提高10KV配電網(wǎng)可靠性思路研究

郭玉莉

摘 要:本文基于筆者多年從事電氣工程及其自動(dòng)化的可靠性的相關(guān)研究基礎(chǔ),以10kv配網(wǎng)供電可靠性為研究對(duì)象,分析了出現(xiàn)停電事故的原因,詳細(xì)探討了提高供電可靠性的具體措施,全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞:10KV配網(wǎng)供電可靠性

中圖分類號(hào):TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(a)-0079-02

由于配電系統(tǒng)大多數(shù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)都很薄弱,設(shè)備陳舊落后,近些年來國(guó)家對(duì)城網(wǎng)改造加大了投入力量,城市110kV及以上高壓電網(wǎng)得到了很好的改良,同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量的提高也起到積極的作用。但是,由于城市低壓配網(wǎng)投入相對(duì)不足,使得部分地區(qū)終端客戶的電能質(zhì)量改善不明顯。據(jù)有關(guān)資料顯示,10kV配網(wǎng)故障率占整個(gè)電網(wǎng)故障率的70％。目前10kV配電網(wǎng)相對(duì)于35kV及以上的電網(wǎng)來說,整體設(shè)備健康水平和供電可靠性也都不夠高。這主要是因?yàn)?0kV配網(wǎng)線路較長(zhǎng),電設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低,線路布局不合理,易受外界因素的影響。另外,平時(shí)的檢修、施工停電,停電時(shí)間較長(zhǎng),長(zhǎng)此以往也影響了供電可靠性。因而配網(wǎng)供電可靠性已成為當(dāng)前配電管理的第一要?jiǎng)?wù)。本文就影響10kV配網(wǎng)可靠性的一些原因進(jìn)行分析,并提出一些改進(jìn)措施。

1預(yù)安排停電的原因分析

預(yù)安排停電是影響供電可靠率的原因之一。計(jì)劃停電時(shí)的戶數(shù)要占總停電時(shí)戶數(shù)的85％,余下的15％則為特殊的故障停電所致。計(jì)劃停電是影響供電可靠性的主要原因。

預(yù)安排停電影響原因所占比例排序?yàn)?配網(wǎng)計(jì)劃施工(51％)、用戶工程(25％)、配網(wǎng)計(jì)劃?rùn)z修(12％)、市政建設(shè)工程(7％)、受輸變電影響(5％)。

2故障停電的原因分析

2.1 外力破壞

這一部分包括不可抗力的災(zāi)害性氣候破壞、另外也包括某些施工單位野蠻施工破壞和交通車輛破壞。

2.2 設(shè)備原因

變壓器的故障分為電路的故障和磁路的故障。電路的故障主要是線環(huán)和引線引起的故障等,一般有:線圈絕緣層的老化、空氣潮濕、切換器的接觸不良,使用的材料質(zhì)量和材料制造工藝的不良,過電壓沖擊及二次系統(tǒng)短路引起的故障等。磁路的故障一般是指鐵芯、扼鐵及夾件間發(fā)生的故障,常見的有:硅鋼片短路、穿芯螺絲及扼鐵夾件與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

配電變壓器控制設(shè)備中跌落式熔斷器故障所占的比例比較高。電網(wǎng)中處于電力傳送最后一級(jí)的變電設(shè)備是配電變壓器,它數(shù)量最大,可是它的自我保護(hù)能力很差,保護(hù)控制變壓器的任務(wù)由高壓開關(guān)設(shè)備控制。當(dāng)前配電變壓器常用的高壓控制、保護(hù)設(shè)備有下列三種:跌落式熔斷器、高壓斷路器、高壓限流熔斷器。在10kV配電線路中,有90％的配變和專變都使用跌落式熔斷器。

跌落式熔斷器保護(hù)是反時(shí)限非限流熔斷器保護(hù),它是一種在熔斷器動(dòng)作后,熔件自動(dòng)跌落到一個(gè)位置以提供隔離功能的熔斷器,多用于戶外裝置。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),目前在配電網(wǎng)中大量使用。跌落式熔斷器存在著諸多問題,例如品種規(guī)格少、開斷能力不足、熔件安秒特性不準(zhǔn)確、熔管變形、操作維護(hù)不當(dāng)?shù)取?jù)統(tǒng)計(jì),配電變壓器故障的80％是發(fā)生在跌落式熔斷器上。

另外,跌落式熔斷器保護(hù)特性與10kV線路保護(hù)配合不正確也是引起線路故障的常見原因之一。一般小容量變壓器由于保護(hù)用熔體額定電流值小,其熔斷電流值比10kV配電線路的保護(hù)整定值小得較多,所以保護(hù)配合的問題容易解決,當(dāng)配變?nèi)萘吭龃髸r(shí),熔體額定電流值也隨著增大,這就會(huì)造成其安秒特性與10kV配電線路的保護(hù)整定值不能相互配合的問題。例如,160kVA配電變壓器跌落式熔斷器的熔絲額定電流為25A,0.1s熔斷電流就會(huì)高達(dá)1000A以上,0.3s熔斷電流會(huì)達(dá)到650A以上,現(xiàn)在10kV配電線路過電流保護(hù)I段的整定時(shí)限一般為0.3s,整定電流一般都在400A以下,無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定電流一般都會(huì)在900A以下。這樣兩者的保護(hù)配合也就成了問題。此時(shí),當(dāng)配變出現(xiàn)大電流故障時(shí),熔斷保護(hù)不能起到保護(hù)作用,越級(jí)為10kV線路保護(hù)動(dòng)作,造成整條線路停電,從而降低了供電可靠性。

3 配電線路網(wǎng)架還不夠靈活和完善,造成供電可靠性低

比起過去,現(xiàn)在10kV配電線路的自動(dòng)化水平已經(jīng)大大提高了,單條線路

分段和相鄰“手拉手”的形式正在逐步實(shí)現(xiàn),但是相對(duì)于供電可靠性的要求還是有差距的,尤其在農(nóng)村線路中。要想供電可靠性有提高,必須加大投入,提高10kV配網(wǎng)的技術(shù)含量和完善程度。

3.1 用戶原因

用戶維護(hù)檢修不當(dāng)影響路運(yùn)行狀況的穩(wěn)定性。某些企業(yè)環(huán)境污染物較多且管理不善,造成電器設(shè)備的表面污物量大,不及時(shí)清理維護(hù)容易發(fā)生污閃事故,致使10kV配電線路停電;同時(shí)污物可能造成電器設(shè)備的腐蝕損壞,造成停電事故。另外一些用電戶不常生產(chǎn),或?yàn)榧竟?jié)性生產(chǎn),或開工不足,時(shí)停時(shí)開,變壓器也時(shí)停時(shí)用。開工生產(chǎn)前不能對(duì)配電變壓器等電氣設(shè)備進(jìn)行全面的清掃檢修,出現(xiàn)問題時(shí)造成10kV配電線路停電。更有些工廠企業(yè)用戶轉(zhuǎn)包頻繁,管理混亂,設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣,所以發(fā)生事故也較多,一定程度上增加了10kV配電線路停電次數(shù),從而影響了10kV配電線路可靠性。

另外某些10kV配電線路上所帶設(shè)備數(shù)量過多,造成供電可靠性較低。有些配電線路特別是涉及農(nóng)村地區(qū)的線路帶有好幾十個(gè)用戶的變壓器,每次10kV配電線路停電就造成大量用電客戶停電。同時(shí)一條線路上的各用電設(shè)備相互影響大,難以保障電能質(zhì)量,由于不同的用電客戶對(duì)電能質(zhì)量的要求差別較大,對(duì)電能質(zhì)量要求較高的用電客戶就會(huì)反應(yīng)強(qiáng)烈。

據(jù)有關(guān)資料顯示,每條10kV配電線路帶20多臺(tái)配變最合適,由于10kV線路建設(shè)受資金限制和企業(yè)的投資收益比限制,對(duì)于開發(fā)區(qū)及工業(yè)企業(yè)較多、負(fù)荷較重的地區(qū),配電變壓器臺(tái)數(shù)可少一些,而用電負(fù)荷較低,配電變壓器單臺(tái)容量較小的地區(qū)要適當(dāng)增多一些。

3.2 增強(qiáng)事故處理能力

針對(duì)樹線矛盾突出的地方,及時(shí)更換絕緣導(dǎo)線;在變電所裝設(shè)小電流接地選線裝置,在線路上安裝故障指示器,盡量縮短故障查尋時(shí)間;積極進(jìn)行職工技術(shù)素質(zhì)培訓(xùn),全面提高職工進(jìn)行事故處理的水平;加強(qiáng)對(duì)用戶的安全管理,經(jīng)常指導(dǎo)用戶進(jìn)行安全用電,向用戶推薦電力新技術(shù)、新設(shè)備,盡力減少因用戶原因造成的系統(tǒng)故障;加大力度不斷加強(qiáng)社會(huì)宣傳,提高全社會(huì)對(duì)公共設(shè)施(電力設(shè)施)的保護(hù)意識(shí),減少因外力破壞造成停電事故的發(fā)生。

4 提高供電可靠性的措施

4.1 管理措施

(1)進(jìn)一步加強(qiáng)計(jì)劃管理,提高綜合檢修率。目前我們采取了將年度的單一性計(jì)劃?rùn)z修改為根據(jù)設(shè)備技術(shù)的具體狀況和條件及聯(lián)合配電網(wǎng)作業(yè)的狀態(tài)性檢修;同時(shí)配電停電檢修計(jì)劃配合全局的月度停電檢修計(jì)劃,杜絕重復(fù)停電,盡量減少停電次數(shù)。檢修工作前,做好充分的準(zhǔn)備工作,減少了不必要的停電時(shí)間。同時(shí)注重檢修質(zhì)量,做到修必修好,保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。這是提高供電可靠率的有效手段之一。(2)加強(qiáng)缺陷管理,積極開展帶電作業(yè)。加強(qiáng)配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù),對(duì)配電網(wǎng)要堅(jiān)持定期巡視檢查和缺陷管理制度,對(duì)配電網(wǎng)的缺陷處理和相當(dāng)一部分的檢修、報(bào)裝接電工作能進(jìn)行帶電作業(yè)的盡量不停電。通過制定線路、設(shè)備巡視管理規(guī)定,提高運(yùn)行人員的責(zé)任心,加大巡視力度,大大減少因巡視不到位而造成的停電事故,從而提高供電可靠率。(3)提高城網(wǎng)科技進(jìn)步含量,提高城市供電水平。改造陳舊落后的配電設(shè)備,在設(shè)備的選型上盡量采用“絕緣化”、“免維護(hù)”的設(shè)備,以便減少檢修時(shí)間;因地制宜推進(jìn)城市中心區(qū)電纜入地,減少外力破壞的機(jī)會(huì);同時(shí)采用帶分支負(fù)荷開關(guān)的環(huán)網(wǎng)柜,并在各進(jìn)出線側(cè)加裝故障指示器,既能很快判斷出故障線路,同時(shí)停電時(shí)能縮小范圍;市區(qū)10kv輻射形架空線路通過絕緣化改造大大降低線路運(yùn)行故障率。(4)加強(qiáng)運(yùn)行設(shè)備管理。加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備的管理,首先選擇了運(yùn)行業(yè)績(jī)良好的入網(wǎng)設(shè)備,從源頭上杜絕因設(shè)備質(zhì)量造成的停電故障;其次通過技術(shù)培訓(xùn)、上崗考試等手段,切實(shí)提高運(yùn)行和檢修人員的技術(shù)業(yè)務(wù)水平,使他們能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷,正確判斷事故原因和縮短設(shè)備停電時(shí)間。提高檢修人員的責(zé)任心,相應(yīng)提高設(shè)備的檢修質(zhì)量,提高了設(shè)備運(yùn)行水平,從而提高供電可靠率。(5)加強(qiáng)用電管理。強(qiáng)化用電監(jiān)察的作用,加強(qiáng)對(duì)電力用戶的管理,特別是加強(qiáng)對(duì)用戶設(shè)備的技術(shù)監(jiān)督,對(duì)繼電保護(hù)定值管理、保護(hù)校驗(yàn)和預(yù)防性試驗(yàn)工作,避免發(fā)生因用戶設(shè)備故障影響系統(tǒng)跳閘停電的事故。

4.2 優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

(1)改變不合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu),采用“網(wǎng)格式”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實(shí)行分區(qū)供電減少交叉跨越。10kv配電網(wǎng)主干線為閉環(huán)接線,開環(huán)運(yùn)行的結(jié)構(gòu);做到10kV線路的供電半徑不超過3km,低壓供電半徑不超過250m,繁華地區(qū)不超過150m。(2)主干線的導(dǎo)線線徑選擇為240mm三絕緣導(dǎo)線或雙YJIV22～3×240mm2,并把每路出線負(fù)荷控制在400A之內(nèi)。(3)每回線路配置一定數(shù)量(至少2臺(tái))的分段開關(guān),對(duì)分支線路與主干線的聯(lián)絡(luò)裝設(shè)分支開關(guān),并且調(diào)整好每級(jí)開關(guān)的保護(hù)使之不越級(jí)跳閘。(4)每個(gè)110kV變電站10kV都具備3～4條聯(lián)絡(luò)線路(每條轉(zhuǎn)供300A左右),提高轉(zhuǎn)供能力,從而達(dá)到少停電提高供電可靠性目的。市區(qū)各變電站之間、線路之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò),能相互轉(zhuǎn)移負(fù)荷,盡可能壓縮故障和檢修的停電面積,提高供電可靠性。達(dá)到變電站一臺(tái)主變停運(yùn),而配電線路不停電的目的,從而可減少約1/3的停電時(shí)戶數(shù)。(5)增加10kV線路“手拉手”的網(wǎng)架建設(shè),將現(xiàn)有的線路通過縮短供電半徑、增加出線等改造,使得線路有充分的裕度,以便當(dāng)10kV線路發(fā)生故障和計(jì)劃停電檢修時(shí),可以將負(fù)荷轉(zhuǎn)移出去,最大限度地減少停電面積。(6)對(duì)電容電流超過10A的配電網(wǎng)在變電站側(cè)加裝自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧裝置,這樣大大降低瞬時(shí)接地故障的建弧率,防止瞬時(shí)性接地故障轉(zhuǎn)化為永久性接地故障,大大降低配電網(wǎng)的故障跳閘率。(7)積極開展帶電作業(yè),減少停電時(shí)間。(8)提高配電自動(dòng)化水平,縮小停電范圍。采用配電線自動(dòng)化,當(dāng)配電線故障時(shí),配電線上的自動(dòng)化裝置將故障隔離和恢復(fù)供電。在網(wǎng)架建設(shè)合理完善、投資合理、經(jīng)濟(jì)的線路上搞自動(dòng)化還是經(jīng)濟(jì)可行的,也是提高供電可靠性的重要途徑。

5 結(jié)論

綜上所述,可靠性管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的基礎(chǔ)性綜合性管理工作,涉及到規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、基礎(chǔ)安裝、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)檢修和客戶服務(wù)等各個(gè)方面的質(zhì)量和管理水平,供電可靠性指標(biāo)是一項(xiàng)反映配電網(wǎng)營(yíng)運(yùn)成效的關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo),從以上各方面著手,點(diǎn)點(diǎn)滴滴省下每一個(gè)時(shí)戶數(shù),我們的配電網(wǎng)絡(luò)必將朝著更加安全、可靠、健康的方向發(fā)展。

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