龙羊峡电站电气主接线可靠度分析

1、龙羊峡电站电气主接线可靠度分析 班级；电中职13-2 姓名；唐铭良 学号；1326510203 摘 要对龙羊峡水电站电气主接线进行逻辑网络图分析 ,利用全概率公式建立电气主接线可靠度的数学模型 ,然后根据龙羊峡电站电气主接线可靠度指标 ,进行电气主接线可靠性估计 。对电气主接线进行可靠性分析有助于工程师 比较和选择各种不同的发电厂 、变电站的电气主接线方案 。关键词 :网络图法 ;全概率公式 ;水电站 ;电气主接线 ;可靠度 引言龙羊峡水电站位于青海省共和县和贵南县交界的黄河河段上 ,是西北电网的主力发电厂 ,在西北电网中肩负着调峰 、调 频的重要任务 。对龙羊峡水电站电气主接线可靠性进行分析

2、 ,了解它们的运行状况 ,以便采取相应的措施 ,提高其可靠性 ,对 保证电网的安全稳定运行具有十分重要的意义 。本文采用逻辑网络图分析法与全概率公式相结合的分析方法 ,首先对龙羊峡电站电气主接线进行逻辑网络图分析 ,使其分解为若干个简 单的串 、并联网络结构 ,然后结合全概率公式对分解后的串联 、 并联结构进行可靠度计算 ,计算出龙羊峡电站电气主接线的可靠度 。龙羊峡电站电气主接线接线方式为双母线单分段带简易 旁路 ,且采用 SF6 ,具有安全可靠性高 、操作简便 、维护量小等 特点 。电气主接线接线图如图 1 所示 。 图 1 龙羊峡水电站电气主接线接线本文研究保证一台机组正常供电时 ,对电

3、气主接线的可靠 性进行分析 。所以可靠性判据为保证一台机组能够安全送电 。 根据图 1 可以绘出机组 1 G 正常供电时对应的电气主接线的接 线图如图 2 所示 。平时分段的一组母线作为工作母线 ( 图 2 中 母线 1) ,另一组则为备用母线 (图 2 中母线 3) 。母线每一分段计算基本原理和假设起点 ,某二次母线为终点 , 那么起点到终点便构成一个网络 。电能传输的可靠性受网络结构及每一个元件的可靠性影响 ,因 此 ,可以将逻辑网络方法和全概率公式结合起来分析电气主接 线的可靠性 。分析时 ,采用如下基本假定 :(1) 假定元件不可修复 ,系统也是不可修复的 ,而且不考虑 双重故障 ;(

4、2) 各元件是独立的 ;(3) 采用连续性作为判别系统可靠性的准则 。 应用逻辑网络图方法及全概率公式分析计算电气主接线可靠性的基本步骤如下 :(1) 把实物系统图简化为逻辑网络图 ,几个电气元件用一 个等价元件代表 ,并求出等价元件对应的可靠性指标 。(2) 根据逻辑网络图和供电的可靠性判据 ,写出电源到负 荷点之间的系统工作函数 。(3) 利用全概率公式求出系统可靠工作的概率 ,即可靠度 图 2 机组 1 G 单机主接线图3 之间用断路器 Q F3 与两个隔离开关 Q S7 、Q S8 进行联接 ,母 线 2 与母线 3 之间用断路器 Q F5 与隔离开关 Q S11 、Q S12 进行

5、联接 。当检修任一段工作母线时 ,例如检修母线 1 时 ,将联接在母线 1 的电源和所有引出线 ,全部转移到备用母线 3 上去 。此时 ,母线联络断路器 Q F3 和分段断路器 Q F4 是断开的 ,其两 侧隔离开关打开 。电气主接线的接线图是反映电气设备实际联接关系的一种图 ,也称实物联接图 。可靠性计算所需要的是逻辑网络图 ,即从可靠性的观点 ,按照电气设备的逻辑关系而构成的一种逻 辑网络图 ,因而计算电气主接线的可靠度需要转化到逻辑网络 图中进行分析计算 。首先应将图 2 所示的主接线图中简单的串联电路组成一个串联系统 ,在以后的分析计算中把它作为一个元件处理 ,以简化分析计算 。则图

6、2 中的 Q S7 、Q S8 、Q F3 可 作为一个串联系统 ; 同理可以把 Q S9 、Q S10 、Q F4 作为一个串联系统 ; Q S11 、Q S12 、Q F5 作为一个串联系统 ; Q S6 、Q F2 作为一个串联系统 。把所有这些串联系统分别简化为一个元件处 理 。经过这样的简化则将图 2 所示的机组 1 G 主接线图转化为如图 3 所示的逻辑网络图 。 图 3 主接线逻辑网络图如图 3 所示的逻辑网络图即为龙羊峡电站电气主接线可 靠度计算的数学模型 。由图 3 可以看出整个逻辑网络图由串 联电路 、并联电路及桥形网络组成的混联电路 。若计算整个系 统的可靠度 ,可将其分

7、解成为简单的串 、并结构的网络图 ,然后 根据全概率公式的分析方法计算整个系统的可靠度 。电气主接线可靠度求解对如图 3 所示的逻辑网络图进行分析计算 ,首先应对整个网 。络结构继续进行简化 。将元件 6 、7 、8 构成的串联系统再与元件 5 并联组成一个系统 ,把这个系统作为一个元件 ( 设为元 件 A) 。可以根据串 、并联系统原理求出元件 A 的可靠度 。经过上述简化 ,整个网络结构简化成一个以元件 A 为桥的桥形网络结构 。元件 A 按正常工作和失效分为如下两种工况 :工况 1 即为元件 A 正常工作 ,相当于把元件 A 短接 ,如图 4 ( a) 所示 ;工况 2 即为元件 A 失

8、效 , 相当于把元件 A 移去 , 如图 4 ( b) 所示 。则整个系统可分解成如图 4 ( a) 、( b) 所示的网络结构 。首先分别计算各工况下子系统的可靠度 ,然后可以利用全 图 4 按元件 A 分解后的逻辑网络图从图 4 (a) 、( b) 两图可以看出 ,它们又分别构成以元件 10为桥的桥形网络结构 。同理可以把图 4 进一步分解为如图 5 所示的简单的串 、并联结构 。其中图 4 ( a) 可以按元件 10 正常 工作和失效分解成如图 5 ( a) 、( b) 所示的串 、并网络结构 ,图 5 ( a) 把元件 10 短接 ,即代表元件 10 正常工作 ,图 6 ( b) 把元

9、件 10移去 ,即代表元件 10 失效 。同理可知 ,图 5 (c) 即把图 4 ( b) 中的元件 10 短接 ,即代表元件 10 正常工作 ,图 5 ( d) 即把图 4 ( b) 中 元件 10 移去 ,即代表元件 10 失效 。至此整个电气主接线系统 分解成如下四种工况 :工况 1 为元件 A 正常工作 、元件 10 正常 工作 ; 工况 2 为元件 A 正常工作 、元件 10 失效 ; 工况 3 为元件 A 失效 、元件 10 工作 ; 工况 4 为元件 A 失效 、元件 10 失效 。此4 种工况下都为简单的串 、并结构 ,这样可以根据图 5 中的四种 工况分别计算各工况的可靠度

10、,然后根据全概率公式计算整个 图 5 分解后的串并联结构令 S 代表整个系统正常工作 ; A 代表元件 A 正常工作 ; A代表元件 A 失效 ;10 代表元件 10 正常工作 ; 10代表元件 10 失效 。P ( S | A ) = P ( S | A , 10) P ( 10) + P ( S |A , 10)P ( 10)由图 5 (c) 、( d) 结合全概率公式可知 :P ( S | A) = P ( S | A , 10) P ( 10) + P ( S |A , 10)P ( 10)则 1 台机组正常供电时电气主接线系统可靠度计算公式为 :R S = P ( S | A , 1

11、0) P ( 10) +P ( S | A , 10) P ( 10) P ( A ) + P ( S | A , 10) P ( 10) + P ( S | A , 10)在工况 1 条件下 ,根据图 5 (a) 可知 :P ( S | A , 10) P ( 10) = R 13 1 - ( 1 - R 1 R 3 )( 1 - R 2 R 4 )1 - ( 1 -R 12 )( 1 - R 11 ) 在工况 2 条件下 ,根据图 5 ( b) 可知 P ( S | A , 10)P ( 10)=R 13 1 -1 R 1 R 3 )1 - R 2 R 4 )1 - ( 1 -R 9 R 12 )( 1 - R 11 ) 在工况 3 条件下 ,根据图 5 (c) 可知 :P ( S | A , 10) P ( 10) = R 13 1 - ( 1 - R 1 R 3 R 9 ) ( 1 - R 2 R 4 )1 - ( 1 -R 12 )( 1 - R 11 ) 在工况 4 条件下 ,根据图 5 ( d) 可知 :P ( S | A , 10) = R 13 1 - ( 1 -R 1 R 3 R 9 R 12 )( 1 - R 2 R 4 R 11 ) 经过统计分析知龙羊峡电站电