配电线路与电气设备可靠连接探析

配电线路与电气设备可靠连接探析

张龙

中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司 贵州贵阳 550081

摘要：随着电力行业的不断发展，电力系统是由发电、输电、变电和配电四大环节所构成的有机整体，其中变电和配电环节是实现电能的开发与高效利用的关键媒介。随着 “十四五”规划不断深化，电力系统在国民经济发展中所处的地位提升，电网运行单位对电网中关键电力设备的可靠运行要求也不断提高。变电站高压电气一次设备的可靠运行是电网安全的基础。电力设备运行的稳定性及可靠性往往无法通过设备运行时间或简单的外观检查准确获知，需要依靠系统科学的分析方法。

关键词：配电线路；电气设备；可靠连接；探析

引言

配电网是承接输电网和用户用电设备的关键环节。配电网的电压质量和线路传输损耗对终端用户的电压质量和电网的经济运行具有非常重要的影响。配电网以架空线路为主，且具有供电半径长、部分线路负荷重、线路损耗高、末端电压合格率较低等特点。众所周知，除了响应速度较慢和不能连续补偿的缺点外，电容器无功补偿技术是降低电网损耗、提高电压质量的一种性价比非常高的技术手段。因此深入探究电气设备维修标准化管理的优化路径是重要方向之一。

1配网分布式电压无功优化系统构架

1.1系统构架

智能补偿装置分布式地安装在配电网中。他们的配置位置和容量根据优化算法计算后决定。所有的分布式智能补偿装置通过 4G/5G无线通信技术和电网调度自动化系统交互信息。协调优化控制主站再通过高速网线（专网）和电网调度自动化系统交互信息。

1.2主站及其功能

协调优化控制工作站（主站），他包括 3大模块：1）优化运算模块，根据配电网结构参数以及配电网的实时运行变量（电压、有功和无功功率等）以及智能补偿装置的状态进行电压、无功、损耗的优化运算；2）通讯模块，根据优化运算模块的运算结果给每个智能补偿装置下达控制指令、和变电站内的 SCADA 系统交互信息；3）显示模块，实时显示配电网的状态以及个智能补偿装置的运行状态。协调优化控制工作站从配网调度自动化系统（D5200）获取配电系统的拓扑结构和线路参数、以及母线电压、出线的电流、有功功率、无功功率等实时负荷数据、分布式无功补偿装置的布点和容量，根据配电网的线路参数和负载参数经实时优化算法优化后确定分布式装置电容器组的投切。

2电气设备元件化的可靠性分析方法

2.1解析法

根据系统单元功能与网络架构间的逻辑关系，对系统元件随机抽样来建立概率统计模型，进行求解后，得到高精确度的可靠性评估指标 。

2.2失效模式和影响分析法

失效模式和影响分析法是可靠性定性分析的系统化方法：通过对产品、过程各部分进行事前分析，发现产品、过程中潜在的失效模式及失效原因并进行评价，然后分析发生的概率及对系统的影响程度，并及时采取有效措施进行预防。此方法是最小割集法、可靠性框图等可靠性分析法的基础，该方法流程已标准化，分析技术相对成熟，目前广泛应用于各工业领域。

2.3网络等值法

网络等值法是指通过网络中的主馈线，并用等值元件替代多级子馈线网络，从而将复杂网络等值简化的方法。网络等值后最小路集的规模显著减小，原复杂系统即可由数值等值后的节点组成，最小路集和最小割集的计算复杂度也随之显著降低，从而可简单地计算出可靠性指标值。提出一种考虑网络等值的自适应电流速断保护整定法，加强了电流速断保护定值整定对系统运行方式改变、网络结构调整及负荷变化的响应能力。

3电气设备可靠接地问题

可靠接地是保障防爆电气设备使用安全的前提和基础,因此所有投入使用的防爆电气设备外壳都需要做到可靠接地,同时还要保证防爆电气设备壳内接地连至配电室,借助双重接地的方式来提升防爆电气设备接地的可靠性,提升防爆电气设备的安全系数。 通过防爆电气设备可靠接地,能够使防爆电气设备外壳与大地之间的电位差缩小,甚至无限趋近于 0,实现二者等电位。 人体电阻通常为 2000Ω,接地电阻则不大于 4Ω,远远小于人体电阻,在这种情况下,当人体触及带电体时,便会只有少部分电流会流入人体,大部分电流都会流入大地,可以更好地保障人员的安全。以油库为例,油库属于爆炸性危险场所,因此针对油库中防爆电气设备的接地设计至关重要,不仅关乎着设备自身使用安全,而且是影响油库整体安全性的关键。 在以往的电气事故中,因电气设备接地引发的事故占 30%左右,特别是在土壤电阻率高以及雷电频繁地区发生接地事故概率更高,不仅造成了大量的财产损失,而且严重威胁人们的生命安全。

4配电线路与电气设备可靠连接方法

4.1融合信息技术

信息技术是当前社会发展的核心旋律，也是烟草制造企业的重要优化路径，更是推动企业发展的必要前提。将信息化技术融入维修管理工作中，可以有效提升维修管理工作的效率，在保证工作精准度的同时排查风险，发挥维修管理工作的作用。首先，将信息技术融入管理分析工作中。烟草制造企业要想强化自身核心竞争力，就必须在各环节中融入信息技术。在信息技术的帮助下，维修管理人员可以对烟草制造企业电气设备的现状进行系统性分析，了解电气设备维修管理工作中的不足之处和可优化的路径。其次，将信息技术融入资料整理工作中。在烟草制造企业中，信息技术还可以在资料整理工作中发挥自身作用。通过利用信息化技术，维修管理人员可以对资料进行总结和归纳，并做好储存工作。如果在此过程中出现数据错误的情况，则可以利用信息技术对错误进行排查，提升工作效率。

4.2钻孔深埋法

钻孔深埋法在国际上的应用十分广泛,尤其是在接地极位于建筑下端或者防雷设备设施附近位置小的情况对钻孔深埋法的应用最为广泛。 这是因为以上位置具有空间狭小以及人口流动性大的特点,不适合采用炭质纤维法、降阻剂法、土壤替换法、加食盐法以及外引接地法,因此需要借助钻孔深埋法来降低接地电阻。 在钻孔深埋法应用过程中,首先要借助钻孔机打孔,然后在孔内插入直径为 2cm~7cm 左右的钢管,然后向钢管内注入泥浆,按照同样的方式打孔并注浆,然后将其并联起来。 通过这种方式,可以更好地保障接地电阻的稳定性,并且由于埋设较深,可以有效降低安全威胁。

4.3可靠性框图法

系统化的可靠性分析，现有研究往往将其划分为多个分系统或子元件。对于高压电气一次设备来说，一般将单个电气设备视为一个复杂系统，或将共同实现某种功能的电气设备视为一个复杂系统，再进行可靠性分析、可靠性框图是设备或复杂系统各个元件之间的相互关系的整体表达框图，最终状态导向为成功(这里指正常运行)，寻找整体设备能够正常运行的状态。可靠性框图法反映的是设备的整体情况，可对系统关键部件之间的相互关系进行描述，由于最终的导向不是失效或故障状态，很难直观分析整体设备的失效或故障的过程，无法实现对整体设备中薄弱子系统或元件的辨识，在设备分析或检修过程的应用较为有限。

结语

对于复杂系统的可靠性分析方法，组合法描述能力弱，但模型表达内容清晰，容易理解，计算简单，计算量小; 状态法建立在较成熟的数学模型基础上，必须满足一些数学前提且计算量较大，但统筹性、综合性强，对工程的体系结构、构建过程等考虑全面。因此，在定性分析上，组合法目的明确，逻辑性强; 但在定量分析上，状态法更能代表未来发展的趋势。基于多方法融合的可靠性研究已见诸文献，但目前尚待进一步发展完善。

参考文献

［1］ 王应坤，刘顺意，黄晨，等． 特高压换流站站用电系统备自投可靠性提升研究［J］． 湖南电力，2022，42 (4): 90-94．

［2］ 王阳英夫． 高压断路器的机械可靠性分析及寿命评估［D］． 南京: 东南大学，2017．

［3］ 童靓． 某研究所电子组件可靠性分析系统的设计与实现［D］．济南: 山东大学，2019．