試論配電系統(tǒng)的可靠性

李曉鵬

摘 要：本文首先在對配電系統(tǒng)供電可靠性的內(nèi)涵進行分析的基礎上，探討了影響配電系統(tǒng)供電可靠性的主要因素以及與此相關(guān)的可靠性管理原則，然后再集合配電系統(tǒng)運行實踐經(jīng)驗，分別從配網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實用技術(shù)、故障診斷與狀態(tài)檢修技術(shù)和停電管理技術(shù)等四個方面提出了對應的提高配電系統(tǒng)可靠性的技術(shù)及管理措施，希望借此可以形成相對完善的提高配電系統(tǒng)運行可靠性的技術(shù)及管理體系，并為今后的電力工作提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；可靠性；故障診斷；技術(shù)及管理措施

配電系統(tǒng)不僅只是整個電力系統(tǒng)的末端部分，同時也是與用戶直接聯(lián)系的重要功能結(jié)構(gòu)，在日常的供電工作中主要擔當電能供應、分配等功能，因此它的可靠性直接影響到了整個供電系統(tǒng)的功能穩(wěn)定性。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，約有80%左右的用戶停電故障多是因為電力系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)故障導致的。因此，開展配電系統(tǒng)可靠性管理措施的研究對提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)化用戶的用電體驗具有重要作用。

一、配電系統(tǒng)供電可靠性的內(nèi)涵

通常意義上的配電系統(tǒng)供電可靠性的內(nèi)涵是指供電系統(tǒng)對用戶持續(xù)供電的能力，長期以來一直是電力可靠性管理工作的重要內(nèi)容，尤其是在當前的市場經(jīng)濟體制下，可以將之作為電力工業(yè)滿足當前國民經(jīng)濟發(fā)展需要程度的重要衡量指標。在供電可靠性評價中，一般利用供電可靠率作為計量指標，即在一定的統(tǒng)計期間內(nèi)，有效的供電時間的總小時數(shù)與統(tǒng)計期間的總小時數(shù)的比值（%）。

二、影響配電系統(tǒng)供電可靠性的主要因素及可靠性管理原則

（一）影響配電系統(tǒng)供電可靠性的主要因素。（1）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。在部分偏遠城鎮(zhèn)地區(qū)或者農(nóng)村地區(qū)，配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，而且供電半徑較大、導線截面積小，線路的相互替代能力和可靠性較差，往往出現(xiàn)“一停一片，一停一線”的現(xiàn)象。（2）設備及線路故障。配電系統(tǒng)中的各類型電氣設備較多，輸配電線路在運行過程中會出現(xiàn)不同類型的故障，這些故障因素都會影響到系統(tǒng)的正常運行，降低配電系統(tǒng)的運行可靠性。（3） 管理操作事故。部分地區(qū)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)并沒有完全構(gòu)建起來，導致系統(tǒng)的自動化程度較低，需要人工干預的管控環(huán)節(jié)較多。而人為管理存在較大的不穩(wěn)定性，這些都會增加系統(tǒng)運行中的不穩(wěn)定性，導致配電系統(tǒng)可靠性下降。

（二）配電系統(tǒng)可靠性原則。配電系統(tǒng)的可靠性原則是針對整個配電系統(tǒng)而言的，在整個系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和運行管理過程中，為了保證系統(tǒng)的可靠性要求而采取的相應技術(shù)指標、條件和相關(guān)規(guī)定，是對整個配電系統(tǒng)可靠性進行評估的標準和原則。在配電系統(tǒng)設計和優(yōu)化過程中，必須從用戶需求、配電系統(tǒng)供電冗余度關(guān)系出發(fā)，從供電成本、供電質(zhì)量、連續(xù)性等幾個方面綜合考慮，分析供電成本與配電系統(tǒng)可靠性之間的遞增特性，采取合理的技術(shù)措施以盡量低的成本來保證配電系統(tǒng)處于最佳的可靠性運行狀態(tài)。

三、提高配電系統(tǒng)可靠性的技術(shù)及管理措施

（一）優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃，強化系統(tǒng)可靠性。在規(guī)劃的過程中主要滿足以下三個方面的要求：① 充分了解上一級供電網(wǎng)絡的遠期發(fā)展規(guī)劃與布局，并將之作為本級電網(wǎng)規(guī)劃的依據(jù)；② 在構(gòu)建10kV配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)時，要超前15年對變電所位置、規(guī)模、線路布局和連接方式進行一一布置；③ 保證配電網(wǎng)絡的供電穩(wěn)定性，不但要滿足其正常供電需要，同時還必須具有較強的備用供電能力，滿足安全供電標準；④ 由于電纜事故維修時間較長，因此應該避免使用單根放射形電纜進行供電，盡量使用環(huán)形、開環(huán)運行的方式，以便保證整個網(wǎng)絡的靈活度。

根據(jù)配網(wǎng)實踐經(jīng)驗，為了提高配電系統(tǒng)的魯棒性，在配網(wǎng)過程中，或者城網(wǎng)改造時，要做好如下幾個方面的工作：① 基于當?shù)毓╇娋W(wǎng)絡、用電需求等實際情況，有計劃的對既有設備進行充分利用，積極慎重的使用新技術(shù)和設備，保證電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行；② 積極采取電纜供電方式，并輔助應用架空配電網(wǎng)輸電的方式，通過相互補充的方式保證配電網(wǎng)具有不低于30%的容量裕度；③ 為了提高配電網(wǎng)絡的可靠性和靈活程度，應該積極采取開閉所與小區(qū)變供電的方式，以確保供電網(wǎng)絡與城市改造、新區(qū)建設等同步進行。

（二）提高配電系統(tǒng)可靠性的實用技術(shù)措施。（1）人工篩選措施。通過應用人工排查措施進行篩選，根據(jù)配電網(wǎng)絡設備故障率隨時間而變化的規(guī)律，對早期、偶然期、損耗期采取不同的措施。① 系統(tǒng)的早期故障率較高，但是會隨著時間推移而迅速下降。在該期間，導致故障的主要原因多是因為設計、設備和制造工藝缺陷造成的；② 偶然期故障率相對穩(wěn)定，可將之視作為常數(shù)，在運行管理過程中主要通過加強維護的方式來延長該時間周期；③ 損耗期的故障率將明顯上升，這主要是因為電氣老化、機械磨損和絕緣老化等造成的，這時候大部分的元件都開始失效，需要及時的進行更換，以提高系統(tǒng)的整體可靠性。（2）冗余措施。所謂冗余措施，其實質(zhì)就是“多余”的意思，即在滿足電網(wǎng)供電需求的基礎上，為了提高系統(tǒng)的可靠性而適當?shù)脑黾訉墓δ苄栽骷?。在實際電網(wǎng)運行中，可以采取優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以“手拉手”環(huán)網(wǎng)供電的方式達到冗余的目的。（3）注重施工與檢修質(zhì)量。施工和檢修質(zhì)量同樣是提高配電網(wǎng)運行可靠性的一個重要環(huán)節(jié)，這是一項長期而艱巨的工作，尤其是檢修質(zhì)量，更是重中之重。通過提高施工和檢修質(zhì)量可以減少系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，特別是對那些使用中的非標器件，必須保證要其質(zhì)量，以免在后續(xù)使用中因出現(xiàn)銹蝕而影響配電系統(tǒng)運行的可靠性。（4）提高配電網(wǎng)絡的自動化程度。信息通信技術(shù)的發(fā)展，為提高配電網(wǎng)絡的自動化程度提高了科技基礎。在電網(wǎng)改造過程中使用先進的設備，利用通信網(wǎng)絡技術(shù)措施對配電網(wǎng)網(wǎng)絡進行實時在線監(jiān)測，可以隨時獲得各個網(wǎng)絡節(jié)點的元器件運行狀況信息，并及時地進行處理，從而將故障消除在萌芽狀態(tài)，保證了配電網(wǎng)絡的可靠穩(wěn)定運行。

（三）積極應用故障診斷與狀態(tài)檢修技術(shù)。（1）設備診斷與故障檢測技術(shù)的應用。通過在配電系統(tǒng)中設置電纜故障尋址設備，能夠顯著減少配電系統(tǒng)電纜故障的查找時間，提高配電網(wǎng)絡運行的安全性與可靠性；并且所有中性點經(jīng)過消弧線圈接地之后都能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的自動補償，滿足一定程度的裕度補償需要；同時構(gòu)建中性點對地絕緣系統(tǒng)，利用升級的二次回路元件和接線方式，還可以提高故障診斷和判斷的準確性，減少停電時間和影響范圍，保證供電的穩(wěn)定性。（2）設備狀態(tài)檢修技術(shù)的應用。狀態(tài)檢修通常又被稱作為視情檢修或者預知檢修，這種檢修方式與定期的計劃性檢修存在的一個主要區(qū)別就是根據(jù)配電系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)進行非固定周期的檢修，檢修的最終目的在于保證設備盡可能長時間地穩(wěn)定運行，只有在等到設備結(jié)構(gòu)及其性能處于即將破壞的臨界狀態(tài)時才停止運行并實施進一步的檢修，這種做法能更好地保證檢修工作的針對性和目的性，減少設備檢修的盲目問題。同時，還能夠有效的減少因為檢修而帶來的停電問題，保證生產(chǎn)及居民生活用電的穩(wěn)定性。

（四）提高配電網(wǎng)絡運行可靠性的停電管理技術(shù)措施。（1）停電模式。當前，配電網(wǎng)的停電模式主要包括三種：一是計劃停電，即根據(jù)生產(chǎn)計劃和工作需要，通過向調(diào)度申請之后制定的停電計劃；二是臨時停電，主要是因為電網(wǎng)故障需要處理而向調(diào)度申請的臨時停電，時間一般在1-2h左右；三是夜間停電，當故障檢修工作量比較小的時候，在保證安全的前提下通常使用夜間檢修的方式，雖然從統(tǒng)計方面來講這種方式不能提高供電可靠性，但是卻能夠減少停電帶來的社會影響。（2）綜合停電。綜合停電包括兩種模式：一是調(diào)度根據(jù)各個部門之間的停電申請盡量將檢修工作安排在同一時段，以便保證整體停電的時長和頻率；二是在本部門的各個班組之間，通過自行調(diào)整、統(tǒng)一上報停電申請，采用這種方式可以避免重復停電現(xiàn)象的發(fā)生，從而使配電系統(tǒng)可靠運行的目標得以有效保證。

參考文獻：

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