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摘要：对可靠性原理和统计数据进行有效利用，是提高供配电设计效率的最佳方式。文中对可靠性的基本原理进行了简单介绍，对可靠性原理和统计数据在供配电设计中的应用进行了深入探讨。
关键词：可靠性原理；统计数据；供配电设计
一、可靠性的基本原理
（一）定性分析
在业界，对可靠性认可度最高的定义，就是指任何一个系统，或者是系统中的设备和设备中的元件，在规定条件下在指定时间内完成本身的功能。当前，在对电力系统可靠性进行分析的过程中，应用率最高和认可度最大的准则就是“N—1”准则，该准则当前被应用在多个行业和领域，并取得了较为良好的应用效果。通过该准则，能够对单一元件故障对整个电力系统运行情况的影响将至最低，甚至不会影响系统的正常运行。“N—1”准则应用的时间非常长，但也具有比较良好的应用效果，因此，如今不仅欧美和日本等发达国家在用，一些发展中国家也在用，这些国家在对电力系统进行设计的过程中，在对电力系统可靠性进行分析的过程中，都严格遵守“N—1”准则。
（二）定量分析
定量分析与定性分析相辅相成，在对电力系统可靠性进行分析的过程中，只有对两者进行有效结合，才能够确保整个供配电设计可靠性分析的准确性。定量分析，指的是在供配电设计中，在对电力系统可靠性进行分析时，通过对数据统计进行有效应用，并以概率论为基础，对电力系统以及系统中的一个设备和设备中的一个元件在规定时间和条件下，完成规定功能的概率进行分析，进而对系统的可靠性进行有效分析[1]。
二、可靠性原理和统计数据在供配电设计中的应用
在供配电设计中，在对电力系统运行的可靠性进行分析时，需要以可靠性原理为基础，通过对统计数据进行有效分析和应用的基础上，才能够对电力系统的可靠性进行分析。
（一）一级负荷可靠性分析
我国的供配电系统设计规范中指出，在同一个电力系统中，一个负荷的电源应该是由两个电路同时提供的。而在对供配电系统可靠性进行分析的过程中，这两个电路就是相互独立的， 需要对其可靠性进行针对性分析。因此，为了能够提高供配电系统的可靠性，供配电系统设计规范中还要求，一级负荷的要由两个电源同时进行供电，以此来确保当其中一个电源出现问题之后，另外一个电源也能够确保系统的正常运行。
因此，为了能够在对供配电设计中提高电力系统运行的可靠性，当前大多数供电企业都按照供配电系统设计规范中的要求对负荷进行分析，对于一级负荷，也大多采用双重电源供电的设计方式。但是，在我国供配电系统设计规范中虽然对负荷的分级进行了规定，但是却并没有对一级负荷的双重电源进行明确规定，这就给供电企业后期供配电系统的运行和管理造成一定麻烦，容易出现各部门管理责任混乱的情况，反而在一定程度上影响电力系统运行的可靠性[2]。而在供配电设计中，在同一电网内，是否对双重电源进行合理界定，与电力系统的可靠性息息相关，如表1所示，即为我国近三年来220kV以上变电站停电事故发生次数统计表。
从表1中不难看出，即使在220kV以上的变电站中，其在日常运行过程中也难免会出现各种问题，进而影响整个变电站的运行可靠性，并造成停电问题。因此，针对该情况，在供配电设计中，可以对一级负荷在同一电网内的双重电源如此定义：两条供电线路都能够分别追溯到一座220kV的变电站，并且每条线路的运行都是独立的，相互之间没有关联，其中一条出现问题，不会对整个电力系统的正常运行造成影响。如此一来，在供配电设计中，工作人员就能够针对性对系统的可靠性进行分析，而不会受到一级负荷的太多影响。
（二）二级负荷可靠性分析
相比于一级负荷，二级负荷所能够影响到的范围比较大，在出现问题之后也会造成较为严重的损失，对电力系统的可靠性影响较大，因此，在对二级负荷的可靠性进行分析的过程中，一定要制定完善的分析方案。
接下来，就以某10 kV用户为例，对统计数据在供配电设计中的应用方案进行详细探讨：假设该用户距离电路中的两个变电站的距离都是20km，架空线、断路器以及电缆都是可修复元件，等其他元件的可靠度为1。根据相关资料统计，该用户所在城市的供电统计数据如表2所示：
平均无故障持续时间MTBF=1/λ。如此，通过计算便能够计算出：
架空线的平均无故障持续时间为：1/（7.565×0.1）=1.3219；
电缆的平均无故障持续时间为：1/（1.986×0.1）=5.0352；
断路器的平均无故障持续时间为：1/（1.754×0.1）=5.7013。
而通过对以往统计数据进行分析，可假定架空线的故障平均修复时间MTTR为1h；电缆的故障平均修复时间MTTR为2h；断路器的故障平均修复时间MTTR为6h。
由此通过计算能够得出：架空线的平均可用率A架空线=MTBF/(MTBF+MTTR)=（1.3219×8760）/（1.3219×8760+1）=0.999914；
电缆的平均可用率A电缆=MTBF/(MTBF+MTTR)=（5.0352×8760）/（5.0352×8760+2）=0.999955；
断路器的平均可用率A断路器=MTBF/(MTBF+MTTR)=（5.7013×8760）/（5.7013×8760+6）=0.999880。
而后，在供配电设计中，在对电力系统的可靠性进行分析时，工作人员就可以以以上数据为基础和参考，对整个电力系统的可靠性进行分析，进而达到最大限度提高电力系统可靠性的目的。除此之外，在对可靠性进行分析的过程中，由于二级负荷的影响比较直接和严重，所以工作人员还需要根据电力系统停电率所造成的损失对二级负荷的设计方案进行综合比较，并对包括系统供电可考虑、用户平均停电时间和次数、停电损失以及故障率等相关统计数据进行有效应用，全方位多方面对可靠性进行分析和评估，进而为供配电设计提供科学有效的参考依据，提高其设计效率。
结束语：在对供配电进行设计的过程中，要先对整个电力系统的可靠性以及经济性进行分析， 并通过对比选出最合适的设计方案。而当前，在世界范围内，N—1准则是应用最广，也是最高效的一种准则，工作人员应该通过该准则，以可靠性原理为基础对系统可靠性进行分析，然后通过对统计数据进行有效利用来对可靠度进行计算，进而对设计中不合理的地方进行改进，制定出能够同时满足可靠性和经济性需求的最佳设计方案。
参考文献：
[1]任红. 数据中心供配电系统可靠性的研究[J].中国，2012（12）.
[2]杨帆. 数据中心供配电系统可靠性的研究 访北京市建筑设计研究院有限公司副总工程师任红[J].电气应用，2012（23）.
论文作者:陈兵
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
标签：可靠性论文; 电力系统论文; 进行分析论文; 供配电论文; 负荷论文; 在对论文; 统计数据论文; 《基层建设》2016年9期论文;