基于供電可靠性的市區(qū)配網(wǎng)優(yōu)化措施

（新疆天富能源股份有限公司電力調(diào)度中心，石河子市，832000） 張邏恒

近年來，城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷向前，市民對電力品質(zhì)的要求越來越高。“十三五”期間，石河子提出建設(shè)新型的智慧城市，對居民供電提出更高的要求。目前，10KV配電網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個石河子市區(qū)，擁有10KV公用線路121條，聯(lián)絡(luò)線32條，用戶專線37條，10KV線路的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎供電可靠性，為此必須從配電網(wǎng)薄弱點(diǎn)入手，通過一系列優(yōu)化措施，確保供電“安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”。

1 市區(qū)配網(wǎng)基本現(xiàn)狀

目前，石河子市區(qū)配網(wǎng)供電面積460平方公里，市區(qū)配網(wǎng)具有接入點(diǎn)多、電力線路長、接線方式復(fù)雜的特點(diǎn)，主要由110kV園林變、城東變、城西變、軍墾變、城北變、化工變供電，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以放射式接線、環(huán)式接線為主，能夠?qū)崿F(xiàn)園林變與城東變、城西變、軍墾變“手拉手”供電模式。南區(qū)由110kV安康變供電，

北區(qū)由110kV明珠變、東橋變供電。市區(qū)擁有10kV分接箱、10kV環(huán)網(wǎng)柜、10kV開閉所近100座、安康變投運(yùn)后又增加26座分接箱、環(huán)網(wǎng)柜。市區(qū)主干線以架空線和電纜混合線路為主，純電纜主干線路有32條，近年來隨著城市人口增加，城鎮(zhèn)化建設(shè)，市民對供電可靠性的要求不斷增加，為此，供電公司先后進(jìn)行市區(qū)北三路、北四路、北五路、北六路架空線改接電纜入地工程。通過線路改造，不斷完善供電設(shè)備，做好“最后一公里”的服務(wù)。

圖1 石河子市區(qū)配網(wǎng)供電圖

2 市區(qū)供電可靠性分析

2.1 市區(qū)主干線停電時間統(tǒng)計

用戶停電不僅影響日常生活，還會給工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，減少線路非計劃停運(yùn)，減少線路故障次數(shù)，是提高供電可靠性的必要條件。選取市區(qū)30條主干線，對2016年和2017年停電小時數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

圖2 2016～2017年停電小時數(shù)統(tǒng)計分析圖

從圖2看出，停電小時數(shù)的高點(diǎn)集中在4月到9月，主要原因是每年4月、5月、6月石河子市區(qū)大風(fēng)天氣偏多，局部地區(qū)伴有揚(yáng)塵現(xiàn)象，市區(qū)樹木較多極易導(dǎo)致線路故障跳閘；每年7月、8月、9月是高溫天氣，氣溫可達(dá)四十多攝氏度，陣雨天氣偏多，易誘發(fā)電纜、架空線路故障。2017年度比2016年度停電小時數(shù)減少200h，是因?yàn)槭袇^(qū)北五路、北六路、北三路進(jìn)行了電纜入地改造項目，同時供電部門加強(qiáng)了故障處理速度，供電可靠性有所提高。

2.2 市區(qū)主干線停電次數(shù)分析

石河子市區(qū)配網(wǎng)點(diǎn)多、面廣、分支線路復(fù)雜，選取市區(qū)30條主干線路對每月停電次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

圖3 2016～2017年停電次數(shù)統(tǒng)計分析圖

從圖3中對比發(fā)現(xiàn)2017年度市區(qū)主干線停電次數(shù)比2016年度多，原因在于2017年度配網(wǎng)計劃檢修同比增加25次，對市區(qū)主干線樹障、隱患進(jìn)行消除工作，外部故障比2016年度同比減少12次，停電次數(shù)最多的是5月份，其次是6月和7月，5月份受大風(fēng)惡劣天氣影響大，市區(qū)線路跳閘次數(shù)頻繁，大大影響供電質(zhì)量。從表1中看到2017年市區(qū)電纜故障同比增加4次，集中體現(xiàn)在電纜頭或電纜中間頭故障，處理故障時間較長，損失電量較大。

表1 2016～2017年停電故障統(tǒng)計表

3 基于供電可靠性的薄弱環(huán)節(jié)及優(yōu)化措施

3.1 市區(qū)配網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)

配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)是限制可靠性的主要因素，針對市區(qū)配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改造優(yōu)化，可以減少投資成本，提高配網(wǎng)運(yùn)行效益。目前，石河子市區(qū)配網(wǎng)主要存在以下幾方面的薄弱環(huán)節(jié)。①配網(wǎng)設(shè)備命名不統(tǒng)一；②主干線上柱上開關(guān)較多；③重要分支線路無分段開關(guān)；④重要負(fù)荷線路無備自投功能、環(huán)網(wǎng)能力弱；⑤線路保護(hù)定值不完善，越級跳閘現(xiàn)象時有發(fā)生；⑥電纜中間頭故障率高；⑦線路設(shè)備部分老化，損耗大，線路跳閘次數(shù)多；⑧配網(wǎng)管理制度不健全。

3.2 采取優(yōu)化措施

3.2.1 加強(qiáng)市區(qū)配網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一命名

市區(qū)10kV電纜分接箱、10kV環(huán)網(wǎng)柜、變壓器、柱上開關(guān)種類較多，涉及不同的廠家，設(shè)備命名缺乏唯一性，大大增加了安全隱患。為使配網(wǎng)設(shè)備規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)制定《石河子市區(qū)配網(wǎng)設(shè)備命名準(zhǔn)則》對配電網(wǎng)的線路桿塔、分段斷路器、跌落保險、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分接箱等設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編號，確保設(shè)備命名的唯一性。

3.2.2 優(yōu)化市區(qū)主干線柱上開關(guān)

以10kV天山I線為例，架空線路不長卻設(shè)置四個柱上開關(guān)，10kV南東一線設(shè)置七個柱上開關(guān)，在滿足安全前提下可以減少柱上開關(guān)數(shù)目。10kV西北四I、II線、西北三I、II線、東北三A、B線為電纜加架空線的混合線路，柱上#1開關(guān)因電網(wǎng)瞬時故障跳閘次數(shù)頻繁，可將#1柱上開關(guān)跳閘線圈短接，如線路發(fā)生故障，可由變電站側(cè)保護(hù)出口跳閘。對重要分支線路應(yīng)該裝設(shè)柱上開關(guān)，避免分支故障擴(kuò)大停電面積，造成不良的影響。

3.2.3 實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化

目前石河子配網(wǎng)還處于“盲調(diào)”狀態(tài)，配網(wǎng)自動化還沒有建立起來，線路出現(xiàn)故障，主要采取拉路，分段試送的老辦法，效率很低。隨著220kV主網(wǎng)架建立，110kV系統(tǒng)開環(huán)運(yùn)行，市區(qū)線路的供電可靠性如何保障，應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化，滿足線路備自投功能。

3.2.4 完善配網(wǎng)保護(hù)整定方案

隨著電纜入地工程和市區(qū)配網(wǎng)發(fā)展，10kV分接箱、環(huán)網(wǎng)柜數(shù)量多且分布較集中，線路保護(hù)整定面臨分支多、逐級配合困難的特點(diǎn)，部分電纜分接箱及環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)無選擇性，線路越級跳閘現(xiàn)象較多。由于設(shè)備維護(hù)不到位造成分接箱失電無保護(hù)運(yùn)行，比如北三路#2分接箱、#5分接箱、25小區(qū)南分接箱，面對諸多問題，只有加強(qiáng)配網(wǎng)分接箱、環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)定值管理及運(yùn)行設(shè)備定期維護(hù)，完善保護(hù)整定方案，才能更好地解決供電可靠性。

3.2.5 嚴(yán)控電纜質(zhì)量，做好技術(shù)監(jiān)督

電纜故障很大程度上來源于電纜頭或電纜中間頭，由于質(zhì)量不過關(guān)，受到高溫天氣、負(fù)荷、運(yùn)行方式等其他因素，極易發(fā)生電纜頭爆炸或者電纜中間頭絕緣擊穿現(xiàn)象。每年春季融雪、夏季高溫天氣市區(qū)配網(wǎng)電纜故障多發(fā)期，電纜絕緣不好，中間頭制作工藝不達(dá)標(biāo)是影響電纜可靠運(yùn)行的最大因素，為此必須嚴(yán)格把控電纜選型，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，對電纜中間頭制作進(jìn)行“高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量”技術(shù)監(jiān)督，同時做好地埋電纜標(biāo)識，防止施工等外力破壞。

3.2.6 優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，更換耗能設(shè)備

逐步更換市區(qū)老化、多耗能設(shè)備，采用節(jié)能變壓器、新型開關(guān)、連接金具，不斷減少電能浪費(fèi)，降低線耗，同時合理分配輸電線路負(fù)荷，避免不對稱負(fù)荷引起電壓的不平衡。目前，市區(qū)配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)能力較差，以園林變?yōu)槔?，只能?shí)現(xiàn)部分線路手拉手模式，園北五、北六線與城西變不能環(huán)網(wǎng)，南區(qū)安康變是輻射型供電，供電可靠性差，應(yīng)根據(jù)城市發(fā)展，優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用雙射網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)負(fù)荷轉(zhuǎn)供、互供能力。

3.2.7 健全配網(wǎng)管理制度

配網(wǎng)管理應(yīng)該以精益化管理為標(biāo)準(zhǔn)，把停電計劃管理和可靠性管理相結(jié)合，制定相應(yīng)的考核機(jī)制。可靠性管理應(yīng)設(shè)置專門的負(fù)責(zé)人，加強(qiáng)對非計劃停電，重復(fù)停電、隨意停電的考核，同時計劃檢修一定要保證“應(yīng)修必修、修必修好”的原則，減少對用戶的停電時間，對檢修質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，缺陷故障頻繁發(fā)生，處理不徹底的情況，加大考核力度。健全配網(wǎng)劃區(qū)管理，專人專責(zé)制度，提高配網(wǎng)供電可靠性，保證向用戶供給優(yōu)質(zhì)的電力，并日益滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)服務(wù)的要求。

4 結(jié)論

通過對市區(qū)線路停電次數(shù)和停電時間的分析，發(fā)現(xiàn)線路停電受天氣變化影響大，停電大多發(fā)生在夏季，冬季停電次數(shù)較少。如何解決線路頻繁跳閘的問題，本文歸納了石河子市區(qū)配網(wǎng)存在的薄弱環(huán)節(jié)，針對薄弱環(huán)節(jié)提出了七條優(yōu)化措施，落實(shí)相關(guān)措施將進(jìn)一步提高城市的供電可靠性。