远距离供电

远距离供电（共7篇）

远距离供电 篇1

0 引言

近年来,随着电网建设的不断发展,电网的系统化及智能化建设日益加快,相关技术措施以及电气设备的应用使得中国电网运行基本实现了无功补偿以及节能降耗。采用无功补偿技术可起到节能降耗的效果,从而有效缓解远距离供电中存在的高能耗问题。同时,加强无功补偿技术在远距离输电中的应用还可以促进电网供电的安全性、高效性、平稳性和节能性[1,2,3]。笔者结合工作实际,分析了功率因素不同时,不同供电距离下的电能损失情况、电容器的保护装置及日常维护、10 kV并联电容器的补偿量确定。

1 无功补偿的原理及作用

1.1 无功补偿的主要原理

在电感负载补偿,提供其无功功率的途径通常是输电系统提供和补偿电容器提供两种。如果是由输电系统所提供时,设计输电系统过程中应充分考虑有功功率和无功功率。如果是由输电系统进行无功功率的传输,可能增加输电电路以及变压器的损耗,使得供电系统经济效益降低。当无功功率由补偿电容器就提供时,可以有效避免通过输电系统来传输无功功率,因而可以有效降低无功损耗,从而提高功率因素。功率因数可反映电网运行过程中输出电源的视在功率及其有效利用程度。此外,可将电路中存在的无功功率降至最低,而视在功率则主要供给有功功率,也能够提电能输送功率,从而降低能耗[4]。

1.2 无功补偿的主要作用

在配电网运行过程中,无功传输可能会导致电力用户的电压水平恶化,还会导致网络线损程度增加[5]。为降低这种不利影响,可以考虑在无功负荷的集中部位并入适量的电容器,并由电容器负责向负荷点进行无功功率的就近提供,可减少系统所流入的无功补偿量,从而减少网络中产生的总压降损失(△u),还可降低网络线损(△A)。

1.3 10 kV配网中无功补偿存在主要问题的分析

2013年来,中国的电网基建工程的规模日益扩大,电网运行功能也有了较大的改善,但10 kV配电网的供电水平仍不能满足目前日益增长的用电需求,甚至有部分地区的低压供电质量不满足国家电压技术标准,影响用户用电安全,同时还造成了无功资源浪费[6]。

2 不同供电距离的能耗情况

2.1 不同供电距离的线路能耗

设供电距离为15.8 km,发电厂供电距离为60km,供电电压为115.5 kV。根据下式计算三相线路的电压损失:

式中,△U为三相线路的电压损失,V;P为三相的有功功率,kW;Q为三相的无功功率,kW;R为导线的单位电阻值,Ω/km;X为导线的单位电抗值,Ω/km。

用电总负荷P为5.8×104kW,若cosΦ1为0.91,cosΦ2为0.91,Q1为24 046.8 kW,Q2为22 040 kW。以LGJ-240型供电架空导线,导线的单位长度电阻r0为0.13Ω/km,其导线间的几何均距(Dpj)为2 000mm。当采用电厂供电时,其功率因数提高前后的线路电压损失值根据上述公式计算可得:

则可计算出母线电压:

则功率因数提高前后,其线路的有功损耗的减少量△P为按照公式△P=3R(I12-I22)进行计算,可得损耗减少量为173.745 k W,若以0.25元/(kW·h)计算,电费开支为(365×24×0.25×173.745)=380 501.5(元)。

采用变供电以后,供电距离为15.8 km,则按照公式(1)计算,可得△U1为2 176 V,△U1为2 080 V。根据上述算法可计算出功率因数提高前后,其线路的有损功率的减少量约为36.327 kW,此时,每年的电费开支为79 556元。将该计算结果与上述结果相比,不论是有损功率的减少量,还是电费开支均远远更低。因此,我们认为,输电距离越远,有损功率的减少量越大,相应的电费开支也越大。

2.2 不同功率因数下变压器的能耗

某变压器的△Pk为143.649 kW,△P0为35.92kW,空载电流值为0.57%,其阻抗电压值为10.43%。则变压器的负载系数(β)及变压其的有功消耗(△PT)可按照下式计算:

式中,△P0为变压器的空载耗损,kW;△Pk为变压器的额定负载时的有损功率,kW;SN为变压器的额定容量,k V·A;β为负载系数;△PT为变压器的有功损耗,k W;cosΦ1为一系列的功率因素;P2为负载功率,kW。

当cosΦ为0.92时,β为0.835,△PT为136.08kW;当cosΦ为0.96时,β为0.8,△PT为127.855kW。变压器的有损功率降低值为8.225 kW时,每年可节约电费约2×104元。可见,当供电压的等级较低且供电距离较长时,如果变压器的功率因数偏低,则其电路耗能较大。为降低供电能耗,应提高功率因数,并增加发电机所具有的有功出力,以减少损失。

3 配电网无功补偿策略

3.1 补偿点的确定

对于10 kV线路的无功补偿,其计算方法主要有无功均匀分布法、相对分析法以及动态规划法等。从实用性和实用性等方面考虑,适用性最强的方法为无功均匀分布法。该法指出,线路的最佳补偿应为线路全长约2/3的位置,而最佳补偿容量应为线路无功总需求量的2/3左右。2/3的补偿线路的无功电荷,补偿点的最佳位置为全线长的2/3处,而线路的上前1/3段所需的无功消耗则是由变电站所提供,位于中间1/3段是由电容器产生的无功向前方流动所提供,而末端1/3段则是变压器产生的无功向后方流动所产生的,这可以将线路中的无功流动降至最低,因而所产生的有功损耗以及电压值均为最小。因此,应以补偿点直至线路末段的无功负荷约等于1/3线路总无功负荷为基础,在线路的相对长度的2/3处进行确定补偿点[3,7]。

3.2 确定无功补偿量

电容器的补偿容量主要是由电力负荷、补偿前以及要求的补偿提供功率因数所决定。应按照如下计算公式进行计算:

式中,Qbch为所需补偿容量,kW;tgΦ1为cosΦ1的正切值;tgΦ1为cosΦ2的正切值;Ppj为最大负荷值月有功负荷的平均值,kW。

此外,应合理地确定cosΦ2的值。通常,当功功率因素从原来的0.95增加至1.0时,所需补偿容量也将显著增加,因此,不宜将功率因素增加至1。尤其对于高压线路补偿,很容导致投资效益降低。与此同时,还应注意防止过补偿,以免向系统倒输送无功,导致运行电压增加,影响设备运行的安全性。且还将造成网络损耗加大,使节能效果降低,应注意采取有效的措施避免向系统倒输送无功功率。

3.3 合理选择电容器保护装置

在配电网运行过程中,为确保电容器运行的安全性,因此应对电容器实施保护策略。首先,采用限时过流以及限时速断对相间短路故障实施保护。采用熔断器保护和双星中性点平衡保护对电容器的内部故障实施保护。利用过压及欠压保护在网络中的波动动作防止短路跳闸[5]。上述操作均应由试验人员操作,每年进行2次定值校验,同时应对电容器进行相应的检查,以确保电容器的可靠运行。

3.4 加强电容器的日常检查和维护

在电容器运行过程中,运行电工应每隔2 h对其进行1次巡检,观察电容器的三相电流平衡与否、外壳是否有膨胀和漏油情况、是否有异常声响以及火花的产生、放电指示灯熄灭与否、熔丝正常与否。当电容器组停电时,应对电容器组实施充分放电措施。应加强电容器外壳灰尘清扫干净,并检查接地线路以及熔丝的完好情况。

综上所述,无功补偿技术一种有效的节能降耗技术,通过提高配电系统的功率因数而实现节能降耗目的,尤其是对于10 k V配电建设与改造,应积极推广应用该技术。

摘要：分析了功率因数不同时、不同供电距离时的能耗,以分析无功补偿对于远距离供电的节能降耗意义。

关键词：远距离供电,无功补偿,节能降耗

参考文献

[1]王静.无功补偿在配网节能降耗中的运用[J].中国高新技术企业,2008(22):89-90.

[2]解丽君.无功补偿装置在10kV配电网节能工程中的应用[J].中国高新技术企业,2011(8):71-72.

[3]周冬莉,韩国庆.SVG无功补偿装置在供电系统节能降损中的应用[J].煤矿机械,2012,33(4):200-201.

[4]李鹏,张勇军,谭伟聪,等.长安配网节能降耗潜力评估研究[J].电力系统保护与控制,2009,37(14):97-100,104.

[5]周红,杨虓.无功补偿合理可降低电能损耗[J].北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2010,27(11):21.

[6]周均德.无功补偿与节能降耗在电网运行中的重要性分析[J].高科技与产业化,2010(12):79.

远距离供电 篇2

在煤矿安全生产中供电安全的保证十分重要, 《煤矿安全规程, 规定井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上, 应装设短路、过负荷和漏电保护装置;井下配电网路 (交压器馈出线路、电动机等) 均应装设过流、短路保护装置。因此, 研究安全可靠的保护装置至关重要。

1 普通短路保护分析

目前我国在井下采区供电系统中, 普通的短路保护馈电开关整定值为, Iz=Iq+Eie。Iz为短路保护开关整定值, Iq为最大负荷起动电流, ∑Ie为其它负荷额定电流之和。根据井下短路保护要求, 短路保护整定系数, Id/Iz>1.5, 即保护范围内最远端两相短路电流必须大于短路整定值的1.5倍。当保护距离比较长, 最远端两相短路电流值, 比较小时, 不能满足整定系数要求, 必须采取以下措施才能增大两相短路电流以满足要求:增大变压器容量;增加供电电线直径或并联电缆。这样必然增加设备和电缆投资;采用一种新型短路保护装置, 减小短路保护整定值, 从而满足整定系数要求, 节约电缆和设备投资以及劳动力投入, 为矿井生产带来经济效益。

2 相敏短路保护分析

认真研究安全可靠的保护装置来解决这-问题至关重要, 目前我国煤矿井下供电系统仍采用传统的鉴幅式继电保护或电子保护。这种保护整定误差大, 动作时间长, 可靠性低。特别在用于馈电线路中的短路保护时, 若要保护全线咱, 则应保护范围末端最小短路电流整定, 整定值小, 使大型电动机起动时易造成保护误动作;若要躲过起动时电流, 则要求整定值大, 将不能保护线路全长而灵敏度较低。煤矿井下供电系统中的负载均为感性负载, 电动机起动时电流虽然很大, 但是功率因数比较低 (一般在0.5以下) , 而短路时的功率因数则较高 (在0.9以上) 。相敏短路保护既检测电流又检测电压和电流的相位, 由于电机启动时, 电压和电流的相位度数大, 而短路时电压和电流的度数小, 相敏电路只接受相位度数小, 而电流值大的信号, 不接受电压电流相位度数大, 启动电流大的信号, 所以相敏短路整定值, 可以整定的比较低, 也就是电缆再长一点, 末端发生短路也可以保证短路保护动作, 相敏短路保护距离比普通短路保护距离要长。相敏保护能区分负荷起动电流和短路电流, 比普通短路保护距离增加40%。相敏短路保护可以延长短路保护距离。

3 应用比较分析

43#煤层是正阳矿的优质煤层, 但是由于该煤层地质构造比较复杂, 断层较多, 在开采该煤层左三工作面过程中, 由于工作面下巷 (即左三巷) 是沿断层掘进, 严重影响了对该煤层的巷道断面、坡度等的设计。这样使设备运输条件极差, 开采时对工作面的供电方案确定为远距离供电。

该工作面选用MG-150/375型双滚筒采煤机, SGW-630/220型刮板输送机, 下巷设一台SGB-40T转载溜子搭接SPJ-800皮带运输。工作面支护采用DZ-20型单体液压支柱配0.8米长铰接顶梁支护顶板, 排距0.8米, 柱距0.6米。选用500型1140V移动变压器、70平方橡套电缆900米为工作面采煤机、输送机供电。

采用普通的短路保护馈电开关整定值为:

Iz-为短路保护开关整定值

Iq-为最大负荷起动电流 (输送机890A) Id-为电缆最远端两短路电流 (1640A)

∑Ie-为其它负荷额定电流之和 (采煤机250A)

短路保护整定系数, Id/Iz>1.5

校验Id/Iz>1.5

1640/1200=1.36<1.5不合格

最远端两相短路电流值比较小, 不能满足整定系数要求, 必须采取以下措施才能增大两相短路电流以满足要求:增大变压器容量;增加供电电缆直径或并联电缆。

而采用相敏保护真空馈电开关可以不考虑最大负荷的起动电流, 而大大减小短路保护整定值, 从而满足整定系数要求:

Id-为电缆最远端两短路电流 (1640A)

∑Ie-为负荷额定电流之和

(采煤机250A+输送机147A=397A取400A)

校验Id/Iz>1.5

1640/400=4.1<1.5合格满足要求

开关主要参数:

KBZ6-400/1140 (660) 矿用隔爆型相敏保护

真空馈电开关

主要技术参数:

(1) 额定电压:1140V/660>V; (2) 额定电流:400A; (3) 短路保护整定范围:200A～1800A; (4) 过载保护整定范围:10A～400A, 具有反时限特性。

从而相对采用普遇的短路保护馈电开关节约电缆和设备投资以及劳动力投入, 为矿井生产带来比较客观的经济效益。

4 结论

采用拇敏保护能节约电缆或设备投资, 相敏保护真空馈电开关保护装置, 可以不考虑最大负荷的起动电流, 而大大减小短路保护整定值, 从而满足整定系数要求, 节约电缆和设备投资以及劳动力投入, 为矿井生产带来比较客观的经济效益。

远距离供电 篇3

关键词：远距离,供电,电压损失,供液,压力损失

平煤四矿己15-23160工作面, 走向长:进风巷1106m, 回风巷1174m, 平均1140m, 倾斜长174m, 煤层厚度0.8m-1.9m, 平均厚度1.55m, 为高瓦斯、高矿压低综采工作面。该工作面巷道在掘进过程中受矿压、底鼓影响, 机风两巷变形严重, 受巷道高度及宽度限制, 设备列车放置及拉移极其困难。为了解决这一难题, 我们把设备列车放在回风巷片盘, 对该工作面设计了远距离供电及供液实施方案。

1 远距离供电

1.1 负荷统计

该工作面转载机采用660V电源, 无破碎机, 负荷统计只统计1140V供电系统负荷。

1.2 变压器的选择

根据供电设计图, 该工作面设计使用两台移动变压器, 分别为1#变压器和2#变压器。1#变压器为采煤机和1#乳化液泵供电, 2#变压器为刮板运输机和2#乳化液泵供电。

1.2.11#变压器的选择

根据公式:S=Kx×∑Pe/cosφ。

式中, S为容量;Kx为需用系数, 公式为Kx=0.4+0.6×Pmax/∑pe。cosφ取0.7, 则Kx=0.4+0.6×250/706=0.62, S=0.62×706/0.7=624k VA。

为保证供电质量, 选用KBSGZY-800k VA变压器一台。

1.2.2 2#变压器的选择

根据公式:S=Kx×ΣPe/COSφ。

为保证供电质量, 选用KBSGZY-1000k VA变压器一台。

1.3 电缆截面的选择

1.3.1 采煤机电缆截面选择

采煤机装机功率456k W, 电缆总长度为 (1150+410) ×1.05=1638m, 按持续允许电流选择电缆截面, KIc≥I。

查表得MYP-3×95+1×25型电缆Ic=273A, K=1, 移动变压器至组合开关选用两根MYP-3×95+1×25型电缆供电, 则2×273A>274A, 合格。组合开关控制截割电机及调高泵电机回路, 负荷共计406k W, I。=243A, 选用一根MCP-3×95+1×25+7×6型电缆, 273A>243A, 合格。组合开关控制牵引电机回路, 负荷额定电压380V, 共计50k W, I。=95A, 选用一根MCP-3×50+1×16+10×7型电缆, 185A>95A, 合格。

1.3.2 采煤机电缆电压损失校验

采煤机有功功率P=456×0.8=365k W。

移动变压器至组合开关电压损失U=PL/DSVe=365×1150/42.5×95×2×1.2=43V。

组合开关至采煤机电压损失U=PL/DSVe=325×410/42.5×95×1.2=28V。

根据电动机正常运行时的端电压不得低于额定电压的90%的要求, 43+28=71V<120V, 合格。

1.3.3 刮板运输机电缆截面选择

刮板运输机装机功率750k W, 电缆总长度为 (1150+410) ×1.05=1638m。

按持续允许电流选择电缆截面, KIc≥I。

查表得MYP-3×95+1×25型电缆Ic=273A, K=1, 选用两根MYP-3×95+1×25型电缆供电, 则2×273A>449A, 合格。

1.3.4 刮板运输机电缆电压损失校验

刮板运输机有功功率P=456×0.8=600k W,

电压损失U=PL/DSVe=600×1638/42.5×95×2×1.2=101V。

根据电动机正常运行时的端电压不得低于额定电压的90%的要求, 101V<120V, 合格。

1.3.5 乳化液泵站电缆截面选择

乳化液泵站装机功率250k W, 电缆总长度为10m, I。=150A, 选用一根MYP-3×50+1×16型电缆, 185A>150A, 合格。

1.4 两相短路电流校验

1.4.11#变压器支路

(1) KBSG-800移变:Ie=450A, Id=2000A, k=1.8, 合格。

(2) QJZ-400/1140磁力:Ie=150A, Id=1200A, k=4.6, 合格。

(3) DKZB-400/1140馈电:Ie=320A, Id=1600A, k=3.8, 合格。

(4) QJZ-630/1140-4多回路磁力:

第一回路采煤机截割, Ie=284A, Id=2272A, k=1.6, 合格;

第三回路采煤机牵变, Ie=21A, Id=168A, k=12, 合格。

1.4.2 2#变压器支路

(1) KBSG-1000移变:Ie=616A, Id=2400A, k=1.6, 合格。

(2) QJZ-400/1140磁力:Ie=150A, Id=1200A, k=5.3, 合格。

(3) KBZ-630/1140馈电:Ie=466A, Id=2520A, k=3.7, 合格。

(4) BPJ-500运下电机:Ie=233A, Id=1864A, k=2.3, 合格。

(5) BPJ-500运上电机:Ie=233A, Id=1864A, k=1.9, 合格。

2 远距离供液

2.1 方案设计

远距离供液距离1350m, 选用MRB-400/31.5乳化液泵站两台, 供液管选用DN50高压胶管, 每路液压胶管每隔100m设置一处截止阀, 便于检修。回液管选用Φ60×5的45#优质碳素无缝钢管配接法兰盘连接, DN50高压胶管与支架的DN32高压胶管相连处安装一个NXQ-L40/320-A型皮囊式蓄能器, 以减少远距离供液压力脉动。

2.2 供液管路压力损失计算

供液管路的压力损失计算公式如下:

式中, λ为沿程阻力系数, 它是雷诺数Re和相对粗糙度Δ/d的函数;l为供液管路的长度;d为圆管内径;ρ为流体密度;υ为管内平均流速。

已知:l=1350m, d=50mm, ρ=990kg/m3。BRW400/31.5型乳化液泵的公称流量为400L/min, 两台乳化泵工作, 由一路DN50高压胶管为工作面供液, 则υ=4q/πd2=4×400×10-3/3.14× (0.05) 2=3.3m/s。

对于圆管流动, Re=vd/r。式中, r为流体的运动黏度 (取6mm2/s) , Re=vd/r=3.397×0.05/6×10-6=28308.33>Rec。

一般而言, λ为沿程阻力系数, 它是雷诺数Re和相对粗糙度△/d的函数。这里用勃拉修斯经验公式计算, 即λ=0.3164λ-0.25=0.02。则:

压降在允许范围内, 能够满足工作面液压支架达到初撑力的要求。

3 结束语

为了确保远距离供电及供液的可靠性, 在综采工作面供电设计时电缆截面尽量留足余量, 供液高压胶管与支架的高压胶管相连处安装的皮囊式蓄能器, 如有需要可以增加蓄能器的数量, 效果较为理想。目前该工作面已经回采结束, 远距离供电、供液安全可靠, 效果显著。随着煤矿资源的枯竭, 开采深度的不断增加, 复杂地质条件的薄煤层工作面的开采力度会越来越大, 远距离供电、供液将发挥更大的作用。

参考文献

[1]戚蓬忠.关于煤矿供电设计浅析[J].华东科技, 2013, 11.

[2]尚文忠.煤矿供电[M].中国劳动社会保障出版社, 2010.

[3]顾永辉, 范庭瓒.煤矿电工手册[M].煤炭工业出版社, 1994.

[4]杨治国, 等.综采工作面远距离供电设计与应用[J].煤炭技术, 2012, 10.

[5]杜伟石.我国煤矿井下供电的现状与发展[J].煤矿机电, 1997, 6.

[6]刘庆民.徐州煤矿综放工作面远距离高压供液技术研究[J].河北煤炭, 2009, 2.

[7]徐发涛, 韩庆升.综采工作面供电系统的优化设计[J].矿山机械, 2012, 12.

[8]宋献良, 史彦龙.高动压综采面远距离供电供液研究及应用[A].河南省第四届青年学术年会论文集[C].2004.

远距离供电 篇4

关键词：电网,长距离供电,大电流,监控系统

0 引言

随着国家科技自动化水平日益提高, 电网设备也在工业生产行业中有着长足的发展。电网设备在使用过程很容易受到来自外界的作业环境影响, 或者人为的影响, 而在长距离供电线路中出现线路电流过载。这样一来, 电网设备的工作效率就会大打折扣。因此, 长距离供电大电流监控系统是必不可少的措施。本文对长距离供电大电流出现的问题原因进行分析, 说明建立长距离供电大电流监控系统设计的重要性。

1 长距离供电大电流监控系统设计研究的意义

近几年来, 随着国家科技的迅猛发展, 电网作为一种重要的能源设备, 在我国各行业生产中发挥着不容忽视的重要作用。电网设备的广泛应用以及推广, 大大促进了国家的科技自动化以及工业化的发展。更为重要的是人类应该了解如何有效地维护电网设备, 让其能够在作业过程中始终保持着最佳的工作状态, 有效提高电网设备在工业生产中的利用率。对于工业生产和社会工业发展而言, 这才是真正符合可持续发展的新理念。尤其是处于现在极力提倡环保低碳的生活理念, 对电网设备采取必要且有效的维修技术, 掌握电网长距离供电大电流监控系统, 能更好地实行电网设备的维护以及管理, 对于电网设备的进一步应用及推广有着重要的发展意义。

2 长距离供电大电流容易出现问题的原因

2.1 缺乏日常维护

电网设备就好比日常生活中常用到的家用电器, 一样需要使用者定期地进行维护或者保养。尤其是对于长距离电网线路这种高频率使用的线路而言, 日常的维护以及保养就更显得有必要了。很多的操作人员往往忽略了这一重要步骤, 使得电网送电的工作效率以及质量得不到有效的保障, 给工业生产带来了影响, 甚至是经济上的损失。

2.2 工作环境不稳定

电网设备用于工业生产部门中, 可以切实保证工业产品的生产质量, 有效提高企业的生产效益。然而, 值得注意的是, 长距离线路输电过程中, 对于其工作环境也是有着一定要求。例如外界的温度、湿度, 所含的杂质, 甚至是噪音都成为导致电网长距离输电电流过大的因素。部分工作人员没能认识到规范设备的工作环境的必要性, 而导致电网长距离线路长期处于非正常工作环境, 极容易造成安全事故, 以及人员的伤亡等。

2.3 变电站运行故障

变电站变电运行故障主要是包括PT保险熔断故障、谐振故障及线路断线故障等。这些故障都是比较常见的, 我们必须找出排除故障的方法, 只有这样才能在故障发生时, 找到合理的解决方法。通常情况下, 在不直接和经消弧线圈小电流接地系统中, 如果发生上述几种故障, 中央信号将会发出“10 k V系统接地”光字牌或者是发出报文。产生这种现象主要是因为小电流的接地系统母线的PT辅助线圈开口三角处连接着电压继电器, 我们可以通过这个现象, 来判断故障的发生。

3 长距离供电大电流监控系统设计的具体措施

3.1 实时监控主变低压侧向开关跳闸

对于主变低压侧向开关跳闸的排除方法来说, 如果变电运行中因主变低压侧向而造成过流保护动作时, 就需要对电网设备进行仔细的检查, 然后再对现象进行判断。我们在进行检查时, 不仅仅要检查主变保护, 同时也要也要检查线路保护。最后利用对输入端设备的检验工作, 对过流保护的故障进行处理。因此为了更好地开展故障维修这一系统工作, 应该建立一个有效的信息处理平台, 作为计算机中心, 实行对电网设备维修控制以及管理的有效场所。此外, 还应该完善相应的环节, 例如信息的传递中心、机电设备的诊断及检查中心等, 通过完善每个信息步骤进行有效的执行。现在是一个信息化时代, 电网设备常常和计算机技术结合使用, 大大方便了工业生产, 提高了对于长距离供电的效率。然而, 在电网设备的具体应用中, 常会出现种种不良状况以致于影响了其正常作业, 给企业生产带来了不同程度的损失。所以我们必须要找出合理的解决方法, 来进一步促进电网的合理发展。

3.2 建立主变三侧开关跳闸应急处理方案

主变三侧开关跳闸的处理方法为:应利用检验保护掉牌及输入端设备来进行判定。假如出现瓦斯保护的情况, 则可判定其故障为变压器内部或二次回路的故障, 可以通过对压力释放阀门及呼吸器进行检查、查找二次回路的接地情况、变压器自身的形变情况, 并进行处理。我们知道, 机电设备用于工业生产部门中, 可以切实保证工业产品的生产质量, 有效提高企业的生产效益。如果出现差动保护的现象, 应对输入端设备的主变压三侧差动区进行检查。例如外界的温度、湿度, 所含的杂质, 甚至是噪音都成为影响电网设备正常工作的因素。由于差动保护对主变线圈的相间及短路情况进行反应, 所以, 当发现这种状况时, 应先认真对主变进行检查, 包含其油色、油位、继电器等。如果继电器内有气体, 则要对气体进行提取, 由气体的颜色及可燃性能对其故障性质进行判定。然而, 值得注意的是, 机电设备在作业过程中, 对于其工作环境也是有着一定的要求。

3.3 积极引入交流小型电网来分担电网压力

交流小型电网是指系统中含有交流母线, 通过母线将小型电网系统中的能源存储设备、DG以及电网负载等装置通过电子转换进行传递, 最终将信号传递给电网中枢控制系统, 通过对公共联结点处开关的控制, 实现交流电网孤单运行模式以及并网模式的来回切换。因此, 交流小型电网可以实现对不同电压的交流电与直流电的切换以及对交流负载提供电能补充, DG以及电网负载的电能流失可以通过电能补偿器来进行补偿。交流小型电网能够对现有的电器进行直接负载, 不需要附加电流转换器就可以实现电器的正常使用。同时, 由于交流小型电网自带过流保护器, 能够在漏电侦测、过流保护及触电防护等放方面很容易实现监控。此外, 交流小型电网能够实现孤岛运行模式和并网运行模式的自由切换, 且与外部电网的衔接程度较好, 不需要附加转换器就可以直接并入外部的电网系统。

小型交流电网组建与安全运行能够将现有的各种分布式发电系统进行供电系统的合理改造以及优化, 实现各类资源的合理配给, 实现提高电网的运营能力以及负荷能力。

4 结语

随着科技的不断发展, 长距离供电应用于社会生产的范围还将持续扩大, 相对应地受到来自社会各界的关注也将日益增多。因此, 相关工业生产部门切实掌握长距离供电关键技术非常必要。只有这样, 才能有力确保变电力系统正常、安全、稳定地运行, 从根本上最大限度杜绝长距离供电运行故障, 为我国社会主义经济建设和人民稳定安全的生活做出贡献。

参考文献

[1]冯如鹤, 冯密罗, 孔金生, 等.基于电流变化率的短路检测保护方法[J].煤矿机械, 2008, 29 (5) :171-173.

[2]岳良.矿用隔爆真空馈电开关在井下远距离供电中的应用[J].煤炭科学技术, 2003, 31 (12) :83-84.

[3]宋建成, 石宗义, 杨毅, 等.矿井电网过电流特征分析及其保护系统的研究[J].煤炭学报, 2001, 26 (1) :81-86.

远距离供电 篇5

引汉济谓工程秦岭输水隧洞7号洞斜井总长1877m, 主洞全长8122m, 其中向上游延伸3569m, 下游延伸4553m。设计文件表明, 主洞段预测总正常涌水量为6423m3/d, 可能出现的总最大涌水量为12846m3/d, 排水和通风为项目安全控制要点。随着开挖断面的向前推进, 各种电器设备紧随其后, 但设备所需的380V供电线路越长, 电压降越大。三相五线供电在700~1000m范围内尚可实现, 但随着隧道向前掘进, 供电线路太长, 将会导致电压降过大, 各种设备就无法正常运转。为了用电设备的正常运转, 需采用10k V高压进洞, 在洞内安装动力变压器, 再对各用电设备进行电力分配, 施工组织设计洞内安装7台变压器对各工作面或设备进行分区供电。为确保作业人员和洞内机械、设备的安全, 需要24小时不间断将洞内涌水抽排至洞外。本项目地处秦岭深处, 远离城镇, 时有停电现象发生, 故抽排涌水需配置备用发电机进行供电。根据施工要求, 发电机必须安装在洞外, 其原因一是洞内空气质量不好, 影响发电机的使用寿命;二是因为发电机工作时要排出大量的废气, 影响洞内的空气质量。因此, 对自发电采取长距离供电的方法具有重要意义。

2 发电机长距离供电线路设计

为了保证正常抽排水, 或者长时间停电时保证洞内施工, 就要考虑把自发电升压到10k V后, 再接入10k V主线路上进行供电。根据计算, 要保证洞内正常抽水, 需要180k VA的发电容量;要保证通风和一个工作面的正常施工, 需要900k VA的总发电容量。本设计方案为, 固定设置一台300k W发电机, 用于停电时的应急抽水和洞内照明。当发生长时间停电时, 单靠一台发电机达不到正常施工用电的要求, 将固定发电机切换至洞外供电线路, 然后临时租用2台300k W发电机, 把发出的电送入一条回路上, 向洞内进行并联供电, 使发电总容量达到900k W。要把自发电升压到10k V, 常规方法是采用一台1000~1200k VA (380V/10k V) 的升压器, 其价格较为昂贵, 且停电的时间占少数, 不发电时这台设备不起任何作用。因动力变压器在供输配电系统中既具有升压又具有降压的作用, 且洞外已设置1台动力变压器以供洞外风机、项目部及拌合站等处的供电, 所以无需额外购买升压器, 利用动力变压器即可完成升压工作。具体做法为, 在洞外变电所安装400k VA (10k V/380V) 和800k VA (10k V/380V, 主变压器) 动力变压器各一台, 平时通过800k VA变压器对洞外风机、项目部及拌合站等处配电柜供电。短期停电时, 利用其中一台400k VA变压器, 把固定的300k W发电机的自发电接入这台变压器上进行反送升压到10k V, 再将这个10k V高压送到洞内各并联支路进行供电。长期停电时, 将固定的300k W发电机的自发电切换为向洞外直接供电, 采用发电机并电柜将另外2台300k W发电机的自发电切换到另一台800k VA变压器上升压向洞内供电, 供电线路如图1所示, 发电站照片如图2所示。

3 具体实施方式

从节约成本上考虑, 如果采用双电源、双回路配电方案, 需要增加上百万成本投入, 而采用双电源、单回路配电就可节约这一巨大投入。故本方案完全利用原配电回路, 在同一条供电回路进行切换。当10k V外网高压断开后, 断开2#双电源选择柜内网接入洞外风机、项目部及拌合站等处的电闸, 启动1#发电机, 通过1#双电源选择柜接入1#变压器, 变压器即可得电升压供洞内抽水。长期停电时, 断开2#双电源选择柜内网的电闸, 启动1#发电机, 通过1#、3#双电源选择柜接入洞外风机、项目部及拌合站等处直接供电;启动2#、3#发电机, 通过2#双电源选择柜接入2#变压器, 变压器得电升压以供洞内正常施工。在安全管理上, 自发电时必须切断10k V外网的输入, 并进行有效隔离;在外网输入时, 又必须切断自发电, 并进行有效隔离。在10k V外网输入端安装一台高压隔离刀闸和一台高压油浸开关, 当10k V外网停电后, 先把隔离刀闸拉下, 调整油浸开关线路, 切断10k V外网的输入, 以防止自发电反送到外网供电网络上, 造成安全隐患。为便于描述, 把3台发电机分别编为1#、2#和3#, 1#发电机单独供电, 2#、3#发电机发电后并联供电。并联操作的具体方法是:当2台发电机启动到运转正常后, 首先观察频率表, 把2台发电机的频率都调到一致, 然后分别把2#、3#发电机的自发电接入并电柜。因为2台发电机的启动时间不一致, 其初相角不一定同步, 要先按下并电柜上的2#合闸按扭, 然后把同步选择开关拨到3#发电机位置, 观察同步跟踪表旋转到零位时, 表示3#发电机与2#发电机的初相角已同步, 此时按下3#发电机的合闸按扭, 即完成2#和3#发电机的并联。如果先接入3#, 就把同步选择开关拨到2#发电机的位置, 其操作方法与前面所述步骤相同。发电机并网后, 通过2#双电源选择柜断开与洞外风机、项目部及拌合站等处的电网, 接入2#变压器的电闸, 完成变压器升压, 再依次向洞内各用电部位变压器供电。1#发电机通过1#、3#双电源选择柜, 直接向洞外风机、项目部及拌合站等处供电。当采用单台发电机供电时, 以上步骤均可省略, 直接通过1#双电源选择柜接入400k VA变压器, 通过油浸开关选择接入洞内电网即可, 以供洞内抽水使用。外网来电时, 先切断并电柜电闸及1#、2#双电源选择柜处电闸, 断开发电机供电线路, 停止自发电, 再合上隔离刀闸, 油浸开关接入外网电路, 最后向各处配电柜和变压器供电。

4 注意事项

2#、3#发电机并联供电, 要求这两个发电机型号、频率一致, 租用时需选择同厂、同型发电机, 不宜选用不同规格发电机。

在各发电机和变压器安装过程中, 必须把相序调整好, 以免停电时再来倒相, 造成供电时间延误, 影响正常工作。

空压机、风机、发电机等用电设备由设备部统筹管理, 以便于及时发配电。分开管理既不利生产需要, 也存在安全隐患。

高低压线路架设时要做好安全保护, 值班电工要经常性检查高低压供电线路, 做好线路的定期检查及维护, 并熟练掌握停送电的操作步骤。

5 结束语

文章以秦岭隧洞7号洞主洞项目为例, 采用发电机升压供电方案, 在长隧道施工中遇到停电时, 可在最短的时间内恢复送电。除几个控制柜及配置的发电机外, 不必增加额外设备, 故不需要太大的成本投入, 经济效益显著。通过方案的实施, 有效地保证了洞内环境质量, 确保了施工安全和生产进度, 值得同类隧洞施工借鉴。

摘要：结合引汉济渭工程秦岭输水隧洞7号洞主洞实际情况, 利用动力变压器升压, 将洞外发电机自发电远距离供给洞内用电设备, 确保了施工安全, 节约了成本投入, 取得了良好的效果。

远距离供电 篇6

由于电网故障或设备检修经常会造成一些负荷的停电,其中包括一些重要的负荷,如何为停电的负荷搜索其他可用的供电恢复路径,以快速恢复供电是调度人员工作中经常遇到的问题,即供电路径搜索的问题[1]。因此,有必要针对失电负荷恢复供电路径搜索算法进行研究。

与失电负荷恢复供电研究相关的是配电网故障恢复控制,目前有很多关于配电网故障恢复研究的文献。文献[2]指出地区电网的故障恢复问题是一个多目标、多约束、复杂的优化问题。目前研究故障恢复的方法较多,人工智能技术得到了广泛关注,如专家系统[3,4]、遗传算法[5,6,7,8]、蚁群算法[9]、Petri网[10]、多代理系统[11,12]和差分进化算法[13,14]等。然而上述方法针对特定网络结构分析各有其特点,但不能有效适应地区电网故障在线快速恢复,难以为调度员提供实时、合理的故障恢复控制策略。文献[1]提出电气岛划分的概念,通过拓扑分析将电网分解为若干电气岛,利用“电气岛+边界条件”的概念搜索失电孤岛的供电路径,基于树搜索法中的宽度优先搜索法进行分层搜索。但对于环形网络,这种搜索方法容易漏掉潜在的供电路径;而且由于是从失电孤岛出发去搜索带电岛,这样搜索到的供电路径顺序不符合调度操作规程,即送电时应从电源侧逐级向负荷侧闭合开关。为解决这一问题,文献[1]对电气岛增加了两个新的属性,来记录由带电岛返回失电孤岛的路径,但这样处理增加了内存开销,不利于程序处理的简洁与快速。电气岛划分的概念可以避免在为失电孤岛寻找电源时大量搜索节点链接支路,而是采用直接搜索对侧电气岛的带电性质,因而大大提高了搜索速度。为此针对失电孤岛供电路径搜索算法的研究还有进一步的发展空间。

本文在文献[1]的基础上,受因特网路由选择协议的启发,利用电气岛之间的边界联系,提出一种基于距离向量的供电路径搜索算法。通过建立各个电气岛之间的路由表,将失电孤岛的供电路径搜索问题转换为路由表更新问题,利用各个电气岛最终的路由表项目便可以直观、快速地找到失电孤岛的最短供电路径,并且供电路径的顺序满足调度操作规程。

1 距离向量算法

在信息通信领域,路由器作为网络拓扑中的一种中间结点,在推动计算机网络互联方面扮演了重要角色。路由选择算法分为交互协议和本地计算,其本质是在交互协议的基础上,通过选择适当的标准和有效的选择策略进行本地计算,最终获得最优路由。路由选择定义为把消息从信息源经过网络传送到目的地的行为,主要进行协议交互和本地计算两个基本动作。其中协议交互主要完成网络中距离向量、路径向量和链路状态的查找和传送;本地计算则是根据协议交互获得的距离向量、路径向量和链路状态进行路由表的更新处理,确定数据发送的最优路径[15]。

路由选择协议中的内部网关协议RIP(routing information protocol)是一种基于距离向量的分布式路由选择协议,根据RIP,网络中每一个路由器都要维护从它本身到达其他任意一个目标网络的路由信息。定义路由器到达直接相连的网络的距离为1;定义路由器到达非直接相连的网络的距离为路径上所经过的路由器数加1。RIP中的“距离”也被称为“跳数”(hop count),把信息的传递比作在路由器之间的跳跃,规定每经过一个路由器,跳数就加1。这里的“距离”实际上指的是“最短距离”。RIP中将从源头到达目的地所经过的路由器数目最少的路由定义为最优路由,即跳数最少。

更新路由表时,每个路由器只与相邻的路由器进行协议交互,也就是交换各自的路由信息,交换的路由信息是本路由器当前所知道的所有路由信息[16]。初始化的路由器仅仅知道与其直接相连的网络的距离,将这个距离定义为1。在此之后,每一个路由器只和数目有限的相邻的路由器进行协议交互,并更新各自的路由表项目。经过若干次的更新之后,网络中的每一个路由器最终都会知道从它本身到达本网络中任意一个网络的最短距离和下一跳的路由器地址。RIP的收敛过程较快,即在自治系统中所有结点都得到正确的路由选择信息的过程。RIP令互联网中的所有路由器都与自己的相邻路由器不断交换路由信息,并不断更新其路由表,使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的。虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息,但由于每一个路由器的位置不同,它们的路由表自然也不同。本文按照该协议的思路,提出一种基于距离向量的失电孤岛搜索算法。

2 供电路径搜索

根据文献[17-20]中的拓扑分析方法,相互连接的无阻抗设备汇聚成一个等值节点,通过等值节点相连的有阻抗设备汇聚成一个电气岛。电气岛内部设备彼此连通,即内部各处带电状态一致;电气岛之间彼此不连通。当系统发生负荷失电时,利用拓扑分析程序,将电网划分为若干彼此不连通的电气岛,通过判断岛内设备带电状态,将全部电气岛分为带电岛和不带电岛两大类。根据电气岛划分规则可见,带电岛内部有电源,可作为失电负荷恢复供电的电源。对于不带电岛,有3 种情况:第1 种是故障岛,这种电气岛由于岛内设备故障或检修致使设备不可用;第2种是无源岛,这种电气岛内既无电源又无失电负荷,但其岛内设备正常,可以通过投入运行来为失电负荷供电,如备用设备可划归并入这种电气岛;第3种是失电孤岛,这种岛内无电源,但有失电负荷,需要为其恢复供电。某地区电网经过拓扑分析之后形成的电气岛之间的联系图如图1所示。

定义电气岛边界为不同电气岛之间呈断开状态的无阻抗设备,相当于电气岛间的备用通路,边界一经操作合上,两电气岛即合并形成同一个电气岛。需要说明的是,并不是呈断开状态的无阻抗设备就是边界,只有两端是不同电气岛的无阻抗设备才是边界。

为了说明本文的搜索算法,将故障岛之外的每个电气岛看成一个路由器,各自有一张初始路由表,表示该电气岛与相邻电气岛之间的连接关系,然后根据距离向量算法进行路由表更新,最终获得所有电气岛的全网路由表,进而从中选出失电孤岛的供电路径。路由表结构分为目标岛、距离和路径,以孤岛1的路由表为例,路由表信息如表1所示。

路由表中第1行表示:失电孤岛1 至带电岛2距离为1的路径A;路由表中第2 行表示,失电孤岛1至无源岛3距离为1的路径C。

2.1 初始路由表形成规则

电气岛的初始路由表表示该电气岛与相邻电气岛之间的联系,初始路由表的形成可以根据电气岛边界来确定。依次处理电气岛的边界,按照路由表的结构形成初始路由表的项目。在处理边界的过程中需要注意,若一个电气岛仅和故障岛相连,或者一个电气岛所有的边界只和故障岛相连,则该岛不会在恢复路径中体现,于是将该岛排除在更新列表之外,更新列表中的所有电气岛均要进行下一步路由表更新处理。将所有除故障岛以外的电气岛处理完毕后,各个电气岛的初始路由表也就最终形成。

初始路由表的具体形成流程如图2所示。

2.2 路由表更新规则

路由表的更新处理是为了获取每个电气岛到网络中任意一个电气岛的最短路径,当然从中可以获取失电孤岛到达各个带电岛的最短路径,即为失电孤岛搜索若干条恢复供电的最短路径。更新过程中,每一个电气岛只和数目有限的相邻电气岛交换并更新路由信息。当电气岛获取到相邻电气岛的路由表信息后,根据距离向量算法,在原来的距离上加1,路径之前加上相应的边界。若本电气岛的路由表中没有目标岛,会将新的目标岛加入本路由表项目中;若目标岛在本岛路由表中,则判断距离是否更短,如果比本岛路由表项目中的距离更短,则更新距离和相应的路径,如果相等则把该条路由信息加入路由表,原路由信息不变,否则返回处理下一条路由信息。经过若干次更新后,所有的电气岛最终都会知道到达本电网系统中任何一个电气岛的最短距离和相应的最短路径。

路由表更新的具体流程如图3所示。所有电气岛路由表更新结束后,失电孤岛的路径就可以直接从孤岛路由表中查找,查找方法为:在孤岛路由表项目中查找目标岛为带电岛的路由表项目,其路径即为该失电孤岛的供电路径。在调度操作规程中规定,送电时从电源侧逐级向负荷侧闭合开关,则可以通过从带电岛的路由表中查找失电孤岛,方法同上。然后再根据约束潮流模型针对所有供电路径进行筛选,并计算网损,根据网损和操作步骤进行恢复方案排序,为调度员恢复操作提供辅助决策功能。

针对配电网中多为树状的结构,部分会采用“手拉手”多电源的方式。本文算法基于对网络进行拓扑分析结果进行处理,经过网络拓扑分析,无阻抗设备汇聚为等值节点,由等值节点连接的有阻抗设备汇聚为一个电气岛,拓扑分析方法不仅适用于链式网络和环网,而且对于“手拉手”多电源供电方式的环网同样适用,避免了在为失电孤岛寻找电源时大量搜索节点链接支路,然后根据本文搜索算法进行处理。如果和分布式电源(DG)带电源孤岛电源之间多电源连接,存在不同电源之间的联系,则必须要考虑同期,本文方法在给出的恢复方案中检测到多电源连接时,会生成同期检查报告提示调度员。本文的搜索算法给出的是恢复策略,具体实现由现场操作人员在操作时进行同期检查。

3 恢复方案校验

针对搜索得到的失电孤岛供电方案,首先进行校验排序,每个负荷属性都有对应的等级和大小。等级较高的负荷对应的恢复方案优先校验,相同等级的负荷按其负荷大小进行排序校验。之后依次检验岛内功率平衡和最优潮流。

3.1 电源配置校验

边界合上后会出现电气岛合并,此时无需再重新对全网进行拓扑分析,而是进行动态拓扑分析,即直接修改恢复方案中所涉及的电气岛内设备属性。对新形成的电气岛首先进行电源配置校验,即有功功率配置和无功问题。按式(1)和式(2)进行校验,对恢复方案进行初筛,并生成相应问题报告。

式中:PGmax为岛内有功电源容量;QGmax为岛内无功电源总容量;PD为岛内有功负荷;QD为岛内无功负荷;K1为有功平衡可靠系数;K2为无功平衡可靠系数。

对满足功率配置要求的恢复方案再进行最优潮流计算,校验其电压质量和线路传输容量是否满足规定要求。不满足的不再进行最优潮流校验。

3.2 最优潮流校验

由于常规的潮流计算只是完成某一种具体运行方式下的计算功能,并不能有效验证供电方案是否合理,因此采用最优潮流验证方案的可行性。一种供电方案可理解为一种网络拓扑结构,在给定机组出力约束和负荷条件下,利用最优潮流可以验证某一种供电方案是否满足设备安全运行,这是常规潮流计算无法达到的功能。

本文以系统网损最小为目标函数,所采用的最优潮流数学模型如下所示:

式中:nbr为支路数;SB为系统所有节点集合;SG为发电机节点集合;SC为无功补偿节点集合;SL为支路集合;Gij和Bij为节点导纳矩阵中的元素,Yij=Gij+Bij;θij为节点i,j之间的相角差;Pi和Qi分别为节点有功和无功注入;PGi,PmaxGi,PminGi分别为发电机有功出力及其上、下限;QGi,QmaxGi,QminGi分别为发电机无功出力及其上、下限;QCi,QmaxCi,QminCi分别为无功补偿装置出力及其容量限制;Pl和Pmaxl分别为支路有功功率及其传输上限;Vi,Vmaxi,Vmini分别为节点电压及其上、下限。

内点法在收敛性、计算速度等方面具有无可替代的优势,已广泛应用于研究各种大规模、复杂的线性规划问题,以及各种二次规划和非线性规划问题。原对偶内点法是按照目标函数的导数信息确定搜索方向的,因此收敛速度较快。该算法较为成熟,应用广泛,解析过程清晰,结果的可信度高,并且这种算法对初始点的选择不敏感,可以直接采用非内点来启动算法。原对偶内点法虽然其方法本身需要大量的求导、求逆运算,但是采用导纳稀疏阵进行存储,对计算机的存储量要求降低,可以大大提高程序运行的效率。考虑原对偶内点法所具有的以上特点,本文在计算最优潮流问题上选择原对偶内点法。

其基本思想是:引入松弛变量将函数不等式约束转化为等式约束及变量不等式约束,用拉格朗日乘子法处理等式约束条件,用内点障碍函数法及制约步长法处理变量不等式约束条件,导出引入障碍函数后的库恩—图克最优化条件,并用牛顿—拉夫逊法对其进行求解。

4 算例分析

采用IEEE 14节点标准测试系统对本文算法进行验证测试。将线路6-12和线路13-14设置为热备用。本文对IEEE 14节点标准测试系统的可调措施选择为发电机有功、无功出力和无功补偿装置,基准功率为100MVA,其中发电机有功、无功出力数据如表2所示,无功补偿装置所在节点为节点9,最大补偿容量为0.5(标幺值)。表中:Gi为发电机序号;Bus为发电机所在母线号;Pmax和Pmin分别为发电机有功出力上、下限(标幺值);Qmax和Qmin分别为发电机无功出力上、下限(标幺值)。

在线路6-13故障情况下进行拓扑分析,得到如图4所示的电气岛联系图。

采用本文算法,故障岛不会出现在恢复方案,所以故障岛不在初始化列表内。初始化后各电气岛路由表如表3所示。

所有电气岛经过一次路由表更新,便可以得到各个电气岛最终的路由表信息,可见距离向量算法收敛较快,如表4所示。

由电气岛最终路由表可以得到失电孤岛4的供电方案由两个:方案1,由带电岛1经过开关A和D获得供电;方案2,由带电岛1经过开关C和F获得供电。而采用深度优先树形搜索,如果先从失电孤岛1经无源岛2搜索,则搜索到带电岛1停止,带电岛1标记为已处理,之后在经由无源岛3搜索时不会再搜索带电岛1,这样就漏掉了可能的供电路径CF,反之亦然。

之后分别对两种供电方案进行最优潮流验证,采用MATLAB编程,平均值启动,最大迭代次数为50,结果用标幺值表示,如表5所示。

根据最优潮流结果,选择方案2,依次合上开关C和开关F,由备用线路6-12向负荷节点12和13进行供电。

5 结语

本文受因特网路由选择协议算法的启发,提出一种基于距离向量的失电孤岛供电路径搜索算法。该算法与其他基于图论的搜索算法不同,更侧重于各电气岛之间的联系,通过路由表的更新,找到失电孤岛恢复供电的多种可能路径。

经IEEE 14节点标准测试系统验证分析,该方法高效可行,编程简单,而且针对环形结构的网络收敛速度更快。在路由表的更新过程中即可判断各个路径的长短,供电路径与树形搜索相比更加完整,可直接得到符合调度规程的供电方案,缩短了恢复供电时间。该算法可以应用在目前的操作票系统上,为调度员执行事故或检修后恢复操作提供辅助决策功能。

摘要：由于电网故障或设备检修造成负荷失电,为失电负荷寻找供电路径成为目前许多电网分析软件的必备功能。通过拓扑分析程序将电网划分为若干电气岛,传统的根据树搜索法的孤岛恢复供电路径搜索算法,在路径的搜索上存在不足。文中受因特网路由选择协议算法的启发,将各类电气岛看成路由器,提出一种基于距离向量的搜索算法,通过对各电气岛初始路由表的形成和对路由表的更新处理,最终获得电气岛的全网路由表,通过该路由表可以得到所有可能并且符合调度规程的失电孤岛供电路径。利用内点法最优潮流对搜索得到的供电方案进行可行性验证。以IEEE 14节点标准测试系统为例,验证了该算法的可行性。

远距离供电 篇7

随着科学技术的不断发展, 采矿机械化程度的不断提高, 综采工作面设备的大型化, 以及矿井开采程度的加深, 我们需要在对传统的综采工作面供电供液模式的基础上, 结合新时期的实际应用情况, 探索新的长距离供电供液的优势与特点, 并及时解决现存的不足与问题, 这样才能促进矿井的经济效益和社会效益。

1 综采工作面长距离供电供液存在的困难

务必确保煤矿综采工作面供电系统具备可靠的电压, 一系列的保护齐全, 以及合理正确的整定电流, 保障生产的安全性。在顺利运转的时候, 必须使供电网络损失的电压在网络容许损失的电压范围之内。喷雾泵与乳化液泵的压力损失与流量需要跟标准相适应, 实现采煤机与支架等装置的顺利应用。为此, 务必解决综采工作面长距离供电供液下面的问题:

长距离供电线路的损耗大和线路压降大, 为此, 务必对工作面的供电方案进行优化, 选择适宜的电缆和变压器等, 保障供电系统电压损失在一定的范围之内, 以及确保工作面装置的顺利运行;分离泵站和变压器跟控制工作面装置的控制主机和启动器之后, 把泵站和电站等移出工作面, 加长供电供液线路, 为此, 务必借助新的控制器与启停装置。需要体积小的控制器与启停装置, 进而方便放置与搬移, 确保功能健全, 可以实时地发现隐患, 以及实时地采取策略防止损坏装置, 且可以进行自动化的控制;长距离供液会损失比较大的管路压力, 为此, 务必优化液压系统, 尽可能地使管路的压力损失减小, 增强管路在长距离高压供液过程中的稳定性。

2 布置综采工作面供电供液装置的形式

因为用电装置有着较大的功率, 综采工作面通常借助移动变电站进行供电。一是在采区下顺槽与运输巷里面, 在能够进行伸缩的胶带运输机的一边敷设一条供乳化液泵站、工作面配电点、移动变电站装置的平移轨道。在推进的工作面影响下, 非常方便移动供电供液设备, 能够使液压沿程损失与电缆降压损失降低, 然而如此的形式需要宽的巷道断面以及高的支护费用。二是在单独的辅助巷道里面设计泵站、工作面配电点、移动变电站, 每隔相应的距离, 借助横川连接运输巷。如此的供电供液形式支护费用少和巷道截面小。然而, 要求多挖掘一些横川与装置巷, 且使煤柱的损失增加, 也不方便移动供电供液装置。三是在距离工作面比较远的硐室里面安装供液装置。如此的形式难以维护巷道, 在顶板压力较大和较为破碎的工作面非常适宜。因为巷道的开拓量小与巷道的截面减少, 有着便于维护和投资少的特性, 然而, 供电供液距离长, 会产生比较大的液压沿程损失与电缆压降损失。布置上述几种综采工作面供电供液装置具备各自的优点和缺点, 在进行设计的时候, 务必结合场地的地址状况, 比较其技术经济性, 从而选用最为理想的方案。

3 设计长距离供电供液系统需要注意的问题

对巷道中布置装置的位置进行优化, 科学地选用泵站与固定电站的位置;实施交叉供电的形式, 降低启动电动机的过程中在单根电缆上作用的电流, 能够使单根电缆截面积减少, 降低安装维护的工程量与增强应用的性能;需要应用钢管来充当工作面的供液, 且更换为高压软管, 倘若都借助高压软管供液, 会损失比较大的沿程压力, 务必将蓄能设备安装在供液管路当中, 以使管路压力的波动降低;务必选用性能稳定和体积小的专用产品充当工作面运输巷里面布置的组合开关;务必将供电电缆的存储和脱移以及胶带运输机机尾的自移问题处理好, 进而自动化地存储和拖移电缆, 方便工人的操作。

4 综采工作面供电供液系统的应用

因为综采工作面顺槽不要求重新地布置乳化液泵站与移动变电站, 这就使顺着空巷道压力较大、因为变形的底鼓而导致的移动变电站拉移、输送、通风、支护困难问题得以解决, 且使适应复杂地质状况的能力提高, 从而使采场布置受限的情况降低, 尤其是在采场困难与深井的地质状况之下, 有着非常关键的作用;煤矿综采工作面借助长距离供电供液的形式, 可以使拉移移动变电站车的事项解决, 从而使工作效率大大地提高, 且将电站车移动作业的一系列不稳定性要素消除, 尤其是在显著显现矿压的空侧巷道更加具备优势;移动电站车不布置在综采工作面顺槽, 能够使顺着空侧巷道通风断面增加, 从而使通风的阻力减小。

(1) 长距离供电供液系统的应用使综采工作面两道保持通畅, 消除了频繁拉移开关列车导致的安全隐患, 给矿井安全生产创造有利条件。

(2) 供液系统中高低压反冲洗过滤站的使用, 彻底去了除乳化液系统中的污染物, 保证了乳化液的清洁。

(3) 动态无功功率补偿装置的应用减少了供电线路电流, 线损及变压器损耗, 提高了线路末端电压和输送有功功率能力及设备利用率, 节约了电能消耗。

5 结论

总之, 综采工作面长距离供电供液的应用, 增强了对复杂地质条件的适应能力, 提高了综采工作面的生产稳定性, 有效降低了安全事故发生的几率, 有利于矿井安全生产。并使得整个工作面的供电、供液、控制和信息化系统最优化, 系统的稳定性、可靠性达到了最佳状态, 对推动高产高效矿井建设具有重要的意义。

摘要：随着科学技术不断发展, 综采工作面长距离供电供液技术已经在国内外推广与应用。本文首先介绍了综采工作面长距离供电供液存在的困难, 其次阐述了布置综采工作面供电供液装置的形式, 详细的分析了设计长距离供电供液系统需要注意的问题, 重点论述综采工作面长距离供电供液的应用, 对今后煤矿企业长距离供电供液工作具有一定的借鉴意义。

关键词：综采工作面,供电供液,应用

参考文献

[1]刘庆民.徐庄煤矿综放工作面远距离高压供液技术的应用[J].河北煤炭, 2009 (02) :70-71.

[2]陶学仪, 尚药世.现代化矿井安全高效综采工作面供电技术[J].煤炭学报, 2010 (11) :1930-1934.

[3]李建民, 章之燕.安全高效工作面设备配套与供电方式分析[J].煤矿机电, 2008 (01) :7-11.

[4]李占平.大采高综采工作面供电技术的发展与应用[J].煤矿开采, 2010, 15 (05) :73-75.