電力工程技術問題和施工安全研究

李基萍

（濰坊世紀晨光電力科技有限公司，山東 濰坊 262200）

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的設計和運行已經(jīng)難以適應新能源的大規(guī)模接入、負荷變化的快速波動以及對電力系統(tǒng)運行效率和可靠性要求的不斷提高。因此，有必要深入剖析當前電力工程技術面臨的各種問題，以便提出更先進、高效的解決方案。

另外，在電力工程的施工階段，安全問題一直是一個備受關注的焦點，電力工程施工涉及復雜的設備、高電壓環(huán)境和大量人員協(xié)同作業(yè)，安全事故可能對人員和設備造成嚴重損害。盡管過去取得了一些成果，但施工安全依然是一個綜合性、系統(tǒng)性的問題，需要更為全面的研究和管理手段來提升工程施工階段的安全性。

1 電力工程的重要性

電力工程在現(xiàn)代社會中具有重要的地位和作用，電力工程是現(xiàn)代社會基礎設施的核心之一，為各個行業(yè)提供了必不可少的動力和能源支持。電力工程直接影響到人們的日常生活，其支持了家庭用電、照明、通信、娛樂等方面的需求，提高了人們的生活水平，現(xiàn)代社會離不開電力，各種科技設備、家電產(chǎn)品對電力需求不斷增長。電力工程對國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展至關重要，它為工業(yè)生產(chǎn)提供了必要的動力，促進了制造業(yè)和服務業(yè)的發(fā)展，可靠的電力供應是吸引投資和促進經(jīng)濟增長的重要因素之一[1]。電力工程的發(fā)展推動了科技創(chuàng)新，新能源、智能電網(wǎng)、高效電力傳輸?shù)阮I域的研究和應用都依賴于電力工程的技術進步，電力工程的創(chuàng)新對于實現(xiàn)清潔能源、提高能源利用效率具有重要意義。

2 當前電力工程技術面臨的挑戰(zhàn)

電力工程技術當前面臨著多方面的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)涉及日益增長的能源需求、環(huán)境問題、技術創(chuàng)新和能源安全等方面。隨著對可再生能源需求的增長，電力系統(tǒng)需要更好地集成太陽能、風能等新能源，這涉及電力系統(tǒng)的靈活性和可調度性，以便更好地應對這些能源的不確定性和間歇性。高效的能源儲存技術對于解決可再生能源的波動性問題至關重要，當前的能源儲存技術仍然面臨成本高、壽命短、儲能密度低等挑戰(zhàn)，需要更多的研究和創(chuàng)新。

電力系統(tǒng)需要更多的智能化和數(shù)字化技術，以實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時監(jiān)測、控制和優(yōu)化，就需要面對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡安全和人工智能等方面的技術挑戰(zhàn)。提高電力系統(tǒng)和設備的能源效率是當前面臨的一個重要挑戰(zhàn)，涉及電力設備的設計和運行優(yōu)化，以減少能源浪費和提高系統(tǒng)的整體效率。面對日益復雜的電力系統(tǒng)結構，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性變得更為關鍵，特別是在面對突發(fā)事件和故障時，電力系統(tǒng)需要具備快速響應和自我恢復的能力。

3 電力工程技術問題

3.1 能源混合與新能源接入

能源混合與新能源接入是電力工程面臨的一項關鍵技術挑戰(zhàn)，其解決涉及多方面的技術和系統(tǒng)創(chuàng)新。要實現(xiàn)能源混合，電力系統(tǒng)需要整合多種能源包括太陽能、風能、水能、地熱能等，這就要求建立更加靈活、智能化的電力系統(tǒng)，以適應多源能源的變化。不同能源的可用性具有不確定性，例如天氣對太陽能和風能的影響，電力系統(tǒng)需要對這些不確定性進行有效管理，以確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。新能源的接入引入了間歇性的能源生成模式，電力系統(tǒng)就需要更加靈活地應對瞬時的能源波動，特別是在云量變化或風速波動的情況下。

新能源的接入使電力系統(tǒng)的調度和運營變得更加復雜，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調度模式需要更新，以適應新能源的不同特性和可變性。有效地將新能源集成到電力系統(tǒng)中需要準確的系統(tǒng)建模，包括對新能源的發(fā)電特性、輸電損耗、電力質量等進行精確建模，以確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。儲能技術的發(fā)展是解決新能源間歇性的重要途徑，需要推動更加高效、成本效益和環(huán)保的儲能技術，例如電池技術、壓縮空氣儲能等，將儲能系統(tǒng)有效地集成到電力系統(tǒng)中，以平衡能源供需、提高系統(tǒng)的響應速度和靈活性[2]。智能電網(wǎng)技術的應用可以優(yōu)化能源的分配和利用，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制，提高系統(tǒng)的適應性和韌性。建立智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，利用先進的信息通信技術和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對多源能源的有效調度和管理。

3.2 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力工程領域中一個至關重要的問題，直接關系到供電系統(tǒng)的正常運行和安全性。穩(wěn)定性主要分為電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性兩個方面，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和新能源的大規(guī)模接入，穩(wěn)定性問題變得更為突出。電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)電壓暫降電壓短時下降和電壓暫增電壓短時上升的情況，這會對電力設備和終端設備造成影響，特別是在電力系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)事件或大規(guī)模設備投入運行時，電壓穩(wěn)定性問題容易凸顯。電壓不平衡是指系統(tǒng)中各相電壓的不一致性，會導致負荷不均衡，對電力設備和終端設備造成影響，甚至影響到電力系統(tǒng)的正常運行。電力系統(tǒng)中的頻率是由發(fā)電機群的動力平衡控制的，而在系統(tǒng)負荷變化或者發(fā)電機組失去同步的情況下，頻率可能發(fā)生波動，頻率波動對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設備的運行都有重要影響。在電力系統(tǒng)中，頻率失衡是指系統(tǒng)中不同地區(qū)或部分的頻率不同步，頻率失衡會導致電力設備的不穩(wěn)定運行，甚至對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴大，新能源的大規(guī)模接入以及電力系統(tǒng)的復雜性增加，穩(wěn)定性問題的解決變得更為復雜。引入先進的調度和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測、調度和控制，以快速響應系統(tǒng)變化提高系統(tǒng)的適應性[3]。針對新能源的間歇性特點，采用先進的調度算法和儲能技術，實現(xiàn)對新能源的有效調度和集成。引入智能電網(wǎng)技術，通過先進的通信和數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性。對電力設備進行升級和改造，采用先進的電力設備和控制技術，提高設備的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 電力傳輸效率和輸電損耗

提高電力傳輸效率和減小輸電損耗是電力工程領域中關注的重要問題，輸電效率的提升涉及多個方面的技術和管理創(chuàng)新，以降低能量損耗、提高電能傳輸效率，并確保電力系統(tǒng)的可靠運行。使用高溫超導材料或高導熱性材料制造導線，以降低輸電線路的電阻減小能量損耗，柔性直流輸電系統(tǒng)具有較小的輸電損耗和更高的電流傳輸能力，可以通過高壓直流輸電技術降低輸電損耗。實施實時監(jiān)測和調度系統(tǒng)，通過精確監(jiān)測電力系統(tǒng)的狀態(tài)，實時調整輸電線路的負載，最大程度地減小輸電損耗，發(fā)展先進的電力系統(tǒng)優(yōu)化算法，包括輸電網(wǎng)配置、電流分配等方面的優(yōu)化，以降低整個系統(tǒng)的能量損耗。

通過合理設計輸電線路的布局，縮短輸電距離，減小輸電過程中的電阻降低能量損耗，通過提高輸電電壓、減小電流，可以降低線路電阻對輸電損耗的貢獻。在輸電網(wǎng)中引入儲能系統(tǒng)，通過儲存和釋放電能來平衡負荷需求，減小輸電過程中的能量損耗，通過協(xié)調電力系統(tǒng)調度和儲能系統(tǒng)運行，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的智能化調度，提高系統(tǒng)效率。尋找更低電阻、更高導電性能的新型導電材料，以替代傳統(tǒng)的輸電線路材料，減小電阻提高輸電效率。研發(fā)更高效的絕緣材料，降低線路電阻和損耗，提高輸電效率。

4 電力工程施工安全措施

4.1 風險評估和管理

風險評估和管理在電力工程施工中是確保安全的關鍵步驟。對施工項目進行全面調研，了解工程環(huán)境、設備狀態(tài)、作業(yè)人員等方面的情況，識別可能的風險源，通過與相關人員溝通、現(xiàn)場考察和歷史數(shù)據(jù)分析，識別潛在的施工安全風險。將識別到的風險進行分類，分為人員相關風險、設備相關風險、環(huán)境相關風險等，以便更好地進行管理，對每個風險進行定量和定性分析，評估其可能性和影響程度以確定哪些風險是最緊要解決的。基于風險評估的結果，制定詳細的風險管理計劃，明確風險控制的措施和應急預案，針對每個識別的風險，明確采取何種控制措施，例如改變工藝流程、采用新的工藝技術、加強設備維護等[4]。制定應急預案，包括事故的迅速報告和處理程序、緊急救援流程、人員疏散計劃等，確保在事故發(fā)生時能夠及時有效地響應。確定足夠的資源用于實施風險管理計劃，包括人力、物力、財力等，以確保計劃的有效執(zhí)行，設立監(jiān)測機制定期檢查風險管理計劃的執(zhí)行情況，并根據(jù)需要對計劃進行更新和調整。

4.2 人員培訓和資質要求

在電力工程施工中，人員培訓和資質要求是確保施工安全和高效進行的重要環(huán)節(jié)。在制定培訓計劃之前，進行詳細的需求分析，了解工程中不同工種的技能和知識要求，以便有針對性地進行培訓。制定涵蓋安全規(guī)定、操作規(guī)程、應急處理流程等方面的培訓內容，確保培訓內容全面、系統(tǒng)。確定培訓的形式包括課堂培訓、實地演練、模擬演習等，以滿足不同工種人員的學習需求，制定培訓周期確保培訓時間充足，使參與培訓的人員能夠充分掌握相關知識和技能。設立培訓后的評估機制，通過考試或實際操作等方式評估培訓效果，確保培訓的實質性收益。對參與電力工程的工程師、技術人員和操作人員進行必要的培訓和考核，確保其掌握相關技能和知識，建立健全的合格證書管理體系，確保合格證書的真實性和有效性。

對于涉及技術、法規(guī)等方面快速更新的行業(yè)，建立合格證書的更新機制，確保人員持續(xù)保持最新的知識和技能。

4.3 作業(yè)環(huán)境和設備安全

作業(yè)環(huán)境和設備安全是電力工程施工中至關重要的方面，直接關系到工人和設備的安全。

在施工現(xiàn)場明確標識危險區(qū)域，如高壓區(qū)域、作業(yè)區(qū)域、潛在的坑洞或挖掘區(qū)域等，以吸引工人的注意力并提醒潛在的危險。設置明顯的緊急出口標識，確保工人在緊急情況下迅速找到安全通道，保障他們的撤離安全，標識和保持清晰的安全通道，以確保工人在需要時能夠迅速而安全地撤離現(xiàn)場。制定定期檢查計劃，對施工現(xiàn)場使用的電力設備進行定期檢查，確保其符合安全規(guī)定并能正常運行。建立設備維護體系，定期進行設備保養(yǎng)和維修，例如潤滑、清潔、緊固等，防止設備因長時間使用而發(fā)生故障。制定設備的詳細操作規(guī)程，確保工人了解正確的設備操作步驟，降低操作錯誤導致的事故風險，定期檢查和測試緊急設備如滅火器、急救箱等，確保在緊急情況下能夠及時使用。對使用設備的工人進行培訓，使其了解設備的操作原理、安全注意事項等，提高操作技能，降低事故風險。

4.4 電力設備安全操作

電力設備安全操作是確保電力工程施工過程中工人和設備安全的重要方面。制定詳細的電力設備安全操作規(guī)程，包括設備的啟動、停止、調整等操作步驟，規(guī)程應該涵蓋所有可能的操作情況，確保工人能夠正確、標準地使用設備。在操作規(guī)程中明確列出安全注意事項，如電力設備的潛在危險、防護措施、個人防護裝備的佩戴等，以提高工人對潛在風險的警覺性。對工人進行操作規(guī)程的培訓，確保他們理解并能正確執(zhí)行規(guī)程，建立良好的溝通機制使操作規(guī)程得到有效傳達和執(zhí)行[5]。定期審查和更新操作規(guī)程，確保其與設備性能、工程環(huán)境等因素保持同步，以應對變化和提高安全性。制定明確的緊急停電程序，切斷電力設備電源的具體步驟和操作流程，確保所有工人都了解何時以及如何執(zhí)行緊急停電。對工人進行緊急停電程序的培訓，使其了解緊急停電的緊急性和操作步驟，培訓內容包括使用緊急停電裝置、開關等設備。在電力設備上標明緊急停電開關的位置并確保其易于訪問，這有助于工人在需要時快速找到并執(zhí)行停電操作。定期組織應急演練，檢驗緊急停電程序的有效性，通過模擬實際場景提高工人在緊急情況下的應對能力。在一些情況下，可以使用監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對電力設備的遠程監(jiān)控和緊急停電，提高操作的及時性和準確性。

5 結論

本文通過深入研究電力工程技術問題和施工安全，強調了電力工程在社會發(fā)展中的重要性。通過對當前面臨的挑戰(zhàn)進行分析，提出了解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、能源混合、新能源接入等問題的方案。此外，強調施工安全的關鍵性，包括人員培訓、設備安全和作業(yè)環(huán)境等方面，推動了電力工程的可持續(xù)發(fā)展，對電力工程領域的進步和安全性具有深遠的影響。