發電廠電氣主接線可靠性研究

程越

摘 要：針對發電廠電氣主接線可靠性的相關問題，對其可靠性的分析方法、改進措施做進一步研究。先介紹了發電廠電氣主接線可靠性的內涵與相關指標；然后對當前發電廠主接線可靠性分析的常見指標、優化策略進行了研究。旨在進一步加深相關人員對發電廠電氣主接線可靠性的認識，為全面提高發電廠穩定運行奠定基礎。

關鍵詞：發電廠；電氣主接線；可靠性

目前，發電廠電氣主接線可靠性成為評價電力系統可靠性的關鍵領域，其管理水平對電力系統運行產生重要影響。目前，做好發電廠電氣主接線可靠性研究已經成為相關人員工作的重點，有助于進一步提高電力系統運行安全性。

1 發電廠電氣主接線可靠性內涵與指標

1.1 發電廠電氣主接線可靠性內涵

早在上世紀八十年代，我國就已經對可靠性的名詞解釋進行確定，認為可靠性是產品在規定條件下與規定時間內，完成規定功能的能力。由此可見，可靠性并不是一個明確的可執行指標，其需要按照故障發生的脈絡：失效——故障——可靠性的基本方向展開思考。因此，可靠性往往會以解決故障為研究的主要內容。

可靠性與電力系統的結合出現在上世紀三十年代，相關學者在統計學理論的支撐下，分析了電力系統設備維修工作中的可靠性；而隨著電力行業不斷發展，人們對可靠性的研究不斷深入，目前，發電廠電氣主接線可靠性分析已經成為電力系統綜合管理中必不可少的一部分內容。目前普遍認為的發電廠電氣主接線可靠性定義為：在組成電氣主接線系統元件可靠性參數已知和可靠性準則給定的條件下，按可靠性準則評估整個主接線系統滿足電力系統電能和電量的量度。

1.2發電廠電氣主接線系統的可靠性指標

在有關發電廠電氣主接線系統可靠性指標研究中，需要以故障為中心。發電廠主接線的可靠運行需要滿足三個基本條件，包括運行安全、供電連續性、充裕性等，因此在有關電氣主接線系統可靠性分析中，也需要按照上述三個指標進行深入的探討：

1）供電連續性指標。在發電廠生產過程中，主接線供電連續性主要指對輸電線路的連續性供電，它所需要研究的指標包括故障頻率（次/年）與輸電線路可用度。2）供電充裕性指標。主要采用發電廠輸出容量受阻概率與故障導致年發電量下降期望值兩個指標進行研究。但需要注意的是，上述兩個指標主要從整體上研究了主接線的可靠性，而無法反應某一故障的嚴重性。因此在分析中，還需要重視對這一特點的研究。3）運行安全性指標。目前，常見的發電廠電氣主接線運行安全性指標主要體現在發電機停運概率、出線停運概率等方面，這些基本反映了電廠所在網絡可能出現的動態、靜態性特征。

2 常見的發電廠主接線可靠性分析方法

2.1 網絡法

網絡法主要將電力系統按照實際出現的邏輯順序進行劃分，并根據每個部分的實際情況，進行單獨的指標測試，并根據每個指標的測試結果，確定整個發電廠主接線的可靠性情況。一般在采用網絡法進行評估過程中，相關人員需要提出一系列的假設條件，并對其中可能出現的風險誤差進行分析，以降低人為因素與外界干擾等對可靠性評估結果的影響。

從當前應用效果來看，網絡法的應用效果良好，且適用性廣，是當前一種常見的發電廠電氣主接線可靠性分析方法。

2.2 故障模式與后果分析方法

在應用該方法過程中，需要首先確定每個關鍵器件的狀態類型，再對這些故障類型進行統一的研究，并以此為基礎確定故障與邏輯關系的發生幾率，同時，相關人員也可以以此為基礎確定可靠性參數。

從應用來看，故障模式與后果分析方法與系統器件數量存在密切關系，器件總量越大，則需要分析的時間越長。

2.3 模擬法

模擬法由著名物理學家Metropolis提出，其原理就是通過設定一組隨機過程，通過研究其反復生成時間序列，確定其參數估計量與統計量，最終確定序列分布特征的方法。從應用效果來看，模擬法的主要優點就是能按照試件序列有效的完成操作，且其采樣次數不會受到系統規模影響。但相關人員如果想獲取較高的計算經濟，還需要進行長時間運算。因此在應用過程中，不建議相關人員將這種方法應用在相互聯系緊密的系統中，避免因為計算難度較大而影響計算質量。

3 發電廠主接線可靠性改進策略

總體而言，發電器主接線在不同發電廠的接線方式存在明顯差異，且造成電器故障的原因也不盡相同。當前主流的接線方式主要采用4/3斷路器接線與3/2斷路器接線，其可靠性效果明顯優于雙母接線形式。其主要體現為以下幾點：

1）雙母線接線在供電模式上無法形成多環路形式，導致每臺斷路器都會對應一個環路完成供電，這種模式下的接線十分脆弱。相比之下，3/2斷路器界限有助于形成環網供電方式，一個回路能對應2～3臺斷路器，并且在進線端、出線端都具備雙母線優勢，且任一斷路器斷開不會對回路造成影響，保證了運行質量。

2）3/2斷路器接線中的隔離開關不需要進行倒閘操作，在運行過程中僅被作為檢修設備。在這種情況下，相關人員就不需要因為防范錯誤操作隔離開關而導致出現安全隱患；若發生安全事故，斷路器也會快速切斷電源，而雙母接線不具備上述功能。由此可見，3/2斷路器接線的效果優于雙母接線。

3）4/3是在3/2基礎上發展而來的一種技術，是將斷路器的一個串中連上4臺斷路器，并在進出線回路中接三回。與3/2斷路器接線相比，其安全性、靈活性更好。但需要注意的是，該技術的二次接線技術較為復雜，但在母線連接、減少投資方面具有優勢，因此同樣具有良好的應用價值。

4 結語

本文主要研究了發電廠電氣主接線可靠性的相關問題。總體而言，電氣主接線可靠性是影響發電廠運行質量的關鍵因素。因此相關人員在該問題研究中，需要全面分析該技術的適用性，并結合技術發展趨勢，加深對其可靠性的研究，為更好的推動發電廠安全運行奠定基礎。

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