夜上海论坛前言:我们精心挑选了数篇优质电力系统基础文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。

夜上海论坛 作者简介:杨娟(1962-),女,湖南长沙人,长沙电力职业技术学院电力工程系,副教授。(湖南 长沙 410131)
中图分类号:G712?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)36-0055-02
夜上海论坛 为了使学生巩固“电力系统基础”课程中所学知识和技能,根据电力行业的特点,结合电力企业新技术、新设备、新工艺的应用和发展特征,针对电专业岗位群的能力需求,以职业能力培养为主线,结合国家职业资格鉴定(中级)的相关要求,设置、调整和优化了的以项目为导向、以任务驱动的电专业4门核心课程“变电运行”、“电气运行”、“电机运行与检修”和“电气设备检修”的学习需求。通过大量调研以及对4门核心课程“变电运行”、“电气运行”、“电机运行与检修”和“电气设备检修”、学生毕业设计、技能鉴定考证内容进行分析,整合教学内容,构建了以职业岗位能力为课程目标、以职业岗位标准为课程内容、能实现高端技能型人才培养、以项目教学为导向的任务驱动式高职“电力系统基础”课程内容。
夜上海论坛 一、“电力系统基础”职业岗位课程目标
夜上海论坛 根据电专业学生就业的电气值班员、变电站值班员、变电检修工、电机检修工核心职业岗位能力要求及电专业4门核心课程“变电运行”、“电气运行”、“电机运行与检修”和“电气设备检修”的学习需求,并考虑学生毕业设计、技能鉴定考证的需要,确定“电力系统基础”职业岗位课程目标。
夜上海论坛 1.发电厂及电力系统专业核心岗位工作分析与能力要求
夜上海论坛 发电厂及电力系统专业核心岗位工作分析与能力要求如表1所示。
2.“电力系统基础”课程知识目标、技能目标、素质目标
(1)针对发电厂电气值班员、电机检修工的知识目标:熟悉发电厂正常运行相关参数;熟悉发电厂设备巡视及主要设备的运行维护;掌握发电厂异常运行及故障运行分析。技能目标:能叙述发电厂正常运行方式下的相关参数;会根据相关参数对发电厂进行设备巡视及主要设备的运行维护与检修工作;会对发电厂异常运行及故障运行进行分析。
(2)针对变电站变电值班员、变电检修工的知识目标:熟悉变电站正常运行相关参数;熟悉变电站设备巡视及主要设备的运行维护;掌握变电站异常运行及故障运行分析。技能目标:能叙述变电站正常运行方式下的相关参数;会根据相关参数对变电站进行设备巡视及主要设备的运行维护与检修工作;会对变电站异常运行及故障运行进行分析。
(3)素质目标。通过“电力系统基础”课程的学习,使学生认识该课程内容对电力系统安全运行所担负的重大责任,培养学生高度的责任感及严谨细致的工作作风,培养学生的学习能力、工作能力、创新能力及团队精神,使学生具备电专业各核心岗位所具备的知识修养和职业安全意识。
夜上海论坛 二、“电力系统基础”项目导向、任务驱动课程内容
夜上海论坛 根据电专业学生就业的电气值班员、变电站值班员、变电检修工、电机检修工核心职业岗位标准,并考虑学生毕业设计、技能鉴定考证的需要,确定“电力系统基础”项目导向、任务驱动课程内容。
夜上海论坛 模块一:电力系统稳态运行
项目一:电力系统的结构
任务1:电力网的接线方式;任务2:电力系统中性点的接线方式。
项目二:电力系统的潮流分析
任务1:电力系统的额定电压;任务2:电力系统的等值电路;任务3:电力系统潮流特点;任务4:发电厂正常运行;任务5:变电站正常运行。
项目三:电力系统电能质量调整
任务1:电力系统频率调整;任务2:电力系统电压调整。
项目四:电力系统经济运行
夜上海论坛 任务1:发电厂经济运行;任务2:电力网经济运行。
夜上海论坛 模块二:电力系统故障运行
夜上海论坛 项目一:电力系统短路故障运行
夜上海论坛 任务1:电力系统对称短路故障运行;任务2:电力系统不对称短路故障运行;任务3:变电站短路故障运行。
项目二:电力系统非全相运行
任务1:单相断线运行;任务2:两相断线运行。
根据以上“以职业岗位能力为课程目标,以职业岗位标准为课程内容,以项目教学为导向的任务驱动式”的课程内容,结合火电仿真实训室及变电仿真实训室实现以项目为导向的“电力系统基础”课程内容的任务驱动教学,定能使学生学好电专业各核心课程,实现高职院校电专业学生毕业即能胜任电气值班员、变电站值班员、变电检修工、电机检修工等核心职业岗位,从而实现高职高端技能型人才培养目标。
参考文献:
夜上海论坛 [1]杨娟.变电运行[M].北京:中国电力出版社,2012.
[2]焦日升.变电站事故分析与处理[M].北京:中国电力出版社,2009.
夜上海论坛 [3]杨娟.电气运行技术[M].北京:中国电力出版社,2009.
[4]李火元.电力系统继电保护及自动装置[M].北京:中国电力出版社,
2006.
夜上海论坛 关键词:Power World 电力系统潮流 电压可视化
夜上海论坛 可视化是一种将客观世界的实质以及内在联系充分体现的新型技术,其广泛应用于医学图像、流体力学以及气象预测和风险研究等多方面领域中,并在一定程度上取得了很大的成功。在电力自动化系统中合理运用可视化技术能够将电网内枯燥乏味的数据用另一种生动形象的方法表现出来,使得电力系统运行人员可以直接观察现阶段系统运行的实际状态。本文在合理应用Power World可视化软件基础上,根据负荷出现的改变以及无功补偿装置的加入,对电力系统潮流发生的变化进行全面性分析,说明应用该项技术具有十分重要的意义。
一、简要叙述Power World软件
(一)Power World主要效用
Power World Simulator(Version12.0)软件是一款为了适应电力系统需要而开发的可视化软件包。其主要重心是一个力量巨大、综合性能强的潮流计算系统软件,应用高效能、大效力的稀疏矩阵技术,该潮流计算的软件在极大程度上能够对大约为100000个节点的系统进行有效性求解。
夜上海论坛 (二)可视化潮流与故障分析
利用Power World软件的可视化仿真技术可以完整的模拟出一个电力系统潮流,潮流的走向通过箭头表示,具体线路的负载情况可通过饼图表示,以可视化的形式体现出整个系统实际运行状态。电力自动化发生单相或是三相短路故障、两相接地故障时,应用Power World软件可以准确计算出每相故障的电压与电流,同时还能够全面分析母线电压的节点故障以及各母线之间线路上的接地故障。
夜上海论坛 (三)Power World有效应用
电力系统中各节点的颜色分区工作可以采取电压等高线的形式应用Power World软件完成,各节点颜色的深浅随着不同区域的电压变化而发生改变,而潮流分布不断发生改变可以使电力系统中各节点的色彩地区实现动态变化。在应用Power World软件过程中,必须对等式与不等式的约束进行充分考虑,只要这样才能按照已设置的目标函数合理科学优化电力机组的运行,以达到水电机组最小煤耗运行的目的,而目标函数则可用最小的线路损耗来设定。除此之外,Power World软件还可以进行故障模拟、计算传输容量和装置无功补偿等。
二、分析Power World软件可视化的基本规律
夜上海论坛 在电力系统的运行过程中,应用Power World软件完成动态模拟的过程在实际上来说就是对潮流进行连续不间断的求解得出的。对于模拟中步长的调整程序会自动做出相应的工作,负荷则根据预先设置的模型发生改变,例如断路器的开闭、机组出力增多等。随后按照有关规定严格执行拓扑分析的操作,并同时进行相应的处理技术。由于用户操作不恰当极有可能使某条线路投切错误,进而改变整个网络结构,因此要将与系统脱离的母线实行有效去除,把与之有关的负荷重新设置为零,最后采用牛顿迭代法计算出潮流。屏幕的刷新效率越快,用户就可以更快收看到潮流的最新分布,及时掌握和了解所需信息,在屏幕显示中通常以饼图的形式呈现物理量发生变化的百分比,如果物理量超出原本设定的限值,饼图就会不断扩大,颜色也随之改变,在很大程度上能够及时吸引观察人员的关注,并采取有效的预防工作。计算出潮流后,电力线路的具体分布可以通过Power World软件的饼图技术来呈现。
在地面上各高度均一致的相邻点,通过相互之间的连接形成封闭式曲线,并以垂直的方式投影到平面图形上,这一过程称之为等高线。等高线不但能够将地面实际高低起伏情况显示出来,还可依照等高线的图形变化和疏密状况对地貌各形态及斜坡陡峭程度进行正确判断。等高线的主要特点包括以下几个方面:①各点位于同一等高线时,其高度全部相同;②在同一幅图内的等高线并不一定能够实现曲线的闭合;③等高线在同一幅图内状态越密,就代表地面坡度越陡,状态越疏,则地面坡度越平缓;④除了悬崖地区,等高线均不可相交和重叠。在同一幅图内的等高线,高度不同的状况可以涂上各不一致的颜色,对于高度相同的状况则应用颜色的深浅来充分体现地面实际高度存在的差异。在地理位置详细的基础上,各式各样的参数均能够利用等高线来表示,例如人口密度、气温变化以及降雨量等参数。计算出电力系统潮流后,Power World软件对于各电气量实际分布状况的表现形式均是利用等高线技术来实现,特别是电力系统中电压量的可视化。
夜上海论坛 三、实例分析
夜上海论坛 在研究电力系统的潮流和电压的可视化中,以某地区电力系统的5节点作为实际案例,并进行有效性分析。应先构建某地区电力系统的5节点系统图,通过这个系统实施动态仿真的有效性分析,如图1所示。
夜上海论坛 图1 某地区电力系统的5节点系统图
夜上海论坛 图2 系统潮流和电压图
夜上海论坛 图2计算出电力系统潮流后,利用动画的方式体现出实际的系统状态,而图中在线路上的饼图则表示现阶段暂时性的线路功率情况,现阶段线路具体流过的功率占据了该线路额定最大传输功率的百分比,使运行人员能够一目了然的注视与其相关的机组负荷线路,有效的掌握和控制原本设定的计划方案。
电力系统现有的二级机房中,因为建设年限不一,设计规划没有考虑到信通规模的发展,多数机房建设标准较低,现有在运机房会存在比较多的问题。如防雷接地不够规范,有环状铜牌但设备接地不规范,使用的接地线线径不够等;缺少UPS或UPS主机蓄电池设备日常维护不够;综合布线不够规范,临时拉线过多;机房防火防小动物不够重视等。作为二级机房,如何在满足信通设备运行的条件下,尽可能节约、科学、合理地设计与施工,有许多技术细节值得探讨。
机房基础结构
夜上海论坛 机房不宜选择楼房的顶层或底层,但二级机房因其位置特殊性,不少是老的办公室改动而来,更适用因地制宜,根据现场条件,选择远离粉尘、油烟,方便设备搬运、布线施工的地点。因机房内运行的都是电气设备,需要尽量避开水源,与机房无关的给、排水管不能穿过机房。以每机房3个机柜为例,其中通信设备一个机柜、信息设备一个机柜、电源设备一个机柜,每机柜600*600*2000mm规格,按机房设计规范,机柜侧面检修时距墙1.2m,前后保持1.2m,建议整个机房面积不少于12.6m2,机柜安装在机房正中央。理想条件下,可以保持静电地板完整。
市电接入前端漏电保护装置
传统型UPS,基本以在线方式工作,UPS直接对输入交流市电进行整流,在无功率因数补偿的情况下,就会在传输线中造成严重的谐波干扰。漏保开关的动作原理是在一个铁芯上有两个组,一个输入电流绕组和一个输入电流绕组,当无漏电时,输入电流和输出电流相等,在铁芯上二磁通的矢量和为零,就不会在第三个绕组上感应出电势,否则第三绕组上就会感应电压形成,经放大去推动执行机构,使开关跳闸。如UPS前有漏保开关,由于高次谐波在铁芯中形成磁通矢量和铁芯的磁滞作用而不能为零,就出现了类似漏电的假象,漏保开关频繁调闸。
夜上海论坛 按UPS安装规范,超过5KVA的UPS主机前端不允许有漏保装置,小于5KVA的不建议有漏保。实际测试中,3KVA的UPS主机,将漏保装置整定电流调整至500mA后,进线空开仍然会跳闸,建议将UPS接入电源绕过漏保装置,或在漏保装置后加装隔离变压器。
防雷接地
在现有条件下,要将二级机房交流工作地与防雷接地两电气系统的接地,在电气上真正分开,一般较难办到。因为在地下要满足上述的距离难度较大,所以一般还是推荐采用共同接地(即统一接地)形式。这样不但经济上合算,在技术上也是合理的,因为采用统一接地后,各系统的参考电平将是相对稳定的,即使有外来干扰,其参考电平也会跟着浮动。二级机房交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置,接地电阻小于4Ω。 按《电力系统通信站防雷运行管理规程》规定:各类设备保护地线宜用多股铜导线,其截面应根据最大故障电流确定,一般为25-90mm2,建议二级机房信通机柜采用25mm2的铜线接入接地铜牌。
夜上海论坛 机房防雷采用市电输出端采用二级防雷,UPS输出端采用三级防雷设计,其中二级防雷安装40kA防浪涌保护器,三级防雷安装20kA防浪涌保护器。
综合布线走线方式选择
老机房在前期设计中没有预料到信通规模的迅速发展,部分设备布局不合理,而且施工中为了施工方便,没有严格按工序施工,导致机房扩容与布放跳线困难。当运行一定年限后,机房表面看上去整洁美观,但地板打开后会发现各类线路纵横交错,当遇到问题时无法及时处理,只能临时布放线路,形成恶性循环。
夜上海论坛 近几年新建机房在具备条件的情况下,一般建议上走线。下走线方式存在不防尘、不防鼠、不利于消防等缺点,但小走线敷设敷设简便、成本低,对施工要求较低。上走线在机房环境、防鼠、火灾预警、扩容方面都比下走线具备优势,但施工工艺要求较高。
动力环境监控系统配置
二级机房通常不会在运维人员工作地点附近,不具备每日巡视的条件,大多数二级机房也没有每日现场巡视的必要,因此有必要部署动力环境监控系统。动环系统应该要配置门禁、视频监控、温湿度、烟感、电源监控等模块,漏水检测、空调监测等模块可以视现场条件,以及机房的重要程度选配。
夜上海论坛 考虑到二级机房点多面广的特点,在现有技术下,选择带监控主机的动环系统相对比较合理。二级机房的建设时间会跨度较大,里面的空调、UPS、摄像头等设备品牌型号很难保持一致,相应的数据采集接口会比较多。安装监控主机的话可以比较容易的在上面配置相应的采集接口,布线简单,而且能减少网络地址的使用。
夜上海论坛 机房改造施工中的防尘处理
对于信通设备运行而言,灰尘是极大的威胁,如新建机房可以在施工中通过科学的设计,合理的工序安排,达到较好的防尘效果。而在运机房基本不可能停运,只能在工作中尽量合理的安排工序。机房进行标准化改造,通常会涉及到多个工序、多个工种,其中穿墙、埋线等容易有大量灰尘的工作无法避免。
时间安排。因为二级机房相对而言设备较少,非高温天的话在短时间内不会因发热量大影响设备运行。机房改造工作尽量避开高温天,无法避开高温天气的尽量将装修工作安排在设备停运后施工。
材料选用。机房内装修材料尽量选用不起尘的材质,如墙面采用防尘漆,吊顶选用不起尘的材质。
工序安排。隐蔽工程与墙面顶面处理集中时间开展。合理安排工人工作时间,施工人员如果在工地现场空耗的话,很容易不按业主方要求自行开工。因此安排好工序,一方面管理上更规范,另一方面施工人员工作更紧凑,效率更高。严格控制设计变更,避免因设计变动导致工序混乱。
无尘操作。具备条件的机房,尽可能在设备进场前进行机房基础施工,后续设备安装调试全过程无尘操作。
设备防尘处理。确有不能避免的起尘工作,施工前在机柜外加装防护罩,工作完毕后用大功率吸尘器进行处理后再撤除防护。
机房防火注意点
机房容易遇到火灾的有几个地方,强电电缆短路或超载运行,蓄电池运行一次,外部火与烟通过孔洞、门窗处进入机房。实际的案例中有小动物咬破电缆导致火灾的,也有火灾的浓烟通过电缆孔进入机房沾染设备的。机房建设或改造第一点需要做的就是拆除里面的易燃材料,如木头隔断,普通窗帘等。进出口处防小动物挡板,进线孔洞也需要用防火泥进行封堵,门窗也要进行相应的防火处理。