電網規劃與電力設計中確保電網安全措施研究

山東博聞信通電力工程設計有限公司 裴延亮

1 引言

為進一步提升電網構建整體以及后期實際應用過程中的安全性和穩定性，在開展電網構建工作期間，應從整體角度出發，適時提升其規劃以及設計水平，以此讓實際運用過程中存在的安全隱患得到有效控制。現階段，就電網規劃以及電力設計工作而言，依舊存在大量弊端和不足有待完善，例如，在故障以及異常作用下造成多條線路跳閘的情況下，相關管控工作壓力和難度將會急劇上升。而造成此種問題的主要原因在于電網規劃的不科學性以及電力設計不合理所致。

2 電網規劃與電力設計概述

為讓電網運行的安全性、穩定性以及高效性得到強有力保障，應進一步提升電網規劃以及電力設計工作的科學性、可行性以及合理性，同時充分結合相關反饋信息進行適時調整和改進完善。

2.1 核心內容

在針對電網系統開展科學規劃以及合理設計工作過程中，相關設計人員應對電源規劃、電力電量平衡、接入系統方案以及電氣相關計算這4個層面的關注力度和重視程度進行提升[1]。其中，電力電量平衡的有效維持和保證，能夠對電力系統相關規劃以及設計工作進行必要約束和限制。此外，在進行接入系統選取工作過程中，一方面需要聚焦絕大多數狀況下需要考量的多種不穩定因素，另一方面也需要有效保證占地面積以及所應用的技術能夠充分滿足接入系統相關需求和標準。

2.2 基本原則

在開展電網科學規劃以及電力合理設計工作過程中，相關設計人員應嚴格按照穩定性原則、經濟性原則以及靈敏性原則開展相關工作。就實際工作而言，相關設計人員應優先秉持穩定性原則以及靈敏性原則，在電網規劃以及電力設計整體穩定性以及靈敏性充分滿足預期目標和要求的條件下，可以經濟性原則作為依據進行合理調整和改進，以此讓電網安全性、穩定性以及高效性得到強有力保障。

3 電網規劃確保電網安全的有效措施

3.1 有效保證電壓等級布置的科學性

在開展電網系統科學規劃設計以及合理構建工作過程中，電網規劃在其中始終占據著較為基礎的地位，具有一定科學性、可行性的電網規劃能夠讓電網在實際運行過程中存在的多樣化安全問題的發生概率得到有效控制。為讓電網規劃的有效性、科學性以及合理性得到強有力保障，這就需要相關設計人員應進一步提升對電壓等級設置工作的關注力度，積極開展精細劃分，以此為發電廠勵磁、變電站以及變壓器分接頭等相關工作提供極大便利，進而讓相關工作得到更具分層化特征的最為適宜合理的閉環控制模式。

與此同時，在電網系統自身電壓等級劃分存在一定差異的條件下，電網系統整體安全性、穩定性以及服務質量將會受到嚴重影響和威脅。對于此種狀況，相關設計人員在開展電網系統科學規劃工作前期，應對特定電網系統的專屬規劃設計以及構建具體需求進行深入分析和全面考量。

第一，相關設計人員應對當地的實際狀況以及電力供應需求進行全面了解和深入掌握，并以此為依據和基礎構建規劃體系雛形并進一步完善。

第二，對于有關設計人員而言，應針對電網系統內部結構的各環節積極開展實時改進創新工作，以此讓超負荷等諸多不穩定因素進行有效預防和全面控制。

第三，設計人員也應對電網系統進行實際運行的成效以及穩定性和安全性進行必要預估，以此為實時動態監管以及相關規劃的合理適時調整和改進提供極大便利和必要保障。

3.2 有效保證電網負荷轉移的合理性

在電網系統進行實際運行作業過程中，負荷轉移工作的有效性以及合理性的有效保證是電網系統具體運行過程中安全性以及穩定性得以進一步提升的強有力保障和關鍵前提條件。對于此種狀況，有關設計人員應讓電網系統整體供電能力能夠充分符合相關工作要求和標準，以相關規范以及標準作為依據和基礎，以嚴謹態度開展標準擬定工作[2]。為真正實現電網系統運行整體科學性、有效性以及合理性的進一步提升，這就需要相關設計人員合理利用并有效發揮中壓配電模式開展電網負荷有效轉移工作。

其中，相關設計人員應針對中壓配電網規劃理念展開深入研究和不斷實踐，以此實現讓電網系統在實際運行過程中存在的負荷得到及時有效轉移。除此之外，中壓配電形式作用和價值的有效施展，也能夠讓電網系統運行過程中所產生的能源消耗以及停電故障等問題得到有效控制。

3.3 有效保證電網供電過程的合規性

為實現電網系統內部電力荷載與電壓維持平衡狀態，這就需要有關設計人員對二者開展實時監控管理，以此讓電網系統在實際運行期間存在的多種異常以及多種故障問題得到有效控制，從而為電網系統的安全性、穩定性以及高效性提供強有力保障。設計人員應在開展電網規劃設計工作過程中有機結合多種新材料以及先進技術的同時，進一步強化自身整體電網規劃知識能力水平、專業能力以及綜合素養。除此之外，相關設計人員需要格外注意的是，應有效保證電網系統構建施工水平能夠充分滿足合理化、科學化發展需求和標準。

3.4 適時強化電網規劃安全把控力度

將電網安全有機融入電網規劃以及電力設計工作中，在針對電壓以及電網負荷展開深入、全面考量的基礎上，進一步提升對相關規劃安全關把控工作的關注力度和重視程度，從設計圖紙的可行性和合理性、繼電產品整體質量以及招標流程整體完整性和規范性等諸多層面出發，針對電網工程開展科學化、可行性設計以及規范化、標準化操作，以此為電網安全提供強有力保障。與此同時，在相關施工作業人員操作規范性和標準性的基礎上，對電網在進行實際運行過程中各種故障問題發展概率進行全面控制和掌握。例如，相關設計人員可以進一步加快圖紙審核機制構建進程并進行適時改進和完善，憑借多重審核與交叉審核等多種審核形式的有機結合，以此為相關設計圖紙自身的合理性、可行性、科學性提供強有力保障。除此之外，對于有關設計人員而言，其也可以充分結合實際發展需求對繼電產品相關選取標準進行適時合理調整和創新，在具有一定建設資金儲備的基礎上積極選用具有高質量、高性能的繼電產品。

4 電力設計確保電網安全的重要舉措

4.1 變電站設計

對于變電站合理設計工作主要如下。

其一，針對110kV 變電設計工作而言，在開展具體設計工作過程中，應充分結合我國現階段電力供應行業發展具體狀況以及市場需求，并針對當地整體用電量以及能源消耗總量進行深入、全面考量，對多種影響因素開展全面考慮，以此為依據和基礎進行合理化、可行性電力設計工作。結合實際發展狀況來看，電力設計整體合理性以及可行性的缺失致使變電站后期維護成本急劇上升的弊端逐漸突出，需要在變電站設計期間進一步提升對其的關注力度和重視程度[3]。與此同時，安全性問題也不容忽略。為實現電網系統運行價值以及作用得到全面強化，在開展110kV 變電站合理設計工作過程中，可充分利用并有效發揮雙繞組變壓器的同時，也應將電壓嚴格控制在規定范圍內。

其二，就220 kV 變電站電力設計工作而言，220kV 在日常工作以及學習中應用較為廣泛，亦是現下絕大多數城市變電站主要輸出電壓，在城市供電穩定性以及安全性方面占據著極為重要的地位和作用，故此國家對220kV 變電站提出了更為嚴苛的要求和標準。220kV 變電站的電力設計原則可以劃分為：

鑒于220kV 變電站在社會發展以及生活中的重要地位和作用，220kV 變電站規模應進行適時調整和改進，以此讓電網自身額定容量以及電力輸送能力能夠充分滿足城市發展需求得到強有力保障。220kV 變電站的電力設計參數詳見表1，多數情況下，220kV 變電站自身應維持兩回電源，同時也能有效滿足變電站額定容量。除此之外，變電站運行容量應嚴格維持在150～180MVA 范圍內，唯有如此，才能讓220kV 變電站的運行水平以及輸送能力充分滿足城市用電標準和需求，進而讓電壓過高或者過低問題的發生概率得到有效控制，從而讓電網整體安全性、穩定性以及輸送的高效性得到強有力保障。

表1 220kV 變電站的電力設計參數

對于各變電站而言，其內部均應配置兩個以及兩個以上的變壓器，當其中一個變壓器出現問題或者發生故障的情況下，另一臺變壓器能夠自動將負荷及時有效轉移到自身的同時，也應有效保證變壓器所具有的短時過載容量應高于自身負荷，電網可以將變壓器的過載容量進行有效轉移和分擔。絕大多數情況下，變電站內變壓器的過載率能夠達到1.5左右，過載時間可達到4h。

此外，對于核心設施設備選取工作而言，電壓器應注重能源消耗低并且具有一定可調節能力的設備。而對于斷路器的選取，應積極選用具有較強適用性和可靠性的，且能達到免檢修的目的，例如GIS 組合電器SF6斷路器。為了進一步提升電網運行的安全性和穩定性，應科學安裝并有效發揮相關自動裝置，例如備用電源等，以此有效控制由于電路故障導致的大規模停電和斷電問題。而監測裝置應積極選用具有較強有效性、精準性和及時性，為精準判斷并明確故障位置提供極大便利，讓電網整體安全性、高效性以及穩定性得到強有力保障和適時提升。

與此同時，在進行具體設計工作過程中，也應進一步提升對電網運行安全以及節能工作的關注力度和重視程度，在電網運行的安全性、穩定性以及高效性得到強有力保障的同時，也應讓電網整體的節能性得到顯著提升。所以，220kV 變電站設計工作的主要內容包括無功補償以及諧波治理兩方面，此兩項技術在強化電網運行節能性能方面發揮著極為關鍵的作用。例如，220kV 變電站倘若合理科學配置了電容器補償設備，在用電高峰期功率因素遠超于0.95的條件下，電容器補償器設備就能夠將20%左右的主變容量轉變為無功補償容量。

4.2 運行故障處理

結合電網運行整體狀況以及流程而言，存在多種影響要素以及不穩定因素均會造成不同程度的故障問題，對電網運行的平穩性、安全性以及高效性帶來嚴重影響和威脅。在較為嚴重的狀況下，甚至會極大增加大規模斷電問題發生概率，對日常電力供應產生不利影響。電力設計工作的科學化、合理化以及可行化的有效保證，能夠為有關預防工作提供必要支持的同時，也能夠讓相關故障處理工作質量以及效率得到進一步提升[4]。對此，相關設計人員應針對電網實際運行過程中存在的故障問題以及不足之處開展全面、深入分析工作以及精準研判，從而為電力設計工作的深入完善以及適時改進提供必要支持和保障，進而為電網系統后期進行運行作業的穩定性、安全性以及高效性打下更為扎實的基礎。

5 結語

在城市化不斷深入發展的環境背景下，社會各群體針對電力供應方面提出了更為嚴苛的要求和標準。除此之外，在社會經濟持續穩定發展的帶動下，我國電網構建進程得到進一步提升，各地區電網精細化管理模式得到貫徹落實。在此種發展狀況下，電網運行的安全性、高效性以及穩定性逐漸成為現下社會關注焦點，相關人員應予以重視，結合科學化電網規劃以及合理化電力設計，實現對電網運行安全提供強有力保障。