城市供电安全

城市供电安全（共7篇）

城市供电安全 篇1

目前, 世界各地由于突发事故和自然灾害引发的电力系统事故频繁发生, 并且事故后果越来越严重。国内外几次重大的停电事故都导致了巨大的经济损失, 甚至引起社会安定。国家重要的基础设施之一就是电力系统, 而城市电网是电力系统的重要组成部分。因此, 建立高效电力系统防灾安全保证体系, 保证城市供电安全, 防止城市大面积提点事故的发生, 是当下需要迫切重视的问题。

1 我国城市电网存在的主要问题

电力系统承担着我国国民经济发展的重任, 我国工农业生产的发展和人民生活用电呈现逐年上升的趋势, 给点电力系统带来更大的压力。近几年来城市电网的建设和改造仍然集中在解决多年的电网基建欠账问题, 对电网的抗灾应急保电能力方面的建设没有给予高度的重视, 还存在着以下几点问题。

1.1 城市电网未充分考虑防灾抗灾

电力行业管理体制改革, 特别是发输电分离后, 各发电公司主要围绕本公司经营策略做规划, 缺少全局性和系统性策划缺乏防灾应急计划的统一考虑和协调, 造成电网应灾能力先天不足。

1.2 城市电网规划不完善

城市电网的建设大多还在沿用93版《城市电力网规划设计导则》, 但是由于设计水平的年限偏短, 不能适应城市快速发展的需要。因此, 在2006年颁布了新的《城市电力网规划设计导则》, 此次修订虽然有一些改进, 但是对城市电网防灾应急保电方面的建设仍然没有充分考虑, 相关配套的法律法规也不完善。

1.3 城市电网缺乏应急电源建设

由于受到管理体制和权限的限制, 一些单位自有的应急电源没有被社会统筹资源的整体协调吸收进去。除此之外, 由于地方电源缺乏足够灵活的并网条件, 不能及时地采用网络重构的方式向电网供电, 分散电源和企业自有电源在大电网主电源瘫痪的情况下, 不能为地方电网和重要用户的供电安全备用提供支持和保障。

1.4 城市电网供电恢复能力薄弱

城市电网结构复杂, 部分输变电设备陈旧, 影响到系统的安全运行;许多城市电网与电源点联系薄弱, 电网网架结构脆弱、不合理;城市电网多为受端电网, 本地电源容量较小;;先进的新型用电设备不断出现, 大多数用户对供电质量和持续供电的依赖程度也越来越高, 供电中断带来的损失异常严重;主网架的输电能力不足, 高压变电站易失去电源, 直接影响到城市电网的供电能力。

1.5 城市电网未根据城市发展需要建设

受环保等条件制约, 难以新建更多的本地电源, 电网容载比小, 系统备用不足的问题日渐突出;城市电网负荷相对集中, 峰谷落差大, 导致电力资源 (包括发电能力、输电能力、配电能力) 相对紧张;同时我国的城市建设发展很快, 负荷增长往往高于预期, 而输配电走廊越来越稀少。

1.6 电力系统控制难度大

系统调度的核心是电网监控, 新的稳控装置技术和自动化系统较为复杂, 人员新、任务重, 重大事故发生频率低, 现场运行维护人员缺少成熟经验, 直接影响到运行的安全和系统的调度能力。

2 保障城市电网供电安全的建议

2.1 建立并完善电力规划体制

作为国家重要的基础设施, 电力系统的规划不能依靠企业自身发展和市场机制去平衡, 要从体制上解决企业分散决策和各自为政的现象。加强城市受端电网和电源建设, 既要满足正常经济运行和节能环保的需要, 也要重视地区发电资源的合理配置, 从整个系统安全、地区重要负荷和民生用电保障的角度, 对发电和输配电资源进行合理的布局与配置, 解决电源规划与电网规划建设脱节问题。电力系统规划要纳入政府的整体发展规划, 实行政府主导, 企业执行, 公众参与和社会各界资源综合协调的规划办法。

2.2 规划电源建设

电源规划要考虑具有不同规模和不同能源发电的组合, 考虑不同电源的分布式联网和分层接入。城市电网可以适当维持一定数量的小规模电厂, 作为异常条件下保证重要负荷和城市民生最低供电需求的战略储备电源。近年来, 考虑设备更新和节能减排的需要, 我国大部分地区关停甚至炸掉了大量的小机组, 小机组的提前退役, 有利于降低发电能耗, 但也丧失了其在电网灾害情况下发挥作用的机会。从抗灾的角度分析发电资源的建设, 对多种发电资源进行系统的规划, 合理配置不同规模的机组, 促进不同能源发电的联网, 对不同类型机组接入不同电压等级电网, 使电网有了多样化的选择, 易于适应应急需求, 会在整体经济效益和灾害应变能力上提高系统供电的安全水平。

2.3 建设和完善灾害应急处理体系, 提高应急和整体协调能力

完善的城市供电应急管理体系是加快恢复供电、维持社会秩序的必要保障。城市供电企业应设立供电应急管理指挥中心并将城市供电应急处理纳入城市总体应急管理体系之中, 由城市应急管理机构统一领导。遇到突发事件时, 一方面要提高供电企业的应急指挥管理水平, 协调和整合全社会的资源, 建立救灾人员、专家和信息共享及应急物资配备和调度机制;另一方面要实现与其它公共突发事件应急系统的协调和集成, 加强供电企业与地方政府、交通、气象、通信等部门的协同工作, 共同构建协调互动的城市应急联动机制, 完善部门联合、上下联动、区域联防的防灾和抗灾办法。此外, 还要研究建立城市电网灾害应急处理体系, 实现多灾种早期预警, 提供预警、处置、对外信息发布、恢复等多种功能有效地提升应急系统的现代化水平, 制定出以实时信息和科学分析为支撑的应急决策, 提高快速反应能力和危机事件的处置效率。

参考文献

[1]周孝信, 郑健超, 沈国荣, 等.从美加东北部电网大面积停电事故中吸取教训[J].电网技术, 2003, 27 (9) :1.

[2]范明天, 刘思革, 张祖平, 等.城市供电应急管理研究与展望[J].电网技术, 2007, 3l (10) :38～41.

[3]刘思革, 范明天, 张祖平, 等.城市电网应急能力评估技术指标的研究[J].电网技术, 2007, 31 (22) :17～20.

[4]邢宁哲, 闫海峰.电力通信系统可靠性研究[J].电力系统通信, 2007, 28 (6) :30～34.

城市供电安全 篇2

1“地下圆土楼”

根据上海建设国际大都市金融中心、航运中心的城市定位, 上海市电力公司在编制“十一五”电力规划时, 就提出了在市中心建设500千伏变电站的设想。国家电网公司、上海市政府都对此给予了高度重视。2006年3月23日, 国家电网公司与上海市政府签署《上海电网“十一五”发展规划会议纪要》。同日, 500千伏静安世博变电站奠基开工。

虽然静安世博站是上海世博会的地标性建筑, 但是在市中心无法看到它的身影, 因为它已经隐身地下。静安世博站位于上海市中心成都北路、北京西路、山海关路和大田路区域之中的黄金地段, 采用全地下布置, 地面层仅留主控室、进出口和进出封口, 土建设施按最终规模一次建成。

变电站本体建筑为筒形全地下4层结构, 筒体外径130米, 整体深度33.5米, 地下建筑面积57100平方米, 地上建筑面积1590平方米。世博变电站的外形就如同入选世界遗产名录的福建圆土楼, 只是被全部请到了地下, 成为上海的“地下圆土楼”。根据城市规划, 变电站的地面部分将建设成上海雕塑公园。

2 创新无处不在

自开工以来, 世博站的建设一路风风火火:2006年12月25日地下连续墙与桩基工程顺利完成;2009年1月, 工程的整个土建内部结构基本完成;1月21日, 随着大件设备运输及吊装的完成, 世博变电站全面进入电气设备安装阶段。随着整个电缆敷设工程的全面开展, 世博变电站建设迈入一个新的阶段。

500千伏世博变电站是目前国内首座多电压等级全地下变电站, 由于位于上海市市中心区域静安区, 周边环境和地下城市管网十分复杂, 工程采用了逆作法施工工艺, 有利地缩短了施工总工期, 保护了周围环境并具有较强经济性。

在整个静安世博地下变电站建设中, 新技术、新工艺亮点纷呈:在变电站方面, 对大型变电站地下逆作法施工工艺的运用、抓铣结合成槽新工艺在软土地区地下连续墙施工中的应用、封闭式变电站冷却塔技术的使用以及侧注浆抗拔桩技术的应用都体现出工艺之先进;在隧道建设方面, 顶管近距离穿越运营中地铁隧道的施工技术、电力隧道施工控制及运营维护与数字化技术、电力隧道数字化远程监控系统和消防关键技术、以及大直径、长距离、小扰动盾构技术更令人耳目一新……

世博站全站安装过程处处可见创新的身影。3台正常站用变压器, 变压器的容量选择5000千伏安, 工作、备用站用变采用分裂绕组变压器。站用电400千伏系统接线分为两部分, 每部分采用单母线分段接线, 分段开关为自动投切型。从站外引一条10千伏专用线路作为全站失电后的恢复电源。地下变照明系统的设计标准较高, 闭路监控系统采用全数字化, 电缆梯架和阻燃电缆的配合试用满足地下变对低压电缆敷设的要求, 弱电部分采用防火型封闭式金属电缆槽盒。这些新技术的运用, 让静安世博变电站登上了国际同类技术的高峰。

3 节能降耗的楷模

建成后的静安世博站不仅能改善上海中心城区的电网结构, 缓解紧张的用电需求, 同时还能减少降压环节和输电距离, 可以称得上节能降耗的楷模。

静安世博站突破了以往500千伏终端变电站都建在郊区, 再通过220千伏的中心站把电力输送到市中心的供电模式, 因为原有的220千伏中心站已经无法满足上海这种大都市中心城区的用电需求。同时, 上海市郊区的电力需求也在节节攀升。在城市中心建起终端变电站将在很大程度上改变市中心缺电的状况, 实现中心城区220千伏终端站的电源来自于不同的500千伏分区, 从而提高了中心城区电网的供电可靠性, 简化中心城区220千伏网架结构, 这是对传统供电模式的升级。

此外, 世博站工程保障了位于世博地区供电的南市站、连云站的上级电源, 为包括世博园区在内的供电及今后中心城区220千伏电网的更新改造创造了条件。

城市供电应急综述 篇3

城市供电应急管理系统对于确保城市电网安全稳定运行,促进社会稳定和经济发展具有重要的现实意义。在人类社会发展的进程中,超出人们想象的各种威胁始终存在,随着社会经济的进步和繁荣,面对错综复杂、难以避免的各种突发公共事件,是否具有恰当的快速反应及积极应对能力,是对我们的重大考验。从国际范围来看,突发公共事件的不断升级,从某种意义上可以看作是经济的全球化快速推进、社会经济和政治发展的不平衡,以及自然环境不断恶化所导致的必然结果。

应急管理是一门应用科学,时刻关注现实生活中的突发公共事件的问题才是应急管理研究的根本所在。由于突发公共事件的综合性,其预防、处置、后处理等工作都需要不同学科领域、不同组织的通力合作才能完成。如何将突发公共事件消灭在萌芽中,使人们的人身、财产损失降到最低,在最短的时间恢复社会秩序,将已有的分散在各领域的应急力量综合到统一的应急管理体系中来都是应急管理需要研究的内容。从宏观上讲,要研究突发公共事件的发生、发展、消亡的演变规律,要研究如何建立统一的应急管理体系;从微观上讲,要研究资源管理问题、预案管理、教育培训问题、人员撤离问题以及在线决策辅助的定量方法与定量模型等。

公共事业(供水、供电、供气、交通、通信系统等)是城市的生命线。社会经济越发达,城市越脆弱,城市生命线的地位越重要。不同公共事业领域的应急管理研究重点又各不相同,而城市的应急管理已经逐渐成为不同公共事业同心协力才能做好的一项系统工程。

城市供电应急管理是城市公共事业应急管理中的重要组成部分。城市供电应急的主要任务是在城市发生大面积停电事故时确保重要用户(党政军主要部门,要害部门和公共基础事业部门等)的持续供电,减少停电损失。

电力是一个城市的“神经枢纽”,也是保障城市正常运转的“主动脉”。因此,城市电网应具备一定抵御自然和人为灾害的应急能力,以保障城市社会的安全和稳定。如果出现城市大面积停电这样的事故,我们的应急机制能否迅速启动?我们怎样才能有效保障城市的安全有序?怎样才能做到无人员伤亡?怎样才能将损失降到最低限度?这些都是摆在城市管理者面前的重大研究课题。

中国对城市供电应急管理的研究还处在初步阶段,其应急管理机制和相应的政策、法规都有待完善,相关技术手段也待提高。本文首先给出城市供电应急的背景和目的,然后介绍国内外城市供电应急处理的发展历程、讨论影响供电应急的主要内外部危险因素、介绍国内外相关发展趋势,试图说明提高城区供电系统在紧急状态下的应急能力和保障能力是一个系统性工程而不仅仅是一个技术层面的问题,以期为我国城市供电应急系统的建设提供借鉴。

中国城市供电应急处理的发展历程

城市供电系统是城市最基本的公用市政设施之一,它除了向各类首脑、指挥、金融等要害部门提供市政用电、向各大公司企业提供生产用电、向城市居民提供生活用电外,还向其他公用设施和系统提供保证其正常运转的电力。一旦城市供电系统因遭遇突发事件受损,而导致城市电网大面积停电时,它将会对城市的生产和生活造成极其巨大的负面影响。

2005 年6 月,国家电力监管委员会颁布了《国家处置电网大面积停电事件应急预案》;2005 年9 月,国家电网公司按照《国家电网公司重特大生产安全事故预防应急处理暂行规定》,发布了《国家电网公司处置电网大面积停电事件应急预案》和《城区电力系统突发事件应急预案编制导则》,具体规定了城市电网进入紧急状态的启动标准( 如负荷损失比例)、重要单位和城市重要基础设施、大型公共场所发生大面积长时间停电事故的应急措施等。这些文件旨在指导和规范我国各级电网公司制定大面积停电应急预案,建立自上而下、分级负责的大面积停电应急救援与处理体系。

2006 年1 月8 日,国务院发布实施《国家突发公共事件总体应急预案》,旨在加强指导中国的应急管理工作,提高预防和处置突发公共事件的能力。各类突发公共事件按照其性质、严重程度、可控性和影响范围等因素,一般分为四级:Ⅰ级(特别重大)、Ⅱ级(重大)、Ⅲ级(较大)和Ⅳ级(一般)。该预案适用于涉及跨省级行政区划的,或超出事发地省级人民政府处置能力的特别重大突发公共事件应对工作。该预案用于指导全国的突发公共事件应对工作。

中国电力科学研究院自2000 年以来就参与亚洲太平洋经济合作组织(APEC)的城市生命线应急管理研究,2003 年完成了亚太减轻地震和海啸等灾害对城市生命线的影响的研究[1,2,3],2003 年以来完成了国家科技部和国务院应急办的相关研究,完成了国家电网公司的相关研究,2007 年以来发表了相关的论文[4,5,6],编写了《国内外城市电网应急管理现状研究》、《城市重要用户在危机状态下对供电系统的需求及供电保障分类研究》、《城市供电系统危机因素及应急能力评估研究》、《城市电力系统具体应急措施研究》、《城市供电应急处理相关制度研究》和《城市供电应急处理相关预案的研究与制定》等报告,并在青岛供电应急系统的开发中得到了应用,为我国的城市供电应急从理论到实践上提供了良好的技术支撑。

中国城市供电应急处理的原则

在充分考虑国家、国家电网公司关于城市电网的供电应急处理的基本要求的前提下,城市电网应急处理系统的研究原则为:

(1)城市供电应急处理应符合国家关于突发事件应急处理的有关规定和要求,属于城市应急联动系统中的一个部分。

(2)供电企业电网的供电可靠性即使投资非常大也不可能达到100%,供电可靠性达到一定水平后供电企业必须考虑配置应急电源。

(3)对于重要用户,用电可靠性指标为停电时间、停电频率、停电损失容量和停电损失电量,以及停电损失费用,在供电可靠性和供电企业的应急电源均不能满足要求时,重要用户必须考虑配置自保应急电源。

(4)为满足重要用户的用电可靠性要求,提高网络的供电可靠性和应急能力,必须考虑电网规划改造的投资与应急电源配置投资之间的平衡问题、供电企业的社会责任问题。

影响城市供电的内外部危险因素

影响城市电网供电的危险因素(内外部故障、自然灾害),是指导致城市供电危机(社会灾难、社会影响)的发生,并引起城市重要用户面临供电风险(停电、缺电)的因素。城市供电应急处理系统中,将城市供电危险因素分为两类:一是大面积停电事故,二是极重要用户的供电中断事故。目前国内的供电危险因素主要是供电容量不足所造成的供电短缺,再加上设备在重负荷下的故障率增加造成的供电危机,除此之外一次能源不足引起的供电危机,以及突发性自然灾害,如台风、飓风等造成的大面积设备损害也都是供电危险因素分析的重点。

影响城市供电的主要内部危险因素

影响城市供电的电力系统内部因素主要是指由于电力系统设备自身元件引起的,或人为误操作引发的,非外界因素造成的故障,或者造成电力供需不平衡的电力危机因素。

电力系统内部故障种类繁多,有些是突发性的,例如:发电、变电、输配电线路等电力系统一次设备自身的元件故障;继电保护、自动控制装置等电力系统二次设备故障;调度自动化监控系统、电力通信系统等故障;电力系统多重故障;电力系统静态、暂态稳定故障;人为操作故障等。还有一些是事先可以预测的非突发性事件,例如:能源危机造成的火力发电出力不足,水库水位下降造成的水力发电出力不足或电网结构薄弱造成的“卡脖子”现象等。

供电应急研究的范围,指的是至少造成对外停电事件的主要内部危险因素。

影响城市供电的主要外部危险因素

影响电网正常供电的外部因素,主要指由于自然灾害的发生,严重影响到电网正常运行的各种因素。其他的外部因素还包括:对电力设备的误伤、盗窃、战争和恐怖袭击等。

自然灾害的分类是一个很复杂的问题,根据不同的考虑因素可以有许多不同的分类方法。在中国发生的重要的自然灾害,考虑其特点和灾害管理及减灾系统的不同可归结为七大类:气象灾害、海洋灾害、洪水灾害、地质灾害、地震灾害、农作物灾害、森林灾害,每类又包括若干灾种。

国外城市供电应急处理现状简述

美国的供电应急处理

对于供电应急,美国不仅仅在组织架构和法律法规方面做出了明确的要求,在电力行业事故分类、供电系统应急预案与演练方面同样也有一套完备的体系。美国应急管理署(Federal Emergency Management Agency,FEMA)成立于1979 年,专门制定了大面积突发停电事故的应急管理措施,还专门制定了大面积突发停电事故的应急评价和管理措施。FEMA在应急预案体系和应急演练方面值得中国借鉴。

电力突发安全事故一般可以分为人为事故和非人为事故两大类。人为事故包含:计划事故、非计划事故、需求调整、避峰限电等。非人为事故指完全没有预先征兆突然发生的事故,而且也是最难解决的。

应急预案体系方面:电力系统突发安全事故预案体系建设涉及预防、准备、响应和恢复四个典型环节,这四个环节是一个整体同时也是一个动态过程。

应急演练方面:为了预防电力系统突发安全事故发生,做好应急准备,包括桌面演练、功能演练、实战演练三种方式。

日本的供电应急处理

日本的城市供电应急管理制度比较完善,各级政府为了应对各种可能的突发公共事件,采取了完善立法、加强应急基础设施建设、建立危机管理体制等有效措施。日本是一个地震和海啸频发的国家,日本电力中央研究所根据地震频发的特点,研究了地震等外部危机因素对城市电网的影响,并以安全性和经济性为评价目标,提出了提高城市电网抗灾能力的改造方案和详细的电网应急预案。

日本于2002 年设定了地方公共团体城市供电灾害应急能力评价项目,共9 个评价要素,其中包括:危机的掌握与评估、灾害情况的假设、减轻灾害情况对策、整顿体制、情报联络体系(组织内与外)、器材与储备粮食的管理、活动计划(应变时、善后时、重建时)、居民间的情报沟通、教育与训练以及活动水平的维持与提升等。

欧洲城市的供电应急处理

欧洲正在进行两个大项目OMASES(Open Market Access and Security Assessment System)和PSINME(Power Security in the New Market Environment),其中OMASES是由欧盟支持的工业研究项目,旨在加强目前电力系统的安全性研究,同时研究电网的紧急控制技术以应对突发的电网紧急情况。

法国针对法国城市供电应急体系的特点,形成了一整套应急预案与演练方法。例如,法国配电公司绘制了巴黎电网所有变电站与雨量相关的层高图,与周边城市建立了应急电源车的统一调度机制,重要建筑留有应急电源插口。

供电应急处理的关键点及相关建议

关键点

(1)“防患于未然”是突发公共事件危机管理的关键所在。突发事件时,事前有实用的应急预案、事中有充分的应急措施;平时要有实质性的应急演练和足够的应急物资;事后又能够进行应急恢复。应急门槛不能太低而随意启动(类似“狼来了”),最后使大家麻木不仁。

(2)应急预案具有不可替代的重要作用。应急预案对提高危机处理的针对性、及时性、有效性,可谓有备无患;不同层级的供电企业应该有不同详细程度的应急预案,不能千篇一律,越低层就越要有针对性。

(3)国内外城市供电应急管理均处于探索阶段,针对城市供电应急研究还没有形成系统的科学体系;在应急管理的实践中也没有形成完整的应急管理机制;建立与完善城市供电应急管理机制是建立现代城市公共突发事件应急管理体制的需要。

(4)要建立统一的应急管理体系。从微观上讲,要研究资源管理问题、预案管理、模拟演练问题、应急能力评估问题以及在线决策辅助的定量方法与定量模型等问题。

城市供电应急系统建设的相关建议

(1)加强城市供电应急管理系统的研究与建设。城市供电应急管理机制的建设是一个完整而科学的系统工程,应急管理必须站在预防、预警、处理、恢复等综合治理的高度,建立应急管理系统,从根本上防止危机的形成与爆发。

(2)应进行供电应急处理技术支持系统的研究和开发,先试点后推广。加强城市供电应急预案的研究,对可能发生的供电危机事件进行预防和处理。

(3)城市供电应急处理技术支持系统应加强与现有公共突发事件应急系统的集成,实现应急资源和信息的共享,构建一个协调互动的城市应急联动机制,将城市供电应急处理纳入城市总体应急管理体系之中。

(4)进一步树立与强化公共危机意识。在城市供电企业管理中,应强调危机意识,培养政府领导、电力企业领导和相关工作人员以及公民的危机意识,这是城市供电应急管理机制建设的起点,也是一个非常重要的组成部分。适时组织人们进行应对大面积停电突发事件的演习和训练,不断提高人们的危机防范意识和危机应变能力。

(5)建立高效统一的应急管理综合协调机构。城市供电企业应设立供电应急管理指挥中心,并将其纳入城市总体应急管理指挥体系中,由城市应急管理机构统一领导,以便处理突发事件时,加强各部门间的协调,明确各部门的职责,提高快速反应能力和危机事件的处置效率。

基层供电企业开展应急工作的相关建议

(1)培训应急专业管理和技术人员。建议结合现有应急方面的科研成果与企业的应急实践编写规范的应急培训教材,给出规范的应急规章制度和实用的应急预案格式;对应急专业管理人员进行培训,介绍应急在事前、事中和事后的作用;要让应急专业管理人员首先明白进行风险评估和分析的必要性。

(2)分析供电区域的应急需求。建议事前做好重要用户的应急需求分析,在量化重要用户的应急需求的基础上,量化分析每个区县供电企业的应急处理能力,要进行电网结构、设备储备和人力资源的应急能力分析(如用户允许停电时间内的出救能力等);应急物资储备也要标准化。

城市轨道交通供电设备状态检修 篇4

在信息化进程不断推进的今天, 城市轨道交通工作也在信息化时代得到了创新与发展, 尤其是轨道交通供电设备的检修技术发生了翻天覆地的变革。基于此, 把城市轨道交通供电设备的检测工作当做该城市交通部门和电力单位工作的考核对象。可是就城市轨道交通供电设备检修的工作来看, 现在相关的工作人员还不够重视供电设备的研发。从实际角度出发, 如果城市轨道交通的供电设备出现了问题, 那么检修工作只能在交通停运或者交通检修期间进行设备的维修。如果是电力系统出现了问题, 那么这将致使整个城市交通停运, 这也会造成一定的财产损失及安全隐患。由此可知, 城市轨道交通的供电检修工作是城市交通顺利运营的保障。

1 城市轨道交通系统供电设备检修现状

供电设备的检修是城市交通顺利运营的基础工作。从当前我国的轨道交通运行的现状来看, 全国各个城市的交通供电设备检修都是以计划检修 (SM, schedule maintenance) 和故障检修 (CM, corrective maintenance) 相融合的检修形式。计划检修就是指在规定的时间内对其设备进行系统的检修维护, 也就是定期的对供电设备进行全方位的检修, 从而保证运营设备正常工作。故障检修就是当运营系统中出现了故障且无法运行时才去进行针对性的维修。这种计划性检修与故障性检修相互结合的检修形式是保证城市交通运行的根本, 可是这种检修模式还是有些瑕疵:比如说计划检修只是定期的对供电设备进行系统性的维修, 这样以来有可能会造成过度检修, 从而也会产生巨大的检修成本并且在设备有效的工作周期里检修, 可能会对设备造成一定的损害;而故障性的检修属于应急性的维修, 这种维修形式将会造成高额的检修成本。

受到先进科学技术的影响, 城市轨道交通的供电设备检修的方法及管理模式也发生了改变, 特别是新技术、新设备、新方法的产生为整个城市轨道交通系统带来了巨大的飞跃, , 例如GIS (气体绝缘开关装置) 、真空短路装置、新型电力变压装置、变电所智能化、微机测量装置、接触网刚性悬挂装置等这些新设备的研发, 因此旧的检修管理方法已经不能适应现代化供电设备的维修标准。对于管理层来讲, 如果依旧执行旧的管理模式, 那么这将浪费大量的资金及人力, 同时在检修过程中还将会造成设备的不断停电, 影响人们的日常出行。所以要对定期设备检修、检修部分和检修要求做出必要的调整。这样的做的主要目的还是为了处理好检修管理及市场经济中产生的新设备之间的问题, 从而就有的供电设备的状态检修 (CBM, condition-based maintenance) 。

2 城市轨道交通供电设备状态检修的实施策略

2.1 完善状态检修基础工作

在检修工作的基础上要处理好相关的细节问题, 比如要对有关的技术要求进行备案, 同时还要建立历史数据库, 其主要包括设备的安装记录、设备的运行资料、设备出厂资料、相关的试验报告、设备运行参数、检修记录、运行记录、故障次数等, 这样做的主要目的还是为了给设备状态提供系统的分析依据。

2.2 采用先进的在线检测技术

在对新的交通设施或者维修有线电气设备时, 务必要使用先进、安全的监测技术, 例如变压器油中的气体、烃的含量、水分含量的统计, 氧化锌避雷器漏电、阻性电流监测;电压感应器及电流感应器的漏电、等值电容、介质监测等。从而把设备状态信息库、历史信息库、在线监测相互结合, 更好的把在线监测技术推广到城市轨道交通供电系统中。

2.3 处理好与故障检修及计划检修的关系

如果采用了状态检测, 也不是说计划检测与故障检测的检测形式有问题, 对于这种定期性的检测还是有一些优点, 在以后的技术发展中或许还将会用到, 但是务必要解决好状态检修和故障检修、计划检修之间的关系。从目前的供电设备检测技术及运营维修部门的技术发展形式来看, 首先要知道在近期、远期城市轨道交通供电网络中状态检修可以用到那些检修设备, 定期性检修形式又可以应运哪几种检修设备。基于此, 对于状态检修来讲要建立自己的检修小组, 并且制定出严格的检修流程, 从而顺利的完成每一份检修工作, 同时还要培养出专业知识过硬的高素质人才。

2.4 做好城市轨道交通供电监控设备的状态检修

城市轨道交通的供电监控设备的状态检修形式有以下几种: (1) 使用观察法:首先是检查构成调度自动化系统的各种灯光是否正常工作, 其次在检查通道监控是否正常工作, 后台设备是否正常工作, 计算机是否正常工作。 (2) 测量法是指使用直流档的万用表对通讯屏后面的端子排接收和接地端进行测量, 所测的电压值在0.2v ~ 2v之间则属于正常;发送端口和接地端口的电压值一般是-2v左右才是正常的。使用这个方法也可以测量光端机、光中继机、RTU及综合自动化的接受断口、它们的发送端和接地端口的电压值也是-2v左右, 经过这样的电压测量就可以很快的判断出故障发生的地方。 (3) 替换法:当寻找出故障的所在地, 然后就可以对其进行针对性的维修, 如果是模块、板卡出现了问题, 那么就可以更换其模块或者板卡, 同时维修坏了的模块或者板卡。

3 结束语

城市轨道交通及电力技术的日新月异, 电力设备的检修也随之出现各种问题。根据以往的检修经验, 不管是故障性检修还是定性维修都是与相应的技术有关系, 状态检修也是这样的。对于状态检修来讲, 它具有一定的专业基础。其次要全面的了解状态检修, 因为它具有复杂性、长期性、工作条件艰苦等, 只有全面的认识到状态间的工作环境, 这样才能促进状态检修工作顺利进行。

摘要：随着城市轨道交通供电设备系统的不断完善, 传统的、单一的计划检修方案已经无法满足现阶段供电设备的运行要求, 为了确保城市轨道交通供电设备的安全稳定运行, 需要做好城市轨道交通供电设备的状态检修工作。因此, 现对城市轨道交通供电设备状态检修的现状及实施策略进行了探讨。

关键词：城市,轨道交通,供电设备,状态检修

参考文献

[1]李慧敏, 任敏哲, 安永成.电气设备状态检修的探讨[J].西北电力技术, 2014 (01) :37-39.

[2]张晓玲.大型汽轮机组状态综合评价的理论与系统研究[J].热能动力工程, 2010 (02) :52-54.

浅谈城市轨道交通供电系统 篇5

关键词：牵引供电系统,杂散电流,谐波,无功功率

轨道交通列车的动力来自于牵引供电系统, 它担负着为电动列车和各种运营设备提供电能的重要任务, 因此必须确保电力牵引供电系统安全可靠供电[1]。城轨牵引供电系统承担有接收并分配电能、降压整流、传输直流电能以及电力监控 (SCADA) 等功能。供电回路主要由牵引变电站、架空电网线、车辆、轨道等部分组成, 其中能量传输过程为:电能从牵引变电所输出、经过馈电线、接触网到电机车组、经过走行轨、最终通过回流线返回牵引变电所[2]。

我国城市轨道交通采用直流供电, 和交流供电相比直流供电具有调速范围大且方便、易于控制、牵引网结构简单、电压质量高、投资较节省等优点。但城轨交通也有不足的地方, 如:存在较大的杂散电流腐蚀线路附近建筑、牵引供电系统在谐波、无功功率等方面对电网的影响等。为保证轨道交通具有良好的社会总体效益, 有必要采取相对应的改善措施。

1 城市轨道交通变电所和供电方式

城轨交通变电所可分为主变电所、牵引变电所、降压变电所三类。主变电所接线方式主要有内桥接线和线路—变压器接线两种形式。主要承担向全线提供可靠电源的任务, 将来自城市电网110k V电源降为35k V电源。设计时要尽可能靠近负荷的中心并结合城市电网分布规划, 最好采用多条供电电源共享设计, 以节约工程建设的费用。

牵引变电所一般设置在站台层, 一方面有利于节省设备投资, 安装调试方便, 另一方面使得设计总体紧凑, 节省土建工程投资。主要承担向牵引电网输送电能的任务, 将中压35k V电源降压后整流成直流1500V供城轨车辆使用。牵引变电所的设置应使供电合理、运营方便、满足高峰时段最大牵引负荷要求。

降压变电所担负向车站、区间动力系统、照明系统提供电源的任务, 广泛用于每个车站将中压35k V或10k V电源降为380V或220V。每座降压变电所均设置两台电力变压器, 正常时分列运行, 同时担负其供电范围内的任务, 负荷率为70%左右, 当其中一台因故障退出时, 自动切除三级负荷, 另一台承担全部一、二级负荷, 保证系统正常运行。

因为城市轨道交通呈现网络化格局, 因此供电方式也不可能为一种简单的固定模式, 因此在综合城市轨道交通规划格局以及当地供电电网现状统筹考虑之后进行选择合适的供电方式。

一般情况下, 供电方式按照区域可分为:集中供电、分散供电和混合供电三种形式。

(1) 集中供电方式。在线路沿线均衡的设置几座变电所, 每座变电所分别从城市电网引入110k V或其他等级电压 (电压等级越高变电所数量越少) 。集中供电方式有利于城市电力系统的调度管理, 运营维护以及检修作业的独立性。国内城轨交通大多采用此种方式, 唯一不足在于需要很大的投资。

(2) 分散供电方式。此种供电方式不设置主变电所, 各牵引变电所、降压变电所、电流开闭所分别从城市电网就近引入两路独立35k V或更低等级电压供电。因此有利于节约工程建设成本。

(3) 混合供电方式。混合供电方式是前两者的综合, 以集中供电方式为主, 个别地段引入城市电网电源作为集中供电方式的补充。所以不利于供电系统的管理, 但在线路较长或是郊区等情况下有明显优势。

2 电力监控系统

电力监控系统可以提高管理水平和工作效率、保证供电的可靠、减少运营管理费用。主要由控制中心主站系统、数据传输通信通道、被控站系统组成。

电力监控系统的主要功能有:对遥控对象的遥控, 包括选点式、选战式、选线式控制;对供电系统设备运行状态的监控和故障报警;对供电系统的主要参数进行遥测;实现电能的统计以及信息的记录等。

3 杂散电流及其防护

因为城市轨道交通多采用走行轨牵引回流系统, 由于走行轨和道床之间不可能完全绝缘, 造成部分回流进入道床和隧道结构, 形成杂散电流。

杂散电流对城市建筑和轨道交通具有很强的腐蚀作用。为有效的限制杂散电流, 降低或消除其不利影响, 保证轨道交通具有良好的社会总体效益, 有必要设置杂散电流的防护系统。

杂散电流的防护措施主要有建立畅通的回流通路和加大钢轨对地泄露电阻两种方式。前者的牵引回流系统是由钢轨、负回流电缆、上下行均流电缆组成, 通过减小钢轨纵向电阻来减小压降从而降低钢轨电位和杂散电流;后者通过使用绝缘扣件、绝缘垫和绝缘缓冲垫板来增加走行轨和道床之间的绝缘过渡电阻来截止杂散电流。此外, 在隧道中还可采用设置持久有效结构防水层进行相应的排水防水设计。

4 城轨供电系统对电网的谐波影响

城轨供电系统中, 造成波形畸变的主要原因有两个: (1) 车辆牵引供电过程的整流及逆变装置引发; (2) 直流电源成套装置以及其他一些配套的电子装置等。在电力系统中, 一旦出现谐波电流和电压必然会影响电压正弦波形的质量, 同时也会对其他周边通信系统或用户造成影响。通过查阅文献总结得出谐波电流及电压可能会对电力系统造成一下影响: (1) 在电力系统运转中, 造成旋转电机及电容器产生附加损耗, 并发热, 如果不能及时发现问题, 会造成设备的损坏; (2) 不可避免的产生对周边通信设备产生干扰, 进而影响保护系统或控制电路故障的准确识别; (3) 造成多种测量仪表无法正常工作, 测量不精确; (4) 其他干扰如对轨道电路频率信号等的干扰, 影响正常的运行。因此必须采取根据实际情况增加整流脉波数、改变整流变压器接线方式、采用无源滤波器和加装静止无功补偿装置、采用有源电力滤波器等谐波抑制措施来进行防护来降低谐波源的谐波含量、改善供电环境。

5 城轨供电系统的无功补偿

在供电系统中, 无功功率的供电网络在传输过程中不仅会造成供电电压的损失, 而且还会产生不必要的有功功率的损耗。因此, 为了避免在供电传输过程中电压损失及有功功率的损耗, 提供供电线路的传输能力, 可以通过根据用电负荷的实际需求, 采取就地平衡的原则, 对无功功率采取分散或集中方式进行补偿, 最终将功率因数控制在一个合理水平的目的。在城轨供电系统中, 负荷的波动性比较大, 不同时间段负荷的差异很大。根据地铁的统计数据显示, 在白天及晚上列成正常运行时, 有功负荷比较高, 凌晨列车停运时, 有功负荷较低。此外, 由于地铁列车还存在运行的不确定性, 由此引起无功功率的补偿也是处于动态变化中。因此为了保证列车在运行时段电压的稳定性, 就需要列车负荷的随时不确定性, 适时的对其无功功率进行补偿, 设计理想的补偿方案[3]。

6 结束语

城市轨道交通的供电系统一般采用的是直流牵引, 该种方式往往具有波动性强, 谐波含量多样且丰富, 输电电缆的容性电流大, 不可避免的需要根据实际需求进行无功功率的补偿, 以维持电压的稳定。因此, 为了减少对电力系统及其相关系统的危害, 提高电网的电能质量, 保证供电的可靠性和稳定性, 必须提前对供电系统进行研究并采取相应的预防性措施, 最终使得城市轨道交通产生良好的社会、经济总体效益。

参考文献

[1]桑艳艳.北京地铁直流牵引供电系统主接线及运行方式分析[J].数字技术与应用, 2010, 08:180-181.

城市污水厂供电节能方式探讨 篇6

1 合理配置污水处理设施及设备的投运量

在整个污水厂电耗中, 鼓风机耗电量约占到整个用电量的30%-40%, 根据工艺要求及时调整鼓风机的运行时间和流量, 不仅能更准确地提供曝气需氧量, 而且又能有效地节约电能;在水量、水质、温度等条件变化时及时调整鼓风机的流量, 这里面有很大的潜力可挖, 近几年发展起来的精确曝气系统就是为了更好的节省鼓风机的能耗。另外在水量、水质变化时及时调整设施的投运, 也可以有效地降低能耗, 比如一个20万吨/日的污水厂, 在进水量接近10万吨/日的时候, 及时调整为半池运行;或者在进水水质好于设计值时, 减少部分构筑物内的水力停留时间, 都可以有效地减少设备的运行时间和台数, 节省电能。

2 从设备和器材节能入手

在污水厂, 曝气和回流是最主要的能耗。另外, 污水的提升也是非常大的, 这两块加起来有80%到90%, 所以要特别重视;下表为某污水厂统计的实际设备耗电比率表:

3 水泵节能

对于提升水泵的控制, 根据现场仪表采集的液位等数据, 控制水泵的开停, 根据实际需要调整为间歇或变频运行, 这样即可以更好的控制泵房水位, 避免水泵频繁开启, 在节省电能的同时也减少了后续处理单元的冲击。对回流泵和剩余泵, 改阀门调节流量为变频调节流量, 及时更换效率低的叶轮, 这些都是水泵节能的有效措施。

4 风机节能

以离心风机为例, 鼓风机的负载转矩与转速的关系如下

式中的ρ与ρ0表示不同介质的密度, 若忽略其影响, 则可以看出风机的风量与转速成正比、风压与转速的平方成正比、功率与转速的立方成正比。在传统的鼓风曝气法中, 鼓风机的风压和风量通常是采用人工改变出风口处的阀门来调节的, 鼓风电机一直是处于全压全速的满负荷工作状态, 若是采用交流变频技术, 根据所需风最来调节电机转速, 就会节约大量的电能, 同时也利于远距离控制和闭环控制的实现。下图为变频调速时风机性能曲线:

图中1为风机在恒速下的风压一风量 (H——Q) 特性, 曲线5为恒速下功率一风量 (P-Q) 特性, 曲线4为阀门全开时的管阻特性。假设风机工作在A点时效率较高, 输出风量为100%, 此时, 轴功率P1与Q1、Hl乘积面积AH1OQI成正比。当风量需要从Q1减小到Q2时, 如采用阀门调节, 相当于增加管阻力, 使管阻特性变到曲线3, 系统由原工况点A变到新工况点B运行。从图中可以看出, 风压反而增加, 轴功率P2与面积BH20Q2正比, 减少不多。若采用调速方式风机转速由nl降到n2, 根据风机参数的比例定律, 画出在转速n 2下的H-Q特性, 如曲线2所示。可见在满足同样风量Q2的情况下, 风压H3降低, 功率P3 (相当于面积CH30Q3) 随着显著减少, 节省功率损耗P=△H*Q2, 与面积B H2H3C成正比。

由此可见在风机系统中采用变频调速控制方式调节风量在节能降耗上是个有效的方法, 调节范围可以达到O-100%。但是, 在控制风量时必须考虑曝气池的空气流率、搅拌强度和风机本身的调节限度, 最后确定一个风量调节的范围。

厂区照明及其它生活用电节能。污水厂的照明用电浪费现象主要表现为:灯开关不及时, 有长明灯现象;使用低效的大功率白炽灯。

针对以上现象, 可采取以下措施:优先选用节能、发光效率高的光源和照明器, 逐步淘汰白炽灯光源;路灯改为定时控制及感光控制。

加强用电管理, 提高功率因数。由于污水厂大部分的设备都由异步电动机来驱动, 所以自然功率因数仅0.75左右。通过加强用电管理, 保证无功补偿设备的完好率, 可有效的提高功率因数, 降低线路损耗。

对鼓风机、进水泵等产生高次谐波较为严重的设备, 可加装相应的节电器。

由于变频器、感应电动机的大量使用, 造成了一定量的谐波的产生, 谐波对配电系统的污染主要表现为:过负荷和发热, 增加介质应力和过电压, 干扰电子设备、控制设备的性能和正常工作等。对频繁启动的进水泵和变频风机等重点设备加装具有消除谐波作用的新型节电装置, 既能有效的消除谐波, 减少对电网的污染, 又能减少设备发热, 节约电能。

5 狠抓基础管理入手, 做到节能降耗人人参与

5.1 建立有效的节电制度, 节电降耗与奖惩挂钩

节电制度至少应包括以下基本制度:用电管理制度包括新增用电设备的审批, 电能的分配和违章用电的处理等;单位产品耗电定额的管理制度包括耗电定额的测定和分析, 耗电定额的制定和核定, 耗电定额的技术资料管理和执行耗电定额的奖惩规定, 对负荷率和负荷曲线进行分析, 必要时进行全厂或部分设备的电能平衡, 对输入电能、利用电能及损耗原因进行分析, 提出合理的指标和措施。下表为某污水厂在进行改造时做的电能节约识别表, 用于控制用电设备改造的审批。

5.2 积极采用计算机监控系统, 随时观察供电系统的运行情况。

采集数据应包括电压、电流、频率、三相不平衡率、电量、功率因数、温度等实时数据, 并利用数据自动实现电量统计、供电可靠率统计、负荷统计、分析损耗等功能, 合理调配运行方式, 实现优化运行, 利用计算机网络提高运行管理水平。

结语

城市配电网供电可靠性技术探析 篇7

一、技术方面的措施

1、做好优质电网的建设工作

优质电网是确保城市配电网运行及其供电安全性和可靠性的重要基础, 所以, 要想确保城市配电网运行及其供电的安全性和可靠性, 我们必须做好优质电网的建设工作。目前, 我国的大部分城市主要采用的是中心区域与规划区域互相结合的配电网分配模式, 这两个区域所采用的都是电缆双环网供电的方式, 这不仅与变电所的各项要求和标准相符合, 还能使我国城市广大用户对电力的各种需求得到最大限度的满足。因此, 要做好优质电网的建设工作, 我们必须结合开闭所设置和户外环网单元设置等方面对电缆双环网进行综合的考虑和科学合理的分析, 使其布置的科学性和合理性得到切实有效的保障, 同时, 还要为其配备容量合适的中压出线, 避免发生因容量偏高而造成的配变负载率增高和线路过载的现象, 做好电缆双环网优化建设的工作。此外, 还可以根据城市各规划区域的实际情况和发展需求, 选择架空电缆所形成的混合网供电方式, 使其在故障抢修和断电维修时的停电用户大大地减少, 进而使他们的利益得到切实有效的保障, 确保供电的安全性和可靠性。

2、做好带电作业的推行工作

做好带电作业的推行工作是确保我国城市配电网运行及其供电安全性和可靠性的重要的有效措施之一。带电作业具有形式多样和工种繁多等特点, 架空配电线路是其重要的组成部分之一, 因此, 我们要采取有效的安全保护措施对线路进行定期的检修, 对其旧线路进行改造以及定期地巡视和检查相应的设备, 做好架空配电线路的主要带电作业工作, 使带电作业得到更好的推行和实施。

3、做好配电网维护和状态检修的实施工作

对配电网运行及其公的安全性和可靠性而言, 配电网维护工作和状态检修工作非常关键, 做好配电网维护和状态检修的实施工作能够达到防患于未然的效果。对配电网进行状态检修, 不仅可以确保配电网运行及其供电的正常性, 还可以节约施工的时间和降低维修的成本, 具有较高的灵活性和主动性, 使城市配电网运行及其供电的安全性和可靠性得到切实有效的提高。因此, 我们要做好状态检修各方面的准备工作, 例如建设可靠的数据库和资料体系等, 使其状态检修的实施工作能够更加顺利和高效。

4、做好防外力破坏各种措施的执行工作

架空线路经常会受到一些外力因素的影响 (例如飞鸟撞线、树枝和树叶碰线等外力的撞击和破坏) 而造成线路的受损, 进而引发漏电、断路甚至是跳闸等情况, 给人们的工作、生活和社会生产造成了一定的不便和不必要的损失, 严重的还会引发安全事故, 使城市电网运行及其供电的安全性和可靠性受到了严重的影响。因此, 我们可以选择绝缘性较高的导线来对其进行配备和布置, 选用质量较好的钢质材料, 增强线路的抗撞能力;做好线路的安全标志设计和警示工作等, 提醒相应的行人及其过往的车辆注意安全, 避免因工作疏忽而导致的各种外力破坏现象;要安排专门的工作人员对线路进行定期地巡视和检查, 对于、存在异常情况或者是已经被破坏和出现问题的电缆和线路, 应该及时地对其进行处理。

二、管理方面的措施

1、加大对停电计划及其管理的强化力度、增强施工现场及其过程的可控性

停电计划制定的科学性和合理性主要包括科学合理地规划施工时间和不重复执行停电操作两个方面的内容, 做好停电计划的制定工作和执行工作是实现城市配电网运行及其供电安全性和可靠性的重要保障。因此, 我们要加大对其管理的强化力度, 规定相应的施工停电时间、制定关于停电的相关考核标准以及设计灵活性较高的施工方案并且严格地执行, 做好电力检修及其建设等施工的停电计划和管理工作等, 增强施工现场及其过程的可控性。

2、执行并且加强有序的用电管理、加大配电网的线损管理力度

首先, 相关管理人员要执行并且加强有序的用电管理, 防止用电高峰期因出现电路超载而导致的停电处理等情况, 使居民用电和企业用电能够井然有序地进行;其次, 根据城市配电网的实际情况对其线损程度进行详细的了解, 所采用的管理方法必须符合标准化和规范化, 通过科学的理论方法对其负荷及其设备所造成的线损情况进行计算, 做好其线损程度的推算工作及其降损工作, 使配电网的线损处理和管理更加具有针对性和高效性;此外, 还要定期地对用电情况进行普查, 对供电所存在的各种漏洞问题进行及时的、有效的处理, 使配电网的线损能够得到切实有效的降低。

结束语

由上述分析可知, 城市配电网运行及其供电的安全性和可靠性往往会受到很多不同方面因素的严重影响, 其中最主要的就是技术方面的和管理方面的影响。因此, 要想确保我国城市配电网运行及其供电的安全性和可靠性, 我们必须做好其技术和管理两个方面的工作, 不仅要加大对其技术的创新力度, 还要加大对其的管理力度, 进而达到先进技术措施和先进管理手段切实有效配合的目的, 最终使我国城市配电网运行及其供电的安全性和可靠性得到切实有效的保障。

参考文献

[1]蔡文锋.提高城市配电网供电可靠性的一些措施[J].科技资讯, 2012, (35) :119-119.

[2]付滨.关于城市配电网供电可靠性探讨[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (27) .

[3]陈淡龙.市场环境下加强城市配电网可靠性管理的技术措施[J].东北电力技术, 2011, 32 (5) :46-49.

[4]李琳.提高城市配电网供电可靠性技术的研究[D].北京交通大学, 2014.