供配电设计的可靠性与经济性
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可靠性 分析的常用指标。将概率论和数据统计用于
对可靠性进行定量评价后 ，目前为大家所广泛认可的可
短时 间内加以修复的 ，应采用不可修复元件 的町靠度指
标。
靠性 的特性 指标是可靠度 ，即一个元件 、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概
率。
统计数据表明 ，电力系统 中绝大 多数元件整个寿命 期间 ，故障率与寿命期存在图１ 所示 的典型关 系。
的正常运行产生影响。作为一项长期使用且行之有效的
准则 ， “ Ｎ ． １ ”准则在北美 、欧洲 、俄罗斯和我国的电力
系统规划设计 中得到了广泛的应用。在用户端供配 电设 计 中，为保证涉及到消 防、人身安全等重要场合下 的供
电可靠性 ，有必要严格遵循 “ Ｎ ． １ ”准则。
二 、可 靠性 计算
ｔ ｇ ｆ ２ ＝ ０ ． ３ ２ ８ ７ ；补偿 容量 Ｑ ｎ ＝ ｄ ｎ ×Ｐ ｊ ｓ × （ ｔ ｇ ｆ ｌ — ｔ ｇ ｆ ２）
： ０ ． ７ ２ ５ ×２ ５ ０ ４ ． ９ × （１ ． ０ １ ９ － ０ ． ３ ２ ８ ７）＝ １ ２ ５ ４ ｋ ｖ ａ ｒ ；ｄ ｎ： 年
的低压 电容 器经济 容量式 ： Ｑ ｋ ｈ ＜（ ２ Ｑ ｊ Ｓ 一（ Ａｄ — Ａｇ） Ｘ Ｖｄ ×１ ０ ）／ （ Ｎ ｂ×Ｆ Ｘ Ｔ×Ｒ）其 中 ：Ｑ ｊ ｓ： 低 训‘ 算 负荷 无功 功率 （ ｋ ｖ ａ ｒ ），Ｖｄ： 低压 线路 的线 电
（ ｋ Ｖ ）；Ｒ ： 包 括 变 压 器 和 至 低 电 荷系数 ，根据工艺流程情况 ，取０ ． ７ ２ ５ 。
综 上 所述 ，在 工 厂 供 配 电 系统 设 计 中 ，其 可 靠 性至关 重要 。单纯 的提高可靠 性可能会 导致成本 的上 升 ，因此 合 理 的设 计 同时通 过 提 高 功率 因数 的措 施
时 ，无 论采取 何种补偿 方式 ，都须首先 根据所需 用 电
率。电力系统 中的绝大多数设备都是可修复设备 ，包括
变压器 、电缆和断路器等。通常认 为设备的修复率为常 数 ，用 ｕ表示 。 在进行可修 复元件可靠性计算 时通常采用 的指标 为 可用率Ａ （ ｔ ），是指元件在起始时刻正常的条件＿ ＿ 卜 ，时 刻ｔ 正常工作 的概率。 在用户端供配电设计领域 ，分析 ・ 般状况 一 卜 供配 电 系统的可靠性时 ，若仅涉及一般性生产 中断 、发牛经济 损失等场合 ，应采用 可修复元件的 町用率指标 ；存涉及 火灾 、人身安全等特殊场合下 ，电气元件无法在需要 的
三 、在 工 厂 供 配 电设 计 中 同 时也 要 考 虑经 济性
在 厂配电设计 中，一般地 ，对兀功功率 的补偿通 常有高压 、低压或高低 压混合补偿 种 方式 ，通常以所 采用的高低压电力电容器投资费用的差额 ， 与 不 同补偿 方式在５ 年 内所 节约 电能 费用 的差额进行 比较确定 。在 经济性汁算 中主要有以下几个步骤 ： １ ）首先根据初步Ｔ艺路线 ，公用设备计算用电量。 ２）选择 ［ 乜力 电容器 补偿 方式 。用低 压 补偿 方式
２ ． ３ ２ ｍ Ｑ；８ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变压器 归算 到４ ０ ０ ｖ侧 正序 电 阻为
一
、
供配 电系统 的基本原 理
对于不可修复元件 ，在可靠性评估 ｆ ｆ １ ，最关注 的是
设 备偶发故障期 的故 障率 。为简化计算 ，通常认 为设备
的故障率为常数 ，用 入表示 。 设备可靠度Ｒ （ ｔ ） ＝ ｅ 一 入ｔ ，是指元件在起 始时刻 常的条件 下 ，在 寿命期 区『 白 Ｊ［ ０ ，ｔ ］ 发牛故 障的概
（ 元／ 千瓦 时 ）；Ｎ ｂ： 附加 一次投 资的还本 年限数 （ ５
Ｃ Ｏ Ｓ ＝ Ｐ ｊ ｓ ／ Ｓ ｊ ｓ ＝ ０ ． ７ ：ｔ ｇ ＝ １ ． ０ １ ９ 当地 供 电 网 络 系 统 要 求 功 率 因数 应 达 到 ０ ． ９， 而本 单位供 电网络要 求功率 因数提 高至０ ． ９ ５ ，则
＜
Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 技 术 应 用
供 配 电 设计 昀 可 靠ｎ 生 与经 济性
◆ 祁俊成 邰 晓 字
摘要 ：通过对工厂供配电 系统研 究， 探讨在工厂可靠性推广和实 施过程 中所需解决的经济决策问题的方法 ， 突出工厂可靠性的最终 目 的是 为 了提 高工厂经济效益 ， 将 定量分析和定性分析统一起 来 ， 以 期获得有效的实际应用价值 。 关键词 ：工厂供 配电；可靠性 ；经济效益 ；实际应用价值
根据国家标准Ｇ Ｂ ． ６ ５ ８ ３ 的规定 ，可靠性指的是元件 、
设备或系统在一定时间 内和规定条件下无故障地执行指 定功能的能力或可能性。对一个系统 的可靠性进行定性
分析时 ， “ Ｎ． １ ”准则是多个领域和行业共同采用的最基 本准则 ，可简单解释为系统 中单一元件 的故障不对系统
年 ）；Ｔ ： 电容器 组年利 用小 时数 ，ｉ班 制取 ６ ６ ０ ０ ｓ ｂ
时 ；选择标准 ： 若补偿 容量大于低压电容器经济容量 ， 则用高压补偿方式 ，否则应用低压补偿方式 。
四、 以某 工厂 为 实例 进行 计算
（ １ ） 根 据总体设 计 ，Ａ变配 电系统采用 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ 变压 器 ，Ｂ 变配 电系统采 用８ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变压器 ，查产 品手 册 可知 ： １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变 压器 归 算到４ ０ ０ ｖ 侧 正 序 电阻 为
８ ６ 信息系统 Ｉ 程 １ ２ ０ １ ３ ． ２ ． ２ ０
Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯＬ ＯＧＹ 技 术 应 用
电阻 （Ｑ）；Ａｄ： 低压 电力 电容器 每千乏 的初投 资 ；
施 ，补偿容量计算 如下 ：
Ａｇ： 高压 电力 电容 器每 千乏 的初投 资 ；Ｆ： 当地 电价
对可靠性进行定量评价后 ，目前为大家所广泛认可的可
短时 间内加以修复的 ，应采用不可修复元件 的町靠度指
标。
靠性 的特性 指标是可靠度 ，即一个元件 、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概
率。
统计数据表明 ，电力系统 中绝大 多数元件整个寿命 期间 ，故障率与寿命期存在图１ 所示 的典型关 系。
的正常运行产生影响。作为一项长期使用且行之有效的
准则 ， “ Ｎ ． １ ”准则在北美 、欧洲 、俄罗斯和我国的电力
系统规划设计 中得到了广泛的应用。在用户端供配 电设 计 中，为保证涉及到消 防、人身安全等重要场合下 的供
电可靠性 ，有必要严格遵循 “ Ｎ ． １ ”准则。
二 、可 靠性 计算
ｔ ｇ ｆ ２ ＝ ０ ． ３ ２ ８ ７ ；补偿 容量 Ｑ ｎ ＝ ｄ ｎ ×Ｐ ｊ ｓ × （ ｔ ｇ ｆ ｌ — ｔ ｇ ｆ ２）
： ０ ． ７ ２ ５ ×２ ５ ０ ４ ． ９ × （１ ． ０ １ ９ － ０ ． ３ ２ ８ ７）＝ １ ２ ５ ４ ｋ ｖ ａ ｒ ；ｄ ｎ： 年
的低压 电容 器经济 容量式 ： Ｑ ｋ ｈ ＜（ ２ Ｑ ｊ Ｓ 一（ Ａｄ — Ａｇ） Ｘ Ｖｄ ×１ ０ ）／ （ Ｎ ｂ×Ｆ Ｘ Ｔ×Ｒ）其 中 ：Ｑ ｊ ｓ： 低 训‘ 算 负荷 无功 功率 （ ｋ ｖ ａ ｒ ），Ｖｄ： 低压 线路 的线 电
（ ｋ Ｖ ）；Ｒ ： 包 括 变 压 器 和 至 低 电 荷系数 ，根据工艺流程情况 ，取０ ． ７ ２ ５ 。
综 上 所述 ，在 工 厂 供 配 电 系统 设 计 中 ，其 可 靠 性至关 重要 。单纯 的提高可靠 性可能会 导致成本 的上 升 ，因此 合 理 的设 计 同时通 过 提 高 功率 因数 的措 施
时 ，无 论采取 何种补偿 方式 ，都须首先 根据所需 用 电
率。电力系统 中的绝大多数设备都是可修复设备 ，包括
变压器 、电缆和断路器等。通常认 为设备的修复率为常 数 ，用 ｕ表示 。 在进行可修 复元件可靠性计算 时通常采用 的指标 为 可用率Ａ （ ｔ ），是指元件在起始时刻正常的条件＿ ＿ 卜 ，时 刻ｔ 正常工作 的概率。 在用户端供配电设计领域 ，分析 ・ 般状况 一 卜 供配 电 系统的可靠性时 ，若仅涉及一般性生产 中断 、发牛经济 损失等场合 ，应采用 可修复元件的 町用率指标 ；存涉及 火灾 、人身安全等特殊场合下 ，电气元件无法在需要 的
三 、在 工 厂 供 配 电设 计 中 同 时也 要 考 虑经 济性
在 厂配电设计 中，一般地 ，对兀功功率 的补偿通 常有高压 、低压或高低 压混合补偿 种 方式 ，通常以所 采用的高低压电力电容器投资费用的差额 ， 与 不 同补偿 方式在５ 年 内所 节约 电能 费用 的差额进行 比较确定 。在 经济性汁算 中主要有以下几个步骤 ： １ ）首先根据初步Ｔ艺路线 ，公用设备计算用电量。 ２）选择 ［ 乜力 电容器 补偿 方式 。用低 压 补偿 方式
２ ． ３ ２ ｍ Ｑ；８ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变压器 归算 到４ ０ ０ ｖ侧 正序 电 阻为
一
、
供配 电系统 的基本原 理
对于不可修复元件 ，在可靠性评估 ｆ ｆ １ ，最关注 的是
设 备偶发故障期 的故 障率 。为简化计算 ，通常认 为设备
的故障率为常数 ，用 入表示 。 设备可靠度Ｒ （ ｔ ） ＝ ｅ 一 入ｔ ，是指元件在起 始时刻 常的条件 下 ，在 寿命期 区『 白 Ｊ［ ０ ，ｔ ］ 发牛故 障的概
（ 元／ 千瓦 时 ）；Ｎ ｂ： 附加 一次投 资的还本 年限数 （ ５
Ｃ Ｏ Ｓ ＝ Ｐ ｊ ｓ ／ Ｓ ｊ ｓ ＝ ０ ． ７ ：ｔ ｇ ＝ １ ． ０ １ ９ 当地 供 电 网 络 系 统 要 求 功 率 因数 应 达 到 ０ ． ９， 而本 单位供 电网络要 求功率 因数提 高至０ ． ９ ５ ，则
＜
Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ 技 术 应 用
供 配 电 设计 昀 可 靠ｎ 生 与经 济性
◆ 祁俊成 邰 晓 字
摘要 ：通过对工厂供配电 系统研 究， 探讨在工厂可靠性推广和实 施过程 中所需解决的经济决策问题的方法 ， 突出工厂可靠性的最终 目 的是 为 了提 高工厂经济效益 ， 将 定量分析和定性分析统一起 来 ， 以 期获得有效的实际应用价值 。 关键词 ：工厂供 配电；可靠性 ；经济效益 ；实际应用价值
根据国家标准Ｇ Ｂ ． ６ ５ ８ ３ 的规定 ，可靠性指的是元件 、
设备或系统在一定时间 内和规定条件下无故障地执行指 定功能的能力或可能性。对一个系统 的可靠性进行定性
分析时 ， “ Ｎ． １ ”准则是多个领域和行业共同采用的最基 本准则 ，可简单解释为系统 中单一元件 的故障不对系统
年 ）；Ｔ ： 电容器 组年利 用小 时数 ，ｉ班 制取 ６ ６ ０ ０ ｓ ｂ
时 ；选择标准 ： 若补偿 容量大于低压电容器经济容量 ， 则用高压补偿方式 ，否则应用低压补偿方式 。
四、 以某 工厂 为 实例 进行 计算
（ １ ） 根 据总体设 计 ，Ａ变配 电系统采用 １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ 变压 器 ，Ｂ 变配 电系统采 用８ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变压器 ，查产 品手 册 可知 ： １ ０ ０ ０ ｋ Ｖ Ａ变 压器 归 算到４ ０ ０ ｖ 侧 正 序 电阻 为
８ ６ 信息系统 Ｉ 程 １ ２ ０ １ ３ ． ２ ． ２ ０
Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯＬ ＯＧＹ 技 术 应 用
电阻 （Ｑ）；Ａｄ： 低压 电力 电容器 每千乏 的初投 资 ；
施 ，补偿容量计算 如下 ：
Ａｇ： 高压 电力 电容 器每 千乏 的初投 资 ；Ｆ： 当地 电价