供配电系统综合评估与可靠性分析

第２４卷第４期　２００８年１２门　上　海　电　力　学　院　学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　ＶＩ　．２４．Ｎｏ．４　Ｉ）ｅｃ．　２ｏｏ８　

文章编号：１００６—４７２９（２００８）０４—０３３７—０４　

配电系统变电所供电可靠性的评估与分析　

肖朝岁　，王欢　，汪知恩　

（１．福建省晋江市电力有限责任公司，福建晋江３６２２００；　２．上海电力学院电力与自动化工程学院，上海２０００９０）　

摘　要：变电所电气主接线的根本任务是尽可能经济而可靠地将电能提供给用户．采用逻辑表格法定量分析　了变电所电气主接线的可靠性及指标，为主接线方案的合理选择提供了有效的评价依据．　

关键词：电气主接线；逻辑表格法；可靠性　中图分类号：ＴＭ７３２；ＴＭ６３　文献标识码：Ａ　

Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　

ｉｎ　Ｔｒａｃｔｉｏｎ　Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＸＩＡＯ　Ｃｈａｏ—ｓｕｉ　，ＷＡＮＧ　Ｈｕａｎ　，ＷＡＮＧ　Ｚｈｉ．ｅｌｌ　（１．Ｊｉｎｊｉａｎｇ　Ｃｉｔｙ　ｉｎ　Ｆｕｊｍｎ　Ｐｒａｉｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　ＣＯ．ＬＴＤ．，Ｊｉｎｊｉａｎｇ　３６２２００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ｉＳ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｔｏ　ｃｏｎｓｕｍｅｒｓ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｔｏ　ｕｓｅｒｓ　ｉＳ　ａｌｗａｙｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ａ　ｍａｉｎ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ．Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｌｉｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｉＳ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　

环球市场/电力工程

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-配电系统电压骤降特性分析与可靠性评估邹 韵天津环通电子工程公司摘要：随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展，基于计算机、微处理器以及调速驱动的管理、分析、检测、控制的用电设备和各种电力电子设备在电力系统中大量投入使用，它们对电压短时波动比一般机电设备更加敏感，对供电质量的要求更苛刻，因此以信息技术和其他高科技产业为代表的现代工业对传统电力供应提出了新的挑战，要求系统即使处于非稳态也要保证可靠、恒定的优质电力供应。关键词：配电系统；电压骤降；特性分析；可靠性评估电压骤降已成为影响许多设备尤其是电子类设备正常工作的重要因素，而且不同类型、甚至同类型但不同品牌的用电设备对电压骤降的敏感度差异很大，这表明电压骤降所造成的危害与设备自身的特性以及用户的要求密切相关，因此如何消除或抑制电压骤降的影响，需要供电方、设备制造方以及用户的协力合作，共同解决。1引起电压骤降的因素当输配电系统中发生短路故障、感应电机启动与再加速、雷击、开关操作、变压器以及电容器的投切等事件时，均可引起电压骤降。其中短路故障、感应电机启动和雷击是引起电压骤降的最主要原因。雷击引起的绝缘子闪络或线路对地放电会使保护装置动作，从而导致供电电压骤降。由于电力系统暴露在大自然中，在雷雨季节的多雨地区，极易受到干扰。这种骤降影响范围大，持续时间一般超过100ms。感应电机启动时，将从电源汲取比正常工作时大很多的电流，其典型值为额定工作电流的5~6倍。启动过程中，电机转速上升达到额定值的时间一般约为几秒钟到1分钟，在此之前，电机电流一直维持较大值。电机启动引起的电压骤降所持续的时间与电机的许多参数有关，其中，电机的惯性是最重要的参数之一。电气转矩与电压的平方成正比，机械负荷转矩与电气转矩的差决定了电机的加速度，进而决定了启动加速的时间。在额定电压下，在大多数启动过程中都可假设机械负荷转矩为电气转矩的一半。当电压降低时，电气转矩与机械负荷转矩之间的差，即加速转矩也将降低，这将导致较长的加速时间，从而也使电压骤降的持续时间较长。但这种电压骤降程度较小，不会对用户造成严重的影响。通过采取适当的措施，可有效消除电机启动所引起的骤降的不利影响。与输电相关的电压骤降其持续时间要比配电电压骤降要更加稳定。因为输电故障都可以尽可能的清除掉，从故障发生到断路器动作通常为3~6个周波。而通常发生输电系统故障时用户不会经受电压间断，因为配电系统是辐射状的，而输电系统为环状或是网状的，这样当其中的一根线路故障无法正常供电时，剩余的系统仍可以为负荷供电。变电站中其中一条馈线出现故障会造成其它所有馈线上的不同程度的电压骤降，而这些馈线上的用户也会遭受相同的电压骤降。即使是用户自身出现故障时也会造成类似的远距离故障清除电压骤降的现象。只有当故障被清除才会恢复正常供电。骤降的程度取决于与故障点间的距离等因素。在这些引起电压骤降的因素中，感应电机启动及三相短路故障会造成平衡电压骤降，而雷击、变压器及开关投切、单相接地故障、相间故障和两相接地故障引起的为不平衡电压骤降。感应电机造成的骤降影响并不会很严重，本文中主要讨论短路故障所引起的各种电压骤降类型。2配电网可靠性评估方法随着我国电网建设的发展，配电系统的可靠性评估显得日益重要，据电力公司估计，大约80％的用户故障属于配电系统故障，近年来，由于电力供需矛盾的日益突出，供电可靠性在电力工业领域越来越受到重视。在工业发达国家，可靠性评估已经成为配电系统规划决策的一项常规性工作。中国电力百科全书对电力系统可靠性准则的定义是：“在规划设计或运行中为使发电和输配电系统达到所要求的可靠度所必须满足的指标、条件或规定。”电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修工作。配电系统规划使用可靠性准则的目的，总体而言是要在合理投资的限度内减少未来用户的停电事件和损失。由此可知，不同地理、气候、社会环境和不同经济条件的国家或地区，可靠性的考核标准存在一定的差异。配电系统可靠性的评估算法可分为两大类：解析法和模拟法。解析法是利用故障枚举进行状态的选择和估计，建立比较严格的数学物理模型来计算可靠性指标，包括状态空间法，近似法和故障树等。其优点是概念清晰，模型精度高，缺点是计算量随着规模的增大而急剧增加，且不易处理相关事件。而模拟法是通过对元件的概率分布采样来进行状态的选择和估计，是利用统计学的方法得到可靠性指标，它非常适合进行复杂电力系统的可靠性计算，只是其计算精度受到各种因素的限制。这种概率性的指标在处理以下问题时，往往不能完全说明问题：(1)负荷预测存在大量不确定性因素影响时；(2)增加比已有元件容量大的新元件时；(3)电网元件的可靠性指标非常接近于1时，如负荷密度大的短馈线电网；(4)考察非常稀少，但可能导致电网崩溃的多重事件时。遇到这类情况，就需要用确定性的方法进行分析研究，也可以用概率性的方法研究，但必须用确定性的方法加以补充验证。本论文研究的是计及电压骤降的配电网的可靠性问题，由于配电网的分支线都很短，所连接的负荷各类用电设备的组成也不是一定的，因此，我们用确定性的方法加以研究。结论总而言之，引起电压骤降的问题是多种多样的，而像由雷击引起的电压骤降甚至是供电中断，又是非人为的。定制电力的实现，这将预示着不仅仅是电力公司的责任。优质优电，对电能有特殊需求的用户，就应当承担相应的电费；而对那些对公用电网造成危害的用户，就应当承受相应的处罚。解决电压骤降所带来的问题，关键在于电力部门、电力用户、设备制造商之间的密切配合。为了更好地保护各方的利益，制定相应的标准、政策、法律，明确各方的责任、权利和义务对解决问题非常重要。参考文献：[1] 杨洪耕，肖先勇，刘俊勇.电能质量问题的研究和技术发展(一).电力自动化设备，2003，23(12)：1-4.[2] 韩英铎，严干贵，姜齐荣，等.信息电力与FACTS及DFACTS技术，电力系统及其自动化，2000年10月：332-337.

２０１　３年第３３期　（总第２７６期）　中阖高新技：｝－二金ｌ业　Ｉ　ｃ　Ｈｌ　＾卜ＩＩ　Ｔｆ　ｃ　Ｈ　Ｅ　Ｔ￡＂ＲＩ：Ｅ　ｓ　Ｎ０．３３．２０１　３　

（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．２７６）　

电力供配电系统的可靠性运行分析　

方泽彬　

（广东电网公司中山供电局，广东中山５２８４００）　

摘要：区域内电力系统的发电、输电和配电直接影响着系统运行的可靠性　文章主要介绍了电力供配电系统　

的可靠性特征量及可靠性的分析方法，并对供配电系统的可靠性运行的要点进行了分析。　

关键词：供配电；系统稳定；可靠性　

中图分类号：Ｕ２２４　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００９－２　３７４（２　０１　３）３３－００５１－０２　

区域内电力系统的发电、输电和配电直接影响着系统　

运行的可靠性。因发电与输电设备相较于配电系统要集中　

很多，并且其一次投资与建设周期也要大上许多，所以发　

电与输电设备中电容量的不足所引起的故障的严重性和广　

泛性也要大上很多，从而更容易受到人们的重视。　

ｌ供配电系统可靠性特征量的概述　

供配电系统的可靠性是指相关电力设备、系统等在～　

定时间内、一定条件下完成某项既定功能的能力。而建　筑供配电系统具有可修复性，其可靠性特征量可分为故障　

率、故障平均修复时间、年平均故障时间以及可用度（也　

可称为有效度）这四种。其中可用度又可分为固有可用度　

和使用可用度两种，通常情况下设计阶段较常用前者。　

２分析供配电系统可靠性的三种常用方法　

开展供配电系统可靠性分析工作，首先可建立相关电　

力设备的模型试验，接着分析其性能参数，最终通过数理　

统计方法得到电力设备的可靠性参数。然后建立建筑供配　

电系统的模型来进行其各种运行状态的模拟分析，从而计　

算出其可靠性参数，进而通过类比的方式来得出提高系统　

可靠性的最佳方案。现今，分析供配电系统可靠性比较常　

用的有三种：解析法、模拟法以及人工智能法。　

２．１解析法　

首先要根据供配电系统自身特点及要求，与配置相关　

＿皇　三堡量叟垫　！Ｄｌａｎｑｉ　Ｇｏｎｇｃｈｅｎｇ　ｙｕ　Ｚｉｄ。ｎｇｈｕａ　

地铁供配电系统的可靠性与安全性分析　

郭鹏飞　

（中交（广州）铁道设计研究院有限公司，广东广州５１０２９０）　

摘要：地铁供配电系统主要为地铁站、区间内动力、照明等低压负荷提供电力供应，在工程设计中，供电的可靠性和安全性是首先　要考虑的问题。现结合工程实际，对保障供配电系统可靠、安全运行的技术措施进行分析、探讨，以期为类似工程提供借鉴。　

关键词：低压配电；应急电源：电力监控系统　

０　引言　

地铁建设正在我国很多城市如火如茶地开展，地铁安全　

运行是工程建设的首要目标，而供电系统是保障地铁运行的　

基础能源设施。供配电系统作为地铁供电系统的一部分，担负　

着环控、给排水、照明、消防、通信、信号、ＡＦＣ等用电设施的供　

电重任，众多的用电设备和接口对其可靠性与安全性提出了　

更高的要求。　本文将从电源侧、变电所电气主接线和运行方式、备用电　

源与应急电源的应用、正常照明供电的可靠性与安全性、保护　

配置、电力监控系统、过电压防护和接地安全等几点出发，论　

述保障地铁供配电系统可靠性和安全性的技术措施。　

１　电源侧　

在集中供电方式的供电系统中，地铁站降压变电所的电　

源引自地铁专用主变电所的不同母线段；分散式供电系统中，　则引自城市配电网中不同的开关站口］。而无论采用哪一种供电　

方式，供电系统均能够为每个地铁站的降压变电所提供两路　

互相独立的电源，有力保障地铁站内的供配电系统均能满足　

一级负荷的供电需求。　

２　变电所电气主接线和运行方式　疑　根据车站规模不同，地铁站通常设置１～２座变电所，降压　（跟随）变电所采用的典型电气主接线方式如图１所示。　低压配电采用ＡＣ　３８０／２２０　Ｖ三相四线制，放射式为主，树　

干式为辅的配电方式。　

正常运行时，母联断路器断开，两路电源同时运行，单台　

变压器正常负载保持在７０％左右。　

故障状态下，仅当任一路进线失压时，ＱＳ１（或ＱＳ２）断开，