电力工程技术特点、问题及处理措施.pdf

电力系统40丨电力系统装备 2023.6Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment在新发展格局下我国建立了统一大市场，推动了国际-国内市场双循环与城市-经济双流通，为我国电力行业参与全球同行业竞争，实施产业转型提供了新机遇。从近年来电力行业在新一轮工业化改革过程的实践经验看，已经建立了电力泛在物联网，全面提高了配网电力工程智能化水平。当前，正值中国式现代化改革阶段，为了进一步实现电力产业数字化高质量发展，电力企业需结合配网电力工程技术特点，加强对常见问题及处理措施的探讨。1 配网电力工程技术特点概述1.1 配网电力工程发展现状我国配网电力工程规模较大，电力企业在新的发展时代，通过实施一系列改革措施，全面提升了此类工程的建设水平与配网质量。从笔者近年来的学习、与同行交流及管理工作经验看，目前配网电力工程建设过程中，一方面，创建了适配性较高的设计施工一体化实践模式，形成了以配网电力工程项目立项投资决策方案设计招投标项目建设配网运行收尾电力营销运维管理等为主要环节的建设流程；另一方面，在大力推进光伏发电、垃圾发电、风力发电、地热能发电、水力发电等项目建设的过程中，实现了配网电力工程多元化发展。尤其在发挥基建优势的同时，全面增强了对配网的运维管理，较好地保障了配网电力工程高质量建设与高水准配网运行目标。1.2 配网电力工程技术特点随着配网电力工程中对技术要素配置比例的提升，其技术特点日益突出。例如，在配网电力工程建设阶段，对环保材料、节能技术、装配工艺等方法的运用，促进了此类工程节能降耗目标的落实，有利于促进“双碳”目标的落实。再如，在配网运行阶段，通过对自动化配网技术的配置，提升了配网系统的智能化水平。按电力用户、配电网、输电网、电厂四大要素设置子集后，一方面，形成了“需求导向”的电力配网建设思路，促进了电力需求侧与供给侧的均衡，大幅度减少了对电力能源的浪费，调节了电力生产的科学性；另一方面，在配网系统日益开放的条件下，对清洁能源电力的并网相对增多，配网运行质量获得了明显提升。但是，在这种日益向好的发展趋势下，由于配网运行效率越来越高，对技术的依赖程度越来越大，配网电力工程中也暴露了一些亟待解决的技术问题。摘 要随着我国经济的高质量发展，各行业诸领域对电力能源的需求有所扩大，为了满足日益增长的多元电力需求，电力企业普遍增强了对新材料、新技术要素的配置比例，起到了较好的应用效果。目前，在城镇化、数字化、工业化、农业现代化“并联式”发展过程中，电力企业应持续加强对配网电力工程技术的研讨，为其实践赋能。文章以此为出发点，概述了配网电力工程技术特点，通过剖析新时期10 kV 配网工程方面存在的技术问题，提出了几点较有针对性的处理措施。关键词电力工程；技术特点；处理措施中图分类号TM714.3 文献标志码A 文章编号1001523X（2023）06004004Characteristics,Problems and Treatment Measures of Electric Power Engineering TechnologyPANG JishuaiAbstractAlong with the high quality development of Chinese economy,the demand for electric power energy in various fields has been expanded.In order to meet the increasing demand of multiple electric power,the electric power enterprises generally enhance the proportion of new material and new technical factors allocation,which has a good application effect.At present,in the“parallel”development process of urbanization,digitalization,industrialization and agricultural modernization,power enterprises should continue to strengthen the research of distribution network technology to enable their practice.This paper takes this as the starting point,summarizes the technical characteristics of electric power engineering,analyzes the technical problems existing in the 10 kV distribution network project in the new era,and puts forward some targeted measures to deal with them.Keywordselectric power engineering;technical characteristics;treatment measures电力工程技术特点、问题及处理措施庞吉帅（山东省工业设备安装集团有限公司，山东济南250000）电力系统2023.6 电力系统装备丨41Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment2 配网电力工程技术问题配网电力工程规模化、多元化发展，将电力行业带入了高质量发展阶段，然而在项目建设、外部干扰、设备故障、配网布置等多个方面，受到客观因素与主观因素的共同影响，配网电力工程技术问题也有所增多。为了论述的清晰性，下面仅结合10 kV 配网工程中常见的技术问题，对其做出具体分析。2.1 施工技术不符合实际情况目前，10 kV 配网工程建设规模较大，在向“最后一公里”进行配网建设的过程中，部分施工区域遭遇了较为复杂的环境，包括自然地理条件险峻、气候环境复杂等情况。在这种条件下，不排除设计方案与现实情况发生偏差的情况，进而导致设计施工一体化实践中发生理论与实践不符的问题。例如，在设计方案中采用架空配网方案，在实际施工时由于地质环境不稳定、地形条件复杂，此两者之间发生了偏差。实际情况与设计方案不符合，需要对设计方案进行一些施工变更，才能实现建设目标。同时，在当前此类工程变更管理中，不排除施工单位利用这种情况从中渔利的现象。当建设单位不太注重对变更的管理与合同管理，以及对施工现场情况的实地调查时，容易出现更多损失。2.2 外力破坏问题相对增多在10 kV 配网工程中一般会选择单端连接方法，由于该方法应用时以射线分散模式为主，通常情况下应用“T”、“#”型网，或者选择单环形网时均要进行配网分割处理，配网拓展后容易受到外力因素干扰及破坏。例如，在以往工程施工现场管理中发现，当风力增大时，接线过程较为困难，而且随着风向的变动，电线稳定性变差，甚至导致线路偏移较大的实际问题。接线人员在这种恶劣环境下较难实现稳定接线，增加了接线时发生风险事件的可能性，严重时可能会诱发安全事故。再如，近年来城市更新、乡村建设中，各类工程均处于高速建设状态，受到绿化树木、道路工程、建筑工程等因素影响，给配网前的施工增加了一定的难度，给配网后的电力网络的运行形成了一定的阻碍。尤其在农村地区，由于各地的村镇发展水平不同，电力用户分散现象比较常见，在这种条件下进行配网电力工程建设时往往要进行配套设施建设，当施工单位缺乏配套建设时，受到自然因素、人为破坏、动物破坏后，会增加配电运行问题的发生概率。2.3 电力闪络现象预防不足配网电力工程由若干设施设备共同组成，在应用固体绝缘子对其进行绝缘处理的条件下，设施设备长期处于高额电压状态，受到雨雪、风力等因素影响，其周边会形成液体、气体氛围，加上电介质因素的影响，配网系统进入运行阶段后，绝缘金具表面时常会发生放电现象，进而引起电力闪络。一般情况下，电力闪络现象的发生增加了绝缘金具表面温度，会损伤到其表面绝缘能力，进而降低绝缘效果。而且，严重时会引起配网系统出现短路故障，使相关设施设备受到损坏。除此之外，雷电及雷电过电压发生后，对配网系统的冲击会导致闪络现象的发生。根据目前的故障处理经验及污闪问题研究成果看，污垢堆积至绝缘金具后，绝缘耐冲击性能有所弱化，加上雷电会造成“污闪”，进一步引起单相接地问题，造成其余两相电压升高。通常情况下，该数据能够达到稳态时相电压的1.73倍。需要说明的是，非故障原因导致的相电压升高危害较小，甚至可以忽略，但是在配网系统运行环境较差的条件下发生“污闪”后，会给配网造成一定的危害。2.4 电气间隙和爬电距离设置不合理10 kV 配网工程中的电气间隙和爬电距离设置比较重要，当相关参数设置不合理时，配网系统中的负载工作电压会低于异常电压，从而引起所谓的过电压现象。从以往情况看，这种现象的出现主要是设计配网时，未对电气间隙和爬电距离之间的关系做进一步分析。例如，当设计人员未对其关系进行深入分析时，设计方案会倾向于简单处理，从而造成电气设备本身的电气间隙设置过小，不能使电气间隙与爬电距离达到标准要求的正常距离值。此时，电气故障容易发生，而且过压现象出现后会对配网系统造成进一步破坏，损坏设备设施，使其发生停机故障。2.5 配网布置待优化10 kV 配网供电采用单电源供给方式，供电时以树突径向连接为准，在这种连接方式下常会影响配网稳定性。同时，受到配网建设施工方面的条件限制与工作分配效率影响，部分配网工程施工区域仍存在以下不合理的地方。电源配置过程中，对电线的规划不合理，存在电线杂乱交错的现象。在这种条件下，既会使居民与用户受到一定的困扰，也不利于此类工程的安全运行。变电站与电源之间的位置存在较大距离，尤其在部分配网中的变电站和电源配置距离较远，容易引起电力传输过程中发生损耗现象。电源配置时对于设备设施的运维管理较差，设备配置更新不及时，供电与实际的生产、生活用电需求不均衡，具体表现在电压质量等方面。3 配网电力工程技术问题的处理措施3.1 增强配网维护与管理现代配网电力工程日益复杂化，配网建设作为其中的关键环节，始终影响其运行安全。建议在新时期加强配网维护与管理工作，有效应对外力因素造成的破坏。例如，在10 kV 配网中扩大对智能配网监测技术要素的电力系统42丨电力系统装备 2023.6Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment配置比例，例如使用智能机器人对配网开展全线动态检查。再如，在当前电力泛在物联网已经建成的条件下，供配电企业应在“互联网+”改革、物联网改革基础上，进一步扩大对大数据技术的运用。将设备层的物联设备（如工业摄相头、无人机、传感器、监测装置等）采集到的数据进行数据处理与分析，精准分析配网运行环境、设备设施参数，挖掘其中的异常数据，通过比较“实时数据库”与“故障范例库”中的数据，快速监测其中潜在的风险并发出预告预警。从近年来智能化配网线路状态监测系统的应用情况看，主要采用模块化设计方法，设置好各模块后，通过大数据软件对各模块采集数据的分析与处理。如图1所示。线路走线筛选模块巡航路线规划区域划分模块储存数据库分析服务器预警显示模块电流检测模块图像采集模块特征提取模块图1 配网线路智能化监测系统示意3.2 合理选用配网施工技术建议在设计施工一体化实践模式下，尽可能突出设计环节的引领作用，将科学的配网规划与配网施工技术相结合，提高配网电力工程施工技术选择的合理性与应用的精准性。（1）施工前，设计人员应结合勘察报告对配网施工区域进行全面调查。选择 BIM 技术，将 CAD 规划图导入 Revit 软件建立三维规划图，然后根据调查数据进行模拟分析并根据分析结果对原方案进行优化。（2）线路架设直接影响后续配网效果，应将其作为重点，对其中的各项要素进行有效控制。例如，在配网线路架设施工时涉及到杆塔、电杆、横担、绝缘子、导线等多项要素，在实际施工时，应严格按照施工准备材料检查现场布置电杆组立横担安装绝缘子安装拉线组装质量验收等，编制施工管理要素清单，细化施工技术质量控制指标，进而保障对施工技术的有效运用。3.3 配置解决闪络问题的技术措施新时期在解决闪络问题时应用了多种技术，也起到了较好的控制效果。例如，在“污闪”问题方面，可以通过在转接瓶位置安装防污装置的办法，预防其绝缘金具受到雨雪、气体等的污染，进而避免在雷电现象发生后造成因“污闪”导致的闪络问题。再如，在日常的检修中发现闪络问题多由开关室故障造成，在这种前提下可以通过对室内湿度的有效监测与控制，起到预防闪络故障的作用。以10 kV 配网为例，闪络故障可以达到20%左右，此时应增加针对闪络故障的检测与维修。具体而言，在存在闪络故障的配电线路段，可以使用万用表先对 A 相绝缘电阻进行测量，再对并网联络线路两点电阻进行测量，当其值为无穷大时则表明存在闪络故障。最后根据故障成因分析，进行相应处理。3.4 精准设置电气间隙与爬电距离电气间隙与爬电距离设置不合理的问题，一般要利用测量计算该距离的方法进行处理。例如，在10 kV 配网中，设计人员应对电气路径的深度、宽度进行分析，查看其中的路径和沟槽是否平行，然后将宽度控制在标准要求的范围以内。需要注意的是，路径设计分析阶段，对于“V”字型路径内角角度的分析十分重要，此时设计人员有必要查看 GB332、GB4435、GB1720等方面的要求，确保设计宽度在合理范围内。另外，在非黏结接缝方面，两边沟槽设计宽度应大于接缝实际宽度。至于整体上的路径设计则应考虑设置扩展边沟槽的问题。从以往的设计工作经验看，对于螺钉和槽壁之间的孔隙应进行合理控制，预防出现间距太小的问题。建议在实际操作时，尽量应用数据模拟软件进行多次模拟，直到满足标准要求为止。3.5 科学布置配网线路与电源在布置配网线路时，建议从配网电力工程的系统性着手，从整体规划设计层面进行线路规划优化，再根据具体的配电网络系统布置相关线路。例如，在10 kV 配网线路中，可以在接线方式方面，选择单电源单母线不分段接线技术，减少线路布置的复杂化与设备使用数量，进而降低其成本投入，保障安全性等。再如，在电源配置方面，可以通过电源点的分布设计解决，还可以从缩短变电站与电源之间距离，并分离电源分布点和周围进行管理。除此之外，建议从管理入手加强对电源设施及相关设备的更新。4 结束语总之，配网配网电力工程在国民经济发展中始终发挥着不可取代的作用。在新时期中国式现代化改革之际，电力企业应根据高质量与高水准配网建设的目标，持续加强对配网电力工程技术特点、问题的分析。结合上述分析可以看出，配网电力工程技术特点鲜明，建设质量越高，其应用效果越好，有利于促进电力供给侧与需求侧的均衡。目前配电技术方面的主要问题集中在外力破坏、施工技术应用不合理、电力闪络、电气间隙与爬距不足、配网布置不合理等方面，建议电力企业遵循思路决定出路的基本原则选择“具体问题具体分析，针对性解决”的方法制定一些行之有效的处理措施，全面提高配网电力工程建设质量。电力系统2023.6 电力系统装备丨43Electric System2 0 2 3 年第6 期2023 No.6电力系统装备Electric Power System Equipment近来年，大电流输出中的 DC/DC 转换控制电路的应用相对增多，作为一种双极型集成单片控制电路，其中的功率开关管采用基极电流驱动方式时，发射极寄生电容与基极存储效应会对关闭速度产生影响，通过减小开关管饱和深度、基极存储效应，有利于减缓关闭速度。因而，在新时期的实践中应加强对双极型功率开关管的设计，保障大电流输出中 DC/DC 转换控制电路结构的合理性与有效性，提高此类电路的应用效果。1 电路结构分析1.1 工作原理本次研究中拟设计一款输出电流为2A、版图结构相对新颖的双极型开关管（图1），整体电路结构组成要素包括：大电流输出开关电路、RS 触发器、振荡器、基准电压发生器、比较器等。从工作原理看：以恒流源为中介，连接到 CT管脚的振荡器，可以为3脚上的定时电容进行持续充电与放电，从而形成振荡波形。如果 CT电容进入充电状态，那么 RS 触发器的 R 端与门 C 端可以转换为高电平，此时能够完成比较器阀值电压与基准电压的比较分析。当前者小于后者（S=1，R=0），此时可以进行1操作，导通 T2管并与 T1管完成达林顿连接。在这种情况下，随着 值的增大，功率开关管输出电流提高，输出开关处于导通状态。振荡器进入放电状态后，关闭输出开关，端口7进行电流限制检测，电源与检测点电关大于300 mV 的条件下，可以限制输出电流大小。其中，CT充电过程会随着过流保护电路启动而加快，缩短开关管导通时间，从而在减少电路通电时间的则地降低该点的电压。1.2 整体电路分析（1）以基准电压发生器为例，由电流偏置电路、带隙基准电路、启动电路组成。分述如下：启动电路主要包括 R2、N3三极管。该电路上电后最先启动的是 N3管，当启动电流产生后，N2管与 N3管可以组成镜像电摘 要在新一轮工业化改革浪潮推动下，我国各行业诸多领域对信息技术与通信技术的融合应用越来越广泛，增加了对双极型功率开关管的应用。当前，正值高质量发展时期，应持续在技术赋能路径下提高大电流输出中的DC/DC 转换控制电路结构设计水平。文章概述了这一控制电路的整体结构，并在此基础上对其电路仿真验证、版图设计及应用测试情况进行了具体讨论。关键词大电流输出；DC/DC 转换控制；电路结构中图分类号TM46 文献标志码A 文章编号1001523X（2023）06004303Discussion on the Structure of DC/DC Conversion Control Circuit in High Current OutputLU FeifeiAbstractDriven by the new wave of industrialization reform,there is an increasing integration of information technology and communication technology in various industries and fields in China,increasing the application of bipolar power switches.At present,during the period of high-quality development,the design level of DC/DC conversion control circuit structure in high current output should be continuously improved under the technology empowerment path.This article provides an overview of the overall structure,and on this basis,discusses its circuit simulation verification,layout design,and application testing in detail.Keywordshigh current output;DC/DC conversion control;circuit structure大电流输出中的DC/DC转换控制电路结构探讨陆飞飞（国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏徐州221000）参考文献1 李洪新.智能电网建设中配网电力工程技术的应用 J.砖瓦世界，2023，8（2）：184-186.2 孙鑫.配网电力工程中配电电缆施工技术要点分析 J.电力设备管理，2023，12（2）：149-151.3 叶青，郑路攀，祝勇，等.基于分布式区块链与信息加密技术的配网电力工程数据共享策略设计 J.电子设计工程，2023，31（2）：121-125.