10kV配电网停电预防与治理

为认真贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》（职教20条）精神，着力推动职业教育 “三教”（教师、教材、教法）改革，本书坚持突出职教特色、产教融合的原则，遵循技术技能人才成长规律，融入课程思政元素，知识传授与技术技能培养、工匠精神塑造、爱国情怀激发并重，充分体现“精讲多练、够用、适用、能用、会用”的原则，主动服务于分类施教、因材施教的需要。本书从工程实际出发，紧密联系生产实际，及时将新技术、新工艺和新方法引入教材， 不但适合于高等职业教育热能与发电工程类专业在校学生“1 X证书”学习需要，也可作为相关专业领域技术技能型培训学员的培训教材和自学用书。本书版2006年1月出版，第二版被评为职业教育与成人教育司教材, 并入选“十一五”、“十二五”普通高等教育规划教材（高职高专教育）。中国发展进入新时代，“绿水青山就是金山银山”的科学发展理念已深入人心，“四个革命，一个合作”的国家能源安全新战略的提出，也要求燃煤利用要以绿色低碳为方向，推动技术创新。循环流化床锅炉技术的发展完全契合了以上发展理念和发展方向。循环流化床锅炉作为一种新型洁净煤燃烧发电技术，在清洁燃烧特别是燃烧劣质煤方面具有无可替代的优势，它具有污染物排放低、燃料适应范围广、调峰能力强、燃烧效率高等特点，具有很好的节能和环保性能。我国的电力供应及工业、民用供热所需燃料绝大部分来自煤炭，但我国地域辽阔，煤种繁多，劣质煤所占比重大。为充分利用劣质燃料，以较小的代价获取较低的污染排放，循环流化床锅炉技术成为。循环流化床锅炉在中国的发展历程和今天取得的成就，对学习者也是一种很好的激励。它几乎和改革开放同步，都经历过奋斗的艰辛，也都取得了辉煌的成就，充分体现了中国人不畏艰险、勇攀高峰的民族精神。通过对技术发展历程的了解，既能增强学习者的民族自信心和自豪感，也能激发学习者的奋斗精神和创新意识。目前，我国循在环流化床锅炉技术方面已实现了从跟跑到领跑的跨越式发展，商业应用遥遥领先于世界，且正快速向大容量、高运行参数方向发展，蒸汽参数已提高到超临界乃至超超临界。但循环流化床锅炉毕竟是一种相对新兴的技术设备，目前其工业应用远远超前于知识普及和人员培训，使得这一清洁煤燃烧设备的优势还不能充分发挥。尤其需要指出的是，循环流化床锅炉的运行维护是一门比较“难学”的技术，因为它是一项关于在“高温高压设备”中、“气固两相流动”状态下，实现“高效燃烧”、“良好传热”和“低污染排放”的技术，这其中的每一项都不容易学，更何况诸多难点交汇在一起，更增加了学习的难度。从企业生产岗位对人才的知识能力和素质要求看，循环流化床锅炉发电企业需要的是“知其然，更知其所以然”的复合型创新型人才，这些人才可以让这种清洁燃烧发电设备的优势发挥到；反之，那些“只知其然，不知其所以然”、死记硬背操作规程的人员往往导致运行维护水平低下、事故频发。学习循环流化床锅炉运维技术，基本原理“学精”是基础，否则技能的“练熟”就成了无源之水、无本之木。所以企业人员也需要不断回过头来学习，在实践经验的基础上，不断加深对基础知识和基本原理的理解，不断提高设备运维水平。因此，一本能在理论知识上“精讲”、在运行操作上“多练”、实用、适用的教材是促进该技术深化应用的“助推器”。但目前循环流化床锅炉教材存在明显不足：一是 适合高等职业教育使用的教材少。现有循环流化床锅炉书籍多为学术专著或本科教材，相当多篇幅讲述锅炉设计与试验研究等，与培养应用型人才的目标不尽一致；二是 大多数教材均以学习过煤粉锅炉知识作为起点进行讲解，不包括燃料与燃烧、汽水系统等锅炉的基础知识。但目前我国电厂中还有相当多运行人员没有煤粉锅炉知识，尤其是“1 X”证书制度的实施，跨专业学习的人员会越来越多，对这些人员来说，这些教材使用起来不够方便。三是信息化学习资源提供不足。气固两相流知识对大多数学生甚至企业人员都很抽象，很难用语言和静态图片讲解清楚，不借助信息化、多媒体手段很难达到化难为易、深入浅出的“精讲”要求。四是无法进行“在线”技能操作训练。因为在线仿真技术上存在较大难度，循环流化床锅炉运行部分只能“纸上谈兵”，无法随时随地进行在线实操训练。本教材在编写时尽量弥补了这些不足。首先它的培养目标是运行检修人员，内容深度本着适度够用的原则，适合发电企业人员自学或培训。它不仅包括了循环流化床锅炉的特有知识，还包括了锅炉的基础知识如燃料与燃烧、汽水系统等，尽量做到“一本通”。对于有煤粉炉基础的学员，使用本书也不会有重复之感，一是因为循环流化床锅炉的设备系统有自己的特殊性，不完全等同于煤粉锅炉；二是这些章节相对独立，教师和学员都很方便对内容进行取舍，有选择地学习；三是对这些章节的着墨不重，本着够用即可的原则，不会冲淡主题。从内容优化上，本次修订及时将大型循环流化床锅炉的新技术、新工艺，以及污染物排放控制的新标准、新举措等增补了进来。本书主动适应信息化、数字化时代“线上学习、碎片化学习、自主学习”的学习方式变革，配套了大量数字资源库，真正建成了“立体化”教材，拓展了学习的时空。本次修订的着力点是让专业理论知识的学习“化难为易”，让新技术更容易普及推广。主要做法是以“科普式”微课为主，深入浅出、生动有趣；制作了丰富的三维、二维动画资源，使各类复杂的设备结构一目了然；为了攻克气固两相流这个学习难点，专门制作了全透明的循环流化床锅炉冷态模型，摄制了大量循环流化床气固两相流动的视频，使原来书本上抽象的文字描述一下变得直观生动；值得一提的是，本教材合作企业攻克了循环流化床锅炉仿真的线上运行难题，并实现了对操作练习的自动评分，使学习者人人拥有仿真机、“随时可学、随处可练”。随着5G技术的普及应用，数字化资源的品质和数量必将得到进一步提高和增加，在线学习体验也将变得更满意、更轻松、更有效。这些数字资源库在书中附有二维码，请扫码获取。本书按照培养复合型技术技能人才的要求，遵循技能形成和技术创新的一般规律，把知识学习（包括知识和设备原理）作为基础，把技能训练作为重点，把技术创新作为提高，体现了创新型复合型技术技能人才培养的内在要求。内容编排上共分四篇：一是“知识”篇：共四个单元，包括循环流化床锅炉基本构成及工作原理、燃料燃烧与锅炉热平衡、气固两相流动、 燃烧与传热；二是“设备原理”篇：共五个单元，包括物料循环燃烧系统、水循环系统、过热器与再热器、省煤器与空气预热器、辅机设备及系统；三是“技能实战”篇：共两个单元，包括锅炉调试与运行、检修与维护；四是“技术创新”篇：共两个单元，包括典型锅炉技术特点与技术创新、锅炉节能与超低排放技术创新。本书通过四篇共十三单元，把知识—技能—创新的内在形成逻辑清晰地展示出来，方便学习者清晰各阶段学习目标，激发学习动机，提高学习积极性。

本书是编者在多年从事配电网故障分析相关领域生产及科研工作的基础上编写而成的。全书从配电网故障停电场景特征分析、预防技术、隔离保护、风险防治和管控多方面系统性地介绍了配电网故障停电防治技术，并结合大量具有代表性的案例进行剖析阐述。
本书既可为配电专业管理人员提供配电网停电管理策略，也可为从事配电网规划设计、 施工安装、运行维护的相关技术人员提供技术参考。

1、徐铭铭，高级工程师，2015年毕业于中国科学院电工研究所，获得工学博士学位，现任国网河南电科院配电自动化专责，全国输配电技术协作网配电自动化专委会委员，长期从事配电网故障处理技术研究及试验工作。 2、徐恒博，高级工程师，2012年7月起，在国网河南电科院担任配电技术监督专责，主要从事配电网运行监测分析及事故预防研究工作，在配电网防雷、配电网保护配置、配电网恶劣天气预防等多方面有较深入研究。发表EI检索、核心期刊论文6篇。 3、孙芊，高级工程师，2011年7月起，先后在国网河南电科院担任智能电网技术应用、分布式新能源专责及配电专业主管，主要从事配电网技术监督、配电新技术应用，先后承担河南省重大科技专项、国网公司总部科技项目5项，发表核心期刊及以上论文十余篇。 1、物联网技术在智能配电网中的应用，2019.05，中国电力出版社 2、城市配电网建设与运维管理，2019.05，中国电力出版社 3、分布式光伏发电并网与运维管理，2014.12，中国电力出版社

目录
前言
第1 章 配电网概述 1
1.1 配电网基本概念及特点 1
1.2 配电网主要设备 4
1.3 配电网中性点接地方式 10
1.4 配电自动化及分布式电源 12
1.5 配电网供电指标 16
第2 章 配电网典型故障停电场景特征分析 19
2.1 故障停电事件时空演变规律分析 19
2.2 典型故障停电场景 25
第3 章 配电网故障停电防治能力提升技术 33
3.1 基于配电网发展规划的故障停电防治能力提升技术 33
3.2 基于配电网结构和设计优化的故障停电防治能力提升技术 45
3.3 外力破坏故障防治能力提升技术 71
3.4 自然灾害故障防治能力提升技术 76
3.5 配电网易损设备故障防治能力提升技术 83
第4 章 配电网故障停电隔离保护技术 95
4.1 短路故障保护配置技术 95
4.2 接地故障处理技术 106
4.3 断线不接地故障检测技术119
第5 章 故障停电风险防治和管控技术 136
5.1 长期防控措施 136
5.2 短期防控措施 147
第6 章 典型案例分析 154
6.1 恶劣天气引起的故障停电案例 154
6.2 外力破坏引起的故障停电案例 159
6.3 设备问题引起的故障停电案例 164
6.4 工程施工不规范引起的故障停电案例 169
6.5 断路器、保护设置不到位引起的故障越级停电案例 171
6.6 运维管理不到位引起的故障停电案例 175
参考文献 179

本书是编者在多年从事配电网故障分析相关领域生产及科研工作的基础上编写而成的。全书从配电网故障停电场景特征分析、预防技术、隔离保护、风险防治和管控多方面系统性地介绍了配电网故障停电防治技术，并结合大量具有代表性的案例进行剖析阐述。
本书既可为配电专业管理人员提供配电网停电管理策略，也可为从事配电网规划设计、 施工安装、运行维护的相关技术人员提供技术参考。

1、徐铭铭，高级工程师，2015年毕业于中国科学院电工研究所，获得工学博士学位，现任国网河南电科院配电自动化专责，全国输配电技术协作网配电自动化专委会委员，长期从事配电网故障处理技术研究及试验工作。 2、徐恒博，高级工程师，2012年7月起，在国网河南电科院担任配电技术监督专责，主要从事配电网运行监测分析及事故预防研究工作，在配电网防雷、配电网保护配置、配电网恶劣天气预防等多方面有较深入研究。发表EI检索、核心期刊论文6篇。 3、孙芊，高级工程师，2011年7月起，先后在国网河南电科院担任智能电网技术应用、分布式新能源专责及配电专业主管，主要从事配电网技术监督、配电新技术应用，先后承担河南省重大科技专项、国网公司总部科技项目5项，发表核心期刊及以上论文十余篇。 1、物联网技术在智能配电网中的应用，2019.05，中国电力出版社 2、城市配电网建设与运维管理，2019.05，中国电力出版社 3、分布式光伏发电并网与运维管理，2014.12，中国电力出版社