考慮可開放容量的10kV配電線路安全運行措施探微

惠州供電局 徐大勇 朱 凌 張 琴 徐寶琦 王畢元

引言：10KV配電線路在我國的配電網(wǎng)絡(luò)中有著關(guān)鍵地位，在保證電能供應(yīng)上發(fā)揮重要作用。但由于10KV的配電線路大多在露天的工作環(huán)境中進行，造成很多未知的因素對10KV配電線路的安全性與穩(wěn)定性造成影響。因此，電力部門應(yīng)注重對10KV配電線路安全運行策略的研究，加強對10KV配電線路的管理與檢測。本文就針對10KV配電線路的安全運行措施進行分析探討。

前言：目前，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，為了適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展對電力的要求，我國開始加大對電力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，使電力事業(yè)得到迅速發(fā)展的機會。10KV配電線路是我國供電企業(yè)電力設(shè)施的重要組成部分，10KV配電線路的任務(wù)決定了它點多、線長、面廣的特點，同時，設(shè)備質(zhì)量參差不齊，且配電設(shè)施都長期暴露在露天的環(huán)境中，非常容易出現(xiàn)跳閘等事故，難以保證線路的安全運行。在10KV配電線路的的運行中還存在雷擊電流的破壞、配電線路安全運行機制不完善、巡視檢修效率不高等一系列的安全問題。因此在10KV配電線路的運行中必須保證線路的安全性，同時開展線路安全運行工作，提升我國電力企業(yè)的服務(wù)與管理水平，促進我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展。

1.10KV配電線路的現(xiàn)狀分析及存在的問題

目前，我國的電力系統(tǒng)可分為發(fā)電、輸電與配電三大系統(tǒng)，而配電系統(tǒng)是指將降壓配電變電站或高壓配電變電站出口到客戶端的這一段系統(tǒng)成為配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)的末端與客戶端之間相連，一旦配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或進行檢修，則會直中斷對客戶端的電力輸送。10KV配電線路是我國電力系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，被廣泛運用到各個地區(qū)，覆蓋面廣，跨度大。在10KV線路的運行中出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響了供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。在我國，10KV的配電線路容易出現(xiàn)故障的時間基本都在夏季，由于夏季人們對電力的需求量大，很多的10KV配電線路存在超負(fù)荷配電現(xiàn)象，容易造成線路的故障。10KV配電在運行中存在一系列問題影響了我國配電系統(tǒng)的發(fā)展，在配電網(wǎng)中存在薄弱且運行維護工作較為繁重，產(chǎn)生這些故障的原因為：

1.1 配電網(wǎng)運行維護經(jīng)驗不足

電網(wǎng)工作人員在對電網(wǎng)進行巡視檢查時工作不到位，員工的業(yè)務(wù)技術(shù)水平及運行經(jīng)驗不足，在日常的巡視與維護中，沒有能夠及時查出線路缺陷及事故隱患，在配電網(wǎng)的運行中也不能及時發(fā)現(xiàn)處理問題，最終引發(fā)線路的故障。雖然在城網(wǎng)改造中增加了一定數(shù)量的柱上斷路器，但部分個別線路分段斷路器太少，一旦出現(xiàn)故障，變會擴大了停電范圍，若有部分?jǐn)嗦菲鞒霈F(xiàn)故障時未處理，將出現(xiàn)斷路器短接的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段的配電線路安全運行中，缺乏對巡視檢修管理的重視，將配電網(wǎng)運行的責(zé)任沒有落實在個人，電網(wǎng)工作人員的責(zé)任心不強等因素，不能及時有效發(fā)現(xiàn)配電線路運行中的存在的問題，對配電線路運行安全造成影響，引發(fā)一系列的安全事故，不僅對相關(guān)電力企業(yè)造成損失，還對人們用電的安全、可靠性造成影響。

1.2 配電網(wǎng)出現(xiàn)季節(jié)性故障

在春秋季節(jié)，風(fēng)力大，容易對10KV架空線路（非絕緣導(dǎo)線）之間造成短路放電或絕緣子閃絡(luò)將導(dǎo)線燒斷，容易將進線路建筑物樓頂?shù)幕A(chǔ)焊接不牢固的大型廣告牌或煙囪等刮到，壓斷或倒壓在線路上。在夏季，雨水較多，農(nóng)網(wǎng)電桿桿基多為土埋，如有大量雨水沖刷和浸泡，容易形成電桿傾斜或倒坍事故；大雨容易引起導(dǎo)線與金具或其他金具之間短路放電。下級屬雷雨季節(jié)，雷雨較多，線路容易受到雷擊，造成絕緣閃絡(luò)、導(dǎo)線或金具被燒，雷擊電流程度的影響不同，對10KV配電線路的安全運行也會帶來不同程度的影響。另外，若10KV配電線路的防雷設(shè)施存在不合理或老化現(xiàn)象時，也會降低配電線路的防雷水平，進而容易引發(fā)雷擊事故。在冬季的冰雪多，導(dǎo)線松弛度增大，當(dāng)線路的覆冰脫落容易引起導(dǎo)線跳躍，引起線路故障。

1.3 配電網(wǎng)因為一些不可控因素造成事故

在10KV配電網(wǎng)絡(luò)中，還存在一些不可控因素造成的線路故障，如空中雜物導(dǎo)致的短路故障、線路施工中存在的配電設(shè)備問題、線路運行環(huán)境造成的斷線事故等。鳥害或人們放風(fēng)箏時或一些人為的向空中亂拋雜物，落在導(dǎo)向上，打在線路上的異物（大風(fēng)時刮到線路上的塑料紙、高層建筑物的廢鐵絲、錄音帶、彩條等雜物），易造成10KV架空線路短路或接地。由于城市建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，形成重大缺陷，電纜線路北挖斷事故、車輛撞斷電線桿、超高車掛斷導(dǎo)線等行為造成斷電。隨著城市的建設(shè)發(fā)展，電纜的運行環(huán)境更加惡劣。在線路施工中，常出現(xiàn)有引線、線夾、隔離開關(guān)連接處不牢固等現(xiàn)象，在運行一定周期后，容易造成燒損，引發(fā)線路故障。在線路運行中，一些桿塔基礎(chǔ)夯實不夠，易導(dǎo)致電線桿傾斜引起線路故障?，F(xiàn)階段，部分化工企業(yè)將大量腐蝕氣體進行排放，對附近的線路、桿塔造成嚴(yán)重腐蝕，易造成斷線事故，對配電網(wǎng)絡(luò)的安全運行構(gòu)成威脅。

2.配電網(wǎng)供電能力的研究經(jīng)歷

在我國配電網(wǎng)供電能力的理論研究中存在著三個發(fā)展階段。其階段一是指變電容量評估配電系統(tǒng)供電能力的階段，如容載比法。該階段并沒有詳細(xì)考慮變電站下級配電網(wǎng)絡(luò)對供電能力的作用。階段二是網(wǎng)絡(luò)供電能力計算階段，如最大負(fù)荷倍數(shù)法、負(fù)荷能力法與網(wǎng)絡(luò)最大流法。該階段在考車變電站變電容量的同時，也提出了變電轉(zhuǎn)供的思想。負(fù)荷能力法基于配電網(wǎng)輻射進行，計算滿足支路潮流與節(jié)點電壓約束的最大負(fù)荷能力，以及大規(guī)模的聯(lián)絡(luò)供電網(wǎng)中N-1故障發(fā)生后的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷轉(zhuǎn)供。階段三是供電理論建模階段，能夠在N-1準(zhǔn)則下同時計及變電站與網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力計算供電能力。近兩年來，供電能力的理論研究進展已經(jīng)初步解決了配電網(wǎng)供電能力的指標(biāo)族定義、建模與求解問題，能在未知負(fù)荷的情況下，量化計算滿足運行約束的配電網(wǎng)最大約束負(fù)荷。

供電能力理論能夠有效的將網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力和變電站內(nèi)的供電能力組合起來，利用其概念和指標(biāo)，從整個配電網(wǎng)的角度對配電網(wǎng)進行評估，胃更精細(xì)的規(guī)劃提供指標(biāo)與方法。供電能力理論規(guī)劃研究為未來的配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)發(fā)展提供了重要工具，供電能力對配電網(wǎng)的重要作用已逐步等同于輸電能力對輸電網(wǎng)的作用。

3.我國對配電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

我國現(xiàn)有的配電網(wǎng)安全評估的主要依據(jù)是N-1準(zhǔn)則。是指在正常運行中電力系統(tǒng)中任一元件（如線路、發(fā)電機、變壓器等）無故障或因故障斷開，電力系統(tǒng)應(yīng)仍能繼續(xù)保持穩(wěn)定運行和正常供電，其他元件不過負(fù)荷，電壓與頻率均仍在允許范圍內(nèi)。N-1原則多用于電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析（單一元件無故斷開）或動態(tài)安全分析（單一元件故障后端開的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析）。該方法用逐個設(shè)備故障來來驗證當(dāng)前配電網(wǎng)的負(fù)荷是否滿足安全運行條件。

目前我國的最大能力的計算方法主要有解析法與線性規(guī)劃模型法兩類。解析法是基于N-1安全準(zhǔn)則與主變壓器互聯(lián)關(guān)系的最大能力最大能力解析算法。該方法從主變壓器聯(lián)絡(luò)單元入手對供電能力進行分析，核心步驟是聯(lián)絡(luò)單元最大負(fù)載率分析。但該方法沒有考慮聯(lián)絡(luò)線路容量約束和主變壓器二次轉(zhuǎn)供的問題。而模型法以最大能力為目標(biāo)函數(shù)，以N-1準(zhǔn)則下的負(fù)荷轉(zhuǎn)帶作為主要約束條件，轉(zhuǎn)帶過程計及了主變壓器容量以及下級配電網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)和線路容量約束。

線性優(yōu)化模型法較解析法而言對于最大能力的概念表達(dá)更清晰直接，并且通過線性規(guī)劃能夠確保找到最大能力的最優(yōu)解。

4.10KV配電線路安全運行的措施

10KV配電線路在日常運行中不可避免的會出現(xiàn)故障，為減少線路故障的發(fā)生幾率，在10KV配電線路安全運行管理中，需采取相應(yīng)的措施來預(yù)防或消除故障，以保證配電網(wǎng)的安全可靠運行。

4.1 加強配電線路防雷的保護

雷擊危害是10KV配電網(wǎng)絡(luò)在自然環(huán)境中易出現(xiàn)的危害之一，這種危害經(jīng)常在地標(biāo)發(fā)生。通常，在配電線路及配電設(shè)施周圍存在一定的雷電危害時，其周圍設(shè)施以及線路都會產(chǎn)生一定的磁效應(yīng)及輻射，容易造成嚴(yán)重的配電設(shè)備安全事故。因此，要保證10KV配電線路的安全運行，就必須重視配電線路上防雷設(shè)備的管理。首先，應(yīng)加強對防雷設(shè)備安裝管理，確保10KV配電線路上所有的避雷針、避雷器等設(shè)施要個按照相關(guān)安裝規(guī)定進行安裝，一旦發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，應(yīng)及時改正，保證防雷裝置的質(zhì)量。其次，加強對10KV配電線路上的日常安全管理，由于人們用電水平的不斷提升，用電需求量也不斷增加，同時，配電線路上的防雷設(shè)施也要不斷更新。另外，應(yīng)該加強對10KV配電線路的安全檢查，對于已經(jīng)損壞及使用時間過長的防雷設(shè)備應(yīng)進行替換，確保10KV配電線路的防雷水平，避免雷擊事故的發(fā)生。

4.2 完善配電線路安全運行機制

10KV配電線路是配電系統(tǒng)中較為龐大且復(fù)雜的一只配電線路，我國的10KV配電線路的結(jié)構(gòu)仍不夠完善，存在諸多安全隱患，所以相關(guān)部門應(yīng)加強對配電線路的建設(shè)，通過對配電線路安全管理機制的完善，有效遏制了安全事故的發(fā)生。在完善配電線路安全管理機制的過程中，應(yīng)將安全管理的相關(guān)法律法規(guī)融入其中，重視配電線路的日常運行管理。制定嚴(yán)格的設(shè)備定期巡視制度，運行人員要熟悉設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造及所處的環(huán)境條件，管理人員也應(yīng)隨時監(jiān)督基礎(chǔ)人員的配電線路作業(yè)現(xiàn)場的實際情況，做好配電線路的作業(yè)報告。

4.3 加強對配電線路的巡視檢修

由于10KV配電線路分布較廣，范圍較大，增加了相關(guān)工作人員配電線路巡視檢修的難度，另外工作人員責(zé)任心不強，安全意識不高，將會在巡視檢修中增強諸多安全隱患，對10KV配電線路的安全性受到影響。因此，在對配電線路的巡視檢修中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定對每一條線路進行全面檢修。通過監(jiān)查性巡視，才能評估運行人員的工作質(zhì)量，找出線路中存在的問題，及時糾正工作人員的工作錯失，調(diào)整工作重點。

4.4 防止配電線路遭受外力破壞

10KV配電線路的故障所在大多與外力的破壞有直接的聯(lián)系，自然破壞的多變性和人為破壞的不可預(yù)見性使得配電線路故障頻發(fā)。在進行線路的安全維護時，首先應(yīng)做好線路相應(yīng)的保護措施。針對配電線路安全問題進行大范圍的安全宣傳教育，增強居民保護電力設(shè)施的意識，同時加強對《電力法》《電力設(shè)施保護條例》的宣傳，增強居民對相關(guān)法律的認(rèn)識，相關(guān)人員加強對違規(guī)行為的檢查及懲處力度。

5.結(jié)束語

10KV配電線路的安全運行時廣大城鄉(xiāng)居民生活的有效保障，也直接影響了相關(guān)電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。要確保10KV配電線路的安全運行，就要加強對配電網(wǎng)絡(luò)的檢查維修，提升電力企業(yè)對配電線路的管理水平，及時發(fā)現(xiàn)線路運行的安全隱患及故障，保障線路運行時的安全性與可靠性。