保當(dāng)?shù)氐墓╇娦枨?，完善配電的電力消耗地區(qū)根據(jù)不同的小區(qū)域的電力消費(fèi)需求在不同的時(shí)間段，以滿足中心城區(qū)的功耗需求。同時(shí)，主城區(qū)電網(wǎng)在運(yùn)行過程中，由于電網(wǎng)負(fù)荷較大，可采用相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)，減少線路上電能的損耗，從而達(dá)到更好的供電效率。

4.5 加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員的專業(yè)培訓(xùn)

隨著電力需求的不斷增加，電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)也要與時(shí)俱進(jìn)。然而，在設(shè)計(jì)和規(guī)劃的過程中，人作為一個(gè)重要的因素和不可控制的因素，需要不斷的更新知識和學(xué)習(xí)技術(shù)。因此，通過加強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)，提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能，設(shè)計(jì)人員可以在電力設(shè)計(jì)和電網(wǎng)規(guī)劃過程中科學(xué)合理地選擇電壓水平，并按照相關(guān)法律法規(guī)制定相應(yīng)的方案，以促進(jìn)電力供應(yīng)項(xiàng)目的發(fā)展，滿足當(dāng)?shù)厝嗣竦碾娏?yīng)需求。

4.6 完善電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的制定體系

在制定相應(yīng)的電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)方案時(shí)，往往由于制造者本人不了解當(dāng)?shù)厍闆r，而且大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自他人的信息，在方案設(shè)計(jì)過程中可能存在不適當(dāng)?shù)牡胤?，造成電壓等級選擇上的問題和一系列的安全問題。因此，在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，要建立相應(yīng)的規(guī)章制度，實(shí)行對個(gè)人的責(zé)任制。只有這樣才能保證每個(gè)人都能完成自己的工作任務(wù)，從而制定出科學(xué)合理的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案[3]。

4.7 電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)方案的有效實(shí)施

在完成電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)方案后，方案的有效實(shí)施顯得尤為重要。不僅應(yīng)該電網(wǎng)電源項(xiàng)目進(jìn)行順利，但也調(diào)整和處理在項(xiàng)目的不同地區(qū)的實(shí)際情況，及時(shí)處理每個(gè)地區(qū)的突發(fā)事件，確保電網(wǎng)電源項(xiàng)目的順利安裝并提供保證當(dāng)?shù)鼐用竦碾娏?yīng)。

4.8 電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的技術(shù)要求

在電網(wǎng)建設(shè)中，電網(wǎng)安全是最終目標(biāo)和關(guān)鍵問題。在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)階段，必須重視電網(wǎng)安全，綜合考慮各種因素，才能促進(jìn)電力企業(yè)更好的發(fā)展。電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)的技術(shù)要求主要包括：一是預(yù)測電網(wǎng)的負(fù)荷，以滿足基本的電力需求；二是建設(shè)完整的電網(wǎng)，進(jìn)行科學(xué)分析研究；第三，平衡電與電的關(guān)系，保證電網(wǎng)運(yùn)行階段的經(jīng)濟(jì)性。

4.9 合理規(guī)劃電壓水平

事實(shí)上，如果電壓水平過高，會增加電力線的負(fù)荷。電網(wǎng)一旦過載，就會增加火災(zāi)的發(fā)生率，威脅電網(wǎng)的安全。在電壓水平規(guī)劃中，需要更加重視電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，積極開展電網(wǎng)預(yù)測，根據(jù)實(shí)際情況合理配置電力資源。需要注意的是，在電網(wǎng)規(guī)劃和電力設(shè)計(jì)階段，操作人員應(yīng)充分考慮電網(wǎng)功率降壓問題，科學(xué)設(shè)定電壓水平。

4.10 電網(wǎng)負(fù)荷的科學(xué)轉(zhuǎn)移

第一，為了避免在變壓器異常和線路連接故障的情況下影響供電正常運(yùn)行，電力企業(yè)必須參考相關(guān)法律法規(guī)，嚴(yán)格遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)電網(wǎng)供電滿足相關(guān)要求，從而保證供電活動的有序開展。在中壓電網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格參照規(guī)定，科學(xué)地進(jìn)行電力設(shè)計(jì)和電網(wǎng)安全改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷力的轉(zhuǎn)移，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。第二，對于中壓配電網(wǎng)中的專用備用容量系統(tǒng)，一旦發(fā)生停電，則供電異常。當(dāng)供電無法恢復(fù)時(shí)，有必要利用備用容量系統(tǒng)，促進(jìn)電力企業(yè)在一定時(shí)間內(nèi)保持供電穩(wěn)定，從而為電網(wǎng)的安全提供保障。一般情況下，通過專門檢查，證明可為中壓配電網(wǎng)提供備用容量。在各種突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)最大限度地避免資源浪費(fèi)，并提供合理的流程標(biāo)準(zhǔn)。第三，關(guān)注中壓配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，定期開展安全調(diào)查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在的問題。中壓配電網(wǎng)是電網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷的唯一途徑，其重要性不言而喻。就實(shí)際情況而言，電網(wǎng)安全問題涉及方方面面，故障點(diǎn)具有明顯的隨機(jī)性。促進(jìn)中壓配電網(wǎng)與線路的聯(lián)合運(yùn)行，即使在線路故障的情況下，也能促進(jìn)其他臨時(shí)線路的積極響應(yīng)，促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；從而為電網(wǎng)維護(hù)預(yù)留時(shí)間，最大限度地避免因線路故障而造成的電網(wǎng)系統(tǒng)安全問題，從而影響電力企業(yè)的發(fā)展。