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1、 发电厂电气主接线的可靠性分析 摘要:随着经济的快速发展和进步，发电厂是整个发电系统当中非常重要的一个组成部分，而电气主接线的可靠性也决定了整体系统的供电质量能否满足用户的需求。本篇文章通过对发电厂电气主接线的可靠性进行分析，对可靠性的含义以及各项指标进行了阐述，为发电厂电气主接线可靠性的发展提供一定参考。关键词:发电厂；电气主接线；可靠性分析引言:我国经济的不断发展离不开电力的进步。并且随着经济的快速发展，电力系统规模也在不断扩大，结构也更加的复杂。电力给人们的生活带来了极大的便利，改变了人们的生活方式。在当前社会的发展下，整个社会对于电力系统的要求也越来越高。对于发电厂来说，电气主接线的可
2、靠性是非常重要的一个部分，同时也是提高系统的供电质量，提高电力工业安全使整体更加稳定运行的关键性因素。因此对发电厂电气主接线的可靠性进行分析研究具有非常重要的意义。1发电厂电气主接线的含义以及各项指标的内容1.1可靠性的含义可靠性是指产品在相应的条件和时间内能够完成规定的工作。可靠性的定义是由产品或者是系统发生故障之后所引出的。这是由于产品或者是系统在使用的过程中总是会或多或少的出现一些（去掉）故障，可靠性就是以解决故障问题为中心来定义的。可靠性的概念起始于上世纪30年代，是将统计学理论当中可靠性的概念应用到电力系统设备维修和备用容量中，在电力刚发展初期，全世界范围内出现了几次的停电，从而导致
3、人们对可靠性这一概念进行了更深入的研究。对于发电厂来说，可靠性是指系统中的各元件的可靠性参数，已知在给定的条件下能够按照参数来进行正常的运行，满足供电的需求。1.2可靠性指标都有哪些对可靠性进行研究，实际上就是以电力系统的故障为研究的中心。通过对发电厂主接线发生故障的情况进行具体的分析和研究，可以充分的了解到，如果想要发电厂主接线能够稳定的运行，就要在供电上要满足连续性和充裕性两个要求，然后还要满足整体的运行安全性。因此可靠性指标也分为三种，分别是供电的连续性、充裕性和运行安全性。1.2.1供电连续性指标对于发电厂来说，发电厂的主接线的供电连续性指标就是指对于整体电路或者是复合节点能够提供连续
4、性的供电。这个指标主要包括两个内容，一个是输电线路的可用度，另一个是故障频率。1.2.2供电充裕性指标对于发电厂来说，电气主接线的供电充裕性，一般通过两个指标来对其进行表征。分别是发电厂的输出容量受阻概率以及发电厂故障导致年发电量下降期望值。这两点主要是共同反映了主接线的可靠性指标。如果对于电力系统当中某一个故障来说，无法对其严重性进行准确的判断。为了更好的求出供电容量的概率和频率，因此在进行计算的过程中，还将广义的停运表概念引入到其中。1.2.3运行安全性指标对于发电厂来说，运行安全性指标主要分为四个方面，分别是发电机被迫停运概率、频率，以及出线被迫停运的概率、频率。这四部分的指标能够充分的
5、表达出机组和出线两种现象而导致电厂的网络出现被迫停运的静态和动态的稳定性。2对发电厂电气主接线进行可靠性的分析的分析方法对于发电厂来说，为了保证电气的主接线能够足够可靠，保证发电厂能够稳定运行，因此应当对电气主接线进行可靠性的分析。一般的分析方法分为两种，一种是解析法，另一种是模拟法，也叫蒙特卡洛模拟法。这两种方法在使用的过程中各自有各自的优势，也有各自的缺点，要根据实际发电厂的情况来进行选择。2.1解析法在对发电厂的那个主接线进行可靠性分析的过程中，解析法是将主接线所连接的各个零部件的使用寿命理想化，用数学模型将各零部件的使用寿命通过函数表示出来。在使用解析法的过程当中，最常用的是两种分析方
6、法，一种是故障模式与后果分析法，另一种是状态空间分析法。故障模式与后果分析法是将主接线上的各个零部件作为针对的主要对象，通过对每个零部件上所产生的基本故障事件进行分析和综合，这样就能够对整个主线的可靠性进行评估。应用故障模式与后果分析法的最大难度是如果主接线上的元件过多，那么用该分析法所计算量就比较大，最后就会得到较大的误差。状态空间法是以马尔科夫模型为基础所建立的一种分析方法，通过分析各个元件对于整体电力系统所产生的影响来确定整体状态的转移模式。在1971年提出了三状态的分析方法，分别是对故障前运行的状态，故障后隔离前状态以及隔离后维修前状态这三方面进行分析和研究。但是在分析的过程中，有一些
7、极其特殊的情况会发生，例如，在实际的操作中，并不要求电路断路，但是却有断路的操作。这时就可以将整体电路变为只含有两个独立的元件的模型。而这两个独立的元件模型无法对其内部的联系和系统的状态进行分析和研究。然而，为了更好地研究这些特殊情况，有专家学者提出了n+2状态模型来解决所存在的问题。并且该方法在经过实践案例证明之后是可行的，也能够准确的对系统的可靠性进行判定。例如，某一学者利用该状态模型对三峡电站电气主接线可靠性进行分析，结果分析后能够明显的发现发电机和断路器的故障率会对整个系统的可靠性产生非常严重的影响。而且通过该模型能够准确的计算到，如果发电机的故障由0.25倍增加到两倍之后系统的发电厂
8、输出容量受阻概率就会由原来的0.28增加到0.74。该案例不仅证明了专家学者所提出的n+2状态模型理论的正确性，也充分地反映出发电机和断路器的故障率会直接影响到整个系统的可靠性。2.2模拟法模拟法也叫蒙特卡洛模拟法，该方法是在二战时期美国物理学家提出的。该方法主要应用的是统计学的原理，首先设定一组随机的过程，然后反复的去生成时间的序列来对参数的估计量和统计量进行计算，然后来研究这一时间序列的分布规律以及方法。在对发电厂电气主接线进行分析的过程中，应用模拟法的最大优点是系统会按照时间的顺序来对样本进行处理和分析，无论样本采集顺序、采集次数如何，都不会影响到系统的处理。但是该方法在应用的过程中，由
9、于系统会反复的去生成时间的序列，因此要想获得精确度较高的结果就要等待较长的时间。而且这种方法在应用的过程中也存在一定的缺陷，对于一些联系较为紧密的构建来说，该方法不适合对其进行分析。如果，发电厂对于主接线有着非常高的要求，并且各个元件之间联系非常紧密，那么如果应用该方法进行分析的话，那么将会重复的得到循环结果而得不到最终的结果。因此在实际的分析过程中，应当根据发电厂实际的情况来选择适当的分析方法来进行可靠性的分析。3对发电厂电气主接线的可靠性进行分析发电厂电气主接线可靠性进行分析的过程中，主要是对主接线上的各个元器件进行分析，然后再对主接线的可靠性进行判断。主要对四种可靠性进行分析，分别是断路
10、器的可靠性、发电机输电线路和变压器的可靠性、母线的可靠性以及隔离开关和电流电压互感器的可靠性。其中，在对断路器进行分析的过程中，一般分为四个方面，分别是分为拒动、非扩大行故障、扩大行故障、计划检修和正常运行状态这四部分在这其中计划检修和非扩大行故障状态的发生情况是随机的，因此无法通过数学模型表达出来。而其他三种可靠性的分析，都可以通过数学模型来对其进行表示。结束语:综上所述，在整个发电厂的电力系统当中，各个单元之间相互联系相互影响。在分析的过程中需要结合各个元件之间的关系来对整体的可靠性进行研究。在分析的过程中，可以利用解析法和模拟法这两种分析方法来进行，来对整体进行科学合理的分析，不断地提高发电厂电气主接线的可靠性，为发电厂的稳定运行打下良好的基础。参考文献:1王焕.刘家峡水电厂电气主接线可靠性计算D.华北电力大学(北京),2016.2戴苏平.发电厂电气主接线可靠性比较分析J.电气技术,2014,01:76-77+103.3孙帅.电气主接线可靠性评估及应用研究D.华北电力大学,2015.4唐士杰.关于发电厂电气主接线可靠性的比较分析J.南方农机,2018,4909:216.5李静,燕林滋,唐慧敏.发电厂电气主接线可靠性研究J.电子技术与软件工程,2016,08:122. -全文完-
