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關(guān)鍵詞:電網(wǎng)調(diào)度;安全運行;事故
作者簡介:賈玲(1977-),女,河北保定人,陜西省地方電力(集團)公司,工程師;李虹(1977-),女,陜西橫山人,陜西省地方電力(集團)公司,工程師。(陜西?西安?710061)
中圖分類號:F273?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)24-0116-02隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,電力基礎(chǔ)設(shè)施的投資明顯增大,電廠和電網(wǎng)的容量都有了質(zhì)的發(fā)展,在這種情況下更應保證電網(wǎng)的安全運行。因此應從完善電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、提高繼電保護的可靠性和增強調(diào)度人員的素質(zhì)等方面加強管理。
隨著科技的進步及電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,電網(wǎng)發(fā)生事故的幾率也在逐漸增加,而作為電網(wǎng)的核心部門,電網(wǎng)調(diào)度擔負著保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行的重要任務,因此其出現(xiàn)事故對電網(wǎng)整體的影響也在日益增大。[1]且隨著近年來城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的逐步深入,電網(wǎng)內(nèi)各種電氣設(shè)備的技術(shù)水平都在不斷提高,使電網(wǎng)整體的現(xiàn)代化水平都有大幅度的提高,但同時也增加了電網(wǎng)發(fā)生故障的幾率。
一、電力系統(tǒng)安全運行影響因素
對電力系統(tǒng)的可靠運行造成影響的因素很多,根據(jù)電力系統(tǒng)本身的特性可將其分為內(nèi)部因素和外部因素。
1.內(nèi)部因素
(1)電力系統(tǒng)的一次元件出現(xiàn)固有的故障,如發(fā)電機失磁故障、輸電線路短路故障、變壓器磁飽和故障等。
(2)電力系統(tǒng)內(nèi)部的二次元件如控制和保護系統(tǒng)中的繼電器、斷路器等出現(xiàn)故障。
(3)通信系統(tǒng)發(fā)生故障,如外部信息的侵入,信息傳輸過程中設(shè)備不穩(wěn)定導致信息的缺失等。
(4)引入電力市場的競爭機制后導致舊設(shè)備與新設(shè)備不協(xié)調(diào),且缺乏更換舊設(shè)備的主動性。
(5)電力系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)出現(xiàn)了硬件、軟件故障。
(6)由于電力系統(tǒng)本身特性所導致的不穩(wěn)定因素,如頻率不穩(wěn)定及靜態(tài)振蕩等。
2.外部因素
首先是氣候急劇變化造成的自然災害因素,如洪水、雷雨風暴及地震等。
其次是人為的操作因素,如保護和控制系統(tǒng)參數(shù)的錯誤設(shè)置,由于恐怖活動和戰(zhàn)爭導致的蓄意破壞等。
由于影響電力系統(tǒng)安全運行的因素如此之多,應從多個方面加以綜合防范,首先在電網(wǎng)建設(shè)階段要加強監(jiān)督和管理工作,保證電網(wǎng)建設(shè)工程的質(zhì)量;其次應提高電力系統(tǒng)自動化的水平,加強變電站綜合自動化系統(tǒng)及配電自動化系統(tǒng)的建設(shè),同時定期對調(diào)度運行人員進行培訓,提升核心技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)。
二、電網(wǎng)調(diào)度存在的不安全因素
電網(wǎng)調(diào)度作為電網(wǎng)運行的核心部門,其安全穩(wěn)定直接關(guān)系著電網(wǎng)整體的可靠性,因此應對電網(wǎng)調(diào)度中存在的不穩(wěn)定因素進行分析和研究。根據(jù)實際的工作經(jīng)驗,電網(wǎng)調(diào)度中存在的不安全因素主要有:
(1)由于電網(wǎng)運行人員并未嚴格遵守相關(guān)安全規(guī)程,交接班時在未完全了解電網(wǎng)運行方式的前提下就了調(diào)度命令,導致嚴重事故的出現(xiàn),或者由于疲勞導致在擬寫調(diào)度命令時出現(xiàn)失誤。
調(diào)度員對相關(guān)的調(diào)度規(guī)程未完全遵守,尤其是在交班時未完全了解電網(wǎng)運行方式,導致工作出現(xiàn)嚴重失誤,且在地調(diào)這個層面由于實行的是逐項命令,因此當工作量比較繁重時容易出現(xiàn)擬寫調(diào)度命令失誤的情況。在與現(xiàn)場進行三核對的過程中,由于現(xiàn)場回報不清或交接班時沒有對工作交接清楚就匆忙進行操作也容易造成錯誤。
(2)沒有嚴格執(zhí)行相關(guān)的調(diào)度操作制度,工作結(jié)束時交接手續(xù)不清導致工作許可出現(xiàn)錯誤,使得當多個工作組工作時協(xié)調(diào)效果不好,工作結(jié)束后沒有完全匯報工作,造成嚴重的事故。
(3)由于調(diào)度員的責任心不強及調(diào)度術(shù)語使用的不規(guī)范導致產(chǎn)生了誤命令,因此需要培養(yǎng)調(diào)度的責任心。
(4)由于調(diào)度員心理素質(zhì)和業(yè)務非常差,導致對操作中的工作程序和系統(tǒng)的運行狀況不熟悉,延遲了重要用戶的送電。
(5)班組的安全管理存在漏洞,導致調(diào)度員的安全意識非常淡薄,對于一二次資料的管理并不能嚴格執(zhí)行,使得調(diào)度員在執(zhí)行過程中缺乏相關(guān)的依據(jù)。
(6)檢修工作缺乏計劃性,導致相關(guān)的設(shè)備進行了多次重復的停電檢修,客觀上為調(diào)度員安排電網(wǎng)運行方式帶來了一定的隱患。
三、電網(wǎng)調(diào)度安全措施
1.細化運行方式的編制,強化運行方式管理
首先應該將電網(wǎng)的運行方式管理模塊化,從制度上規(guī)范電網(wǎng)的運行方式,保證電網(wǎng)年運行方式的編制應依據(jù)一年中存在的問題進行,將電網(wǎng)的反事故措施落實到運行方式中,從技術(shù)上提升電網(wǎng)運行方式分析的深度。
其次在電網(wǎng)運行方式的計算上要對母線和同桿架設(shè)的雙回線路故障下的穩(wěn)定性進行校核分析,分析重要輸電斷面同時失去兩條線路時導致的故障,嚴格計算在最不利的運行方式下最嚴重的故障對整個電網(wǎng)的影響,要有針對性開展事故預想和反事故演習,對防范措施進行細化,對電網(wǎng)事故防范于未然。同時在有條件的地區(qū)可以建立健全相關(guān)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),以此來提高電網(wǎng)運行方式的現(xiàn)代化管理水平。
還應從機制上對電力企業(yè)調(diào)度安全進行完善,提高其對緊急事件的處理能力,對電網(wǎng)中存在的薄弱環(huán)節(jié)要進行深入的分析,對不同年份的夏季最大負荷進行總結(jié),加強應急體系及應急預案的建設(shè)工作,增強應急預案的可操作性,提高電網(wǎng)對大面積惡劣天氣及外力破壞而帶來的惡性事故的預防能力,最大限度地保證電網(wǎng)的安全有序運行,對電網(wǎng)中存在的潛在危險進行化解,杜絕由于調(diào)度原因?qū)е碌碾娋W(wǎng)安全事故。
2.杜絕誤調(diào)度、誤操作事故
[關(guān)鍵詞]電網(wǎng)規(guī)劃;電力設(shè)計;電網(wǎng)安全;影響
中圖分類號:TM715 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0376-01
引言
電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計是針對電網(wǎng)運行過程中狀態(tài)、規(guī)模、安全、進度、質(zhì)量、容量等多種要素進行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計的重要工作內(nèi)容,其中電網(wǎng)規(guī)劃指的是在電網(wǎng)建設(shè)運行之初對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的諸多輸電線路以及回路數(shù)量進行具體的設(shè)計,并且針對電網(wǎng)建設(shè)運行過程中的具體成本投入以及電網(wǎng)運行過程中的安全性和穩(wěn)定性進行綜合的考量工作。同時電力設(shè)計包括電力工程設(shè)計以及電力設(shè)備設(shè)計兩項內(nèi)容,其中電力工程設(shè)計指的是各種發(fā)電、輸電、變電以及配電工程具體的電力工程線路、地點等工程的全部設(shè)計內(nèi)容等等,而電力設(shè)備設(shè)計則是指變電設(shè)備、輸電設(shè)備、配電設(shè)備等諸多電力設(shè)備的具體設(shè)計以及電力設(shè)備的具體應用情況等內(nèi)容。電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計兩項內(nèi)容對于電網(wǎng)運行過程中的安全性都有著非常重要的影響,在考慮到電網(wǎng)安全性的原因下,必須針對電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計的相關(guān)工作內(nèi)容作出具體的約束,保證電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計能夠在工作的過程中為電網(wǎng)安全性提供全面的支撐,而不是因為工作的失誤造成電網(wǎng)運行過程中的安全失誤現(xiàn)象。
1 電網(wǎng)規(guī)劃在電網(wǎng)安全運行狀況下的規(guī)劃原則
具體來講,電網(wǎng)規(guī)劃的過程中必須遵循以下原則內(nèi)容才能充分的保障電網(wǎng)運行過程中的安全性:
1.1 保證電壓等級的科學性
電壓等級是電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容中最基礎(chǔ)也是最重要的一項規(guī)劃內(nèi)容,其對于整體電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容的質(zhì)量以及合理性有著至關(guān)重要的影響,保證電壓等級選擇過程中的科學性和合理性是保證電網(wǎng)運行過程中能夠擁有較好的安全性以及可靠性的重要措施。事實上,如果在電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容中選擇的電網(wǎng)電壓等級出現(xiàn)過高或者過低的現(xiàn)象,過高等級的電壓很容易造成線路負荷過大出現(xiàn)火災安全事故,過弱等級的電壓則很有可能造成線路負荷出現(xiàn)過小而不符合整體電網(wǎng)工程的設(shè)計要求現(xiàn)象,一般來說電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容中針對電壓等級的選擇應該采取盡量簡化電壓等級、減少變壓層次的原則來完成對電壓等級的選擇工作。具體來講,電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容中針對電壓等級的選擇可以使用500/220/66/10kV 的電壓分級制度, 同時采用500/220kV 電壓作為輸電網(wǎng)電壓、采用66/10/0.4kV 電壓作為配電網(wǎng)電壓,同時在電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容中針對高壓、中壓以及低壓電網(wǎng)只采用一級電壓的制度,避免產(chǎn)生重復降壓的現(xiàn)象。以220kV 變電站的電網(wǎng)規(guī)劃為例,其可以根據(jù)當前地區(qū)的實際供電要求選擇220/66/10kV 的電壓為電網(wǎng)電壓。
1.2 保證電網(wǎng)供電的合法性
電網(wǎng)規(guī)劃的過程中,還必須保障電網(wǎng)供電的合法性,才能更好的保證電網(wǎng)工程運行過程中的安全性。舉例來講,電網(wǎng)規(guī)劃的過程中必須保證電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容能夠符合國家頒布的《電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計準則》中的相關(guān)內(nèi)容,保證電網(wǎng)規(guī)劃中電網(wǎng)工程的安全性以及穩(wěn)定性能夠滿足國家法律中N-1 準則以及N-2 準則的相關(guān)內(nèi)容,其中N-1 準則的內(nèi)容主要是針對電網(wǎng)運行過程中電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備故障原因的安全性要求,要求電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容中必須保證電網(wǎng)運行過程中的安全性以及可靠性,保證電網(wǎng)在運行設(shè)備出現(xiàn)問題的情況下電壓和頻率依然保持在一個安全穩(wěn)定的范圍內(nèi)。一般來講電網(wǎng)規(guī)劃只要保證負荷N-1 準則的相關(guān)內(nèi)容就好,但是更高標準的N-2 準則也是當前電網(wǎng)規(guī)劃中越來越注重的規(guī)劃原則內(nèi)容,相關(guān)設(shè)計單位在電網(wǎng)規(guī)劃的過程中應該充分考慮上述兩項準則內(nèi)容。
此外,電網(wǎng)規(guī)劃的過程中還應該積極注重其他電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容的注意事項原則。例如電網(wǎng)規(guī)劃的過程中應該積極注重電網(wǎng)運行過程中的負荷轉(zhuǎn)移能力、電網(wǎng)運行過程中的電網(wǎng)容量載比配置原則等等,更加有效的提升電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容中針對電網(wǎng)運行安全性的相關(guān)內(nèi)容,保證電網(wǎng)能夠具備更好的安全性以及可靠性。
2 電力設(shè)計在電網(wǎng)安全運行狀況下的設(shè)計原則
首先需要明確的是,電網(wǎng)運行過程中針對不同電壓等級的電網(wǎng)有著不同的設(shè)計原則內(nèi)容,相關(guān)設(shè)計單位在電力設(shè)計的過程中應該充分的注重這一點,保證電力設(shè)計能夠按照不同的電壓等級完成對電力安全設(shè)計的內(nèi)容。以66kV 和220kV 的變電站電力設(shè)計為例,電力設(shè)計在電網(wǎng)安全運行狀況下的設(shè)計原則主要包括以下內(nèi)容:
2.166kV 變電站的電力設(shè)計
一般來說66kV 變電站的電力設(shè)計原則主要包括以下內(nèi)容:
(1)66kV 變電站的電力設(shè)計規(guī)模, 應該在綜合考量當前區(qū)域的實際電能需求后再完成相應的設(shè)計內(nèi)容,同時在電力設(shè)計的過程中充分考慮電力設(shè)計成本以及電網(wǎng)運行安全性的綜合需求,保證電力設(shè)計能夠在占用資源最少的情況下發(fā)揮最大的電力供應能力, 保證電網(wǎng)運行過程中的安全性。一般來講66kV 變電站的電力設(shè)計應該采用雙繞組變壓器設(shè)備,同時采用66/10kV 的兩級電壓模式;
(2)在66kV 變電站的電力設(shè)計內(nèi)容中,應該充分考慮到電網(wǎng)運行結(jié)構(gòu)中的接線形式、出線回路數(shù)量、供電電源等多項內(nèi)容,保證上述內(nèi)容的科學選擇和合理應用。例如在66kV 變電站電力設(shè)計中的接線形式的選擇中,一般都會選擇采用雙電源線路加上橋式接線的方式,最終完成對備投電源的充分連接的方法來完成對接線形式的設(shè)計。同時在電力設(shè)計的過程中,還可以根據(jù)變電所中的實際情況,完成對橋式接線方式的進一步優(yōu)化設(shè)計,根據(jù)變電所的實際情況完成對內(nèi)橋接線或者外橋接線的選擇或者是綜合應用。比如在供電電源的設(shè)計過程中,電力單位應該盡量選擇一主一備兩項電源的設(shè)計方式來提升66kV 變電站電網(wǎng)運行過程中的安全性以及穩(wěn)定性。
2.2220kV 變電站的電力設(shè)計
具體來講,220kV 變電站的電力設(shè)計原則主要包括以下內(nèi)容:
(1)220kV 變電站主要承擔著城市電力配送的任務, 因此在220kV 變電站電力規(guī)模的設(shè)計中應該全面的提升變電站的設(shè)計規(guī)模,保證變電站電網(wǎng)運行過程中電網(wǎng)額定容量以及電力輸送功率的要求。一般來說220kV 變電站的建設(shè)規(guī)模應該保持在至少兩回以上的電源供電模式、變電所內(nèi)的變電設(shè)備規(guī)模應該保持在2-3 臺之間的數(shù)量、變電站的主要運行容量應該在180MVA 或者240MVA 范圍內(nèi),進而有效的保證220kV 變電站能夠符合城市電網(wǎng)的運行要求,不會出現(xiàn)電壓等級過高或者過弱的不安全現(xiàn)象;
(2)220kV 變電站電力設(shè)計的過程中應該更多的考慮到電網(wǎng)運行過程中的相關(guān)安全技術(shù)以及節(jié)能技術(shù),保證城市電網(wǎng)這種大型電網(wǎng)的運行過程中能夠具備更好的安全性能以及節(jié)能性能, 進而有效的提升電網(wǎng)運行的安全性。一般來說220kV 變電站電網(wǎng)設(shè)計的內(nèi)容中應該充分的考慮到無功補償、諧波治理等技術(shù)內(nèi)容,保證這兩項技術(shù)在電力設(shè)計內(nèi)容中的科學和合理應用。以無功補償技術(shù)的應用為例,220kV變電站電力設(shè)計中應該裝設(shè)電容器補償裝置,在高峰負荷時的功率因素達到 0.95 以上的可以采取主變?nèi)萘康?10%―――30%作為無功補償?shù)娜萘俊?/p>
結(jié)語
綜上所述,本文對電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計對電網(wǎng)運行過程中的安全性影響以及在電網(wǎng)安全運行狀態(tài)下應該采取的規(guī)劃和設(shè)計原則進行了具體的分析,相關(guān)單位在電網(wǎng)規(guī)劃以及電力設(shè)計的內(nèi)容中必須充分的考慮安全規(guī)劃和安全設(shè)計的原則,提升電網(wǎng)運行過程中的安全性。
參考文獻
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一、智能電網(wǎng)的信息安全問題在智能電網(wǎng)部署的過程中必須充分考慮的問題
1.物理安全
智能電網(wǎng)的物理安全是指智能電網(wǎng)系統(tǒng)運營所必需的各種硬件設(shè)備的安全,是智能電網(wǎng)信息安全控制中的重要內(nèi)容。物理安全的防護目標是防止有人通過破壞業(yè)務系統(tǒng)的外部物理特性以達到使系統(tǒng)停止服務的目的,或防止有人通過物理接觸方式對系統(tǒng)進行入侵。要做到在信息安全事件發(fā)生前和發(fā)生后能夠執(zhí)行對設(shè)備物理接觸行為的審核和追查。
2.網(wǎng)絡(luò)安全
防護的原則是:安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認證。智能電網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)可劃分為4個分區(qū):安全區(qū)I(實時控制區(qū))、安全區(qū)II(非控制生產(chǎn)區(qū))、安全區(qū)III(生產(chǎn)管理區(qū))、安全區(qū)IV(管理信息區(qū))。其中,安全區(qū)I、安全區(qū)II和安全區(qū)III之間必須采用經(jīng)相關(guān)部門認定核準的電力專用安全隔離裝置,必須達到物理隔離的強度。網(wǎng)絡(luò)縱向互聯(lián)時,互聯(lián)雙方必須是安全等級相同的網(wǎng)絡(luò)。要避免安全區(qū)縱向交叉,同時在網(wǎng)絡(luò)邊界要采用邏輯隔離。信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運行過程中要充分利用防火墻、虛擬專用網(wǎng),采用加密、安全隔離、入侵檢測以及網(wǎng)絡(luò)防殺病毒等技術(shù)來保障網(wǎng)絡(luò)安全。
3.數(shù)據(jù)安全及備份恢復
在智能電網(wǎng)中,數(shù)據(jù)安全的含義有兩點:其一,數(shù)據(jù)本身的安全。即采用密碼技術(shù)對數(shù)據(jù)進行保護,如數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)完整性保護、雙向強身份認證等。其二,數(shù)據(jù)防護的安全,即采用信息存儲手段對數(shù)據(jù)進行主動防護,如通過磁盤陣列、數(shù)據(jù)備份、異地容災以及云存儲等手段保證數(shù)據(jù)的安全。
智能電網(wǎng)整體的信息安全不能通過將多種通信機制的安全簡單疊加來實現(xiàn)。除了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的信息安全問題之外,智能電網(wǎng)還會面臨由多網(wǎng)融合引發(fā)的新的安全問題。
二、智能電網(wǎng)信息安全關(guān)鍵技術(shù)
智能電網(wǎng)的體系架構(gòu)從設(shè)備功能上可以分為4個層次,分別是基礎(chǔ)硬件層、感知測量層、信息通信層和調(diào)度運維層,而在智能電網(wǎng)中,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)主要分布于感知測量層、信息通信層和調(diào)度運維層中,因此,在這3層中均存在著信息安全問題。感知測量層對應信息采集安全,信息通信層對應信息傳輸安全,調(diào)度運維層對應信息處理安全。
信息采集安全主要保障智能電網(wǎng)中的感知測量數(shù)據(jù)。這一層需要解決智能電網(wǎng)中使用無線傳感器、短距離超寬帶以及射頻識別等技術(shù)的信息采集設(shè)備的安全性。信息傳輸安全主要保障傳輸中的數(shù)據(jù)信息安全。這一層需要解決智能電網(wǎng)使用的無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。信息處理安全主要保障數(shù)據(jù)信息的分析、存儲和使用。這一層需要解決智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲安全以及容災備份、數(shù)據(jù)與服務的訪問控制和授權(quán)管理。
1.信息采集安全
1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最常用到的是ZigBee技術(shù)。ZigBee技術(shù)的物理層和媒體訪問控制層(MAC)基于IEEE 802.15.4,網(wǎng)絡(luò)層和應用層則由ZigBee聯(lián)盟定義。ZigBee協(xié)議在MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層都有安全措施。MAC層使用ABE算法和完整性驗證碼確保單跳幀的機密性和完整性;而網(wǎng)絡(luò)層使用幀計數(shù)器防止重放攻擊,并處理多跳幀;應用層則負責建立安全連接和密鑰管理。ZigBee技術(shù)在數(shù)據(jù)加密過程中使用3種基本密鑰,分別是主密鑰、鏈接密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰。主密鑰一般在設(shè)備制造時安裝。鏈接密鑰在個域網(wǎng)絡(luò)(PAN)中被兩個設(shè)備共享,可以通過主密鑰建立,也可以在設(shè)備制造時安裝。網(wǎng)絡(luò)密鑰可以通過信任中心設(shè)置,也可以在設(shè)備制造時安裝,可應用在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層。鏈接密鑰和網(wǎng)絡(luò)密鑰需要進行周期性地更新。
1.2短距離超寬帶通信安全
短距離超寬帶(UWB)協(xié)議在MAC層有安全措施。UWB設(shè)備之間的相互認證基于設(shè)備的預存的主密鑰,采用4次握手機制來實現(xiàn)。設(shè)備在認證過程中會根據(jù)主密鑰和認證時使用的隨機數(shù)生成對等臨時密鑰(PTK),用于設(shè)備之間的單播加密。認證完成之后,設(shè)備還可以使用PTK分發(fā)組臨時密鑰(GTK)用于安全多播通信。數(shù)據(jù)完整性是通過消息中消息完整性碼字段實現(xiàn)的。UWB標準通過對每一個PTK或者GTK建立一個安全幀計數(shù)器實現(xiàn)抗重放攻擊。
1.3射頻識別安全
由于射頻識別(RFID)的成本有嚴格的限制,因此對安全算法運行的效率要求比較高。目前有效的RFID的認證方式之一是由Hopper和Blum提出的HB協(xié)議以及與其相關(guān)的一系列改進的協(xié)議。HB協(xié)議需要RFID和標簽進行多輪挑戰(zhàn)――應答交互,最終以正確概率判斷RFID的合法性,所以這一協(xié)議還不能商用。由于針對RFID的輕量級加密算法現(xiàn)在還很少,因此有學者提出了基于線性反饋移位寄存器的加密算法,但其安全性還需要進一步證明。
2.信息傳輸安全
2.1無線網(wǎng)絡(luò)安全
無線網(wǎng)絡(luò)安全主要依靠802.11和Wi-Fi保護接入(WPA)協(xié)議、802.11i協(xié)議、無線傳輸層安全協(xié)議(WTLS)。
2.1.1 802.11和WPA協(xié)議
802.11中加密采用有線等效保密協(xié)議(WEP)。由于使用一個靜態(tài)密鑰加密數(shù)據(jù),所以比較容易被破解,現(xiàn)在已經(jīng)不再使用。WPA協(xié)議是對802.11的改進。WPA采用802.lx和臨時密鑰完整性協(xié)議(TKIP)來實現(xiàn)無線局域網(wǎng)的訪問控制、密鑰管理和數(shù)據(jù)加密。802.lx是一種基于端口的訪問控制標準,用戶只有通過認證并獲得授權(quán)之后才能通過端口訪問網(wǎng)絡(luò)。
2.1.2 802.11i協(xié)議
802.11i協(xié)議是對802.11協(xié)議的改進,用以取代802.11協(xié)議。802.l1i協(xié)議的認證使用可擴展認證協(xié)議(EAP)。基本思想是基于用戶認證的接入控制機制。具體內(nèi)容包括用戶認證、密鑰生成、相互認證、數(shù)據(jù)包認證及防字典攻擊等。可以使用各種接入設(shè)備,并且可以有效支持未來的認證方式。802.11i的數(shù)據(jù)保密協(xié)議包含TKIP和計數(shù)器模式/密文反饋鏈接消息認證碼協(xié)議(CCMP)。TKIP采用RC4作為核心算法,包含消息完整碼和密鑰獲取與分發(fā)機制。CCMP的核心加密算法采用128位的記數(shù)模式高級加密標準(AES)算法,不僅能夠抵抗重放攻擊,而且使用密碼分組鏈接模式也可以保證信息的完整性。
2.1.3無線傳輸層安全協(xié)議
WTLS位于國際標準化組織(ISO)7層模型的傳輸層之上。WTLS基于安全套接層(SSL)并對傳輸層安全協(xié)議(TLS)進行了適當?shù)男薷模尤肓藢Σ豢煽總鬏攲拥闹С郑瑴p小了協(xié)議開銷,使用了更先進的壓縮算法和更有效的加密方法,可以用于智能電網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)部分。WTLS主要應用于無線應用協(xié)議(WAP),用于建立一個安全的通道,提供的安全特性有:鑒權(quán)、信息可信度及完整性。同SSL一樣,WTLS協(xié)議也分為握手協(xié)議和記錄協(xié)議兩層。
2.2有線網(wǎng)絡(luò)安全
有線網(wǎng)絡(luò)安全主要依靠防火墻技術(shù)、虛擬專用網(wǎng)(VPN)技術(shù)、安全套接層技術(shù)和公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)。
2.2.1防火墻技術(shù)
防火墻技術(shù)最初的原型采用了包過濾技術(shù),通過檢查數(shù)據(jù)流中每個數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、所用的端口號、協(xié)議狀態(tài)或它們的組合來確定是否允許該數(shù)據(jù)包通過。在網(wǎng)絡(luò)層上,防火墻根據(jù)IP地址和端口號過濾進出的數(shù)據(jù)包;在應用層上檢查數(shù)據(jù)包的內(nèi)容,查看這些內(nèi)容是否能符合企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全規(guī)則,并且允許受信任的客戶機和不受信任的主機建立直接連接,依靠某種算法來識別進出的應用層數(shù)據(jù)。
2.2.2虛擬專用網(wǎng)
虛擬專用網(wǎng)是指在一個公共IP網(wǎng)絡(luò)平臺上通過隧道以及加密技術(shù)保證專用數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全性。VPN是一種以可靠加密方法來保證傳輸安全的技術(shù)。在智能電網(wǎng)中使用VPN技術(shù),可以在不可信網(wǎng)絡(luò)上提供一條安全、專用的通道或隧道。各種隧道協(xié)議,包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議安全(IPSec)、點對點隧道協(xié)議(PPTP)和二層隧道協(xié)議(L2TP)都可以與認證協(xié)議一起使用。
2.2.3安全套接層
安全套接層技術(shù)提供的安全機制可以保證應用層數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)傳輸中不被監(jiān)聽、偽造和竄改,并且始終對服務器進行認證。SSL還可以選擇對客戶進行認證,提供網(wǎng)絡(luò)上可信賴的服務。SSL可以用于智能電網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)部分。SSL是基于X.509證書的PKI體系的一種應用,主要由紀錄協(xié)議和握手協(xié)議構(gòu)成。SSL記錄協(xié)議建立在可靠的傳輸協(xié)議(如TCP)之上,為高層協(xié)議提供數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密等基本功能支持;SSL握手協(xié)議建立在SSL記錄協(xié)議之上,用于在實際的數(shù)據(jù)傳輸開始前,通信雙方進行身份認證、加密算法協(xié)商、加密密鑰交換等。
2.2.4公鑰基礎(chǔ)設(shè)施
公鑰基礎(chǔ)設(shè)施能夠為所有網(wǎng)絡(luò)應用提供加密和數(shù)字簽名等密碼服務及所必需的密鑰和證書管理體系。PKI可以為不同的用戶按不同安全需求提供多種安全服務,主要包括認證、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)保密性、不可否認性、公正和時間戳等服務。
2.3移動通信網(wǎng)絡(luò)安全
移動通信網(wǎng)絡(luò)安全主要包括GSM網(wǎng)絡(luò)安全、3G網(wǎng)絡(luò)安全、LTE安全。
2.3.1 GSM網(wǎng)絡(luò)安全
在GSM網(wǎng)絡(luò)中,基站采取詢問-響應認證協(xié)議對移動用戶進行認證,制止非授權(quán)用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源。在無線傳輸?shù)目罩薪涌诓糠謱τ脩粜畔⒓用埽乐垢`聽泄密。
2.3.2 3G網(wǎng)絡(luò)安全
在3G網(wǎng)絡(luò)中,終端和網(wǎng)絡(luò)使用認證與密鑰協(xié)商(AKA)協(xié)議進行相互認證,不僅網(wǎng)絡(luò)可以識別終端的合法性,終端也會認證網(wǎng)絡(luò)是否合法,并在認證過程中產(chǎn)生終端和網(wǎng)絡(luò)的通信密鑰。3G網(wǎng)絡(luò)還引入了加密算法協(xié)商機制,加強了信息在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳送安全,采用了以交換設(shè)備為核心的安全機制,加密鏈路延伸到交換設(shè)備,并提供基于端到端的全網(wǎng)范圍內(nèi)的加密。
2.3.3 LTE安全
在長期演進/3GPP系統(tǒng)架構(gòu)演進(LTE/SAE)中將安全措施在接入層(AS)和非接入層(NAS)信令之間分離開,無線鏈路和核心網(wǎng)需要有各自的密鑰。這樣,LTE系統(tǒng)有兩層保護,第一層為用戶層安全,第二層是EPC中的網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)信令安全。用戶和網(wǎng)絡(luò)的相互認證和安全密鑰生成都在AKA流程中進行。該流程采用了基于對稱加密體制的挑戰(zhàn)-響應機制,產(chǎn)生128比特的密鑰。
3.信息處理安全
3.1存儲安全
存儲可以分為本地存儲和網(wǎng)絡(luò)存儲。本地存儲需要提供文件透明加密存儲功能和加密共享功能,并實現(xiàn)文件訪問的實時解密。本地存儲嚴格界定每個用戶的讀取權(quán)限。用戶訪問數(shù)據(jù)時,必須經(jīng)過身份認證。網(wǎng)絡(luò)存儲主要分NAS、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)與IP存儲3類。在文件系統(tǒng)層上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存取安全是最佳策略,既保證了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中和異地存儲時的安全,又對上層的應用程序和用戶來說是透明的;SAN可以使用用戶身份認證和訪問控制列表實現(xiàn)訪問控制,還可以加密存儲,當數(shù)據(jù)進入存儲系統(tǒng)時加密,輸出存儲系統(tǒng)時解密;IP存儲安全需要提供數(shù)據(jù)的機密性、完整性及提供身份認證,可以用IPSec、防火墻技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn),在進行密鑰分發(fā)的時候,還會用到PKI技術(shù)。
3.2容災備份
容災備份可以分為3個級別:數(shù)據(jù)級別、應用級別和業(yè)務級別。從對用戶業(yè)務連續(xù)性的保障程度來看,它們的可用級別逐漸提高。前兩個級別都僅僅是對通信信息的備份,后一個則包括整個業(yè)務的備份。智能電網(wǎng)業(yè)務的實時性需求很強,應當選用業(yè)務級別的容災備份。備份不僅包括信息通信系統(tǒng),還包括智能電網(wǎng)的其他相關(guān)部分。整個智能電網(wǎng)可以構(gòu)建一個集中式的容災備份中心,為各地區(qū)運營部門提供一個集中的異地備份環(huán)境。各部門將自己的容災備份系統(tǒng)托管在備份中心,不僅要支持近距離的同步數(shù)據(jù)容災,還必須能支持遠程的異步數(shù)據(jù)容災。對于異步數(shù)據(jù)容災,數(shù)據(jù)復制不僅要求在異地有一份數(shù)據(jù)拷貝,同時還必須保證異地數(shù)據(jù)的完整性、可用性。對于網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點,要能夠?qū)崟r切換。同時,網(wǎng)絡(luò)還要具有一定的自愈能力。
3.3訪問控制和授權(quán)管理
訪問控制技術(shù)分為3類:自主訪問控制、強制訪問控制、基于角色的訪問控制。自主訪問控制即一個用戶可以有選擇地與其他用戶共享文件。主體全權(quán)管理有關(guān)客體的訪問授權(quán),有權(quán)修改該客體的有關(guān)信息,而且主體之間可以權(quán)限轉(zhuǎn)移。強制訪問控制即用戶與文件都有一個固定的安全屬性系統(tǒng),該安全屬性決定一個用戶是否可以訪問某個文件。基于角色的訪問控制即授予用戶的訪問權(quán)限由用戶在組織中擔當?shù)慕巧珌泶_定。根據(jù)用戶在組織內(nèi)所處的角色進行訪問授權(quán)與控制。當前在智能電網(wǎng)中主要使用的是第三類技術(shù)。
授權(quán)管理的核心是授權(quán)管理基礎(chǔ)設(shè)施(PMI)。PMI與PKI在結(jié)構(gòu)上非常相似。信任的基礎(chǔ)都是有關(guān)權(quán)威機構(gòu)。在PKI中,由有關(guān)部門建立并管理根證書授權(quán)中心(CA),下設(shè)各級CA、注冊機構(gòu)(RA)和其他機構(gòu)。在PMI中,由有關(guān)部門建立授權(quán)源(SOA),下設(shè)分布式的屬性機構(gòu)(AA)和其他機構(gòu)。PMI能夠與PKI和目錄服務緊密集成,并系統(tǒng)地建立起對認可用戶的特定授權(quán)。PMI對權(quán)限管理進行了系統(tǒng)的定義和描述,完整地提供了授權(quán)服務所需過程。
三、結(jié)束語
智能電網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)在電力行業(yè)的應用,將會有更多的先進的信息安全技術(shù)與智能電網(wǎng)信息通信系統(tǒng)相互融合,智能電網(wǎng)中的可信設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)搜集和驗證接入者的完整性信息,依據(jù)安全策略對這些信息進行評估,從而決定是否允許接入,以確保智能電網(wǎng)的安全性。
參考文獻:
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郭勇,現(xiàn)任國家電網(wǎng)湖北電力應急救援基干分隊隊長、湖北省送變電工程公司安監(jiān)部(應急搶修中心)主任。參加工作近20年來,他一直奮戰(zhàn)在安全生產(chǎn)一線:他常年奔波在外,參與完成了百余個超、特高壓輸變電工程施工;他心系本質(zhì)安全,為構(gòu)建湖北送變電安全管理體系出謀劃策;他推進電力應急管理,為國家網(wǎng)湖北電力應急管理作出了積極貢獻。人如其名,他身上總有一股勇往直前的干勁,在風雨中守護電網(wǎng)安全。
勇于擔當 做安全守護者
在高山平原,在峽谷深澗,從炎炎夏日到數(shù)九寒天,隨處可見郭勇忙碌的身影。
郭勇所在的湖北省送變電工程公司,是一家施工足跡遍布全國22個省、市、自治區(qū)的王牌電網(wǎng)建設(shè)施工企業(yè),承擔著世界最高電壓等級輸變電工程的建設(shè)任務。
2008年春節(jié)前夕,湖北遭受特大冰雪襲擊,山上的高壓鐵塔上的冰層厚達十幾厘米。為了保障百姓春節(jié)用電,郭勇帶領(lǐng)搶險人員冒著嚴寒搶修被冰雪壓倒的鐵塔。餓了,就掏出干糧啃兩口;渴了,就掰根冰凌嚼一下。再艱難,郭勇也把安全放在第一位。在利用抱桿提升橫擔和導線負荷的過程中,一名高空作業(yè)人員忘記在塔身打上延長繩。“停下!必須打好安全帶和延長繩雙保險才能施工。”郭勇厲聲喊道。塔上那名違章人員不屑地看了他一眼說到:“我不是打了安全帶了嗎?停工可以啊,到規(guī)定時間送不了電你負責哦!”“你們是來當英雄的,不是來做烈士的!搶進度更要保安全,我不僅要為你們負責,更要為了你們的家庭負責!”聽到郭勇的回答,那名高空人員沒有再回嘴,將腰間的延長繩老老實實地系在了塔身上。
從寒風凜冽的曠野,到冰凍嚴重的山巔,郭勇每天全程跟蹤現(xiàn)場安全,做安監(jiān)工作日志,參加協(xié)調(diào)會,與搶修人員交流探討作業(yè)危險點和安全措施。這一年,郭勇在現(xiàn)場搶修近40天,輾轉(zhuǎn)湖北通山、江西武寧,時時呵護著搶修人員的生命安全,保障著百姓的節(jié)日用電。
勇于拼搏 做應急排頭兵
國家電網(wǎng)湖北省電力公司應急救援基干分隊成立于2012年初,郭勇作為創(chuàng)始人出任了隊長。成立伊始,基干分隊無成熟經(jīng)驗和模式可借鑒,一切都得從零開始。那段時間,郭勇和同事們一起到國內(nèi)多個專業(yè)應急救援隊伍學習取經(jīng),為隊伍組建奠定了堅實基礎(chǔ)。基干分隊擔負著電網(wǎng)搶險和社會應急救援的重要職責,郭勇帶領(lǐng)著60余名隊員奮戰(zhàn)在應急搶險的前線,履行著國家電網(wǎng)的社會責任。
2012年8月6日凌晨,湖北十堰地區(qū)暴雨如注、電閃雷鳴,降水量達300多毫米,國網(wǎng)十堰供電公司3名職工冒雨搶修途中遇山洪失蹤。郭勇帶領(lǐng)應急救援基干分隊在武漢火速集結(jié)后趕往事發(fā)水域,經(jīng)過一個通宵的組裝,3艘沖鋒舟向搜救水域疾駛而去,灼熱的烈日下,黃濁的河道里,撥開草叢、翻開淤泥,遍尋英雄的足跡。經(jīng)連日搜救,3名供電職工遺體陸續(xù)被找到,他們在搶修工作中不幸因公殉職。
2015年6月1日21時28分,載有458人的“東方之星”客輪,在長江湖北監(jiān)利大馬洲水域翻沉,這是建國以來內(nèi)河水域發(fā)生的最嚴重的一起航運事件。作為應急搶險的排頭兵,郭勇對救援工作有著高度的敏感性,在聽到事故新聞的第一時間,就立即向上級申請并迅速組織隊員整裝出發(fā)。他和隊員們在現(xiàn)場搭設(shè)了應急照明設(shè)施照亮了施救現(xiàn)場,他們?yōu)閾屝奕藛T安裝的充電方艙,保障了救援現(xiàn)場的通訊用電。連續(xù)9天9夜奮戰(zhàn)在救援一線,這支電力鐵軍的應急救援保電工作,得到了湖北省政府的高度肯定。
2016年7月,罕見的暴雨災害襲擊湖北大部地區(qū),雨情、汛情、災情十分嚴重。郭勇的心深深地牽掛著被沖毀的電力設(shè)施。他又一次沖鋒在抗洪搶險工作一線,參與了牛山湖分蓄洪區(qū)域6處500千伏塔基及拉線的應急處置的連夜奮戰(zhàn),保障了湖北大電網(wǎng)的安全,為湖北梁子湖流域的牛山湖破垸分洪創(chuàng)造了有利條件。他還是抗洪應急裝備的組織者,作為協(xié)助政府巡防長江武金堤的后勤保障單位負責人,郭勇處處急一線之所急,無論是白天還是夜晚,只要巡堤人員提出需求,他和基干隊員們都會以最為高效、迅速的方式將物資按時送達,并安排隊員及車輛24小時值班,隨時滿足巡堤現(xiàn)場新增需求。
勇于探索 做安全科技的踐行者
在電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)場,郭勇總是積極探索保障安全的新方法。根據(jù)輸電線路建設(shè)多為高空作業(yè)的特點,他在現(xiàn)場安全稽查工作中引入了四旋翼無人機,同事們笑稱稽查隊從此插上了高科技的“小翅膀”。2016年4月底,在湖北省內(nèi)酒湖線特高壓直流工程某標段立塔施工現(xiàn)場,稽查人員根據(jù)衛(wèi)星定位摸索著來到塔位周邊的小樹林里,伴隨著低沉的轟鳴聲,無人機徐徐升空向塔頭飛去。正在施工的高空立塔人員好多是第一次看見這新鮮玩意兒,紛紛掏出手機拍照。而此時的郭勇:“高空作業(yè)攜帶手機,違反安規(guī)。靠左邊主材的那名施工人員沒有打延長繩子……”無人機通過攝像頭將畫面?zhèn)鞯奖O(jiān)視器上,郭勇一邊注視著監(jiān)視器屏幕,一邊指揮操作人員拍照取證。5分鐘后,違章照片和扣分處罰通知單就發(fā)到了項目負責人的手機微信里,任憑他如何求情,郭勇都不為所動。
郭勇總說:“搞安監(jiān)工作就要不怕得罪人。”施工隊伍對他是又愛又怕――愛他是因為他開朗健談,常和大家說說笑笑、打成一片;怕他,是因為他對待安全問題的認真勁兒讓施工隊不敢有一絲馬虎。基于安全規(guī)章制度的嚴格執(zhí)行,近20年來,他發(fā)現(xiàn)并處理安全管理隱患及現(xiàn)場違章3 800余條,有效保證了電網(wǎng)工程建設(shè)的施工安全。
勇于創(chuàng)新 做安全管理的領(lǐng)路人
肯干,更善于創(chuàng)新,郭勇是一個在工作中積極思考并不斷創(chuàng)新的人。
他積極建設(shè)安全管理體系,推動本質(zhì)安全發(fā)展。相繼制定完善了公司《安全工作管理規(guī)定》《安全工作獎懲規(guī)定》《各級人員安全職責規(guī)定》《安全生產(chǎn)稽查及記分實施細則》等26項安全生產(chǎn)管理制度,主持編寫了公司《突發(fā)事件總體應急預案》《人身事故處置應急預案》《交通事故處置應急預案》等17項總體和專項應急預案編制工作,并完成了輸電運行、送電、變電、建筑、電纜施工等專業(yè)共241個現(xiàn)場處置方案的編制、評審、工作。
送變電工程項目施工點多、面廣、戰(zhàn)線長,一線員工長期野外作業(yè),安全培訓和考試難以集中開展。如何幫助員工掌握安全知識與安全規(guī)程,樹立正確的安全思想理念,強化安全生產(chǎn)意識,是郭勇一直在思考并尋求解決的問題。一次在下班回家的地鐵上,郭勇看到很多乘客都在埋頭玩手機,突然腦中一閃,現(xiàn)在智能手機已經(jīng)非常普及了,何不開發(fā)一款安規(guī)APP,開啟一線員工學習安規(guī)的“觸屏模式”呢?說干就干,他立即找來軟件開發(fā)專業(yè)團隊,將《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》編入APP中,開發(fā)了章節(jié)練習、在線學習等模塊,還增加了模擬考試模塊,員工在答卷完畢后會有得分情況報告,針對答題錯誤的題目有詳細的解題分析,此款安規(guī)APP一經(jīng)推出,受到了公司員工的一致好評。
關(guān)鍵詞:安全高效;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜;預防為主
1、目前煤礦電網(wǎng)經(jīng)過不斷的擴容改造,供電能力和供電距離不斷增加,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復雜,現(xiàn)在的供電系統(tǒng)主要存在以下問題:
1)供電負荷距的合理性及大型設(shè)備對電網(wǎng)的沖擊
由于井下供電線路不斷延伸,各種電壓等級供電負荷距的合理性得不到驗證,因此線路末端的供電質(zhì)量很受影響。井下綜采工作面的電氣設(shè)備功率比較大。且供電電纜線長造成線路壓降大,工作面的電壓低,有時造成工作面設(shè)備不能正常啟動。另外,工作面大容量設(shè)備啟動時對電網(wǎng)造成的沖擊比較大。綜上所述大型設(shè)備對電網(wǎng)的影響缺乏定量的分析和研究,無法提出合理而科學的解決方案。
2)礦用保護選擇性差且存在越級跳閘現(xiàn)象;
煤礦井下供電系統(tǒng)是一個單側(cè)電源輻射狀電網(wǎng),由于采區(qū)變電所相距電源比較遠,線路中間經(jīng)過的級數(shù)比較多(6級),因此需要較長的時限和較大的定值配合,而電力部門對電源保護的時限和定值已經(jīng)限定,無法更改,造成整定值過小,保護時限過短,保護無法配合,越級跳閘現(xiàn)象存在隱患比較大。同時,繼電保護的配置與整定工作一直是煤礦電氣技術(shù)人員日常工作中的重點和難點,而繼電保護整定的不合理影響煤礦的安全生產(chǎn)。
3)電能質(zhì)量問題逐漸顯現(xiàn)
目前電能質(zhì)量對煤礦的影響主要體現(xiàn)在諧波、不平衡及端電壓三個方面。隨著煤礦裝備能力的高速發(fā)展,煤礦供電系統(tǒng)的非線性負荷日益增多,如各種換流設(shè)備、變頻裝置大量使用,這些非線性負荷產(chǎn)生的諧波電流注入到電網(wǎng),使公用電網(wǎng)的電壓波形產(chǎn)生畸變,嚴重地污染了電網(wǎng)的環(huán)境,威脅著電網(wǎng)中的各種電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。井下大容量綜采綜掘設(shè)備的使用,使煤礦電網(wǎng)井下端電壓問題日益突出。因此必須對煤礦電網(wǎng)進行全面電能質(zhì)量測試,檢測電能質(zhì)量及無功補償問題,提出整改方案,制定電氣設(shè)備采購準入規(guī)范。
4)接地方式與過電壓問題
煤礦6~35kV高壓電網(wǎng)采用中性點不接地系統(tǒng),中性點不接地系統(tǒng)的優(yōu)點是單相接地不影響線電壓、接地電流小,因此運行規(guī)程允許帶單相接地故障繼續(xù)運行1~2小時,提高了供電可靠性。但煤礦供電系統(tǒng)以電纜供電為主,隨著供電容量及開采強度的高速發(fā)展,系統(tǒng)單相接地電容電流增長迅速,另外煤礦單相接地故障由于裝備、環(huán)境等種種因素造成發(fā)生頻度較大,將給煤礦供電系統(tǒng)的安全可靠運行帶來極大的不穩(wěn)定因素,如單相接地發(fā)展為兩相、三相接地短路導致故障擴大;單相弧光接地引發(fā)全系統(tǒng)過電壓導致系統(tǒng)設(shè)備絕緣擊穿引發(fā)母線短路或設(shè)備損壞;單相接地故障引發(fā)系統(tǒng)諧振導致PT燒毀等。因此必須針對煤礦供電系統(tǒng)進行中性點接地方式及運行方式研究。
2、煤礦電網(wǎng)定期檢測對煤礦電網(wǎng)安全有何重要意義
通過儀器進行煤礦電網(wǎng)的仿真研究和分析,可以全面了解煤礦電網(wǎng)存在的上述問題。為適應電網(wǎng)的快速發(fā)展,安全管理必須從傳統(tǒng)管理向現(xiàn)代化管理轉(zhuǎn)變,安全工作的側(cè)重點也應從事后處理向過程控制轉(zhuǎn)變,真正做到預防為主,經(jīng)過檢測后可以查清在安全生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)和危險因素,因此可以做到未雨綢繆,心中有數(shù)。構(gòu)建煤礦電網(wǎng)安全可靠性評價指標體系,對煤礦電網(wǎng)運行安全性進行分析,可以了解煤礦電網(wǎng)運行的狀況,但是其最根本的目的和意義在于找到影響煤礦電網(wǎng)運行安全性的原因,通過對煤礦電網(wǎng)進行靜態(tài)安全分析、繼電保護分析、電能質(zhì)量分析及中性點接地方式分析,可以準確把握是哪些方面的不足可能降低煤礦電網(wǎng)的安全可靠性,從而可以為針對性改造提供有價值的信息,因此針對煤礦電網(wǎng)系統(tǒng)進行整體安全研究意義重大。
3、電網(wǎng)安全研究采用理論性的研究、仿真研究與試驗驗證相結(jié)合的方式,技術(shù)路線如下圖所示:
小結(jié):通過供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對供電質(zhì)量及可靠性的影響、接地系統(tǒng)現(xiàn)狀、電容電流狀況、繼電保護設(shè)置及整定、電能質(zhì)量等幾個方面的綜合分析,找出影響供電安全與可靠性的問題,提出整改方案,提高供電系統(tǒng)可靠性,確保煤礦安全生產(chǎn)、增產(chǎn)增效。
參考文獻
[1]常美生 《高壓電技術(shù)》中國電力出版社,2007
[2]北極星電力電網(wǎng),消弧線圈的作用與選擇2008