淺析電力系統(tǒng)配電網(wǎng)供電可靠性

崔克昌

（國網(wǎng)陜西省電力公司商洛供電公司，陜西 商洛 726000）

引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得人們對(duì)生活水平的要求越來越高，電力行業(yè)作為國家基礎(chǔ)行業(yè)，對(duì)社會(huì)的發(fā)展意義重大。供電可靠性是評(píng)價(jià)供配電質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接體現(xiàn)了供電企業(yè)對(duì)用戶持續(xù)供電能力。提高供電可靠性是供電企業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、施工、生產(chǎn)運(yùn)行等環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)考慮的重要因素。因此通過分析配電網(wǎng)供電可靠性的影響，并探究解決影響供電可靠性的有效策略，希望能夠?qū)ε潆娖髽I(yè)有參考價(jià)值，推動(dòng)配電企業(yè)電力生產(chǎn)和電力運(yùn)輸工作的順利開展，提升社會(huì)整體發(fā)展水平。

一、分析供電可靠性的影響因素

（一）由于配電網(wǎng)架不合理

自從二十世紀(jì)八十年代之后，我國供配電設(shè)備和線路經(jīng)過多次的改造和升級(jí)，逐漸建立起輻射型和負(fù)荷集中以及單環(huán)網(wǎng)集中配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。但是在一部分地區(qū)中，依然存在110kV 與35kV 變電站布點(diǎn)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。

（二）由于設(shè)備和線路存在故障問題

從用戶側(cè)的十千伏配電故障進(jìn)行分析，設(shè)備的骨折線路故障導(dǎo)致用電可靠性的案例相對(duì)比較多，例如線路絕緣損壞和雷電以及自然老化、施工破壞、交叉跨越、違章建筑等，在配電網(wǎng)運(yùn)行中面臨多種類型的故障，并對(duì)供配電穩(wěn)定運(yùn)行和用戶正常用電造成不良影響。

（三）由于配電網(wǎng)設(shè)備水平相對(duì)較低

一部分供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，配電網(wǎng)設(shè)備的水平相對(duì)比較低，斷路器的數(shù)量比較少，保護(hù)設(shè)備存在不足，一部分線路僅僅設(shè)置了跌落式子熔斷器，當(dāng)一處配電出現(xiàn)故障時(shí)極易發(fā)生配電線路停電。同時(shí)，斷路器無油化改造持續(xù)推進(jìn)，子部分線路仍存在線路安全水平和自動(dòng)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。在此之外，在用戶側(cè)低壓配網(wǎng)中，一部分線路規(guī)劃設(shè)計(jì)缺少科學(xué)性和整體性，線路布局十分凌亂，依然存在一定的供電穩(wěn)定性隱患。

（四）由于計(jì)劃檢修停電

對(duì)于計(jì)量停電檢修而言，作為供電企業(yè)定期對(duì)供配電線路和設(shè)備進(jìn)行檢修維護(hù)的措施，由于一些配電網(wǎng)是單一電源供電，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(jì)劃檢修時(shí)，如檢修時(shí)間過長、檢修能力弱將導(dǎo)致大面積停電，進(jìn)而影響用戶供電穩(wěn)定性。

（五）由于工程施工影響供電可靠性

現(xiàn)如今隨著我國市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和建筑工程項(xiàng)目開展，電力系統(tǒng)受到工程施工的影響較大，由于工程施工導(dǎo)致配電線路中斷和破壞等情況經(jīng)常出現(xiàn)，例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(shí)未詳細(xì)勘察場地配電管線導(dǎo)致線路故障等。

（六）由于自動(dòng)化水平較低

現(xiàn)如今伴隨著信息技術(shù)快速地發(fā)展，根據(jù)供電可靠性自動(dòng)化技術(shù)理論和實(shí)踐越來越成熟，但由于受到多個(gè)方面因素的影響，一部分線路自動(dòng)化水平相對(duì)比較低，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(shí)現(xiàn)故障線路、故障設(shè)備自動(dòng)診斷、切換，以人工檢修檢查方式逐一對(duì)線路、設(shè)備進(jìn)行排查，導(dǎo)致供配電線路故障處理時(shí)間增加，嚴(yán)重影響用戶配電可靠性。

二、提高電力系統(tǒng)供電可靠性的措施

（一）積極改造和完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)如今電力系統(tǒng)在放射狀結(jié)構(gòu)和樹狀結(jié)構(gòu)方面都存在一定的問題，如果電力系統(tǒng)支線出現(xiàn)了故障，可能會(huì)導(dǎo)致整條分支線路故障問題，進(jìn)而對(duì)其供電可靠性帶來影響。對(duì)于這個(gè)問題而言，需要充分結(jié)合低壓配電網(wǎng)的整體規(guī)劃，逐漸將其輻射型配以及樹樁結(jié)構(gòu)配網(wǎng)替換為全聯(lián)絡(luò)的樹樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由單一供電向多線路發(fā)展，降低故障段線路對(duì)非故障段線路的影響，提高用戶配電穩(wěn)定性。在新建配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持規(guī)劃設(shè)計(jì)與用戶密度向協(xié)調(diào)，針對(duì)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(diǎn)建設(shè)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，提高電力系統(tǒng)規(guī)劃科學(xué)性、系統(tǒng)性。然而對(duì)于電力系統(tǒng)單一電源故障所引起的供電中斷問題，可以在條件滿足的情況下建立起合理的備用站，使其能夠在線路故障和計(jì)劃檢修的過程中切換備用站，更好的保證非故障區(qū)域能夠正常供電。

（二）提高電力系統(tǒng)的抗雷擊能力

在實(shí)際進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，雷擊現(xiàn)象對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是比較突出的，因此要引起供電企業(yè)的高度重視，在電力系統(tǒng)之，比較常用的防雷措施主要包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：一是以瓷橫擔(dān)代替子針式絕緣子；二是增加電纜架空線路接地引下線截面，并與電纜外皮連接；實(shí)施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(duì)斷路器、配電線路及斷路器等設(shè)備造成極大影響，所以在用戶側(cè)配電斷路器兩側(cè)位置合理安裝防雷裝置，有效地降低雷擊因素對(duì)其帶來的影響，保證其整體供電的穩(wěn)定性，促進(jìn)電力企業(yè)快速地進(jìn)行發(fā)展。

（三）合理的分段增設(shè)斷路器

在實(shí)際進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃施工的過程中，主要是可以結(jié)合區(qū)域的實(shí)際用電需要和用電密度等要求，合理的分段供電線路，在城市大型商業(yè)區(qū)和人口密度較高的地區(qū)中，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(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分段、分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)不同類型配電用戶隔離，減少故障段線路對(duì)非故障段線路的影響。如果線路的負(fù)荷出現(xiàn)了增加的情況下，那么則是需要及時(shí)調(diào)整線路斷路器的電流值，使其能夠更好地滿足電力系統(tǒng)分段穩(wěn)定供電的需要。

（四）對(duì)配電設(shè)備的水平進(jìn)行提升

在新時(shí)期的發(fā)展背景下，數(shù)字化以及智能化的配網(wǎng)技術(shù)方案越來越成熟，逐漸取代了傳統(tǒng)的配電設(shè)備，并且存在較為良好的應(yīng)用成果。在用戶側(cè)規(guī)劃的過程中，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(hù)、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(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障自動(dòng)診斷、自動(dòng)切換、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)，將配電故障事件、頻次降至最小程度，這樣可以更好地去保證電力系統(tǒng)日后穩(wěn)定的運(yùn)行，促進(jìn)電力行業(yè)快速地進(jìn)行發(fā)展。

（五）提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平

為了能夠提高電力系統(tǒng)供電的可靠性，通過借助于信息化的技術(shù)，全面提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化的水平，自動(dòng)診斷故障的線路和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警和定位以及自動(dòng)切換和自動(dòng)恢復(fù)等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由配電主站、配電子站、配電終端和通信通道組成，自動(dòng)化終端采集電力設(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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并具備錯(cuò)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)分析，并基于GIS 技術(shù)，自動(dòng)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(dòng)判斷自動(dòng)切換備用線路。當(dāng)主干線故障恢復(fù)后，自動(dòng)切換至主干線路。然而在電力系統(tǒng)自動(dòng)化分析中，為了可以更好地實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化，主要通過借助于粒子群算法對(duì)其模型進(jìn)行合理的編碼。除自動(dòng)化處理外，配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)滿足故障提示、故障定位功能，可實(shí)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，及時(shí)診斷診斷用戶供電故障錯(cuò)誤原因和建議維修維護(hù)措施，為用戶供電快速維修、恢復(fù)提供有效依據(jù)。

（六）對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

現(xiàn)如今一部分電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中依然存在較為明顯的缺陷問題，這樣也為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來不同程度的影響，降低了電力系統(tǒng)的供電可靠性，因此對(duì)于這種情況而言，電力企業(yè)要對(duì)原來的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，有效提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。與此同時(shí)，電力企業(yè)要及時(shí)更新主站運(yùn)行情況以及反饋控制點(diǎn)的具體信息，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，電力企業(yè)還要將一些節(jié)點(diǎn)納入電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化管理。同時(shí)在電力企業(yè)中，還需要投入大量的資金，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析和研究，保證其相關(guān)信息的準(zhǔn)確性，最終才能更好地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

結(jié)語

總而言之，配電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)下電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，也是城市建設(shè)的重要組成部分。電力企業(yè)為提升供電可靠性，需要對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)更新，充分提高配網(wǎng)供電自動(dòng)化水平，保證供電可靠性能夠滿足社會(huì)各行各業(yè)的需求，從而有效推動(dòng)社會(huì)發(fā)展水平的快速提升。新時(shí)期背景下，用戶對(duì)供配電質(zhì)量要求不斷提高。要求供電企業(yè)加強(qiáng)配電網(wǎng)架改造、升級(jí)，加強(qiáng)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(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)故障線路的自動(dòng)診斷、自動(dòng)切換、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)，提高供電連續(xù)性、可靠性，在一定程度上提高用戶滿意度。