电力系统静态安全分析基本理论

第一篇：电力系统静态安全分析基本理论

电力系统静态安全分析基本理论

陆 未 111101120 60年代以来，由于欧美各国的一些电力系统多次发生大面积停电事故，在经济上造成了巨大损失，各国对于电力系统的安全性分析，开始给予足够的重视。概述

随着电力系统总容量的不断增加、网络结构不断扩大，致使系统出现故障的可能性也日趋增加。在互联系统中，机组或线路故障，往往会导致各种不同严重的后果，最终导致用户供电中断。

对安全的广义解释是保持不间断的供电，亦即不失去负荷。进行系统的安全分析，其主要目的在于提高系统的安全性，而提高系统的安全性，则必须从系统规划、系统调度操作以及系统维修计划等方面作统一而全面的考虑，并最终将集中体现在系统的运行条件上。

一般来说，电力系统如果在数量上和质量上，都满足了用户的要求，就可以认为系统处于正常的运行状态。具体来说，处于正常运行的电力系统，必须同时满足两类条件：

①等式约束条件。

系统中各节点的有功、无功功率的供需必须平衡，即

PiPGiPLiQiQGiQLi

(1)式中，Pi、Qi分别为节点i的有功、无功注入功率；下角标G和L分别表示发电机和负荷。也可以写成：

g(x)0

(2)式中，x为系统运行的状态变量。

②不等式约束条件

在具有合格电能质量的条件下，有关设备的运行状态应处于其运行限值以内，即没有过负荷。即

对于运行在只满足等式约束条件，但不满足不等式的状态，称为紧急状态。紧急状态又可以分成两类：①持久性的紧急状态：没有失去稳定性质，可通过校正控制使之回到安全状态。②稳定性的紧急状态：可能失去稳定的紧急状态。可以通过紧急控制使系统回到恢复状态。紧急控制一般包括甩负荷，切机，解列控制。系统经紧急控制后回到恢复状态，此时系统可能不满足等式约束，而满足不等式约束，或一部分满足约束，另一部分不满足。对处于恢复状态的系统，一般通过恢复控制使之进入正常状态。恢复控制一般有启动备用机组，重新并列系统等。静态安全分析方法

在电力系统的运行中，为了避免过负荷和电压越限引起的设备损毁，或由于过负荷设备在系统保护作用下退出运行而导致大面积连锁反应性的停电，在线或实时地进行系统静态安全分析非常重要。由于不涉及元件动态特性和电力系统的动态过程，静态安全分析实质上是电力系统运行的稳态分析问题，即潮流问题也就是说，可以根据预想的事故，设想各种可能的设备开断情况，完成相应的潮流计算，即可得出系统是否安全的结论。在静态安全分析评定中，预想事故集至少包括下列扰动：①支路开断；②发电机开断。进行这两种事故评定，目前有许多种分析方法。但是，静态安全分析要求检验的预想事故数量非常大，而在线分析或实时分析又要在短时间内完成这些计算。因此，究竟采用何种方法来进行静态安全分析，主要取决于研究课题在精度上和时间上的要求。

在电力系统基本运行方式计算完毕以后，往往还要求系统运行人员或规划设计人员进行一些特殊运行方式的计算，以分析系统中某些支路开断以后系统的运行状态，即断线运行方式。对于确保电力系统可靠运行，合理安排检修计划是非常必要的。

发电厂运行状态的变化，如发电厂之间出力的调整和某些发电厂退出运行等情况，在程序中都是比较好模拟的。因为这时网络结构和网络参数未发生变化，所以网络的阻抗矩阵、导纳矩阵以及P-Q分解法中的因子表都应和基本运行方式一样。因此我们只需按照新的运行方式给定各发电厂的出力，直接转入迭代程序。在这种情况下，不必重新送电压初值，利用基本运行方式求得的节点电压作为电压初值可能更有利于收敛。

比较实用的静态安全分析方法。网络断线分析还可以结合故障选择技术，以减少断线分析的次数，进一步提高静态安全的效率。参考文献[4]给出了灵敏度法的断线处节点注入功率增量的计算方法。

在网络的基本情况（即未发生预想事故的情况）潮流求得之后，对于支路开断模拟，通常有下列几种方法：①直流法；②补偿法；③分布系数法。而对于发电机开断模拟，有下列几种方法：①直流法；②分布系数法；③计及电力系统频率特性的静态频率特性法。N-1检验与故障排序方法

在进行大型电力系统安全分析时，需要考虑的预想事故数目是相当可观的。要给出预想事故的安全评价，需要逐个对预想事故进行潮流分析，然后校核其违限情况。因此安全分析的计算量很大，难以适应实时要求。

目前比较常见的网络安全运行要求是满足N-1检验，即在全部N条线路中任意开断一条线路后，系统的各项运行指标均应满足给定的要求。在网络规划形成的初期，最重要的原则是使网络不出现过负荷，即网络能够满足安全的输送电力的要求，为此应进行逐条线路开断后的过负荷校验。当任意一条线路开断后能够引起系统其他线路出现过负荷或系统解列时，说明网络没有满足N-1检验。

严格的N-1检验需要对全部线路进行N次断线分析，计算工作量很大。实际上，网络中有一些线路在开端后并不引起系统过负荷，因此我们可根据各线路开断后引起系统过负荷的可能性进行故障排序，然后按照顺序依次对过负荷可能性较大的线路进行校验。当校验到某条线路开断后不引起超过负荷时，则排在其后的线路就可以不再进行校验，从而可以显著地减少计算量，这个过程也称为故障选择。目前国内外已出现了不少故障排序方法，这些方法评判系统故障的标准各不相同。通常是以是否引起系统过负荷作为标准的故障排序方法。

为了综合反映系统的过负荷情况，定义标量函数PI(Performance Index)作为系统运行行为指标：

PPIlll

l1PlL2

(5)式中，Pl为线路l的有功潮流；Pl为线路l的传输容量；l为支路l中的并联线路数；l为线路l的权系数，反映该线路故障对系统的影响；L为网络支路数。

除此之外，电力系统的在线控制，已成为当前实现“电力系统运行的计算机化”所期望的主要目标。其中，实时地静态安全分析（即判断电力系统对预想事故的承受能力）是保证系统安全运行的重要环节之一。为了实施这一功能，总会在系统的规模与计算机内存容量，以及分析计算所需的响应时间等方面，存在着难以克服的矛盾。同时，又由于不可能在控制中心内，获得互联系统的完整而准确的实时信息，而系统数学模型的规模却显然又应与所能得到的实时信息相匹配，以致也不得不把系统中的某些不可观察部分，作为外部等值来处理。所以，等值方法的研究，在离线分析和在线分析方面，都有着相当重要的实际意义。在电力系统静态安全分析中，仅仅是研究系统的静态行为，故采用的是静态等值方法。

联络线内部系统I外部系统E边界母线B研究系统ST拟予等值的系统E互联系统PS 图2 互联电力系统的第一种划分

边界母线联络线内部系统I外部系统E研究系统ST拟予等值的系统E互联系统PS 图3 互联电力系统的第二种划分

一般来说，一个互联电力系统可以划分成研究系统ST和外部系统E两部分。所谓研究系统是指感兴趣区，它就是拟给以详尽模拟的电网部分（即拟于了解其运行细节的电网部分）；而外部系统则是拟采用某种等值方法来取代的电网部分。

在在线情况下，由于ST的状态可由状态估计器提供，为此，ST又被称为可观察系统，而E则由于其状态往往不能在实时下获得而被称为不可观察系统。

参考文献

[1] 诸骏伟.电力系统分析 上册[M].北京：中国电力出版社，1995.[2] 吴际舜.电力系统静态安全分析[M].上海：上海交通大学出版社，1988.[3] 张伯明，陈寿孙，严正.高等电力网络分析[M].北京：清华大学出版社，1996.[4] 王锡凡.现代电力系统分析[M].北京：科学出版社，2003.[5] 陈辉.电力系统静态安全分析[D].武汉水利电力大学,1999.[6] 留毅，章静芳.电力系统静态安全分析综述[J].科技创新导报，2010，(30):64.[7] 邱家驹，钱源平，刘艳，等.基于地理信息系统的电力系统静态安全分析可视化方法[J].中国电机工程学报，1999，(5):62-66.[8] 王锡凡，王秀丽.实用电力系统静态安全分析[J].西安交通大学学报，1988，22(1).-

第二篇：电力系统博士入学考试必备 - 静态安全分析

静态安全分析的定义

电力系统各种运行状态的定义及其相互转换关系 安全性和可靠性的区别和联系 电力系统安全分析的内容和流程 各种静态等值的原理和特点 故障组的定义

预想事故分析的步骤

从安全角度来看，电力系统运行的五种状态是什么？简述每种状态的特点。（03A）电力系统的可靠性、安全性和稳定性各有什么含义？简述各自的主要研究内容。（03A、05A）什么是电力系统的可靠性？有哪些研究内容？（05B）

什么是静态安全分析和动态安全分析？

安全分析是指应用潮流计算方法，对运行中的网络或某一研究下的网络，按N-1原则，研究一个个运行元件因故障退出运行后，网络的安全性及安全裕度。静态安全分析是研究元件有无过负荷及母线电压水平是否符合要求，有无越限，以检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行的要求。动态安全分析是研究线路功率是否超稳定极限。安全分析从功能上课分为两大模块：一块为故障排序，即按N-1故障严重程度自动排序，另一块为阿娜全评估。对静态安全分析而言，也就是进行潮流计算，动态安全分析则要进行稳定计算分析。

安全分析（上题）的内容和流程：

安全分析的功能就是应用计算机使运行人员及时获得实时数据并对下一时刻中可能出现的事故进行快速而详尽的计算分析，从而得出较完整而准确的结论。

电力系统的可靠性、安全性和稳定性各有什么含义？简述各自的主要研究内容。(可靠性和安全性的区别与联系)可靠性：（安全性见第一题）

为保证供电的持续性，也就是说，要求系统安全、可靠，首先应明确安全性（security）和可靠性（reliability）的定义。在早期的文献中，这两个术语有时混用。大体上说有两种定义方法，方法一：

1)在系统规划设计或历史统计方面，系统保证对负荷持续供电的能力，称为可靠性。它涉及到较长的时间段，是一个长时期持续供电的平均值概念，为此必须考虑众多可能的运行状态及各种故障； 2)在系统运行方面，当系统发生故障时，保证对负荷持续供电的能力，称为安全性。它涉及到系统的当前现状和突然发生的故障，因此是一个时变的或瞬时性的问题。方法二：

把事故下互联系统持续供电的保证程度，也称为系统的可靠性，认为应从下列两方面来评价所谓的可靠性；

1)充裕性（或充裕度adequacy）：指在规定的（一般指列于检修计划之内的）或未被规定的发电、输电元件开断情况下，系统保证充分满足所有用户总电能需量的能力；这时不应出现主要设备违反容量定额与电压限值的越限现象。2)安全性（或安全度security）：指在突发性故障引起的扰动下系统保证避免发生不可控连锁跳闸，或保证避免引起广泛波及性供电中断的能力。

3)充裕性和安全性虽然都涉及系统供电持续性的中断，但是充裕性是指一个或少量输、配电点因供电能力不够充裕而引起的供电中断；安全性则是指众多的输、配电点因受到广泛波及性的跳闸而引起的大面积供电中断。在安全性的这一概念下，偶尔或个别的负荷供电中断，有时是可以接受的，这主要取决于负荷本身的重要程度。4)为了定量地评价大型电力系统的可靠性，需要有一些以概率方法为基础的指标。依据这些指标来与规定的标准值相比较，就可以判断系统对故障所承受的风险度。如：故障事件的概率、频率以及平均持续期等等。

5)而对于系统安全性来说，虽然已有一般性的概念（如：链锁作用、广泛波及、不可控等），但是对它们尚缺乏确切的定义以用来进行定量评价。例如，链锁跳闸的特点是什么？多少线路跳闸才算是广泛波及性故障等等。由于这些概念的定义不明确，以致无法从确立与概率型指标相对比的标准。为此，目前的安全性分析（或简称安全分析）仍大部局限于使用确定性方法。这也就是利用潮流和稳定程序对最严重的事故情况进行大量运算，如果不发生不可拉链锁跳闸和广泛波及性的供电中断，就可认为系统是安全的。电力系统的安全性：

电力系统的安全性是指在设备不过负荷，而且在它的网络上的变量不偏离允许范围的条件下，满足它的负荷的能力。特别值得关注的是系统的突然改变、其起因可能是内扰（如当一个设备由于过负荷而故障停运）或外扰（如当一个设备被雷击时）．伴随这些改变的是暂态扰动，许多设备可能过负荷或掉闸．当最终的稳态建立起来时，系统可能缺乏发电容量，直到修复之前无法向所有负荷供电。

电力系统的稳定性：

当电力系统收到扰动后，能自动回复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态。在电力系统中，必须同时满足同步运行稳定性、频率稳定性和电压稳定性三种稳定性要求。

什么是电力系统的可靠性？有哪些研究内容？

电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能量之能力的度量。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面：

1)充裕性是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑到系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运。充裕度又称静态可靠性，也就是在静态条件下，电力系统满足用户对电力和电能量的能力。2)安全性是指电力系统承受突然发生的扰动，例如突然短路或未预料到的短路或丢失系统元件现象的能力。安全性也称动态可靠性，即在动态条件下电力系统经受住突然扰动，并不简短地向用户提供电力和电能量的能力。

电力系统规模很大，习惯上将电力系统分成若干子系统，可根据这些子系统的功能特点分别评估各子系统的可靠性。可分为：

1)发电系统可靠性：是对统一并网后的全部发电机组按可接受标准及期望数量，满足电力系统负荷电力和电能量需求之能力的度量。2)发输电系统可靠性：是由统一并网后运行的发电系统和输电系统综合组成的发输电系统按可接受标准和期望数量向供电点供应电力和电能量之能力。其可靠性包括充裕度和安全性两方面。3)输电系统可靠性：是对从电源点输送电力到供电点按可接受标准及期望数量满足供电负荷电力和电能量需求之能力的度量。其可靠性包括充裕度和安全性两方面。4)配电系统可靠性：是对供电点到用户，包括配电变电所、高低压配电线路及接户线在内的整个配电系统及设备按可接受标准及期望数量满足供电电力和电能量需求之能力的度量。

5)发电厂变电所电气主接线可靠性：是对在组成主接线系统的元件（断路器、变压器、隔离开关、母线）可靠性的指标已知和可靠性准则给定的条件下，评估整个主接线系统可靠性准则满足供电电力和电能量需求之能力的度量。电力系统可靠性是通过定量的可靠性指标来度量的。一般可以由故障对电力用户造成的不良影响的概率、频率、持续时间、故障引起的期望电力损失及期望电能量损失等指标描述，不同的子系统可以有专门的可靠性指标。

电力系统安全性量度？ 1)动态安全性度量，用它的英文名称缩写为DSM。为了估计DSM，我们必须针对“下一个偶然事故集”中的每一个进行分析计算其对系统影响的全部过程，并对它进行负荷约束与运行约束的校验．即使在快速计算机上，这也会花去许多小时，对于实时运行的安全校验这就太长了。

2)静态安全性度量，用SSM表示为了估计它，首先要猜测在每个偶然事故下系统会达到的终极景象（终极景象是不知道的，是推测的）。然后针对这个终极景象计算其稳态解。并进行负荷约束和运行约束校验．如果对于整个“下一个偶然事故集”中的每个偶然事故所做的核验全部通过，则系统是安全的。一般，这个量度也很复杂。

3)安全裕量的安全性量度，用SMSM表示．一些常用的量度如下：旋转备用、准备好的备用、母线角度的分散、设备裕量。

在所有安全性的概念中，SMSM是最简单的，如果系统的变量处在规定的度量之内，则称系统是安全的。目前DSM用于离线研究，而简单的SSM和SMSM用于实时运行；DSM是上述三种量度中最有价值的指标。

电力系统静态安全分析的基本步骤是什么? 电力系统静态等值的必要性？（静态等值和动态等值）1)随着电力建设事业的发展，电网逐步形成巨大的互联系统。为了对互联系统进行各种不同运行状态下的众多分析计算（如各种预想事故下的潮流计算），由于有可能受到计算内存的限制或者希望显著减少求解的时间，往往只对电网中感兴趣的部分给予详尽的表示，而对电网的其他部分一般采用等值的方法予以化简。

2)同时。又由于不可能在控制中心内，获得互联系统的完整而准确的实时信息，而系统数学模型的规模却显然又应与所能得到的实时值息量相匹配，以致也不得不把系统中的某些不可观察部分，作为外部等值来处理。3)删除不关心的网络部分，避免分析者分散注意力 等值的应用？

1)在大网调度中心的分析中，对某些省网进行等值处理； 2)在省网调度中心的分析中，对某些与之相联的省网进行等值处理； 3)在省调度中心的分析中，对省内某些地区进行等值处理；

4)在地区调度中心的分析中，对相邻地区网或省网进行等值处理。

等值分为静态等值和动态等值，静态等值分拓扑法和非拓扑法，拓扑法中包括WARD等值（基于诺顿定理）和REI等值（基于节点分析概念）。

预想故障分析的内容和步骤：

预想故障分析主要研究预先设定的电力系统元件（如线路、变压器、发电机、负荷和母线等）故障及其组合对电力系统安全运行产生的影响。其主要功能是按调度员的需要方便地设定预想故障，快速判断各种故障对电力系统安全运行的危害程度，准确分析严重故障后的系统状态。

预想故障分析的关键在于减少分析的故障数和加快分析速度。目前的通用算法一般分为两步：故障快速扫描（或故障筛选）和故障的详细分析。

故障扫描的算法一般分为两种：间接法和直接法。间接法利用某种性能指标对故障按严重程度排序。直接法则通过求取故障后的近似潮流来评定其严重程度。近年来随着稀疏向量技术的日趋完善以及补偿法、快速前代和回代等算法的不断发展和逐步成熟，利用模糊概念和专家系统技术进行故障筛选的方法也受到了普遍重视。

在故障的详细评估阶段，一般采用全潮流分析方法以准确地分析出故障后的系统状态，为运行人员提供帮助。

故障定义及其维护、故障组：

一个完整的故障定义一般由4部分组成：主开断元件、条件监视元件、条件开断元件和规则集。

主开断元件可以是电网中的任意元件，故障可以是单重的，也可以是多重的，开关断（合）也包含在故障定义之中，以便于模拟变电站事故等。

条件监视元件及条件开断元件配合使用，用以模拟继发性故障，即某些元件故障可能引发其它元件的开断。当主开断元件的动作引起开断监视元件越限时，条件开断元件随之动作，这种带有条件监视元件和条件开断元件的故障称为条件故障。

规则集用于描述开断元件动作后，调度人员按规定或经验必须执行的操作。规则集的建立和应用，实际上是将专家系统的思想引入预想故障分析。

故障组由若干具有某种共同特征的故障组成，一个故障可以定义到多个故障组中。使用故障组的优点在于，使用者可以按需要研究其最关心或对当前系统运行威胁最大的故障，从而提高预想故障分析的效率，省去大量无实际意义的计算。

故障扫描：

故障扫描是对故障集合中的故障进行预处理，将其分为两大类，一类是无需潮流计算即可确定为不会产生越限的“无害”故障，一类是需要通过潮流计算才判断其危险程度的“有害”故障。其目的是避免不必要的潮流计算，加快预想故障分析速度。

故障扫描的目标是用较短的时间尽可能多淘汰“无害”故障，但又不能漏掉一个“有害” 故障。

故障扫描的方法可以分为两大类：

1)间接法：或称排队法或性能指标法，不直接计算故障后的功率和电压，仅利用产生效障时的某些数据进行排队，快速性好精度低。对非线性变化较强的故障（例如电压和无功类故障）和非连续变化的模型（如机组无功越限和变压器分接头越限）会产生很大的误差。

2)直接法：快速计算故障后的近似潮流，由此将故障按严重程度排队。Ward等值的原理和特点：

将电网节点分为三类：I为内部节点集合，B为边界节点集合，E为外部节点集合，用等值的方法取代外部系统（即无需详细计算的部分）。

这种方法的缺陷：

1)等值网可能有一个解答，但求解的方法不能使它收敛；

2)等值网可能收敛到一个物理上不合理的解答上；

3)等值网可能收敛到一个所需的解答上，但迭代次数要多于为简化网；

4)等值网解答的准确度可能是难以接受的。这主要反映在无功潮流方面； Ward等值的改进：

1)在等值过程中最好不要考虑外部系统的并联支路。而这些并联支路的作用可以在边界的等值注人中，与外部系统的运行状态一并考虑。2)保留外部系统中部分重要PV节点。REI等值的原理和特点：

把外部网中的节点注入功率加以归并，移到外部的一个或少数几个节点上、原来的外部网络就变成了无源网络，然后再对外部的无源网络进行等值。

在Ward型等值法中，外部等值的构成只利用了外部系统的拓扑结构数据，而外部系统的运行状态只由边界节点的等值注入来考虑。这种拓扑结构与运行状态的可分离性，使用Ward型等值在在线应用上十分方便。当当前的运行状态不同于构成外部等值时的运行状态时，如果外部系统的拓扑结构没有改变，则只需要进行边界匹配来修正等值注入，就能适应当前的运行现状。但是在REI等值法中，就不是这种情况．因为外部系统的某一特定运行状态已被结合进 REI网络的支能导纳之内。因此，当 REI型等值应用于实时条件下时，由于外部系统运行状态的变化，按理不得不重新计算REI网络的导纳参数。但是这是不现实的。

第三篇：安全基本理论

安全基本理论

一、冰山理论

（一）冰山理论的含义

冰山理论表明，雄伟壮观的冰山只有八分之一在水面上，而其他八分之七隐于水面下，而水下部分是冰山的基础和主体。

将冰山理论运用于安全管理可以得出：造成死亡事故与严重伤害、未遂事件、不安全行为形成一个像冰山一样的三角形，一个暴露出来的严重事故必定有成千上万的不安全行为掩藏其后，就像浮在水面的冰山只是冰山整体的一小部分，而冰山隐藏在水下看不见的部分，却庞大的多。

对冰山理论可以从以下两个方面进行理解：

（1）每一起重大事故的发生都对应有相当多的未遂事故

未遂事故是指有可能造成一定后果，但由于一些偶然因素，实际上没有造成损失的事件。

研究表明，在一般情况下，大量发生的是轻微伤害或者无伤害，容易造成人们对此忽视，另一方面，未遂事故发生的原因和发展过程极有可能造成严重伤害或重大事故。如果分析这些轻微伤害或者无伤害的事故，采取相应的控制措施，则重大事故是可以避免的。

研究未遂事故，消除其发生的原因和斩断事故的发展过程，就必然能控制严重事故的发生。从这一点讲，未遂能够对导致重大事故的原因提供有价值的信息，是有效的“免费教训”。（2）从事故直接成本和间接损失方面理解

事故直接的、可见的、有形的损失是通过财产（如医疗费、补偿费、复原费、误工费、生产环境恢复费、设备修复费等）来衡量的，对事故成本的分析表明，该损失是冰山露在水面的部分，比较小，而间接的、看不见的、无形的事故损失（工作延误、设备损坏、管理者时间延误等）是隐藏在水下的部分，两者基本上是6：53的比率。

因此，注意重大事故的信号，防止事故的潜在损失。

（二）冰山理论的启示

用冰山理论指导安全生产，企业必须把握好两个环节：

大力排查未暴露的安全隐患，这些隐患可从人员、设施、材料、环境等方面进行清理识别，切实将事故消灭在萌芽状态。

对已发现的隐患，及时治理和消除。

对已发或未遂事故，要深入分析其产生的原因，从安全意识、个人素质、安全监督、执行制度的自觉性等方面认真进行反思，在此基础上有针对性地制定整改措施。

通过广泛深入的宣传教育，让职工认识到“隐藏在水下的冰山”更危险，做到“让安全变成习惯，让习惯变得更规范”，进而在思想和行动上实现由“要我安全”、“我要安全”到“我会安全”、“我爱安全”的转变。

每一名职工都应强化安全意识，杜绝一切不安全行为，当好安全生产的第一责任人。

安全是不容有片刻休息的生命接力，必须持之以恒地坚持全员、全过程、全方位的安全管理。这样，才能消除隐藏于“水下”的事故隐患，企业才能“破冰远航”。

二、金字塔理论

（一）金字塔理论的含义

“安全金字塔”法则是1941年美国的海因里希从统计许多灾害开始得出的。

当时，海因里希统计了55万件机械事故，得出：

（1）重伤死亡事故占0.3％，共1650人；

（2）轻伤事故占8.8%，共48400人；

（3）无伤害事故占90.9％，共499950人。从中得出重伤死亡事故为1，轻伤事故为29，无伤害事故为300的结论。即，在1个重伤死亡事故背后，有29起轻伤害事故，29起轻伤害事故背后，有300起无伤害虚惊事件，以及大量的不安全行为和不安全状态存在，我们可以形象的用下面的“安全金字塔”来示意。

对于不同的生产过程，不同类型的事故，上述比例关系不一定完全相同，但这个统计规律说明了在进行同一项活动中，若不对不安全行为和不安全状态进行有效控制，可能形成300起无伤害的虚惊事件，而这300起无伤害虚惊事件的控制失效，则可能出现29起轻伤害事故，直至最终导致死亡重伤害事故的出现。要防止重大事故的发生必须减少和消除无伤害事故，要重视事故的苗头和未遂事故，否则终会酿成大祸。金字塔理论的实例

某操作工企图用手把皮带挂到正在旋的皮带轮上，因未使用拨皮带的杆，且站在摇晃的梯板上，又穿了一件宽大长袖的工作服，结果被皮带轮绞入碾死。

事故调查结果表明，他这种上皮带的方法使用已有数年之久。查阅他的职业健康记录，发现他有33次手臂擦伤后治疗处理记录，他手下工人均佩服他手段高明，结果还是导致死亡。

这一事例说明，重伤和死亡事故虽有偶然性，但是不安全因素或动作在事故发生之前已暴露过许多次，如果在事故发生之前，抓住时机，及时消除不安全因素，许多重大伤亡事故是完全可以避免的。

（二）金字塔理论的启示 海因里希“安全金字塔”揭示了一个十分重要事故预防原理：要预防死亡重伤害事故，必须预防轻伤害事故；预防轻伤害事故，必须预防无伤害无惊事故；预防无伤害无惊事故，必须消除日常不安全行为和不安全状态；而能否消除日常不安全行为和不安全状态，则取决于日常管理是否到位，也就是我们常说的细节管理，这是作为预防死亡重伤害事故的最重要的基础工作。

现实中我们就是要从细节管理入手，抓好日常安全管理工作，降低“安全金字塔”的最底层的不安全行为和不安全状态，从而实现企业既定的总体安全生产方针，预防重大事故的出现，实现全员安全。

三、木桶理论

（一）木桶理论的含义

木桶理论又称短板理论，其核心内容为：一只木桶盛水的多少，并不取决于桶壁上最高的那块木块，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。

根据“木桶理论”的本义，最短的木板——就成了这个木桶盛水量的“限制因素”（或称“短板效应”），决定了木桶的容量。

围绕着核心内容，“木桶理论”还扩展出三个推论：

（1）只有桶壁上的所有木板都足够高，那木桶才能盛满水。

（2）所有木板比最低木板高出的部分都是没有意义的，高的越多，浪费越大。

（3）要想增加木桶的容量，应该设法加高最低木板的高度，这是最有效也是最直接的途径。

对于推论可以理解为，要想盛满水，不是去增高那些长木板，而是应该对最短的木板下工夫，依次补齐。

（二）木桶理论的启示

“木桶理论”可以启发我们思考许多问题，安全管理是一门科学，是一项专业性、政策性、群众性、综合性非常强的工作，同时，安全管理还是一项系统工作，在这个系统里，任何一项工作有所疏忽和放松，都有可能成为那块“短板”。

关注安全管理中的短板效应，应做从以下几个方面努力。

安全管理人员及从业人员都要克服安全“短”不可治、“短”不可避的错误观念，牢固树立“事故可防、风险可控、灾害可治”的安全理念。

安全管理无小事，牵一发而动全身，任何细小环节问题都有可能是大隐患、大问题，只有抓好细小环节管理，才能保证大管理、大安全。因此，安全管理工作应有深严细实的工作作风，严格制度、严控过程，注重细小环节管理。

安全管理工作不仅要顾及“群体”，更要重视“个体”。正是许许多多不起眼的“个体”小事，给安全管理带来了重重隐患，酿成了事故恶果。

忽略了一根随手应该拆除的临时短接线，就可能引发一场短路事故；忘记急停按钮复位，就可能导致重大操作事故；随意系挂安全带，就可能造成高处坠落伤亡事故……这些微不足道的小事，不过是举手之劳，可一旦被忽略后，便为事故留下了重大隐患。要把确保安全的落脚点放在每一块“短板”上，只有这样，才能有效杜绝“短块木板”产生的负面效应，只有这样，安全管理工作才会有保障。

班组成员如同“木板”，客观上存在差异，不仅表现在业务技能的参差不齐，还表现在性格、态度、爱好、人际关系等生理和心理的各个方面。要提高班组的“蓄水能力”即安全能力，就必须发挥班组的集体作用，严格现场生产组织，工作前明确职责，落实责任；工作中相互提醒，互相照应；工作后细心检查，消除隐患；实现整体效能的1+1>2。

总之，安全工作是一个庞大的系统工程，安全管理理念、安全技术、安全管理措施、人员等等都是这个系统上的木板，是环环相扣的环节，只有每个环节都发挥作用，才能保证整个系统安全运作。

四、破窗效应

（一）破窗效应的含义

美国斯坦福大学心理学家菲利普·辛巴杜（Philip Zimbardo）于1969年进行了一项实验，他找来两辆一模一样的汽车，把其中的一辆停在加州帕洛阿尔托的中产阶级社区，而另一辆停在相对杂乱的纽约布朗克斯区。停在布朗克斯的那辆，他把车牌摘掉，把顶棚打开，结果当天就被偷走了。而放在帕洛阿尔托的那一辆，一个星期也无人理睬。后来，辛巴杜用锤子把那辆车的玻璃敲了个大洞。结果呢，仅仅过了几个小时，它就不见了。

以这项实验为基础，政治学家威尔逊和犯罪学家凯琳提出了一个“破窗效应”理论，认为：如果有人打坏了一幢建筑物的窗户玻璃，而这扇窗户又得不到及时的维修，别人就可能受到某些示范性的纵容去打烂更多的窗户。

“破窗效应”在企业的安全生产中也同样存在。将其应用到安全管理工作中，我们可以得出：事故隐患无处不在，看起来很小的一个违章或疏忽，可能会造成严重的、不可挽回的重大事故。

破窗效应安全安全生产中的表现

生产现场一旦有人违章作业，又没有得到及时制止和处罚，周围其他人员就可能会跟着干，从而产生“大家都这么干也没有出什么事，我这样干应该也不会出事”的心理暗示。

以上这种随大流的心理长时间得不到纠正，就有可能使违章行为越来越多，性质越来越严重，甚至是群体性违章，最终就可能造成群体性伤害。

（二）破窗效应的启示

从“破窗效应”中，我们可以得到这样一个道理：任何一种不良现象的存在，都在传递着一种信息，这种信息会导致不良现象的无限扩展，同时必须高度警觉那些看起来是偶然的、个别的、轻微的“过错”，如果对这种行为不闻不问、熟视无睹、反应迟钝或纠正不力，就会纵容更多的人“去打烂更多的窗户玻璃”，就极有可能演变成“千里之堤，溃于蚁穴”的恶果。

努力消除企业安全生产中的“破窗效应”，应从以下几个方面入手。

首先，要重视加强制度建设，加强安全政策法规的宣传教育，强化安全规章制度的执行，不断提高安全管理人员及从业人员的安全意识，用制度约束安全管理人员及从业人员的行为，增强做好安全工作的自觉性和主动性，从思想意识上筑牢“破窗”产生的防线。

其次，要强化薄弱环节的治理，对于各类不安全因素，必须从源头上进行堵塞，不让任何不安全行为在干部职工中蔓延，从行为上防止“破窗”效应的产生。

第三，重视加强安全隐患的排查与治理，不让安全隐患有藏身之处，努力消除安全工作中的短板。所有在制度执行、违章违规行为处置以及隐患排查与治理中出现的“破窗”现象，都必须进行及时曝光，以严明的纪律，果断的作为，务实的作风，严肃的态度求得工作的主动，杜绝安全工作中的“破窗效应”，不断提高本质安全水平。

利用“曝光台”消除安全工作中的“破窗效应”

利用曝光台对任何一个不安全行为及时曝光，向每一名员工传递出这样一个信息：任何人都不能在安全工作中有丝毫的懈怠和马虎，要时刻绷紧安全生产弦不放松，严格遵守各项安全生产规定，否则就要在曝光台上亮丑；企业执行安全规章制度是一视同仁的，安全工作是受到时刻关注的，当别人出现不安全行为时，你必须引以为戒，不要步别人的后尘，不要抱侥幸心理跟在别人后面犯同样的错误，否则，你也会受到曝光处理。

对不安全行为进行曝光，是及时修补安全工作中“破窗”行为的有效手段，此举能够有效防止最终产生“破窗效应”。这种及时修补“破窗”的举措，对于控制违章现象的产生，实现安全生产形势的好转具有积极的推动作用。

第四篇：电力系统基本理论与基础知识问答

五、电力系统基本理论与基础知识问答

2、电力工业生产的特点是什么？

答：电力工业生产的特点是：

l）电力生产的同时性

发电、输电、供电是同时完成的,电能不能大量储存,必须用多少,发多少。

2）电力生产的整体性

发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分割的整体,缺少任一环节,电力生产都不可能完成,相反,任何设备脱离电网都将失去意义。

3）电力生产的快速性

电能输送过程迅速,其传输速度与光速相同, 达到每秒30万公里,即使相距几万公里,发、供、用都是在一瞬间实现。

4）电力生产的连续性

电能的质量需要实时、连续的监视与调整。

5）电力生产的实时性

电网事故发展迅速,涉及面大,需要实时安全监视。

6）电力生产的随机性：

由于负荷变化、异常情况及事故发生的随机性，电能质量的变化是随机的，因此，在电力生产过程中，需要实时调度，并需要实时安全监控系统随时跟踪随机事件，以保证电能质量及电网安全运行。

11、调速器在发电机功率-频率调整中的作用是什么?何谓频率的一次调整,二次调整与三次调整?

答：调速器在发电机功率-频率调整中的作用是:当系统频率变化时,在发电机组技术条件允许范围内，自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量,从而增减发电机的出力（这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系,叫发电机调速系统的频率静态特性），对系统频率进行有差的自动调整。由发电机调速系统频率静态特性而增减发电机的出力所起到的调频作用叫频率的一次调整。在电力系统负荷发生变化时,仅靠一次调整是不能恢复系统原来运行频率的,即一次调整是有差调整。

为了使系统频率维持不变,需要运行人员手动操作或调度自动化系统AGC自动地操作，增减发电机组的发电出力,进而使频率恢复目标值,这种调整叫二次调整。

频率二次调整后，使有功功率负荷按最优分配即经济负荷分配是电力系统频率的三次调整。

4、区域电网互联的意义与作用是什么?

答：区域电网互联的意义与作用是：

1）可以合理利用能源，加强环境保护，有利于电力工业的可持续发展。

2）可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组，有利于降低造价，节约能源，加快电力建设速度。

3）可以利用时差、温差，错开用电高峰，利用各地区用电的非同时性进行负荷调整，减少备用容量和装机容量。

4）可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用，可减少事故备用容量，增强抵御事故能力，提高电网安全水平和供电可靠性。

5）能承受较大的冲击负荷，有利于改善电能质量。

6）可以跨流域调节水电，并在更大范围内进行水火电经济调度，取得更大的经济效益。

47、电力系统过电压分几类?其产生原因及特点是什么?

答：电力系统过电压分以下几种类型：

（1）大气过电压：

由直击雷引起，特点是持续时间短暂，冲击性强，与雷击活动强度有直接关系，与设备电压等级无关。因此，220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。

（2）工频过电压：

由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起，特点是持续时间长，过电压倍数不高，一般对设备绝缘危险性不大，但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。

（3）操作过电压：

由电网内开关操作引起，特点是具有随机性，但最不利情况下过电压倍数较高。因此，330KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。

（4）谐振过电压：

由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起，特点是过电压倍数高、持续时间长。

51、什么叫操作过电压？如何防范？

答：操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压，主要包括：

（1）切除空载线路引起的过电压；

（2）空载线路合闸时的过电压；

（3）切除空载变压器引起的过电压；

（4）间隙性电弧接地引起的过电压；

（5）解合大环路引起的过电压；

限制操作过电压的措施有；

（1）选用灭弧能力强的高压开关；

（2）提高开关动作的同期性；

（3）开关断口加装并联电阻；

（4）采用性能良好的避雷器，如氧化锌避雷器；

（5）使电网的中性点直接接地运行；

3、发电机准同期并列的条件有哪些？条件不满足将产生哪些影响？

答：⑴并列开关两侧的电压大小相同；

⑵并列开关两侧的频率相同；

⑶并列开关两侧的相序、相位相同。

如上述条件不能满足，将会引起冲击电流。电压差越大，冲击电流就越大；频率差越大，冲击电流振荡周期越短，经历冲击电流的时间越长；当相位差很大或相序不对将产生严重的冲击电流；冲击电流的存在对发电机组本身和电力系统都有不利影响。

4、电力系统对继电保护的基本要求是什么?

答：继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

（1）可靠性是指保护该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。

可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

（2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障

设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。

为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要

求的两元件（如起动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其

灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

（3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保

护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中

有具体规定。

选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

(4)速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护（如高频保护、差动保护）、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和开关跳闸时间等方面入手来提高速动性。

12、简述发电机失磁的现象？

答：发电机失磁时：转子电流表指示为零或接近于零；定子电流表指示升高

并摆动，有功电力表指示降低并摆动；无功电力表指示为负值，功率因数表指示进相；发电机母线电压指示降低并摆动；发电机有异常声音。

20、试述发电机非全相运行的危害？

答：非全相运行发电机的危害主要有以下四点：

⑴发电机转子发热；

⑵机组振动增大；

⑶定子绕组由于负荷不平衡出现个别相绕组端部过热；

⑷可能出现过电压。

26、新变压器或大修后的变压器为什么正式投运前要做冲击试验？一般冲击几次？ 答：新变压器或大修后的变压器在正式投运前要做冲击试验的原因如下：

⑴检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压的冲击。

当拉开空载变压器时，是切断很小的激磁电流，可能在激磁电流到达零点之前发生强制熄灭，由于断路器的截流现象，使具有电感性质的变压器产生的操作过电压，其值除与开关的性能、变压器结构等有关外，变压器C 中性点的接地方式也影响切空载变压器过电压。一般不接地变压器或经消弧线圈接地的变压器，过电压幅值可达4-4.5倍相电压，而中性点直接接地的变压器，操作过电压幅值一般不超过3倍相电压。这也是要求做冲击试验的变压器中性点直接接地的原因所在。

⑵考核变压器在大的励磁涌流作用下的机械强度和考核继电保护在大的励磁涌流作用下是否会误动。

冲击试验的次数：

新变压器投入需冲击五次。大修后的变压器需冲击三次。

14、什么是“远后备”？什么是“近后备”？

答：“远后备”是指当元件故障而其保护装置或开关拒绝动作时，由各电源侧的相邻元件保护装置动作将故障切开；“近后备”，则用双重化配置方式加强元件本身的保护，使之在区内故障时，保护无拒绝动作的可能，同时装设开关失灵保护，以便当开关拒绝跳闸时起动它来切开同一变电所母线的高压开关，或遥切对侧开关。

46、重合闸重合于永久性故障上对电力系统有什么不利影响?

答：当重合闸重合于永久性故障时，主要有以下两个方面的不利影响：

1)使电力系统又一次受到故障的冲击；

2)使断路器的工作条件变得更加严重，因为在连续短时间内，断路器要两次切断电弧。

53、什么叫重合闸后加速?

答：当线路发生故障后，保护有选择性的动作切除故障，重合闸进行一次重合以恢复供电。若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速。

136、什么是自动发电控制（AGC）？

答：自动发电控制简称AGC（AutomaticGeneration Control），它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。

按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。

137、AGC有几种控制模式？在区域电网中，网、省调AGC控制模式应如何选择？在大区联网中，AGC控制模式应如何选择？

答：AGC有三种控制模式

（1）定频率控制模式；

（2）定联络线功率控制模式；

（3）频率与联络线偏差控制模式；

以上三种都是一次控制模式，AGC还有两种二次控制模式：

（1）时间误差校正模式；

（2）联络线累积电量误差校正模式。

在区域电网中，网调一般担负系统调频任务，其控制模式应选择定频率控制模式；省调应保证按联络线计划调度，其控制模式应选择定联络线控制模式。

在大区互联电网中，互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制，其控制模式应选择联络线偏差控制模式。

第五篇：节能静态分析报告

公 共 建 筑 节 能 计 算 报 告 书

(规 定 性 指 标)

计 算 人________________

校 对 人________________

审 核 人________________

计算工具:天正建筑节能分析软件TBEC（公共建筑版）

软件开发单位：北京天正工程软件有限公司

节能计算报告书

一、项目总信息

二、建筑概况和围护结构基本组成(一)建筑概况

(二)围护结构基本组成外墙类型1: 胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统墙体各层材料（由外至内）：第1层：水泥砂浆, 厚度8mm第2层：水泥砂浆, 厚度12mm

第3层：胶粉EPS颗粒保温浆料, 厚度30mm第4层：灰砂砖砌体, 厚度240mm第5层：石灰,石膏,砂,砂浆, 厚度20mm

屋顶类型1: 高聚物改性沥青卷材防水屋面（05ZJ001页114屋15）门类型1: 金属框单层实体门

窗类型1: 塑钢窗（参见图集02ZJ702，80系列推拉窗，抗风压、气密性、水密性等级二级，保温性

能和隔声性能二级）

地面类型1: 保温地面（05ZJ001页22地66）

三、建筑热工节能设计分析

外墙类型1: 胶粉EPS颗粒保温浆料外墙外保温系统

砼柱部分

砼梁部分

各朝向外墙平均传热系数和窗墙比计算: 1.东朝向外墙

A.外墙总面积：6.0×10.2=71.2m2 B.外窗总面积：2×1.0×2.1=4.2m2 C.砼柱表面积：3×0.24×6=4.32m

2D.砼梁表面积：2×0.15×1.0+2×0.15×1.5+0.24×10.2=3.20m2 E.外墙主体部分面积：71.2-4.2-1.32-3.20=62.68m2

F.外墙的传热系数：(0.85×62.68+0.91×4.32+0.91×3.20)/(62.68+4.32+3.20)=0.86W/(m2.K)G.本朝向外墙的窗墙比：4.2/71.2=0.06 2.南朝向外墙

A.外墙总面积：6.0×31.0=186m2 B.外窗总面积：16×1.5×1.5=36m2 C.砼柱表面积：6×0.24×6=8.64m2

D.砼梁表面积：16×0.15×1.5+0.24×31.0=11.04m2 E.外墙主体部分面积：186-36-8.64-11.04=130.32m2

F.外墙的传热系数：(0.85×130.32+0.91×8.64+0.91×11.04)/(130.32+8.64+11.04)=0.86W/(m2.K)G.本朝向外墙的窗墙比：36/186=0.19 3.西朝向外墙

A.外墙总面积：62.0×8.1=502.2m2

B.外窗总面积：5.4×1.8×16+1.8×2.1×1+2.0×2.4×1+7.2×8.4=224.58m2 C.砼柱表面积：19×0.24×8.1+1×0.4×8.1=40.18m2 D.砼梁表面积：0.15×1.5+0.24×10.2=2.67m2

E.外墙主体部分面积：502.2-224.58-40.18-2.67=62.50m2

F.外墙的传热系数：(0.85×62.50+0.91×2.88+0.91×2.67)/(62.50+2.88+2.67)=0.85W/(m2.K)G.本朝向外墙的窗墙比：3.15/71.2=0.04 4.北朝向外墙

A.外墙总面积：6.0×31.0=186m2

B.外窗总面积：12×1.5×1.5+6×1.0×2.0+2×1.8×2.1=47.16m2

C.砼柱表面积：9×0.24×6=12.96m2

D.砼梁表面积：12×0.15×1.5+2×0.15×1.8+6×0.15×1.0+0.24×31.0=11.58m2 E.外墙主体部分面积：186-47.16-12.96-11.58=114.30m2

F.外墙的传热系数：(0.85×114.30+0.91×12.96+0.91×11.58)/(114.30+12.96+11.58)=0.93W/(m2.K)G.本朝向外墙的窗墙比：47.16/186=0.2

5结论：经计算考虑热桥后墙体平均传热系数满足公共建筑节能设计标准4.2.2条的要求。

屋顶类型1: 05ZJ001页114屋15

传热系数满足公共建筑节能设计标准4.2.2条的要求

窗户类型1: 80系列推拉塑钢窗（02ZJ702）

地面类型1: 05ZJ001页22地66

四、结论

(一)屋顶的传热系数满足标准要求。(二)外墙的传热系数满足标准要求。(三)未设计架空楼板。

(四)外窗的热工参数满足标准要求。(五)天窗的热工参数满足标准要求。(六)地面热阻满足标准要求。(七)未设计地下室外墙。

(八)北向窗墙面积比满足标准要求；东向窗墙面积比满足标准要求；西向窗墙面积比满足标准要求；南向窗墙面积比满足标准要求。

根据计算，该工程完全满足《公共建筑节能设计标准》的相应要求。