發(fā)電廠電氣主接線可靠性比較-最新資料

1、發(fā)電廠電氣主接線可靠性比較電力系統(tǒng)運行的基本要求是安全、 可靠和經(jīng)濟(jì)。 電氣主接線 是發(fā)電廠和配電設(shè)備中最重要的樞紐元件之一， 對電廠的安全可 靠運行起到了至關(guān)重要的作用。 在電力系統(tǒng)研究的課題當(dāng)中， 電 氣主接線是對其中研究的重要課題。 電氣主接線的功能是完成電 廠生產(chǎn)電能到對應(yīng)輸電系統(tǒng)的分配和輸送， 而主接線系統(tǒng)的穩(wěn)定 可靠與供電系統(tǒng)的安全運行有密切的關(guān)系。 在當(dāng)前環(huán)境下， 國民 經(jīng)濟(jì)環(huán)境一直保持上升的態(tài)勢， 公民和工業(yè)在生活生產(chǎn)中對電的 需求日益增加，對電力系統(tǒng)的規(guī)模和穩(wěn)定性的要求也越來越高。 發(fā)電機(jī)組在得到不斷升級的同時， 使得電廠主接線的形式也有所 轉(zhuǎn)變，結(jié)構(gòu)越來越趨向復(fù)雜化，連接的

2、電氣設(shè)備越來越多，承受 的壓力越來越大， 所以電氣主接線的可靠性已經(jīng)成為影響發(fā)展的 重要因素。1 發(fā)電廠電氣主接線的可靠性研究概括1.1 可靠性的定義對于可靠性的定義其實存在很多爭論， 自從其出現(xiàn)以后經(jīng)過 多次修改，至今已實現(xiàn)統(tǒng)一。我國頒布的可靠性基本名詞術(shù)語 和定義 中對失效這樣說道： 產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能對可修產(chǎn)品通 常也稱為故障； 對可靠性這樣定義： 產(chǎn)品在在規(guī)定條件下和規(guī)定 時間內(nèi)擁有完成規(guī)定功能的能力。 根據(jù)定義可以看出， 可靠性的 概念只有基礎(chǔ)性定義， 而無量化性的標(biāo)準(zhǔn)。 可靠性的概念是因為系統(tǒng)和產(chǎn)品的故障所引出的名詞。1.2 主接線常出現(xiàn)的問題發(fā)電廠主接線系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是系統(tǒng)故障，

3、 因此在開始研究 之前要對其系統(tǒng)的常見故障做出分析， 一邊后續(xù)研究。 主接線在 電廠中是連接電氣系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)的重要緩解， 但是本身沒有獨立 運行的功能。 當(dāng)主接線出現(xiàn)問題的時候， 會使供電系統(tǒng)的連續(xù)性 被迫中斷，并且還會對系統(tǒng)的安全性造成嚴(yán)重的影 ?，所以主接 線常出現(xiàn)的問題可以從連續(xù)性、 充裕度和系統(tǒng)安全三大方面來考 慮。1.3 主接線可靠性的重要因素1.3.1 斷路器影響可靠性。 斷路器在整個主接線系統(tǒng)中起到 的作用是很關(guān)鍵的， 壓實最重要的部分， 電廠主接線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 就可以由斷路器的操作結(jié)果來改變。因為斷路器的結(jié)構(gòu)非常復(fù) 雜，在操作中有一定的難度存在， 所以由于操作人員失誤導(dǎo)致發(fā) 生故

4、障的事件時有發(fā)生。另外，斷路器的工作過程也相對復(fù)雜， 為操作人員帶來了更大的操作難題。 因此， 要求在安裝和操作斷 路器的過程中， 要使相關(guān)技術(shù)人員有豐富的實際操作經(jīng)驗和科學(xué) 的安裝、操作程序，使工作人員的注意力時刻保持高度集中，這 樣才會使斷路器的可靠性有所提高。1.3.2 輸電線路和變壓器的影響。 變電設(shè)備與輸配電線路均 是電力系統(tǒng)的靜態(tài)配件部分， 也是電氣系統(tǒng)的重要組成。 當(dāng)這部 分原件出現(xiàn)問題時會引起故障的擴(kuò)大。 輸電線和變壓器出現(xiàn)故障 之后，整體系統(tǒng)的狀態(tài)可能出現(xiàn)變化，導(dǎo)致斷路器動作的出現(xiàn)， 所以系統(tǒng)修復(fù)的過程需要在斷路器切斷后完成。1.4 電廠主接線可靠性的計算方法1.4.1 以故

5、障擴(kuò)散為核心的評價方式。 以故障擴(kuò)散為核心的 評價方式是選擇前向搜索的算法， 判斷主接線系統(tǒng)的斷路設(shè)備動 作是否在一定的范圍之內(nèi)， 同時選擇故障擴(kuò)散的方法對故障的范 圍進(jìn)行評價， 從而判定故障的類型。 這種算法的核心是故障擴(kuò)散 算法，在完成系統(tǒng)擴(kuò)散方式與作用范圍的確定后， 能夠得到系統(tǒng) 可靠性的判定指標(biāo)， 從而簡化了評價步驟， 但是缺點是使得計算 量在一定程度上有所增加。1.4.2 故障模式和后果分析方法的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的方法中， 比較可靠的方法是故障模式與后果分析的方法， 這種方式需要在 一開始以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為依據(jù)完成關(guān)鍵組成部分狀態(tài)的可能性判定。 在完成這個工作后， 通過對不同的系統(tǒng)故障狀態(tài)組合

6、的分析， 取 得系統(tǒng)故障的集合。 這種方法具有計算原理相對簡單的優(yōu)點， 同 時結(jié)構(gòu)流程也相對易懂。1.4.3 頻率和平均持續(xù)時間法的應(yīng)用。 頻率與持續(xù)時間方法 是以 Markov 為核心而擴(kuò)展出的， 具體方法中包括了 Markov 在實 際使用中的理論以及從發(fā)電機(jī)到負(fù)荷端口的狀態(tài)空間圖的計算。 在實際運算過程中，需要首先將元件故障不斷擴(kuò)展的條件納入， 最后完成系統(tǒng)狀態(tài)空間圖的集成， 同時以這些資料為基礎(chǔ)計算整 體系統(tǒng)與組成部分的可靠性。1.4.4 最小割集法的運用。 最小割集法的基本方法是通過對 系統(tǒng)故障發(fā)生的可能范圍來完成的， 將計算后系統(tǒng)故障的空間盡 可能縮小， 減少評價計算的難度， 而當(dāng)

7、前發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模不斷提 升，而單機(jī)容量也不斷增加， 導(dǎo)致主接線系統(tǒng)的復(fù)發(fā)性越來越高， 因此這種方法的使用需要注意。1.4.5 邏輯表格法的運用。 邏輯表格法在電氣主接線中是最 常用的方法， 主要用來做定量評估分析。 在完成主接線系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)以及故障風(fēng)險分析后， 統(tǒng)計整理得出的概率數(shù)據(jù)， 以表格的方 式存儲數(shù)據(jù)。 在確定系統(tǒng)的具體指標(biāo)后， 將得出表格的結(jié)構(gòu)為基 礎(chǔ)完成主接線系統(tǒng)可靠性的計算。 這種方法的計算效率較低， 由 于當(dāng)前電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大， 已經(jīng)逐漸退出了實際運用的舞 臺。2 電氣主接線故障狀態(tài)的相關(guān)矩陣描述2.1 元件鄰接矩陣描述 元件的鄰接矩陣構(gòu)建是根據(jù)主接線部分不同元件的鏈接關(guān)

8、 系，通過矩陣的方式完成主接線部分不同元件組合以及網(wǎng)絡(luò)整體 結(jié)構(gòu)的描述。2.2 替代原件矩陣描述發(fā)電系統(tǒng)的主接線部分中， 在單一元件出現(xiàn)故障或者在維修 過程中，必須將相關(guān)連接設(shè)備分離開，并且進(jìn)行相關(guān)的替代，而 替代原件矩陣正是用來確定所要替代元件的具體方法的。2.3 結(jié)構(gòu)矩陣描述建立結(jié)構(gòu)矩陣的基本條件是發(fā)電系統(tǒng)的主接線部分能夠覆 蓋電力輸送的全部通道， 同時能夠收到元件狀態(tài)的作用。 在滿足 這些條件后，即可構(gòu)建結(jié)構(gòu)矩陣完成相關(guān)操作。2.4 受累停運矩陣描述 受累停運矩陣的核心功能是對系統(tǒng)中元器件故障影響進(jìn)行 分析，從而判定故障累及系統(tǒng)的主要范圍。在一般的狀況下，元 件發(fā)生故障， 相關(guān)的斷路設(shè)備

9、會做出動作， 完成正常與故障部分 的隔離。 但是原件也會出現(xiàn)連續(xù)錯誤的時候， 當(dāng)距離故障點比較 近的原件也出現(xiàn)故障壞掉的時候，系統(tǒng)的故障將無法被正常隔 離，使得故障繼續(xù)在系統(tǒng)中蔓延，出現(xiàn)故障擴(kuò)散的現(xiàn)象。3 發(fā)電廠主接線可靠性改進(jìn)的措施和進(jìn)一步可做工作3.1 發(fā)電廠主接線可靠性改進(jìn)的措施 電氣主接線在每個不同的發(fā) ?廠接線的方式各有差異，而且 造成的線路故障的原因也都不相同。不過多數(shù)電廠使用的是 3/2 斷路器和 4/3 斷路器進(jìn)行接線， 在可靠性方面優(yōu)勢會明顯高于雙 母線接線。首先，雙母線接線在供電的模式上無法實現(xiàn)多環(huán)路， 每臺斷路器只能對應(yīng)一個相應(yīng)回路進(jìn)行供電， 并且這種接線方式 特別脆弱，

10、 然而 3/2 斷路器接線能時環(huán)網(wǎng)接線的方式形成， 一個 回路可以對應(yīng)兩臺斷路器， 無論是在出線端還是進(jìn)線端都能夠完 成雙母線的工作量， 并且任何一個斷路器斷開不回去都不會對供 電的回路造成影響； 其次，在 3/2 斷路器連接中隔離開關(guān)在操作 的時候無需道閘操作， 只是作為檢修的設(shè)備來使用， 從而降低了 誤操作導(dǎo)致的隱患， 而且一旦事故發(fā)生， 斷路器也能夠在第一時 間收到信息，將電路源切斷；再次，檢修 3/2 斷路器時便可以處 理發(fā)現(xiàn)的不安全隱患， 無需對旁路進(jìn)行操作， 這樣使得檢修工作 十分方便； 最后， 在超高壓主接線和變電站當(dāng)中 3/2 斷路器應(yīng)用 的更廣泛， 因為 3/2 斷路器的靈活

11、性非常高， 可以同時使母線和 斷路器進(jìn)行工作， 形成環(huán)網(wǎng)狀的供電線路。 而 4/3 斷路器接線的 基礎(chǔ)是在 3/2 斷路器上的， 將四臺斷路器連接在斷路器的一個串 中，并在進(jìn)出線回路中接三回，使線路具有靈活性，并且還能夠 保證安全。3.2 進(jìn)一步可做的工作 電力系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)要依據(jù)具體的電廠情況做出規(guī)定， 不 是需要可靠性指標(biāo)盡可能高。在發(fā)電系統(tǒng)中，可靠性、經(jīng)濟(jì)性與 實用性之間存在一定的聯(lián)系。 可靠性指標(biāo)較高， 表明系統(tǒng)的安全 性較好，同時也意味著經(jīng)濟(jì)投資需要增加。相反的是，可靠性較 低，經(jīng)濟(jì)投入會相對減少，然而會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，給人民的生產(chǎn) 和生活帶來眾多負(fù)面影響，很容易對國民經(jīng)濟(jì)造成不良的影響， 從而影響電力系統(tǒng)的整體社會效益。 因此在電力系統(tǒng)確定可靠性 指標(biāo)時，