变电站接线对可靠性指标的影响

2018-01-17牛明莉

电子技术与软件工程 2017年23期

摘要随着我国对用电需求量越来越大，电力系统所须承担的责任也越来越重。变电站作为电力系统的重要枢纽，直接关系到电力系统的正常运行，而变电站电气接线是电力系统正常运行的有力保障。但是，由于变电站接线对可靠性指标有一定影响，在可靠性评估工作中会根据不同状况出现评价标准不同的问题，因此，必须考虑各种因素，对可靠性进行计算而采取整体评估。本文首先阐述了可靠性及可靠性指标的内涵，进而分析了变电站接线对可靠性指标的影响，以供广大同行参考。

【关键词】变电站接线可靠性指标影响

在整个电网运行过程中，变电站是将电能集中，再进行分配的重要环节。变电站包括了变压器、刀闸设备、线路开关、电力系统安全控制所需的二次设备等。而这些设备的接线方式对电力系统运行的可靠性有很大程度影响。电力供电可靠性直接体现了供电系统对用户的供电能力，主要是指统计时间内对用户有效供电时间的总计小时数与统计期间小时数的比值。根据可靠性分析计算可以得出变电站主线的可靠性，从而得出提高变电站接线可靠性的方法措施，以此改善电力系统运行可靠提供科学、实用的依据。

1 可靠性及可靠性指标

电力系统分为发电厂、变电站及输配线路等，在其工作运行中有很多相关设备及控制保护装置，如果其中之一发生故障将会影响电力输送，供电无法正常进行。可靠性指标则是供电的关键指标，经济水平不相同的国家，对应的供电可靠性评价指标也不一样。系统是由多个原件构成，可靠性是指元件、设备和系统规定条件下和预定时间内完成规定功能的概率。可靠性指标主要是指统计时间内对用户有效供电时间的总计小时数与统计期间小时数的比值。变电站作为电网整体运行的一个重要节点，其接线方式的可靠性往往影响着变电站的运行效果。

2 变电站可靠性的测算方法

对于变电站可靠性测算通常采用解析法与模拟法，解析法以电力系统中原件配置为依据来建立数学模型，再通过模型的测算数据计算各项指标；解析法是采用严格数学计算手段来获取相关变电站数据，其具有较高的准确性与可信度。其次，在变电站接线可靠性评估中又可以采用网络法和空间法。贝叶斯网络法逐渐走入人们的视线，目前主接线的可靠性计算大多采用此法，主要目标是在主接线方式当中找到可用度最高的，空间法则是在马尔可夫的基础之上建立的一种分析方法，对所有元件之间的状态展开分析，从而列出系统的使用状态。

3 变电站接线对可靠性指标影响

3.1 主接线可靠性模型类别

按照对变电站设备的功能及其故障可分为三种模型，即三状态模型、四状态模型、五状态模型（如图1所示）。三状态模型主接线中设备主要包括发电机组、主变压器、输电线路、不存在刀闸的母线、无功补偿设备等；断路器的故障模型为四状态模型；断路器相应反映继电保护动作，继电保护命令由断路器执行为五状态模型。

3.2 评估假设

在可靠性的分析计算中，元件是不可分解的，受限假设电气元件的状态，要么为正常工作，要么出现故障，但故障可以进行修复，修复后可正常工作，如果系统发生故障，就会自动退出正常工作状态。同时，假设元件故障时不会又连带反映，若系统出现故障，也可能会有二重或以上故障，但是仍然假设不会发生这些故障。

3.3 接线影响

对串联系统（图2）、并联系统及串—并联系统（图3）的计算來分析变电站接线对可靠性指标的影响。

串联系统的平均寿命TUs和元件的平均寿命TUi（）有如下的关系。

串联系统的寿命比最差元件寿命还要短，因此要想延长整个系统的寿命，首先要延长最差元件的寿命，从延长系统寿命的观点来看，串联过多元件是不利的。

凡在一个系统中，若所有元件都发生故障时才构成系统故障，这种系统称为并联系统，由n个元件组成的并联系统。并联系统的平均寿命为：

当各种元件故障相等，即并等于常数时，经数学运算的

式（2）表明，并联系统的寿命比单个元件的寿命长，增加并联系统的个数能增加系统的寿命，但随着并联元件的个数增加，系统寿命增加的程度变小。