運用TRIZ理論分析低壓供電系統的可靠性

劉 芳，張海龍，張修魯，徐國強

山東鋼鐵集團萊鋼能源動力廠，山東萊蕪 271126

0 引言

TRIZ理論，即“發明問題解決理論”，表面的意思是強調解決實際問題，特別是發明問題；隱含的意思是由解決發明問題而最終實現技術和管理創新。

TRIZ理論從最通俗的意義上講就是創造性地發現問題和創造性地解決問題的過程，TRIZ理論的強大作用正在于它為人們創造性地發現問題和解決問題提供了系統的理論和方法工具。利用TRIZ理論原理解決問題的方法如下：首先，將一個待解決的實際問題轉化為問題模型；然后，針對不同的問題模型，應用不同的TRIZ工具，得到解決方案模型；最后，將這些解決方案模型應用到具體的問題之中，得到問題的解決方案。在利用TRIZ解決問題的過程中，設計者首先將待設計的產品表達成為TRIZ問題，然后利用TRIZ中的工具，如發明原理、標準解等，求出該TRIZ問題的普適解或稱模擬解（Analogous solution）；最后設計者在把該解轉化為領域的解或特解。

1 提出問題

隨著電網建設和改造的不斷深入,我國工業電網建設采用了許多先進的技術和管理方式。若電網基礎設施建設不合理,造成電網線變損較大,管理和維護費用較高,將直接影響企業的經濟效益。

在工業電力設施建設中，大面積低壓供電已成為工業電力需求的必然，而低壓供電系統的可靠性將成為影響企業生產的決定性因素。最大限度地挖掘低壓供電系統的可靠性,有效地降低線變損是未來企業發展的關鍵問題。在有限的建設資金下,采用什么樣的技術手段供電,如何科學管理顯得十分重要。

低壓工業供電方式多為單母線分段供電方式，供電方式簡單、便于操作，但當電源出現故障時，低壓整段母線將全部失電，將不利于設備的正常運行，影響低壓供電的可靠性。

問題：如何才能使供電方式簡單、經濟且不影響系統可靠性呢？

2 分析問題

1）將待解決問題的技術矛盾提取出來

通過分析，發現問題的關鍵在于供電方式的結構上。需要一種簡單且不失穩定性的供電方式結構。對現在供電方式在結構上進行分析。

（1）最簡單的供電結構：單母線供電。如圖1所示：

圖1 單母線供電

優點：結構簡單、便于操作；

缺點：系統可靠性低。

存在的矛盾：供電方式結構簡單了，結果系統可靠性降低了。

（2）最可靠的供電結構：雙母線雙電源供電。如圖2所示：

圖2 雙母線雙電源供電

優點 系統可靠性增強

缺點：結構復雜、不便于操作且造價較高。

存在矛盾：系統可靠性增強了，結果導致操作變得復雜，造價較高。

現在存在這樣的兩個矛盾：

矛盾一：供電結構簡單與系統可靠性降低之間的矛盾。

利用39個通用工程參數中的兩個來表示它們。

需要改善的特性：33#操作流程的方便性；

系統惡化的特性：27#可靠性。

矛盾二：供電可靠性與操作復雜之間的矛盾。

需要改善的特性：27#可靠性；

需要惡化的特性：33#操作流程的方便性。

2）從阿齊舒勒矛盾矩陣表中得到相應的創新原理

對應第33行第27列，得到四個創新原理：

17#多維化原理；

27#一次性用品替代原理；

08#反重力原理；

40#復合材料原理。

對應第27行第33列，得到三個創新原理：

27#一次性用品替代原理；

17#多維化原理；

40#復合材料原理。

3 解決方案

根據TRIZ理論給出的創新原理啟示及現實情況分析，利用多維化原理將單一電源的供電方式改為雙電源自動切換的供電方式。即當其中任意一路電源失電時，自動切換裝置將把母線電源切換至另一路電源，保證了系統的可靠性，同時也不影響操作的方便性。

[1]根里奇.阿齊舒勒.發明家誕生了——TRIZ.創造性解決問題的理論和方法[M].范怡紅，黃玉霖，譯.成都：西安交通大學出版社，2004.

[2]尤里·薩拉馬托夫.怎樣成為發明家——50小時學創造[M].王子羲，郭越紅，高婷，段海波，譯.北京：北京理工大學出版社，2006.

[3]Alshuller G S.2001.40 Principles:TRIZ Keys to Technical Innovation.With New Material by Lev Shulyak,Drawing by Uri Fedoseev.Worcester:Technical Innovation Center.

[4]林妙玉，郭謀發，謝華芳，楊耿杰.基于SVG的配電網線損在線可視化計算[J].電氣技術，2011(2).

[5]中國高等學校電力系統及其自動化專業第21屆學術年會會議紀要[J].電力系統及其自動化學報，2005(6).