4.15日河北题库(计算)

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2022年7月10日17:17,35kV大海站#1变10kV侧总开关跳闸,主变低后备动作,10kVⅠ段母线共6条线路失电。跳闸前Ⅰ母所带10kV海岸线小电流接地选线装置发接地告警信号。故障原因为10kV海岸线K3环网柜H04开关所带客户路灯箱变电缆被施工损伤(客户产权)后接地,10kVⅠ母线站用变刀闸柜内刀闸与母线连接处薄弱点击穿烧损(刀闸烧坏、母线有喷伤)。故障前运行方式:35kV大海站为线路变压器组接线方式,#1变带10kVⅠ段母线,#2变带10kVⅡ段母线,10kV分段备自投投入。查询基础台账,10kVⅠ段母线6条线路所带中压用户数分别为海岸线20户、临河线15户、大江线10户、齐发线23户、西南线18户、左岸线22户;10kV海岸线K3环网柜为普通自动化柜子,无零序保护。故障处置过程:-18:21拉开10kV海岸线K3环网柜H04开关,隔离接地点。-18:25拉开10kVⅠ段母线所有10kV间隔开关、刀闸(含出线开关、站用变等所有母线附属设施的开关、刀闸),准备通过方式调整进行负荷恢复。-18:28海岸线、临河线通过遥控联络开关将负荷调出,其余4条线路联络开关非智能,需现场操作。-18:35大江线负荷调出。18:48齐发线负荷调出。18:53西南线负荷调出。19:00左岸线负荷调出。-20:00客户电缆故障处理完毕,海岸线K3环网柜H04开关送电。-21:0035kV大海站10kVⅠ段母线及站用变转检修,进行故障修复。2022年7月11日04:00故障处置完毕,10kVⅠ段母线及站用变送电。-04:4235kV大海站10kVⅠ段母线所有出线通过合环调电恢复原运行方式。( 1 )本次故障应录入几条停电事件?责任原因分别是什么?( 2)本次事件影响的总停电时户数、故障定位隔离时间、故障停电转供时间和故障修复时间是多少?(保留小数点后2位)
东海市为计划单列市,2022年其辖区内10kV东海线、10kV东风线两条线路如下图所示,长度均为6km,杆塔平均分布,每个档距为50m,10kV东风线有22个用户,供电区域为市中心区。为提高供电可靠性,东海市供电公司计划在10kV东风线上加装分段开关,联络开关和分段开关均采用“三遥”开关,两条线路的开关数量和配置方式相同。10kV东风线故障停电率为0.08次/km,平均故障修复时间为5h。<img src="https://up.zaixiankaoshi.com/27298122/1764245583153.png"> 为简化计算,不计上级电源影响,仅考虑主干线路故障。10kV东海线、10kV东风线两条线路采用单联络结构,馈线自动化采用集中式且采用“三遥”开关时,可忽略故障停电转供时间和故障点上游恢复供电时间。为满足发改能源规〔2020〕1479号文要求,计算出10kV东风线加装分段开关数量和位置(满足条件即可)。依据发改能源规〔2020〕1479号,计划单列市中心区2022年系统平均停电时间≤1h。1. 未装开关时:故障频率$0.08 \times 6 = 0.48 \, \text{次/(户·年)}$,停电时间$0.48 \times 5 = 2.4 \, \text{h/(户·年)}$,超1h,需加装分段开关。2. 加装1台开关:线路分两段,不同位置(如#20、#60、#100杆附近)的分段计算显示,停电时间(如1.27h、1.2h)仍超1h,故1台不足。3. 加装2台开关:线路分三段(如#20~#60、#60~#100间各装1台),计算得停电时间≤1h(如0.81h),满足要求。结论:需加装2台分段开关,位置在#20~#60杆和#60~#100杆之间(或等效分段位置)。 (缺图)
下图为一个10kV配电系统,左右两端方块为闭合的带速断保护功能的出线断路器,圆点为负荷开关(实心为闭合,空心为断开),红色圆圈为负荷组,圈内数字为用户数量,该系统的故障和检修频率和时间如下所示:$$\lambda_1^f = 2$$次/年,$$\lambda_1^m = 1$$次/年,$$r_1^f = 3$$h/次,$$r_1^m = 5$$h/次,$$\lambda_2^f = 3$$次/年,$$\lambda_2^m = 1$$次/年,$$r_2^f = 3$$h/次,$$r_2^m = 5$$h/次,$$\lambda_3^f = 5$$次/年,$$\lambda_3^m = 1$$次/年,$$r_3^f = 3$$h/次,$$r_3^m = 5$$h/次,$$\lambda_4^f = 1$$次/年,$$\lambda_4^m = 1$$次/年,$$r_4^f = 3$$h/次,$$r_4^m = 5$$h/次,其中:$$\lambda_i^f$$为i段故障频率,$$\lambda_i^m$$为i段检修频率,$$r_i^f$$为i段故障平均修复时间,$$r_i^m$$为i段检修平均持续时间。<img src="https://up.zaixiankaoshi.com/27298122/1764245725576.png"> 试分别求解所有开关(断路器和负荷开关)在未配备自动化(开关切换时间为0.5h)和配备自动化(开关切换时间为0h)情况下该系统的供电可靠率(ASAI-3),并总结自动化对供电可靠率的影响。(检修时间不包含开关操作时间)。供电可靠率(ASAI)公式:$\text{ASAI} = 1 - \frac{\text{总停电时间}}{8760 \times 42} \times 100\%$(总用户数 $$7+10+20+5=42$$)。**未配备自动化(切换时间 $$0.5 \text{h}$$)**:故障停电=故障频率 $\times (0.5 \times 42 + \text{故障修复时间} \times \text{故障段用户数})$;检修停电=检修频率 $\times (\text{检修时间} \times \text{故障段用户数})$。总停电时间 $$988 \text{h}$$,ASAI≈$$99.73\%$$。**配备自动化(切换时间 $$0 \text{h}$$)**:故障停电=故障频率 $\times (\text{故障修复时间} \times \text{故障段用户数})$,总停电时间 $$757 \text{h}$$,ASAI≈$$99.79\%$$。自动化消除切换时间,减少全用户停电,提升供电可靠性(ASAI从$$99.73\%$$升至$$99.79\%$$)。 (缺图)