配电系统的可靠性分析

i + K″ i ) ( 1) us = Σ i∈s ( K′ ir ′ i + K″ i r″ i ) ( 2) rs = usKs = Σi ∈s (K′ i r ′ i + K″ i r ″ i ) Σ i∈s (K′ i + K″ i )

( 3)

式中 Ks——系统的平均停运率, 次/ a ; us——系统的平均年停运时间, h/ a; r s——系统的平均停运持续时间, h/ 次; K′

i ——元件的故障率, 次/ a; K″

i ——元件i 的检修停运率, 次/ a; r′

i ——元件i 的平均故障修复时间, h/ 次; r″

i ——元件i 的平均检修持续时间, h/ 次。 2. 2 评估算法

配电系统的基本可靠性指标Ks , r s , us 按公式 ( 1) ～( 3) 计算, 其他可靠性指标均可根椐以上指标 求得。但是, 在实际的工程应用中, 由于网络结构及 系统配置的不同, 系统中各个元件参与计算的方式 也不同, 这就为实际应用带来了一定的困难。因此, 本文结合系统的实际配置, 提出了一种基于最小路 的快速评估方法。其基本思路是: 对每一负荷点求取 其最小路, 根据网络实际情况将非最小路上的元件 故障对负荷点可靠性的影响, 折算到相应的最小路

节点上; 从而对每个负荷点的可靠性指标, 仅对其最 小路上元件与节点进行计算即可。算法考虑了分支 线保护、隔离开关、分段断路器及计划检修的影响, 并且能够处理有无备用电源和有无备用变压器的情 况。

下面以一简单的辐射形系统来介绍评估的具体 方法, 如图2。

图2 简单辐射形配电系统

首先, 求取每个负荷点的最小路, 这样整个系统 的元件便可分为两类: 最小路上元件和非最小路上 元件。对于最小路上元件, 处理原则为: ( 1) 如果系统 无备用电源, 那么最小路上的每个元件发生故障或 检修, 均会引起负荷点的停运。所以, 参与计算的是 元件停运率( 即故障率与计划检修率之和) 和停运时 间。( 2) 如果系统有备用电源, 且主馈线上装有分段 装置( 隔离开关或分段断路器) , 那么分段装置前的 元件发生故障引起后段负荷点停运时间仅为max {S, T }, 其中S 为分段装置的操作时间, T 为备用电 源的倒闸操作时间。并且, 前段元件的检修不会引起 后段负荷点的停运。以图2 为例, 主馈线1 故障, 负 荷点2 的停运时间仅为max {S, T }, 如果主馈线1 检修, 负荷点2 不停运。除此之外, 最小路的元件停

运, 均会引起负荷点的停运, 参与计算的为元件停运 率和停运时间, 即图2 中主馈线2, 分支线b 的停运 都会造成负荷点2 的停运。

对于非最小路上的元件, 先根椐系统的结构, 将 其对负荷点可靠性指标的影响折算到相应的最小路 节点上, 然后按上述方法处理即可。如图2 所示, 对 于负荷点2, 分支线a 的影响可以折算到节点A 上, 主馈线3、4 和分支线c、d 的影响折算到节点B 上, 这样非最小路上元件的影响便转化为最小路上的节 点A、B 的等效可靠性指标, 此时按照上面所讲的原 则对A、B 进行处理即可。非最小路上的元件按以下 原则计算: ( 1) 对于分支线, 如果其首端装有熔断器, 那么分支线上的元件发生故障, 熔断器熔断, 故障不 影响其它支线。( 2) 如果主馈线上装有隔离开关或分 段断路器, 那么隔离开关或分段断路器后的元件发 生故障所引起的前段负荷点停运时间为隔离开关或 分段断路器的操作时间, 并且后段元件的检修不会 引起前段负荷点的停运。以图2 为例, 即主馈线3、4 故障, 负荷点2 的停运时间仅为隔离开关或分段断 路器的操作时间, 并且3、4 检修, 负荷点2 不停运。 此外, 计算过程中记录了每个元件对负荷点可 靠性指标的贡献, 这可以为分析系统的薄弱环节, 采