摘要：本文结合工程实例，介绍一种有关配电系统可靠性评佑方法。首先需确定用户的工艺流程及电能需求，对电气设备逐一进行工况等级评定；然后在此基础上确定配电系统的“意外事件”，建立可靠性计算模型，得出与电网结构及运行方式相关的风险水平一失效率。根据计算结果可确定每个电器元件对有害事件发生概率的贡献率及关键母线供电的失效率，从而发现配电系统中可靠性较差的薄弱环节并提出改善建议，结论证明了此研究方法具有很强的实践性。

    0 引言
    配电网可靠性研究包含理论研究和应用研究两个层次。最初使用的可靠性评估方法是以几乎没有经过修正的串联系统和并联系统的经典法为基础的。此后，赵伟、李卫星、郭志忠在总结前人成果的基础上，归纳出若干经典的评估方法，如用于定量评估配电网可靠性的解析法和模拟法等。这些方法虽然较传统方法有所改进，更加适用于大型电力系统，但是都不同程度地存在着一定的制约因素，较少考虑用户的工艺环节。如解析法的计算工作量随系统规模呈指数关系增长；运用蒙特卡罗模拟法会使得模拟估计量的精度随系统可靠性的提高而变得更差。为此，本文介绍一种研究配电系统可靠性的评估方法，它通过研究设备的工况分类和可靠性需求来分辨系统的薄弱环节，并基于这样的设备关键性指数，逐级分层次提出技术改进建议，促进可靠性管理，求得管理目标定量化、综合化和规律化，有利于提高配电系统的经济效益。

    1 MP4配电系统可靠性评估方法简介
    MP4配电系统可靠性评估是通过对用户生产工艺、电气系统性能进行调查、研究，并提出改进意见，以满足用户业务对电能的需求。该方法是通过以下步骤得以实现的。
    第一步，通过对工艺流程的分析，明确业务对电能的需求。通过搭建用户现场模型，确定关键的工艺环节，定义需要防范的有害事件，定位主要耗能环节，并在系统单线图上标注出会造成高风险事件的电器元件或母排。
    第二步，对被调查的电气设备所遭受的“工况严酷性”等级进行评估。
    第三步，配电系统的可靠性分析。计算每个电器元件对有害事件发生概率的贡献率。综合可靠性计算结果与电气设备工况等级分类，从而找出配电系统易发生有害事件的薄弱环节。
    第四步，制定四项计划，以保持用户现场电气系统性能的持久（维护与监控），并提高其性能（更新改造与管理）。
    下面将通过一个工程实例来介绍MP4配电系统可靠性评估的方法及过程。

    2 应用案例研究
    北京宝洁技术有限公司成立于1996年，主要由MSG、PSG及FE 3个车间组成，分别对应香波制造、包装除尘以及妇女卫生用品制造。该工厂拥有全世界最先进的香波制造生产线及除尘系统，每年生产的产品远销国内外，生产设备造价昂贵，对供电质量非常敏感，同时需同全世界100多家宝洁工厂保持联系，并与美国总部交换数据，因此对供电可靠性要求非常高。
    2.1用户电能需求
    为了精确了解用户现场在供电有效性方面的需求，首先要关注用户现场的工艺流程。MSG（香波）车间依照功能被划分为原料系统、配料锅系统、泵送系统、气体分离系统、后配料系统、滚筒、小车装填系统、除尘系统，生产线每小时产量约为22t、“爆米花”工艺流程正常后每小时产量将达到30t左右，半成品的产量为每76分钟10 t。  PSG（包装除尘）车间有18条生产线，主要包括产品包装和除尘系统；瓶装线的产量为每分钟70瓶（1升装）或50瓶（2升装），袋装线的产量为每分钟37袋。FE（妇女用品）车间有2条袋装线，主要包括半成品系统和包装系统。
    2. 2“工况严酷性”等级评估
    在“工况严酷性”等级评估中，要根据对电气设备的所需功能确定关键设备，从环境特征、操作条件两方面量化每台设备的“工况登记”指标，并进行设备状态的定性评估。所需搜集的数据涵盖铭牌信息、主要技术参数、历史监控信息、现场测试数据等。
    对于每台电气设备，严酷性等级的评估主要通过以下指数（SL一工况严酷性等级）来描述：
    （1）工况非常严酷的设备定义为SL1级。
    （2）工况严酷的设备定义为SL2级。
    （3）工况不严酷的设备定义为SL1级。
    对于每台设备， SL指数值是基于下列因素计算的：
    （1）操作严酷性等级（SL. O）—此指数概括了设备的操作条件，考虑了负载率、操作次数、谐波等级等因素。
    （2）环境严酷性等级（SL. E）—此指数概述了设备的环境条件，考虑了温度、灰尘、空气湿度等因素。
    可能的SL. O及SL. E值：
    （1）LS. O 1／LS. E 1：“1”，工况非常严峻。
    （2）LS. O 2／LS. E2：“2”，工况严峻。
    （3）LS. O 3／LS. E3：“3”，工况不严峻。
    通过对每台电气设备进行评估得出表1中的工况等级评估分类，有助于对电气设备进行相应的预防性维护，以降低设备故障率，同时也为下一步进行配电系统可靠性分析确定关键设备提供参考。

    2.3配电系统可靠性分析
    将对工厂电网有真正致命危险的母线定义为“意外事件”（UE）。针对用户现场的电网，根据用户现场流程的需要定义“意外事件”（UE）。
    （1）配电系统中最重要的、会造成整个系统供电中断或导致致命安全的负荷是消防、熔炉、配料锅、Con-flake、FE-KBFA及废水。
    （2）对于其它负载，停电损失成本较低。这是因为仅工厂的一部分设施停运且能弥补损失。
    对用户现场来说，要绝对避免的事件是整个中心配电网络的瘫痪。对于每条定义为“意外事件”（UE）的母线，首先必须分析其所有的供电路径。一般假定电源为起点，关键供电母线为终点，即电能是通过何路径从电源流向“意外事件”（UE）供电母线的，并且不考虑不同供电路径的备用等级（如某条母线有两条供电路径，但是只有一条对被供电负荷的正常运行是真正必要的，则这条母线的备用等级是1/2）。用同样的方法，分析所有“意外事件”（UE），即各关键供电母线的供电路径。确定各“意外事件”（UE）供电母线的供电路径后，通过对现场设备状况及设备维护情况的调研，参考IEEE统计数据所推荐的设备故障率来确定该供电网络内每个元件的故障率及维修时间，并输入到可靠性分析、计算软件中进行运算，从而就能得到可靠性分析结果。

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