提高城市供電可靠性技術(shù)措施的探討

蔡建軍，胡 敦

（金華電業(yè)局，浙江 金華 321017）

0 引言

供電可靠性反映了電力工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)電能需求的滿足程度，是供電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基建、施工、設(shè)備選型、生產(chǎn)運(yùn)行、供電服務(wù)等方面的質(zhì)量和管理水平的綜合體現(xiàn)；也是加強(qiáng)內(nèi)部管理，提升服務(wù)水平，提高社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。抓好城市供電可靠性管理，不僅能夠減少停電損失，更能提高客戶滿意率，造就供電企業(yè)與客戶的雙贏局面。

以金華城市供電可靠性管理實(shí)踐為例，闡述了近幾年為提高城市供電可靠性所采取的完善輸變電網(wǎng)架、優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推廣配電帶電作業(yè)、不停電倒電，開展配電網(wǎng)狀態(tài)檢修，優(yōu)化設(shè)備選型，防外損措施、防雷技術(shù)探索應(yīng)用等技術(shù)措施，并對(duì)取得的效果進(jìn)行了效益分析。

1 影響因素分析

影響供電可靠性指標(biāo)的因素很多，以2008—2010年金華城市配電網(wǎng)停電事件為例，分析近幾年城市配電網(wǎng)主要停電影響因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)預(yù)安排停電次數(shù)占了73.21%，故障停電僅占26.79%。預(yù)安排停電中影響較大的是內(nèi)部計(jì)劃施工停電、計(jì)劃?rùn)z修和市政工程建設(shè)施工停電；故障停電中影響較大的是外力因素、氣候因素和設(shè)備原因。

各種停電原因影響占比如圖1所示。根據(jù)影響因素的分析總結(jié)，近幾年主要采取了以下技術(shù)措施，以提高供電可靠性水平。

圖1 停電責(zé)任原因分類占比統(tǒng)計(jì)

2 采取的主要技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)城市輸變電網(wǎng)架的建設(shè)

城市電網(wǎng)應(yīng)采取500 kV變電站為供電電源依托，220 kV雙環(huán)網(wǎng)分區(qū)開環(huán)運(yùn)行，220 kV變電站深入城市負(fù)荷中心區(qū)的供電模式。實(shí)現(xiàn)分層分區(qū)運(yùn)行后，有效地限制了電網(wǎng)的短路電流，解開了高低壓之間的電磁環(huán)網(wǎng)，提高了電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行能力，防止發(fā)生大規(guī)模聯(lián)鎖停電事故。

2.2 高壓配電網(wǎng)的優(yōu)化

城市中心區(qū)和規(guī)劃區(qū)一般負(fù)荷密度較高，高壓配電網(wǎng)應(yīng)取消35 kV公用變電站，以110 kV變電站供電為主，35 kV專線供電用戶原則上接入220 kV變電站。110 kV變電站接線模式宜簡(jiǎn)潔清晰，取消單線單變接線和雙T接線，保證供電電源可靠，且滿足“N-1”安全準(zhǔn)則要求。

城市中心區(qū)重要用戶較多，110 kV變電站進(jìn)線電源應(yīng)來自不同的220 kV變電站，保證其中1座110 kV變電站全站失壓停電時(shí)，不會(huì)影響用戶的供電。

2.3 優(yōu)化中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

城市中心區(qū)中壓配電網(wǎng)應(yīng)采用電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，并至少能滿足“N-1”安全準(zhǔn)則供電要求，合理布置開閉所和戶外環(huán)網(wǎng)單元，供電分區(qū)應(yīng)相對(duì)獨(dú)立、不交叉重疊。合理控制每回中壓出線裝接的配電變壓器臺(tái)數(shù)和容量，一般不超過30臺(tái)和10 000 kVA；合理控制每座開閉所（戶外環(huán)網(wǎng)單元）出線裝接的配電變壓器總臺(tái)數(shù)和總?cè)萘?，一般每段母線不超過10臺(tái)和3 000 kVA。

城市規(guī)劃區(qū)中壓配電網(wǎng)應(yīng)盡量按城市中心區(qū)標(biāo)準(zhǔn)一次建成電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，條件不足時(shí)可采用架空電纜混合網(wǎng)供電，但應(yīng)能滿足“N-1”安全準(zhǔn)則供電要求。架空線采用多分段三聯(lián)絡(luò)供電方式，一般按3～4段分段考慮，每分段配電變壓器數(shù)量不宜超過15臺(tái)，便于停電檢修時(shí)有效控制停電時(shí)戶數(shù)。

2.4 推廣配電帶電作業(yè)

配電線路帶電作業(yè)主要針對(duì)城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)架空配電線路，利用帶電作業(yè)開展的工作主要有：

（1）帶電修剪樹枝、清除異物、拆除廢舊設(shè)備及近距離設(shè)備巡視和一般缺陷處理等，提高設(shè)備巡視的質(zhì)量，改善缺陷處理及時(shí)性，并能有效解決樹線矛盾。

（2）利用絕緣斗臂車配合市政工程、業(yè)擴(kuò)工程和事故搶修等工作，主要是采用絕緣手套作業(yè)法帶電斷接引線；更換直線桿絕緣子及橫擔(dān)；不帶負(fù)荷更換柱上開關(guān)設(shè)備。

（3）利用絕緣斗臂車完成線路技改、大修等中小型工程項(xiàng)目，主要是采用絕緣手套作業(yè)法帶負(fù)荷更換柱上開關(guān)設(shè)備、直線桿改耐張桿、帶電撤立桿、直線桿改耐張桿并加裝柱上開關(guān)或隔離開關(guān)、旁路作業(yè)等綜合不停電作業(yè)。

2.5 實(shí)施不停電倒電

長(zhǎng)期以來，城市配電網(wǎng)由于配電網(wǎng)絡(luò)的充裕度不足，母線電壓相角差，柱上開關(guān)設(shè)備操作機(jī)構(gòu)易卡死、拒動(dòng)等問題，互相聯(lián)絡(luò)的配電線路不能合環(huán)倒電，在變電所停電檢修時(shí)需要轉(zhuǎn)移負(fù)荷，引起短時(shí)停電。為實(shí)現(xiàn)不停電倒電，可采取以下措施：

（1）通過技術(shù)改造升級(jí)高壓配電網(wǎng)，消除10 kV母線相角差問題。

（2）城網(wǎng)改造中推廣使用YJV22-3×300及以上電力電纜和JKLYJ-10-185及以上架空絕緣導(dǎo)線，增大配電線路的負(fù)載能力，提高配電網(wǎng)絡(luò)充裕度，解決合環(huán)倒電引起的超載問題。

（3）更換FW18，LW3等類型開關(guān)設(shè)備，消除操作機(jī)構(gòu)易卡死、漏氣、拒動(dòng)、易老化等情況，選用ABB、施奈德等優(yōu)質(zhì)開關(guān)設(shè)備，提高設(shè)備操作可靠性。

2.6 開展配電網(wǎng)狀態(tài)檢修

傳統(tǒng)的運(yùn)行、檢修模式與供電可靠性、配電網(wǎng)檢修人員緊缺的矛盾日益突出。隨著新的生產(chǎn)管理模式的推進(jìn)和配電網(wǎng)新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)運(yùn)行、檢修模式的粗放、隨意、被動(dòng)等弊病日益明顯。為避免設(shè)備定期檢修引起的停電損失，在近兩年的配電網(wǎng)狀態(tài)檢修試點(diǎn)實(shí)踐中主要采取了以下幾項(xiàng)措施：

（1）以配電網(wǎng)運(yùn)行管理為基礎(chǔ)，開展配電網(wǎng)基礎(chǔ)資料、交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)、預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)、診斷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集整理，定期開展配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)，精確掌握配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)。

（2）全面推廣設(shè)備紅外熱像儀測(cè)溫，積極開展開關(guān)柜局部放電測(cè)試、電力電纜振蕩波局部放電測(cè)試。

（3）對(duì)投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)的架空線路，利用絕緣斗臂車登桿檢查。

2.7 防外力破壞技術(shù)措施

外力破壞引起的故障停電占故障總停電的比例一直較高，因此防外力破壞措施對(duì)預(yù)防故障停電尤為重要。為有效降低外力破壞故障概率，制定以下技術(shù)措施：

（1）全面推廣架空絕緣導(dǎo)線，以大大減少樹枝碰線、異物短路等外力因素引起的跳閘。

（2）路邊預(yù)應(yīng)力電桿更換為非預(yù)應(yīng)力電桿，交通車輛轉(zhuǎn)彎易受撞擊電桿選用鋼管桿，提高電桿防撞能力。

（3）路邊和人行道上電桿定期涂刷防撞標(biāo)識(shí)或裝砌防撞墩。

（4）跨越道路的架空線采用電纜下地的方式，防止機(jī)動(dòng)車掛斷導(dǎo)線。

（5）直埋電纜和管道埋設(shè)電纜定期檢查安全提示標(biāo)志，及時(shí)整改不明顯標(biāo)識(shí)，防止施工挖斷電纜。

2.8 防雷技術(shù)探索應(yīng)用

長(zhǎng)期以來，城郊結(jié)合部和工業(yè)園區(qū)等區(qū)域內(nèi)架空絕緣導(dǎo)線防雷問題一直困擾著配電網(wǎng)運(yùn)行。近幾年在防雷技術(shù)的探索應(yīng)用實(shí)踐中，主要采取了以下幾點(diǎn)措施，目前來看取得了一定的成效：

（1）變電站10 kV出線1 km范圍內(nèi)敷設(shè)電纜或架設(shè)架空絕緣導(dǎo)線，減少變電所近區(qū)雷擊故障對(duì)主變壓器的沖擊，每基桿塔裝設(shè)帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器。

（2）變電站出線桿、開閉所進(jìn)出線桿、配電變壓器高低壓側(cè)、架空線路電纜頭、柱上斷路器、柱上負(fù)荷開關(guān)、柱上隔離開關(guān)、高壓計(jì)量箱、高壓電容器及經(jīng)常發(fā)生雷擊的桿塔應(yīng)裝設(shè)避雷器，二次保護(hù)設(shè)備應(yīng)使用無間隙的氧化鋅避雷器。

（3）無建筑物屏蔽的10 kV絕緣線路應(yīng)逐桿安裝帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器、帶間隙防雷穿刺防弧金具或采用防雷支柱絕緣子。

（4）新建架空配電線路應(yīng)采用防雷柱式絕緣子，改造架空配電線路應(yīng)安裝帶間隙防雷穿刺防弧金具。

3 效益分析

通過上述技術(shù)措施的落實(shí)，城市配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)有較為明顯的提高，表1是2010年與2008年供電可靠性主要指標(biāo)的對(duì)比分析情況。通過落實(shí)推廣配電帶電作業(yè)、開展?fàn)顟B(tài)檢修、防外力破壞及防雷技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)措施，對(duì)降低平均停電時(shí)間作用不十分明顯，但對(duì)控制平均停電次數(shù)、主要配電設(shè)備故障率、外力破壞和雷害故障次數(shù)等指標(biāo)有較為明顯的作用。

表1 2010年與2008年城市供電可靠性主要指標(biāo)對(duì)比分析表

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