影響供電可靠性的因素及其提高措施

摘要：電力系統(tǒng)的可靠性研究工作起始于20世紀(jì)60年代，50年以來—直受到同行專家的關(guān)注。目前可靠性評(píng)估已成為國內(nèi)外配電系統(tǒng)規(guī)劃決策中的一項(xiàng)常規(guī)性工作。我國是從20世紀(jì)80年代初期開始對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性研究的，到目前為止這方面有了很大的進(jìn)展。可靠性評(píng)估已經(jīng)成為與供電質(zhì)量有關(guān)的一項(xiàng)基本指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)資料表明，用戶的停電事故中有80%是由配電網(wǎng)故障引起的，提高配電網(wǎng)的可靠性對(duì)提高電力系統(tǒng)供電質(zhì)量具有重要意義。文中從供電可靠性重要性入手，分析了影響供電可靠性的三個(gè)主要因素：線路故障率及故障修復(fù)時(shí)間、非故障停電、用戶密度和分布，針對(duì)影響因素提出4項(xiàng)提高供電可靠性的措施：建立可靠性管理制度、加強(qiáng)線路設(shè)備巡視和落實(shí)管理責(zé)任、完善配電網(wǎng)網(wǎng)架和縮小停電范圍、應(yīng)用配電自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 供電可靠性 措施

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，配電系統(tǒng)可靠性已越來越占有重要位置。系統(tǒng)處于電力系統(tǒng)的末端，直接與用戶相連，是包括發(fā)電、輸變電和配電在內(nèi)的整個(gè)電力系統(tǒng)與用戶聯(lián)系、向用戶供應(yīng)電能和分配電能的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，配電系統(tǒng)大多采用輻射式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)單故障比較敏感。在研究中，配電網(wǎng)絡(luò)約占整個(gè)供電系統(tǒng)投資的60%及運(yùn)行成本的20%，它對(duì)用戶供電可靠性的影響也最大，其可靠性直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)和居民生活。

由此，對(duì)配電系統(tǒng)尤其是配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的研究是保證供電質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，對(duì)促進(jìn)和改善電力工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，進(jìn)行城市網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造有著重要作用。

1 影響供電可靠性的主要因素

1.1 線路故障率及故障修復(fù)時(shí)間

由于配電網(wǎng)長期處于露天運(yùn)行，又具有點(diǎn)多、線長、面廣等特點(diǎn)。配電線路在運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生跳閘事故，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)供電可靠性，。不但給供電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，而且還影響了廣大城鄉(xiāng)居民的正常生產(chǎn)和生活用電。線路故障可能是由于絕緣損壞、雷害、自然劣化或其他等原因造成。①絕緣損壞是指高空落物，樹木與線路安全距離不足等造成的故障，與沿線地理環(huán)境有關(guān)；一般認(rèn)為絕緣損壞率與線路長度成正比。②雷害造成的故障與避雷器的安裝情況有關(guān)；雷害故障率大體上與避雷器安裝率成反比，與避雷器自身故障率成正比。③自然老化引起的故障與線路設(shè)備、材料有關(guān)；對(duì)同一類設(shè)備、材料，自然老化率與線路長度成正比。

1.2 非故障停電原因

非故障停電原因包括35kV及以上的輸變電線路或變電站改造、檢修、預(yù)試以及配電網(wǎng)檢修、改造等。35kV及以上輸變電線路架設(shè)跨越時(shí)，要求配網(wǎng)配合停電；變電所主變過載或設(shè)備檢修、改造等，都會(huì)引起配電網(wǎng)停電。特別是近些年的城農(nóng)網(wǎng)改造以及市政工程，要求配電網(wǎng)配合停電的次數(shù)增多，線路停電頻繁，影響了配電網(wǎng)供電可靠性。

1.3 用戶密度與分布

用戶密度是指每單位長度線路所接用戶數(shù)。因用戶負(fù)荷的不同，各回線路用戶密度一般也不相同。在估計(jì)接線方式對(duì)供電可靠性的影響時(shí)，可取平均密度。按現(xiàn)行供電可靠性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，對(duì)同一接線方式，用戶分布情況不同，可有不同配電質(zhì)量服務(wù)指標(biāo)。按用戶分布模式分析，用戶大部分分布在線路前段，線路中、后段故障可通過分段斷路器隔離，從而前段線路可恢復(fù)運(yùn)行，故有最佳的評(píng)估結(jié)果，用戶大部分在線路中段的模式次之，用戶集中在線路末端的分布模式最差。

2 提高配電網(wǎng)配電可靠性的措施

2.1 建立可靠性管理制度

可靠性管理是一項(xiàng)綜合性的管理工作，縱向在上需要領(lǐng)導(dǎo)的重視，在下需要員工的關(guān)心；橫向需要各部門之問的分工、配合。為此，供電企業(yè)應(yīng)成立供電可靠性管理小組，編制供電可靠性管理制度，實(shí)行供電可靠性的目標(biāo)管理，層層分配和細(xì)化指標(biāo)。形成供電可靠性分析制度，每個(gè)季度對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析，并形成報(bào)告，作為下季度工作的指導(dǎo)；做好預(yù)停電計(jì)劃，合理安排停電開關(guān)，最大限度的采用綜合停電模式，可大大減少非故障停電的次數(shù)。

2.2 加強(qiáng)線路設(shè)備巡視，落實(shí)管理責(zé)任

加強(qiáng)線路巡視，進(jìn)行配網(wǎng)設(shè)備評(píng)級(jí)管理。能盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并進(jìn)行消除，減少停電事故的發(fā)生，是提高供電可靠性的另一條途徑，也是配電運(yùn)行部門日常進(jìn)行的重要工作。對(duì)容易發(fā)熱的部位編號(hào)建檔，落實(shí)管理責(zé)任；建立詳細(xì)巡視記錄，對(duì)查處的缺陷，按輕重緩急安排檢修計(jì)劃，并逐步消除；做好防止雷擊線路設(shè)備故障；普及防爆脫離型成氧化鋅避雷器的應(yīng)用，減少搶修停電時(shí)間；經(jīng)常檢查防雷裝置引下線和接地體的銹蝕情況，檢測(cè)接地電阻、密封開關(guān)、變壓器、計(jì)量箱接線柱。

2.3 完善配電網(wǎng)網(wǎng)架，縮小停電范圍

從安全可靠、經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)上考慮配電網(wǎng)的優(yōu)化，改變陳舊的配電模式，完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“手拉手”環(huán)網(wǎng)配電，對(duì)重要用戶實(shí)行“雙電源”，甚至“三個(gè)電源”配電方式，同時(shí)線路配電半徑要適中，配電負(fù)荷要基本合理；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理可有效對(duì)停電線路進(jìn)行轉(zhuǎn)供電。

2.4 適時(shí)實(shí)施配電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理

隨著配電系統(tǒng)規(guī)模的逐漸龐大，接線越來越復(fù)雜，以及電力企業(yè)對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求也越來越高。由于配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量眾多、種類繁雜、位置分散、覆蓋面廣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境差、擴(kuò)建等原因，配電系統(tǒng)自動(dòng)化相當(dāng)復(fù)雜。在實(shí)踐中，諸如配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的高級(jí)應(yīng)用功能，盡管已經(jīng)受到重視，但是隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，負(fù)荷的種類和數(shù)目的不斷增長，經(jīng)常進(jìn)行整個(gè)配電網(wǎng)的重構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的。為此，應(yīng)立足現(xiàn)實(shí)，實(shí)施配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理。

配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是識(shí)別并分析配電網(wǎng)潛在損失發(fā)生的可能性以及嚴(yán)重程度的過程，需從風(fēng)險(xiǎn)的導(dǎo)致因素、造成的破壞、經(jīng)濟(jì)損失以及采取預(yù)防措施的全過程展開，最早于20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用于美國的核電廠的安全性分析。配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的在于分析配電網(wǎng)每個(gè)元件的故障可能造成的經(jīng)濟(jì)損失，并且與風(fēng)險(xiǎn)的可接受程度相結(jié)合，最終形成基于風(fēng)險(xiǎn)的決策。在實(shí)踐中，配電系統(tǒng)的組成元件主要有：線路、變壓器、隔離開關(guān)、斷路器、熔斷器等。這些元件組成的配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，才能使社會(huì)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。從經(jīng)濟(jì)的角度來看，稱其為社會(huì)效用的極大化。另一方面，配電網(wǎng)中的任何一個(gè)組成元件發(fā)生故障都可能造成社會(huì)福利損失，即效用損失。

由此，配電網(wǎng)的任何元件都不是百分之百可靠工作的，都有一定的故障概率。因此，配電網(wǎng)中的任何一個(gè)元件都承擔(dān)著某種程度的效用風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)可以通過某種指標(biāo)來衡量。在安排配網(wǎng)正常運(yùn)行中，要盡量投入那些成本和風(fēng)險(xiǎn)都不太高的元件，使整個(gè)配電系統(tǒng)運(yùn)行在既經(jīng)濟(jì)又安全的環(huán)境下。通常該理論方法主要包括六個(gè)步驟：辨認(rèn)什么元件可能發(fā)生事故；確定發(fā)生事故的頻率，計(jì)算事故產(chǎn)生的后果；估算風(fēng)險(xiǎn)的程度；評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的可接受程度；采取行動(dòng)來減少任何不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠性將直接影響著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平。目前，國內(nèi)配電網(wǎng)配電可靠性水平與國外相比還有較大的差距，而要縮小這種差距往往需要進(jìn)行電網(wǎng)改造和設(shè)備投資。在市場(chǎng)條件下，供電企業(yè)需要綜合考慮電網(wǎng)建設(shè)投資費(fèi)用和電網(wǎng)可靠性兩個(gè)方面。要提高供電可靠性，則可能需增加對(duì)電網(wǎng)的投資，使電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性下降，但若不采取措施提高供電可靠性，則包括停電損失在內(nèi)的電網(wǎng)總成本可能反而會(huì)上升。提高供電可靠性，不僅是用戶的需求，也是供電企業(yè)自身發(fā)展的需要。提高配電網(wǎng)供電可靠性，不但可以減少停電損失，避免因停電，引起的經(jīng)濟(jì)糾紛，還可以樹立良好的企業(yè)形象。