時間:2024-03-25 14:54:37
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇電氣時代的影響范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:用戶;電氣設備;故障;電網安全;措施;防止
當前,隨著電氣時代的不斷發展,電氣設備已經進入了千家萬戶,減輕人們的負擔,方便人們的生活,為人們生活做出來很大的貢獻,與此同時,隨著用電戶的日愈增多和電網的不斷擴大,電網的安全運行和用戶的安全用電越來越休戚相關。然而,要是對這些電氣設備使用不當或管理不善,往往也會出現很多故障,造成了極大的危害,例如電傷或火災、爆炸等電氣災害事故,對于人、財、物的損失也是極大的,對于整個電網安全的危害更是不言而喻。據不完全統計,僅僅2015年,用戶設備造成的故障就占到總故障的43.1%。所以,用戶如何安全高效地使用好電氣設備,是維護整個電網安全的重要環節。本文對于用戶電氣設備影響電網安全所存在的問題進行分析和調查,并且探討和研究防止因為電氣設備故障而影響店網安全的運行的措施及方法,以此維護電網安全。
1用戶電氣設備故障存在問題以及原因
用戶導致電氣設備產生故障問題有以下幾個方面。其一、用戶電工對高壓設備維護以及操作水平不夠。由于某些用戶電工沒有《進網作業許可證》就強行上崗以及雖然有證但是其專業專業水平不夠扎實導致電工錯誤操作,致使發生違規操作,從而造成系統跳閘等故障。其二、用戶高壓電器設備故障,致使該饋線用戶全線停電。由于設備超過使用年限以及CT和PT的選取未因材選取導致用戶高壓電柜電流互感器突然擊穿和燒毀,從而造成系統變電站的饋線跳閘。其三、變壓器發生故障。由于變壓器運行時間過長、長期超載缺少增容以及某些變壓器沒有投跳閘,導致變壓器出現冒煙以致于起火現象,導致火災,造成用戶經濟損失和電網安全運行受到阻礙。其四、受電用戶端的保護性較差。由于許多用戶沒有及時更新新的電氣設備,依舊采用老式繼電器,其保護性能很差,而且難于新設備相互配合工作,導致受電用戶端的保護可靠性以及速動性變差。其五、由于主客觀原因,例如電氣設備的維護通道過于狹窄、值班電工不在現場以及天氣因素和小動物的誤入等等的各方面原因,導致延誤搶修和送電時間。
2用戶電氣設備故障預防措施
2.1提高電工專業水平,加大安全用電宣傳力度
加強安全用電宣傳,定期舉辦相關活動,營造安全用電的氣氛,監督和落實用戶采取安全用電的工作,以此防止和降低電氣設備故障出現的發生率;與此同時,加大監督,必須實行有證上崗,對于無證上崗的電工進行從嚴治理,電力培訓機構對于培訓電工是,實行實地操作制度,開展實際操作學習和訓練,并且設置考試,達到并且符合標準才可正式上崗,提高電工專業意識,要求用戶電工值班到位,操作水平過硬,嚴格遵循職業操守,協助用戶解決問題。
2.2嚴把設備質量關,降低高壓設備故障
對于CT和PT等設備增加爬距,采取絕緣型,選取質量可靠,有入網證以及生產許可證的廠家進行選取設備,嚴禁偷斤少兩,選取不合格的產品造成不需要的經濟損失,用戶檢查部門定期檢查用戶設備,做到認真負責,可以采取按周期試驗,對于設備出現的的問題做到早發現,早處理,對于不合格的或者超過年限的進行抓緊更換,與此同時電力試驗機構定期進行預防性試驗,堅持“一修必好”的原則,用心為用戶服務,創造和諧社會。
2.3及時檢修,適時更新設備
嚴格控制老舊設備進入電網,及時更新新設備,無語超過年限的設備督促監督進行及時更換,認真核對供電網絡電容量問題,對于容量不足的設備進行及時更換,變壓器必須安裝投跳閘,以應對及時報警,定期檢查對于超載運行變壓器進行及時停止運行。
2.4落實新型設備,提高保護速動性
設計單位對于用戶全部宣傳并且監督落實電子式設備,淘汰老式設備,以便與新型設備相互協調配合,提高保護速動性;對于無法兼顧速動和選擇性的用戶,采取切除故障發,以達到用戶速動性;與此同時設計單位對于用戶設備進行定期檢修和調試。
2.5對于其他問題的解決
對于電氣設備的維修通道,設計單位要本著認真負責的態度,設計合理的維修通道。例如單電源的高壓柜,開關柜通道應該為800mm;雙路電源的柜后通道應該為1200mm等等;對于新裝的電柜應該采取絕緣材料,以防止出現危險,在多雨季節,應該關好電氣設備的門窗,以減少濕氣對于電氣設備的腐蝕及不利影響,而且在有電氣設備的房間配備去濕器,并且及時清理電氣設備,降低天氣的影響;配電室實行全封閉式,防止小動物的誤入而導致不必要的短路故障;用戶進行自己檢修過程中,要配齊絕緣手套、應急燈、標示牌等絕緣和搶修工具,并加大宣傳,自覺妥善保管相關工具,以便方便搶修,縮短搶修時間。
3結語
隨著時代不斷發展和科技不斷進步,人們已經進入“電氣時代”,用戶端的電氣設備與店網安去休戚相關,已然成為電網安全的重要因素,所以關于用戶對于電氣設備故障的防止工作勢在必行。綜述所述,深入了解用戶導致電氣設備產生故障問題以及形成原因,能夠有助于用戶對于電氣設備產生故障的預防工作,只有做好這方面的預防工作,降低電氣設備的故障發生率,提高供電的質量以及可靠性,才能進一步提高我國電網的安全運行,從而保障廣大用戶的利益,進而促進我國經濟繁榮發展,讓我們離小康社會的總目標更進一步。
參考文獻:
[1]蘇躍清.防止用戶電氣設備故障影響電網安全的措施[J].管理觀察,2009(18):235-237.
關鍵詞:油田 電氣 節能方案
隨著我國社會經濟的大力發展,當前我國大部分油田企業的采油廠已經進入到了開發后期,而且絕大部分含水率已經達到80%以上。隨著含水率的不斷上升,緊接著采出總液量不斷的高漲,導致電氣能耗迅速的增加。由于現今我國的油田電網采用的也多是干線式或是放射式的接線方式,這種接線方式的特點雖然在于它的結構構成簡單并且易于操作,而且其設備的損耗費用非常低,但是,另一方面它也存在著比較多的弊端,比如說在連接設備需要線路長一些的時候,線路的末尾會出現電壓供給不足的情況,這樣就導致抽油機無法在充足的電壓下運行,因此就無法獲得工作的最佳效率,這樣也會起到在一定程度上影響到電動機壽命的作用。因此,在諸多因素的促使下,油田的電氣節能方案也被日益反復提及。
一、適當選擇使用變壓器
目前,油田的變壓器數量遠遠超過限度,這種現象存在的非常普遍。其中,大部分配電站都存在著多臺變壓器同時工作的情形,這樣就導致了運行效率比較低,不能有效利用變壓器。因此,想要對此進行適當有效調整,必須減少變壓器,提高整體運行效率。
(一)以改變電力系統的運行這種方式,使多臺運行的變壓器改為只使用一臺,其它作為備用,提高這一臺變壓器的使用效率。
(二)將不用的變壓器進行有效回收,不再讓無用的變壓器繼續耗電,繼而達到優化電網布局的效果。
(三)為了解決變壓器低效率的情況,應該將負荷率比較低得變壓器統一換成功率適當的機器,這樣可以有效的提升變壓器的效率。
二、提高功率因數
雖然一直以來我國油田節能采用的是提高自然功率因數的方法,但是當自然功率因數無法跟上現今我國經濟發展的腳步時,就需要增加配設無功補償裝置。根據各個電網的不同要求進行配置,一般補償裝置都是選擇靜電電容器,那么補償的方式可以采用多種方式,比如說集中補償或是個別補償,或是將兩者相結合的方式。
適當采取異步電動機的使用也是提高功率因數的一個好方法,這樣可以減少無功功率在線路傳輸中的容量,也可以在檢驗功率的時候,找到輕負荷的電動機,用合適的方法確定其容量,之后利用小容量電動機取代輕負荷的電動機。
三、解決負荷不均衡狀態
電能具有其不可存儲的特性。因為這個特性,導致電網在運行的過程中會使電負荷隨著時間的變化而產生變化,不能保持平衡的狀態:用電高峰期的時候,電力會出現短缺的情況,而用電低峰期的時候,又會導致電容量的浪費。研究表明,當電負荷出現不均衡狀態的時候,造成的損耗會非常嚴重,電負荷越呈均衡的狀態,損耗就會越小。因此,線路的損耗程度與電容量的均衡有著直接的正比關系。
在這種情況下,我們可以這樣來做一個假設,如果在系統的運行中,抽油機呈現這樣一種運行的狀態:首先,三種功率(即有功功率P、無功功率Q、視在功率S)呈平衡的狀態,之后電流之間的波動也顯示正常,電沖擊流較小,最后功率因數恒定不變。在這樣一種美好的假設下,抽油機就能起到很大的節能效果。因此,依據這些設想,人們發明了平衡符合調節器,這種設備的應用從很大程度上改善了抽油機的不足,而且起到了節能的目的。
四、無功補償與諧波的調節
在油田的電網使用中,有一部分的無功功率消耗在電網的傳輸等環節中,另一部分則被電力用戶所消耗。因此,將其進行優化,在保證各個節點之間的電壓達標的情況下,以達到最小損耗為目的,對無功補償設備進行調節,達到電網中無功分層的平衡,有效提高電壓的質量,將損耗降低到最小,因而節電的效果。
為了將無功功率的損耗減少到最低,就必須減少其在電網里面的流動。但是,在油田的電網中,往往含有比例很高的整套設備,這就導致了諧波的含量會非常高,這樣也會在一定程度上導致無功補償設備不能正常的使用,嚴重的也會直接被損壞。這就需要對諧波進行調節,進行對系統的保護。
五、采取技術支持調整電壓
當電壓在系統的運行中時,雖然僅僅是一些微小的偏差時,但也會對用電的設備運行產生非常嚴重的影響。因為用電設備是按照既定的電壓進行設計的,如果在電壓的運行中,實際電壓較大限度的偏離了額定電壓,就會導致用電設備被損壞的情況。因此在對油田電網的控制中,必須要增加對超出電壓的調整。
負荷在很大程度上對無功功率的要求進行了限制,因為無功功率的任何變化都會相應的引起電壓的變化,這就會對各個節點或用戶產生非常大的影響,因此為了防止這種事件的發生,一般都會要求電壓在指定的范圍內小幅度的變化。在一些特殊的場合,如果會導致大幅度的負荷變化時,這個要求的范圍會更小。因此,當電力系統無法提供充足的電源時,就必須要依靠無功補償裝置來進行調節,它可以在一定程度上減少傳輸的無功功率,因而減小損耗程度,大大提高可負荷的電壓量。
六、變頻調速技術的應用及改革
對于在很大程度上需要進行調速的電動機來說,運用變頻調速技術是必不可缺的,也會達到提高節能效益的目的。因而對于油田產業來說,可以大范圍的使用變頻調速技術,一方面既可以增加電動機的使用效率,提高電動機的運行,另一方面又可以有效的降低電動機帶來的損耗程度。如果在此基礎上,針對在油田中的應用性能再將變頻調速技術進行大力度的改革,使之可以解決諧波帶來的大量問題的同時,又可以使電動機的使用壽命得以延長,為油田電氣的節能提供了很大的保證。
七、結語
總而言之,在油田電氣節能方案的設計上,應該多學習其他企業成功的方案經驗,并且與自身的實際相結合,再有計劃性的采取一系列的有效措施,可以為油田在電氣能源損耗方面帶來真正的解決方案,減少電能在油田中的種種損耗程度,因此提高油田中電能的利用率,在實踐中摸索,在摸索中前行,從而做到在節能環保的基礎上,大力發展油田經濟的成功結果。
參考文獻
[1]張選正.國內外油田抽油機各種節能方案的分析[J].電機與控制應用,2012(4).
[2]尹忠東,朱永強等.油田的電氣綜合節能方案[J].電氣時代,2007(4).
【關鍵詞】電氣設備;漏電保護;意義
引言
在這個經濟快速發展的社會當中,人們生活水平得到了有效的改善,一些電氣設備被廣泛的運用到人們的日常生活當中,深深的影響著人們的生活。近年來,我國電力事業取得飛速發展,電氣設備也越來越多,然而我國電氣設備受多種因素的影響,會使得電氣設備的絕緣體材料失去絕緣的功效,從而出現漏電問題,給當代人民、企業以及社會都會造成一定的影響。因此對電氣設備漏電保護問題進行相關探討有著很大的現實意義。
1電氣設備漏電保護的現實意義
漏電保護是用于電路或電氣絕緣受損發生對地短路時防人身觸電以及電氣火災的保護電器。隨著人們生活水平的提高,一些家用電器的不斷增加,在用電過程中,由于電器數量的增多會造成輸電線路的負荷增加,再加上電氣設備本身的缺陷、使用不當和安全技術措施不利而造成的人身觸電和火災事故時常發生,給人民的生命和財產帶來了極大的危害。在建設和諧社會當中,保障人們的生命財產安全是我國當前社會發展的一項重要工作[1]。對電氣設備進行漏電保護是我國發揮發展的內在要求。漏電保護是針對我國當前電氣設備中出現的漏電現象而采用的一種漏電保護裝置。當被保護線路的相線直接或通過非預期負載對大地接通,而產生近似正弦波形并且其有效值是緩慢變化的剩余電流,當該電流大于一定數值時,保護器切斷該線路,起到保持作用。漏電保護對預防各類事故的發生,及時切斷電源,保護設備和人身安全,提供了可靠而有效的技術手段,為我國社會的穩定以及人民的生命健康提供了保障
2 電氣設備漏電的原因
2.1 漏電保護器質量不過關
在我國當前市場環境下,我國市場經濟體制還不夠完善,市場競爭越來越激烈,一些生產商為了獲得巨額利潤,以次充好,造成電氣設備本身就存在很大的問題。產品質量低劣,互感器二次回路斷路、脫扣元件沾粘等質量缺陷可造成保護器失去保護作用。我國當前漏電保護器質量不過關主要體現在:電子線路板某點虛焊、零序電流互感器副邊線圈斷線、線路板上某個電子元件損壞、脫扣線圈燒毀或斷線、脫扣機構卡死等,這些問題嚴重影響到了漏電保護裝置性能的發揮。
2.2 環境因素
環境因素是影響漏電保護功效的一個重要原因。漏電保護就是當電力系統發生漏電問題時,漏電保護器利用裝置內的絕緣材料來斷開線路,起到保護作用,但是這些電氣設備漏電保護經常會面臨著惡劣的環境,如,空氣濕度過大,會使得設備秀化,從而造成漏電保護的絕緣材料失去絕緣功效,從而增加了漏電的危險性。
2.3 接線不當
在我國當前社會發展過程中,電氣設備在電力系統中的作用越來越大。各種電器的使用使得原有的輸電線路面臨著超負載的壓力,為了保障電力系統的安全運行,對這些電器進行接線處理有著重要作用[2]。然而在漏電保護裝置中,各種輸電線路的搭設,且輸電線沒有明顯的顏色區分,人們在進行接線的時候經常或出現接錯、反接的現象。在電氣設備漏電保護中,接線把錯誤不僅會導致漏電保護裝置誤動作,同時也可能導致漏電保護裝置拒動作。
3 電器設備漏電保護措施
3.1 做好漏電保護安裝前的檢查工作
安裝漏電保護裝置前,應仔細檢查其外殼、銘牌、接線端子、試驗按鈕、合格證等是否完好。裝設在進戶線上的帶有剩余電流動作保護的斷路器,其室內外配線的絕緣電阻,晴天不應小于0.5MΩ,雨天不應小于0.08MΩ。配電變壓器低壓側中性點的工作接地電阻,一般不應大于4Ω,但當配電變壓器容量不大于100kVA時,接地電阻可不大于10Ω。絕緣電阻以及接地電阻這兩項規定是保證配電系統安全運行及保護器能否正確動作所不可忽視的問題。
3.2 漏電保護的接線
漏電保護裝置的接線必須正確。接線錯誤可能導致漏電保護裝置誤動作,也可能導致漏電保護裝置拒動作。接線前應分清漏電保護裝置的輸入端和輸出端、相線和零線,不得反接或錯接。輸入端與輸出端接錯時,電子式漏電保護裝置的電子線路可能由于沒有電源而不能正常工作[3]。漏電保護器有單相二線、兩相二線、兩相三線、三相三線、三相四線等幾種,在使用中可根據電力系統的特點進行選擇。選擇接線方式時,首先應分清電路系統的保護方式(是接地保護還是接零保護),其次應了解所保護的用電設備是單相、兩相還是三相,然后根據選定的漏電保護器選擇正確的接線方法。
3.3 加強電氣設備漏電保護的管理工作
我國當前電力設備漏電保護裝置中出現漏電問題的一個重要原因就是管理工作沒有做到位。為此,在現代電力企業當中,必須加強漏電保護的管理工作,定時的對保護裝置進行檢查維修,防止保護裝置的絕緣性能受環境因素感染而出現老化,從而為漏電保護裝置的保護功效提供保障。
4 結語
在這個快速發展的經濟時代,我國電氣化水平不斷提高,電氣設備被廣泛的應用到我國當前社會發展。然而電氣設備在使用的過程中受多種因素的影響,經常會出現漏電問題,給人們以及社會造成極大的影響。為此對電氣設備進行漏電保護有著積極的作用。利用漏電保護裝置,做好漏電保護接線工作,同時做好漏電保護的管理工作,從而有效的防止電氣設備出現漏電現象。
參考文獻:
[1]寧雪峰.在低壓供電系統中對接地與接零保護二者概念絕不能混淆[J].廣播電視信息(下半月刊),2008(11).
[2]白旭,齊躍.淺析電氣設備的接地保護[J].儀器儀表用戶, 2012(04).
關鍵詞:建筑行業;電氣低壓配電;接地系統
電氣低壓配電系統為建筑體系提供正常運行的工作服務,如果低壓配電設計不合理或者接地系統分配不合理,那就會增加用電量和電負荷,造成不必要的資源浪費。為了更好的節約成本,需要分析實際情況,合理設計出適合建筑的電氣低壓配電設計,給人們的生命財產安全提供更有力的保障。
1電氣低壓配電設計中各種接地系統分類
隨著第三次工業革命的到來,電氣時代進入人類的生活,建筑電氣使用設備在日常生活中發揮著重要作用,由于人們使用電氣種類逐漸增多,電力需求不斷增大,所以對電氣低壓配電進行科學合理的設計迫在眉睫。我們通常講的接地就是電線與地面相連接,其目的是在于保障使用者的安全性,例如,家用電氣的外殼和接地線都與插座相連接,這樣就能夠使家用電氣的外殼和大地相連接,使兩者保持同等電位,當家用電器被損壞漏電到外殼時,人觸碰后不會觸電。接地系統比較常見的類型有TT系統,TN系統,IT系統,其中TN系統又分為幾個小類:TN-C,TN-S和TN-C-S系統。大寫字母T代表電源內部和地面相連接的電線,I代表具有絕緣性和抗阻性的電線,N代表中性電線,S指的是讓N和保護線單獨使用,各自管理自己的接地任務。
2接地系統中TN系統探討
在TN接地系統當中,電氣低壓配電變壓器中性線應該直接與地面相連接,即用一根保護線來貫穿建筑全部的用電設備外殼,需要把所有電器設備外露可導電部分用PE或者PEN與配電變壓器中性線連接起來,對于一些高層建筑或者大型建筑物,保護接地中性導體需要放置在配電變壓器處接地,并且需要均勻設立接地點,這樣在發生故障時可以有效的防止設備遭到損害。另一方面,PEN線不僅能夠有效的降低電氣設備的高壓,還能夠對電氣外殼起到保護作用,為保證電流能夠正常的通過,工作人員在設計時不能將PEN線與其他電線混合使用,防止發生電流泄露。保護導體上可以設置供測試的工具,但不能放置保護電器和隔離電器。TN接地系統多用于人類生活居住建筑,在同一變壓器供電允許范圍之內,TN系統內PE線是全部聯通的,建筑內部任何一點發生故障,可以順著PE線傳遞到其他地方造成危害,這是TN接地系統的缺點之一。為了更好確保TN接地系統使用的安全性,PEN線需要反復的接地,最大限度的保證中性線和保護線之間的絕緣關系。TN接地系統又分為三個小類,TN-C供電系統是采用零線同時兼備保護線,稱為保護中性線,如果工作當中零線斷線,那么保護接零的金屬外部設備將會帶電,需要專業工作人員及時處理問題,TN-C供電系統在使用保護器時,零線不能反復地接而且需要拆除,否則漏電開關合不上,會存在重大隱患。TN-S系統是把零線和PE嚴格按照規定分開使用,在正常工作時,專用保護線沒有電流,零線上才有工作電流,所以外部金屬設備需要接在專用保護線上才能保證安全使用,PE線不允許斷線,否則供電系統安全得不到保障。TN-C-S系統多應用于建筑施工臨時供電,工作零線與PE線向接通,電氣設備的接零保護受到零線電流的影響,會導致導線上電壓下降,所以TN-C-S系統可以降低金屬外殼對地的電壓。
3接地系統中TT系統探討
TT系統主要特點表現在,建筑電氣設備金屬外殼單獨與地面相連接,能夠更好保證電氣設備的使用安全性,這種方式稱為保護接地系統,兩個字母T表示的含義不一樣,前者表示中性點直接與地面相連,后者表示負載設備不與帶電體相連的導電金屬并且與地面連接,在TT系統中所有接地統稱為保護接地,各個電氣設備的保護線單獨使用,不存在附屬關系也不發生關聯,最大限度避免了電氣設備中保護線對中性線的影響。TT接地系統中低壓斷路器在遇到電流泄露時不一定會自動跳閘,造成設備外殼高于地面電壓,屬于危險電壓,這是TT系統中存在的問題之一。另一方面,TT接地系統一直難以被大范圍使用,是因為該系統耗材多,被使用的材料難以回收利用,制作費時費力,所以在一些電力供應需求較小的地區,如農村公共設施用電,小型電氣設備可以采用該系統,因為低電壓不容易造成安全問題,電路設計也比較方便。
4接地系統中IT系統探討
IT接地系統使用的場所比TT接地系統較為廣泛,一般在供電比較連續,電量需求較高的工作區域使用,例如:醫療手術間,機械車間等地方。IT接地系統的電源金屬部分與大地是絕緣的,不需要與大地相接觸,這就表明該系統不需要使用接地裝置,不需要引出中性線,這是IT系統優點之一。在發生接地事故時,泄露電流僅僅是非故障相對應地面的電容電流,其電流值很小,一般不會對人類造成傷害,在工作當中也不需要立即切斷故障電路,能夠連續供電保持工作進行,但是經常出現發生故障就需要專業工作人員來進行檢測維修,重新設置IT接地系統。IT系統的強大性在于自身的功能較全面,能夠保護整個建筑的電氣設備安全和穩定工作,不僅具有安全性較高的特點,而且發生故障時可以保持電流正常流通,其安全性比電源中性點接地略勝一籌。
5結語
隨著人類生活水平的不斷提高,對安全問題的重視程度也隨之提高,建筑電氣配置安全問題一直是人們備受關注的問題之一,其接地系統設計需要經過層層考察才能夠運用到現實生活當中,沒有最好的接地供電系統,只能根據建筑特點來挑選最為合適的接地供電系統,不斷探索,不斷發展,才能保證未來生活更加安全穩定。
參考文獻
[1]楊鑫鑫.建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的探討[J].江西建材,2016(24):180-181.
[2]楊云娜.建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的探討[J].電子技術與軟件工程,2015(6):138-139.
關鍵詞:電氣化鐵路;電力系統;諧波;負序電流;PSCAD仿真
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.150
0 引言
隨著我國工業化的腳步不斷加大,我國電氣化鐵路近年來飛速發展,它的運量已占鐵路總運量的70%。隨著牽引負荷的不斷增多,它在整個電力系統負荷中的比重也不斷加大。因此,它對電力系統的影響也更明顯。那么,如何全面,客觀地分析電氣化鐵路對電力系統的影響,并針對不利影響提出相應的抑制措施,從而使電力系統免于受到電氣化鐵路牽引負荷所帶來的沖擊,是我們面臨的重要議題。本文將從諧波,負序,功率因數,電壓波動等方面研究電氣化鐵路對電力系統造成的影響,并通過分析計算和PSCAD進行仿真,最終提出改進措施和建議,確保電力系統安全穩定的運行。
1 電氣化鐵路對電力系統的影響
總的來說電氣化鐵路對供電系統的影響存在4個方面的問題:諧波;三相不平衡(即負序電流的影響);功率因數低;電壓波動大。我國目前在線運行電力機車是一種單相大功率整流負荷,而且運行具有很大的隨機性,這樣在運行過程中就會產生大量的諧波與負序電流,其通過牽引變電站,就會注入電力系統。這不僅使電力系統損耗增大、能量損失增加、降低容量利用率,同時也對電網電能質量造成一定的影響,威脅電力系統的穩定、安全、經濟運行。
1.1 諧波的影響
作為牽引供電系統中一處較大的諧波源,電力機車因其類型不同,產生的波形畸變不同,因此諧波含有率也不同。諧波電流的大小同時也與基波電流有關,而基波電流決定于牽引負荷,依據經驗可用公式表示為:;式中I1為基波電流,In 為n次諧波電流,n為諧波次數。
1.2 負序電流的影響
負序電流產生影響的大小取決于兩方面:一是電力系統設備容量大小和運行方式;二是牽引供電系統的負荷大小和運行方式。
1.3 電力牽引負荷的功率因數
電力牽引負荷多為感性負荷,因此其功率因數一般較低。線路上運行的整流型電力機車的平均功率因數約為 0.8~0.85。除此以外,由于牽引網本身帶有阻抗,受其影響牽引負荷網上的有功和無功損失之比遠小于 1, 這又要降低功率因數一到五個百分點。同理,由于受到牽引變壓器阻抗的影響,牽引變電站高壓側的功率因數還要降低 0.05左右。
1.4 電壓波動
依據電氣化鐵路的特點可知,其負荷多為單相、移動、幅值頻繁劇烈變化的特殊負荷。列車每天按規定線路運行,電氣化鐵路日負荷波動情況與線路情況、機車類型、機車速度和牽引重量及運行線路圖等多種因素有關,所以系統具有很大的波動特性。
2 PSCAD仿真分析
利用該軟件仿真當電力機車接入牽引網,準備運行時對供電電壓造成的影響。在這里電力機車采用SS4型交直電力機車,牽引變電站對電力機車采用阻抗匹配平衡牽引變壓器。仿真模型如圖1所示。
通過圖形比較我們可看到電力機車作為大功率的含有整流電路的非線性元件,對電力系統穩定性的影響是如此之大。必須采取相應的措施確保電力系統的穩定性。
3 抑制措施
3.1 抑制電鐵諧波的主要措施
(1)使變流器多脈沖化,一方面可以使諧波的次數減少,另一方面也使諧波含量也大大減少,進而能夠大幅減少流入系統的諧波電流。(2)借助整流變壓器繞組移項來抑制高次諧波。(3)保證鐵路生產、生活用電與電鐵供電嚴格分開,電鐵牽引變專線用電。(4)在電力機車上安裝 3、5、7 次濾波裝置和有源濾波器。在電鐵牽引兩個供電臂均安裝濾波器,同時調節兩個供電臂中的有功電流,從輕載相到重載相轉移部分有功電流,保證兩供電臂負載平衡。
3.2 降低和限制負序電流的措施
(1)能夠合理安排線路上的列車運行,促使負載能夠近似均衡分布在電鐵沿線。(2)在牽引變電站高壓側接入系統中采用換相連接。但此方法會造成電網中負序電流波動。同時由于必須在電網中使用電分相,既影響電力機車的提速,又降低供電的可靠性。(3)使用專用的高對稱效應變壓器,促使變電所三相負載均衡。(4)對牽引站供電電源作合理安排,使每一個保證有主供電電源和備用電源,進而避免牽引站產生的負序電流過于集中。(5)采用對稱補償技術。
3.3 提高功率因數
鐵路上一般采用在電鐵牽引變電所安裝兩組不可調并聯電容補償裝置來分別補償兩個供電臂牽引負荷,進而提高電鐵負荷功率因數。但由于牽引負荷為間歇性負荷,負荷變化大,電容補償不能自動追蹤補償,就會影響功率因數的提高。目前在建的或已建的高鐵線路多采用較先進的動態無功補償方式,如靜止無功補償器、靜止無功發生器等等。
4 結束語
隨著電氣化鐵路的不斷發展,我國對于交-直-交型電力機車的使用越來越多。這種電力機車的功率因數相對較高,所含的諧波相對較少,對電力系統造成的影響就相對較小 。另外隨著技術的不斷發展,電力系統也在不斷完善,再加上,我們采取的一系列補救措施,最終使電鐵對電力系統的影響控制在合理范圍內,保證電力系統安全運行。
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關鍵詞:電氣技術;發展方向;綠色化;智能化;挑戰
隨著全國創新理念的不斷深入,特別是電力系統技術的不斷進步,智能化、綠色化的發展日益進入人們的視野,為電氣技術的發展奠定了良好的基礎。電網綠色化發展的理念不斷更新,必將導致電氣技術向著職能、綠色、環保的方向發展,出現了大量以職能、綠色為主題的電氣技術和電氣設備,引領著電氣時代的發展方向。
1 電氣技術的發展及應用
1.1 電氣技術的發展
隨著自然科學的不斷發展,電磁場理論的不斷研究,為電磁學的發展奠定了基礎。歐姆、法拉第等人通過對磁效應的進一步研究,提出了電磁感應原理,形成了電磁學這一專門的自然科學。正是電磁學的研究及成熟為電氣技術、電氣設備的研發提供了理論支撐。隨著電力的不斷發展,電能的成熟,電氣技術日益走向成熟。從電氣技術的發展歷程來看,主要是通過對電能的不斷開發利用,實現電能的有效轉化,演變成其他的使用方式,方便人們的生產、生活,最終達到利用電能的最優化、經濟化。
1.2 電氣技術的應用
借助電能的有效開發與利用,電氣技術可以說達到了廣泛的應用。電能以其能夠有效轉化,傳遞信息,同時傳輸又不受距離限制等優勢,為電氣技術的研發提供了條件。特別是當今時代,電氣技術已經被廣泛的運用到照明、通訊、交通等各個領域,融入到千家萬戶的生產、生活中。
2 電氣技術的綠色化、智能化
隨著全球氣候的變化,綠色、環保成為國際交流的主題。我國更是把綠色作為十三五期間的發展理念,可見綠色已經成為當前各個領域發展的主流。綠色化的實現就是從選材、加工、生產到應用整個過程都是綠色的、環保的。綠色化的生產加工理念既可以節省能源,又有利于人們的生產生活,同時促進了人類社會的可持續發展。
作為一個特殊的行業領域,電氣技術的研發同樣要走綠色化之路。在電氣設備研制過程要實現全程綠色化選材、加工,形成綠色電氣設備,然后對技術進行推廣示范,打造出綠色研發、綠色加工、綠色應用的全程綠色化電氣設備。電氣設備要實現綠色化,需具備以下幾個特征:
(1)不斷研發綠色電力,進一步加大可再生能源的研究利用力度,突出環保性、再生性。
(2)研發電網改進技術,借助互聯網實現電網智能管理、綠色輸出。
(3)加大與互聯網的融合力度,把電氣技術的原理及電氣設備的工作過程在網絡上虛擬展示,讓更多的人通過網絡,了解電氣運轉原理、情況及工作模式。
電氣技術的發展帶動了電氣設備的智能化,就是讓電氣設備具有記憶、儲存等人腦所具有的功能,激發更大的潛力,實現人工操作的簡單化、自動化。隨著電力電網的智能化建設,電氣設備智能化發展呈現出集中高、規模大的特點,出現了智能化成套設備。此類設備能夠實現對電力系統的多方面、全方位控制,如監控、診斷、咨詢等,從而保證電力系統的有效運轉。電氣設備智能化主要有以下幾個特點:
(1)精確度更高,靈活性更強,更具有穩定、環保等屬性。
(2)發展趨向小型化,呈現高度集成、功能齊全等特征。
(3)機電一體化更加明顯。
3 電氣技術智能化、綠色化發展的原因
電氣技術的綠色化、智能化發展是時代的潮流,不可阻擋。除了其特有的優勢以外,還有國家的政策、社會的需要共同促進其不斷向前發展。
3.1 電氣技術智能化、綠色化發展是經濟實現可持續發展的必然要求
當前我國正在進行供給側結構性改革,推動產業的創新升級。特別是在制造業領域,改革力度更大。眾所周知,制造業是我國的支柱產業,要實現產業升級,去庫存,就要加大技術研發力度,實現制造業的有效供給,發展綠色化、智能化的產品。而電氣制造作為制造業的重要組成部分,也必須走綠色化、智能化的發展道路。隨著全球環境的日益惡化,綠色已經成為全球的主題,要實現全球經濟社會的可持續發展,就必須在電氣制造等領域實現創新突破,加大智能化、綠色化技術研發,推動電氣設備的可循環利用,實現可持續發展。
3.2 電氣技術智能化、綠色化發展是國家各項發展規劃的具體要求
隨著國家創新理念的不斷深入,特別是國家十三五規劃對各行業、各領域的職能綠色發展提出了要求。為了推動電氣技術的發展,我國近幾年已經連續出臺了多項規劃文件,如《綠色制造科技發展“十二五”專項規劃》、《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》等,就綠色制造、智能發展提出了明確要求和具體的部署。
從各類文件的出臺不難發現,國家對電器制造的綠色化、智能化發展的重視。電氣制造要實現源頭綠色化,就是要從設計開始便走綠色之路,采用節能減排的產業技術,實現綠色化改造,提高電氣設備的利用效率和環保效能。除了實現綠色化之外,智能化同樣是影響電氣制造競爭力的關鍵。必須加強電氣設備自動化的研發,加大自主創新力度,將智能制造作為未來電氣設備發展的主攻方向,實現智能化發展。同時,必須加強與電力系統的有效配合,在產品制造上實現自主化、綠色化、智能化,依托供電系統的電力有效輸出,采用先進的信息技術和控制技術,大規模發展新能源,優化電氣生產、加工效能,實現綠色、智能發展。
4 電氣技術面臨的挑戰及對策
中國電氣行業發展相對較晚,但發展的速度較快,短短的幾年,已經發展成為了世界主要的電氣制造國。電氣技術在我國取得長足發展的同時,在以下幾個方面還面臨著一些挑戰。
4.1 存心惡意競爭現象
隨著行業的不斷發展,競爭的日趨激烈,電氣行業出現了一些惡意競爭現象,嚴重影響著電氣行業的發展與創新。如電力系統存在盲目壓價現象,導致產品的質量出現一定程度的問題。
為有效阻止惡意競爭現象的發展,就必須加大技術創新與研發,實現產業轉型,由追求速度型向質量效益型轉變,研發高精尖產品,打造精品自主品牌,提高市場占有率和競爭力。同時要不斷加強新技術的革新,特別是研發電氣工藝及電氣裝備技術,結合電力技術的創新,推動電氣技術、設備的現代化進程。
4.2 電氣行業的產業升級
加大電氣行業產品的供給側結構性調整,完善供給結構,優化產品質量。加大電氣制造相關核心技術的研發,擺脫依賴外國技術的現狀,著力發展具有自主知識產權的優質產品,以推動國家整體行業發展。在發展模式上,要發揮主體帶動作用,培養大型龍頭企業,帶動中小企業加快升級改造步伐,推動行業技術革新,促進電氣技術的綠色化、智能化發展。
4.3 電氣技術的創新研發
物理學是一門自然科學,是與實際生活聯系緊密的學科,它不僅充滿知識性,而且洋溢著人文性,教材中有許多充滿科學精神的人文故事,可以幫助學生樹立優秀的品格,所以在物理教學中進行情感教育有豐富的實例。因此,物理教師要善于利用情感功能,為學生創設學習物理的情景,以提高課堂教學的效果。
在物理教學中,如何發揮學生的積極情感,促進物理教學呢?我認為可從以下幾方面做起:
一教師應有快樂的情緒和飽滿的精神。
教師的情緒極易感染給學生.當教師面帶微笑,懷著喜悅的心情走進教室教學時,學生會倍感親切,快樂之情油然而生,促使學生思維活躍,師生默契融合,有效地接受新信息的輸入。正如贊可夫所說:"如果教師本身就燃燒著對知識的渴望,學生就會迷戀于知識的獲取".所以物理教師應以敬業為先,滿腔熱情地投入到教學工作中去,不斷自我完善,以飽滿的,積極向上的熱情帶領學生去探索物理的奧秘。
二、充分利用教材的人文因素,發展學生的情感。
充分利用物理教材的人文故事,激發學生的情感.培養學生熱愛科學,獻身科學的情感,讓學生知道,在歷史上每一次技術革命和社會的進步,都與物理學的重大發現分不開的.
牛頓力學的建立和熱力學的發展的基礎上,導致了蒸汽機的發明,使人類進入了蒸汽時代;第二次工業革命,人類進入了電氣時代,從法拉第發現電磁感應,到麥克斯韋創立電磁理論開始,推動了電機,電器,電信設備的發明和制造,在這基礎上,才使人類進入了電氣時代;現在,人類社會進入了信息時代,是以20世紀以來相對論,量子論的創立和發展為基礎,極大地拓寬了認識物質基本結構和基本性質的視野,促進了人們大力開發新材料,新能源和微電子技術.通過講述這些富有情感的內容極大地感染了學生,激發了他們學習物理的興趣.三,創設有活力的課堂情景,激發學生學習物理的興趣
所謂情景是指由人的主觀心理因素(認識,情感等)和客觀環境因素(時間,空間,設備等)所構成的情與境的總和.每一個教育和教學過程都是在一定的情景中發生和發展的。新課程強調了學生作為主體對課堂教學的參與,其目的在于形成一個平等,和諧,熱烈的教學氛圍,變傳統的被動接受式學習為積極主動的參與式,探究式學習.研究表明:有興趣的學習不僅能使學生全神貫注,積極思考,甚至會達到廢寢忘食的境地.人在濃厚興趣的狀態下所學習的知識,常常掌握得迅速而牢固.愛因斯坦說:"對一切來說,只有熱愛才是最好的老師,它遠遠超過責任感."我國古代大教育家孔子也認為,知之者不如好之者,好之者不如樂之者,其理亦源于此.
物理學以觀察實驗為基礎,精心設計的觀察實驗活動乃是課堂上創設學習物理情景的最有效手段."反沖運動"和人造衛星時,我用錄像片展現我國二號火箭發射"神五","神六"“嫦娥”等以激發學生的求知欲及愛國熱情,使學生在接受認知信息的同時接收相應的情感因素的傳遞,彼此產生良好的情感體驗,從而達到以情促知,情知交融的教學效果.
四.利用美育因素,進行美感教育
美育對于學生形成完美的心理結構,養成高尚的品德和情操,實現全面,和諧的發展,具有重要作用.物理科學美主要是一種內在的美,它具有和諧,奇異,簡潔等特點.我校多次舉辦"物理學中的美景"講座,深受學生歡迎.物理規律美充分體現了多樣性的統一.牛頓運動定律,把力和運動(經典)統一起來了;萬有引力定律,使天上人間成為一統天下;動量守恒,能量守恒定律,縱橫于宏觀世界與微觀世界.白光通過三棱鏡后,呈現美麗的七色光帶,這七色光帶再通過三棱鏡,又統一為白光,真是集和諧,奇異,簡潔為一體.高中物理中的對稱比比皆是.力學中有運動對稱(如簡諧振動)和力的對稱(作用與反作用);電學中有對稱電路,對稱定則(左手定則,右手定則);熱學中,熔解與凝固,升華與凝華;原子物理中,裂變與聚變,粒子與反粒子等等.物理學家們勤奮工作,實事求是,視苦為樂,頑強不屈,堅持真理,獻身真理的美德,更是使學生受到美的感染,培養美的情操的好素材。
五、批改作業時要重視品德評價的投入來提高情感教育的實效