…………………………．皇王研宝一 Ｉ 电力输配电线路节能降耗技术饼究与工程应用 国网冀北电力有限公司廊坊供电公司 袁力 李彦国 【摘要】电力是当前社会发展前行的根本动力，因此对电力节能技术的研究受到了当今社会的广泛关注。降低电力输配电线路的损耗，减小线路中无用功功率的 产生进而提高电能的有效利用率，成为了目前电力节能的重要课题。文中阐述了在输配电线路中电力节能的重要技术，并指出这些技术在实际应用中会取得较为 理想的效果。 【关键词】输配电线路；节能降耗 电力系统的耗能量很大，而且大部分的 建议在供电系统或电力设备中安置滤波器或 电能是在输配电线路中消耗，实现输配电线 采用节电装置。 路的节能降耗对提高社会经济发展有着举足 ２．电力输配系统中降损节能技术措施 轻重的作用。由于电能消耗过快且电力系统 ２．１电网规划优化 的投资不及时，因此输配电线路在节能降耗 电网规划优化是指在规划电网的过程 方面仍存在着巨大的发展空间。实现输配电 中，采用不断的调整规划方案的方式，从而 线路中电力的节能降耗不仅能够减少居民的 达到线路中电力节能降耗的目的。电网规划 用电支出，增大电力公司的经济效益，而且 除了对现有的电力系统进行自动化设计之 极大有利于国家能源的有效利用、环保以及 外，还现场监测线路的损耗程度。由此可以 资源的优化配置。 看出，选择适当的电网规划方案，能够有效 １．加强输配电系统中的节能技术 的降低输配电电路的电力消耗。 首先要降低线路的损耗，降低线路的 ２．２电力变压器节能 消耗主要通过下面几种方式：一是减少导线 电力变压器节能是指在线路运行当中， 的长度。在设计和实际施工中，输配电线路 合理使用变压器，达到节约电能的目的。由 尽可能走直线，不走或少走回头路或弯路， 于在电网整体系统工作当中，变压器将消耗 实现线路的优化。如果导线较长，会引起电 能消耗量的增加和费用的增大。此外，高层 建筑中的配电室应尽可能接近电气竖井使主 干线的长度减小。二是提高功率因数。在供 配电系统中，如变阻器、电动机、灯具的镇 流器以及很多家用电器等用电设备均为电感 性负荷，这些设备会造成大量的无功电流， 这种电流需流经高低压线路到达用电设备末 端，因此在一定程度上大大又增加了线路的 能源消耗。为此，相关人员将电容补偿柜安 装在供配电系统中，达到了减少系统整体的 滞后无功电流，提高功率因数的目的。当功 率因数由０．６提高到Ｏ．８时，线路损耗可减少 约３５％。三是抑制谐波电流。谐波电流会引 起供配电系统中电能损耗量的增加，对整体 系统的线路以及相关的电力设备都会引起极 大的危害。为了减小谐波的产生几率，本文 测，检查是否存在接地事故，在对计量回路 进行测量，查看事故状态，最后再针对保护 回路进行检测。 三、接地事故处理过程中需要注意的问 题 绝大部分的电能，如果可以对变压器进行合 理的控制，降低其耗能程度，将会大大减少 的线损量。根据当前国内降低变压器损耗 的方式来说，主要包括使用新型的节能变压 器、科学设计变压器的容量等。 ２．３选择适当的配电电压 在电网工作的过程中，增强管理配电电 压的力度并合理控制配电电压，称为选择合 适的配电电压。众所周知，电压的高低强弱 对于线路中电能的损耗来说具有决定性的作 工作效率产生严重影响，所以应对变压器的更 换与维护产生高度重视。根据国内现状而言， 种非晶合金铁芯的新型变压器受到了广泛的 关注。该变压器噪声小、耗能低，正逐步取代 传统变压器在变电站中的使用。 ３．对配电线路的选择 一３．１扩大导线的载流水平 根据原则，在满足要求的情况下，导线 截面应选取为最小值；但从现实经济的角度 考虑，采用最小截面的导线并不适合。如果 将导线的最小截面增大，不仅可以从下降的 线路损耗中节省出一笔费用，还可以利用这 笔费用来弥补增加的投资。导线的使用期一 用，因此选择适当的配电电压，能够有效地 降低由于高压而引发的线路损耗，进一步实 命长。现了减少供配电网能源消耗的目的。 ４．结束语 ２．４使用低损耗的新型变压器 综上所述，本文分析了输配电线路中电 在上述介绍中可以看出变压器消耗了整 力能源消耗的主要问题，并由此提出了解决 个电网系统中绝大部分的电能，因此，如果变 这些问题以及实现电力节能降耗的方法与措 压器自身的功率过低，将会对电网整体系统的 施。随着当前社会经济的迅猛发展，百姓生 备与使用，要确保电源持续供应，遇到紧急 情况下也可以引入蓄电池。 般在十年以上，因此增大截面所带来的节能 降耗将会创造出较为显著的经济效益。 ３．２选用架空绝缘导线 目前，国内外对输配电线路的节能降耗 技术正在深入研究，架空绝缘导线在实际应 用中也会取得进一步推广。架空绝缘导线优 点诸多： ①线路供电的可靠性强。采用此架空绝 缘导线的线路可以降低工作时的停电次数， 提高线路的有效利用率；②线路杆塔结构简 单。既节省了材料，又起到了美化环境的效 果；③线路电能损失小，仅为普通裸导线线 路的２／５；④导线腐蚀程度低，线路使用寿 １．理清接地类型，也就是确定属于哪 种极性接地。接地极性判断十分重要，可 以说在整个的排查、检修工作中占据关键地 位，及时判断出故障的极性则会带来势如破 竹的便利，促进后面的工作的顺利开展。正 接地影响范围相对小～点，负接地和两极接 地的影响范围是最大的，所以当故障发生时 需要第一时间暂停所有站里的其他工作，查 一找接地点。 ２．逐步减小核查范围：排查工作就是一 个排除的过程，也就是通过缩小范围进行逐 排除，其中分网法为比较有效的方法。在 排查时把直流母线中的分段闸断开，确保直 流系统被整体划分为多个小部分，而且他们 之间相互独立，毫无瓜葛。要重点关注接地 危险大的部分，将这些部分再分割，成为多 个毫无联系的小部分来进行分层剥茧式的核 查与检修，其中需要额外注意的就电源的准 一３．根据负荷大小，进行科学处理。排查 时要根据负荷大小进行针对性处理，也就是 根据其重要性来有针对性地处理解决，具体 过程如下：如果是相对关键的直流负荷则需 要通过负荷转移法来分析，核查各个分支线 路上有无接地故障，相反如果是相对次要的 以及无法通过转移负荷来解决的，则可以通 过瞬间停电法来代替，展开排查工作，检查 有无接地事故发生，以及具体的位置，详细 的操作体现为：把某一回路中的电源切断， 查看接地信号能否继续存在，一旦信号继续 存在，而且各个线路极点对地没有电压产生 则预示着此直流线路上没有接地故障发生， 相反则说明接地故障已存在，需要进一步排 查处理。 ４．进一步深入支路的排查。一般来说， 直流线路出现接地故障的准确方位，整个的 排查过程是分段开展的。 四、总结 变电站直流系统在整个的电力系统中 发挥着至关重要的作用，它关系到电源的供 应，以及整个电力系统的安全运行，必须加 强对直流系统接地故障的排查与研究，采取 科学的方法进行处理，将其不良影响降至最 低。 参考文献 ｆ１］张金堂．变电站直流系统接地故障查找Ⅱ】．农村电 气化，２０１０（０９）：３２—３２ 【２］陈韬，胡书琴变电站直流系统接地故障的分析及 对策【ＪＪ．电力学报，２００９，２４（０２）：１４５—１４６． ｆ３】毛伟昕，祝丽娟．变电站直流系统的探讨．湖州师范 学院学报，２００９，Ｏ１． 【４］刘晓忠，王宁国，李靖波变电站直流接地原因及预 防措施Ⅱ】．电力安全技术，２００９，Ｉ１（３）：５６ 直流屏母线分为多个部分来工作，意思是现 实中的负荷电压来自于双回路，由此为了能 够有效排查接地事故，可以采用两分法，也 就是第一步选择合适的方位进行回路开环， 把电源闸切断，查看信号的存留状况来衡量 【５］杜新华．电力系统直流接地的危害分析及预防措施 Ⅱ］．中国高新技术企业，２０１０，３０：９６—９７． 【６］王永强．直流系统接地故障查找方法探讨及预防接 地措施Ⅱ】．应用科技，２０１０，９：２４５—２４６． 电子世界 一５７— Ｉ丝一皇王研霾…………………………． 简析潘口水电站电力二次系统的安全防护 中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局文中从硬件防护设备的配置等方面，分析了潘口电站电力二次系统安全防护方案及策略。 【关键词】潘口水电站；安全防护；防护技术专用设备 唐鹏程 【摘要】电力二次系统安全防护，目的是规范和统一电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护的规划、实施和监管，保障电力系统的安全稳定运行。 潘口电站安装２台单机容量为２５０ｂＩ￣的混 流式水轮发电机机组。以发电为主，兼有防 洪、旅游，养殖等综合效益。电站于２０１３年 业务区，第３区为生产管理区，第４区为管理 信息区。 １．安全区Ｉ是实时控制区，是安全保护的 ｌ２月完工，主要承担电网调峰、调频和事故 核心。凡是具有实时监控功能的系统或其中 负荷备用等。 的监控功能部分均应属于安全区Ｉ。如调度 方案总则 的ＳＣＡＤＡ（ＡＧＣ／ＡＶＣ）系统、功角实时监测系统 潘口电站电力二次系统安全防护，目 （ＰＭＵ）以及电站监控系统等，其面向的使用者 的是规范和统一电网和电厂计算机监控系统 为调度员和运行操作人员，数据实时性为秒 及调度数据网络安全防护的规划、实施和监 级，外部的通信均经由ＳＰＤｎｅｔ的实时ＶＰＮ。 管，以防范对电网和电厂计算机监控系统及 ２．安全区ＩＩ是非控制业务区。不是直接 调度数据的攻击侵害及由此引起的电力系统 进行控制但和生产控制有很大关系，短时间 故事，保障电力系统的安全、稳定、经济运 中断就会影响电力生产的系统均属于安全区 行。 ＩＩ。安全区ＩＩ的典型系统包括电能量计费系 潘口电站电力二次系统是由业务系统、 统、故障信息管理系统等。其面向的使用者 调度数据网络（ＳＰＤｎｅｔ）和电力数据通信网 为运行方式、运行计划工作人员及发电侧电 络（ＳＰｉｎｅｔ）构成。方案确定潘口电站电力 力市场交易员等。数据的实时性是分级、小 二次系统的安全区的划分原则，各安全区之 时级、日、月甚至年。该区的外部通信为边 间在横向及纵向上的防护原则，严格执行 界为ＳＰＤｎｅｔ的非实时ＶＰＮ。 “安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认 ３．安全区ＩＩＩ是生产管理区。该区为进行 证”的规定，并指导相关单位实施。 生产管理的系统，典型的系统为电厂生产管 二、安全防护总体策略 理信息等。该区中公共数据库内的数据可供 ｉ．安全分区 运行管理工作人员进行Ｗｅｂ浏览。该区的外 根据系统中业务的重要性和对一次系统 部通信边界为电力数据通信网ＳＰｉｎｅｔ。 的影响程度进行分区，所有系统都必须置于 ４．安全区Ⅳ是办公管理系统。包括办公 相应的安全区内。对实时控制系统等关键业 自动化系统或办公管理信息系统。该区的外 务采用认证、加密技术，重点保护生产控制 部通信边界为ＳＰｉｎｅｔ或因特网。 以及直接生产电力的系统。 四、二次防护技术专用设备 ２．网络专用 １．专用安全隔离装置：分为正向型和反 建立调度专用数据网络，实现与其他数 向型。从安全区Ｉ、ＩＩ往安全区ＩＩＩ必须采用 据网络物理隔离，并以技术手段在专网上形 正向安全隔离装置单向传输信息；由安全区 成多个相互逻辑隔离的子网，以保障上下级 ＩＩＩ往安全区ＩＩ甚至安全区Ｉ的单向数据传输 各安全区的纵向互联仅在相同安全区进行， 必须经反向安全隔离装置。反向安全隔离装 避免安全区纵向交叉。电力调度数据网络与 置采取签名认证和资料过滤措施，仅允许纯 电力数据通信网实现安全隔离，并通过采用 文本资料通过，并严格进行病毒、木马等恶 ＭＰＬＳ—ＶＰＮ在（ＳＰＤｎｅｔ）和（ＳＰｉｎｅｔ）分别形成多个 意代码的查杀。 相互逻辑隔离的ＶＰＮ，实现多层次的保护。 ２．横向安全隔离装置（反向）：用于从 ３．横向隔离 安全区Ｉｌｌ，ｔ］安全区Ｉ／ＩＩ单向传递资料，是 将实时监控系统与办公自动化系统等实 安全区ＩⅡ到安全区Ｉ／ＩＩ的唯一资料传递途 行有效安全隔离，隔离强度应接近或达到物 径。横向安全隔离装置（反向）集中接收安 理隔离，使不同强度的安全隔离设备在各安 全区ⅡＩ发向安全区Ｉ／ＩＩ的资料，进行签名 全区中的业务系统得到有效保护。 验证、内容过滤、有效性检查等处理后，转 ４．纵向认证、防护 发给安全区Ｉ／ＩＩ内部的接收程序。 采用认证、加密、访问控制等手段实现 ３．纵向加密认证装置：用于安全区 资料的远方安全传输以及纵向边界的安全防 Ｉ／ＩＩ的广域网边界防护。加密认证网关， 护。安全区Ｉ、ＩＩ的纵向边界部署ＩＰ认证加 加密认证网关除具有加密认证装置的全部功 密装置；安全区ＩＩＩ、Ⅳ的纵向边界部署硬件 能外，还应具有应用层内容的识别功能。其 防火墙。 作用一是为本地安全区Ｉ／ＩＩ提供一个网络 三、安全区的划分 屏障，具有类似包过滤防火墙的功能；作用 根据潘口水利枢纽电力二次系统的特点 二是为网关机之间的广域网通信提供认证与 和安全要求，整个二次系统分为４个安全工 加密功能，实现数据传输的机密性、完整性 作区：第１区为实时控制区，第２区为非控制 保护。 一五、网络专用 ｉ．调度数据网 调度数据网必须建立在ＩＰ＋ＳＤＨ的基础 、上，严格ＭＰＬＳ ＶＰＮ的划分。通过ＭＰＬＳ ＶＰＮ划 分将调度数据网分成ＶＰＮＩ和ＶＰＮ２。因此，在 纵向上安全区１的数据传输和交换通过ＶＰＮＩ 来完成，安全区ＩＩ的数据传输和交换通过 ＶＰＮ２来完成。 ２．安全区ＩⅡ网络（调度生产管理０ＭＳ网络） 安全区ＩⅡ网络主要是在纵向上各级调度 部门传输调度生产管理信息，属于管理信息 大区，它与安全区Ⅳ网络之间主要通过防火 墙隔离。 ３．安全区之间的横向隔离及纵向保护 在各安全区之间均选择适当安全强度的 隔离装置。具有隔离装置的选择不仅需要考 虑网络安全的要求，还需要考虑带宽及实时 性的要求。安全区之间隔离装置必须有是国 产并经过国家或电力系统有关部门认证。 安全区Ｉ与ＩＩ之间的隔离要求采用硬件 防火墙，可使安全区之间逻辑隔离。禁止跨 越安全区Ｉ／ＩＩ与安全区ＩＩＩ／Ⅳ的非数据应用穿 透。由安全区ＩⅡ／Ⅳ向Ｉ／ＩＩ单向数据传输必须 经安全数据过滤网关串接物理隔离装置。 同一安全区间纵向防护与隔离。同一安 全区间纵向联络使用ＶＰＮ网络进行连接。安 全区Ｉ／Ｉ１分别使用ＳＰＤｎｅｔ的实时ＶＰＮＩ与非 实时ＶＰＮ２。安全区Ｉｌｌ／ＩＶ分别使用ＳＰｉｎｅｔ的 ＶＰＮ。 六、防病毒措施 防止病毒关系到整个系统的安全，防病 毒软件要求覆盖所有服务器及客户端，对关 键服务器实时查毒，对于客户端定期查毒， 制定查毒策略，并备有查杀记录。病毒防护 是调度系统与网络必需的安全措施 病毒的 防护应该覆盖安全区Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ的主机与工 作站，特别在安全区Ｉ、ＩＩ要建立独立的防 病毒中心，病毒特征码要求必须以离线的方 式及时更新。安全区ｍ的防病毒中心原则上 可以和安全区Ⅳ的防病毒中心共用。 七、结语 电力二次系统安全防护是个系统性的工 程，网络和信息安全不仅要从防火墙措施、 网络隔离措施、防病毒措施等角度考虑，还 要从管理的角度去考虑。加强管理和完善技 术措施，才能切实有效地实现电站二次系统 网络和信息的安全。 作者简介：唐鹏程（１９６８一），男，大学本科，高 级工程师，现供职于中国水利水电第三工程局有限 公司制造安装分局。 Ｉ２１张晓娟．浅谈电力输配电线路中的节能降耗技术 Ⅱ】ｌ工业技术２ｏ１２（２２） 活水平的不断提高，电能已成为居民正常生 活中不可缺少的重要能源。然后电力的供应 又出现了紧张的趋势，因此，节能降耗便成 为当前局势下的首要任务。针对各地各部门 的实际情况，采取适当的节能方案，才能更 一为有效的实现节能降耗。 参考文献 ［３］孙凯浅谈节能降耗技术在电力输配电线路中的运 用卟科技论坛． 【１］杨敏，蒋桂强，杨志伟浅谈电力输配电线路中的节 能降耗技术Ⅱ】电力与能源，２ＯｌＩ（１３） ５８一屯子世界
