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数字化变电站二次系统可靠性研究

作　者: 陈忻磊
导　师: 张沛超
学　校: 上海交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 数字化变电站 IEC 61850 可靠性故障树可靠性分配维修策略
分类号: TM732
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 152次
引　用: 2次
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内容摘要

根据国家电网公司规划,在“十二五”期间国网公司将新建或改造6100座智能变电站,我国正在成为世界上智能变电站实践最为丰富的国家。变电站的数字化是实现智能变电站的基本前提和技术手段。一旦数字化变电站出现故障,将导致大范围的停电,产生无以估量的国民经济损失,对当地居民和单位的生产、生活造成严重影响。所以,数字化变电站的可靠性问题对于智能变电站技术的大量推广具有极为重要的意义。本文对数字化变电站二次系统的可靠性问题进行了较为深入和系统的研究。首先,论文介绍了RBD和FTA两个可靠性分析模型,并且针对故障树的建立中所存在的主观性、模糊性、重复性以及覆盖性等问题,提出了一种基于HAZOP建立数字化变电站故障树的系统性方法。通过此方法可以规范化地建立故障树,为发现数字化变电站系统内固有的或潜在的各种危险因素提供了科学、合理的手段。然后,论文提出了数字化变电站新型元件的可靠性预计方法,并给出了数字化变电站重要模块的故障率;随后,论文分析了数字化变电站系统的最优可靠性分配问题,提出了一套面向工程应用的系统优化方案。以花费最小分配法为基础,引入可行性-成本模型建立非线性规划,并使用广义既约梯度法完成求解。最后,论文还对数字化变电站系统的维修策略问题进行了讨论,提出了一套面向工程应用的维修策略优化方法。此方法以可靠性为基础,引入临界可靠性的概念,基于临界重要度去改变部分维修策略,以此来避免大量的状态维修所带来的高成本投入和上传数据所带来的信息通道堵塞等问题。同时,此方法可以最小的代价获得最大化的可靠性提升。为了验证上述理论与方法,论文结合国家电网公司的J变,X变,T变等实际智能变电站系统,对它们的可靠性,经济性等进行对比后,给出了数字化变电站组网模式的意见。论文并对可靠性最低的X变,给出了通过可靠性分配方案进行可靠性提升的方案。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-12
第一章绪论  12-17
  1.1 引言  12
  1.2 数字化变电站的定义  12-13
  1.3 数字化变电站可靠性研究的现状  13-14
  1.4 数字化变电站可靠性研究的总体框架  14-16
  1.5 论文结构  16-17
第二章可靠性框图的基本概念与模型  17-24
  2.1 引言  17
  2.2 可靠性数学模型  17-18
  2.3 可靠性框图  18-20
  2.4 变电站的基本结构  20-21
  2.5 实例分析  21-23
  2.6 本章小结  23-24
第三章故障树分析  24-33
  3.1 引言  24
  3.2 故障树分析  24-27
    3.2.1 故障树的概念  24-25
    3.2.2 故障树的建立  25-27
  3.3 基于HAZOP 分析的故障树建立方法  27-29
  3.4 实例分析  29-32
    3.4.1 数字化变电站HAZOP 分析  29-31
    3.4.2 数字化变电站的故障树建立  31-32
  3.5 本章小结  32-33
第四章可靠性预计  33-40
  4.1 引言  33
  4.2 可靠性预计的目的和方法  33-37
    4.2.1 可靠性预计的目的  33-34
    4.2.2 可靠性预计的方法  34-37
  4.3 实例分析  37-39
  4.4 本章小结  39-40
第五章可靠性最优分配  40-49
  5.1 引言  40
  5.2 可靠性分配的原理  40-41
  5.3 可靠性分配的方法  41-43
    5.3.1 等分配法  41-42
    5.3.2 阿林斯分配法  42
    5.3.3 AGREE 分配法  42-43
  5.4 优化的可靠性分配模型建模  43-46
  5.5 实例分析  46-48
  5.6 本章小结  48-49
第六章维修策略对可靠性的影响  49-55
  6.1 引言  49
  6.2 维修策略的种类  49-50
  6.3 维修策略在可靠性中的应用  50-52
  6.4 实例分析  52-54
  6.5 本章小结  54-55
第七章实际可靠性分析  55-68
  7.1 引言  55
  7.2 三个变电站的介绍  55-59
    7.2.1 X 变的结构特点  55-56
    7.2.2 J 变的结构特点  56-58
    7.2.3 T 变的结构特点  58-59
  7.3 三个变电站的对比分析  59-64
    7.3.1 系统失效率对比  60-61
    7.3.2 系统可用度对比  61-62
    7.3.3 系统失效数及经济成本对比  62-64
  7.4 方案优化提升  64-66
  7.5 本章小结  66-68
第八章全文总结  68-70
  8.1 本文研究所取得的成果  68
  8.2 课题展望  68-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间论文发表和科研成果情况  73

数字化变电站二次系统可靠性研究

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