“透明電網(wǎng)"比“電力物聯(lián)網(wǎng)"等概念的含義更加廣泛和深刻,既涵蓋相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),也包括體制機(jī)制的內(nèi)容,今后將進(jìn)一步發(fā)展為“透明電力系統(tǒng)"“透明能源系統(tǒng)",其目標(biāo)是形成零邊際成本的能源互聯(lián)網(wǎng),屆時(shí)電力(能源)的存儲(chǔ)和使用方式將更加方便,也更高效。
當(dāng)前,能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)能源電力領(lǐng)域熱點(diǎn)。同時(shí),電力(能源)系統(tǒng)數(shù)字化已成全球趨勢(shì)。智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,以及電力市場(chǎng)改革、新能源革命引發(fā)的電力系統(tǒng)信息大爆炸,導(dǎo)致海量的電力設(shè)備、電器以及用戶(hù)需要數(shù)據(jù)連接和*信息通信技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“ICT")的支撐。目前在電力(能源)系統(tǒng)信息通信理論與技術(shù)方面比較熱門(mén)的研究有:信息物理系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)等。在此背景下,中國(guó)工程院院士李立浧第1次提出“透明電網(wǎng)"的概念:即把現(xiàn)代信息通信技術(shù)與電網(wǎng)相結(jié)合,在電網(wǎng)上安裝小微智能傳感器,讓電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)展示出來(lái),包括電源信息透明、網(wǎng)絡(luò)信息透明、市場(chǎng)信息透明、設(shè)備狀態(tài)透明、運(yùn)行狀態(tài)透明、交易狀態(tài)透明等等,最終實(shí)現(xiàn)自由數(shù)據(jù)采集、自由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自由數(shù)據(jù)獲取、自由智能分析。它可以讓社會(huì)各方廣泛深入?yún)⑴c電力生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)等各環(huán)節(jié),協(xié)同促進(jìn)能源電力的清潔低碳、安全高效發(fā)展。
一、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)(FKC絕緣型母線(xiàn)槽技術(shù)規(guī)范詳解)
母線(xiàn)槽制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收除了應(yīng)滿(mǎn)足本技術(shù)規(guī)格書(shū)的要求外,還應(yīng)符合但不限于如下標(biāo)準(zhǔn):
(1)《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:型式試驗(yàn)或部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備》GB7251.1
(2)《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分:對(duì)母線(xiàn)干線(xiàn)系統(tǒng)(母線(xiàn)槽)的特殊要求》GB7251.2
(3)《密集絕緣干線(xiàn)系統(tǒng)(密集絕緣母線(xiàn))》JB/T9662–1999
(4)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC-439(等同與GB7251)
(5)國(guó)際工程機(jī)械協(xié)會(huì)NEMABU1.1《母線(xiàn)槽安裝、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》
(6)ISO9002、ISO9000或ISO14000質(zhì)量體系的標(biāo)準(zhǔn)
(7)JB/T10327-2011《耐火母線(xiàn)干線(xiàn)系統(tǒng)(耐火母線(xiàn)槽)》;
(8)GA/T537-2005《母線(xiàn)干線(xiàn)系統(tǒng)(母線(xiàn)槽)阻燃、防火、耐火性能的試驗(yàn)方法》
二、工作環(huán)境條件(FKC絕緣型母線(xiàn)槽技術(shù)規(guī)范詳解)
(1)環(huán)境溫度:-5°C至+50°C;
(2)相對(duì)濕度:日平均值不超過(guò)95%,月平均值不超過(guò)90 %(25°C),相對(duì)濕度應(yīng)符合GB7251.1-1997及GB7251.2-1997標(biāo)準(zhǔn);
(3)海拔高度:小于1000米;
(4)額定工作電壓:交流600V及以下;
(5)額定頻率:50Hz;
(6)額定電流:630A~5000A。
三、技術(shù)要求(FKC絕緣型母線(xiàn)槽技術(shù)規(guī)范詳解)
全封閉式配電母線(xiàn)槽應(yīng)設(shè)計(jì)合理,品質(zhì)及性能必須優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定和可靠。具有阻抗低、散熱好、電壓降低、阻燃、防火阻隔、防濺水、耐機(jī)械沖擊、防爆的性能,并應(yīng)有國(guó)內(nèi)或國(guó)外成功運(yùn)行的實(shí)例證明。
(1)母線(xiàn)槽主要材質(zhì)的要求
①導(dǎo)體為高導(dǎo)電率的銅板,銅的純度必須>99.9%,銅板表面要求全長(zhǎng)鍍銀或鍍錫。
②絕緣材料應(yīng)達(dá)到B級(jí)及以上的絕緣等級(jí),能耐受130°及以上高溫,保證在高溫場(chǎng)合的長(zhǎng)絕緣壽命與可靠性。
③裝甲型母線(xiàn)槽的防護(hù)等級(jí)為IP54及以上。
④應(yīng)采用100%容量的PE排;
⑤外殼側(cè)面應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鍍鋅無(wú)縫鋼板或優(yōu)質(zhì)鋁合金,加強(qiáng)抗外力沖擊能力,并具有低的磁滯渦流損耗特性。
⑥母線(xiàn)槽外殼應(yīng)全部密封以免機(jī)械損傷和灰塵進(jìn)入。
⑦外殼需經(jīng)過(guò)良好的防腐蝕處理。
⑧電磁兼容性應(yīng)符合EN50081的要求。
(2)母線(xiàn)槽結(jié)構(gòu)的要求
①母線(xiàn)槽采用密集型“三明治結(jié)構(gòu)"。
②除插接口處,其它部分母線(xiàn)排之間沒(méi)有縫隙。
③母線(xiàn)槽內(nèi)的連續(xù)空間應(yīng)采用隔板封閉,防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)濃煙及氣體通過(guò)母線(xiàn)槽散播。母線(xiàn)槽穿墻和地板時(shí),不會(huì)形成“煙囪效應(yīng)"的燃燒途徑。母線(xiàn)槽絕緣材料應(yīng)通過(guò)阻燃測(cè)試。
④母線(xiàn)槽的連接性能應(yīng)可靠,保證具有盡量小的接觸電阻;母線(xiàn)槽的連接操作應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足快速連接的要求,應(yīng)使用單螺栓進(jìn)行連接,并且應(yīng)有力矩控制措施。
⑤全封閉式母線(xiàn)槽應(yīng)具有優(yōu)良的封閉性能,能夠耐受較惡劣的環(huán)境污染。在產(chǎn)品壽命期內(nèi),母線(xiàn)槽內(nèi)部應(yīng)當(dāng)保持清潔,無(wú)灰塵等積聚物,母線(xiàn)槽外部嚴(yán)禁使用遮雨棚等類(lèi)似雨傘的附件來(lái)增加母線(xiàn)槽的防護(hù)等級(jí)。
⑥連接頭:母線(xiàn)連接頭應(yīng)采用現(xiàn)有*技術(shù),確保導(dǎo)體可靠連接,安裝準(zhǔn)確、快速、方便。母線(xiàn)連接頭應(yīng)具有獨(dú)立和可拆卸特性,且規(guī)格相同的連接頭可以互換,便于安裝及維護(hù)。連接頭應(yīng)考慮運(yùn)行狀態(tài)下母線(xiàn)槽熱脹冷縮對(duì)設(shè)備的影響,且接頭的設(shè)計(jì)不會(huì)降低母線(xiàn)的性能。連接頭要求采用力矩控制螺栓,無(wú)需特殊力矩扳手或人工掌握力矩大小。
(3)產(chǎn)品的性能要求
①整體接地系統(tǒng),杜絕可能情況下人身傷害事故發(fā)生的可能。
②母線(xiàn)槽滿(mǎn)足TN-S供電要求,5組銅排(相線(xiàn)3組,N線(xiàn)和PE線(xiàn)各1組)。母線(xiàn)槽應(yīng)選擇具有100%額定容量的PE銅排作為接地導(dǎo)體,為接地故障提供可靠的接地路徑,保證足夠的安全性。當(dāng)發(fā)生高容量的接地故障時(shí),可有效接地以保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。
③高導(dǎo)電效率,電阻消耗小,阻抗及電壓降不得超過(guò)技術(shù)參數(shù)表所列數(shù)值。
④高性能的短路防護(hù),整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)能承受15~75kA持續(xù)時(shí)間1秒的短路電流。
⑤動(dòng)穩(wěn)定性和耐壓:母線(xiàn)槽的過(guò)短路電流能力應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;所有母線(xiàn)部件,如直線(xiàn)段、彎頭、法蘭等都應(yīng)滿(mǎn)足3500V耐壓要求。
⑥溫升:母線(xiàn)槽內(nèi)各點(diǎn)的溫升應(yīng)當(dāng)均勻,任何導(dǎo)電體包括連接頭的溫升應(yīng)當(dāng)不超過(guò)70°C。
(4)環(huán)境保護(hù)要求
主要絕緣材料在火災(zāi)時(shí)不能放出有毒氣體。
透明電網(wǎng)概念的提出主要受到兩件事的啟發(fā):第一件是以色列農(nóng)業(yè)運(yùn)用了大量信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等,極大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。第二件是交通系統(tǒng)的路況可以清晰、透明地展現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上,行車(chē)路線(xiàn)可以規(guī)劃,也可隨時(shí)調(diào)整。這些也可以應(yīng)用于電網(wǎng)。但是,“透明電網(wǎng)"比“電力物聯(lián)網(wǎng)"等概念的涵義更加廣泛和深刻,既涵蓋相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)也包括體制機(jī)制的內(nèi)容,今后將進(jìn)一步發(fā)展為“透明電力系統(tǒng)"“透明能源系統(tǒng)",其目標(biāo)是形成零邊際成本的能源互聯(lián)網(wǎng),屆時(shí)電力(能源)的存儲(chǔ)和使用方式將更加方便,也更高效。因此,透明電網(wǎng)理念的提出和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展將實(shí)現(xiàn)電力(能源)系統(tǒng)的“狀態(tài)全面感知、信息深度透明、運(yùn)行高度智能",促使電力科學(xué)的研究范式從基于模型的分析/仿真科學(xué)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算科學(xué)轉(zhuǎn)變,將影響到未來(lái)電力系統(tǒng)生態(tài)乃至能源行業(yè)生態(tài),并對(duì)世界能源發(fā)展產(chǎn)生重要影響。
實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是在現(xiàn)有可再生能源發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加強(qiáng)物理層、信息層與價(jià)值層的互聯(lián)。相應(yīng)地,透明電網(wǎng)也是以現(xiàn)代信息通信技術(shù)(如小微智能傳感器)為支撐,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)物理層和價(jià)值層的透明化。
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