基于电力安全生产下的介质环流延展性分析

张自润 莫立群

摘要：环流是介质流动过程中常见的现象，电力生产时电力设备因介质流动造成的环流影响很大。电、磁、热等介质环流在电力生产中对安全运行的影响，阐述介质环流在电力生产中产生机理和危害，提出保证安全可靠运行的技术措施和相关新技术新工艺的应用，为电力生产安全运行提供参考，提高电力生产的可靠性和稳定性。

关键词：环流;非晶合金;分相封闭;源网荷协同

引言

形成环流的物质可以是任何流动介质，如电、磁、热等。在电力生产中，介质流动产生环流的主要原因是压力、温度的中心趋向性或介质能量位置差异性的分层布置，而导致中心趋向性或位置差异性的影响因素很多，包括介质流动速度、粒子密度变化、中心压力、温度、其他介质力量扰动（如某种特殊引力）及周围环境影响等。

1电力安全生产的重要性

在日常生活生产中，决定电力安全生产的要素有很多，所以这是一项不容忽视的工作，其主要方面有：电力生产工程中的安全，电力基本设施的建造，电力资源的经营，以及各项工作要素所制约。

1.1电力安全生产对社会稳定的影响

电力生产作为日常生活中的一项重要资源项目，应用非常广泛，是一项民生产业，具有一定的社会性。电力安全生产关系着人们的生命财产安全，关系到人们经济的健康发展，一旦电力生产过程中出现问题，就会引起地区性生活生产瘫痪，居民正常起居生活，工厂生产、企业办公等将会受到严重的影响，因此电力生产的安全关系到社会的平安稳定。

1.2电力的安全生产对于企业本身的发展

电力生产是电力企业最基本的一个工作项目，如果一个企业无法保证本身的生产安全，经常发生事故，那么将如何能做到稳定发展。所以说为了企业能拥有一个良好的生产环境，必须要做到，电力生产的安全性，为其他产业的发展提供安全保障。

1.3电力的生产需要电力的安全

电力生产是一个非常庞大的系统，包括从发电厂输出的电力，经过一系列的变电调节，输电线路，供电线路，再将电力分散到各家各户中去等等环节。由于现在技术水平的原因，对于电力的储存能力还不够，因此，要做到生产、运输、销售一条龙。这么多的过程混合在一起，形成了我国强大的电网系统，各项环节都要有条不紊的进行，一旦出某一环境出现问题，尤其是安全问题，那么后果就不堪设想。

2电力生产中介质环流产生的影响分析

2.1电流环流的影响

2.1.1变压器铁芯的电流环流

配电网的节能降耗对配电变压器铁芯材料质量有很高的要求。因为铁芯金属块处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，铁芯内部会产生感应电流，铁芯中形成一圈圈的闭合电流线，即电流环流，亦称涡流，该涡流将产生变压器能量传输消耗。变压器的铁芯材料形成涡流小则变压器的涡流损耗就小。

2.1.2分布式光伏电站接入配电网时的电流环流

近年，在配网建设相对薄弱的农村地区，建设了大量的分布式光伏电站。分布式光伏电站接入前，配电网潮流是从配电变压器低压侧到电力用户。但大量分布式光伏电站接入配电网时，由于其安装位置及功率大小的不同，将会引起配电网潮流的变化，甚至可能出现因潮流位置分布变化而导致的电流环流。

当接入容量大于接入点下游负荷时，则在配电网电源侧和分布电站间形成双向潮流，并随着分布式光伏电站发电容量的持续增加，反向潮流大于原有潮流的情况会更加严重，线路负载率增大，同时在局部配电系统中形成电流环流。

分布式光伏电站接入产生的环流不仅影响了配电网潮流分布，同时对配电网电压分布、负荷特性、系统保护、电网运行可靠性都有影响。解决措施：推动源网荷协同发展，利用市场手段调用需求侧资源，充分利用电网低谷时段新能源电量，合理布置和就地消纳分布式光伏电站电量，保证接入点下游负荷大于接入容量，以减小电流环流对配电系统的影响。

2.2热流环流的影响

2.2.1机械加工过程中的热流环流影响

金属材料的耐压耐温等性能不足，使其在高温工作环境及加工精度要求极高的领域，无法克服热环流影响，导致金属材料本身及其产品设备的应用深受影响。在高速加工金属材料时，加工机床的主轴和轴承间因高速旋转摩擦产生大量的热量致使主轴严重热变形，导致主轴抬升、倾斜和弯曲变形，同时产生的热环流还使刀具磨损等。

2.2.2热力管道或阀门在焊接处的热流环流

核电火电等发电机组蒸汽管道主要是通过焊接连接，机组一旦升温升压，热力管道与管子、管件（阀门、三通、弯头等）焊接处将直接承受高温高压水和蒸汽介质的作用。由于焊缝区与母材在结构组织上的差异，在焊接工艺水平达不到规定要求时，焊缝区金属粒子排序、间距、密度等不规则或不均匀加剧，从而产生环焊缝热流环流，再加上焊缝区残余应力的影响，环焊缝区就变成了管道性能薄弱区。

管道焊接处长期承温承压，薄弱区变成缺陷区，在热流环流热应力和蒸汽压力负载的共同作用下，缺陷区扩大，可能出现局部开裂、蒸汽泄漏，若未及时消除隐患，则焊缝裂开面积扩大，进而发生爆管或断裂，甚至酿成重大事故。2016年8月，湖北省宜昌当阳市某发电有限责任公司就发生过一起因主蒸汽管道焊接缺陷漏检而导致的重大事故。

2.3对配电网运行可靠性的影响

一方面，分布式光伏电站接入配电网可以提高配电网供电可靠性。一是可以作为后备电源。含储能系统的分布式光伏发电，可以作为后备电源，在线路发生故障时启动，为停电用户供电，尤其是对于关键的负荷，分布式光伏发电作为紧急后备电源与电池、换流器联合保证其不间断供电。虽然分布式光伏电源对故障发生频率没有影响，即年平均断电次数不变，但是停电时间却因为分布式光伏电源的后备作用而大大减少，即年平均断电时间减少，从而提高了供电可靠性。二是具有削峰作用。在白天用电高峰和电价高峰期间，分布式光伏发电减少了用户用电费用，也减轻了线路负荷，提高了系统的供电可靠性。

另一方面，分布式光伏电站接入配电网也会降低配电网可靠性。分布式光伏电站并网后，配电网供电可靠性的评估需要考虑新出现的影响因素，如孤岛出现和光伏电站输出功率的随机性。一是可能出现继电保护误动作。光伏电站与配电网的继电保护配合不好可能使继电保护误动作，降低系统的可靠性，不合适的安装地点、容量和连接方式也会降低配电网可靠性。另外，由于系统维护或故障所引起的断路器跳闸等形成的无意识孤岛，不仅会危害人员安全，还会降低配电网的供电可靠性。二是可能导致线路过载。当配电网的网架结构合理时，变压器和线路的容量裕度较大，不容易出现过载，负荷的供电可靠性已经较高，因而分布式光伏电站的接入对配电网的可靠性不会产生较明显影响。在极端运行方式下，变压器和线路负载率比正常运行方式下高，则容易出现过载，可靠性会比正常运行方式低。

结语

电力生产电、磁、热环流产生的因素较多，介质流动的中心趋向和位置差异性环流对电力生产的安全运行影响很大，必须采取针对性措施加以减轻或改善。加强对介质环流的分析，有效降低电磁热环流影响，可为保证电力生产安全可靠运行提供理论和技术支撑。

参考文献

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