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电力 - 能源名称 免费编辑 修改义项名

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电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70 年代,电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来,世界发生的三次科技革命之一,从此科技改变了人们的生活。既是是当今的互联网时代我们仍然对电力有着持续增长的需求,因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一,是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统

基本信息

  • 中文名

    电力

  • 是以

    电能作为动力的能源

  • 发明时间

    19世纪70年代

  • 弊端

    烟气污染、粉尘污染

折叠 编辑本段 ​基本介绍

当今是互联网的时代,我们仍然对电力有着持续增长的需求,因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。

产生的方式主要有:火力发电(煤等可燃烧物)、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电氢能发电、水利发电等,21世纪能源科学将为人类文明再创辉煌。燃料电池 燃料电池是将、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转换成电能的一类化学电源。生物质能的高效和清洁利用技术生物质能是以生物质为载体的能量。

由于国内经济由高速增长期进入平稳增长期,基建新增装机规模将延续下降态势,电力工程投资将进一步放缓,新增电源装机以清洁高效火电项目和清洁能源项目为主。

(2013年中国电力市场投资运行态势)中表示:火电方面,煤价的理性回归将带来煤电的进一步融合,但火电投资仍将延续下滑态势,下滑幅度或将减小。由于火电与经济走势密切相关,预测2013年火电项目投资仍将持续下滑。水电方面,随着运营风电收益率的下降,电企对风电投资的动力也在下降,预测2013年电源投资中有所增长的将是水电投资。核电方面,随着核电项目的重启,2013年我国核电设备行业投资有望迎来新一轮增长。

其他新能源方面,虽然国家支持新能源发展的产业政策将引发新一轮新能源发电投资热潮,循环经济、节能环保和绿色低碳产业的发展空间将进一步拓展,但由于近年来风电、光伏、天然气等新能源发展速度过快,市场已趋于饱和甚至过剩。

折叠 编辑本段 发电弊端

折叠 火力发电

烟气污染:煤炭直接燃烧排放的SO2、NOx等酸性气体不断增长,使我国很多地区酸雨量增加。全国每年产生140万吨SO2。

粉尘污染:对电站附近环境造成粉煤灰污染,对人们的生活及植物的生长造成不良影响。全国每年产生1500万吨烟尘。

资源消耗:发电的汽轮机通常选用水作为冷却介质,一座100万千瓦火力发电厂每日的耗水量约为 十万吨。全国每年消耗5000万吨标准煤

折叠 水力发电

水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏,而且大型水库一旦塌崩,后果将不堪设想。另外,一个国家的水力资源也是有限的,而且还要受季节的影响。

折叠 风力发电

噪声,视觉污染。占用大片土地及林地,对植被破坏大。不稳定,不可控。目前成本仍然很高。

折叠 核能发电

要用反应堆产生核能,需要解决以下10个问题:

1.为核裂变链式反应提供必要的条件,使之得以进行。

2.链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电,还会酿成灾害。

3.裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出。

4.裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大,必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害。

5.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。

6.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境里,故核能电厂的热污染较严重。

7.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。

8.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

9.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。

10.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。

核电在正常情况下固然是干净的,但万一发生核泄漏,后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故,已使900万人受到了不同程度的损害,而且这一影响并未终止。

折叠 编辑本段 发展前景

进入21世纪以来,电力市场就面临着巨大的冲击,尤其是在全球金融危机的影响下,电力行业所面对的机遇和挑战也变得更多。为了提高电力销量,保证企业在竞争中立于不败之地,并对企业进行具有前瞻性的分析,国家采取有效策略不断扩宽电力市场就显得尤为重要。据中国前瞻产业研究院了解,国家电力部门已经逐步认识到了电力市场实现扩大的重要意义,明确了电力是国家基础行业之一,并尽可能的采取行之有效的对策予以完善。[1]一、转变思想,树立竞争意识企业生存的基础是市场,思想又是行动的先导,为了扩展电力市场,企业一定要转变以往的思想观念,明确以市场为主体的竞争策略,坚持市场的导向作用。在此基础上,企业还要树立竞争意识,培养效益观念,加强市场管理,并结合党中央的政策规章,使企业形成良好的信誉和形象,增强企业的凝聚力,让市场消费者信任企业,从而最大限度的拓宽电力市场。例如,在国家提出西部大开发战略后,云南某电力企业就立足整体,抓住机遇,树立了竞争意识,并不断完善自身的企业形象,在机遇面前没有错过,准确掌握了市场定位,扩宽了电力市场,取得了巨大的经济效益。二、健全完善电力市场规章制度想要做好任何事情都要有健全完善的规章制度作基础,电力市场的有效扩展也是如此。由于以往计划经济体制的束缚,再加上人们思想观念的局限性,就使得我国有关电力市场的规章制度不够健全。在新时期背景下,为了有效拓展电力市场,党和国家一定要健全完善相应的规章制度,以《电力法》和相关法律为依据,结合当前的具体情况予以进一步完善。具体来说,要细化电力市场的准入规则,明确电价,规范企业的行为,并制定配套的监督管理法规,明确违法的具体惩罚措施,从而规范企业行为,保证市场的公开性和科学性,净化电力市场,确保其进一步拓展。三、建立以用户为核心的电力市场并拓展新市场想要增加社会用电数量,并逐步拓展电力市场,就要坚持供电以客户为核心,根据用户的具体需求构建电力市场。首先,电力企业要保证供电质量,质量是市场得以拓宽的主要因素之一,质量过硬,才能争取到更多的用户;其次,在工作的具体过程中,要坚持“预防为主,安全第一”的原则,在保证电能质量的基础上,也要确保安全生产,定期对供电设施进行检查维修,避免出现安全隐患,逐步提高设施的使用年限;最后,要完善企业自身的服务水平,树立为用户服务的观念,创新服务意识,并定期对客户进行走访调查,了解他们对电能供应的满意度,从而找到企业的不足,满足客户需要。前瞻产业研究院发布的《中国电力建设行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》显示我国区域分配不协调,各地区对电能的需求数量存在很大的差异,电能使用的中心集中在东部和东南沿海地区。想要拓展电力市场,就一定要打破这种不平衡的用电结构,开辟新兴市场。对此,企业可以建立跨区域电网,使电能在不同区域间进行有效调节,并加大宏观调控力度来平衡电价。此外,企业也可以借鉴国外的先进经验,开展政策促销活动,实行以电代油、以电代柴、以电代煤等形式,并加强对电动汽车、热泵设备、电热锅炉等产品的推广,从而逐步增加电能在市场消费中的占有率。例如,一旦进入夏季,我国长江以南地区使用空调的数量就会大幅提高,用电情况也会增加。国家针对这样的现象,对蓄冰制冷空调的电价方面实行了相关的优惠政策,企业可以利用这一特点逐步拓宽市场,提高经济效益。四、提高员工素质能力电力市场的有效拓展要依靠企业员工的业务能力和综合素质来完成,随着社会主义市场经济的全面开放,以及现代化技术的逐步兴起,给电力企业员工素质能力提出了更高的要求。想要有效拓宽电力市场,企业就一定要培养高素质、高能力的员工。第一,企业要提高企业人员的技术水平,坚持先进设备的引进,并逐步完善他们的技术能力。第二,坚持实施“引进来与走出去”并存的发展战略,加强员工之间的交流和合作,派遣有能力的员工对外学习交流。第三,企业要定期组织人员培训,做好岗位选拔工作,在保证员工具有高能力的基础上,还要完善他们的道德素质,树立他们为企业服务的理念,从而进一步拓展电力市场。[2]

折叠 编辑本段 绿色营销

为帮助绿色电力产业建立竞争优势,政府应该鼓励电力公司向用户提供绿色电力产品,对绿色电力高出普通电力部分的价格给予电力公司一定的定价权,这部分的价格反映的是绿色电力的环境效益,可根据市场的需求与绿色电力的供给来确定。这部分价格的放开不会影响到电价的稳定,因为用户可以选择,如果价格定得不合理,用户可以不购买。鼓励电网根据用户的需求以招标的方式选择绿色电力供应商,并制定相应的招投标规则,以保证资源得到最优配置,用户获得最大效用。授权一家有良好公众信誉的第三方组织(可以请国际组织担任)对电力公司的绿色电力业务进行监督,前期可考虑建立一个绿色电力标志认证的机制,在市场中销售的绿色电力产品需要保证遵守由绿色电力标志所确定的标准,并定期接受财务方面的审计,主要是针对绿色电力业务的审计。这一标准应该由所有利益相关者共同确定,包括电力公司、政府相关主管部门、环境社团、消费者代表、绿色电力厂商。由这家获得授权的机构成立一个包括所有利益相关者代表的绿色电力委员会,先制定相关标准,经过几轮公开的意见征询形成最终的标准。这一做法的目的在于使绿色电力的交易更为透明,从而有利于建立用户信心,因为如果交易不够透明,将会妨碍绿色电力市场的成长。

根据绿色电力市场发展的情况,可逐步考虑建立绿色证书交易系统,以促进跨省区的绿色电力交易。考虑到政府正在制定关于强制性市场份额制的政策,也需要建立绿色证书交易系统,二者可逐渐结合。鼓励电力公司向用户披露电力生产的相关环境信息,这有助于帮助用户了解到电力生产对环境的影响,从而明白购买绿色电力的意义。鼓励国际组织、民间组织参与绿色电力的宣传。鼓励绿色电力厂商、投资商积极参与绿色电力的宣传。政府部门带头购买绿色电力,计委、经委、科技部(科委)、环保局等部门作为推动可再生能源发展及环境保护的主要政府部门可率先购买绿色电力,因为这是最直接的而且成本最低的对绿色电力的支持,对环境保护的支持。

结束语

利用太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源生产的电力在生产过程中没有或很少排放对环境有害的废物,是对环境友好的二次能源,我们将它们称之为绿色电力。绿色营销的前提是绿色消费,绿色营销的基础在于绿色产品和绿色产业,绿色营销的目标是促使企业进行绿色革命。

折叠 编辑本段 其他资料

折叠 输电信息

electric power transmission

电能的传输,它和变电、配电、用电一起,构成电力系统的整体功能。通过输电,把相距甚远的(可达数千千米)发电厂和负荷中心联系起来,使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输(如输煤、输油等)相比,输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少;输电还可以将不同地点的发电厂连接起来,实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现,在现代化社会中,它是重要的能源动脉。

输电线路按结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线、绝缘子等构成,架设在地面上;后者主要用电缆,敷设在地下(或水下)。输电按所送电流性质可分为直流输电和交流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电,后因受电压提不高的限制(输电容量大体与输电电压的平方成比例)19世纪末为交流输电所取代。交流输电的成功,迎来了20世纪电气化时代。20世纪60年代以来,由于电力电子技术的发展,直流输电又有新发展,与交流输电相配合,形成交直流混合的电力系统。

输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。到20世纪90年代,世界各国常用输电电压有220千伏及以上的高压输电330~765千伏的超高压输电,1000千伏及以上的特高压输电。

折叠 变电信息

电力系统中,发电厂将天然的一次能源转变成电能,向远方的电力用户送电,为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降,需要将电压升高;为了满足电力用户安全的需要,又要将电压降低,并分配给各个用户,这就需要能升高和降低电压,并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置,它是联系发电厂和电力用户的中间环节,同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来,变电所的作用是变换电压,传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。

变压器是变电所的中心设备,变压器利用的是电磁感应原理。配电装置是变电所中所有的开关电器、载流导体辅助设备连接在一起的装置。其作用是接受和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、互感器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备及必要的其他辅助设备所组成。

二次设备是指一次系统状态测量、控制、监察和保护的设备装置。由这些设备构成的回路叫二次回路,总称二次系统。

二次系统的设备包含测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、直流系统及必要的附属设备。

折叠 配电信息

电力系统电压等级

电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV、10 kV与20kV三种,现在以20 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。

根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。

发电厂发出6 kV或10 kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户,10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。

变配电站种类

电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。

变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV为最多。

一次回路接线方案

1)一次接线种类

变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后,所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有:线路变压器组,桥形接线,单母线,单母线分段,双母线,双母线分段,环网供电等。

2)线路变压器组

变电站只有一路进线与一台变压器,而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。

3)桥形接线

有两路进线、两台变压器,而且再没有发展的情况下,采用桥形接线。针对变压器,联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。

4)单母线

变电站进出线较多时,采用单母线,有两路进线时,一般一路供电、一路备用(不同时供电),二者可设备用电源互自投,多路出线均由一段母线引出。

5)单母线分段

有两路以上进线,多路出线时,选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。

单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供,一路备用(不合闸),母联合上,当主供断电时,备用合上,主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时,备用电源合上后,要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。

对于特别重要的负荷,两路进线均为主供,母联开关断开,当一路进线断电时,母联合上,来电后断开母联再合上进线开关。

单母线分段也有利于变电站内部检修,检修时可以停掉一段母线,如果是单母线不分段,检修时就要全站停电,利用旁路母线可以不停电,旁路母线只用于电力系统变电站。

6)双母线

双母线主要用于发电厂及大型变电站,每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上,这样在母线检修时,就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种,双母线分段再加旁路断路器,接线方式复杂,但检修就非常方便了,停电范围可减少。

4.变配电站二次回路

1)二次回路种类

变配电站二次回路包括:测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括:计量测量与保护测量。控制回路包括:就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。

2)测量回路

测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧(5A),电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器(计量用互感器精度要求高),计量测量串接于电流表以及电度表,功率表功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体,分别有计量电流端子与保护电流端子。

电压测量回路,220/380V低压系统直接接220V或380V,3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压,电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。

3)控制回路

(1)合分闸回路

合分闸通过合分闸转换开关进行操作,常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要,转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警,国家已有标准图设计。采用微机保护以后,要进行远分合闸操作后,还要到就地进行转换开关对位操作,这就失去了远分操作的意义,所以应取消不对应接线,选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。

(2)防跳回路

当合闸回路出现故障时进行分闸,或短路事故未排除,又进行合闸(误操作),这时就会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故,所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动,电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路,作为保持线圈,当分闸时,电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障,或处于手动合闸位置,电压线圈起启动并通过其常开接点自保持,其常闭接点马上断开合闸回路,保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。

有些微机保护装置自己已具有防跳功能,这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时,如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构),因为储能一般都要求10秒左右,当储能开关经常处于断开位置时,储一次能,合完之后,将储能开关再处于断开位置,可以跳一次闸;跳闸之后,要手动储能之后才能进行合闸,此时,也可以不再设计防跳回路。

(3)试验与互投联锁与控制

对于手车开关柜,手车推出后要进行断路器合分闸试验,应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路,一般应根据要求进行互投联锁或控制。

(4)保护跳闸

保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路,连接片用于保护调试,或运行过程中解除某些保护功能。

(5)合分闸回路

合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源,以及其控制回路,一般都应单独画出。

4)信号回路

(1)开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成:经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后,转换开关取消了不对应接线,所以信号灯正极可以直接接到正电源上。

(2)事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号,事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后,接到事故跳闸信号母线上,再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后,将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子,需要有中央信号系统时,如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点,可将其引到中央信号系统。否则,应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。

(3)中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统,由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成,光报警用光字牌,不用信号灯,光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后,可以不再设计中央信号系统,或将其简化,只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。

5.变配电站继电保护

1)变配电站继电保护的作用

变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。

2)变配电站继电保护的基本工作原理

变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。

根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限,电流值越大,跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护,定时限在故障电流超过整定值后,经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。

可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,以保证继电保护动作的准确与可靠,其范围为1.3~1.5。

发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数,一般为1.2~2,应根据设计规范要进行选择。

3)变配电站继电保护按保护性质分类

机电型、整流型、晶体管型和集成电路型 。

4)变电站继电保护按被保护对象分类

(1)发电机保护

发电机保护有定子绕组相间短路,定子绕组接地,定子绕组匝间短路,发电机外部短路,对称过负荷,定子绕组过电压,励磁回路一点及两点接地,失磁故障等。出口方式为停机,解列,缩小故障影响范围和发出信号。

(2)电力变压器保护

电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路,中性点直接接地侧单相短路,绕组匝间短路,外部短路引起的过电流,中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷,油面降低,变压器温度升高,油箱压力升高或冷却系统故障。

(3)线路保护

线路保护根据电压等级不同,电网中性点接地方式不同,输电线路以及电缆或架空线长度不同,分别有:相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。

(4)母线保护

发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。

(5)电力电容器保护

电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路,电容器组和断路器之间连接线短路,电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压,所连接的母线失压。

(6)高压电动机保护

高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。

6.微机保护装置

1)微机保护的优点

(1)可靠性高:一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表,简化了开关柜与控制屏的接线,从而减少了相关设备的故障环节,提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片,软件有自动检测与自动纠错功能,也有提高了保护的可靠性。

(2)精度高,速度快,功能多。测量部分数字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各种事件以m s来计时,软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。

(3)灵活性大,通过软件可以很方便的改变保护与控制特性,利用逻辑判断实现各种互锁,一种类型硬件利用不同软件,可构成不同类型的保护。

(4)维护调试方便,硬件种类少,线路统一,外部接线简单,大大减少了维护工作量,保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行,调试简单方便。

(5)经济性好,性能价格比高,由于微机保护的多功能性,使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度,可以减少停电时间,节省人力,提高了经济效益。

2)微机保护装置的特点

微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外,与同类产品比较具有以下特点:

(1)品种齐全:微机保护装置,品种特别齐全,可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求,这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。

(2)硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性,CPU采用80C196KB,测量为14位A/D转换,模拟量输入回路多达24路,采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理,利用高速傅氏变换,得到基波到8次的谐波,特殊的软件自动校正,确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据,就构成一个多CPU系统,通信采用CAN总线。具有通信速率高(可达100MHZ,一般运行在80或60MHZ)抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。

(3)硬件设计在供电电源,模拟量输入,开关量输入与输出,通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施,抗干扰能力强,除集中组屏外,可以直接安装于开关柜上。

(4)软件功能丰富,除完成各种测量与保护功能外,通过与上位处理计算机配合,可以完成故障录波(1秒高速故障记录与9秒故障动态记录),谐波分析与小电流接地选线等功能。

(5)可选用RS232和CAN通信方式,支持多种远动传输规约,方便与各种计算机管理系统联网。

(6)采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器,操作方便、显示美观。

(7)集成度高、体积小、重量轻,便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。

3)微机保护装置的使用范围

(1)中小型发电厂及其升压变电站。

(2)110 kV /35 kV /10 kV区域变电站。

(3)城市10 kV电网10 kV开闭所

(4)用户110 kV /10kV或35kV /10kV总降压站。

(5)用户10kV变配电站

4)微机保护装置的种类

(1)微机保护装置共有四大类。

(2)线路保护装置

微机线路保护装置 微机电容保护装置 微机方向线路保护装置 。

微机零序距离线路保护装置 微机横差电流方向线路保护装置 。

(3)主设备保护装置

微机双绕组变压器差动保护装置 微机三绕组变压器差动保护装置。

微机变压器后备保护装置 微机发电机差动保护装置 微机发电机后备保护装置。

微机发电机后备保护装置 微机电动机差动保护装置 微机电动机保护装置 。

微机厂(站)用变保护装置 。

(4)测控装置

微机遥测遥控装置 微机遥信遥控装置 微机遥调装置 微机自动准同期装置。

微机备自投装置 微机PT切换装置 微机脉冲电度测量装置 。

微机多功能变送测量装置 微机解列装置 。

(5)管理装置单元

通信单元 、管理单元、 双机管理单元 。

5)微机保护装置功能

微机保护装置的通用技术要求和指标(工作环境、电源、技术参数、装置结构)以及主要功能(保护性能指标、主要保护功能、保护原理、定值与参数设定,以及外部接线端子与二次图)详见相关产品说明书。

折叠 微机监控

1)220/380V低压配电系统特点

(1)应用范围广,现在工业与民用用电除矿井、医疗、危险品库等外,均为220/380V,所以应用范围非常广泛。

(2)低压配电系统一般均为TN—S,或TN—C—S系统。TN—C系统为三个相线(A、B、C)与一个中性线(N),N线在变压器中性点接地或在建筑物进户处重复接地。输电线为四根线,电缆为四芯,没有保护地线(PE),少一根线。设备外壳,金属导电部分保护接地接在中性线(N)上,称为接零系统,接零系统安全性较差,对电子设备干扰大,设计规范已规定不再采用。

TN—S系统为三个相线,一个中性线(N)与一个保护地线(PE)。N线与PE线在变压器中性点集中接地或在建筑物进户线处重复接地。输电线为五根,电缆为五芯。中性线(N)与保护地线(PE)在接地点处连接在一起后,再不能有任何连接,因此中性线(N)也必须用绝缘线。中性线(N)引出后如果不用绝缘对地绝缘,或引出后又与保护地线有连接,虽然用了五根线,也为TN—C系统,这一点应特别引起注意。TN—S或TN—C—S系统安全性好,对电子设备干扰小,可以共用接地线(CPE),,采用等电位连接后安全性更好,干扰更小。所以设计规范规定除特殊场所外,均采用TN—S或TN—C—S系统。

(3)220/380V低压配电系统的保护现在仍采用低压断路器或熔断器。所以220/380V只有监控没有保护。监控包括电流、电压、电度、频率、功率、功率因数、温度等测量(遥测),开关运行状态,事故跳闸,报警与事故预告(过负荷、超温等)报警(遥信)与电动开关远方合分闸操作(遥控)等三个内容(简称三遥),而没有保护。

(4)220/380V低压配电系统一次回路一般均为单母线或单母线分段,两台以上变压器均为单母线分段,有几台变压器就分几段,这是因为用户变电站变压器一般不采用并列运行,这是为了减小短路电流,降低短路容量,否则,低压断路器的断开容量就要加大。

(5)220/380V低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大,一般一路(1个断路器)占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同,一个低压开关柜内有两路出线(安装两个断路器),四路出线(安装四个断路器),以及五、六、八与十路出线,不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分,设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元的规格来进行设计。

(6)低压断路器除手动操作外,还可以选用电动操作。大容量低压断路器一般均有手动与电动操作,设计时应选用带遥控的低压监控单元,小容量低压断路器,设计时,大多数都选用只有手动操作的断路器,这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线,或选用不带遥控的低压监控单元。

2)220/380V低压配电系统微机监控系统的设计

(1)220/380V低压配电系统微机监控系统首先根据一次系统及用户要求进行遥测、遥信及遥控设计。

(2)测量回路设计

A 测量部分的二次接线与高压一样,电流回路串联于电压互感器二次回路,电压回路并联于电压测量回路。由于220/380V低压配电系统没有电压互感器,电压测量可以直接接到220/380V母线上,和电度表电压回路一样一般可以不加熔断器保护,但柜内接线应尽量短,有条件时最好加熔断器保护,以便于检修。

B 电度测量可选用自带电源有脉冲输出的脉冲电度表,对于有计算功率与电度功能的低压监控单元,只作为内部计费时,可以不再选用脉冲电度表。

C 选用有显示功能的低压监控单元,可以不再设计电流、电压表,选用不带显示功能的低压监控单元时还应设计电流或电压表,不应两种都设计。

(3)信号回路设计

设计时,低压断路器要增加一对常开接点接到低压监控单元开关状态输入端子上。有事故跳闸报警输出接点的,再将其接到低压监控单元事故预告端子上。

(4)遥控回路设计

低压监控系统的遥控设计比较简单,电动操作的低压断路器都有一对合分闸按钮,只要将低压监控单元合分闸输出端子分别并在合分闸按钮上即可,必要时,可设计一个就地与遥控操作转换开关,防止就地检修开关时,遥控操作引起事故。

(5)供电电源与通信电缆设计

低压监控单元电源为交流220V供电,耗电量一般只有几瓦,设计时将其电源由端子上引到一个220V/5A两极低压断路器上,再引到开关柜端子上,然后统一用KVV—3×1.0电缆集中引到低压柜一路小容量出线上。需要时可加一个UPS电源。

通信电缆一般距离不超过200米可选用KVV—3×1.0普通屏蔽控制电缆,超过200米时应选用屏蔽双绞线(最好选带护套型)或计算机用通信电缆。

折叠 变配电站

1)系统组成

高压采用微机保护,低压采用监控单元,再用通信电缆将其与计算机联网之后就可以组成一个现代化变配电站管理系统——变配电站综合自动化系统。

2)变配电站综合自动化系统设计内容

A高压微机保护单元(组屏或安装在开关柜上)选型及二次图设计。

B低压微机监控单元(安装在开关柜上)选型及二次图设计。

C管理计算机(放在值班室,无人值班时可放在动力调度室)选型。

D模拟盘(放在值班室或调度室)设计。

E上位机(与工厂计算机或电力部门调度联网)联网方案设计。

F通信电缆设计(包括管理计算机与上位机)。

3)管理计算机

管理计算机可根据系统要求进行配置。

4)模拟盘

用户要求有模拟盘时,可以设计模拟盘,小系统可以用挂墙式,大系统用落地式,模拟盘尺寸根据供电系统一次图及值班室面积来决定。模拟盘采用专用控制单元,将其通信电缆引到管理计算机处。模拟盘还需要一路交流220V电源,容量只有几十瓦,设计时应与管理计算机电源一起考虑。

5)变配电站综合自动化系统主要功能

变配电站综合自动化系统的管理计算机通过通信电缆与安装在现场的所有微机保护与监控单元进行信息交换。管理计算机可以向下发送遥控操作命令与有关参数修改,随时接受微机保护与监控单元传上来的遥测、遥信与事故信息。管理计算机就可通过对信息的处理,进行存盘保存,通过记录打印与画面显示,还可以对系统的运行情况进行分析,通过遥信可以随时发现与处理事故,减少事故停电时间,通过遥控可以合理调配负荷,实现优化运行,从而为实现现代化管理提供了必须的条件。

管理计算机软件要标准化,操作要简单方便,人机界面好,组态方便,用户使用与二次开发简单,容易掌握。

折叠 电站组成

变配电站是接受、变换和分配电能的环节,是企、事业单位的动力枢纽。变配电站一旦发生事故必将带来重大损失。再者,变配电站装有大量高压设备和低压设备,而且密集度很高,安全问题比较特殊。因此,保证变配电站的安全运行是十分重要的。

变配电站组成

变配电站种类很多。按照电压高低,变配电站分为高压变配电站、高压配电站和低压配电站;按照有无变压器,分为变配电站和配电站;按照主要配电装置的安装位置,分为室外变配电站和室内变配电站等。以前一般以35kV为分界线,35kV以上者,由于变配电设备的体积较大,安全间距也较大,为了节省投资,多建成室外变配电站。室外变配电站占地面积大、建筑面积小、土建费用低、受环境的影响比较严重。10kV及10kV以下者,由于变配电设备的体积和安全间距较小,为了便于管理,多建成室内变配电站。

由于科学技术的不断发展,人民生活水平的提高,城市用电量大幅度增长。因此在城市内的负荷中心建110KV高压变电站,应用六氟化硫组合电器。由于六氟化硫组合电器具有体积小、短路容量大、无污染、安全、可靠,且有免维护的特点,因此,广泛被采用于城内电网,使高压进城变为可能。因而110kV甚至220kV亦可建成室内变电站。室内变配电站占地面积小、建筑费用高,适用于市内居民密集的地区和周围空气受到污染的地区。一般变配电站由高压配电室、低压配电室、值班室、变压器室、电容器室等组成。

不同变配电站的接线方式有较大的差别。变配电站的接线方式用单线图表示。单线图是用一条线代替同样功能和同样连接的三条线以表示三相电路。

变配电站一般安全要求

变配电站一般安全要求包括建筑设计、设备安装、运行管理等方面的要求。

1. 变配电站位置选择

从供电经济性的角度考虑,变配电站应接近负荷中心。从生产角度考虑,变配电站不应妨碍生产和厂内运输;变配电站本身设备的运输也应当方便。从安全角度考虑,变配电站应避开易燃易爆场所;变配电站宜设在企业的上风侧,并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所;变配电站不应设在人员密集的场所。变配电站的选址和建筑还应考虑到灭火、防蚀、防污、防水、防雨、防雪、防振以及防止小动物钻入的要求。

2.建筑要求

高压配电室耐火等级不应低于★二级;低压配电室耐火等级不应低于★三级。油浸电力变压器室应为★一级耐火建筑;对于不易取得钢材和水泥的地区,可以采用★三级耐火等级的独立单层建筑。

变配电站各间隔的门应向外开启;门的两面都有配电装置时,门应向两个方向开启。门应为非燃烧体或难燃烧体材料制做的实体门。长度超过7m的高压配电室和长度超过10m的低压配电室至少应有两个门。

有充油设备的房间与爆炸危险环境或有腐蚀性气体存在的环境毗邻时,墙上、天花板上以及地板上的孔洞应予封堵。

室内变配电站单台设备油量达到600kg者应有贮油坑或挡油设施。贮油坑应能容纳100%的油;挡油设施应能容纳20%的油,并能将油排至安全处。室外变配电站单台设备油量达到1000kg者应有挡油设施。挡油设施也应能容纳20%的油。

3.间距合格

室外油量2500kg的两台变压器之产的净距不足10m时,中间应加防火墙。室外变压器距建筑物不足5m时,变压器投影以外3m以内的范围内不得有门窗或通风孔。

变配电站的围墙、变配电设备的围栏、变配电站各室的门窗、通风孔的小动物栏网、开关柜的门等屏护装置应保持完好,并应根据需要做上明显的标志(如“止步、高压危险!”等),并予上锁。

室内充油设备油量60kg以下者允许安装在两侧有隔板的间隔内;油量60~600kg者须装在有防爆隔墙的间隔内;600kg以上者应安装在单独的间隔内。

为了防止电弧烧伤和熔化金属溅出烫伤工作人员以及为了防止工作人员过分接近带电体,应在必要的位置设置隔板或遮栏。

4.通风良好

蓄电池室有可燃气体产生,必须有良好的通风;变压器室、电容器室等有较多热量排放,必须有良好的自然通风,必要时采取强迫通风。进风口均宜在下方,出风口均宜在上方。

5.保持电气设备正常运行

保持电气设备正常运行包括观察电流、电压、功率因数、油量、油色、温度指示、接点状态等是否正常,观察设备和线路有无损坏、是否严重脏污以及观察门窗、围栏等辅助设施是否完好;听声音是否正常,注意有无放电声等异常声响;闻有无焦糊味及其他异常气味。

断路器与隔离开关操动机构之间的联锁装置、电容器放电的联锁装置等安全装置和信号装置应保持在良好状态。

6.灭火器材齐全、完好

变配电站应配备可用于带电灭火的灭火器材,如1211灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器等灭火器。

7.制度完善

变配电站除应执行与停、送电作业、检修、值班、巡视相关联的各项制度外,还应建立防火责任制以及岗位责任制等规章制度。

★ 厂房建筑耐火等级

一级:用钢筋混凝土或用砖墙与钢筋混凝土组成的混合结构;

二级:用钢结构、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构;

三级:木屋顶和砖墙组成的砖木结构;

四级:木屋顶、难燃烧体墙组成的可燃结构。

用电

通过配电传送给各个居民,企业所使用的电能叫做用电。

折叠 中国电网

[1]为了判断三套方案的安全性,2011年国家能源局委托中国电科院进行仿真模拟计算。不过,鉴于中国电科院隶属于国家电网公司的性质,国家能源局又把该课题同时委托给了电力规划设计总院。

出人意料的是,在国家能源局于2011年8月召开的座谈会上,双方却拿出了不同的结论。

中国电科院的结论是:“500千伏方案和三华异步电网方案均不能满足《电力系统安全稳定导则》的要求,三华同步电网完全满足要求,电网有安全保障。”(见国家电网公司2011年5月30日的报告)

但电力规划设计总院的结论是:直流远距离500千伏方案可以保证电网安全。

“规划设计总院与国家电网公司就同一仿真试验得出的结果却不相同。我们应该对仿真的每一个步骤、每一个数据从头到尾捋一遍,看看到底是哪儿不对。” 电力规划设计总院总工吴云表示。

同时参会的国家能源局电网“十二五”专家委员会成员王仲鸿对采访人员说:“国家电网公司采用错误的预设条件,在模拟计算500千伏方案中,让华东大部分发电厂的调速器不动作,这意味着人为废除了电网的自我调节功能,夸大了超高压电网方案的故障结果,但在实际中,发电厂的自我调节功能是完全自动化的。”

而对中国电科院“三华同步网可以保证安全”的仿真结果同样存在异议。

中国工程院院士卢强在谈到三华同步网的安全性时表示:“电科院做了500-600次故障试验,证明三华同步网的安全性是有保障的。”

熟悉仿真模拟计算的专家都知道,500-600次是假设电网发生1个故障(N-1)或极少数的2个故障(N-2)。(见中国电力科学研究院于2010年6月发布的《受端电网构建研究》)

蒙定中告诉采访人员:“这不符合实际情况,因为世界上发生过的23次重大(损失≥800万千瓦)停电事故都不是由单一故障,而是八九个甚至29个连锁跳闸(N-8、N-9、N-29)引起的。”

蒙定中是《电力系统安全稳定导则》的重要起草者之一。

韩英铎认为,“三华联网”的各级支路元件如有500个至600个(500-600),“五六百种情况”就相当于只有一个元件故障跳闸所做试验的次数,称为(N-1)条件。如果按照两个元件故障,即(N-2)条件,就得做(500~600)2次的仿真计算,以此类推。

张正陵并不认为仿真模拟试验需要做那么多次计算,他告诉采访人员:“安全不安全,要用标准衡量,路上行驶的汽车随时会出事故,但还是要上路行驶,它只要满足汽车安全标准即可,电科院的计算满足《电力安全稳定导则》的规定。”

张正陵列举了现实中的几次电网事故,证明交流联网并不像反对者说的那样不安全,“汶川、雅安地震及2008年冰冻灾害中,局部电网虽与主网以交流相连,但并未影响主网安全。”

折叠 市场信息

(一)动力煤市场持续低迷,电煤价格继续呈现小幅下滑

2013年一季度,在煤炭市场去库存化难度大、消费增幅小、进口煤持续大幅增加和水电增发带来的电煤消耗减少的背景下,煤炭价格在低位运行中又出现小幅下滑。3月份,秦皇岛地区市场动力煤价格继续下降,月末,具代表性的发热量5500大卡/千克市场动力煤的主流平仓价格由2月末的620~630元/吨之间下降到615~625元/吨之间;发热量5000大卡/千克市场动力煤的主流平仓价格由2月末的530~540元/吨之间下降到520~530元/吨之间。由于火电企业的燃料成本压力年有所减轻,发电企业经营情况总体有所改善。

2010~2013年3月我国秦皇岛港煤炭价格走势

数据来源:中国煤炭运销协会

(二)主要燃料价格持续低位运行,电力行业利润大幅增长

2013年一季度,受益于主要燃料价格持续低位运行,电力企业特别是火电企业自2008年以来的长期亏损局面得到有效遏制,经营状况明显改善,发电行业总体经营形势转折向好。1~3月份,电力行业实现销售收入12767.7亿元,同比增长5.36%;利润总额705.88亿元,同比增长90.53%,与上年同期相比翻了近一番。

2013年1-4月,全国电力供需总体平衡,局部富余,发电设备利用小时同比下滑51小时,其中水电枯水期来水情况良好,同比增99小时,火电受经济大环境以及水电冲击影响,同比降74小时。

2013年全年,全国电源装机增速将略高于需求增速,水电、风电等清洁能源全年利用小时数小于火电,电力供需总体平衡,发电设备利用小时数同比基本持平,我们预计将达到4550小时,西南水电进入集中投产期,若汛期来水较好,水电消纳将会有一定压力,预计全年利用小时可达3500小时,火电利用小时将受大环境以及清洁能源的长期压制,“新常态”下平均利用小时将在5000小时左右。

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