1. 配电网设备包括什么
配电系统可靠性研究的目的是评估系统究竟在多大程度上能够保证各个用户的供电连续性。据调查,负荷点用户停电事件中,约80%是由配电系统引起的。因此,研究如何提高配电系统的供电可靠性具有十分重要的意义[1]。随着经济发展,城市电网的规模不断扩大,设备元件增加势必导致系统发生设备元件故障的概率增大。本文通过找出设备元件发生故障的三种模式:馈线级故障模式、变电站故障模式和上一级电网故障模式,分析故障的三种模式对配电网可靠性的影响,采用分层算法,提出了一种基于故障扩散的电网可靠性评估算法。
1 分层算法
考虑设备元件发生故障的三种模式,逐一分析每种模式对配电网可靠性的影响,即其产生的停电时户数,并结合配电网的网络拓扑结构,综合得到配电网可靠性数据[2]。
1.1 三种故障模式及其对配网可靠性的影响
馈线级故障模式是指在电网各馈线中的设备元件发生的永久性故障,采用的指标为设备故障率和设备每次故障平均停电持续时间。故障对配电网可靠性的影响即为故障引起的停电时户数:假设设备故障发生在某馈线第段,对于该故障段,其停电用户数为Ci,停电时间表为故障元件修复时间;对于该段以后的所有停电用户∑Cj(j>i),若无联络线,停电时间为故障元件修复时间;若有联络线,停电时间为联络开关操作时间。
变电站故障模式是指电网中母线发生故障,用母线平均修复时间和母线可用系数表示。一般母线分二段,且不考虑二段母线同时故障。母线故障产生的停电时户数为:故障母线所带负荷是否可以全部转移,可转移负荷停电用户数为故障母线段有联络出线用户数,停电时间为联络开关倒闸平均操作时间;不可转移负荷为故障段母线无联络出线用户数,其停电时间为母线修复时间。 若母线与出线上设备同时发生故障时,取两者中修复时间最大者。
上一级电网的故障模式是指在电网中上一级电网由各种设备元件或母线等原因产生不能对配网进行正常供电的故障,通常指220KV级,相应指标为上一级故障排除时间和上一级输变电设施的可用系数。该故障产生的停电时户数为:考虑上一级电网输变电系统故障是否引起母线不带电。若引起母线不带电,母线分段时的停电用户数为上一级故障变电站所对应母线段的用户数,停电时间为联络开关倒闸操作时间;母线不分段时,可转移负荷的停电时间亦为联络开关倒闸平均操作时间,不可转移负荷停电时间为上一级电网故障修复时间。
1.2 算法的数学模型
算法基于如下假设:a) 不考虑由于容量不足的限电;b) 有联络的出线故障后,完好区段的负荷能够全部转移;c) 不考虑外力破坏作用的影响,不考虑作业、检修、预安排产生的停电,而只考虑设备故障产生的停电;d) 不考虑瞬时故障,而考虑只有等故障设备(元件)修复后才恢复送电的永久性故障;e) 基于考虑由用户原因引起的事故、故障的停电,所以假设线路上用户越多,线路故障的可能性越大;f) 单向回路停电一次处理完成,全线同时恢复送电,多回路停电其各回路的停电操作和恢复送电操作同时完成;g) 不考虑断路器等开关设备误动、拒动,所有的保护装置动作正确;h) 由于现在各供电局在可靠性数据统计时没有统计到出线每段长度及支线长度,同时按照国家可靠性管理中心的要求,所以假设平均分段。
我们提出以下预测评估思想:通过对各变电站各出线进行故障停电事故枚举,得到出线的故障停电时间和故障次数,从而得到整个配电网的故障停电时间和故障次数,再根据可靠性指标的定义,得到整个配电网的可靠性指标[3]。对整个配电网分三种情况考虑: (1) 上一级输变电设施完好且母线无故障的停电时户数Ti1; (2) 上一级输变电设施完好而母线故障的停电时户数Ti2. (2-1)母线分段 (2-2)母线不分段 (3) 上一级输变电设施故障引起母线不带电的停电时户数Ti3.(3-1)母线分段 (3-2)母线不分段两种情况。
1.2.1第一种情形
Tij变电站i出线j设备故障后的停电时户数。
1.2.2第二种情形
母线一般分为2段,不考虑二段母线同时故障
(2-1-1) 故障母线所带负荷能全部转移时
Ci1:变电站i故障母线段客户数t1:联络开关倒闸平均操作时间
(2-1-2) 故障母线所带负荷不能全部转移时
t3:母线修复平均时间
当母线与出线上设备发生同时故障时,则取修复时间为两者中最大者。其余同上。
1.2.3第三种情形
(3-1-1) 考虑双电源双母线,上一级故障变电站所对应母线段的客户数可由完好变电站所对应母线通过联络开关完全转移。此时
Ci3:上一级故障变电站所对应母线段的客户数
Ci4:变电站i无联络线的出线所带客户数 t4: 上一级故障排除时间,负荷可通过联络开关完全转移,
式中:T为上一级输变电设施可用系数;B为母线可用系数;T为配电网总的停电时户数;T′为配电网总的停电时间;F为配电网总的故障次数;C为配电网总的用户有数;L为配电网总的线路长;n配电网变电站总数;RS1,RS2、RS3为平均供电可用率;AIHC-F为系统平均停电持续时间(n/次);RSFI为系统平均故障次数(次/百公里)。
2 算法实现
分层技术按配电网―变电站―馈线―段―设备的层次建立数据结构。系统采用VC++6.0实现,整个配电网结构通过作图表示,而配电网的参数用数据结构存储。为了在软件中实现分层技术,采用静态切分窗口得到左右视图,左视图基于CTreeView类[4],用树型结构表示配电网―变电站―馈线层。软件初始化时只生成根节点表示配电网层,根节点下添加若干新节点,表示变电站层,变电站层节点下添加新节点表示馈线层。变电站层节点建立数据结构存储故障率、故障时间、载容比系数等参数 。馈线层节点建立数据结构存储元件类型、起始点、终点、导线长度等参数。
右视图用来表示馈线―段―设备层.因为算法将配电网参数与其拓扑结构结合,而实际配网结构比较复杂,为方便数据分析处理,开发了专门的作图工具,用来绘制网络拓扑结构图.作图工具栏分为四种元器件电源,开关,变压器,备用电源以及三种线型绝缘线,裸导线,电缆。软件中设置元器件和线型两种数据结构,存储设备元件类型,起点,终点和长度等参数。在右视图中绘制的元器件及导线分别对应存储在元器件链表和线型链表中,其相关参数存储在对应数据结构中。若画元器件,则在元器件链表中添加一个节点。若画线型,则在线型链表中添加一个节点。由此可以将输入图形存储。并通过对链表的元器件及线型的搜索,找出它们的连接关系,从而得出的整个配电网的连接网,然后进行拓扑分析,根据拓扑结构与图形数据,快速建立计算树进行计算。
实际计算时,以母线后一段作为树根,每一段建立一个树节点。节点的一个指针指向父节点,一个指针指向后面的分支节点,针建立整个计算树。先查找母线,找到母线后,寻找与母线相连的电线,根据电线末端点坐标找出连在电线末端的开关。以开关为入点建立节点。以相类似的方法根据元器件或导线的起点和终点寻找相连设备,建立整棵节点树,再根据网络拓扑结构,统计算法的各项相关参数,计算馈线各项可靠性指标。综合变电站下各馈线的可靠性指标,得到变电站的可靠性指标,综合各个变电站的可靠性指标,得到整个配电网的可靠性指标。
3 算例
我们对长沙配电网荣湾镇变电站进行可靠性评估,该变电站有4条母线(10KV),负荷点17个,总用户数226户,总变容量60890KVA,线路总长61.803KM,变电站接线图如图1。
由于网络拓扑算法精度高,要求考虑每一个元件,因此计算量非常庞大,用手工计算是不现实的。而利用该系统,我们方便快捷的输入了2000年的长沙配电网荣湾镇变电站的网络图及湖南省电力局提供的可靠性数据,迅速计算出了该变电站的可靠性指标.如表2。
由计算结果可以看出:用该算法计算得到的可靠性指标与湖南省电力局的历史统计数据比较,证实了算法的可靠性。
4 结论
根据故障产生的三种模式,并分析故障的三种模式对配电网可靠性的影响,利用系统元件的可靠性数据与系统网络拓扑结构建立系统的可靠性数学模型,提出了基于故障扩散的分层算法来进行系统可靠性评估。采用Visual C + + 6.0 开发了配电网系统可靠性评估软件,可方便快捷计算电网各馈线、变电站、电网的可靠性指标。通过实际运行后的计算值与预估值的比较,结合各停电原因的分析,可找出影响供电可靠率的主要原因,并可在计算机上模拟设计,算法和软件的研制开发为配电系统规划和管理提供了有力的分析工具。
2. 配电控制都有哪些设备
电气设备包括哪些 主要指变压器、电抗器、电容器、组合电器、断路器、互感器、避雷器、耦合电容器、输电线路、电力电缆、接地装置、发电机、调相机、电动机、封闭母线、晶闸管等。 配电箱属于电气设备中的一次设备。电气设备包括一次设备和二次设备。一次设备主要是发电、变电、输电、配电、用电等直接产生、传送、消耗电能的设备,比如说发电机、变压器、架空线、配电柜、开关柜等等。二次设备就是起控制、保护、计量等作用的设备。 大楼里的或者一般厂房比如说电缆、配电柜、电动机、开关插座、灯具、空调、电热水器、电表、摄像机、电话、电脑等等都是电气设备。电气设备包括的东西很多,主要是指工业上使用的与电有关的设备、发电设备、输电设备、还有一些控制设备的控制系统、元件等等。电气设备包括的东西很多,只要是与电有关的设备都可以称为电气设备。
3. 配电装置包括哪些电气设备
配电装置就是接受和分配电能的装置。由母线、开关设备、保护电器、测量仪表和其他附件等组成。
配电装置包括:
1、开关电器(断路器、隔离开关、负荷开关等);
2、保护电器(熔断器、继电器、避雷器等);
3、测量电器(电流互感器、电压互感器、电流表、电压表等)
4、母线和载流导体。
配电装置按其设置的场所可分为户内配电装置和户外配电装置,按其电压等级又分为高压配电装置和低压配电装置,按其结构形式又分为成套配电装置(开关柜)和装配式。
4. 配电室里都有什么电力设备
有变压器、真空断路器、电流互感器、电压互感器、熔断器等。
1、变压器
变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
2、真空断路器
“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名;其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点,在配电网中应用较为普及。
真空断路器是3~10kV,50Hz三相交流系统中的户内配电装置,可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用,特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所,断路器可配置在中置柜、双层柜以及固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。
3、电流互感器
电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中。
因此它经常有线路的全部电流流过,二次侧绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次侧回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小;
电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量 ,二次侧不可开路。
4、电压互感器
电压互感器和变压器类似,是用来变换线路上的电压的仪器。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能,因此容量很大,一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位;
而电压互感器变换电压的目的,主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量线路的电压、功率和电能,或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器,因此电压互感器的容量很小,一般都只有几伏安、几十伏安,最大也不超过一千伏安。
5、熔断器
熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时,以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后,以其自身产生的热量使熔体熔化,从而使电路断开;
运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中,作为短路和过电流的保护器,是应用最普遍的保护器件之一。
参考资料来源:网络——配电室
5. 什么是配电设备
配电设备是指各种在发电厂、变电站和厂矿企业的低压配电系统中作动力、配电和照明的成套设备。低压配电设备:低压配电屏、开关柜、开关板、照明箱、动力箱和电动机控制中心。高压配电设备:主要有高压熔断器;高压隔离开关;高压负荷开关;高压断路器。
相关说明
配电(power distribution)是在电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备组成。
二次配电网络是由配电变压器次级引出线到用户入户线之间的线路、元件所组成的系统,又称低压配电网络。接线方式除放射式和环式外,城市的重要用户可用双回线接线。
用电负荷密度高的市区则采用网格式接线。这种网络由多条一次配电干线供电,通过配电变压器降压后,经低压熔断器与二次配电网相连。由于二次系统中相邻的配电变电器初级接到不同的一次配电干线,可避免因一次配电线故障而导致市中心区停电。
配电线路按结构有架空线路和地下电缆。农村和中小城市可用架空线路,大城市(特别是市中心区)、旅游区、居民小区等应采用地下电缆。
6. 配电设备包括哪几类
主要分一次设备和二次设备
一次设备:
变压器、断路器、避雷器、电容器、隔离开关、接触器、电抗器。。。等
二次设备:
电流互感器、电压互感器、转换开关、按钮、指示灯、电流电压表、继电器。。。等
7. 国家明令淘汰的电气设备有哪些
国家明令淘汰的“落后生产工艺装备、 落后产品” 目录 第 40 号 《产业结构调整指导目录(2005 年本) 》
8. 配电二次设备、配电一次设备都包括那些设备
一次设备是指发、输、配电的主系统上所使用的设备备。如发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。
二次设备是指对一次设备的工作进行控制、保护、监察和测量的设备。如测量仪表、继电器、操作开关、按钮、自动控制设备、计算机、信号设备、控制电缆以及提供这些设备能源的一些供电装置(如蓄电池、硅整流器等)。
“一次”在电力生产上主要指的是“主路”,“二次”主要是用来控制“一次”的。用“一次”来修饰设备,主要是为了体现设备属于主路或设备的电压等级比二次设备的电压等级高。
(8)配电网络退役设备有哪些扩展阅读:
发电系统发出的电能经由输电系统的输送,最后由配电系统分配给各个用户。一般地,将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。
变压器的安全运行管理工作是我们日常工作的重点,通过对变压器的异常运行情况、常见故障分析的经验总结,将有利于及时、准确判断故障原因、性质,及时采取有效措施,确保设备的安全运行。
变压器是输配电系统中极其重要的电器设备,根据运行维护管理规定变压器必须定期进行检查,以便及时了解和掌握变压器的运行情况,及时采取有效措施,力争把故障消除在萌芽状态之中,从而保障变压器的安全运行。
9. 高低压配电设备有哪些
配电设备是指各种在发电厂、变电站和厂矿企业的低压配电系统中作动力、配电和照明的成套设备。
低压配电设备:低压配电屏、开关柜、开关板、照明箱、动力箱和电动机控制中心。
高压配电设备:主要有高压熔断器;高压隔离开关;高压负荷开关;高压断路器。
10. 配电网设备有哪些
太多了,10kV配网设备主要包括架空线路、站房、配电站、电缆、公共设施等大类,主要一次设备有变压器、断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、母线、瓷瓶、带点指示器、故障指示器等等。