農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電可靠性提升措施研究

國網(wǎng)浙江象山縣供電有限公司 沈曉挺 李斌坤 金芳芳 王啟翔

在全部的電網(wǎng)故障當(dāng)中大部分是10kV配電網(wǎng)產(chǎn)生的故障，在這些故障當(dāng)中農(nóng)村配電網(wǎng)所占較高比例，電網(wǎng)線路比較長、設(shè)備質(zhì)量不高、停電時間久都成為造成10kV配電網(wǎng)故障率高的原因。雖然我國農(nóng)網(wǎng)改造已經(jīng)得到了一定的效果，可長時間以來農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)資金不足，一般都是對城區(qū)的10kV配電網(wǎng)、大于35kV的變電站以及電網(wǎng)線路展開了改造，給農(nóng)村10kV配電網(wǎng)投入資金不多，造成其技術(shù)水平不高。農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電可靠性降低，變成限制農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展的一大影響因素。

1 農(nóng)村10kV配網(wǎng)供電可靠性的意義

電力系統(tǒng)過程中配電網(wǎng)作為供電企業(yè)以及用戶間的橋梁。在配電網(wǎng)運行中提高配電網(wǎng)供電可靠性具有十分重要的意義，具體表現(xiàn)為：評價供電能力的一個重要指標(biāo)就是配電網(wǎng)供電可靠性。電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)具體負(fù)責(zé)對電力的分配與輸送，這一過程當(dāng)中配電網(wǎng)供電可靠性與電力企業(yè)供電能力、服務(wù)質(zhì)量有直接關(guān)系，也已變成電力企業(yè)供電能力的一大重要指標(biāo)[1]；提高配電網(wǎng)供電可靠性為降低電力事故出現(xiàn)率有著十分重大的意義。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的終端，為國家社會經(jīng)濟的快速發(fā)展及生產(chǎn)生活帶來重要的作用。社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展推動了配電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程，并還對配電網(wǎng)提出了非常高的要求，始越來越重視配電網(wǎng)供電可靠性。實際情況下在電力事故中產(chǎn)生配電網(wǎng)安全事故的比例超過3/4以上[2]，給電力系統(tǒng)帶來非常大的損失，提高配電網(wǎng)供電可靠性水平成為了降低電力事故出現(xiàn)率的實際需求。

2 影響農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電可靠性的因素

2.1 配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因素

如今農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)大部分存在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、設(shè)計不合理的問題。具體體現(xiàn)在終端設(shè)置35kV變電站點少，大部分只有一回進(jìn)線未能構(gòu)成雙電源供電，如變電站進(jìn)線產(chǎn)生電源故障將會導(dǎo)致區(qū)域停電問題。農(nóng)村的10kV配電線路大體采用單電源樹枝狀結(jié)構(gòu)，未能構(gòu)成手拉手環(huán)網(wǎng)電源；大部分線路供電半徑太大、導(dǎo)線截面積太小，線路不存在相互代供的能力，具有較低的供電可靠性，一旦出現(xiàn)停電現(xiàn)象會產(chǎn)生“一停一片，一停一線”的問題。

2.2 人為因素

運行維護工作人員的操作技巧及工作責(zé)任感能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)的使用時間及運轉(zhuǎn)安全程度產(chǎn)生決定性作用，并會對供電可靠性帶來重要影響。有關(guān)調(diào)查研究表示，近年非常多10kV配電網(wǎng)中產(chǎn)生的停電事故是由于運行維護人員維護技術(shù)水平不高、責(zé)任心不高、事故處理能力弱等因素造成的[3]。

2.3 線路設(shè)備故障

線路故障：倒桿。這一故障大部分是由于施工及日常維護不到位導(dǎo)致的，還有少部分是由于外力破壞、電桿本身質(zhì)量不高、自然災(zāi)害導(dǎo)致；斷線。氣候變化、施工不到位、造成導(dǎo)線弧垂過緊將導(dǎo)線拉斷；相間短路將導(dǎo)線燒斷。長時間過負(fù)荷的線路存在接觸點不良問題，運轉(zhuǎn)中導(dǎo)致接頭嚴(yán)重過熱，接頭處導(dǎo)線產(chǎn)生燒斷[4]；單向接地故障。瓷絕緣子不具備較高的絕緣質(zhì)量，陰雨天受潮后被擊穿接地[5]。樹木超高、刮風(fēng)下雨導(dǎo)線與樹枝相碰形成接地。導(dǎo)線的接頭處理不到位帶來接觸電阻太大、運行中接頭嚴(yán)重過熱燒斷接頭與大地接觸構(gòu)成接地。導(dǎo)線接頭出現(xiàn)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象或是電腐蝕造成斷線跌落與大地接觸造成接地；相間短路。大部分是兩相或三相導(dǎo)線，受到天氣因素影響，導(dǎo)線大幅度碰線或擊穿空氣放電。

設(shè)備故障：比較常出現(xiàn)故障的設(shè)備包含配電變壓器、真空斷路器、開閉所、電纜分接箱和配電室、電壓互感器、電流互感器。

2.4 運維管理不到位

大多數(shù)的農(nóng)村10kV配電網(wǎng)的運行維護與管理都是由縣級農(nóng)電公司所進(jìn)行管理，具體工作任務(wù)落實到供電所農(nóng)村電工的肩上。因為農(nóng)村供電所電工所承擔(dān)的工作量巨大，需實施抄表、催費，還需實時維護低壓臺區(qū)，一人承擔(dān)多數(shù)任務(wù)，任務(wù)量大且大部分農(nóng)村供電所電工數(shù)量少、技術(shù)水平不高、工作責(zé)任感不強、巡視力度不到位。農(nóng)村10kV配電線路大部分處在偏遠(yuǎn)農(nóng)村地帶，尤其是在不良的天氣情況下有部分的配電線路根本無法送達(dá)，不能展開正常的檢查與巡視工作，所以讓農(nóng)村10kV配電線路的運行管理工作效率下降，根本不能提高供電可靠性。

2.5 自然災(zāi)害因素

雷雨災(zāi)害。碰到雷雨天氣時，若架空導(dǎo)線被雷電直接擊中就會非?？赡艹霈F(xiàn)斷裂問題，導(dǎo)致線路斷路或是接地跳閘問題；針對配電絕緣子的耐壓試驗難度系統(tǒng)較大，所以在進(jìn)行巡查中難以發(fā)現(xiàn)絕緣子的零值與低值，與此同時在受到雷擊后的瓷絕緣子非?？赡艹霈F(xiàn)爆裂的問題，造成線路跳閘；電壓互感器、避雷器設(shè)備比較老化，若直接被雷電所擊中會非?？赡軐⒔^緣部分擊穿；大雨對桿基展開沖刷從而出現(xiàn)松動，非?？赡軙霈F(xiàn)倒桿問題。

風(fēng)害。導(dǎo)線在碰到刮風(fēng)下雨情況下非常可能會對斷落的樹枝或是樹木放電，導(dǎo)致短路問題產(chǎn)生，引起線路事故；如接觸面積較大、質(zhì)量輕的塑料布亦或是廣告橫幅等漂移物被風(fēng)吹落到線路中，從而導(dǎo)致10kV配電網(wǎng)線路產(chǎn)生跳閘；一旦碰到強烈的臺風(fēng)，部分并未展開整改的舊線路非?？赡艹霈F(xiàn)倒桿情況，造成線路故障；在建設(shè)初始階段并未全方位對線路檔距進(jìn)行考慮，面對大風(fēng)天氣時非?？赡艹霈F(xiàn)線路混亂的情況，造成相間短路問題。

3 農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電可靠性提升措施

3.1 完善配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

農(nóng)村要加大對配電網(wǎng)的改造力度：需改造35kV農(nóng)網(wǎng)終端變電站，盡量把35kV變電站當(dāng)中的一回電源進(jìn)線轉(zhuǎn)變?yōu)殡p回電源進(jìn)線，從而不斷提高配電網(wǎng)供電的可靠性。增多35kV變電站的布點，降低10kV配電線路供電半徑；在不同的10kV配電線路間加設(shè)聯(lián)絡(luò)線，保證10kV配電線路呈現(xiàn)出環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成手拉手的環(huán)網(wǎng)電源，獲得相互代供的能力。經(jīng)過農(nóng)村配電網(wǎng)改造大部分農(nóng)網(wǎng)線路干線導(dǎo)線截面增加，在良好滿足當(dāng)前負(fù)荷的基礎(chǔ)上適當(dāng)留出余度。若是要在相鄰兩條線路的一個地方或是兩個地方架設(shè)聯(lián)絡(luò)線、裝好聯(lián)絡(luò)開關(guān)，一旦一條線路產(chǎn)生故障或出現(xiàn)計劃檢修時，經(jīng)過相應(yīng)的操作讓故障段或是工作段外的線路設(shè)備依然能帶電運轉(zhuǎn)。這樣通過改造10kV配電線路、增設(shè)線路間聯(lián)絡(luò)線，讓某一部分配電線路產(chǎn)生故障要停電時利用聯(lián)絡(luò)線配出負(fù)荷，進(jìn)而提高供電可靠性。

3.2 努力提升人員素質(zhì)

為工作人員提供業(yè)務(wù)培訓(xùn)，當(dāng)培訓(xùn)合格后讓工作人員上崗工作。良好提高供電人員思想意識，讓工作人員具有專業(yè)的工作能力、還具有供電安全可靠的意識。農(nóng)村配電網(wǎng)施工中，嚴(yán)格按照規(guī)范施工、按照工程竣工驗收，避免有不合格的工程投入使用。培訓(xùn)供電工作人員的供電可靠性意識，將培訓(xùn)落實到供電生產(chǎn)、運行、檢修、停電、維護等每一個環(huán)節(jié)當(dāng)中去，避免只是表面形式。做好理論指導(dǎo)工作、培訓(xùn)業(yè)務(wù)，通過討論的形式分析，供電人員要擅長分享相關(guān)工作經(jīng)驗，進(jìn)而拓寬提高供電人員素質(zhì)的道路。

3.3 合理改造線路和電氣設(shè)備

為有效提高農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電可靠性水平，要不斷減少線路以及設(shè)備故障出現(xiàn)的幾率，科學(xué)合理對配電網(wǎng)線路與設(shè)備進(jìn)行改造，進(jìn)一步提高線路與設(shè)備的工作能力與技術(shù)水平。供電企業(yè)需主動積極對電力技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，并要引入先進(jìn)的電力技術(shù)，運用新型的電氣設(shè)備，將傳統(tǒng)落后、技術(shù)含量不高的舊設(shè)備及時更換，讓配電網(wǎng)變得更加自動、更加節(jié)能、更加智能，從而不斷提高農(nóng)村10kV配電網(wǎng)供電的可靠性水平。

技術(shù)工作者需及時更新農(nóng)村配電線路的設(shè)備，針對已無法再繼續(xù)作業(yè)或危險作業(yè)的設(shè)備及時更換，從而增強電網(wǎng)設(shè)備水平。通過采用全新的設(shè)備實施工作，調(diào)試新設(shè)備，對設(shè)備運行安全實時維護，從而良好的減少設(shè)備問題產(chǎn)生的故障出現(xiàn)率。面對農(nóng)村10kV配電網(wǎng)改造中產(chǎn)生的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低、設(shè)備選型落后問題，在剛開始啟動農(nóng)村電網(wǎng)升級改造工程前，就需優(yōu)化配置設(shè)備選型，優(yōu)先運用具有較高科技含量的電網(wǎng)設(shè)備，從而完善設(shè)備改造。農(nóng)村10kV配電網(wǎng)升級改造工程中采用配電變壓器全部屬于S11或S13節(jié)能型配電變壓器。線路開關(guān)全部實現(xiàn)無油化，全部選擇使用ZW32系列真空開關(guān)，其中部分開關(guān)選擇使用可遠(yuǎn)程操控的智能開關(guān)，所改造的線路全部實現(xiàn)絕緣化。

供電轄區(qū)內(nèi)部穿越山間林區(qū)容易落雷地段的線路，絕緣子全部替換為FZL型防雷絕緣子。經(jīng)過對設(shè)備選型進(jìn)行優(yōu)化，從技術(shù)手段上為電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運行夯實基礎(chǔ)。供電企業(yè)運用新型的無功補償裝置有效對配電網(wǎng)的無功缺額進(jìn)行補償，從而確保配電網(wǎng)供電線路功率因素的穩(wěn)定程度。通過使用配電網(wǎng)自動化手段來實施故障管理。技術(shù)工作人員在實施配電網(wǎng)綜合自動化處理中，科學(xué)采用有效措施來提升處理配電網(wǎng)故障的速度，例如對故障實時監(jiān)測、隔離故障點、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等方式，在實現(xiàn)自動化變電所調(diào)度中要做好配電網(wǎng)自動化建設(shè)工作，采用小電流節(jié)點選線裝置，找準(zhǔn)故障出現(xiàn)具體原因，有效隔離故障，從而實現(xiàn)減少停電時間的目標(biāo)。

3.4 加大設(shè)備檢修力度

農(nóng)村10kV配電網(wǎng)要將計劃停電管理工作做好，有效縮短停電時間，降低停電次數(shù)，進(jìn)一步提高電網(wǎng)供電的可靠性水平。針對具有停電需求的單位要及時對停電計劃進(jìn)行報送，在生產(chǎn)協(xié)調(diào)會議上根據(jù)所報送的停電計劃及時進(jìn)行討論，盡量合并能夠合并的停電計劃，盡可能縮短停電時間。針對停電計劃外的停電請求由生產(chǎn)經(jīng)理或總工展開審批，降低停電時間以及頻率。需加強對停電檢修過程的管理力度，制定行之有效的措施嚴(yán)控不同檢修過程中所耗費的時間，在一定范圍里盡可能減少檢修時間。在進(jìn)行業(yè)擴接火及配電臺區(qū)改造中要盡量實現(xiàn)帶電作業(yè)。按照有關(guān)的規(guī)程在配電網(wǎng)上預(yù)留接火裝置以及接火點，從而降低停電業(yè)擴接火的頻率，良好的提高電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量。

3.5 預(yù)防自然災(zāi)害

做好對自然災(zāi)害的預(yù)防控制工作，在很大程度上提升10kV配電網(wǎng)供電的可靠性。面對不同時間段的雷雨、暴風(fēng)雪的高發(fā)時間段，電力企業(yè)需與地方的具體情況、配電網(wǎng)供電需求良好結(jié)合在一起，科學(xué)制定出有效的措施，進(jìn)而提高配電網(wǎng)的防災(zāi)水平。比如，面對暴風(fēng)高發(fā)的地段，一定要在建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施時制定出有效的措施，有效對基礎(chǔ)設(shè)施如電桿等進(jìn)行加固處理，調(diào)整導(dǎo)線的弧垂，定期對線路周邊的雜物、樹木等進(jìn)行清理，避免對線路的正常運行帶來影響。

針對防雷過電壓保護器進(jìn)行優(yōu)化配置。針對防雷過電壓保護器具體的避雷效果原理，即運用10kV配電線路的導(dǎo)線以及絕緣子實施并聯(lián)，從而讓導(dǎo)線引流球之間串聯(lián)間隙實施配合。防雷過電壓保護器在10kV配電線路避雷措施中，屬于一種具有較大經(jīng)濟性且應(yīng)用廣泛的避雷裝置。配電線路的工作者在安裝防雷過電壓保護器當(dāng)中減低安置失誤，確保安置科學(xué)合理性，從而良好增強10kV配電線路的避雷能力；科學(xué)合理運用架空避雷線。一般我國在發(fā)射架及大型建筑中采用架空避雷線。為更好提高避雷結(jié)構(gòu)的效率，還能在10kV配電線路中廣泛運用架空避雷線。另外，為良好地對10kV配電線路進(jìn)行保護，架空避雷線還需具有非常良好的屏蔽功能。科學(xué)合理運用架空避雷線在避雷工作中獲取理想的實踐效果，適用性非常高。

總之，在電力發(fā)展過程中配電網(wǎng)供電可靠性具有重要的意義。在農(nóng)村10kV配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)中多種因素都會對其配電網(wǎng)供電可靠性產(chǎn)生影響，其中具體包含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、工作人員、線路和電氣設(shè)備、運維管理、自然災(zāi)害等因素。由此需針對性地提出解決對策，提高配電網(wǎng)供電可靠性，從而充分滿足我國對電力的現(xiàn)實需要。