有關(guān)配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性保障措施的研究

摘 要：隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活對(duì)電力的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，而配電網(wǎng)是直接面對(duì)用戶的電網(wǎng)末端環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行關(guān)系到電能質(zhì)量及供電可靠性等重要指標(biāo)與人們生活息息相關(guān)。近年來(lái)，在節(jié)能減排的壓力下，分布式電源逐漸并入配電網(wǎng)，其間歇性與隨機(jī)性嚴(yán)重影響著配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。針對(duì)新形勢(shì)，文章深入分析配電網(wǎng)安全運(yùn)行意義和影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素，最后提出保障配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效措施。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；安全穩(wěn)定；分布式電源；可靠性

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）33-0083-02

隨著配電網(wǎng)建設(shè)和改造的逐步升級(jí)，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。從最初的輻射型供電網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，“手拉手”式供電網(wǎng)絡(luò)，配電網(wǎng)已經(jīng)成為電網(wǎng)各環(huán)節(jié)中規(guī)模最大、供電范圍最廣的部分。如此巨大的電網(wǎng)不可避免地會(huì)受到各種不可預(yù)知因素的影響，從而導(dǎo)致跳閘停電，這直接影響人民生活與社會(huì)生產(chǎn)，甚至可能會(huì)發(fā)生造成人身傷害或危及國(guó)家安全的惡性事故。近來(lái)年在環(huán)保要求下，分布式電源逐漸并入配電網(wǎng)，目前在分布式電源中比例最大的是小水電和風(fēng)電和光伏發(fā)電。由于分布式電源的接入，導(dǎo)致配電網(wǎng)的潮流、電壓、繼電保護(hù)等運(yùn)行方式與傳統(tǒng)的單一電源配電系統(tǒng)有很大區(qū)別。傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備之間建立起來(lái)的配合關(guān)系被打破，在新型配電網(wǎng)帶來(lái)優(yōu)越性的同時(shí)也出現(xiàn)自動(dòng)重合閘不適應(yīng)以及孤島供電現(xiàn)象，這給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)。

1 配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的意義

在整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，配電網(wǎng)是最核心的組成部分。配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響對(duì)用戶的持續(xù)供電與電能質(zhì)量。隨著配電網(wǎng)建設(shè)和改造的逐步升級(jí)，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，供電面積逐漸擴(kuò)大，配電網(wǎng)難免會(huì)受到各種不可預(yù)知因素的影響而導(dǎo)致跳閘停電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，因配電網(wǎng)的故障所導(dǎo)致停電事故約占所有停電事故的80%以上，從而保持配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行對(duì)減少電網(wǎng)事故，保持電網(wǎng)的持續(xù)供電至關(guān)重要。配電網(wǎng)是直接與用戶聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)，一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障后，會(huì)對(duì)用戶的用電情況產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，以及難以控制的輿論信息。所以保證配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義，摒棄一貫的“重主網(wǎng)，輕配網(wǎng)”的思想，有助于我國(guó)電力行業(yè)的快速健康發(fā)展。

2 影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要因素

2.1 設(shè)備老化

構(gòu)成配電網(wǎng)的主要設(shè)備有架空線路、電力電纜、開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、配變等配電設(shè)備，因其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在戶外，經(jīng)常受到風(fēng)吹、日曬、雨淋等惡劣情況的影響，易老化，故障率高，給配電線路的安全運(yùn)行帶來(lái)了一定的影響，同時(shí)配電線路有大部分分布在山區(qū)，河流等環(huán)境中，金具易銹蝕，線路易發(fā)生斷線等故障，惡劣的運(yùn)行環(huán)境給急修人員操作、故障搶修帶來(lái)一定困難，這也是配電網(wǎng)安全運(yùn)行的一大隱患。

2.2 供電容量不足

近年來(lái)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，負(fù)荷逐年增加，配電網(wǎng)的建設(shè)滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求，使得配電線路過(guò)負(fù)荷，配變?nèi)萘坎蛔悻F(xiàn)像時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。長(zhǎng)期的過(guò)負(fù)載運(yùn)行更加速了線路的老化，對(duì)線路的絕緣也極為不利。

2.3 接線方式

由于前些年電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中“重主網(wǎng)、輕配網(wǎng)”思想，使得配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，技術(shù)裝備落后，事故跳閘較多。隨著城市配電網(wǎng)的升級(jí)改造，配電網(wǎng)中電纜長(zhǎng)度大大增加，配電網(wǎng)對(duì)地電容電流大幅度上升。不少10 kV配電網(wǎng)電容電流已達(dá)到30～60 A。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，小電流接地系統(tǒng)的配電網(wǎng)往往電弧不能自行熄滅，產(chǎn)生穩(wěn)定或間歇的弧光過(guò)電壓。這種過(guò)電壓對(duì)配電網(wǎng)線路與設(shè)備的絕緣造成嚴(yán)重威脅，不利于配電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.4 配電網(wǎng)的閃絡(luò)

在含鹽量較高的海邊，或者在含粉塵較多的工廠附近，運(yùn)行中的設(shè)備絕緣件表面污染后，絕緣性能大幅降低，遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡(luò)。污閃有時(shí)發(fā)生在一相時(shí)會(huì)引起單相接地，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中非故障兩相電壓將升高；污閃也可能多相同時(shí)發(fā)生，還可能多處同時(shí)發(fā)生，這將引發(fā)更為嚴(yán)重的兩相接地短路。

2.5 過(guò)電壓?jiǎn)栴}

配電網(wǎng)大多是由110 kV降壓到10～35 kV，由于110 kV電網(wǎng)為限制單相接地短路電流的需要，對(duì)部分終端站的110 kV中性點(diǎn)不接地，當(dāng)110 kV電網(wǎng)出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí)，有可能在中性點(diǎn)上產(chǎn)生位移電壓。通過(guò)變壓器的耦合電容，傳遞到中低壓側(cè)，造成中低壓側(cè)避雷器爆炸和套管閃絡(luò)擊穿事故。

2.6 帶電間距問(wèn)題

配電線路多沿道路兩側(cè)架設(shè)，與城市綠化樹(shù)木平行，造成樹(shù)線距離不夠，特別到夏季，樹(shù)木瘋長(zhǎng)，遇有大風(fēng)等惡劣天氣，樹(shù)木倒伏到線路上或刮碰線路引起接地、跳閘等情況時(shí)有發(fā)生；另外由于導(dǎo)線松弛、弧垂過(guò)大、外力破壞、違章建筑等原因造成導(dǎo)地對(duì)地距離不足、也容易引起線路故障，威脅線路運(yùn)行安全。

2.7 智能配電網(wǎng)問(wèn)題

分布式電源接入配電系統(tǒng)比例逐漸增大，使傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)多源網(wǎng)絡(luò)。正常運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比都發(fā)生了顛覆性的變化。分布式電源并網(wǎng)所帶來(lái)的孤島效應(yīng)，危及電網(wǎng)運(yùn)行和檢修人員的安全，重合閘易損壞設(shè)備。

3 配電網(wǎng)安全運(yùn)行的保障措施

筆者認(rèn)為，要想確保配電網(wǎng)的安全運(yùn)行，就必須有針對(duì)性地采取保障性措施，下面提出了四點(diǎn)建議，僅供參考。

3.1 加大老舊配電設(shè)備及線路的改造力度

我國(guó)可以通過(guò)配電網(wǎng)的建設(shè)與改造，逐步更換以往老舊的和經(jīng)常出現(xiàn)故障的環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)關(guān)以及配變等配電設(shè)備，另外還可以適當(dāng)架空線路增大導(dǎo)線截面，從而進(jìn)一步提高配變?nèi)萘?，使供電可靠性和電壓質(zhì)量得到有效提高。

3.2 我們要結(jié)合實(shí)際情況采用科學(xué)合理的接線方式

首先在于新建與改造的配電網(wǎng)必須實(shí)行科學(xué)規(guī)劃，合理布局，盡量采取滿足N-1供電需求的接線方式和負(fù)荷分布，在供電線路發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)轉(zhuǎn)供電保障客戶正常用電。

其次要盡量減少配電網(wǎng)線中電容電流，如果實(shí)在難以減小到規(guī)定值以下，可以靈活地采取在變電站內(nèi)利用中性點(diǎn)加消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償。

3.3 要完善配電網(wǎng)安全防護(hù)設(shè)施，提高巡視力度

對(duì)運(yùn)行中的配電網(wǎng)設(shè)備有計(jì)劃地實(shí)施檢修，定期巡視、清理絕緣設(shè)備上的氣體、液體或污漬，防止發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象；對(duì)配電線路附近樹(shù)木和建筑，要經(jīng)常巡視，定期清理，防患于未然，消防結(jié)合，以防為主；加大對(duì)配電網(wǎng)防護(hù)設(shè)施的保護(hù)力度，逐漸提高配電網(wǎng)對(duì)惡劣自然環(huán)境的抵抗能力，從而減少雨雪、雷擊等自然災(zāi)害引起的配電網(wǎng)運(yùn)行故障。

3.4 要對(duì)運(yùn)行中的配電設(shè)備進(jìn)行局部放電測(cè)試和狀態(tài)評(píng)價(jià)

通過(guò)開(kāi)關(guān)柜局部放電試驗(yàn)和電纜振蕩波局部放電試驗(yàn)，我們可以篩查出肉眼巡視無(wú)法發(fā)現(xiàn)的局部絕緣不足問(wèn)題，并及時(shí)采取有效措施加以處理，從而防止因開(kāi)關(guān)柜故障、電纜中間頭故障、電纜終端頭故障引起的線路跳閘等問(wèn)題，進(jìn)而確保配電設(shè)備始終處于正常運(yùn)行狀態(tài)，最大限度地提高供電的可靠性。

3.5 實(shí)施安全技術(shù)革新，提高配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行水平

我們要積極地采用配網(wǎng)自動(dòng)化等科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)出現(xiàn)的事故做出正確快速的反應(yīng)，縮短配電網(wǎng)事故停電時(shí)間，確保配電網(wǎng)能夠在事故發(fā)生時(shí)對(duì)故障部分進(jìn)行隔離，確保非故障區(qū)域的正常供電，以減少配電網(wǎng)故障對(duì)用戶造成的不良影響。另外，要加大配電網(wǎng)的信息化建設(shè)和數(shù)字化建設(shè)力度，最終實(shí)現(xiàn)智能化，提高配電網(wǎng)的工作效率，增強(qiáng)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性能。

3.6 要特別注重提高配網(wǎng)運(yùn)行單位的客戶服務(wù)水平

要對(duì)政府機(jī)關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校以及人員密集場(chǎng)所等重要用電客戶開(kāi)展“一對(duì)一”服務(wù)，例如可以制定“一戶一冊(cè)”的事故應(yīng)急預(yù)案，提高他們對(duì)相關(guān)事故的應(yīng)急處理能力，減少不必要的損失。除此之外，還要加強(qiáng)對(duì)用電設(shè)備的管理和維護(hù)，提供應(yīng)急發(fā)電車(chē)、UPS應(yīng)急電源車(chē)等設(shè)備以充分滿足客戶的保供電需求，確保重要用電客戶的可靠供電，從而保障配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行對(duì)廣大人民生命財(cái)產(chǎn)安全極為重要，在很大程度上影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。但是在目前的配電網(wǎng)運(yùn)行方面，還存在著一些問(wèn)題，嚴(yán)重影響到了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。本文全面分析了配電網(wǎng)安全運(yùn)行的意義，影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素，以及解決不安全因素所采取的有效措施。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作實(shí)踐證明，統(tǒng)籌規(guī)劃配電網(wǎng)建設(shè)、合理計(jì)劃配電網(wǎng)改造、定期維護(hù)與巡視配電網(wǎng)設(shè)備、積極應(yīng)用新技術(shù)革新配電網(wǎng)設(shè)備等一系列措施，對(duì)提高配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行著實(shí)有效，對(duì)確保供電可靠性、維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王倫賓.提高配電網(wǎng)安全可靠性的措施[J].四川電力，2012，（2）.

[2] 陳林鏡，林明智.關(guān)于配電網(wǎng)運(yùn)行安全防護(hù)問(wèn)題的探討[J].電力與能源，2013，（5）.

[3] 朱君.關(guān)于10 kV配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的探討[J].科技與創(chuàng)新，2011，（5）.

[4] 殷豪，陳春泉，彭顯剛，等.分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響研究[J].東北電力技術(shù)，2012，（10）.

[5] 孔謹(jǐn).智能配電網(wǎng)的配電分區(qū)及孤島辨識(shí)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2013.

[6] 曹慶芳.完善防雷擊技術(shù)措施，保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行[J].供電技術(shù)，2007，（1）.

[7] 孫大光，張明新.10 kV配電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2007，（35）.