配电系统可靠性的评估和分析

摘　要：作为电力系统靠得住性评估的重要组成部门，配电系统靠得住性评估可觉得城市电网计划、运行和改造提供依据。针对广州东区供电局10kV配电系统典型网络结构和运行方式，在靠得住性模子和方式、综合分析、增强性措施等方面进行了深进的分析和研究，认为影响配电系统靠得住性水平的主要身分是配电系统的接线方式、备用电源的位置和装备元件的靠得住性水平等。

1　配电系统装备靠得住性评估的原始参数
　　在靠得住性评估中，元件可分为可修复元件（re－pairablecomponent）和不成修复元件（non－re－pairablecomponent）两类。电力系统中的年夜部门元件属于可修复元件。在配电系统中，可修复元件主要包括断路器、母线、排挤线路、电缆线路、隔脱离关、负荷开关和配电变压器等。
凭据元件状态的划分，肯定其基本指标如表1所示。

2　配电系统靠得住性评估的模子和算法
　　对于配电变压器、排挤线路、电缆线路等元件，一般采用三状态模子，如图1（a）所示，将计划检修状态和强制停运状态合并成故障状态，获得元件的两状态等效模子，如图1（b）所示。

N—运行状态；N′—正常运行状态；F—故障状态；F′—强制停运状态；R—计划检修状态；λ—故障率；λ′—强制停运率；λ″—计划检修率；μ—修复率；μ′—强制停运修复率；μ″—计划检修修复率
　　凭据Markov进程的基来源根基理和等效转移率的概念，状态之间的等效转移率和修复率的计较关系划分为：

　　配电系统运行时，其装备元件的故障率受外界天气条件的影响很年夜，在建立元件靠得住性评估模子时，还应斟酌天气条件身分的影响。斟酌天气条件影响的元件故障率为：

式中N———正常天气的期看延续时间；
S———恶劣天气的期看延续时间；
λ_e———恶劣天气时元件的故障率；
　λ_z———正常天气时元件的故障率。
3　10kV配电系统靠得住性评估选例说明
　　今朝，广州供电分公司东区供电局配电网络共包括配电变压器3868台，10kV馈线180多条，线路累计长达942km，其中电缆线路792km。本文拔取其中一条典型馈线燕塘F28加以研究。该馈线的接线图如图2所示。
　　笔者对广州地域10kV配电系统元件的靠得住性参数进行了普遍的搜集、整理和深进的分析，同时连系国内外部门文献所提供的靠得住性原始参数，肯定了该配电系统靠得住性评估的原始参数，如表2所示［4］。
　　哄骗配电系统靠得住性评估软件对该馈线进行计较，获得系统靠得住性指标：系统每户平均停电频率fSAIFI为20．1927次／a，系统每户平均停电延续时间tSAIDI为62．5689h；用户平均停电频率fCAIFI为20．1927次／a，用户平均停电延续时间tCAIFI为3．0986h，平均供电可用率（ASAI）为0．992857，平均供电不成用率（ASUI）为0．00714257。负荷点靠得住性指标数据如表3所示。

4　靠得住性评估综合分析和增强性措施研究
　　配电系统的靠得住性水平与系统的接线方式紧密亲密　　相关。在各类分歧的接线方式下，配电系统的靠得住时间，使系统和用户的平均停电延续时间均削减了近一半，同时也使系统的平均供电靠得住率提高了0．34％。

　　与方式2相比，方式3在主干线路的两侧加装了负荷开关。当元件故障时，负荷开关没法带电切除负荷；但当对元件进行计划检修时，负荷开关可带电切除故障，实现检修点与负荷点之间的有用隔离，进一步缩短了系统和负荷点的停电时间和频率，提高了供电的可用率。
　　与方式1相比，方式4和方式5划分在分支线路上加装了隔脱离关和负荷开关。由于主干线路上没有分段隔离装配，在故障时，仍需经由过程线路首真个断路器才能实现电源端和负荷点之间的有用隔离，是以，对系统靠得住性指标的改善不是很年夜。负荷开关和隔脱离关自身的故障率和故障时间的影响，有时还将致使系统靠得住性水平下降。
　　与方式2相比，方式6在主干线路两侧加装隔脱离关的根蒂根基上，又在分支线路首端增加了隔脱离关。分支线路首端隔脱离关的投进，实现了故障点和负荷点之间的隔离，缩短了负荷点恢复供电的时间，提高了系统的靠得住性水平。
　　与方式3相比，方式8在主干线路两侧加装负荷开关的根蒂根基上，又在分支线路首端增加了负荷开关。在这类接线方式下，系统和负荷点的靠得住性指标已比力理想。与方式1相比，fSAIFI下降了30．78％，tSAIDI下降了49．44％，tCAIDI下降了26．97％，平均供电可用率（ASAI）也提高了0．37％。
　　与方式8相比，方式7在分支线路的首端装设了熔断器，削减了分支线路故障对其它负荷点靠得住性指标的影响，使用户和系统的各项靠得住性指标均获得了进一步的改善。
　　方式8和方式9划分计较了有、无转供备用电源情况下系统的靠得住性指标。从计较成效可以
看出，备用电源的投进可缩短用户和系统的平均故障时间。其主要缘由是：当元件发生故障时，经由过程分段装备隔离和备用电源转供，极年夜地缩短负荷点恢复供电的时间，从而提高了系统的靠得住性水平。
5　结论
　　在对典型馈线进行靠得住性评估算和综合分析的根蒂根基上，得出以下结论：
　　a）配电系统的靠得住性水平与配电系统的接线方式紧密亲密相关。在经济条件允许的情况下，可增设断路器、熔断器、负荷开关或隔脱离关等分段装配来提高配电系统的靠得住性水平。由于这类方式将增加投资，在现实运用中应斟酌经济性和靠得住性的协调问题。
　　b）备用电源的位置也是影响配电系统靠得住性水平的重要身分。适当增加电源转供点，可缩短故障后负荷点的恢复供电时间，从而提高配电系统的靠得住性水平。
　　c）装备元件的靠得住性水平也将直接影响到系统整体的靠得住性水平。下降元件故障率和故障时间，可有用改善系统的靠得住性指标。