迎峰度夏期間影響晉南地區(qū)配網(wǎng)可靠供電的主要因素及預(yù)控措施

韓潤東，楊成鵬，任 勇

（國網(wǎng)山西省電力公司，山西 太原 030001）

0 引言

迎峰度夏通常指夏季期間，電力系統(tǒng)面對(duì)自然災(zāi)害頻發(fā)及用戶納涼、農(nóng)業(yè)灌溉等負(fù)荷突增各類情況，電力負(fù)荷常達(dá)到全年高峰，電力系統(tǒng)運(yùn)行面臨諸多潛在風(fēng)險(xiǎn)。為順利度過夏季用電高峰，應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的供用電問題，電網(wǎng)企業(yè)常采取一定措施進(jìn)行防范[1]。

晉南地區(qū)地理范圍包括運(yùn)城市、臨汾市以及呂梁市的石樓縣，氣象條件與山西其他地區(qū)差異較大，通常夏季高溫多雨。基于氣候觀測(cè)站平均氣溫和降水量資料對(duì)晉南地區(qū)氣候要素的周期分析顯示，近年來晉南地區(qū)氣候干暖化趨勢(shì)明顯[2]。

氣象條件是影響配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵要素，通過調(diào)研晉南地區(qū)2016年—2018年迎峰度夏期間配網(wǎng)故障及電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)迎峰度夏期間晉南地區(qū)配網(wǎng)低電壓、通道故障、高溫負(fù)荷引發(fā)故障以及惡劣氣象引發(fā)故障較山西其他地區(qū)顯著。本文結(jié)合配網(wǎng)和氣象情況，針對(duì)突出問題進(jìn)行剖析，并提出相應(yīng)的預(yù)控措施。

1 低電壓狀況多發(fā)

1.1 發(fā)生規(guī)律

2016年—2018年迎峰度夏期間，晉南地區(qū)配電變壓器出口電壓越下限（低電壓） 的有1472臺(tái)，影響用戶23549戶。按類型分：長期低電壓的配電變壓器有414臺(tái)，短時(shí)低電壓的配電變壓器有1058臺(tái)。按地區(qū)分：15.5%分布在城區(qū)，84.5%分布在農(nóng)村地區(qū)。期間，因低電壓引發(fā)的投訴有138件，涉及120臺(tái)配電變壓器。近年來，晉南地區(qū)夏季氣溫較以往偏高，且納涼電器較以往增多，居民用電負(fù)荷增幅較大，導(dǎo)致配電變壓器重過載、三相不平衡等情況突出，居民降溫對(duì)電能質(zhì)量要求較高，導(dǎo)致大量因低電壓引發(fā)的投訴。

1.2 原因分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致低電壓狀況多發(fā)的原因有以下幾方面。

a）工程項(xiàng)目實(shí)施滯后負(fù)荷增長。編制配電網(wǎng)工程項(xiàng)目時(shí)針對(duì)性不強(qiáng)，不能及時(shí)解決變壓器重過載、戶均容量不足、低壓供電半徑大等問題。如某縣城區(qū)空調(diào)等家用大功率電器負(fù)荷增長迅速，2018年較2015年上升40%，造成變壓器容量不足。鄉(xiāng)村發(fā)展引起負(fù)荷中心發(fā)生變化，臺(tái)區(qū)布點(diǎn)不到位增大低壓供電半徑。如某配電變壓器臺(tái)區(qū)2017年成為該地區(qū)生態(tài)保護(hù)區(qū)負(fù)荷中心，供電半徑由200 m激增至650 m，造成臺(tái)區(qū)末端電壓低，影響15戶居民正常用電；某配電變壓器臺(tái)區(qū)由于2017年城中村改造，接帶居民數(shù)量增加，供電半徑由200 m激增至500 m，同時(shí)導(dǎo)線線徑過細(xì)，造成臺(tái)區(qū)末端電壓低，影響23戶居民正常用電。

b）報(bào)裝接電規(guī)劃無序。編制供電方案時(shí)未充分考慮供電質(zhì)量問題，城鄉(xiāng)結(jié)合部普遍存在新增低壓負(fù)荷超容量、不均衡接入、忽視供電半徑無序延伸接入等情況，造成臺(tái)區(qū)重過載、三相不平衡、低壓供電半徑大。如某配電變壓器臺(tái)區(qū)因長期報(bào)裝接電規(guī)劃無序，造成該配電變壓器臺(tái)區(qū)三相不平衡超過35%，供電半徑超過500 m，導(dǎo)致長期低電壓。

c）運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)。調(diào)整配電變壓器分接頭滯后，消除導(dǎo)線老化、接觸不良等缺陷不及時(shí)，不能結(jié)合負(fù)荷變化情況動(dòng)態(tài)調(diào)整分配單相負(fù)荷。如某配電變壓器臺(tái)區(qū)長期處于三相不平衡狀態(tài)，午、晚高峰負(fù)荷期間出現(xiàn)低電壓。

d）配電設(shè)備配置落后。無功補(bǔ)償設(shè)備容量配置不足或損壞增大電壓損耗，接戶線等低壓末端設(shè)備改造不徹底、壓降大，導(dǎo)致配電變壓器電壓出口不低而進(jìn)戶低。如某鄉(xiāng)鎮(zhèn)多個(gè)配電變壓器臺(tái)區(qū)未安裝無功補(bǔ)償裝置，集中用電時(shí)段造成低電壓；某村配電變壓器臺(tái)區(qū)低壓線路主干線為50 mm2的導(dǎo)線，接戶線多為 2×10 mm2、2×6 mm2的防老化線，進(jìn)戶線存在多處接頭，導(dǎo)致低電壓。

1.3 預(yù)控措施

a）合理接入低壓業(yè)擴(kuò)負(fù)荷。按照配電變壓器容量預(yù)留大于160 kVA的備用容量，低壓線路按照240 mm2規(guī)格導(dǎo)線、進(jìn)戶線按照大于35 mm2規(guī)格導(dǎo)線進(jìn)行業(yè)擴(kuò)改造，無功補(bǔ)償容量大于配電變壓器容量30%，新報(bào)裝負(fù)荷接入時(shí)保持三相負(fù)荷分配均衡[3]。

b） 做好分析預(yù)測(cè)工作。迎峰度夏負(fù)荷高峰前，分析往年負(fù)荷分布及配電變壓器低電壓配變發(fā)生數(shù)據(jù)，調(diào)研農(nóng)灌、納涼等負(fù)荷增長情況，開展負(fù)荷預(yù)測(cè)，結(jié)合配網(wǎng)潮流及供電能力，分析低電壓高發(fā)點(diǎn)，針對(duì)性采取設(shè)備擴(kuò)容、負(fù)荷調(diào)整等措施，消除低電壓發(fā)生幾率。

c）迎峰度夏負(fù)荷高峰過后，及時(shí)做好運(yùn)維工作。迎峰度夏負(fù)荷高峰后，結(jié)合配電變壓器低電壓數(shù)據(jù)，分析相關(guān)配電變壓器運(yùn)維管理、局部配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、地區(qū)負(fù)荷特性等，結(jié)合當(dāng)年秋檢開展配電變壓器輪換、調(diào)整配電變壓器分接頭、低壓三相負(fù)荷等運(yùn)維工作，解決配電變壓器重過載、用戶負(fù)荷接入不均衡等問題。

2 通道故障多發(fā)

2.1 發(fā)生規(guī)律

2016年—2018年迎峰度夏期間，晉南地區(qū)通道運(yùn)維不當(dāng)引發(fā)的10 kV線路故障掉閘合計(jì)684次，占當(dāng)期故障掉閘總數(shù)的26.17%；通道運(yùn)維不當(dāng)引發(fā)的10 kV線路故障停運(yùn)合計(jì)282次，占當(dāng)期故障停運(yùn)總數(shù)的26.38%。詳情見圖1。

圖1 迎峰度夏期間晉南地區(qū)通道引發(fā)故障統(tǒng)計(jì)

2.2 原因分析

線路通道引發(fā)故障掉閘的主要類型有以下幾種：樹線矛盾引發(fā)故障掉閘414起，占比60.53%；大風(fēng)導(dǎo)致異物短路引發(fā)故障掉閘131起，占比19.15%；車輛及工程施工導(dǎo)致線路外力破壞等引發(fā)故障掉閘78起，占比11.40%。3類因素合計(jì)占比超過90%。

a） 引發(fā)樹線矛盾的類型主要有3種：第一，楊樹等生長迅速、自然生長較高的樹種，其干枝柔韌性大，對(duì)線路向上、水平方向均形成較大危害，尤其意楊（穿天楊）危害最大。第二，柳樹等枝條蔓生的樹種，由于枝條向下生長，自然生長高度不高，對(duì)線路上方的威脅不大，運(yùn)維班組平時(shí)容易疏忽，但大風(fēng)天氣下枝條舞動(dòng)，對(duì)線路水平方向形成較大危害。第三，棗樹、果樹等經(jīng)濟(jì)作物，果實(shí)成熟前難以修剪，造成線路通道清理受阻，對(duì)線路運(yùn)行構(gòu)成威脅。

b）線路通道內(nèi)異物清理不及時(shí)，遇有大風(fēng)天氣時(shí)異物刮至線路上引發(fā)故障掉閘。引發(fā)故障掉閘的異物主要有3類：一是線路周邊有塑料大棚作物種植區(qū)，易刮起塑料薄膜和綁扎鐵絲等；二是線路周邊有臨時(shí)房屋或建筑施工時(shí)，易刮起彩鋼、鐵絲、包裝錫箔紙等；三是線路周圍樹木較多，樹枝折斷后易搭掛在線路上。

c）重點(diǎn)區(qū)域防外破管理不到位。保護(hù)區(qū)范圍不明確，地處道路周邊的線路警示標(biāo)識(shí)不全，防護(hù)墩等措施不到位，是引發(fā)線路通道車輛及工程施工外力破壞的主要因素。

2.3 預(yù)控措施

a）針對(duì)樹線矛盾，將樹木隱患判別作為運(yùn)維人員的重要技能，制定通道內(nèi)樹木生長特性臺(tái)賬及運(yùn)維要求，將夏季影響或來年有可能影響線路運(yùn)行的隱患逐一建立檔案，在秋冬季節(jié)樹木非生長期進(jìn)行修剪，降低樹障清理難度。

b）針對(duì)大風(fēng)天氣異物短路情況，應(yīng)溝通協(xié)調(diào)建筑施工單位，督促施工隊(duì)伍嚴(yán)格做好包裝錫箔紙等含金屬物品的使用管理，縮短巡視周期，準(zhǔn)確掌握通道動(dòng)態(tài)。針對(duì)農(nóng)作物種植重點(diǎn)區(qū)域，協(xié)助大棚種植戶做好大棚防風(fēng)加固措施，引導(dǎo)種植戶采用絕緣的尼龍繩代替鐵質(zhì)拉線，減少大風(fēng)異物隱患。

c）針對(duì)車輛及工程施工外力破壞情況，應(yīng)強(qiáng)化警示標(biāo)識(shí)設(shè)置，明確保護(hù)區(qū)范圍、安全距離及危險(xiǎn)警告；對(duì)易遭車輛碰撞的桿塔設(shè)立防護(hù)墩，并刷醒目標(biāo)識(shí)漆；對(duì)市政工程等易造成吊車碰線等問題，探索使用限高桿（架）、報(bào)警裝置等設(shè)施，降低外力破壞幾率。

3 高溫大負(fù)荷引發(fā)故障多發(fā)

3.1 發(fā)生規(guī)律

迎峰度夏期間，高溫大負(fù)荷日，地區(qū)季節(jié)性配電變壓器重過載顯著增多，引發(fā)大量的低壓故障，報(bào)修工單數(shù)量較其他時(shí)段明顯增多，配網(wǎng)應(yīng)對(duì)高溫大負(fù)荷的裕度不足，高溫天氣時(shí)降溫負(fù)荷大增導(dǎo)致配電變壓器低壓開關(guān)過負(fù)荷掉閘較多，部分臺(tái)區(qū)出現(xiàn)低壓開關(guān)反復(fù)掉閘情況，影響居民用電。

3.2 原因分析

通過分析故障報(bào)修工單，發(fā)現(xiàn)高溫大負(fù)荷引發(fā)故障多發(fā)的原因有以下幾種：一是低壓供電設(shè)施過負(fù)荷和接點(diǎn)過熱；二是部分地區(qū)臺(tái)區(qū)低壓線路和接戶線截面不足，施工工藝不良，大負(fù)荷下導(dǎo)線接頭、接線盒和計(jì)量表連接點(diǎn)過熱熔斷情況較多。

3.3 預(yù)控措施

a）迎峰度夏負(fù)荷高峰前，開展高負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)配網(wǎng)保護(hù)定值校核調(diào)整；根據(jù)高峰負(fù)荷預(yù)測(cè)及網(wǎng)架情況，校驗(yàn)合環(huán)倒負(fù)荷條件，投運(yùn)備自投裝置，提高供電可靠性；提前開展紅外熱像、超聲波局放等配電設(shè)備帶電檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除設(shè)備缺陷隱患，提高設(shè)備高峰負(fù)荷承受能力。

b）迎峰度夏期間，密切關(guān)注天氣及納涼負(fù)荷變化情況，增加設(shè)備巡視頻率，縮短設(shè)備紅外測(cè)溫周期，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)元件電氣連接處溫升情況，尤其要重視低壓設(shè)備電氣連接處紅外測(cè)溫，及時(shí)消除供電設(shè)備運(yùn)行隱患。

c）迎峰度夏負(fù)荷高峰后，根據(jù)區(qū)域負(fù)荷特點(diǎn)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)深入分析網(wǎng)架情況，通過切改負(fù)荷接入、縮短供電半徑等措施，對(duì)重負(fù)荷區(qū)域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理優(yōu)化。

4 惡劣天氣引發(fā)故障多發(fā)

4.1 發(fā)生規(guī)律

全省氣象預(yù)警及雷電監(jiān)測(cè)定位表明，2016年—2018年迎峰度夏期間惡劣氣候頻繁，全省強(qiáng)對(duì)流天氣與平均降水量與往年同期相比偏多。部分地區(qū)頻發(fā)劇烈強(qiáng)對(duì)流天氣，瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)7～8級(jí)以上，降水量超過40 mm/h。降雨或河流沖刷導(dǎo)致土體松動(dòng)或流失，使桿塔基礎(chǔ)受損嚴(yán)重[4]。

4.2 原因分析

a）配網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，山區(qū)、河道附近線路設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，電桿防傾倒措施簡單，針對(duì)周圍環(huán)境因素和氣象條件的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估缺失，存在抵御能力不足的問題。

b）特殊天氣下對(duì)位于土質(zhì)邊坡、河床區(qū)域等易沖刷區(qū)域的桿塔巡視不到位，修筑護(hù)墩、護(hù)坡加固等技術(shù)措施落實(shí)不力。

4.3 預(yù)控措施

a）加強(qiáng)迎峰度夏期間氣象觀測(cè)，對(duì)暴雨、泥石流等易引發(fā)水土流失、損壞配電設(shè)備基礎(chǔ)的情況及時(shí)采取措施，夯實(shí)設(shè)備基礎(chǔ)，加固設(shè)備綁扎，提升重點(diǎn)區(qū)域配網(wǎng)應(yīng)對(duì)大負(fù)荷和抵御惡劣天氣的能力[5-7]。

b）迎峰度夏期間，加強(qiáng)對(duì)配電桿塔、站房設(shè)備基礎(chǔ)沉降及受力變化的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)移動(dòng)及時(shí)采用土體回填等措施加固設(shè)備基礎(chǔ)；協(xié)同土地資源部門開展電力設(shè)備運(yùn)行環(huán)境勘察，對(duì)設(shè)備周圍土體松動(dòng)、山體滑坡等情況及時(shí)采取措施，降低自然災(zāi)害發(fā)生幾率，保證設(shè)備安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語

本文在調(diào)研近年來迎峰度夏期間晉南地區(qū)配網(wǎng)故障及電能質(zhì)量的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)叵募練庀蟆⑸a(chǎn)、生活特點(diǎn)，對(duì)迎峰度夏期間晉南地區(qū)配網(wǎng)運(yùn)行特征進(jìn)行了研究。近年來，迎峰度夏期間影響晉南配網(wǎng)可靠供電的主要因素是低電壓多發(fā)、通道故障多發(fā)、高溫負(fù)荷引發(fā)故障多發(fā)以及惡劣氣象引發(fā)故障多發(fā)。針對(duì)低電壓多發(fā)，應(yīng)合理接入低壓業(yè)擴(kuò)負(fù)荷，加強(qiáng)運(yùn)維，及時(shí)解決配電變壓器重過載、用戶負(fù)荷接入不均衡、導(dǎo)線電纜連接不牢固等問題；針對(duì)通道故障多發(fā)，重點(diǎn)解決樹線矛盾、大風(fēng)異物短路、外力破壞等問題；針對(duì)高溫負(fù)荷引發(fā)故障多發(fā)，應(yīng)及時(shí)采取切改負(fù)荷接入、縮短供電半徑等措施，對(duì)重負(fù)荷區(qū)域網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理優(yōu)化；針對(duì)惡劣氣象引發(fā)故障多發(fā)，應(yīng)加強(qiáng)氣象觀測(cè)，加固配電設(shè)備，提升應(yīng)對(duì)大負(fù)荷和抵御惡劣天氣的能力。