针对供配电系统可靠性的研究

针对供配电系统可靠性的研究

发表时间：2018-09-18T15:08:38.173Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：谢丽平[导读] 摘要：当今，随着社会经济不断的发展，人们的生活水平也逐步提高，对建设工程的质量也提出了更高的要求。电力设备在人们日常生活中的利用率也日益提高了，对供配电系统提出了挑战。计算机数字信息技术的普及，使得供配电系统的设计更能利用信息技术的自动化电气设备，以提高供电系统运行中的可靠性。本论文从结合电气设计实践，对建筑供配电系统的可靠性进行了分析。

（身份证号码：35072119820828xxxx）摘要：当今，随着社会经济不断的发展，人们的生活水平也逐步提高，对建设工程的质量也提出了更高的要求。电力设备在人们日常生活中的利用率也日益提高了，对供配电系统提出了挑战。计算机数字信息技术的普及，使得供配电系统的设计更能利用信息技术的自动化电气设备，以提高供电系统运行中的可靠性。本论文从结合电气设计实践，对建筑供配电系统的可靠性进行了分析。关键词：建筑电气；供配电系统；可靠性前言：

建筑物供配电系统直接与用户的电气设备相连，其可靠性直接影响到建筑物内各类电气设备的安全运行，其运行可靠性不仅关系到供配电系统本身，也可能会影响到外部供电系统。电气设计方案作为建筑物用户供电的重要环节，为了确保建筑供电系统的安全运行，工程技术人员需要从多个角度考虑相关特征量，以实现供配电系统的优化运行。

一、建筑电气供配电系统的可靠性在工程电气设计中，供配电系统的可靠性是保证系统安全运行的重要环节。对建筑物配电方式进行了评价，根据评价指标和运行中常见的供电方式对运行中存在的问题进行了检测，并根据供电运行的要求提出了新的设计方案。针对供电可靠性的要求，根据建筑供电需要将电力负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷和三级负荷。建筑物消防设备一般采用一级负荷，如消防控制室、自动报警装置、建筑物应急照明系统，包括消防电梯、消防水泵等。建筑供配电系统中的一级负荷是一个非常重要的负荷，主要用于建筑中的各种安全的设施。例如：鼓风机、排风机、污水泵等，应采用一级负荷，并应增加应急电源。在通常情况下，应急供电系统是属于重要的负荷供电，在设计中往往会采用柴油发电机组供电或者使用紧急电力供给（Emergency Power Supply，简称“EPS”）二、建筑电气供配电系统设计方案（一）供电电源

在一些建筑物中，一次荷载和二次荷载的数量较多，其作用是提高建筑物的安全利用率。以高层建筑为例，为了保持建筑的连续用电，经常安装两台以上的变压器和一台柴油发电机组。就发电启动要求而言，当两台变压器的进线均无法供电时，应启动柴油发电机，为建筑物提供应急电源。两台变压器和一台应急柴油发电机非并联运行时，为了提高用电设备的利用率，两个电源采用同级统一电压供电，互为备用。但是，由于不同地区的用电需求不同，应适当调整供电电压，两种电源可以独立供电，但在大多数情况下一般都是搭配供电。这就决定了进入电网的电源也是独立的。当二级负荷容量较大时，需要通过两个电路连续供电，这种发电机组合在运行中也存在缺点。为了提高建筑供配电系统的供电可靠性，可在建筑施工中对该系统进行改进设计，以实现供配电的优化。（二）供配电系统设计根据《民用建筑电气设计规范》，为了使供电系统能够满足一级负荷供电或二级负荷供电的要求，通常需要采用两种方式同时供电，即当其中一种供电方式因故障而终止时，需要采用其他线路来满足连续供电的要求。如果是10千伏供配电系统，最好选择径向接线方式，配电级数不能超过两级。当然，根据地理环境和特殊需要，也可以选择采用环型或干线型配电系统接线设计。回路放射式主接线见图1。

回路放射式供配电系统由专用的三级负荷设备配电，当由于故障而中断供电的时候，在很长时间以内都无法供电。如果此时备用电源不能正常工作，则可以选择二级负荷供电，其优点是断电时间由备用电源的切换时间决定。如果电源独立使用，最好采用一级负荷供电方式，电源中断时间由独立备用电源的切换时间决定。

三、电气供配电系统的可靠性计算方法电力负荷的可靠性是决定供配电负荷水平的重要因素。根据设计规范，对不同的电力负荷采用不同的设计方案，并进行可靠性计算。供配电系统的部件组合包括串联和并联。在计算供配电系统的可靠性指标时，将元件的故障率设定为常数，即不能随时间的变化而变化。故障发生后，不影响其它部件的正常运行，修复时间呈指数分布趋势，部件的运行时间大于因故障停止工作的时间。元件的串联见图2。

元件选择使用串联接的方式，会提高供配电系统的故障率，年平均故障时间也会相对延长，从而使系统的可靠性降低。

元件的并联见图3。

相比较于元件的串联而言，并联元件的供配电系统可靠性相对较高，其不但可以降低故障率，而且缩短了每年所发生故障的时间。

四、建筑供配电系统可靠性分析实例

（一）备用发电机低压母线处切换的供配电系统

变压器电源与发电机电源并联，单回路电源的进线电源和备用发电机的运行可靠性不是很稳定，但两个电源之间切换的实现大大提高了可靠性，使年平均故障率下降了0.00356小时。大于600安培的低压双电源切换为0.051123小时，低压母线双电源切换为0.037954小时，包括电缆和接头在内的配电线路电源切换为0.006232小时。

（二）在用电负荷末端切换的变压器和备用发电机构成的供配电系统一般来说，处于供配电系统末端的双电源切换电流小于600安培。本实例为变压器供电与发电机供电并联，实现了年平均故障率下降，故障时间也相应地缩短很多，从原有的2.668854小时下降到0.004544小时。所缩短的故障时间已经大大地低于双电源切换的年平均故障时间。供配电系系统的年平均故障时间也有所下降，从2.669673小时下降到0.497023小时。可见，建筑电气供配电系统末端的可靠性有所提高。

对于电力系统中的某一线路连接，可以采用并联冗余，也可以采用低压双电源开关。即使冗余后的年平均故障为零，在包括低压双电源开关的情况下，也应减少低压双电源开关的年平均故障时间，使其小于冗余前的年平均故障时间，以提高系统的可用性。

值得一提的是，在国外一些建筑供配电系统的设计中，一般不可能选择采用并联冗余的电缆和断路器来实现供配电系统的端子切换，因为根据相关参考数据和通过实施技术评价方法计算，这种端子切换方法的实施并不能有效提高供配电系统的可靠性。

结语：

总之而言，电气设计的目的是为了满足供配电系统的安全可靠性。为了使建筑用电满足建筑用电的需求，有必要根据实际需求进行供配电线路的设计，以提高电气设备的技术可靠性。

参考文献：

[1]吴高华.探讨供配电系统中的可靠性与连续性，2015.06.

[2]邱杨永.浅谈建筑工程供配电系统的可靠性评估和思考，2014.07.

[3]许中亮.探讨建筑电气中供配电系统的可靠性，2013.09.