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[讨论] 设备类型与N-1的关系

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    构成一个完整电网的设备除发电、输电、变电、配电一次设备外,还有保护、计量、通信、自动化、监控等二次设备。由于各类设备在电网中的地位、作用不同,就形成了各自发生N-1时的明显差异,而这些差异往往未得到应有的重视和区别对待。
    发电设备:
    这里所说的发电设备指锅炉、汽轮机、发电机、升压变压器及发电辅机设备。由于发电生产的特殊性,除老式母管制小机组及部分辅机外,四大发电设备中任一设备发生N-1状况,就意味着整个机组系统出N-1=0,即完全丧失发电能力。由于电源点和电网布局原因,也可能造成局部输电网断面稳定问题。
    输电设备:
    输电线路,包括电缆是电力传输的通道,是构成电网的最重要的单元。从设备自身看,其特点是:灵活性、主动性大。输电线路是由电力设计部门设计、施工安装部门“制造”的设备,每一条线路均有自己的地域特点,改造完善相对方便。受外界环境影响大。由于线路设备基本上全部暴露在空气中,易受风、雨雪、雷电、污秽影响,外力破坏故障多。相对而言,线路设备故障、缺陷较直观,易于被运行人员掌握,但要完全杜绝故障,从经济上考虑并不可行。线路设备多数检修维护工作可实现带电作业,比其他电气设备有明显优势。 
      由于线路设备具有以上特点,当其发生N-1准则中定义的各种状况时,其影响是不同的:
    瞬时性故障。输电线路多数故障属于瞬时性故障,以雷击为最多,一般而言对系统稳定和用户供电不会产生明显影响。永久性故障,即造成重合闸不成功的故障。多由外力破坏、风偏或污闪引起,这类故障一般为短时故障,多数在数小时内可试送成功。倒塔断线故障。这是线路故障最严重的情况,由于环境及地域的不同,其恢复供电周期一般在十几小时到十几天之间。此外,由于电网运行方式、保护配置及线路在电网中的重要性不同,线路故障的后果也大相庭径,从国内外多年的经验来看,引起电网稳定破坏造成大面积停电事故的起始原因多数是输电线路永久故障或线路大面积污闪跳闸。
    变电设备:
     变电设备包括高压一次设备和直流、保护等二次设备。变电一次设备有以下特点:设备种类繁多,按作用类型分有变压器类、开关类、测量变换类、补偿类及绝缘支撑类,其中心是电力变压器;设备“既成性”强,绝大多数变电设备均由专业化制造厂生产,电网运行单位难以完全掌握设备全部细节,备品配件储备困难;检修工艺要求高,检修周期限制严格,对检修现场要求高;设备内部状况不直观,难以准确掌握设备状态,设备缺陷的预知性处理仍处于探索阶段;由于空间限制,难以开展带电作业;设备故障后恢复供电周期较长,部分设备在现场不具备修复条件,必须返厂,故障修复费用高;由于变电站性质决定了变电设备故障或停电检修往往直接影响本区域正常供电,社会影响较大。
      二次设备有以下特点:
    设备元件基本上工作在低电压、小电流条件下,易受到变电站电磁场干扰和影响;与一次设备各单元互相关联性强,逻辑关系复杂,易造成误动、拒动;二次设备随技术发展其变化较一次设备更新换代快得多,不同厂家元件互换性差,备品配件种类繁多,给维护、改造带来诸多困难;二次设备不仅在本变电站内关联配合,还要在变电站间配合,涉及的运行管理单位多,对信息通道、网络间整体协调要求高;二次设备中保护、自动化设备是电网的最后“屏障”,一旦出现问题,往往造成电网事故扩大,影响巨大。
    配电设备:
     配电设备包括城市变电站低压侧设备、开闭所开关类设备、配电线路、中压电缆、配电变压器及配网自动化设备等。由于配电设备均位于电网末端,因此当发生N-1情况时,不会对电网稳定造成影响,考虑配网N-1,重点应放在如何解决对用户的连续供电上。配网故障有如下特点:故障范围有限。由于配网供电能力和供电半径限制,配网设备故障后影响的供电范围较小。故障类型简单。农村、城镇及市郊配电线路故障以雷击短路和外力破坏为主,相对而言瞬间故障居多。而城市配电线路故障主要以对树木放电等外力破坏类型为主,多数是永久性故障。中压电缆故障基本上为电缆头爆炸等工艺缺陷型故障。由于配网设备相对简单,备品备件储备容易,且部分工作可实现带电作业,因此恢复供电的周期较短,一般可在数小时内解决。


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