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基于馈线分块等值的中压配电网可靠性评估改进FMEA法

第27卷第12期2007年12月

电力自动化设备

ElectricPowerAutomationEquipment

Vol.27No.12Dec.2007

基于馈线分块等值的中压配电网

可靠性评估改进FMEA法

倩1,张勇军1,任

震1,汪穗峰1,2

(1.华南理工大学电力学院,广东广州510640;

2.广东电网公司广州番禺供电局,广东广州511400)

摘要:以契合配电网运行实际的故障模式后果分析法(FMEA)为基本原理,结合近年来应用较为广泛的等值法,提出了一种以馈线为对象的配电网可靠性分块算法。该算法以线路块和负荷块为分析元进行等值,减少了以往以元件为分析元时的繁琐计算;而后对等值后的模块进行故障模式后果分析,由此计算出各个负荷点的可靠性指标并进一步得到系统的可靠性指标。该法考虑了装置不可靠动作、备用电源、计划检修等多种情况。通过一条实际馈线的计算,证明了该方法是一种有效的配电网可靠性解析算法,更能适应自动化开关普及的系统。关键词:配电网;可靠性;FMEA中图分类号:TM732

文献标识码:A

文章编号:1006-6047(2007)12-0053-04电网。组成中压配电网的主要元件包括:断路器、熔

断器、隔离开关、负荷开关、电缆、架空线、变压器、母线等。如果将所有元件分为开关装置和非开关装置,那么,非开关装置仅仅以自身的情况影响系统的可靠性,开关装置除此外还以开断特性对可靠性造成影响。将开关装置分为3类:第1类是自动开关,包括断路器、熔断器等在故障发生时能够自动动作切除故障的装置,它们决定故障在网络中的扩散情况,影响负荷点的故障率;第2类是手动开关,包括隔离开关和负荷开关(负荷开关具有一定的开断电流能力,但是不能开断故障电流,因无继电保护整定,故在此作为手动开关处理),它们虽然不能降低负荷点的故障率,但将影响负荷点的故障类型和停电时间;第3类是联络开关,故障后,通过联络开关的倒闸操作可以恢复部分或全部负荷的供电。

开关装置的布置要符合我国现代中压配电网敷设的实际。断路器因额定电压高、价格昂贵,基于安全和经济的考虑,在中压配电网中一般只集中布置于110kV或220kV变电站中。熔断器只与负荷开关组合,在用户配电房处配置。当用户容量较大时,也偶有以低压小车式断路器代替两者的情况出现。为在检修时或故障跳闸后形成明显的断点,所有有邻接线路段的线路段终端均安装有隔离开关或负荷开关,以作分段开关之用(此用途的负荷开关多安装在配电房中)。具体实例参见图1。

根据上述开关装置对可靠性的影响情况和在配电网中的布置惯例,对馈线进行分块。负荷开关加熔断器(或小车式断路器)用以开断配电房以下的元件故障,在此范围内的元件归为负荷点类(LP);断路器用以开断变电站出线侧至负荷点的线路故障,在此范

基于馈线分块等值的中压配电网可靠性评估改进FMEA法

熔断(,{0引言

随着发、输电系统的日益可靠与稳定,作为直接

联系电力用户的最末端,配电网故障逐步主导了用户的停电事故[1-3],其可靠性已经同用户的停电损失估计联系了起来[4-5]。现今研究配电网可靠性的方法主要有解析法和模拟法[6-7]。解析法中,故障模式后果分析FMEA(FailureModesandEffectsAnalysis)法[8-9]概念清晰,但在计算大规模配电网时会出现维数灾;等值法[10-11]对配电网进行了有根据的等值,简化了可靠性计算,多用于评估复杂配电网。此外,文献[12]提出配电网可靠性要考虑电压暂降的问题,引入了潮流计算;文献[13]着重考虑了配电网拓扑的影响;文献[14]给出一种编制配电网可靠性程序的思路。这些方法均以元件为单位进行分析,在评估大规模配电网中变得复杂。

配电网可靠性除受元件自身影响外,主要与故障隔离方式及开关位置有关[15]。为提高系统的可靠性,且考虑到城市美观和配电网改造的可持续性,电网公司在负荷点配电房处设置熔断器和负荷开关,在每条线路的终端设置手动开关。大量的规范化的开关在馈线内部形成边界,使得可靠性分析的模块化成为可能。现根据这种特性,提出一种以分块和等值为基础的改进FMEA法。该法采用VB和Access数据库通过ADO访问技术编程实现,编制的程序通用性好效率高。

1馈线分块

中压配电网指标称电压为10kV(6kV)级的配

收稿日期:2006-11-29;修回日期:2007-03-15:(

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