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全国性建材科技期刊一一《玻璃》2011年第7期总第238期
配电系统的可靠性分析
刘百东
(中国建材装备有限公司北京市100037)
摘要针对中压配电系统的可靠性进行了分析。首先对可靠性的评估指标进行了总结性的描述,并有针对性地对配电
系统的可靠性计算方法进行分析,对于提高配电系统的可靠性有着积极的作用。最后根据配电系统的现状,对其电源模
型进行了改进。
关键词配电系统可靠性评佔
中图分类号:TQ171文献标识码:A文章编号:1003-1987(2011)07-0028-03
平均停运持续时间=平均停运率/平均停运时间
0引言
(2)系统可靠性指标
随着我国经济的不断发展,对电力系统的要求
对配电系统来说,任何一个部件或环节出现故
也在不断加大。在寻求经济利益的同时,也要保证障,都有可能造成停电事故。随着用户的增加,其
电力系统的高可靠性。配电系统直接和用户相连,个体用户出现故障的概率越大。通过平均供电可用
处于电力系统的最末端,也是最重要的一个环节。度指标(ASAI)来描述其用户正常用电的时间。其
目前,数据统计出的停电事故,有80%是由配电系公式为:
统故障造成的。因此,如何提高配电系统的可靠性
用户用电小时数Tx∑N-∑U
势在必行
ASAI
用户需电小时数
T×2N
配电系统可靠性评估指标
系统的可靠性指标除了平均供电可用度指标
外,还有系统平均停电频率指标、瞬时平均停电频
通过对配电系统的可靠性指标进行分析,主要
率指标、系统平均停电持续时间指标和用户平均停
达到以下几个目的:①对故障能够提前预警;②当电持续时间指标等。同时还有可能由于总电量的不
配电系统故障出现时,尽可能地减少停电区域的范
足而引起的停电故障,这都是需要考虑的内容。除
围;③用尽可能少的时间对配电系统进行修复
了上述指标外,还需要考虑经济类指标,需要评估
目前由于各个配电系统的出发点不同,关注的
由于停电造成的经济损失
重点不同,定义的可靠性指标较多,但把各种指标
综合起来,主要有以下3个因素:停电次数、停电时2配电系统的可靠性计算方法
间和损耗。下面我们将对其常见的指标进行分析。
目前,配电系统的可靠性计算方法比较多,最
(1)负荷点可靠性指标
常使用的方法是解析法,它是根据系统的结构、系
该指标主要包括:
统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系,建立系
①平均停运率:单位时间内配电系统出现故障统的可靠性概率模型,通过递推或迭代等过程精确
导致停电的次数。单位一般为:次年。
求解此模型,从而计算出系统的可靠性指标。由于
②平均年停运时间:单位时间内配电系统出现是对整个配电系统中各个元件的故障概率都要进行
故障导致停电的时间。单位一般为:时/年。
分析,该方法计算出来的结果精确度比较高,但是
③平均停运持续时间:每次停电持续的时间。
由于对整个系统进行计算分析,计算的过程相对比
由平均停运率和平均停运时间得出。其关系如下
较繁琐。考虑到配电系统自身的设备多,运行方式
技术交流
多样化的特点,本文介绍馈线分区法,而馈线分区
参照数学中的包含定律,包含小区域的大区域
方法的主导思想就是分块、分区,这是最快捷方便称为父域,小区域称之为子域。对于整个系统的结
的一种方式。无论在何种配电网的可靠性算法里,构图来说,可根据开关的性质自动进行区域的划
都是将其元器件的相连关系组成一个等效的区域,分,其开关的动作只对划分的区域有影响,还可以
并将其化简为简单的主干网模式,最后进行故障分根据实际情况,进行手工划分。通过划分区域,将
析。接下来,将对馈线分区方法进行详细的讲解,其网络进行简化,图3是其简化示意图
图1为典型的配电网络结构。
主电源 zoe.!xnoe1.2znoe1.4zmoe4备用电源
ILD4
-O-O--O
B2
$3
s2B2备用电源
H×
O
主电源
Znoe2 noel3 znoe3
图3馈线分区后的网络简化图
工LD3
简化过之后的结构,可以很方便地对每一个区
图1典型配电网络结构图
域进行操作控制,同时当系统出现故障时,便于维
修人员查找故障点和维护,提高工作效率。
如图1所示,在配电网络中,其前后两端都有电
特別需要强调的是:在系统正常运行的情况
源,前端为主电源,后端的为备用电源,用于和其它
下,都是由主电源进行供电,只有系统出现故障,
的馈线分区相连。在正常的情况下,图中的S4开关处
才使用备用的电源,这就意味着,备用电源可以不
于断开状态,表示配电系统的主网络与备用电源分
存在。当然为了系统更加可靠地运行,最好拥有备
开;通过结构图,可清晰地看出,主网络是以树状结
用电源。
构运行的;假如出现停电故障,则备用电源联络开关
对于系统分区后,可按照元件的故障率和故障
(S4)闭合,保证网络中没有出现故障的线路正常供
时间对其公式进行合并,形成分区的可靠性参数指
电;F1、F2代表着熔断器,对其后面的分支电路进
标。其合并后的公式分别为
行保护,一旦出现故障,就会自动熔断,切断其电
路,如果想要恢复,必须对其更换;LD1~LD5代表着
与用户直接相连的节点,处于整个配电系统的末梢。
我们叮以将整个系统的元器件分为开关元器件和非开
∑λ7
关元器件。根据各个开关保护范围的不同,将整个电
网划分为多个区域,如图2所示。
式中:nー元件的总数
LD4
一元件发生故障的概率;
γ一元件等值的平均故障时间。
这样就可以计算出故障时间和故障率,并将得
主电源
出的结果运用到简化后的分区中,对于可靠性分析
zone
Zone
十分有用。
?LDs
3中压配电系统可靠性计算的电源模型改进
电源系统是整个系统的核心,一旦出现故障,
图2馈线分区后的网络分区示意图
整个系统就完全崩溃,所以电源是配电系统中的重
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