提高用戶供電可靠性的實踐及探討

趙炳旭 趙松雷

摘?要：新時期背景下，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，用戶對供配電質(zhì)量要求不斷提高，如出現(xiàn)配電線路故障停電或非計劃停電問題，必將影響用戶供電可靠性。基于此，本文深入研究了用電供電可靠性影響因素，并針對性提出用戶供電可靠性保障措施，以期為保障用戶供電可靠性，降低非計劃停電造成的財產(chǎn)損失，提高用戶對供電滿意度。

關(guān)鍵詞：供電可靠性;配電網(wǎng);措施

用戶供電可靠性是評價供配電質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接體現(xiàn)了供電企業(yè)對用戶持續(xù)供電能力。提供用戶供電可靠性是供電企業(yè)規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備選型、施工、生產(chǎn)運行等環(huán)節(jié)需要重點考慮的重要因素。根據(jù)國家相關(guān)政策要求，10kV配網(wǎng)主要是用戶側(cè)供電基礎(chǔ)設(shè)施，而用戶供電可靠性主要面向10kV及以下供配電領(lǐng)域，因此，供電企業(yè)應(yīng)重點保障10kV配電線路維護維修，預(yù)防和控制不良因素對10kV配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，縮短用戶停電時間、頻次，提高用戶對供配電滿意度。

1?用戶供電可靠性影響因素分析

根據(jù)供配電運營管理經(jīng)驗，用戶供電可靠性影響因素主要為配電網(wǎng)架不合理、設(shè)備及線路故障、配電線路及設(shè)備規(guī)劃水平低、計劃檢修停電、工程施工影響、供電可靠性管理流程不規(guī)范等。

1.1?配電網(wǎng)架不合理

自20世紀(jì)80年代以來，我國供配電設(shè)備、線路經(jīng)多次改造、提升，逐漸建立了輻射型、負(fù)荷集中、單環(huán)網(wǎng)線路配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。但在部分地區(qū)仍存在110kV與35kV變電站布點與區(qū)域負(fù)荷中心不一致的情況，由于供配電建設(shè)較早，供電半徑較長、供電面積較大和供電線路截面較小等原因，一旦出現(xiàn)線路負(fù)荷過大，將導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重影響用戶供電可靠性。從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來看，該類型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)多為單一電源和輻射型結(jié)構(gòu)，未配備冗余線路，配電網(wǎng)可轉(zhuǎn)功率低。

1.2?設(shè)備與線路故障問題

從用戶側(cè)10kV配電故障事件來看，設(shè)備故障和線路故障造成用電可靠性的案例較多，如線路絕緣損壞、雷害、自然老化、施工破壞、交叉跨越、違章建筑等，在配電網(wǎng)運行中面臨多種類型的故障，并對供配電穩(wěn)定運行和用戶正常用電造成不良影響。

1.3?配電網(wǎng)設(shè)備水平較低

部分供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，配電網(wǎng)設(shè)備水平較低，斷路器數(shù)量較少，保護設(shè)備不足，部分線路僅設(shè)置跌落式子熔斷器，當(dāng)一處配電出現(xiàn)故障時極易發(fā)生配電線路停電。同時，斷路器無油化改造持續(xù)推進，子部分線路仍存在線路安全水平和自動化水平低的情況，配電網(wǎng)設(shè)備水平低一定程度上影響了供電可靠性和用戶滿意度。此外，在用戶側(cè)低壓配網(wǎng)中，部分線路規(guī)劃設(shè)計缺乏科學(xué)性、整體性，線路布局凌亂，存在一定的供電穩(wěn)定性隱患。

1.4?計劃檢修停電

計劃檢修停電是供電企業(yè)定期對供配電線路、設(shè)備進行檢修維護的措施，由于10kV配電網(wǎng)多為單一電源供電，線路控制開關(guān)較少，負(fù)載轉(zhuǎn)移能力薄弱。當(dāng)供電企業(yè)計劃檢修時，如檢修時間過長、檢修能力弱將導(dǎo)致大面積停電，進而影響用戶供電穩(wěn)定性。

1.5?工程施工影響配電可靠性

當(dāng)前，隨著我國市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和建筑工程項目的開展，配電網(wǎng)受工程施工影響顯著，因工程施工造成配電線路中斷、破壞等導(dǎo)致配電線路故障。如市政道路開挖和排水管道施工造成配電線路故障，建筑工程基坑土方開挖時未詳細(xì)勘察場地配電管線導(dǎo)致線路故障等。

1.6?自動化水平低

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于用戶供電可靠性的自動化技術(shù)理論與實踐應(yīng)用日益成熟，但由于諸多因素影響，部分配電網(wǎng)線路自動化水平較低，配電系統(tǒng)操作主要依賴于人工操作方法，配電線路、設(shè)備故障診斷效率低下，無法實現(xiàn)故障線路、故障設(shè)備自動診斷、切換，以人工檢修檢查方式逐一對線路、設(shè)備進行排查，導(dǎo)致供配電線路故障處理時間增加，嚴(yán)重影響用戶配電可靠性。

2?提高用戶供電可靠性措施研究

針對上述影響用戶供電可靠性影響因素，應(yīng)從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完善、等方面著手，切實提高用戶供電穩(wěn)定性。

2.1?改造和完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，10kV配電網(wǎng)在放射狀結(jié)構(gòu)和樹狀結(jié)構(gòu)均存在一定的問題，一旦配電支線出現(xiàn)故障，可能影響整條分支線路故障，進而影響供電可靠性。針對該問題，應(yīng)結(jié)合低壓配電網(wǎng)整體規(guī)劃，逐步將輻射型配、樹狀結(jié)構(gòu)配網(wǎng)替換為全聯(lián)絡(luò)樹枝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由單一供電供電向多線路發(fā)展，降低故障段線路對非故障段線路的影響，提高用戶配配電穩(wěn)定性。

在新建配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)堅持規(guī)劃設(shè)計與用戶密度向協(xié)調(diào)，針對用戶密度大、用電荷載大的用電線路，應(yīng)盡量設(shè)置在子靠近負(fù)荷中心位置，將變配電供電半徑控制在15km以內(nèi)，并合選點建設(shè)10kV開關(guān)柜，根據(jù)供配電區(qū)域內(nèi)用戶供電需求預(yù)留開關(guān)柜，提高配電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)性、系統(tǒng)性。針對配電網(wǎng)單一電源故障引起的供電中斷問題，可在條件滿足情況下建設(shè)10kV備用站，在線路故障、計劃檢修時切換備用站，保障非故障區(qū)域正常供電。

2.2?提高配電網(wǎng)抗雷擊能力

在供配電規(guī)劃設(shè)計時，雷擊現(xiàn)象對配電網(wǎng)穩(wěn)定性影響突出，應(yīng)引起供電企業(yè)重視。在10kV配網(wǎng)中，常用的防雷擊措施包括：（1）以瓷橫擔(dān)代替子針式絕緣子;（2）增加電纜架空線路接地引下線截面，并與電纜外皮連接;（3）斷路器兩端配備防雷裝置，并將斷路器外殼接地。斷路器在配電網(wǎng)中長期處于開路狀態(tài)，如斷路器一側(cè)遭雷擊，在雷電波反射作疊加作用下，雷電芽城北增加，對斷路器、配電線路及斷路器等設(shè)備造成極大影響，因此，在用戶側(cè)配電斷路器兩側(cè)安裝防雷裝置，降低雷擊因素對用戶配電的影響，提高用戶供電穩(wěn)定性。

2.3?合理分段增設(shè)斷路器

供配電線路規(guī)劃施工時，可根據(jù)區(qū)域內(nèi)用電需求、用電密度等要求合理分段供電線路。在城市大型商業(yè)區(qū)、人口密度較高的地區(qū)，可按每千米設(shè)置分段，郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)可按3km設(shè)置分段，農(nóng)村地區(qū)按負(fù)荷情況在配電干線、支線上配置斷路器。在配電支線首端和中間部位間隔安裝斷路器，將供配電線路劃分為不用區(qū)段，按線路末端最小短路電流整定，建立線路斷路器定值檔案，實現(xiàn)配電網(wǎng)分段、分區(qū)管理，實現(xiàn)不同類型配電用戶隔離，減少故障段線路對非故障段線路的影響。當(dāng)線路負(fù)荷增加時，及時調(diào)整線路斷路器電流值，滿足配電網(wǎng)分段穩(wěn)定供電要求。

2.4?提高配電設(shè)備水平

新時期背景下，數(shù)字化、智能化配網(wǎng)技術(shù)方案日益成熟，逐漸取代了傳統(tǒng)的配電設(shè)備，取得了良好的應(yīng)用成果。在用戶側(cè)配電規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)加大新技術(shù)、新設(shè)備、新材料應(yīng)用力度，優(yōu)先選擇免維護、免維修設(shè)備，如全密封節(jié)能變壓器、永磁開關(guān)、真空開關(guān)、金屬氧化鋅避雷器等，通過加大電網(wǎng)改造投入，降低設(shè)備、線路因素造成的故障性停電，實現(xiàn)配電網(wǎng)故障自動診斷、自動切換、自動隔離、自動恢復(fù)，將配電故障事件、頻次降至最小程度。

2.5?強化綜合停電管理

針對因計劃檢修引起的停電問題，供電企業(yè)應(yīng)加強綜合停電管理工作，統(tǒng)籌規(guī)劃年度、月底檢修計劃，充分利用配電干線故障時間進行檢修，合理安排配電網(wǎng)檢修與重要用戶檢修同步進行，降低配電檢修對重要用戶生產(chǎn)、生活的影響。在停電檢修期間，應(yīng)重點落實“三個嚴(yán)格”要求，即嚴(yán)格控制重復(fù)停電、嚴(yán)格控制臨時停電和嚴(yán)格管理延時停送電。針對部分工程量較大、維護檢修復(fù)雜的檢修維護工作，可采用聯(lián)合檢修模式，確保配電檢修計劃嚴(yán)格實施。

2.6?提高供電應(yīng)急搶修能力和應(yīng)急處置能力

在供配電管理工作中，因突發(fā)原因?qū)е屡潆娋W(wǎng)線路、設(shè)備故障不可避免，要求供電企業(yè)快速響應(yīng)、處置、恢復(fù)供電，最大限度縮短停電時間，保障用戶生產(chǎn)、生活。供電企業(yè)快速響應(yīng)處置能力依賴于專業(yè)的維修維護人才隊伍和安全的備品備件庫存。供電企業(yè)應(yīng)在綜合考慮電氣設(shè)備備件更換頻次、成本等因素合理設(shè)置安全庫存，并按區(qū)段合理劃分供電搶修班組，強化對供配電故障搶修時間考核，以城市地區(qū)接故障報修電話45分鐘、鄉(xiāng)村地區(qū)90分鐘作為維修隊伍考核指標(biāo)，加強停電故障維修應(yīng)急處置與演練，切實增強供電企業(yè)搶修能力和應(yīng)急處置能力。

2.7?提高供電配網(wǎng)自動化水平

為提高配電網(wǎng)供電可靠性，應(yīng)借助信息化技術(shù)提高供電配網(wǎng)自動化水平，自動診斷故障線路、設(shè)備并實現(xiàn)故障預(yù)警、定位、自動切換和自動恢復(fù)。配電自動化系統(tǒng)由配電主站、配電子站、配電終端和通信通道組成，自動化配電終端采集電力設(shè)備有功、無功、電流、電壓值、開關(guān)量、多狀態(tài)數(shù)字量扥實時數(shù)據(jù)，并具備錯誤狀態(tài)監(jiān)測功能;配電子站通過通信網(wǎng)絡(luò)采集配電終端狀態(tài)數(shù)據(jù)，后傳輸至配電主站;配電主站接收配電子站、配電終端實時數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)處理、儲存、實時分析，并基于GIS技術(shù)，自動監(jiān)測電氣設(shè)備、線路故障影響范圍、影響線路，并通過自動判斷自動切換備用線路。當(dāng)主干線故障恢復(fù)后，自動切換至主干線路。在配電自動化分析中，為實現(xiàn)配電自動化、智能化，可借助粒子群算法對配電網(wǎng)模型進行編碼，確定配電故障自動化求“解”，檢查配電故障影響恢復(fù)切換線路、設(shè)備，判斷用戶供電故障自動化處理中是否存在“孤點”，并自動生成故障求解“樹”，實現(xiàn)用戶供配電自動化處理最優(yōu)化。除自動化處理外，配電自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足故障提示、故障定位功能，可實現(xiàn)向控制室人員提醒，并基于配電故障專家?guī)煨畔⒑团潆娊K端故障狀態(tài)信息，診斷用戶供電故障錯誤原因和建議維修維護措施，為用戶供電快速維修、恢復(fù)提供有效依據(jù)。

3?結(jié)語

新時期背景下，用戶對供配電質(zhì)量要求不斷提高。要求供電企業(yè)加強配電網(wǎng)架改造、升級，加強新設(shè)備、新技術(shù)、新材料應(yīng)用與推廣，借助斷路器合理劃分配電網(wǎng)區(qū)段，加強自動化技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)故障線路的自動診斷、自動切換、自動隔離、自動恢復(fù)，提高供電連續(xù)性、可靠性，提高用戶滿意度。

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作者簡介：趙炳旭（1992—?），男，漢族，吉林白山人，本科，技術(shù)員，研究方向：配電網(wǎng)運行。