發(fā)電廠電氣主接線可靠性研究

程越

摘 要：針對發(fā)電廠電氣主接線可靠性的相關(guān)問題，對其可靠性的分析方法、改進(jìn)措施做進(jìn)一步研究。先介紹了發(fā)電廠電氣主接線可靠性的內(nèi)涵與相關(guān)指標(biāo)；然后對當(dāng)前發(fā)電廠主接線可靠性分析的常見指標(biāo)、優(yōu)化策略進(jìn)行了研究。旨在進(jìn)一步加深相關(guān)人員對發(fā)電廠電氣主接線可靠性的認(rèn)識，為全面提高發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣主接線；可靠性

目前，發(fā)電廠電氣主接線可靠性成為評價電力系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵領(lǐng)域，其管理水平對電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。目前，做好發(fā)電廠電氣主接線可靠性研究已經(jīng)成為相關(guān)人員工作的重點(diǎn)，有助于進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

1 發(fā)電廠電氣主接線可靠性內(nèi)涵與指標(biāo)

1.1 發(fā)電廠電氣主接線可靠性內(nèi)涵

早在上世紀(jì)八十年代，我國就已經(jīng)對可靠性的名詞解釋進(jìn)行確定，認(rèn)為可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下與規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。由此可見，可靠性并不是一個明確的可執(zhí)行指標(biāo)，其需要按照故障發(fā)生的脈絡(luò)：失效——故障——可靠性的基本方向展開思考。因此，可靠性往往會以解決故障為研究的主要內(nèi)容。

可靠性與電力系統(tǒng)的結(jié)合出現(xiàn)在上世紀(jì)三十年代，相關(guān)學(xué)者在統(tǒng)計學(xué)理論的支撐下，分析了電力系統(tǒng)設(shè)備維修工作中的可靠性；而隨著電力行業(yè)不斷發(fā)展，人們對可靠性的研究不斷深入，目前，發(fā)電廠電氣主接線可靠性分析已經(jīng)成為電力系統(tǒng)綜合管理中必不可少的一部分內(nèi)容。目前普遍認(rèn)為的發(fā)電廠電氣主接線可靠性定義為：在組成電氣主接線系統(tǒng)元件可靠性參數(shù)已知和可靠性準(zhǔn)則給定的條件下，按可靠性準(zhǔn)則評估整個主接線系統(tǒng)滿足電力系統(tǒng)電能和電量的量度。

1.2發(fā)電廠電氣主接線系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)

在有關(guān)發(fā)電廠電氣主接線系統(tǒng)可靠性指標(biāo)研究中，需要以故障為中心。發(fā)電廠主接線的可靠運(yùn)行需要滿足三個基本條件，包括運(yùn)行安全、供電連續(xù)性、充裕性等，因此在有關(guān)電氣主接線系統(tǒng)可靠性分析中，也需要按照上述三個指標(biāo)進(jìn)行深入的探討：

1）供電連續(xù)性指標(biāo)。在發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，主接線供電連續(xù)性主要指對輸電線路的連續(xù)性供電，它所需要研究的指標(biāo)包括故障頻率（次/年）與輸電線路可用度。2）供電充裕性指標(biāo)。主要采用發(fā)電廠輸出容量受阻概率與故障導(dǎo)致年發(fā)電量下降期望值兩個指標(biāo)進(jìn)行研究。但需要注意的是，上述兩個指標(biāo)主要從整體上研究了主接線的可靠性，而無法反應(yīng)某一故障的嚴(yán)重性。因此在分析中，還需要重視對這一特點(diǎn)的研究。3）運(yùn)行安全性指標(biāo)。目前，常見的發(fā)電廠電氣主接線運(yùn)行安全性指標(biāo)主要體現(xiàn)在發(fā)電機(jī)停運(yùn)概率、出線停運(yùn)概率等方面，這些基本反映了電廠所在網(wǎng)絡(luò)可能出現(xiàn)的動態(tài)、靜態(tài)性特征。

2 常見的發(fā)電廠主接線可靠性分析方法

2.1 網(wǎng)絡(luò)法

網(wǎng)絡(luò)法主要將電力系統(tǒng)按照實(shí)際出現(xiàn)的邏輯順序進(jìn)行劃分，并根據(jù)每個部分的實(shí)際情況，進(jìn)行單獨(dú)的指標(biāo)測試，并根據(jù)每個指標(biāo)的測試結(jié)果，確定整個發(fā)電廠主接線的可靠性情況。一般在采用網(wǎng)絡(luò)法進(jìn)行評估過程中，相關(guān)人員需要提出一系列的假設(shè)條件，并對其中可能出現(xiàn)的風(fēng)險誤差進(jìn)行分析，以降低人為因素與外界干擾等對可靠性評估結(jié)果的影響。

從當(dāng)前應(yīng)用效果來看，網(wǎng)絡(luò)法的應(yīng)用效果良好，且適用性廣，是當(dāng)前一種常見的發(fā)電廠電氣主接線可靠性分析方法。

2.2 故障模式與后果分析方法

在應(yīng)用該方法過程中，需要首先確定每個關(guān)鍵器件的狀態(tài)類型，再對這些故障類型進(jìn)行統(tǒng)一的研究，并以此為基礎(chǔ)確定故障與邏輯關(guān)系的發(fā)生幾率，同時，相關(guān)人員也可以以此為基礎(chǔ)確定可靠性參數(shù)。

從應(yīng)用來看，故障模式與后果分析方法與系統(tǒng)器件數(shù)量存在密切關(guān)系，器件總量越大，則需要分析的時間越長。

2.3 模擬法

模擬法由著名物理學(xué)家Metropolis提出，其原理就是通過設(shè)定一組隨機(jī)過程，通過研究其反復(fù)生成時間序列，確定其參數(shù)估計量與統(tǒng)計量，最終確定序列分布特征的方法。從應(yīng)用效果來看，模擬法的主要優(yōu)點(diǎn)就是能按照試件序列有效的完成操作，且其采樣次數(shù)不會受到系統(tǒng)規(guī)模影響。但相關(guān)人員如果想獲取較高的計算經(jīng)濟(jì)，還需要進(jìn)行長時間運(yùn)算。因此在應(yīng)用過程中，不建議相關(guān)人員將這種方法應(yīng)用在相互聯(lián)系緊密的系統(tǒng)中，避免因為計算難度較大而影響計算質(zhì)量。

3 發(fā)電廠主接線可靠性改進(jìn)策略

總體而言，發(fā)電器主接線在不同發(fā)電廠的接線方式存在明顯差異，且造成電器故障的原因也不盡相同。當(dāng)前主流的接線方式主要采用4/3斷路器接線與3/2斷路器接線，其可靠性效果明顯優(yōu)于雙母接線形式。其主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1）雙母線接線在供電模式上無法形成多環(huán)路形式，導(dǎo)致每臺斷路器都會對應(yīng)一個環(huán)路完成供電，這種模式下的接線十分脆弱。相比之下，3/2斷路器界限有助于形成環(huán)網(wǎng)供電方式，一個回路能對應(yīng)2～3臺斷路器，并且在進(jìn)線端、出線端都具備雙母線優(yōu)勢，且任一斷路器斷開不會對回路造成影響，保證了運(yùn)行質(zhì)量。

2）3/2斷路器接線中的隔離開關(guān)不需要進(jìn)行倒閘操作，在運(yùn)行過程中僅被作為檢修設(shè)備。在這種情況下，相關(guān)人員就不需要因為防范錯誤操作隔離開關(guān)而導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患；若發(fā)生安全事故，斷路器也會快速切斷電源，而雙母接線不具備上述功能。由此可見，3/2斷路器接線的效果優(yōu)于雙母接線。

3）4/3是在3/2基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種技術(shù)，是將斷路器的一個串中連上4臺斷路器，并在進(jìn)出線回路中接三回。與3/2斷路器接線相比，其安全性、靈活性更好。但需要注意的是，該技術(shù)的二次接線技術(shù)較為復(fù)雜，但在母線連接、減少投資方面具有優(yōu)勢，因此同樣具有良好的應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

本文主要研究了發(fā)電廠電氣主接線可靠性的相關(guān)問題?？傮w而言，電氣主接線可靠性是影響發(fā)電廠運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此相關(guān)人員在該問題研究中，需要全面分析該技術(shù)的適用性，并結(jié)合技術(shù)發(fā)展趨勢，加深對其可靠性的研究，為更好的推動發(fā)電廠安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

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