第三章常用計算理論和方法

1、2007.09發(fā)電廠電氣部分第三章第三章 常用計算的基本理論常用計算的基本理論第一節(jié)第一節(jié) 導(dǎo)體載流量和運(yùn)行溫度計算導(dǎo)體載流量和運(yùn)行溫度計算 一、概述一、概述 長期發(fā)熱：長期發(fā)熱：由正常工作電流產(chǎn)生的發(fā)熱；由正常工作電流產(chǎn)生的發(fā)熱； 短時發(fā)熱：短時發(fā)熱：由故障時的短路電流產(chǎn)生的發(fā)熱。由故障時的短路電流產(chǎn)生的發(fā)熱。 發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響： 長期發(fā)熱溫度過高將使金屬發(fā)生慢性退火，降低長期發(fā)熱溫度過高將使金屬發(fā)生慢性退火，降低金屬的彈性，從而使其機(jī)械強(qiáng)度下降；金屬的彈性，從而使其機(jī)械強(qiáng)度下降； 使絕緣材料的彈性變差，絕緣性能降低；使絕緣材料的彈性變差，絕緣性能降低； 使導(dǎo)體接觸部

2、分的接觸電阻增加。使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。 最高允許溫度最高允許溫度:為了保證導(dǎo)體可靠地工作為了保證導(dǎo)體可靠地工作,須使其須使其溫度不得超過一定限值溫度不得超過一定限值,這個限值即為最高允許溫這個限值即為最高允許溫度。度。 導(dǎo)體正常最高允許溫度一般取導(dǎo)體正常最高允許溫度一般取+70；在計及太；在計及太陽輻射的影響時，鋼芯鋁絞線及管形導(dǎo)體可取陽輻射的影響時，鋼芯鋁絞線及管形導(dǎo)體可取+80；當(dāng)導(dǎo)體接觸面有鍍錫的可靠覆蓋面時，；當(dāng)導(dǎo)體接觸面有鍍錫的可靠覆蓋面時，取取+85；當(dāng)有銀的覆蓋面時，可??；當(dāng)有銀的覆蓋面時，可取+95； 導(dǎo)體短時最高允許溫度，對硬鋁及硬錳合金可取導(dǎo)體短時最高允許溫度，對

3、硬鋁及硬錳合金可取+200 ，硬銅可取，硬銅可取+300 。 二、導(dǎo)體的發(fā)熱和散熱二、導(dǎo)體的發(fā)熱和散熱 電阻損耗，金屬構(gòu)件的磁滯渦流損耗，介質(zhì)損耗電阻損耗，金屬構(gòu)件的磁滯渦流損耗，介質(zhì)損耗太陽輻射等等都可引起導(dǎo)體的發(fā)熱，但真正對導(dǎo)太陽輻射等等都可引起導(dǎo)體的發(fā)熱，但真正對導(dǎo)體的溫升起作用的是電阻損耗和太陽輻射。體的溫升起作用的是電阻損耗和太陽輻射。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，導(dǎo)體電阻損耗的熱量及吸收太陽在穩(wěn)定狀態(tài)下，導(dǎo)體電阻損耗的熱量及吸收太陽熱量之和等于導(dǎo)體輻射散熱、空氣對流散熱和空熱量之和等于導(dǎo)體輻射散熱、空氣對流散熱和空氣導(dǎo)熱散熱之和。氣導(dǎo)熱散熱之和。 1. 導(dǎo)體電阻損耗的熱量導(dǎo)體電阻損耗的熱量2Rw

4、acQI R120twacfRKS 電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)導(dǎo)體的運(yùn)行溫度導(dǎo)體的運(yùn)行溫度導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān) 2. 導(dǎo)體吸收太陽輻射的熱量導(dǎo)體吸收太陽輻射的熱量 對于不同形狀的導(dǎo)體吸收太陽輻射的能量的公式對于不同形狀的導(dǎo)體吸收太陽輻射的能量的公式也不一樣，一般與太陽輻射功率密度、導(dǎo)體的吸也不一樣，一般與太陽輻射功率密度、導(dǎo)體的吸收率和導(dǎo)體的形狀有關(guān)系。收率和導(dǎo)體的形狀有關(guān)系。 對于屋內(nèi)導(dǎo)體，可不考慮太陽輻射能量。對于屋內(nèi)導(dǎo)體，可不考慮太陽輻射能量。 3. 導(dǎo)體對流散熱量導(dǎo)體對流散熱量1101wQF 對流散熱系數(shù)

5、對流散熱系數(shù)導(dǎo)體散熱面積導(dǎo)體散熱面積導(dǎo)體尺寸、布置方式導(dǎo)體尺寸、布置方式 4、導(dǎo)體輻射散熱量、導(dǎo)體輻射散熱量 與的導(dǎo)體的輻射系數(shù)（導(dǎo)體材料、顏色及表面粗與的導(dǎo)體的輻射系數(shù)（導(dǎo)體材料、顏色及表面粗糙程度）和輻射散熱面積有關(guān)。糙程度）和輻射散熱面積有關(guān)。 5. 導(dǎo)熱散熱量導(dǎo)熱散熱量 這部分熱量值很小，一般不考慮。這部分熱量值很小，一般不考慮。 三、導(dǎo)體載流量的計算三、導(dǎo)體載流量的計算 導(dǎo)體的載流量即是導(dǎo)體的長期允許電流。導(dǎo)體的載流量即是導(dǎo)體的長期允許電流。 1.導(dǎo)體的溫升過程：導(dǎo)體的溫升過程： 由初始溫度開始上升，經(jīng)過一定的時間，達(dá)到穩(wěn)由初始溫度開始上升，經(jīng)過一定的時間，達(dá)到穩(wěn)定溫度。定溫度。 溫

6、升的過程是一個能量守恒的過程，導(dǎo)體電阻的溫升的過程是一個能量守恒的過程，導(dǎo)體電阻的能量損耗和太陽輻射的能量一部分用于導(dǎo)體本身能量損耗和太陽輻射的能量一部分用于導(dǎo)體本身的溫度升高，一部分通過對流和輻射散到周圍介的溫度升高，一部分通過對流和輻射散到周圍介質(zhì)中。質(zhì)中。 2. 導(dǎo)體的載流量導(dǎo)體的載流量2wI RF總的散熱系數(shù)總的散熱系數(shù)散熱面積散熱面積（未計及太陽輻射能量）（未計及太陽輻射能量）2110()wwffwwI RFQQQQFIRR1ftQQQIR計及太陽輻射能量計及太陽輻射能量為了提高載流量，可采取的辦法：為了提高載流量，可采取的辦法：選用電阻率小的材料；選用電阻率小的材料；使導(dǎo)體截面積增

7、大；使導(dǎo)體截面積增大；選取散熱效果好的導(dǎo)體形狀及布置方式。選取散熱效果好的導(dǎo)體形狀及布置方式。 四、大電流導(dǎo)體附近鋼構(gòu)的發(fā)熱四、大電流導(dǎo)體附近鋼構(gòu)的發(fā)熱 當(dāng)導(dǎo)體電流大于當(dāng)導(dǎo)體電流大于3000A時，附近鋼構(gòu)的發(fā)熱不能時，附近鋼構(gòu)的發(fā)熱不能忽略。忽略。 鋼構(gòu)發(fā)熱的最高允許溫度：鋼構(gòu)發(fā)熱的最高允許溫度： 人可觸及的鋼構(gòu)為人可觸及的鋼構(gòu)為70； 人不觸及的鋼構(gòu)為人不觸及的鋼構(gòu)為100 ； 混凝土中的鋼筋為混凝土中的鋼筋為80 。 在現(xiàn)代發(fā)電廠中，為了減少鋼構(gòu)損耗和發(fā)熱，常在現(xiàn)代發(fā)電廠中，為了減少鋼構(gòu)損耗和發(fā)熱，常采取的措施：采取的措施： 加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體之間的距離，使磁場強(qiáng)度減弱，加大鋼構(gòu)和導(dǎo)體之間的距

8、離，使磁場強(qiáng)度減弱，降低磁滯和渦流損耗。降低磁滯和渦流損耗。 斷開鋼構(gòu)回路，并加上絕緣墊，消除環(huán)流；斷開鋼構(gòu)回路，并加上絕緣墊，消除環(huán)流； 采用電磁屏蔽；采用電磁屏蔽； 采用分相封閉母線。采用分相封閉母線。 五、大電流封閉母線運(yùn)行溫度的計算五、大電流封閉母線運(yùn)行溫度的計算 供電可靠；供電可靠； 運(yùn)行安全；運(yùn)行安全； 減小了母線的電動力及母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱；減小了母線的電動力及母線周圍鋼構(gòu)件的發(fā)熱； 運(yùn)行維護(hù)工作量小。運(yùn)行維護(hù)工作量小。 母線散熱條件較差；母線散熱條件較差； 外殼上產(chǎn)生損耗，金屬消耗量增加。外殼上產(chǎn)生損耗，金屬消耗量增加。 封閉母線導(dǎo)體的最高允許溫度不應(yīng)大于封閉母線導(dǎo)體的最高允

9、許溫度不應(yīng)大于+90，外殼最高允許溫度不應(yīng)大于外殼最高允許溫度不應(yīng)大于+70 。 在穩(wěn)定狀態(tài)下，母線的發(fā)熱損耗等于母線向外殼在穩(wěn)定狀態(tài)下，母線的發(fā)熱損耗等于母線向外殼的散熱量；母線和外殼發(fā)熱損耗的總和等于外殼的散熱量；母線和外殼發(fā)熱損耗的總和等于外殼向外輻射的能量。向外輻射的能量。 求外殼溫度和母線運(yùn)行溫度的方法求外殼溫度和母線運(yùn)行溫度的方法：查散熱曲線。：查散熱曲線。 散熱曲線：外殼總散熱量與外殼溫度的關(guān)系曲線；散熱曲線：外殼總散熱量與外殼溫度的關(guān)系曲線；母線在運(yùn)行溫度為母線在運(yùn)行溫度為85時的總散熱量（總發(fā)熱損時的總散熱量（總發(fā)熱損耗）與外殼溫度的關(guān)系曲線；母線散熱差值與母耗）與外殼溫度的

10、關(guān)系曲線；母線散熱差值與母線運(yùn)行溫度的關(guān)系曲線。線運(yùn)行溫度的關(guān)系曲線。第二節(jié)第二節(jié) 載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算 一、導(dǎo)體短路時發(fā)熱過程一、導(dǎo)體短路時發(fā)熱過程 計算載流導(dǎo)體短時發(fā)熱的目的：計算載流導(dǎo)體短時發(fā)熱的目的： 確定短時發(fā)熱過程中導(dǎo)體的最高溫度，不應(yīng)超過確定短時發(fā)熱過程中導(dǎo)體的最高溫度，不應(yīng)超過其短時發(fā)熱允許溫度。其短時發(fā)熱允許溫度。 導(dǎo)體短路時發(fā)熱的特點：導(dǎo)體短路時發(fā)熱的特點： （1）發(fā)熱時間短（短路發(fā)生到被切除），產(chǎn)生）發(fā)熱時間短（短路發(fā)生到被切除），產(chǎn)生的熱量來不及向周圍介質(zhì)散布，可認(rèn)為短路電流的熱量來不及向周圍介質(zhì)散布，可認(rèn)為短路電流持續(xù)時間內(nèi)所產(chǎn)生的全部熱量都用

11、來升高導(dǎo)體自持續(xù)時間內(nèi)所產(chǎn)生的全部熱量都用來升高導(dǎo)體自身的溫度。身的溫度。 （2）短路時導(dǎo)體溫度變化范圍大，它的電阻和）短路時導(dǎo)體溫度變化范圍大，它的電阻和比熱容不能再視為常數(shù)，而是溫度的函數(shù)。比熱容不能再視為常數(shù)，而是溫度的函數(shù)。 根據(jù)能量守恒即可求出導(dǎo)體的短時最高溫度。根據(jù)能量守恒即可求出導(dǎo)體的短時最高溫度。 利用溫度與利用溫度與A值的關(guān)系曲線求導(dǎo)體的短時最高溫值的關(guān)系曲線求導(dǎo)體的短時最高溫度：度： 由已知的導(dǎo)體初始溫度，從相應(yīng)的導(dǎo)體材料上由已知的導(dǎo)體初始溫度，從相應(yīng)的導(dǎo)體材料上查出查出 將將 與與 代入公式，求出代入公式，求出 ，再從曲線上，再從曲線上查處對應(yīng)的溫度即為短時最高溫度。查處

12、對應(yīng)的溫度即為短時最高溫度。k21hwQAASkt2kkt0tQI dwAwAkQhA短路電流熱效應(yīng)短路電流熱效應(yīng)二、短路電流熱效應(yīng)的計算二、短路電流熱效應(yīng)的計算 1.等值時間法等值時間法kt22kkt0teqQI dI tkt2222kPnpPnp0teqQIidI tItt等值時間等值時間周期分量等值時間周期分量等值時間 （1）短路電流周期分量等值時間）短路電流周期分量等值時間 短路電流周期分量等值時間與短路切除時間和短路電流周期分量等值時間與短路切除時間和短路電流的衰減特性有關(guān)。短路電流的衰減特性有關(guān)。 實際中我們將周期分量等值時間與短路切除時實際中我們將周期分量等值時間與短路切除時間和

13、短路電流的衰減特性的關(guān)系作成曲線。間和短路電流的衰減特性的關(guān)系作成曲線。kt22PP0tI dI t/II （2）非周期分量等值時間）非周期分量等值時間kt22npnp0ti dI tnp2atTiI e222np1katTaI tT Ie衰減時間常數(shù)，衰減時間常數(shù)，其均值取其均值取0.05s當(dāng)短路切除時間大于當(dāng)短路切除時間大于1s時，短路的發(fā)熱主要由周時，短路的發(fā)熱主要由周期分量決定可忽略非周期分量。期分量決定可忽略非周期分量。 等值時間法只適用于容量為等值時間法只適用于容量為50MW以下的發(fā)電機(jī)，以下的發(fā)電機(jī)，因為其周期分量的等值時間曲線是針對因為其周期分量的等值時間曲線是針對50MW以以

14、下的發(fā)電機(jī)繪制的。下的發(fā)電機(jī)繪制的。 2.實用計算法實用計算法 (1)周期分量的熱效應(yīng)周期分量的熱效應(yīng)kkkt2222kPPtt02tQt1012I dIII0242131( )d2()4()3bnnnabaf xxyyyyyyyynkkkk222222kPpt30244Qd243 4kttttttIxIIIII （2）非周期分量的熱效應(yīng)）非周期分量的熱效應(yīng) 非周期分量等效時間非周期分量等效時間T可以通過表查出，當(dāng)短路可以通過表查出，當(dāng)短路電流切除時間大于電流切除時間大于1秒時，非周期分量忽略不計。秒時，非周期分量忽略不計。 短路熱效應(yīng)等于周期分量的熱效應(yīng)和非周期分量短路熱效應(yīng)等于周期分量的熱

15、效應(yīng)和非周期分量熱效應(yīng)之和。熱效應(yīng)之和。222npQ1katTaT IeTI短路電流的非周期分量衰減的時間常數(shù)短路電流的非周期分量衰減的時間常數(shù)非周期分量的非周期分量的等效時間等效時間第三節(jié)第三節(jié) 載流導(dǎo)體短路時電動力計算載流導(dǎo)體短路時電動力計算 1. 電動力定義電動力定義 載流導(dǎo)體位于磁場中時所受到的磁場力。載流導(dǎo)體位于磁場中時所受到的磁場力。 2.兩條平行導(dǎo)體間的電動力的計算兩條平行導(dǎo)體間的電動力的計算 條件：條件： 當(dāng)兩條導(dǎo)體中通過的電流方向相反時，兩條導(dǎo)體當(dāng)兩條導(dǎo)體中通過的電流方向相反時，兩條導(dǎo)體間產(chǎn)生的電動力的方向是相反的（排斥力）；當(dāng)間產(chǎn)生的電動力的方向是相反的（排斥力）；當(dāng)通過電

16、流方向相同時，產(chǎn)生電動力的方向也是相通過電流方向相同時，產(chǎn)生電動力的方向也是相同的（吸引力）。同的（吸引力）。()(),()Laad導(dǎo)體長度導(dǎo)體間距離導(dǎo)體直徑71 22 10LFiia71 22 10LFKiia形狀系數(shù)形狀系數(shù)K：實際形狀導(dǎo)體所受的電動力與細(xì)：實際形狀導(dǎo)體所受的電動力與細(xì)長導(dǎo)體所受電動力之比。長導(dǎo)體所受電動力之比。3. 三相導(dǎo)體短路時的電動力計算三相導(dǎo)體短路時的電動力計算中間相所受電動力最大。中間相所受電動力最大。(2)7(3) 2Amax(2)7(3) 2Bmax1.616 101.73 10shshLFiaLFia4.導(dǎo)體振動時的動態(tài)應(yīng)力導(dǎo)體振動時的動態(tài)應(yīng)力 應(yīng)力應(yīng)力：物

17、體由于外因：物體由于外因(受力、濕度變化等受力、濕度變化等)而變形而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。在所考察的截面某的位置回復(fù)到變形前的位置。在所考察的截面某一點單位面積上的一點單位面積上的內(nèi)力內(nèi)力稱為應(yīng)力。稱為應(yīng)力。 共振共振：當(dāng)強(qiáng)迫振動頻率等于固有振動頻率時，強(qiáng)：當(dāng)強(qiáng)迫振動頻率等于固有振動頻率時，強(qiáng)迫振動的振幅達(dá)到最大值，連接發(fā)電機(jī)、變壓器迫振動的振幅達(dá)到最大值，連接發(fā)電機(jī)、變壓器以及配電裝置中的導(dǎo)體均重要回路，需要考慮共以及

18、配電裝置中的導(dǎo)體均重要回路，需要考慮共振現(xiàn)象。振現(xiàn)象。 動態(tài)應(yīng)力和固有頻率有關(guān)系。動態(tài)應(yīng)力和固有頻率有關(guān)系。 動態(tài)應(yīng)力系數(shù)動態(tài)應(yīng)力系數(shù)：動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值。：動態(tài)應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力的比值。第四節(jié)第四節(jié) 電氣設(shè)備及主接線的可靠性分析電氣設(shè)備及主接線的可靠性分析 一、基本概念一、基本概念 1. 可靠性可靠性：設(shè)備和系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和預(yù)定的：設(shè)備和系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和預(yù)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。 在設(shè)計主接線時，一般以保證連續(xù)供電和發(fā)電出在設(shè)計主接線時，一般以保證連續(xù)供電和發(fā)電出力的概率作為可靠性計算的基本依據(jù)。力的概率作為可靠性計算的基本依據(jù)。 2. 電氣設(shè)備

19、的分類電氣設(shè)備的分類 可修復(fù)元件：發(fā)生故障后經(jīng)過修理可以恢復(fù)正?？尚迯?fù)元件：發(fā)生故障后經(jīng)過修理可以恢復(fù)正常工作狀態(tài)，如：發(fā)電機(jī)等，由可修復(fù)元件組成的工作狀態(tài)，如：發(fā)電機(jī)等，由可修復(fù)元件組成的組成的系統(tǒng)是可修復(fù)系統(tǒng)，如電氣主接線。組成的系統(tǒng)是可修復(fù)系統(tǒng)，如電氣主接線。 不可修復(fù)元件：故障后不能修理，或雖能修理卻不可修復(fù)元件：故障后不能修理，或雖能修理卻不經(jīng)濟(jì)。不經(jīng)濟(jì)。 3. 電氣設(shè)備的工作狀態(tài)電氣設(shè)備的工作狀態(tài) 電氣設(shè)備的工作狀態(tài)分為：運(yùn)行狀態(tài)（工作或待電氣設(shè)備的工作狀態(tài)分為：運(yùn)行狀態(tài)（工作或待命）和停運(yùn)狀態(tài)（故障或修理）。命）和停運(yùn)狀態(tài)（故障或修理）。 可靠性分析中不包括計劃停運(yùn)狀態(tài)?？煽啃苑?/p>

20、析中不包括計劃停運(yùn)狀態(tài)。 二、可靠性的主要指標(biāo)二、可靠性的主要指標(biāo) 1.不可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)：不可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)：可靠度、不可靠可靠度、不可靠度、故障率和平均無故障工作時間。度、故障率和平均無故障工作時間。 2.可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)：可修復(fù)元件的可靠性指標(biāo)：可靠度、不可靠度、可靠度、不可靠度、故障率、修復(fù)率、平均修復(fù)時間、平均運(yùn)行周期、故障率、修復(fù)率、平均修復(fù)時間、平均運(yùn)行周期、可用度、不可用度和故障頻率?？捎枚?、不可用度和故障頻率。 可靠度可靠度：指元件在起始時刻正常運(yùn)行條件下，在：指元件在起始時刻正常運(yùn)行條件下，在時間區(qū)間時間區(qū)間0,t不發(fā)生故障的概率，對可修復(fù)元件不發(fā)生故障的

21、概率，對可修復(fù)元件主要集中在從起始時刻到首次故障的時間。主要集中在從起始時刻到首次故障的時間。 不可靠度不可靠度：指元件在起始時刻正常運(yùn)行條件下，：指元件在起始時刻正常運(yùn)行條件下，在時間區(qū)間在時間區(qū)間0,t 發(fā)生首次故障的概率。發(fā)生首次故障的概率。 故障密度：單位時間內(nèi)發(fā)生首次故障的概率，即：故障密度：單位時間內(nèi)發(fā)生首次故障的概率，即： 故障率故障率：元件從起始時刻直至?xí)r刻：元件從起始時刻直至?xí)r刻t完好條件下，完好條件下，在時刻在時刻t以后單位時間里發(fā)生故障的次數(shù)，一般以后單位時間里發(fā)生故障的次數(shù)，一般用平均故障率表示。用平均故障率表示。d ( )d ( )( )ddF tR tf ttt 平

22、均故障率：平均故障率： 在設(shè)備正常壽命期在設(shè)備正常壽命期內(nèi)為常數(shù)。內(nèi)為常數(shù)。 平均每年運(yùn)行設(shè)備的臺數(shù)。平均每年運(yùn)行設(shè)備的臺數(shù)。 平均無故障時間平均無故障時間:設(shè)備每次連續(xù)運(yùn)行的時間設(shè)備每次連續(xù)運(yùn)行的時間,是故是故障率的倒數(shù)障率的倒數(shù). 修復(fù)率修復(fù)率：在現(xiàn)有的檢修能力和維修組織安排的：在現(xiàn)有的檢修能力和維修組織安排的條件下，平均單位時間內(nèi)能修復(fù)設(shè)備的臺數(shù)，條件下，平均單位時間內(nèi)能修復(fù)設(shè)備的臺數(shù)，在設(shè)備正常命期內(nèi)為常數(shù)。在設(shè)備正常命期內(nèi)為常數(shù)。 平均修復(fù)時間平均修復(fù)時間：又稱平均停運(yùn)時間，設(shè)備每次：又稱平均停運(yùn)時間，設(shè)備每次連續(xù)檢修所需要的時間連續(xù)檢修所需要的時間,即故障停運(yùn)的總時間即故障停運(yùn)的總

23、時間/總總的故障次數(shù)的故障次數(shù),等于修復(fù)率的倒數(shù)。等于修復(fù)率的倒數(shù)。 n故障次數(shù)年數(shù) 平均運(yùn)行周期平均運(yùn)行周期：可修復(fù)元件的平均故障間隔時間，：可修復(fù)元件的平均故障間隔時間，等于平均無故障時間和平均修復(fù)時間的和。等于平均無故障時間和平均修復(fù)時間的和。 可用度：可用度：又稱可用率、有效度，指穩(wěn)態(tài)下元件或又稱可用率、有效度，指穩(wěn)態(tài)下元件或系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的概率，系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的概率，等于平均無故等于平均無故障工作時間與平均運(yùn)行周期的比值障工作時間與平均運(yùn)行周期的比值。 可用度與可靠度的區(qū)別：可靠度是在某段時間內(nèi)可用度與可靠度的區(qū)別：可靠度是在某段時間內(nèi)處于連續(xù)工作狀態(tài)的概率，而可用度

24、不要求是連處于連續(xù)工作狀態(tài)的概率，而可用度不要求是連續(xù)。續(xù)。 不可用度不可用度：又稱可用率、有效度，指穩(wěn)態(tài)下元件：又稱可用率、有效度，指穩(wěn)態(tài)下元件或系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài)下的概率，或系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài)下的概率，等于平均修復(fù)時等于平均修復(fù)時間與平均運(yùn)行周期的比值間與平均運(yùn)行周期的比值。 可靠度與不可靠度之和等于可靠度與不可靠度之和等于1。 故障頻率故障頻率：表示設(shè)備在長期運(yùn)行條件下，每年平：表示設(shè)備在長期運(yùn)行條件下，每年平均故障次數(shù)，是平均運(yùn)行周期的倒數(shù)。均故障次數(shù)，是平均運(yùn)行周期的倒數(shù)。 3. 電氣主接線的可靠性指標(biāo)電氣主接線的可靠性指標(biāo) 主接線是以保證連續(xù)供電和發(fā)電出力的概率作為主接線是以保證連續(xù)供

25、電和發(fā)電出力的概率作為可靠性計算的基本依據(jù)?？煽啃杂嬎愕幕疽罁?jù)。 主接線的可靠性隨著其功能和在電力系統(tǒng)中地位主接線的可靠性隨著其功能和在電力系統(tǒng)中地位的不同而不同的不同而不同: 對發(fā)電廠主接線對發(fā)電廠主接線:保證連續(xù)供電和發(fā)電出力保證連續(xù)供電和發(fā)電出力; 對變電站對變電站:保證供電的連續(xù)性保證供電的連續(xù)性; 主接線的可靠性指標(biāo)主接線的可靠性指標(biāo):用某種供電方式下的可用度、用某種供電方式下的可用度、平均無故障工作時間、每年平均停運(yùn)時間和故障平均無故障工作時間、每年平均停運(yùn)時間和故障頻率來表示。頻率來表示。 三、電氣主接線的可靠性計算三、電氣主接線的可靠性計算 電氣主接線的可靠性：由元件的可靠性

26、和系統(tǒng)的電氣主接線的可靠性：由元件的可靠性和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定。結(jié)構(gòu)決定。 網(wǎng)絡(luò)法網(wǎng)絡(luò)法：以求解邏輯圖為基礎(chǔ)，主要用于主接線：以求解邏輯圖為基礎(chǔ)，主要用于主接線的可靠性計算。的可靠性計算。 狀態(tài)空間法狀態(tài)空間法：建立在馬爾科夫模型基礎(chǔ)上，主要：建立在馬爾科夫模型基礎(chǔ)上，主要用于電力系統(tǒng)可靠性的計算。用于電力系統(tǒng)可靠性的計算。 馬爾科夫模型：馬爾科夫模型：X(k+1)=X(k)P X(k)表示表示t=k時刻的狀態(tài)向量，時刻的狀態(tài)向量，P表示一步轉(zhuǎn)移概表示一步轉(zhuǎn)移概率矩陣。率矩陣。 1. 串聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)：如果系統(tǒng)中任何一個元件發(fā)生故障，：如果系統(tǒng)中任何一個元件發(fā)生故障，便構(gòu)成系統(tǒng)故障（功能消失）。便

27、構(gòu)成系統(tǒng)故障（功能消失）。 對于可修復(fù)系統(tǒng)：其可用度應(yīng)等于系統(tǒng)中所有元對于可修復(fù)系統(tǒng)：其可用度應(yīng)等于系統(tǒng)中所有元件可用度的乘積。件可用度的乘積。 2.并聯(lián)系統(tǒng)：并聯(lián)系統(tǒng)：所有元件都發(fā)生故障時，才構(gòu)成系所有元件都發(fā)生故障時，才構(gòu)成系統(tǒng)故障。統(tǒng)故障。 對于可修復(fù)系統(tǒng)：其不可用度應(yīng)等于系統(tǒng)中所有對于可修復(fù)系統(tǒng)：其不可用度應(yīng)等于系統(tǒng)中所有元件不可用度的乘積。元件不可用度的乘積。 3.串并聯(lián)混合系統(tǒng)串并聯(lián)混合系統(tǒng) 串并聯(lián)混合系統(tǒng)的可用度的計算方法：對于可修串并聯(lián)混合系統(tǒng)的可用度的計算方法：對于可修復(fù)系統(tǒng)，將混合系統(tǒng)分成若干個子系統(tǒng)，然后按復(fù)系統(tǒng)，將混合系統(tǒng)分成若干個子系統(tǒng)，然后按照一定的順序分別計算出子

28、系統(tǒng)的可用度，然后照一定的順序分別計算出子系統(tǒng)的可用度，然后再把每個子系統(tǒng)當(dāng)成一個元件，再計算出混合系再把每個子系統(tǒng)當(dāng)成一個元件，再計算出混合系統(tǒng)的可用度。統(tǒng)的可用度。 四、電氣主接線可靠性的計算程序四、電氣主接線可靠性的計算程序 根據(jù)電氣主接線的形式，列出其中所有元件；根據(jù)電氣主接線的形式，列出其中所有元件； 給出每個元件的故障率、修復(fù)率、計劃檢修率和給出每個元件的故障率、修復(fù)率、計劃檢修率和停運(yùn)時間等；停運(yùn)時間等； 確定系統(tǒng)故障判據(jù)，即確定主接線正常和故障條確定系統(tǒng)故障判據(jù)，即確定主接線正常和故障條件；件； 建立數(shù)學(xué)模型，選擇要計算的可靠性指標(biāo)；建立數(shù)學(xué)模型，選擇要計算的可靠性指標(biāo)； 采用

29、合適的可靠性計算方法，計算電氣主接線系采用合適的可靠性計算方法，計算電氣主接線系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。第五節(jié)第五節(jié) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容包括財務(wù)評價、國民經(jīng)濟(jì)評技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容包括財務(wù)評價、國民經(jīng)濟(jì)評價、不確定性分析和方案比較。價、不確定性分析和方案比較。 1. 財務(wù)評價和國民經(jīng)濟(jì)評價財務(wù)評價和國民經(jīng)濟(jì)評價 （1）財務(wù)評價是從企業(yè)角度根據(jù)國家現(xiàn)行財稅）財務(wù)評價是從企業(yè)角度根據(jù)國家現(xiàn)行財稅制度和現(xiàn)行價格，分析測算工程項目的經(jīng)濟(jì)效益制度和現(xiàn)行價格，分析測算工程項目的經(jīng)濟(jì)效益和費用，考察項目的獲利能力、清償能力及外匯和

30、費用，考察項目的獲利能力、清償能力及外匯效果等財務(wù)狀況，以判別建設(shè)工程項目財務(wù)上的效果等財務(wù)狀況，以判別建設(shè)工程項目財務(wù)上的可行性?？尚行?。 財務(wù)評價的主要指標(biāo)：財務(wù)評價的主要指標(biāo)：財務(wù)內(nèi)部收益率、投資回財務(wù)內(nèi)部收益率、投資回收期、固定資產(chǎn)投資借款償還年限等。收期、固定資產(chǎn)投資借款償還年限等。 財務(wù)內(nèi)部收益率財務(wù)內(nèi)部收益率:財務(wù)內(nèi)部收益率是指項目在整個財務(wù)內(nèi)部收益率是指項目在整個計算期內(nèi)各年財務(wù)凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和等于零計算期內(nèi)各年財務(wù)凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和等于零時的折現(xiàn)率時的折現(xiàn)率 。銷售電價是影響財務(wù)內(nèi)部收益率最銷售電價是影響財務(wù)內(nèi)部收益率最敏感的因素。敏感的因素。 投資回收期：投資回收期：

31、就是使累計的經(jīng)濟(jì)效益等于最初的就是使累計的經(jīng)濟(jì)效益等于最初的投資費用所需的時間投資費用所需的時間 。它分為靜態(tài)投資回收期和。它分為靜態(tài)投資回收期和動態(tài)投資回收期。動態(tài)投資回收期。 財務(wù)評價的輔助指標(biāo)：財務(wù)評價的輔助指標(biāo)：投資利潤率、投資利稅率、投資利潤率、投資利稅率、凈現(xiàn)值率等。凈現(xiàn)值率等。 投資利潤率：投資利潤率：一般是指項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后一般是指項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后的一個正常生產(chǎn)年份的利潤總額與項目總投資的的一個正常生產(chǎn)年份的利潤總額與項目總投資的比率。比率。 投資利稅率投資利稅率是指項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后的一個是指項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后的一個正常生產(chǎn)年份的年利稅總額或項目生產(chǎn)期內(nèi)的

32、年正常生產(chǎn)年份的年利稅總額或項目生產(chǎn)期內(nèi)的年平均利稅總額與項目總投資的比率。平均利稅總額與項目總投資的比率。 財務(wù)凈現(xiàn)值：財務(wù)凈現(xiàn)值：指把項目計算期內(nèi)各年的財務(wù)凈現(xiàn)指把項目計算期內(nèi)各年的財務(wù)凈現(xiàn)金流量，按照一個給定的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率金流量，按照一個給定的標(biāo)準(zhǔn)折現(xiàn)率(基準(zhǔn)收益率基準(zhǔn)收益率)折算到建設(shè)期初折算到建設(shè)期初(項目計算期第一年年初項目計算期第一年年初)的現(xiàn)值的現(xiàn)值之和。之和。 對于電力行業(yè)來說對于電力行業(yè)來說,在基準(zhǔn)收益率沒有明確時在基準(zhǔn)收益率沒有明確時,應(yīng)應(yīng)高于同期銀行對電力行業(yè)的貸款年利率高于同期銀行對電力行業(yè)的貸款年利率;投資回投資回 收期應(yīng)低于基準(zhǔn)投資回收期和借款償還期。收期應(yīng)低于基準(zhǔn)

33、投資回收期和借款償還期。 （2）國民經(jīng)濟(jì)品家是從國家角度考察工程項目）國民經(jīng)濟(jì)品家是從國家角度考察工程項目的效益和費用，衡量的指標(biāo)主要有：經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收的效益和費用，衡量的指標(biāo)主要有：經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值率等。益率、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值率等。 當(dāng)財務(wù)評價和國民經(jīng)濟(jì)評價的結(jié)果發(fā)生矛盾時，當(dāng)財務(wù)評價和國民經(jīng)濟(jì)評價的結(jié)果發(fā)生矛盾時，應(yīng)以國民經(jīng)濟(jì)評價為主。應(yīng)以國民經(jīng)濟(jì)評價為主。 2.不確定性分析不確定性分析 不確定性分析是分析可變因素以測定工程項目或不確定性分析是分析可變因素以測定工程項目或設(shè)計方案可承擔(dān)風(fēng)險的能力。設(shè)計方案可承擔(dān)風(fēng)險的能力。 對于電力工程項目來說，主要分析固定資產(chǎn)投資、對于電力工程項目來說，主要分析固定資產(chǎn)投資、燃料費用、售電價格、電量、施工期等因素變化燃料費用、售電價格、電量、施工期等因素變化時，對主要經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的影響。時，對主要經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的影響。 3. 方案比較方案比較 常用的比較方法：最小費用法、凈現(xiàn)值法、內(nèi)部常用的比較方法：最小費用法、凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法、抵償年限法等，在實際中主要采用最收益率法、