電氣設(shè)備的地震災(zāi)害易損性分析

符一帆

摘要：本文介紹了現(xiàn)階段電氣設(shè)備地震災(zāi)害易損性分析的研究現(xiàn)狀，闡述了電氣設(shè)備易損性分析的方法，最后提出了利用統(tǒng)計(jì)分析方法建立電氣設(shè)備易損性曲線的具體步驟。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；地震災(zāi)害；易損性

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）007-000-01

一、前言

我國(guó)很多地區(qū)屬于地震多發(fā)區(qū)，在2008年5月12日，我國(guó)四川省汶川縣的地震災(zāi)害等級(jí)達(dá)到8.0級(jí)，相鄰的很多省份都出現(xiàn)了震感。地震對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備造成了極大的損害，一些設(shè)備受到毀滅性的破壞，部分發(fā)電機(jī)組無(wú)法運(yùn)行，很多用戶不能正常用電。在此之后的幾年間，我國(guó)又相繼發(fā)生了多起地震災(zāi)害，例如2013年1月30日青海省玉樹(shù)藏族自治州發(fā)生5.1級(jí)地震、2013年7月20日四川省雅安市發(fā)生7.0級(jí)地震、2014年2月12日新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)發(fā)生7.3級(jí)地震等，這些地震災(zāi)害都在不同程度對(duì)我國(guó)的電網(wǎng)設(shè)備造成極大的破壞，嚴(yán)重影響人們正常的生產(chǎn)、生活，給社會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，分析探索地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)電氣設(shè)備受到的影響，同時(shí)按照研究數(shù)據(jù)不斷提升電氣設(shè)備的抗震能力，是現(xiàn)階段我們必須解決的問(wèn)題。

二、電氣設(shè)備易損性分析方法

所謂的易損性指的是可以導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的事件的敏感度，我們也可以將其稱為脆弱性。如果某一系統(tǒng)自身的易損性大，那么其受到災(zāi)害事件的不利影響也將越大。僅僅在地震災(zāi)害的范圍內(nèi)分析，電氣設(shè)備的易損性就是指不同地震強(qiáng)度破壞的情況下，電氣設(shè)備受到一定程度損害所出現(xiàn)的概率大小。對(duì)于電氣設(shè)備的易損性分析，我們通常采用統(tǒng)計(jì)分析方法、計(jì)算分析方法以及實(shí)驗(yàn)-理論分析方法等三種分析方法。

采用地震災(zāi)害統(tǒng)計(jì)分析方法，是在依據(jù)現(xiàn)實(shí)的信息數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)不同的電氣設(shè)備在不同的地震等級(jí)中受到的損害程度，形成并建立地震等級(jí)和電氣設(shè)備損害概率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，最后總結(jié)出電氣設(shè)備的易損性分析模型或者建立實(shí)用的易損性分析曲線。采用統(tǒng)計(jì)分析的方法，能夠更加的符合宏觀震害結(jié)果，能夠更準(zhǔn)確的運(yùn)用到實(shí)際中，所以，在進(jìn)行電氣設(shè)備易損性分析的過(guò)程中，如果條件允許盡量采用此方法進(jìn)行易損性分析。

計(jì)算分析方法能夠依照非?？煽康睦碚摴降贸龅卣鹆τ绊懴码姎庠O(shè)備構(gòu)件能承受的最大應(yīng)力，同時(shí)將所計(jì)算的最大應(yīng)力和電氣設(shè)備材料的極限應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比，從而計(jì)算出電氣設(shè)備受損的概率值。不過(guò)對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于包含的設(shè)備數(shù)目龐大，需要計(jì)算的構(gòu)件數(shù)量也很多，同時(shí)部分電氣設(shè)備構(gòu)件的材料參數(shù)無(wú)從考究，所以，導(dǎo)致這種方法在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定的影響。

實(shí)驗(yàn)-理論分析方法來(lái)研究電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中不同種電氣設(shè)備的抗震性能，確定電氣設(shè)備的易損性曲線，這種方法相對(duì)也較為準(zhǔn)確，不過(guò)所需要研究的電氣設(shè)備數(shù)量龐大、種類繁多，要投入大量的人力、物力，并且需要很長(zhǎng)的研究周期，所以此分析方法在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的制約性。

三、電氣設(shè)備易損性曲線繪制

整個(gè)電力系統(tǒng)的構(gòu)成包含發(fā)電系統(tǒng)、輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)等三部分。對(duì)于工程上的抗震研究通常講重點(diǎn)放在發(fā)電廠、輸電線網(wǎng)絡(luò)以及變電站方面。我國(guó)的電廠數(shù)量要比變電站少很多，一般情況下一個(gè)地區(qū)只需一個(gè)或者幾個(gè)電廠就能滿足用電需求。在輸電線路技術(shù)不斷升級(jí)、改造的過(guò)程中，發(fā)電廠的位置選擇限制性越來(lái)越小，所以，我們可以將電廠建設(shè)于沒(méi)有地震活動(dòng)的地區(qū)，這樣就能很好的避免電廠受到地震災(zāi)害的影響。另一方面，我國(guó)電廠建設(shè)時(shí)對(duì)于抗震性能的標(biāo)準(zhǔn)要求要較變電站建設(shè)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)要求高出許多，電廠自身的抗震等級(jí)高得多，不易受到地震災(zāi)害的嚴(yán)重影響。所以，下面我們重點(diǎn)分析變電站以及輸電線路在地震災(zāi)害中的易損性曲線繪制方法。

（1）要對(duì)所研究系統(tǒng)的基本信息數(shù)據(jù)有較為全面的了解與整理。

（2）把所研究區(qū)域發(fā)生地震時(shí)的烈度圖與所研究的電力設(shè)施位置圖融合在一起，使得兩者統(tǒng)一在一個(gè)圖形布局中。

（3）計(jì)算得出各個(gè)電氣設(shè)備的最大峰值加速度（PGA）。

（4）把所計(jì)算得到的電氣設(shè)備PGA進(jìn)行排序，在大小順序排完以后，依照電氣設(shè)備所在區(qū)域的地震烈度，把整個(gè)圖形劃分為3個(gè)以上區(qū)域。

（5）由數(shù)學(xué)公式計(jì)算得出不同區(qū)間的最大峰值加速度加權(quán)平均值大小。

（6）分別對(duì)不同區(qū)間內(nèi)電氣設(shè)備的損害率進(jìn)行計(jì)算。

（7）把以上所計(jì)算的PGA值和電氣設(shè)備的損壞概率值全部標(biāo)記到坐標(biāo)系之中。

（8）采取非線性回歸的方法對(duì)所得的曲線進(jìn)行回歸分析，得出和實(shí)際最為接近的電氣設(shè)備易損性分析曲線。

四、結(jié)語(yǔ)

按照統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)電氣設(shè)備的易損性進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的易損性曲線，能夠得出電氣設(shè)備在各種地震烈度下更加準(zhǔn)確的損壞概率值，為整個(gè)電力系統(tǒng)的抗震性能分析提供依據(jù)和參考，同時(shí)還能對(duì)電氣設(shè)備的抗震性能設(shè)計(jì)、設(shè)備加固以及震后維修等工作提供數(shù)據(jù)支持，促進(jìn)電力系統(tǒng)的抗震性能進(jìn)一步發(fā)展。

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