电路的可靠性设计篇1
关键词：潜电路；潜电路分析工具
电子产品可靠性设计涉及到诸多学科，为了增加电子系统的可靠性，设计师们应用了有效的可靠性保障技术(如降额设计、热分析和电应力分析、电磁兼容设计)。很多系统的崩溃都是由部件级的故障导致的，但是故障不是由其零部件损坏所导致的。系统中没有一个部件发生损坏，但系统非正确的运行却导致了整个系统的瘫痪。设计错误可以抑制系统正常功能或者得到不希望的功能，这些事件可在现代武器体系中造成危险甚至悲惨的结果。比如，因为一个未被检测出的设计错误，导弹在没注意的情况下就发射了。在这些非故意事件中的一个极重要的因素就是“潜电路”。
潜电路(也叫做潜在电流路径)是可以导致不期望的功能或者抑制了正常功能的电流路径。它不考虑元件的损坏。基于潜电路分析的重要性，美军标miL-StD-1543要求航空、航天、水中交通工具和导弹系统进行潜电路分析。我国军标GJB450a中也对潜电路分析进行了定义和要求，目前我国在航空航天等的重要军工项目也全部要求进行潜电路分析。
潜电路的例子
警用货车在购买之后改装电路，增加了一个控制开关，2.4Hz闪光继电器和一个二极管来控制车顶的蓝色闪光灯。打开闪光控制开关后车顶灯亮，刹车灯和倒车灯2.4Hz频率闪亮。但是这时候形成一个潜电路，如红色线路。脱离了变速箱换档锁。通常是踩下刹车踏板才可以挂挡行驶，这时候误踩油门踏板，车辆也可以挂挡行驶，造成严重的交通肇事。
哪些电路容易形成潜电路?
电子设计中容易造成潜路径的电路主要是模拟的功率开关电路。潜电路本质上不适用于数字电路，因为一个设计中完全的数字部分实际上从未传递功率流而仅仅是信号。然而数字电路的输出常常直接控制危险负载，并且逻辑的失败可以导致错误地激活这些负载。数字电路失效更多的可能是由于时序问题、错误的逻辑、内存失败和其他原因。这些问题是使用数字仿真和电路仿真来解决的。
识别潜电路的方法
分析许多潜电路案例后，人们找到了经常导致潜电路的拓扑模式。这些拓扑模式和潜电路有独特的关联性。潜电路分析传统方法是手工分析并且转换原理图，形成一个网络树并且把线索表应用到达些树。网络树的建立是一个拓扑格式，电源在树的顶端，底端是地，图2是网络树的实例。
识别潜电路使用的拓扑模式主要有以下几种：
・单线
・多电源(Y模式)
・多地(例Y模式)
・多电源和多地(x模式)
・H模式
H模式是所有模式中最重要的，潜电路大多数来自这个模式。这个模式的特点就是两个节点五个分支，每个分支可以包含不同的元件。两个分支来源于一个或多个电源并且两个其他的分支最终到地。第五个分支就是连接两个节点的横梁，位于横梁上的电路元件允许双向电流流过。
潜电路分析不能广泛的进行是因为：
・潜电路分析花费昂贵，劳动量大并且需要不受约束的承包商采用专门的工具进行分析，而且分析人员也是要经过专业培训；
・分析需要全部的原理图信息，通常是在设计的后期或者在生产的早期进行分析。因此导致修改设计带来的非常大的花费和困难；
・如果将潜电路分析从机构内部分离出来，有时候会导致错误的鉴别，或者鉴别出的问题并不是需要修正的问题。
潜电路分析工具
由于潜电路分析的市场和技术需要，国外很早就有专门潜电路分析工具。潜电路分析工具(SCat，SneakCircuitanalysistool)技术是由美国SoHaR公司与美国空军发展中心的Rome实验室共同发展起来的。最早是在工作站基础上使用的，传统的潜电路分析技术是先自动产生网络树，然后人工来识别潜路径。随着计算机技术的发展SCat已经发展的pC版，不需要使用传统的网络树，也不需要识别拓扑模式。可以应用在设计的早期阶段，避免了为产生网络树而消耗的时间和工作。设计工程师或者可靠性分析人员利用这个工具可以迅速识别和纠正潜路径和相关的设计缺陷。
欧洲宇航局Snap也是专门用于潜电路分析的工具。我国自己也研制了CSaS潜电路分析软件。SCat潜电路分析工具工作流程如图3所示。
潜电路分析需要注意的几个问题
・网络表文件的导入：目前国内原理图设计工具种类很多，每个工具产生的数据格式不同。利用潜电路分析工具需要将这些不同种类的原理图转换成可以读取的eDiF2.0.0和eDiF3.0.0格式。
・元件库模型：潜电路分析工具使用的模型和一般的电路仿真库模型不同，相对简单很多。工程师可以轻松建立新的元件库模型。这些模型只考虑元件管脚的连通性。连通性确定了有什么方式电流流经这些设备端口。允许电流流动的任何两个湍口列在同一排并且用逗号分开。例如，一个电阻的端口名字是n1和n2，因为电流可以双向流过这些一个电阻上的端口，这个模型将是“ni,,n2”。二极管的模型是“n+，n-”。表示电流从n+端口流到n-端口，但是不可以反向，用单个逗号表示。如果一个端口没有电流流到另一个端口，那么这个端口显示就是他本身，这个情况就像场效应管的门。每一套端口的名字用标签来前缀并且和以端口名字相关的类别顺序全部排列。下面两个例子是二极管和场效应管，表示的是模型库文件内容。
・电源和回线：
电源端口的选择包括：
・经过连接器进到设备内部的所有外部aC/DC电源；
・所有内部产生和管理的aC／DC电源；
・电路板上电池；
・具有足够大能量的，能够引起敏感元件错误动作的端接。
电源回线：
・所有数字地；
・所有底盘地；
・所有aC/DC回路；
・能够吸收能量的其他信号线。
・电容：电容在电路中使用方式有两种，一种是直流电路，一种是交流电路。需要分析电容是短路还是断路状态。
・开关：开关有两种模式需要选择其中之一，一个是先通后断模式，一个是先断后通模式。
电路的可靠性设计篇2
[关键词]汽车；电子防盗；报警器系统；可靠性
中图分类号：tG333.2文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）13-0206-01
近年来，我国居民的生活水平逐渐提高，很多家庭已经实现奔小康的初级目标，人们的物质生活得到了极大的改善，加上近年来汽车行业发展迅速，使得汽车进入家庭的速度逐年提高，其给人们的出行带来了极大的便利，逐渐成为大家生活中不可缺少的部分。但汽车的安全问题一直成为公众关注的焦点，如何提高汽车防盗系统的性能也是汽车行业研究的热点，本文就电子防盗报警器电路的可靠性设计进行阐述，旨在为业内优化汽车防盗系统提供科学、合理的理论依据。
1.汽车电子防盗报警器的发展历程概述
据相关调查数据显示，汽车偷盗事件呈逐年上升的趋势，给居民的财产安全以及生活质量都造成了一定的不良影响。因此，优化汽车电子防盗报警器系统的设计成为汽车行业的重要挑战，业内也一直在着手这方面的研究，并取得了一定的成果，对保障业主汽车安全，防止偷盗事件发生发挥了重要作用。值得一提的是，近年来汽车电子防盗报警器的研发速度惊人，已经从最初的机械控制过渡到运用电子密码、使用远程遥控以及利用信息报警的智能化水平，已经基本实现报警速度快、报警形式人性化的目标，全方位、智能化保证汽车的安全。现在，汽车电子防盗报警器的产品类型早已不在局限于传统的单一形式，市场上出现了多种类型的电子防盗产品，这些产品有些是汽车制造商在制造汽车时附带的产品，有的则是开发商为了满足客户需要开发出来的新型产品，对汽车起着双重保障作用。汽车电子防盗报警器的设计与生产过程都很复杂，需要对系统的各项参数进行精密计算，而系统的电路可靠性则成为衡量报警器质量的标准，因此，在进行汽车电子报警器系统设计时，要对电路的可靠性进行精密分析，以达到实现电子防盗系统各项功能的目的。
2.常用的电子系统可靠性设计方法
2.1采用优选电路和简化设计
所谓采用优选电路，即在进行电子系统设计时，选择的电路尽可能为经过可靠性验证的电路。为了提高电路的可靠性，可采用对选用电路标准化、系列化的方式，在进行的电路标准化、系列化时，应该包含电路、元器件以及终端产品，设计人员最好选用已经定型的产品进行电路设计。当然，选择电路最重要的是要根据实际情况而定，一般来说，电路可靠性与电路的复杂程度呈负相关，即电路系统越复杂，构成电路的元器件越多，电路的可靠性越低，因此，在进行电子系统的电路设计时，要尽量简化电路设计，在满足产品需要的前提下，最大程度降低电路的复杂程度，减少元器件的个数，提高组成电路每一个单元的可靠性程度，使得电路的整体可靠性提高，保障电路系统的质量。
2.2降额设计
这里讲的降额设计，是针对元器件的额定值而言的，一般来说，元器件制造商在制造各种元器件时，都对元器件的应力承受能力做了精准的估计，并在相对安全的状态下规定了额定值，这些额定值通常标注在产品参数里。而降额设计，则是在设计电子系统的电路时，使得元器件的应力状态低于元器件的额定值，这需要通过降低施加在元器件的各项工作应力来实现，各项工作应力主要包括电、热、机械应力等。对电路进行降额设计，在一定程度上降低了设备的故障率，提高了电子系统的可靠性。另外，故障率的降低，也同时降低了设备的维修频率，为工厂节省了生产成本，提高了工厂的生产效率以及经济效益。
2.3热设计
现如今，科技发展迅速，电子设备的精密程度越来越高，电子设备产业已经进入了一个全新的发展阶段。当然，随着电子设备的工作强度逐渐提高，单位时间内产生的热效应也同样呈上升趋势，而热效应则是影响电子系统电路可靠性的一个重要因素，甚至有些电路的可靠性完全由热环境控制。因此，电子设备电路的热设计同样应该引起重视，热设计的基本原则是把电路各元器件的工作温度降到最低，在满足产品需要的前提下，尽量采用低功率、高效率的电子元件，以降低元器件的发热量。另外，还可以进行一些散热设计，比如，与高散热元器件隔离，选择散热较好的元器件壳体等，达到降低元器件工作温度的目的，提高电路系统的可靠性。
2.4电磁兼容设计
在进行电子设备的电路设计时，还要考虑电路的电磁兼容性，其也是影响电路可靠性的关键因素之一。所谓电磁兼容性，即电路系统的各项设备在共同的电磁环境下，避免相互干扰，发挥各自的正常功能，使得电路系统能够正常工作，即达到一种良好的共存状态。电磁兼容性问题主要包括以下两个方面，一种是电路设备之间由于存在兼容性问题，设备之间相互干扰，达不到预期的设计目标，从而影响电路系统的整体可靠性。另一种则是设备之间能够有效进行协调，各自发挥作用，但不能达到国家的电磁兼容标准，使得电子设备不能运用到实际生产中。
2.5环境防护设计
电子设备的环境适应能力，是衡量设备质量的一个重要标准，也是制造商在进行电子设备设计制造时，必须考虑的一个因素。一般来说，不同的电子设备对工作环境有不同的要求，因此，在进行电子设备设计时，要明确设备的工作环境，包括各项应力参数，环境温度、湿度等方面。在对设备工作环境参数进行一个详细的了解后，再对电子设备进行设计制造，有针对性地解决电子设备需要适应的环境问题，提高电子设备的使用寿命。
3.汽车电子防盗报警器电路可靠性设计方法
3.1确定可靠性指标
在进行汽车电子防盗报警器的电路设计时，要遵循电子设备设计的各项原则，同时，为了提高报警器的可靠性，对报警器的电路设计同样要考虑上文提到的降额设计，热设计、电路兼容设计以及环境防护设计等，降低电子报警器系统的故障率，为保障车主汽车安全做好充分准备。在进行报警器的电路可靠性设计时，首先要确定电路的各项可靠性指标，指标的确定依据是国家已经出台的关于汽车报废标准的相关规定，并严格按照最新的标准执行。根据报废标准，轿车行驶时间为15年（约为129600小时）或累计行驶50万公里就要报废处理，由此，可计算出汽车电气系统的可靠性指标mtBF为1296小时。
3.2建立可靠性模型
在电子报警器电路系统的各项可靠性指标确定以后，下一阶段则是进行可靠性模型的建立，其是为可靠性指标的分配工作做准备。可靠性模型的建立根据不同的电路系统存在一定的差异性，如，贮备系统包括并联系统、混联系统和表决系统，而非贮备系统则指的是串联系统，可见，对于不同的系统，模型的选择会有很大差异。下图是一个非贮备系统的串联模型图
3.3可靠性指标分配
可靠性指标的分配是报警器电路可靠性设计的最后一步，也是最关键的一步。其是按照既定的指标分配原则把各项可靠性指标分配到电路系统的各个单元，在进行指标的分配时，可采用的方法有很多，但不同的电路系统有最佳的选择方案，这需要设计师根据产品的实际情况进行方案确定。目前使用最多的方法则是工程加权型的分配法，其操作简单，应用的范围也比较广。
4.结语
综上所述，汽车电子报警器作为汽车重要的工具之一，其电路的可靠性设计至关重要。设计师在进行报警器的电路设计时，要严格按照确定可靠性指标、建立可靠性模型、可靠性指标分配的步骤进行，并最大程度简化电路设计，减少元器件是使用，从而提高电路系统的可靠性。
参考文献
电路的可靠性设计篇3
关键词：电力系统；运行可靠性；评估方法；提高措施
作者简介：李大鹏（1973-），男，河南洛阳人，河南省电力公司洛阳供电公司，高级工程师；高军委（1965-），男，河南洛阳人，河南省电力公司洛阳供电公司，工程师。（河南 洛阳 471003）
中图分类号：F273?????文献标识码：a?????文章编号：1007-0079（2012）30-0094-02
随着电力系统向着高等级、高容量和互联电网的发展，电力系统的运行安全性和可靠性问题日益突出。[1-3]美加大停电事故后世界各国发生了多起严重的停电事故，严重影响了日常的生产和生活，造成了巨大的经济损失。为了确保电网运行的稳定和安全，人们对电力系统运行可靠性的认识提高到了一个新的高度，将电网的运行可靠性提高到了国家安全的战略层面上，并作为电网运行首要考虑的因素。[4-6]
在此背景下，本文对电网运行可靠性的影响因素，电网运行的可靠性计算方法和提高电网运行可靠性的方法进行了研究，系统的论述了上述三个方面在国内外研究的进展情况，为广大电网运行工作人员提供了指导和借鉴作用。
一、电网运行可靠性的影响因素
电网运行可靠性的影响因素主要可以分为两个方面，[7-10]一是电网设计和运行过程中人的因素，二是电网运行过程中元件的老化和系统运行方式的变化等客观原因引起运行可靠性改变的因素。
1.人为因素影响电网运行可靠性
（1）输电线路塔基设计的好坏直接影响电网运行的可靠性。在电网输电线路的建设周期中，塔基的建设时间占整个线路建设时间的一半以上，其设计的好坏，直接影响到线路的安全性，因此塔基的设计与施工，对电网的运行可靠息相关。而且塔基的假设跨度大，会遇到不同的地质条件，需要对塔基在不同的地质条件进行逐个设计。因此，输电系统设计需要结合实际的地质条件，因地制宜才能保证输电线路的安全、稳定运行，才能提高电网运行的可靠性。
（2）违章建筑造成输电线路的故障影响电网运行的可靠性。在许多的乡村，由于安全性意识的薄弱和管理的不足，许多的违规建筑建在输电线路的下方，使输电线路与地面之间的安全距离减少，当遇到下雪冰雹等恶劣天气时，容易发生由于瞬间短路而引起跳闸等事故。此外，在施工过程中建筑触及线路也会造成电网安全运行的隐患。
（3）人为故障破坏电网造成电网可靠性降低。电力对人们日常生活的作用不言而喻，可是总有一些不法分子为了追求一点利益，盗取输电线路和电力设置装置，当作废品谋取一些小的利润，给电网的安全性和可靠性造成重大影响，严重影响了人民的生产生活，给国家造成了巨大的损失。因此，输电线路被破坏是影响电网可靠性运行的一个重要因素。
2.电网自身客观因素影响电网运行可靠性
（1）元件可靠性的高低是影响电网运行可靠性的重要因素。电网由一个个元件有机的组成，因此元件的可靠性是电网运行可靠性的根本和基础。电网中元件的逐步老化，负荷的随机波动使系统中的参数超越其可靠性约束，同时计算机软硬件系统、信息通信系统等的老化，会引起控制、保护误动，这些都是影响电网运行可靠性的关键因素。
（2）系统运行状态的变化对电网运行可靠性的影响。系统运行可靠性的降低直接表现是发生各种扰动之后的系统运行状态的转变，主要表现在两个方面，一是负荷的变化，发电机组出力和补偿装置出力的波动，引起了系统运行点的变化，进而引起了网络潮流的变化。二是继电保护装置的误动、拒动，人为的误操作；自然灾害引起的设备缺失等原因造成系统的潮流进行重新分配，进而对电网运行可靠性造成影响。
二、常用的可靠性评估方法
电网运行的可靠性评估方法主要是统计法、解析法、模拟法和基于人工智能的可靠性评估方法。[2-9]
1.统计法
早期的电网运行可靠性主要是基于历史统计数据来计算电网运行可靠性，根据收集的历史统计资料，通过对数据进行处理，进行拟合得到一些经验公式，在此基础上，根据这些公式预估得到系统元件的可靠性指标，然后按照类似的方法，得到整个系统的运行可靠性指标。但是这种方法的缺点是随着电网规模的不断扩大，电网运行的可靠性指标结果与实际的偏差较大。
2.解析法
解析法主要是事故枚举法，这种方法通过逐个考察某类事件的所有的可能情况，通过归纳推理得到事物的可靠性。这种可靠性评估方法在电网规模较小的情况下，同时只考虑电网中发生的单一故障时，事故枚举法具有很高的精确度；但是当电网的规模较大，且需要考虑电网中可能发生的多处故障时，基于事故枚举法的解析法效果较差，计算结构误差较大。
3.模拟法
模拟法是电网运行可靠性的另外一种评估方法，这种方法在小规模电网中得到了普遍的应用，但是当电网规模发生增长时，则不能准确得到系统可靠的实际结果。
4.基于网络理论的解析法
近年来，基于复杂网络理论的电网运行可靠性评估新方法开始得到应用，主要有自组织临界理论、opa模型可靠性评估方法、集群分布式模型方法、分形理论和混沌理论等可靠性评估方法。但是，由于实际的电网比较复杂，要模拟各种可靠性评估方法中的全部性质还很困难，因此限制了这些基于网络理论解析方法的实际应用。
5.基于人工智能的可靠性评估方法
学者们尝试将人工智能方法引入到可靠性分析领域，主要有专家系统和人工神经网络电网运行可靠性评估方法。
基于专家系统的可靠性评估方法的关键在于知识的获取和规则的匹配，通过自治的和智能的交互作用，多智能系统可以实现广域控制，协同实现全局目标。基于人工神经网络的可靠性评估方法的一个优势在于其能考虑网络结构的变化，但是由于人工神经网络在训练的过程中需要花费大量的计算时间，因此限制了该种方法在线中的实际应用。
三、提高可靠性运行的措施[5-10]
1.加强输电线路安全运行管理以提高电网运行可靠性
输电线路及其周围环境对输电线路及其电网运行可靠性具有重要作用，而加强输电线路的安全运行管理是提高电网安全运行的一个重要手段。为了加强输电线路的管理，需要在电力线路的建设过程中严格执行各项规章制度，严格按照各项要求进行建设，统筹安排，因地制宜的选择线路建设的路线和线路塔基的设计。杜绝电力线路建设过程中的随心所欲，降低要求、各行其是和不重视的工作作风，只有按照按章执行、严格把关的态度才能把电力安全生产搞好，才能从本质上提高电网运行的可靠性。
2.加强设备状态的正常运行以提高电网运行可靠性
保证设备的运行状态处于其安全运行的约束条件内，保证输电线路的安全稳定运行。根据线路路段的实际情况，将线路换为不同的区段加以管理。在此基础上，通过开展设备的状态检修计划，组织检修人员定期对线路进行巡视和检修。在巡视的过程中，对特殊线路或者设备要有针对性的进行检查、实验，及时的分析和总结线路或者设备的现状和可能存在的隐患和问题；对发现的隐患和问题要及时的进行检修。在检修的过程中，要做到认真对待，重视线路或者设备可能存在的每一个问题，及时的总结设备的运行经验，分析其发生的原因、发展过程和规律，及时的提出一些相应的防范措施。
3.提高电网运行人员的专业素质以提高电网运行可靠性
可靠性水平是电网运行状况的一项综合评价指标，反映了电网运行和电网管理者的水平，同时也是电网企业经济利益的直接决定性因素，因此必须制定必要的考核标准，完善管理体系，落实考核制定。
4.提高设备的健康水平，降低故障发生率以提高电网运行可靠性
不断更新设备，提高设备运行的可靠性。随着科技的不断进步，电力系统的设备也在不断的更新，对旧的设备进行实时监测或者采用新的高科技设备取代旧的设备能有效降低设备的故障率，提高设备运行的安全性和可靠性，提高电网运行的可靠性水平。同时，要加强设备的运行维护工作，提高设备的运行健康水平，以保证供电的可靠性和连续性，进而提高电网运行的可靠性水平。
总之，开展电力系统运行可靠性的研究对保证系统安全可靠运行具有重大意义。
参考文献：
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电路的可靠性设计篇4
关键词：水电站；电气主接线；设计
电气主接线就是将发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器和避雷器等一次电气设备按照预期的生产流程构成的电能生产、转化、输送和分配的电气回路。其设计是大中小型水电站电气部分设计的重要组成之一，直接影响各种电气设备的选择、配电装置的布置以及继电保护的确定，对于建成后水电站的安全经济运行有着至关重要的作用。以往水电站电气主接线设计主要围绕短路计算，变压器、配电装置以及无功补偿装置等开展电气主接线具体设计，即重点在于短路计算和设备选型，对电气主接线方式分析不足。本文在总结电气主接线理论和工作经验的基础上，以某水电站为例，具体分析发电机侧和变压器侧均用单母线接线、发电机侧采用单元接线和扩大单元接线而变压器侧采用单母线接线、发电机侧单母线接线而变压器侧角形接线、电源单元及扩大单元而主变角形接线等方案的优劣，获得最优电气主接线设计方案，进而强调了电站电气主接线设计优化的重点。
1电气主接线设计原则
主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性等3项基本要求。具体要求如下：
1.1可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先满足这个要求。可靠性的衡量标准具体如下：1）断路器检修时，系统的供电不宜受影响。2）断路器或者母线发生故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间。3）尽量避免发电厂，变电所全部停运的几率。
1.2灵活性
主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1）调度时，应可以灵活得投入和切除发电机变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式系统调度，并尽可能减少隔离开关的操作次数。2）检修时，可以方便的停运断路器和其他继电保护装置，进行安全检修而不至于影响电力系统的管理运行和对用户的供电。
1.3经济性
1）主接线应尽量简单，以节省断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器、避雷器等一次设备。2）要使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备。3）要能限制短路电流，以便于选择廉价的电气设备或者低耗电电器。
2水电站电气主接线设计方案
2.1研究对象
某水电站装机3台，电站单机容量为500kw、总装机容量为1500kw，发电机的出口电压为3kV，主变高压侧电压为35kV电压等级，经过一回线与系统相互连接。为此，根据发电厂电气主接线设计原理，设计4种方案如表1所示。
2.2具体方案
1）发电机侧和变压器侧均用单母线接线。如图1所示，整个配电装置发电机侧和变压器侧都有且仅各有一条母线（即单母线接线），不同的发电机进线和出线都分别通过隔离开关和断路器被连接到同一条母线上。因此各个电源可以通过母线不仅可以确保并列工作，又能让出线回路同时经过2个冗余的变压器从3个发电机上得到产生的电能。这种接线型式简单明了、所需设备较少、成本低，利于扩建及采用成套的配电装置。2）发电机侧采用单元接线和扩大单元接线，变压器侧采用单母线接线。如图2所示，单元接线是电源与变压器低压侧间只装设刀闸，变压器高压侧装置断路器。这种接线型式接线简单、空间占用少、继保简单，任何一个元件的检修或者故障只会影响此单元的运行。单元接线会使主变和高压电气设备复杂，高压设备占用空间增多，投资相对较大。
3主接线设计对比分析
3.1经济性比较
由于本设计是小型水电站的电气初步设计，主要考虑经济型，灵活性及可靠性，表2是对电站所需变压器、隔离开关（刀闸）、断路器的数量初步预算。
3.2可靠性、灵活性对比
方案1由于不同的发电机进线和出线都分别通过隔离开关和断路器被连接到同一条母线上，检修及控制灵活性不高、可靠性差。当断路器检修时，整条回路需要全部停电检修。母线或隔离开关出现故障或检修时就要电站全部停电操作。方案2扩大单元接线是2台及以上的发电机连接1台主变，故障波及范围较大，主变检修或者出现故障时，此种接线将不能把2台机组容量送出，因此可靠性较差。方案3采用角形接线，该连接方式在任何一2016年10月机电技术台断路器故障或者检修时，闭环运行转变成开环运行，如若此时再有一处发生故障，将造成供电紊乱，因此可靠性降低。因为扩建困难，也不适合将来要扩建的电站。方案4可靠性比较高，检修维护方便。闭环运行有较高的可靠行及灵活性；检修任何一台断路器仅须断开断路器和两边的刀闸，操作简单无任何回路停电；断路器使用数量较少，投资省、占地少。
3.3综合分析
方案2虽然经济性较好，但多应用于4台及4台以上机组的电站比较实用，所以本设计电站不宜采用。方案3、4的电气设备投资相对而言比较多，灵活性也能满足设计要求，但是隔离开关需要带电倒闸操作，大大增加了误操作的概率，如果出现两处断路器故障，将导致供电紊乱且继保复杂，直接影响到了可靠性，因此也不是最佳方案。方案1虽然经济性性没有方案2可靠，但电能损失较小，而且不容易出现倒闸操作，可以降低事故率，这种方案对装机1500kw的电站来说非常实用。由于设计的水电站属于小型水电站，运用复杂且昂贵的接线方案增加成本不经济，在满足供电可靠和电能质量的条件下选择接线简单、运行灵活和操作简便的主接线，同时应尽可能降低投资、减少运行费用、满足扩建的要求。所以综合考虑之后，选取方案1作为最佳方案。
4结束语
本文以某小型水电站为例，设计了4种不同的电气主接线方案，并通过对比可靠性、灵活性和经济性，选择了最优的设计方案。设计分析过程表明，水电站主接线方案设计是主接线设计的基础，选择适合水电站条件的主接线方案，不仅能提高运行可靠性、降低经济成本，而且对后续短路计算和设备选型的可靠性与经济性也有着重要影响。
作者:资伟娜单位:广西玉林水利电力勘测设计研究院
参考文献：
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电路的可靠性设计篇5
关键词:混合动力;重型汽车;电路设计;可靠性
混合动力汽车就是有两种或两种以上储能器作为驱动能源的汽车.由于混合动力重型汽车的结构更加复杂,因此电路变得更为复杂,如何优化电路设计,提高电路相应速度是发展新能源汽车的关键技术.
1混合动力重型汽车电路设计原则
混合动力重型汽车相比传统的燃油汽车而言其增加了驱动电机和动力电池组,而且重型汽车由于行驶的震动量较大、防水性较差,因此对电路设计提出了更高的要求:首先要满足汽车行驶功能的要求;其次要具有可靠性和安全性,电路作为混合动力汽车信号和动力传输通道,一旦出现故障就会造成严重的安全事故,因此电路设计需要将安全与可靠性作为设计的核心原则;最后是具有实时性.电路系统的特点就是及时将各种事件进行相应.总之,汽车的电路系统只有在所有子回路都正常运行的情况下才能够正常运行,因此相比普通汽车电路,混合动力汽车的电路多出了高压电路.
2混合动力重型汽车电路设计
2．1高压电路可靠性设计
高压电路可靠性设计主要包括:一是高压导向的可靠性分析与设计.高压导线是高压电路的重要组成部分,基于传输功率的考虑,需要选择绝缘的材料,以某型号的混合环卫汽车为例,该车处于纯电机驱动的时候,峰值电流达到280a,电路电流达到208a,再加上其它设备的应用,其电流瞬间可以达到210a,因此为降低能源损耗,避免因为电路过大而导致出现电路短路问题,需要选择电阻小的导向.二是插座器的可靠性分析.线路连接需要插座器的作用,插座器主要是将线束分段进行连接,以此便于后期的拆装与维修等.插座器主要有端子和护套组成.混合动力重型汽车流经插座器的电路比较大,因此类似于针状的端子可能会出现“热点”现象,进而导致端子的融合出现损坏,而且可能会在汽车时候过程中因为外部因素而导致短路,因此在插座器的设计中需要做好防水性设计,具体就是将插座器侵入5％的naCl液体中,以此提高防水性能.另外还需要进行绝缘设计、安装橡胶护套.三是继电器的可靠性设计.混合动力汽车的继电器属于电磁式,因此设计的继电器触头额定电流比较大,一般选择晶闸管.
2．2低压电路设计
一是传导干扰设计.传导干扰是电气设备之间产生的干扰信号通过公共电源线相互产生的,具体在混合动力汽车中传导干扰主要包括:电源线、共开关量抖动干扰等,由于受到线路设计的不同,其可以分为感性负荷开路瞬变干扰和触点回路的抖动干扰.二是耦合干扰可靠性设计.耦合干扰就是电子设备产生的干扰信号通过空间耦合传递给另一电子设备.其主要包括感性耦合干扰和容性耦合干扰.
2．3电路布局设计
混合动力汽车的电路数量比较多,优化线路布局是提高电器元件使用寿命,增强电气系统工作可靠性的重要举措,而各个控制器与电气设备的安装位置影响线束的走向,因此需要合理布局各个电气设备.一是电气模块布局的设计.由于汽车行驶的震动比较大,因此在安装电气模块时需要考虑以下因素:振动、散热、防水以及安全.二是线束的走向设计.线束走向是电气设备安装的前提,合理的走向不仅有助于降低线路故障的检测效率,而且还可以提高其使用寿命.在进行线束的走向布局前需要对线束进行包扎,这样做的目的就是提高线束的耐磨性和抵御高温性.结合实践我们经常使用的包扎材料有热缩管、胶带以及纹波管等.具体走向就是:将整车的线路固定在混合动力汽车的车架上,按照车架右纵梁凹槽进行布线.
2．4基于Can总线的设计
在混合动力重型汽车中Can总线有着广泛的应用,使用Can总线能够有效减少各个部件之间的线路连接,降低回路的数量,进而避免出现线路短路故障.Can总线一般使用双绞线作为传输介质,这样可以避免信号干扰.
3混合动力重型汽车电路设计可靠性实验
基于上述的电路设计,通过运用相关实验对设计的电路进行检测以此判定电路的可靠性:首先依据相关实验规定对汽车的车身控制器和iC仪表的Can总线进行通信实验,通过实验数据,该电路具有较强的抗传导干扰和耦合干扰能力;其次对整车的可靠性实验.将实验汽车按照不同的路况进行实验,并且按照启动、行驶、制动以及车速等环节的控制记录相关的数据,通过对相关数据的统计分析:整车的电路设计可靠性符合汽车安全行驶的要求,对于出现的细微故障主要是因为电气元件受到振动而引起的,由此可见,振动是混合动力重型汽车可靠性的重要因素.
4结束语
总之,混合动力重型汽车的电路设计工作尤为重要,随着汽车技术的不断发展,尤其是新能源汽车在社会中普及,我们要科学设计电路,优化电路布局,以此提高我国新能源汽车制造业的健康发展.
参考文献
[1]章桐,贾永轩．电动汽车技术革命[m]．北京:机械工业出版社,2010．
电路的可靠性设计篇6
关键词：火电厂；电气一次；设计
abstract:thedesignworkisakeylinkofengineeringconstruction,gooddesign,overallduration,quality,investmentandcompletedandputintoproductionaftertheoperationsafetyandreliabilityandeconomicbenefitsofproductiontotheengineeringconstruction,playsadecisiverolein.thispapermainlyintroducesthe2×300mwtotalinstalledcapacityof600mwthermalpowerplantelectricalpartdesign.
Keywords:thermalpowerplant;electricalprimarydesign;
中图分类号：tU2
0前言
随着国家改革开放的不断深入和国民经济的蓬勃发展，为了提供充足、可靠和质量合格的电能，优化发展具有可靠性、灵活性和经济性的火电厂是当前一大任务。本文对某2×3oomw凝气式区域性火力发电厂进行电气一次部分及厂用电高压部分的设计。在保证设计可靠性的前提下，还要兼顾经济性和灵活性，通过计算论证了该火电厂实际设计的合理性与经济性。
火电厂工程概况
本工程为大型凝气式火电厂，其容量2×3oomw，最大单机容量为300mw，当电厂全部机组投入运行后，将占电力系统总容量约为10%，主要是供给地区用电。本电厂年利用小时数为6500h/a，本电厂具有110KV和220KV两级电压负荷，110KV电压等级有8回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为110mw、最大年利用小时数为4000h/a，说明对其可靠性有一定要求。220KV电压等级有10回架空线路，承担一级负荷，最大输送功率为500mw，最大年利用小时数为4500h/a，其可靠性要求较高。为保证检修出线断路器不致对该回路断电，采用带旁路母线接线形式。
电气一次设计
2.1主接线方案的选择
1）主接线的可靠性和经济性应综合考虑，在满意技术要求的前提下，尽可能投资省、占地面积少、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。
110KV电压级：出线回路数8回且为Ⅰ级负荷，应采用双母或双母带旁路，以保证其供电的可靠性和灵活性。
220KV电压级：出线回路数10回且为Ⅰ级负荷，应采用双母带旁路一台半。
2）主接线方案
方案一：220KV采用双母带旁路，110KV采用双母线接线。可靠性较高。
各电压级接线方式灵活性都好；220KV电压级接线易于扩建；110KV电压级用联络变压器连接，灵活性好。无论是110KV，220KV设备比较多，投资较大，经济性差。
方案二：220KV采用双母带旁路，可靠性较高。110KV侧采用单母分段带旁路，对于出线回路数多带一级负荷来说，可靠性低。220KV电压级接线方式灵活。
采用单母线分段兼旁路接线，进出线不多时有足够多的灵活性。110KV设备相对少，投资较小，220KV设备都比较多，投资较大，经济性差。
本方案主要考虑主接线的可靠性和灵活性，经济性只做参考，所以通过比较，现确定第一方案为设计最终方案。
2.2主变压器的选择与计算
1）变压器的台数的确定
通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和重要的变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于2台。本电厂有2台300mw发电机，且电厂和系统有较强的联系，故220KV电压等级接两台主变压器。
2）主变压器的型式的确定原则
选择主变压器型式时，应从相数、绕组数、绕组接线组别、冷却方式、调压方式等方面考虑，通常只考虑相数的绕组数以及绕组接线组别，在330KV及以下电力系统，一般都选用三相变压器。一般当最大机组容量为125mw及以下的发电厂多采用三绕组变压器，对于最大机组容量为300mw及以上的发电厂，通常采用双绕组变压器加联络变压器，当采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器，这样，可以大大限制短路电流。
本电厂接于330KV以下电力系统，变压器相数先三相，又最大机组容量为300mw，则选双绕组变压器加联络变。110KV及以上电压等级，变压器的接线方式为“Yn”连接，选常规接线Yn，d11常规接线。本电厂主接线采用三相双绕组主变压器和一络变压器。两台主变压器分别和两台发电机组组成单元接线。主变每台等级360mVw的三相双绕组升压变压器，型号SFp7-360000/220。联络变压器型号SSpSo-360000/220。厂用变压器需要两台，为限制短路电流，提高可靠性，两台变压器均采用低压分裂绕组变压器，联系变压器低压侧电压为15.75KV,具体型号SFF-31500/15.75。
3）厂用电接线形式的拟定
依据对厂用电接线的基本要求，在本次设计中，厂用电接线采用单母线分段的接线方式，分段采取“按炉分段”接线原则，选用6KV作为厂用高压电压，380V作为厂用低压电压。
2.3短路电流的计算
短路电流由于其值很大，在极短的时间内就能产生较大的损耗，由于来不及散发热量而造成电气设备的温度急剧升高，引起设备的老化或损坏，对供电的可靠性产生影响。当所选设备不能满足短路电流的限制时，对供电的可靠性将产生极为严重的影响。为此，在设计主接线时，应计算短路电流。
短路电流计算的目的是为设备的选型提供依据；初步考察短路事故对发电厂以及系统的可靠性和稳定性的影响，为电厂主接线形式的选定、继电保护装置的选择和整定计算提供依据。此外，通过对短路电流的计算，还可初步确定系统的损耗，为发电厂的经济运行提供依据。
本次短路计算中，选取了两个短路计算点，110KV母线和220KV母线上各一个，短路类型定为对系统影响最为严重的三相短路。计算过程如下：
3、电气设备的选择
选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号。正确的选择电气设备的目的是为了事导体和电器无论在正常情况或故障情况下，均能安全、及经济合理的运行、在进行设备选择时，应根据工程实际情况、在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采取新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
4、总结
火电厂的电气一次设计是对电气专业知识的一次综合性运用，能够为设计人员的工作实践打下良好基础。本文以2×3oomw火力发电厂为例，主要论述了火力发电厂电气一次部分设计的主要内容及基本思想，涉及设计的功能、技术指标及工作步骤。希望能为电气领域的同仁提供必要的借鉴。
电路的可靠性设计篇7
关键词：配电网供电可靠性措施
一、引言
配电线路是电网的重要组成部分，它们担负着向城乡供电的重要任务，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。配电系统用户供电可靠性是衡量供电系统对用户持续供电的能力的一个主要指标，它指在统计期间，10kV配电网对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值：供电可靠率=[1-∑（每户每次停电时间）/（总用户数×一年的小时数）]×100%。当前，随着供电企业优质服务水平的逐步提高，用户对供电可靠性的要求越来越高。因此，必须对影响供电可靠性的因素进行分析，妥善地解决，以便大幅度地提高供电可靠性。由于配电网具有点多、线长、面广等特点，配电线路在运行中经常发生跳闸事故，严重影响配电网供电可靠性，不但给供电企业造成经济损失，而且还影响了广大城乡居民的正常生产和生活用电。供电可靠性就是指一个供电系统对用户持续供电的能力。它是电力可靠性管理的一项重要内容，直接体现供电系统对用户的供电能力。提高供电可靠性应首先了解自身配电网的特点，分析其存在的问题，然后有针对性地采取措施。
二、影响供电可靠性的主要因素
1、线路故障率及故障修复时间
由于配电网长期处于露天运行，又具有点多、线长、面广等特点。配电线路在运行中经常发生跳闸事故，严重影响配电网供电可靠性，。不但给供电企业造成经济损失，而且还影响了广大城乡居民的正常生产和生活用电。线路故障可能是由于绝缘损坏、雷害、自然劣化或其他等原因造成。（1）绝缘损坏是指高空落物，树木与线路安全距离不足等造成的故障，与沿线地理环境有关；一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比。（2）雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关；雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比，与避雷器自身故障率成正比。（3）自然老化引起的故障与线路设备、材料有关；对同一类设备、材料，自然老化率与线路长度成正比。
2、非故障停电原因
非故障停电原因包括35kV及以上的输变电线路或变电站改造、检修、预试以及配电网检修、改造等。35kV及以上输变电线路架设跨越时，要求配网配合停电；变电所主变过载或设备检修、改造等，都会引起配电网停电。特别是近些年的城农网改造以及市政工程，要求配电网配合停电的次数增多，线路停电频繁，影响了配电网供电可靠性。
3、用户密度与分布
用户密度是指每单位长度线路所接用户数。因用户负荷的不同，各回线路用户密度一般也不相同。在估计接线方式对供电可靠性的影响时，可取平均密度。按现行供电可靠性统计指标，对同一接线方式，用户分布情况不同，可有不同配电质量服务指标。按用户分布模式分析，用户大部分分布在线路前段，线路中、后段故障可通过分段断路器隔离，从而前段线路可恢复运行，故有最佳的评估结果，用户大部分在线路中段的模式次之，用户集中在线路末端的分布模式最差。
三、提高配电网配电可靠性的措施
1、建立可靠性管理制度
可靠性管理是一项综合性的管理工作，纵向在上需要领导的重视，在下需要员工的关心；横向需要各部门之问的分工、配合。为此，供电企业应成立供电可靠性管理小组，编制供电可靠性管理制度，实行供电可靠性的目标管理，层层分配和细化指标。形成供电可靠性分析制度，每个季度对运行数据进行可靠性分析，并形成报告，作为下季度工作的指导；做好预停电计划，合理安排停电开关，最大限度的采用综合停电模式，可大大减少非故障停电的次数。
2、加强线路设备巡视，落实管理责任
加强线路巡视，进行配网设备评级管理。能尽早发现设备故障，并进行消除，减少停电事故的发生，是提高供电可靠性的另一条途径，也是配电运行部门日常进行的重要工作。对容易发热的部位编号建档，落实管理责任；建立详细巡视记录，对查处的缺陷，按轻重缓急安排检修计划，并逐步消除；做好防止雷击线路设备故障；普及防爆脱离型成氧化锌避雷器的应用，减少抢修停电时间；经常检查防雷装置引下线和接地体的锈蚀情况，检测接地电阻、密封开关、变压器、计量箱接线柱。
3、完善配电网网架，缩小停电范围
从安全可靠、经济优质上考虑配电网的优化，改变陈旧的配电模式，完善配电网结构，实现“手拉手”环网配电，对重要用户实行“双电源”，甚至“三个电源”配电方式，同时线路配电半径要适中，配电负荷要基本合理；网架结构合理可有效对停电线路进行转供电。
4、应用配电自动化管理系统
配电系统计算机监控和信息管理系统不仅能够提高供电可靠性，而且有显著的经济效益。过去十几年，我国对配电过程的计算机监控和信息管理有了很大的发展。在配电系统的各个不同的领域正在发展不同程度的自动化，其总趋势是综合化和智能化方向发展。目前发达地区应用配电管理系统是在能量管理系统的基础上发展起来的综合自动化系统。它是一个以电力系统中的配电系统，直至用户控制与管理对象，具备数据采集与监视、负荷管理控制、自动绘图与设备管理、工作顺序管理和网络分析等功能的计算机控制系统。
四、结语
配电网是电力系统的重要组成部分，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。目前，国内配电网配电可靠性水平与国外相比还有较大的差距，而要缩小这种差距往往需要进行电网改造和设备投资。在市场条件下，供电企业需要综合考虑电网建设投资费用和电网可靠性两个方面。要提高供电可靠性，则可能需增加对电网的投资，使电网的经济性下降，但若不采取措施提高供电可靠性，则包括停电损失在内的电网总成本可能反而会上升。提高供电可靠性，不仅是用户的需求，也是供电企业自身发展的需要。提高配电网供电可靠性，不但可以减少停电损失，避免因停电，引起的经济纠纷，还可以树立良好的企业形象。
参考文献
[1]龚亚峰.徐州城区配电网配电可靠性控制对策研究[J].中国农村水利水电，2006，（5）
电路的可靠性设计篇8
【摘要】 介绍提高供电可靠性的技术措施和组织措施【关键词】 提高 可靠性 供电 措施电力系统用户供电可靠性指标，可以直接反映电力系统对用户的供电能力，也反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，是电力系统的规划、设计、基建、施工、设备制造、生产运行等方面质量和管理水平的综合体现。供电可靠性一般利用供电可靠率进行考核。供电可靠率是指在统计时间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值，记做RS-1。RS-1=(1-用户平均停电时间/统计期间时间)×100%由公式可以看出，要提高供电可靠率就要尽量缩短用户平均停电时间。在此，就如何提高供电可靠性提出几点看法：提高供电可靠性的措施很多，大体可分为两种：技术措施和组织措施。1．提高供电可靠性的技术措施1.1 加大电网改造力度，提高供电可靠性加速电网改造是提高供电可靠性的关键，这就要求我们在电网改造方面下苦工夫。目前，我局正在进行全县范围内的农网改造，同时也已制定了详细的城网规划。1.2 依靠科技进步，提高供电可靠性1.2.1 推广状态检修，通过在线监测、红外测温等科学手段，按实际需要进行停电检修。1.2.2 在保证安全的情况下开展带电作业的研究，减少设备停电时间。1.2.3 采用免维护或少维护设备，延长设备检修周期。根据实际情况改变设备到期必修的惯例。1.3 开展配电网络保护自动化工作，实现将故障区段隔离、诊断及恢复、网络的过负荷监测、实时调整和变更电网运行方式和负荷的转移等来减少停电频率。1.3.1 加快对旧站(包括开关站)进行综合自动化改造。1.3.2 积极开展配电线路自动化的研究工作。通过研究10kV配电网结线主要模式，根据自己的实际情况，制定符合且满足配电自动化要求的改造方案并逐步实施。1.4 加强线路绝缘，提高供电可靠性在供电主要设备安排停电对供电可靠率的影响中，架空线路占很大的比例。提高线路的绝缘，对供电可靠性的提高有着明显的作用。1.4.1 利用电力电缆供电容量大、占路径小、故障率低的特点，加大铺设电缆条数，对新建的线路尽可能使用电缆。
1.4.2 对因地理因素而不足条件的线路，建议将裸导线更换为绝缘导线，以提高抵御自然灾害的能力。1.5 尝试将每年单一性的配电设备检修计划改为根据设备的具体技术状况，并应根据实际运行存在的缺陷的多少及其严重性，以及是否有配电网施工作业同时进行等情况灵活处理、进行状态检修。1.6 改良接线，保证线路以灵活方式和适当负荷水平运行，特别是多用户的线路。1.7 在污染及雷害较严重的地区，10kV架空线路瓷瓶可考虑采用20kV等级。1.8 低压网改造，应逐步以低压电缆取代原来的接户线，解决因用户负荷增加而进线容量不足而引起的故障。1.9 完善台区改造：台架升高，避免发生由用户引起的事故性停电。1.9.1 在台区改造时要严格按照设计标准(容量、负载率)，实行规划一步到位，改造分步实施；并且要加强与城建规划、市政建设协调配合，做好宣传工作，解决实际工作中存在的问题。1.9.2 加大低压台区改造的力度。1.10 加强配网维护与巡查工作，特别是多用户、常发故障的线路，发现缺陷及时处理，提高设备完好水平。1.11 尽量按照环网方式设计，一步到位。1.12 预防事故、做好事故后的抢修工作。我县作为台风多发地区，应密切注意天气预报，做好事故预想和采取相应的防范措施来减轻其影响。2．提高供电可靠性的组织措施2.1 分解指标，找出影响供电可靠率的直接原因。编制可靠性指标的滚动计划，对可靠性指标进行超前控制。2.2 加强计划和临时停电的管理。尽量缩短停电时间，加强协调配合及进行其他改革。统筹安排计划停电，使输、变、配电施工一条龙同时进行；利用事故处理的机会进行预接开关或其他设备的检修工作；一次停电多方维护。2.3 制定具体的供电可靠性管理及考核方法。完善事故处理等相关制度，使供电可靠性管理工作日趋完善，尽量减少停电时间，提高供电可靠性。2.4 加强对基础资料的收集和整理。对基础资料的完善有助于准确统计出供电可靠率，从而找出影响供电可靠性的主要原因而及时进行改善。2.5 加强配电系统的资料管理工作，尽快使用微机处理制图，使资料与改造同步。2.6 加强供电部门与用户之间的配合联系。注意抓好宣传工作，减少重复停电及破坏性停电。供电系统用户供电可靠性是衡量供电系统对用户持续供电能力的量度。电力可靠性管理是电力系统和设备的全面质量管理和全过程的安全管理，是适合现代化电力行业特点的科学管理方法之一，是电力工业现代化管理的一个重要组成部分。
电路的可靠性设计篇9
关键词：配电网；供电；可靠性；影响因素；技术措施
中图分类号:tm73文献标识码：a
前言：
随着我国经济技术的快速发展，配电网在电力系统中占有主要地位，它的供电可靠性直接关系到工业和农业用电的质量，由于配电网的结构复杂，所产生的故障因素众多，因此，加强配网可靠性运行是促进电力企业生产技术和管理的重要环节，同时也是提高经济效益和社会效益的有效途径。
1、配电网供电可靠性的概念及地位
自上世纪60年代以来，配电网供电可靠性的研究在电力系统中一直受到电力同行专家的关注，目前，配电电网可靠性评估已成为国内外电力系统规划决策中的一项基本工作。我国于上世纪80年代初期才开始对配电系统进行可靠性研究，到目前为止已取得了很大的进展。但是由于配电网的复杂性，在整个电力系统中有80%是因为配电网所引发的故障导致用户停电，因此，提高配电网的可靠性对提高电力系统供电质量具有重要意义。
2、影响供电可靠性的主要因素
影响配电网供电可靠性的因素众多具体表现在以下几个方面：
2.1．电源点及网架结构不合理
已有l10kV变电站设备使用年限长，导致设备缺陷及故障率增高，频繁的处理变电站设备缺陷及故障影响了配电网的供电可靠性。由于受l10kV变电站布点与新投运变电站太少，单线负荷较重，当变电站全站失压时线路n一1负荷率无法满足。10kV配电网网架布局不合理，供电半径长，供电面广，导线截面小，线路环网化率低、互倒互带能力不够，停电往往是一停一片，一停一线，严重影响了配电网的供电可靠性。
2.2、线路故障率及故障修复时间
由于配电网长期处于露天运行，又具有点多、线长、面广等特点。配电线路在运行中经常发生跳闸事故，严重影响配电网供电可靠性，不但给供电企业造成经济损失，而且还影响了广大城乡居民的正常生产和生活用电。线路故障可能是由于绝缘损坏、雷害、自然劣化或其他等原因造成。(1)绝缘损坏是指高空落物，树木与线路安全距离不足等造成的故障，与沿线地理环境有关；一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比。(2)雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关；雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比，与避雷器自身故障率成正比。(3)自然老化引起的故障与线路设备、材料有关；对同一类设备、材料，自然老化率与线路长度成正比。
2.3．配电网自动化率尚未健全
目前10kV线路上自动化设备的配备率未达到要求，未配备自动化设备的线路发生故障后，查找故障范围增大，且需人工操作才能进行故障隔离与非故障区段送电，导致花费时间长，恢复供电慢。对已配备自动化设备的10kV线路，目前只实现了线路故障隔离与线路重组功能，而三遥功能并未实现，导致对线路运行设备无监控、对线路运行情况无监视、线路的操作仍需人工操作，对事故处理的及时率不够。
2.4、作业停运率与停运时间
作业停运是指配电线路因试验、检修和施工造成的停运；施工停运则与线路供电区域发展情况有关，发展中区域线路施工停运率高，发展接近饱和区域，线路施工停运率低。作业停运时间与作业复杂程度和施工技术水平有关，一般可取平均值。
2.5．配电线路故障的处理
由于部分电力线路运行维护人员的巡视力度不够，意识不强，业务技术水平参差不齐，发现隐患未及时处理，往往会将小隐患拖延至大故障，造成处理时间长、停电范围广的后果。在事故处理时，进度缓慢，出现相互推诿，责任分工不明确等现象，降低了配电网的供电可靠性。
2.6、非故障停电原因
非故障停电原因包括35kV及以上的输变电线路或变电站改造、检修、预试以及配电网检修、改造等。35kV及以上输变电线路架设跨越时，要求配网配合停电；变电所主变过载或设备检修、改造等，都会引起配电网停电。特别是近些年的城农网改造以及市政工程，要求配电网配合停电的次数增多，线路停电频繁，影响了配电网供电可靠性。
2.7、用户密度与分布
用户密度是指每单位长度线路所接用户数。因用户负荷的不同，各回线路用户密度一般也不相同。在估计接线方式对供电可靠性的影响时，可取平均密度。按现行供电可靠性统计指标，对同一接线方式，用户分布情况不同，可有不同配电质量服务指标。按用户分布模式分析，用户大部分分布在线路前段，线路中、后段故障可通过分段断路器隔离，从而前段线路可恢复运行，故有最佳的评估结果，用户大部分在线路中段的模式次之，用户集中在线路末端的分布模式最差。
3、提高配电网配电可靠性的措施
3.1.管理措施
1）建立可靠性管理制度。可靠性管理是一项综合性的管理工作，纵向在上需要领导的重视，在下需要员工的关心；横向需要各部门之问的分工、配合。为此，供电企业应成立供电可靠性管理小组，编制供电可靠性管理制度，实行供电可靠性的目标管理，层层分配和细化指标。形成供电可靠性分析制度，每个季度对运行数据进行可靠性分析，并形成报告，作为下季度工作的指导；做好预停电计划，合理安排停电开关，最大限度的采用综合停电模式，可大大减少非故障停电的次数。
2）加强线路设备巡视，落实管理责任。能尽早发现设备故障，并进行消除，减少停电事故的发生，是提高供电可靠性的另一条途径，也是配电运行部门日常进行的重要工作。对容易发热的部位编号建档，落实管理责任；建立详细巡视记录，对查处的缺陷，按轻重缓急安排检修计划，并逐步消除；做好防止雷击线路设备故障；普及防爆脱离型成氧化锌避雷器的应用，减少抢修停电时间；经常检查防雷装置引下线和接地体的锈蚀情况，检测接地电阻、密封开关、变压器、计量箱接线柱。
3）加强综合停电计划管理，避免重复停电，在制订停电计划时，要将预检、大修等作业计划好。在检修管理工作中将可靠性管理与生产计划管理紧密结合，安排每项检修时，各单位配合工作，合理高效利用停电时间，最大限度地减少重复停电，缩短停电时间，提高工作率。
4）提高业务人员技术水平，从管理、技术、科技思维以及电力营销上，都要加强配电人员的自身素质建设，为供电可靠性创建一个良好的氛围，杜绝各种可能的人为误操作。
5）加强配电设备、配电线路运行管理。严格按照规定对电气设备、电力线路进行巡视、维护，建立详细巡视记录，对发现的问题及时处理。并根据季节性特点做好预防工作，有针对性地开展特巡、夜巡，减少事故隐患，消除事故萌芽，确保配电设备、配电线路的正常运行。
6）加大配电线路的带电作业力度。配电线路技改、大修工程或配电线路发现缺陷时，如具备带电作业条件，均应采用带电作业方式进行处理，以减少线路的停电。
7）定期做好线路设备防雷、防小动物措施，经常检查线路设备防雷装置及引下线和接地体的锈蚀情况，并按周期做好避雷器、杆塔接地电阻等的测量试验工作。
8）定期做好用户用电安全检查工作，及时做好对用户用电安全检查工作，及时发现用户用电安全隐患，及时予以消除，杜绝因用户设备问题造成线路跳闸，影响其他用户的供电。
2.3．技术措施
1）增设电源点，改善现有配电线路网架结构不合理的现象，缩短10kV线路供电半径，增加变电站之间的联络线，同时大力对配电进行建设和改造，增大导线截面，提高线路输送容量，在满足目前负荷的情况下留有适当的裕度，提高线路负荷的互倒互带能力，当线路出现故障或停电检修时，可通过相应的操作，减少停电范围，提高供电可靠性。
2）满足n一1和合理的变压器容载比的要求，对分支线通过环网柜进行分段，重要用户或有条件的地方进行小分支拉手，实现环网和“手拉手”供电，做到环网接线、开环运行，实现不停电倒负荷。重视线路断路器位置的选择，将线路进行合理的分段，实现多段式环网供电，在主干线路、重要分支线增设线路断路器，这样可把线路分为若干段，当线路出线故障或计划检修时，减少停电范围。
3）在人口较集中、树线矛盾突出的地方采用架空绝缘或地下电缆敷设。
4）加强与市政部门的沟通与协调工作，减少因市政施工导致的线路临时停电和故障。加大电力法的宣传力度，让更多的人了解电力法、懂得电力法，从而减少因盗窃行为造成的线路故障。
5）完善配电网网架，缩小停电范围。从安全可靠、经济优质上考虑配电网的优化，改变陈旧的配电模式，完善配电网结构，实现“手拉手”环网配电，对重要用户实行“双电源”，甚至“三个电源”配电方式，同时线路配电半径要适中，配电负荷要基本合理；网架结构合理可有效对停电线路进行转供电。
6）应用配电自动化管理系统。配电系统计算机监控和信息管理系统不仅能够提高供电可靠性，而且有显著的经济效益。过去十几年，我国对配电过程的计算机监控和信息管理有了很大的发展。在配电系统的各个不同的领域正在发展不同程度的自动化，其总趋势是综合化和智能化方向发展。目前发达地区应用配电管理系统是在能量管理系统的基础上发展起来的综合自动化系统。它是一个以电力系统中的配电系统，直至用户控制与管理对象，具备数据采集与监视、负荷管理控制、自动绘图与设备管理、工作顺序管理和网络分析等功能的计算机控制系统。
4、结语
提高配电网供电的可靠性，不仅是用户的需求，也是供电企业自身发展的需要。提高配电网供电可靠性，不但可以减少停电损失，避免因停电，引起的经济纠纷，还可以树立良好的企业形象。
参考文献
电路的可靠性设计篇10
目前,变配电站综合自动化装置(微机保护)是利用操动机构的分励线圈来进行事故跳闸,操作电源一旦发生故障,继电保护就会拒动.所以变配电站综合自动化装置(微机保护)用于交流操作时,操作电源必须可靠,需要选用带蓄电池的不间断电源.如果操作电源取自电压互感器的二次侧或控制变压器做操作电源,无法保证供电的可靠性,那么事故跳闸必须采用电流脱扣器.发生短路事故时要进行大电流切换,需要采用专用继电器,接点容量必须进行校验.电流脱扣器动作可靠性也必须进行校验.因此,把变配电站综合自动化装置(微机保护)保护跳闸出口(X-11,12,13,14)配用专用大容量继电器Ka,增加一对常开干接点,就可以采用去分流式电路,利用电流脱扣器进行事故跳闸.大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸.保护原理见图3.图3中微机综合保护JZB的设计在章节3“交流操作电源的微机综合保护设计”中阐述.
2交流操作回路设计方案的优点
由一次供电系统给交流操作电源供电,可靠性和稳定性不如直流系统,但交流操作电源系统也具有成本低或性能可靠及接线简单的优势.一套智能接口的直流电源需15万元以上,这对于农村、小工矿企业的设备更新和改造是一笔巨资,以交流操作系统取代直流操作系统节省了大量资金.如果用节省下来的资金购买8~12回路出线的微机综合二次保护装置,是非常经济的,同时也大大提高了系统的可靠性;交流操作电源可使二次回路简化,维护方便.交流操作不需要专门的电流变换装置,且二次回路简单,发生故障少,日常运行维护方便[6].交流操作电源主要适合以下场合:中小型水电站;中小型工矿企业变配电站;农村的小型变电站;建筑电气中的变配电所;煤矿系统输煤系统生产线等用电系统[7].
3交流操作电源的微机综合保护设计
(1)基本保护功能配置.三段式电流保护(电流速断,限时电流速断,定、反时限过电流);电流闭锁低电压保护;零序电流保护;pt断线报警;接地故障报警;控制回路断线告警.(2)额定交流参数.装置电源:aC220V;交流电压100V;交流电流5a或1a;额定频率50Hz;功率消耗:直流回路正常工作不大于15w,动作时不大于25w;交流电压回路每相不大于0.5Va.交流电流回路:额定电流为5a时,每相不大于1Va;额定电流为1a时,每相不大于0.5Va.接点容量:信号回路为aC220V/5a;跳合闸出口回路为aC380/5a;速断跳闸出口回路为aC380/15a.电源电压范围:DC220V,允许偏差:-20%~+15%;DC110V,允许偏差:-20%~+15%;aC220V允许偏差:-50%~+20%;aC110V,允许偏差:-50%~+20%.(3)交流开入回路设计.采用专用双向光耦并对电路参数进行合理设计后,装置对交流开入的检测速度更快,信号更可靠,检测范围更宽.(4)交流操作电源微机综合保护装置的设计要求.满流供电要求;同时支持直流电源和交流电源供电;aC220V输入和aC100V输入自动适应,不需外加跳线区别,在两种电源水平、电源较大波动范围下正常工作,以保证装置在系统故障时仍能可靠动作;双路电源输入具备自动切换告警功能[8];具有掉电记忆功能,若系统故障失电,在一定时间内,保护装置能正确动作;能与交流操作机构配合,大容量的跳闸接点采用带电保持,断电释放的可靠方式,使得电流脱扣器可靠跳闸;内部增加电容储能元件:在电源板整流回路之前并联大容量电容器件,在外部交流电源消失后,由电容器向装置和操作回路继续供电一段时间,保证装置的正常动作;如果条件允许的场合,可采用交流不间断电源装置(UpS)为保护装置供电[8],则交流操作的微机保护的稳定性和可靠性就更高,可与直流操作电源差不多.