电力系统综自可靠性的评估
电力系统的可靠性评估与风险分析研究
电力系统的可靠性评估与风险分析研究电力系统是现代社会的重要基础设施，确保电力系统的可靠性对于维持社会正常运转和经济发展至关重要。
在电力供应过程中，可能会面临各种风险和挑战，如设备故障、自然灾害和人为因素等，这些因素都可能对电力系统的稳定运行产生潜在风险。
因此，对电力系统的可靠性进行评估与风险分析研究是非常必要的。
可靠性评估是对电力系统在给定条件下正常运行或提供服务的能力的定量分析。
通常，可靠性评估首先需要建立电力系统的模型，包括各种设备、线路、传输和分配网等。
然后，在此基础上，通过使用可靠性分析方法，考虑各种故障和失效的概率，计算得出电力系统的可靠指标。
这些指标包括停电频率、停电持续时间和系统恢复能力等，用于评估电力系统的可靠性水平。
电力系统的风险分析是对电力系统中各种潜在威胁的影响进行评估。
在风险分析中，首先需要确定可能产生风险的因素和事件，如供电中断、设备故障等。
然后，通过定量或定性的方法，对这些风险进行评估和分类。
对于各种风险事件，可以利用统计数据和概率模型来估计其发生的可能性和影响程度。
最终，根据风险的严重程度和可能性，制定相应的风险管理计划，以减少潜在风险的影响。
电力系统的可靠性评估和风险分析研究对于电力行业的发展和电力供应的稳定性至关重要。
首先，可靠性评估和风险分析可以帮助电力系统运营商了解系统的弱点和潜在风险，预测可能出现的问题，制定相应的应对措施。
其次，可靠性评估和风险分析可以帮助电力系统规划者优化电力系统的配置和运行方式，提高系统的可靠性和灵活性。
此外，可靠性评估和风险分析还可以帮助制定适当的投资策略，确保系统的可持续发展。
在电力系统的可靠性评估和风险分析研究中，需要考虑的因素非常复杂，例如各种设备的故障率、负荷变化、电网拓扑结构等。
因此，计算和模拟方法在这方面的研究中非常重要。
一方面，通过建立适当的数学模型和算法，可以对电力系统进行可靠性评估和风险分析。
另一方面，使用仿真技术可以模拟真实电力系统的运行情况，并评估系统的可靠性和潜在风险。
电力系统的可靠性评估
电力系统的可靠性评估电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它为各行各业提供了稳定、可靠的电力供应。
然而，由于电力系统的复杂性和各种外部因素的影响，系统的可靠性成为了一个重要的研究领域。
电力系统的可靠性评估旨在评估系统在各种故障和异常情况下的运行能力，以及系统能够稳定供电的能力。
一、可靠性评估的基本概念可靠性评估是通过对电力系统进行定量分析和模拟，来评估系统在不同故障状态下的可用性和可靠性。
可用性是指系统能够按照设计要求正常运行的能力，而可靠性则是指系统在给定时间内不发生故障的能力。
可靠性评估的目标是确定系统的可靠性指标，如平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR），以及系统的可靠性水平。
二、可靠性评估的方法可靠性评估的方法主要包括可靠性分析、可靠性建模和可靠性仿真。
可靠性分析是通过对系统的结构和组件进行分析，计算系统的可靠性指标。
可靠性建模是将系统的结构和组件以数学模型的形式表示出来，以便进行可靠性分析。
可靠性仿真则是通过模拟系统的运行过程，来评估系统的可靠性。
在可靠性评估中，常用的方法包括故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）和蒙特卡洛模拟。
故障树分析是一种通过将系统的故障事件以树状结构表示出来，来评估系统的可靠性的方法。
事件树分析则是一种通过将系统的事件以树状结构表示出来，来评估系统的可用性和可靠性的方法。
蒙特卡洛模拟则是一种通过随机抽样的方法，来模拟系统的运行过程，从而评估系统的可靠性的方法。
三、可靠性评估的影响因素电力系统的可靠性受多种因素的影响，包括系统的结构、设备的可靠性、维护策略、环境条件等。
系统的结构是影响系统可靠性的重要因素，不同的结构会导致不同的故障传播路径和故障恢复方式。
设备的可靠性是指设备在给定时间内不发生故障的能力，它取决于设备的设计、制造和维护质量。
维护策略是指对设备进行维护和检修的方法和频率，它对系统的可靠性有重要影响。
环境条件如气候、温度和湿度等也会对系统的可靠性产生影响。
电力系统的可靠性评估和风险分析
资源保障：确保 应急所需的设备、
物资和人员等资 源得到保障，以 便在紧急情况下 能够迅速响应。
监测与预警：建 立监测和预警系 统，及时发现潜 在的故障或事故， 采取措施预防或
减少损失。
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采用先进的智能技术，如人工智能、大数据等，提高电力系统的自动化和智能化水平。
建立智能监控系统，实时监测电力系统的运行状态，及时发现和处理异常情况。 利用智能调度系统，优化电力系统的运行方式，提高电力系统的效率和可靠性。 加强电力系统与智能设备的融合，提高电力系统的互动性和灵活性。
汇报人：XX
定性评估方法： 专家经验、历 史数据、现场 检查等
0 1
定量评估方法： 数学模型、统 计分析、仿真 模拟等
0 2
综合评估方法： 将定性和定量 方法相结合， 提高评估准确 性
0 3
实时评估方法： 利用物联网、 大数据等技术， 实现电力系统 可靠性的实时 评估
0 4
平均无故障时间 （MTBF）：衡量电力系
0 2
故障预测与预 防：利用大数 据和人工智能 技术，预测电 力系统的故障 风险，并采取 预防措施
0 3
提高设备可靠 性：加强设备 维护和检修， 确保设备运行 正常，减少故生的 故障或事故，制 定相应的应急预 案，明确应急响 应流程和责任人。
培训和演练：对 应急人员进行培 训和演练，提高 应急处置能力。
靠性
添加标题
电力系统可靠性 评估：通过评估 电力系统的性能 和稳定性，确保 电力系统的正常
运行
添加标题
电力系统风险分 析：通过分析电 力系统的潜在风 险和威胁，制定 相应的防范措施
和应急预案
电力系统中的可靠性评估技术与风险分析
电力系统中的可靠性评估技术与风险分析随着电力系统的不断发展和扩大规模，对电力系统的可靠性评估技术和风险分析的需求日益增加。
电力系统的可靠性评估技术和风险分析可以帮助电力公司和运营商准确评估电力系统的可靠性水平，识别潜在的故障风险，制定相应的风险管理策略，并采取必要的措施来提高电力系统的可靠性和稳定性。
一、电力系统可靠性评估技术1.可靠性模型在电力系统的可靠性评估中，可靠性模型是一个重要的工具。
可靠性模型能够使用数学和统计方法来描述电力系统中各个组件之间的关系，基于历史故障数据和故障模式，对系统的可靠性进行计算和分析。
常用的可靠性模型包括事件树分析和故障树分析。
事件树分析是一种基于事件的方法，通过绘制事件发生的逻辑图，分析事件序列和概率，计算系统的失效概率。
而故障树分析是一种基于故障的方法，通过绘制故障发生的逻辑图，分析故障序列和概率，计算系统的可靠度。
2.可靠性评估指标在电力系统的可靠性评估中，常用的指标包括平均无故障时间(MTTF)、平均修复时间(MTTR)、失效率(Failure Rate)和可用性(Availability)等。
这些指标可以量化电力系统的可靠性水平，评估系统的运行性能和故障修复能力。
MTTF指标是指系统平均无故障运行的时间，表示系统的可靠性水平。
MTTR指标是指在系统故障后修复系统所需要的平均时间。
失效率指标是指单位时间内系统发生故障的频率，用于评估系统的可靠性水平。
可用性指标是指系统在一定时间内正常运行的概率，反映了系统可靠性和稳定性的综合程度。
二、电力系统风险分析1.风险评估方法电力系统的风险评估是一个基于风险预测和风险分析的过程。
风险评估方法可以帮助电力公司和运营商评估系统的风险水平，识别系统的脆弱点和潜在的风险因素，并制定相应的风险管理策略。
常用的风险评估方法包括定性风险评估和定量风险评估。
定性风险评估是一种主观评估方法，基于专家经验和专业知识，对系统的风险进行定性描述和评估。
电力系统的可靠性评估与分析
电力系统的可靠性评估与分析电力系统是现代社会运行的重要基础设施，其可靠性评估与分析对于保障电力供应的稳定性和安全性至关重要。
本文将从可靠性的定义、评估指标、分析方法以及改进措施等方面进行综合阐述。
首先，我们先了解可靠性的概念。
可靠性是指系统在特定条件下能够按时、按需、按要求提供服务的能力。
在电力系统中，可靠性主要体现在供电的连续性、稳定性和质量上。
电力系统的可靠性评估就是评估系统在正常运行条件下的稳定性和可用性，从而为系统的规划、运营和维护提供科学依据。
其次，我们探讨电力系统的可靠性评估指标。
常用的指标包括可用性、平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）等。
可用性指标是衡量系统能够连续提供服务的能力，其计算公式为系统的运行时间除以运行时间加上故障时间。
MTBF指的是两次故障之间的平均时间间隔，MTTR则是修复故障所需的平均时间。
在电力系统的可靠性分析中，我们通常采用故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）和失效模式和影响分析（FMEA）等方法。
故障树分析是一种定性和定量的系统分析方法，通过将故障逐步分解为基础事件，从而分析系统故障的原因和概率。
事件树分析则是根据特定的事件来考虑其可能的后果和衍生事件。
失效模式和影响分析则是从失效模式的分类和不同模式的影响程度来评估系统的可靠性。
为了提高电力系统的可靠性，我们可以采取一些改进措施。
首先，合理规划升级电力设备和电源系统，确保其技术性能满足当前和未来的需求。
其次，建立完善的运行和维护管理制度，包括定期巡检、维护保养和设备更替等措施，及时发现和排除潜在故障，防患于未然。
此外，加强对电力系统的监测和预警，及时响应异常信号，以减少故障对系统及用户造成的影响。
除了评估和改进措施外，电力系统的可靠性还需要充分考虑可持续发展和应急响应。
随着可再生能源的不断发展，电力系统应积极引入清洁能源，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖，实现可持续发展。
另外，应建立健全的应急响应机制，通过完善的备用电源和应急救援措施，提高系统对突发事件的响应能力，保障电力供应的持续性和可靠性。
电力系统可靠性评估
电力系统可靠性评估电力系统可靠性评估是保障电力供应的重要环节。
通过对电力系统的分析和评估，可以了解系统的可靠性水平，进而采取相应的措施来提高系统的可靠性，保障电力供应的连续性和稳定性。
本文将从电力系统可靠性评估的概念、方法、应用和挑战等方面进行论述。
一、概念电力系统可靠性评估是指对电力系统在给定条件下保持正常运行的能力进行定量或定性评估的过程。
通常以故障概率、恢复概率和系统的可用性等指标为基础，对电力系统的可靠性进行衡量。
二、方法1. 故障树分析（FTA）故障树分析是一种常用的可靠性评估方法，通过将系统的故障状态以树状结构进行表示，进而分析故障的传播路径和可能的失效原因。
它能够定量地评估系统的可靠性，并找出系统中存在的风险点。
2. 事件树分析（ETA）事件树分析是一种用于评估系统失效的概率的方法，通过将系统的失效模式和可能的事件以树状结构进行表示，分析事件的发生概率和系统的可靠性。
与故障树分析相比，事件树分析更加适用于评估系统失效后的后果。
3. 蒙特卡洛方法蒙特卡洛方法是一种基于概率和统计的可靠性评估方法，通过随机抽样的方式模拟系统的不确定性，并根据抽样结果计算系统的可靠性。
该方法能够全面考虑各种不确定性因素对系统可靠性的影响，是一种相对较为精确的方法。
三、应用1. 电力系统规划电力系统可靠性评估在电力系统规划中起着重要的作用。
通过对电力系统的可靠性进行评估，可以确定适当的电力设备配置和容量，并提供规划决策的依据。
2. 优化设备维护策略电力系统可靠性评估还可以用于优化设备维护策略。
通过分析设备的可靠性指标和维修记录，可以确定合理的维护策略，提高设备的可靠性和维护效率。
3. 应急响应和恢复在电力系统故障或自然灾害等突发事件发生时，电力系统可靠性评估可以帮助相关部门和企业做出应急响应和恢复计划，迅速恢复电力供应，减少损失。
四、挑战电力系统可靠性评估面临一些挑战，包括以下几个方面：1. 数据不确定性在进行可靠性评估时，数据的不确定性是一个重要的问题。
电力系统的可靠性分析
电力系统的可靠性分析电力系统是现代社会的重要基础设施之一，对于保障国家经济发展和人民生活的正常运行至关重要。
因此，评估电力系统的可靠性非常重要。
本文将从可靠性分析的方法、评估指标和影响因素等方面展开论述，旨在全面了解和提升电力系统的可靠性。
一、电力系统可靠性分析的方法1. 故障树分析法故障树分析法是一种常用的电力系统可靠性分析方法，通过将系统故障事件分解为多个基本故障事件，并利用逻辑门进行组合，最终计算出系统故障事件发生的概率。
该方法可以清晰地定位故障的根本原因，帮助我们寻找系统改进的方向。
2. 事件树分析法事件树分析法是一种定性和量化相结合的分析方法，用于对电力系统中的事故事件进行系统性的评估。
它可以分析事件的发展、转变和结果，帮助我们全面了解系统的强度和脆弱性，从而采取相应的措施，提高系统的可靠性。
3. 可用性分析法可用性分析法主要用于评估电力系统的运行可用性，即将系统可用时间与不可用时间进行比较。
该方法主要通过对设备的运行数据进行统计分析，计算系统的平均运行时间和平均故障时间，从而评估系统的可靠性水平。
二、电力系统可靠性评估指标1. 蒙特卡洛法蒙特卡洛法是一种通过随机抽样的方法来进行可靠性评估的数学模拟方法。
在电力系统可靠性分析中，通过生成一系列随机数，模拟系统的各种可能性，进而计算系统的可靠性指标，例如电力系统的平均停电时间和平均无电时间等。
2. 故障指标故障指标主要用于衡量电力系统的可靠性，在评估系统的可靠性水平时起到重要的作用。
常见的故障指标包括电力系统的平均故障时间、电力系统的故障频率、故障率等。
三、影响电力系统可靠性的因素1. 设备老化设备老化是电力系统可靠性降低的主要原因之一。
长期运行和恶劣的工作环境会导致设备的老化和损坏，从而降低了系统的可靠性。
因此，定期的设备检修和维护是保障电力系统可靠性的关键。
2. 人为因素人为因素的失误和疏忽也是影响电力系统可靠性的重要因素之一。
例如，操作人员的错误操作、工艺控制不当等都可能导致系统的故障和事故的发生。
电力系统的可靠性与安全性分析与评估
电力系统的可靠性与安全性分析与评估随着社会的发展和人们对电力需求的增长，电力系统的可靠性与安全性成为了一项重要的任务。
电力系统的可靠性指的是电力系统在正常工作条件下能够持续供应可靠稳定的电力的能力，而安全性则关注电力系统在面对外部干扰和内部故障时能够保持安全运行的能力。
为了确保电力系统的可靠性与安全性，可采取以下步骤进行分析与评估。
首先，对电力系统进行可靠性分析。
可靠性分析是通过对电力系统中各个组件的可靠性参数进行定量评估，从而得出整个系统的可靠性水平。
对电力系统的可靠性分析包括以下几个方面。
1.系统可靠性指标的计算。
计算系统的可用度、中断频率、平均修复时间等可靠性指标，以评估系统的可靠性水平。
2.故障树分析。
通过构建故障树，将系统的故障分解成不同的事件，分析故障发生的概率和影响。
从而找出系统中最薄弱的环节，并采取相应措施提高可靠性。
3.可恢复性分析。
分析电力系统中的可恢复性特征，包括备用电源、不间断电源等措施，以保证系统在发生故障时能够尽快恢复正常供电。
其次，进行电力系统的安全性分析。
电力系统的安全性分析是为了预防电力系统发生事故，降低事故的风险并提高工作安全水平。
安全性分析包括以下几个方面。
1.电力系统的潜在危险评估。
评估电力系统中存在的潜在危险因素，如电压过高或过低、电流过载、短路等。
通过对这些因素进行评估，可以提前采取措施避免事故的发生。
2.安全策略的制定与实施。
根据电力系统的特点和潜在风险，制定相应的安全策略和操作规范。
并通过培训和宣传工作，确保操作人员能够正确地执行这些策略和规范。
3.安全评估与验证。
对电力系统中的安全措施进行定期评估与验证，以确保这些措施的有效性和可行性。
如果发现安全措施存在不足或缺陷，应及时进行调整和改进。
最后，对电力系统的可靠性与安全性进行综合评估。
综合评估是将可靠性分析和安全性分析的结果进行综合，从而得出电力系统的整体可靠性和安全性水平。
综合评估包括以下几个方面。
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电力系统综自可靠性的评估近年来,世界上大停电事故层出不穷, 表明了电力二次系统的故障失效对连锁大停电事故具有重要影响。
电力二次系统, 包括变电站综合自动化系统的可靠性问题引起笔者的关注, 运用故障树分析法能有效掌握系统的运行状态和可靠性。
与电力一次系统可靠性研究和应用比较成熟相比, 国内电力系统规划与运行部门对变电站供电可靠性的研究大多还停留在定性评估阶段, 还没有建立二次系统可靠性定量评估的衡量标准和具体评价指标。
变电站综合自动化系统可靠性的定量研究将有助于变电站自动化的推广和无人站的普及,提高电力系统的运行管理水平, 避免连锁大停电事故的发生。
故障树分析法, 简称FTA(Fault Tree Analysis), 是一种评价复杂系统可靠性与安全性的方法。
应用FTA还可以进行故障诊断, 分析系统的薄弱环节,指导运行和检修, 实现系统的优化设计因而是大型复杂系统可靠性分析的重要工具。
目前,FTA 已从宇航、核能进入一般电子、电力、化工、机械、交通及船舶等领域。
一、故障树分析法的基本理论1.FTA 分析法故障树分析是以故障树的形式进行可靠性分析的方法。
它以系统的故障为顶事件(Top Event), 自上而下地逐层查找导致系统故障的原因,直至找出全部直接原因(硬件故障、软件故障、人为差错和环境因素等), 并根据它们之间的逻辑关系采用图形表示。
这种图的外形像一棵以系统故障为根的树, 故称故障树。
故障树以图形化的方式表示了在一个系统内故障或其他事件之间的交互关系。
在故障树中, 底事件(Basic Event) 通过一些逻辑符号( 如与门和或门) 连接到一个或多个顶事件。
2.故障树的建造故障树建造过程是寻找所研究系统故障和导致系统故障诸因素之间逻辑关系的过程, 并且用故障树的图形符号(事件符号与逻辑符号), 抽象表示实际系统故障组合与传递的逻辑关系。
步骤有以下几点。
(1)对故障树事件给出明确的定义, 即给出明确的故障判据。
例如,变电站综合自动化系统失效。
(2)在判明故障的基础上, 确定最不希望发生的故障事件为顶事件, 记为T。
(3)合理确定边界条件, 即确定故障树的范围。
(4)从上向下逐级建树。
从顶事件开始, 由上向下顺次逐层用逻辑门符号表示导致故障的中间事件及其逻辑关系, 每个逻辑门无遗漏地逐个分析输入事件。
(5)把对事件的抽象描述具体化。
为了故障树的向下发展, 必须用等价的比较具体的直接事件逐步取代比较抽象的间接事件, 直至全部都是底事件为止。
3.故障树的定性分析和定量计算故障树定性分析的主要目的是找出它的所有最小割集或最小路集。
割集是故障树中一些底事件的集合, 当这些底事件同时发生时, 顶事件必然发生。
若将割集中所含的底事件任意去掉一个就不再成为割集, 这样的割集就是最小割集。
最小割集的求解方法有下行法和上行法。
故障树的 1 个最小割集,代表 1 个系统故障模式, 只要有 1 个最小割集存在, 系统就处于故障状态。
因此, 如果故障树有m个最小割集C= (C1,C2,…,Cm),在m个最小割集中只要有1个最小割集发生，顶事件T就会发生，则故障树的结构函数①(X)可以表示为式(1)若已求得故障树的所有最小割集C1,C2,…,Cm,并且已知基本事件x1,x2,…,xn,发生的概率，则顶事件发生的概率为式(2)随着最小割集数目的增加, 式(2) 右边的项数将急剧增加(达到2m-1 项), 运算量也急剧增大, 从而产生组合爆炸问题。
本文采用不交化覆盖率算法把最小割集变成不交和, 然后再计算顶事件发生的概率, 即式(3)于是可以得出系统的不可用度QS和可用度AS为QS=P(T式⑷AS=1 -QS=1 -P(T)式(5)其中,P(T) 是顶事件发生的概率。
二、变电站综合自动化系统的可靠性评估原理1.变电站综合自动化系统的结构变电站自动化技术随着集成电路技术、微机技术和网络通信技术的发展, 其体系结构不断变化, 性能和功能以及可靠性等不断提高。
根据目前在变电站中的具体应用,其结构形式可以分为集中式、分布集中式、分散与集中相结合和全分散式等四种形式。
本章以某220kV 变电站所采用的面向间隔和对象的分层分散与集中相结合的结构模式为例, 研究变电站综合自动化系统可靠性的定量计算方法。
分散与集中相结合式的结构是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内, 而高压线路保护、主变压器保护和高压测控单元等采用集中组屏安装在控制室内的系统结构, 其框图如图 1 所示, 这是目前变电站综合自动化系统的主要结构形式。
2.变电站综合自动化系统设备失效与影响分析变电站综合自动化系统是个多功能的组合体, 具有保护、控制、测量、信号、远动和变电站运行管理等基本功能。
这些功能是由相对独立的多个装置来实现的, 并通过变电站局域通信网络联系起来，共同组成综合自动化系统。
按照IEC61850的规定，变电站综合自动化系统可分为 3 层, 即变电站管理层、间隔层和设备层。
各层装置或设备的故障失效对整个系统的危害程度（主要指安全运行与经济运行）是不相同的, 例如, 保护系统的失效一般要比测量装置失效的后果更严重。
因此, 在评价变电站综合自动化系统的可靠性时, 需要考虑各个装置失效的危害程度。
为此本文引入设备的重要度因子来表示设备对系统可靠性的影响程度。
设备的重要度因子K 由该设备功能失效所带来的风险损失来决定, 本文采用文献[15] 的风险评估方法来计算设备失效的危害程度, 根据损失大小可以分为5个等级。
(1)致命故障:危及人身或电网的安全, 导致电网瓦解, 大面积停电, 重大设备损坏, 造成重大的经济损失或社会影响。
(2)严重故障: 严重影响安全生产和经济运行,主设备停电, 部分电网停电，自动化装置部分损坏，停电修复时间超过4h,导致较严重的经济损失或社会影响。
(3)中级故障: 影响安全生产和经济运行, 变电站主设备停电或变电站停电, 变电站监控功能部分丧失。
(4)一般故障:对安全和经济运行有一定影响, 只需要更换一般元器件或单个元器件。
(5)轻微故障: 对安全运行、经济运行无明显影响, 能迅速排除(20 分钟以内), 不需要更换元器件或只更换低值易损件。
这 5 种故障对系统可靠性的影响不一样, 各等级的可靠性重要度因子设为: 致命故障的重要度因子K1=1.0, 严重故障重要度因子K2=0.5, 中级故障因子K3=0.3, 一般故障因子K4=0.2, 轻微故障因子K5= 0.1 。
设变电站综合自动化系统各二次设备或装置的失效率为入i,修复率为卩i,重要度因子为Ki,则该设备对系统可靠性的等效失效率入e.i为:入 e.i=Ki?入i 式(6)设备对变电站综合自动化系统的等效可用度Ae.i 和等效不可用度Qe.i 为:式(7)式(8)3.变电站综合自动化系统故障树模型的构建根据图 1 变电站综合自动化系统的网络结构以及各部分之间的相互关系, 就可以分析导致变电站自动化系统失效的各个环节和因素, 建造变电站综合自动化系统失效的故障树模型。
引起系统失效的主要因素(本文没有考虑人为因素的影响)有:(1) 变电站层失效。
包括监控主站失效, 工程师工作站失效, 远动通信机失效以及主站系统以太网(LAN)失效。
(2)间隔层失效。
包括主变、高压线路和母线等保护系统失效,测控系统失效, 低压保护测控装置失效,IED 设备失效, 通信管理机失效以及间隔层通信链路( 包括通信接口) 失效等。
(3) 设备层失效。
包括TA、TV 的本身失效, 以及模拟量远距离传送过程中的衰减、干扰等原因导致的测量结果误差过大引起的交流输入回路失效,开关量输入失效, 以及断路器操作回路的失效等。
据此建立如图 2 所示的故障树, 其中顶事件定义为变电站综合自动化系统故障。
三、变电站综合自动化系统可靠性分析计算1.变电站综合自动化系统故障树定性分析本文采用最小割集的上行法进行分析计算, 从故障树的最底层开始, 利用逻辑“与”门和“或”门的逻辑运算法则, 将上一级中的事件用底事件表示, 顺次往上, 将各中间事件用最末一级的底事件和本级中有关的底事件表示, 直到顶事件为止。
每进行一步可以用逻辑运算规则进行化简, 这样可以得到全部的最小割集。
变电站综合自动化系统故障树顶事件的结构函数表达式为: 式(9)2.变电站综合自动化系统各设备的等效可用度由上面的分析可知, 如果已知变电站综合自动化系统中各二次设备的失效率、修复率和重要度因子, 则可以求出系统中各设备的等效可用度和等效不可用度等可靠性指标, 进而计算出整个系统的可用度。
目前变电站综合自动化系统各设备的可靠性数据可以通过生产厂商和电力部门提供的数据得到, 重要度因子的计算采用文献[15] 中的方法, 并假定变电站综合自动化系统的MTTR 为8h,利用式(6)〜(8),可以计算出变电站综合自动化系统中各二次设备的等效不可用度Qe,如表1所示。
3.变电站综合自动化系统可靠性定量计算利用系统故障树的结构函数, 可以定量计算出系统的不可用度。
在变电站综合自动化系统中, 各二次设备之间是弱联系(通过内部通信网交换信息) 或无联系, 因而各设备的失效是相互独立的事件。
根据表 1 中各设备的可靠性数据, 利用公式(2) 〜(9), 可以计算得出变电站综合自动化系统故障树顶事件T发生的概率,即变电站综合自动化系统的不可用度QS为:QS=P(T)=426(X 10-6则变电站综合自动化系统的可用度AS为：AS=1 -QS=14260X 10-6=99.574%四、变电站综合自动化系统可靠性的敏感度分析1. 敏感度分析为了进一步分析变电站综合自动化系统各类型设备故障对系统可用度的影响, 寻找系统可靠性的薄弱环节, 可对变电站综合自动化系统的可靠性进行敏感度分析。
设备i 对系统可用度的敏感度可定义为:式(10)考虑成本效益后的敏感度为:式(11)式中,SCi是考虑设备i可靠性成本效益的敏感度；Ci是提咼设备i 的单位可靠度的成本。
由于变电站二次设备单位可靠度成本方面的数据缺乏, 本文拟采用式(10) 进行灵敏度分析, 寻求最优的可靠性增强措施。
根据式(10) 依次对系统各类型设备分别求偏导数, 求解结果用柱状图表示, 如图 3 所示。
从图 3 中可以看出:(1)主站管理层的监控工作站、LAN网和远动通信机是变电站综合自动化系统可靠性最薄弱的环节, 对系统可用度的影响最大。
(2)设备层的通信管理机和高压测控装置对系统可用度影响较大;高压电气设备的保护及监控系统的通信链路对系统可靠性也有比较大的影响,而且通信链路数量多, 提高其可靠性对系统可靠性的增强也有较大的作用。
(3)IED 设备、模拟量和开关量传变器、低压保护测控装置及其通信对系统可靠性的影响相对较小。