电力系统可靠性.doc

电力系统可靠性1、1996年1月19日，北京近1/4城区停电。 2003年8月14日，北美东北部、中西部和加拿大东部联合电网大面积停电。 2006年7月1日，中国河南电网大停电事故。2、停电事故与自然因素有关，也与管理、设备质量和网架结构有关。 3、电力系统可靠性管理：是提高电力系统可靠性水平、保证电力系统安全稳定运行的行之有效的管理模式，是进一步加强电力企业管理、增强企业核心竞争力的内在需要，同时也是提升企业在电力市场中服务水平的需要，将为电力企业效益最大化奠定坚实的基础。4、供电系统可靠性管理：是电力可靠性管理的重要组成部分，也是电力监管的一项重要内容。5、英国可靠性标准与准则（1）（1964）国家标准故障和停电报表：开展系统故障频率、原因及停电持续时间的统计分析，及负荷特性、停电损失和提高可靠性的费用及经济效益的研究。（2）（1975）全国设备缺陷报表：规定了供电系统中的各种电力设备缺陷统一的含义、分类及填报方法。（3）（1978）供电安全导则。【补充：英国供电系统可靠性指标分类：年统计指标、趋向性指标。目的：a、获取并传递供电系统设备运行的可靠性资料； b、为研究供电系统发生故障时的性能提供资料； c、为编制供电系统运行、控制、检修和维护方式提供可靠性资料； d、提出数据明确而统一的供电标准； e、指出进一步提高可靠性水平的必要性。英国供电系统可靠性指标既有事故和停电的统计报表，又有设备缺陷统计报表以及供电安全导则；既有反映充裕度的指标，又有安全性指标。因此，英国供电系统建立的指标全面反映了对用户的综合服务质量、故障和预安排停电的状况、系统和设备的性能以及系统外部可能带来的影响等各方面。】6、日本电力系统可靠性管理的特点（在应用方面）：从供电系统结构、故障停电和作业停电三方面采取措施，对不同电压等级的供电系统、不同用户要求和施工、检修的需要规定了不同的系统结构，建立了一整套提高供电系统可靠性措施。7、1983、1984年，加拿大学者R.比林顿出版工程系统可靠性评估和电力系统可靠性评估专著。8、电网规划设计中的可靠性准则：分类：技术性准则和经济性准则；确定性准则和概率性准则。【补充：1）“N-1”相关准则：“N-1”准则及类似规则是规划设计阶段最基本和最常见的可靠性准则，属于确定性的技术准则。2）充裕度相关准则：属于确定性的技术准则，与“N-1”相关准则有共同之处，但其范围比“N-1”相关准则更加广泛。充裕度准则不仅要求系统能够满足单个元件发生故障时保持系统的稳定性和可靠性，还要求为系统留有一定的裕量，以应对意外情况的发生。3）经济性准则：优点：不必规定任何可靠性指标的限定值，而得到经济上的总体最优化；缺点：某些用户停电损失的定义和对某些重大停电损失的估算非常困难。】9、稳定性相关准则：当电网发生严重故障时，系统可以通过低频低压减载、切断网络线、解列等方式对自身进行保护。当发生严重故障时，电网的规划设计应当确保在合理的操作下，系统应当能够稳定运行，对可靠性的影响也能够维持在一定程度之上。10、供电系统可靠性统计方式：基于用户、基于配电变压器、基于功率或电量。11、我国电力可靠性管理体系可靠性管理中心 (一级)国家电网公司 （二级）甲省电力公司 （三级）A市供电分公司（四级）X供电所调度科（五级）生技科12、大扰动安全稳定标准分三级：第一级故障：单一故障（概率较高）第二级故障：单一严重故障（较低）第三级故障：多重严重故障（很低）相应三道防线：第一道防线：在单一故障下，由继电保护装置快速切除故障元件，保证电力系统暂态稳定且不损失负荷。第二道防线：在单一严重故障下，采用稳定控制装置及措施，确保在发生大扰动情况下电力系统的稳定性，在这一过程中允许损失部分的负荷。第三道防线：当电力系统遇到多重严重故障而稳定破坏时，必须防止系统崩溃，并尽量减少系统损失，此时可采取失步解列、频率及电压紧急控制措施，防止大面积停电。【补充：电网规划中，一般要求是满足“N-1”原则，即超高压、高压和中压系统失去任何一回进线或一台降压变压器时，都不损失负荷。】13、中国电力可靠性管理文件（1）电力可靠性管理暂行方法，国经贸电力2000970号，2000，国家经贸委（2）输变电设施可靠性评价规程，DL/T8372003,2003，国家经贸委（3）供电系统用户供电可靠性评价规程，DL/T8362003,2003，国家经贸委14、我国的供电系统可靠性管理工作存在的不足之处：（1）可靠性指标分析深度不够，不能挖掘设备、管理、人员素质等深层次的问题。（2）可靠性标准的制定与形式的发展还存在一定的差距。（3）对现有可靠性研究成果的转化应用工作开展不充分。（4）忽略可靠性数据真实性、准确性和完整性。【补充：低压用户供电系统及其设施：指由公用配电变压器二次侧出线套管外引线开始至低压用户计量收费点为止范围内所构成的配电网络，其设施为连接至接户线为止的中间设施。】15、可靠性的经典定义：一个元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力，是衡量产品质量和系统功能的重要指标。16、概率论用于可靠性定义：元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的概率。即应用概率来测量和计算可靠性。17、1）可靠性工程：将可靠性工程的一般原理和分析方法与电力系统实际问题相结合就形成了电力系统可靠性这门学科，目前已渗透到电力系统规划、设计、制造、建设安装、运行和管理等各方面，并得到广泛的应用。2）电力系统可靠性：指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电能的能力的量度。对电力系统可靠性评价，就是通过一套定量指标来量度电力供应部门向用户提供连续不断地、质量合格的电能的能力，包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。3）充裕性：指电力系统在同时考虑到设备计划检修停运及非计划停运情况下，能够保证连续供给用户总的电能需求量的能力，这时不应该出现主要设备违反容量定额与电压越限的情况。即静态可靠性。4）安全性：电力系统经受住突然扰动并且不间断地向用户供电的能力。即动态可靠性。18、电力系统可靠性管理：从系统的观点出发，制定定量评价指标或准则，按照既定的可靠性目标，对电力设备及电力系统全寿命周期中的各项工程技术活动进行规划、组织、协调、控制与监督，在协调可靠性与经济性基础上，对电力系统可靠性进行综合评价，并提出改进和提高可靠性水平的具体措施，组织或协调有关部门加以落实，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。19.供电系统用户可靠性：指一个供电系统对其用户持续供电的能力。20.浴盆曲线及其三个阶段（图见附页）最初阶段（0 - t 1）：称为早起故障期，是由于设计、制造和装配上的缺陷以及运行人员不熟练而造成设备故 障发生较多的时期，因而故障率较高；第二阶段 (t 1- t 2)：是由于各种偶然的原因引起故障的偶发故障期，故障率大致为常数，近似平行于时间轴直线，数值较小；第三阶段（t 2 -）：是由于设备部件老化、疲劳和磨损等原因进入损耗期，故障率随时间的增长而迅速上升。21.MTTF和MTTR的中英文全称及含义（公式见附页）MTTF：设备的平均无故障持续工作时间MTTR：平均修复时间22.可靠性框图化简（见附页）23.设备共同模式故障停运、相关模式故障停运共同模式故障停运：有一种共同的外部原因而造成两台及以上设备同时故障停运的模式。在这种模式中设备故障事件之间是不独立的。最典型例子：同杆架设的双回路由于同一外部原因（如杆塔倒塌）而同时停运。相关模式故障停运：由于相关原因而同时造成几台设备故障停运。典型的例子：1）一回线路故障停运后，引起系统潮流分布发生变化而导致另外一条或多条线路因为过载也很快随之故障停运。2）变电站母线故障致使与其相连的线路都同时停运。24城市配电网规划设计导则对用户连续供电的可靠程度要满足电网供电安全准则和用户用电程度两个目标25.供电系统应满足的供电安全N-1准则（1）高压变电站中失去任何一回进线或一台降压变压器时，不损失负荷，必须保证向下一级电网供电，通常35kv及以上的变电站主变压器，进线回路应按“N-1”准则进行设计，至少达到双电源及以上要求；（2）高压配电网中一条架空线或一条电缆，或变电站中一台降压变压器发生故障停运时，要求做到：在正常情况下，不损失负荷；在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分用户停电，但应在规定时间内恢复供电。（3）中压配电网中一条架空线或一条电缆，或变电站中一台降压变电器发生故障停运时：在正常情况下，除故障段外应不停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许用户部分停电，但应在规定时间内恢复供电。（4）在低压配电网中，当一台变压器或低压线路发生故障时，允许部分用户停电，待故障修复后恢复供电。26.备用电源的定义：全备用、部分备用、保安备用和检修备用全备用：指故障后备用电源能满足用户全部生产或生活的最高负荷。部分备用：指故障后能解决用户部分主要及必需的生产和生活的负荷。保安备用：指故障后只解决保证安全的一些必要备用电源 ，如消防、紧急照明、排气、水泵、电梯、人员安全、生产上的保安措施，以及保护设备的安全措施等。检修备用：指供电设备全部停电时，作为检修施工使用的电源。27.可靠性统计的基本要求：及时性、准确性、完整性【补充：用户分为：低压用户、中压用户、高压用户】28.供电系统的四个状态（停电性质分类见附页）（1）供电状态。用户随时可以从供电系统获得所需电能的状态。（2）停电状态。用户不能从供电系统获得所需电能的状态。（3）对用户的不拉闸限电，视为等效停电状态（4）自动重合闸重合成功或备用电源自动投入成功，不应视为对用户停电。29.强迫停运和预安排停运强迫停运（故障停运）：由于设备丧失了预定的功能而要求立即或必须在6h以内退出运行的停运，以及由于认为的误操作和其他原因未能按规定程序提前向调度提出申请，并在6h前得到批准的停运。预安排停运：事先有计划安排，使设施退出运行的计划停运，或按规定程序提前向调度提出申请，并在6h前得到批准的临时性检修、施工、试验等的临时停运。30.供电系统用户供电可靠性评价规程的评价体系包括哪几类指标（公式见附页）（1）供电可靠率（RS-1）：是指在统计时间内，供电用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。反映了供电系统满足用户供电的可靠程度。（2）用户平均停电时间（AIHC-1）：是指在统计期间内，供电用户的平均停电小时数。反映用户在一定时间内平均停电时间的长短。（3）用户平均停电次数（AITC-1）：是在统计期间内，供电用户的平均停电次数。反映用户在一定时期内平均停电次数的多少。（4）故障停电平均持续时间（MID-F）：是指统计期间内，供电系统每次故障停电的平均停电小时数。反映了当前供电系统的供电可靠性水平。（5）预安排停电平均持续时间（MID-S）：是指在统计期间内，预安排停电的每次平均停电小时数。反映了当前供电系统预安排停电的合理性。（6）平均停电用户数（MIC）：是指在统计期间内，平均每次停电的用户数。反映了当前供电系统可靠性管理水平。【补充：与供电系统可靠性管理工作有关的部门：（1）总工室、综合计划部门 （2）工询、规划、设计部门 （3）工程建设部门 （4）施工管理部门 （5）调度部门 （6）生产运行部门】31.加强“坚强电网”的建设的三个主要措施1）加强城市电网主网架的建设 2）改进配电网的网架结构 3）加快提升配电网的装备水平32.10kV中压配电网的结构形式（图见附页）（1）10kV网架网络化。（2）通过调整电缆的登杆位置，尽量使各个电源点处于负荷中心，方便电网联络和负荷调控。此外，可以通过变电站改造增加出线仓位，以及新建开关站，使用户电源双拼数量大大减少，提高供电可靠性。（3）要求10kV线路供电半径达到中心城区不大于1.5km；城市区不大于2.0km。（4）要求380V线路供电半径达到不大于150m。（5）对于农村电网，10kV和380V线路供电距离可适当放大，380V按不同的供电对象一般不大于250500m，但要进行电压合格率的计算。33 中低压配电网配置的要求 （1）对于配电网的改造和建设，要求执行适度超前的规划原则，逐渐形成坚强的配电网构架 （2）采取合理布置电源，确保双电源配置，配电站加装10kv母线自切装置，以及缩短供电半径等措施，增加10kv配电网操作灵活性，负荷转移快速性，从而为提高配电网可靠性打下了坚实的基础 （3）10kv主干电网要满足：“N-1”准则，重要地区要满足“N-1-1”或“N-2”准则的要求，同时应该注意提高设备的负荷利用率。在有条件的地方，可加大“N”的数值，例变压器的台数，线路的分段数等，以利于提高设备的负荷利用率 （4）10kv多回出线组成若干相对独立，供电范围不交叉重叠的片状分区配电网 （5）10kv架空线采用多分段三联络方式，线路容量一般可按34分段三联络方式考虑；电缆网络应构成正常方式下开环运行的单环网或双环网，达到“手拉手”和满足“N-1”准则的要求 （6）10kv电缆环网的电源应分别来自不同变电站或同一变电站的不同母线段 （7）低压采用放射形接线，低压不成网【补充：10KV中压配电网改善：建立双回路供电、环形网络供电、点网络供电及多分段多联络等各种形式的供电网络结构】34 加快提升配电网的装备水平的措施 ：加快实施新技术、新工艺、新材料、新设备的普及程度，实现设备的绝缘化、免维护化和标准化。.提高10kv配电装置和线路的质量 10kv架空线路导线绝缘化 加强线路防雷措施 采用交联聚乙烯（XLPE）电缆35 配电自动化 配电自动化是利用现代计算机技术，自动控制技术，数据通信以及信息管理技术，将配电网的实时运行，电网结构，设备，用户以及地理图形等信息进行集成，通过配电网运行监控及管理的自动化和信息化，实施配电系统正常运行及事故情况下远方监测，保护，故障隔离，网络重构以及需求侧管理等功能。36 配电自动化功能的两个部分 （1）配电网运行自动化功能把配电网实时监控，自动故障隔离及恢复供电，负荷管理等功能 （2）配电网管理自动化功能把离线的或非实时的设备管理，停电管理，用电管理等功能37 配电自动化的主要功能 馈线自动化FA。实现故障判断，故障隔离和非故障区域恢复供电，缩小停电范围，缩短用户停电时间等功能 配电网络实时运行数据采集 实时数据的分析，处理和报表生成 电压，功率因数和 无功补偿装置的监控38 设备管理方式的历史沿革（五个部分）事后检修阶段 预防性检修阶段 生产检修阶段 检修预防阶段 设备综合管理阶段39 何谓状态检修对现有设备定期检修制度加以改革，探索新型的设备检修制度，为此提出了以设备状态为依据的新型的状态检修制度40 监控和诊断技术的根本任务 41 状态检修的主要内容 状态检测，状态评估，优化决策【补充：状态检测主要内容：（1）在不影响设备正常运行条件下，长期将监测仪器安装在被检测设备上的在线状态监测，或不固定在被测设备上而是有监测人员现场安装或使用的离线状态监测；（2）需中断设备运行或利用外施电压对设备进行的状态监测试验（又称诊断试验）。】42 状态检修和诊断的主要技术 预防性试验 检测技术 状态检测试验技术 红外检测技术 43 公式（7