提高10KV配電網可靠性思路研究

郭玉莉

摘 要:本文基于筆者多年從事電氣工程及其自動化的可靠性的相關研究基礎,以10kv配網供電可靠性為研究對象,分析了出現停電事故的原因,詳細探討了提高供電可靠性的具體措施,全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華,相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞:10KV配網供電可靠性

中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(a)-0079-02

由于配電系統大多數網架結構都很薄弱,設備陳舊落后,近些年來國家對城網改造加大了投入力量,城市110kV及以上高壓電網得到了很好的改良,同時對電能質量的提高也起到積極的作用。但是,由于城市低壓配網投入相對不足,使得部分地區終端客戶的電能質量改善不明顯。據有關資料顯示,10kV配網故障率占整個電網故障率的70％。目前10kV配電網相對于35kV及以上的電網來說,整體設備健康水平和供電可靠性也都不夠高。這主要是因為10kV配網線路較長,電設備技術標準低,線路布局不合理,易受外界因素的影響。另外,平時的檢修、施工停電,停電時間較長,長此以往也影響了供電可靠性。因而配網供電可靠性已成為當前配電管理的第一要務。本文就影響10kV配網可靠性的一些原因進行分析,并提出一些改進措施。

1預安排停電的原因分析

預安排停電是影響供電可靠率的原因之一。計劃停電時的戶數要占總停電時戶數的85％,余下的15％則為特殊的故障停電所致。計劃停電是影響供電可靠性的主要原因。

預安排停電影響原因所占比例排序為:配網計劃施工(51％)、用戶工程(25％)、配網計劃檢修(12％)、市政建設工程(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,使用的材料質量和材料制造工藝的不良,過電壓沖擊及二次系統短路引起的故障等。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。

配電變壓器控制設備中跌落式熔斷器故障所占的比例比較高。電網中處于電力傳送最后一級的變電設備是配電變壓器,它數量最大,可是它的自我保護能力很差,保護控制變壓器的任務由高壓開關設備控制。當前配電變壓器常用的高壓控制、保護設備有下列三種: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。

跌落式熔斷器保護是反時限非限流熔斷器保護,它是一種在熔斷器動作后,熔件自動跌落到一個位置以提供隔離功能的熔斷器,多用于戶外裝置。由于其結構簡單、價格便宜等優點,目前在配電網中大量使用。跌落式熔斷器存在著諸多問題,例如品種規格少、開斷能力不足、熔件安秒特性不準確、熔管變形、操作維護不當等。據統計,配電變壓器故障的80％是發生在跌落式熔斷器上。

另外,跌落式熔斷器保護特性與10kV線路保護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用熔體額定電流值小,其熔斷電流值比10kV配電線路的保護整定值小得較多,所以保護配合的問題容易解決,當配變容量增大時,熔體額定電流值也隨著增大,這就會造成其安秒特性與10kV配電線路的保護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熔斷電流就會高達1000A以上,0.3s熔斷電流會達到650A以上,現在10kV配電線路過電流保護I段的整定時限一般為0.3s,整定電流一般都在400A以下,無時限電流速斷保護整定電流一般都會在900A以下。這樣兩者的保護配合也就成了問題。此時,當配變出現大電流故障時,熔斷保護不能起到保護作用,越級為10kV線路保護動作,造成整條線路停電,從而降低了供電可靠性。

3 配電線路網架還不夠靈活和完善,造成供電可靠性低

比起過去,現在10kV配電線路的自動化水平已經大大提高了,單條線路

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

3.1 用戶原因

用戶維護檢修不當影響路運行狀況的穩定性。某些企業環境污染物較多且管理不善,造成電器設備的表面污物量大,不及時清理維護容易發生污閃事故,致使10kV配電線路停電;同時污物可能造成電器設備的腐蝕損壞,造成停電事故。另外一些用電戶不常生產,或為季節性生產,或開工不足,時停時開,變壓器也時停時用。開工生產前不能對配電變壓器等電氣設備進行全面的清掃檢修,出現問題時造成10kV配電線路停電。更有些工廠企業用戶轉包頻繁,管理混亂,設備運行環境惡劣,所以發生事故也較多,一定程度上增加了10kV配電線路停電次數,從而影響了10kV配電線路可靠性。

另外某些10kV配電線路上所帶設備數量過多,造成供電可靠性較低。有些配電線路特別是涉及農村地區的線路帶有好幾十個用戶的變壓器,每次10kV配電線路停電就造成大量用電客戶停電。同時一條線路上的各用電設備相互影響大,難以保障電能質量,由于不同的用電客戶對電能質量的要求差別較大,對電能質量要求較高的用電客戶就會反應強烈。

據有關資料顯示,每條10kV配電線路帶20多臺配變最合適,由于10kV線路建設受資金限制和企業的投資收益比限制,對于開發區及工業企業較多、負荷較重的地區,配電變壓器臺數可少一些,而用電負荷較低,配電變壓器單臺容量較小的地區要適當增多一些。

3.2 增強事故處理能力

針對樹線矛盾突出的地方,及時更換絕緣導線;在變電所裝設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間;積極進行職工技術素質培訓,全面提高職工進行事故處理的水平;加強對用戶的安全管理,經常指導用戶進行安全用電,向用戶推薦電力新技術、新設備,盡力減少因用戶原因造成的系統故障;加大力度不斷加強社會宣傳,提高全社會對公共設施(電力設施)的保護意識,減少因外力破壞造成停電事故的發生。

4 提高供電可靠性的措施

4.1 管理措施

(1)進一步加強計劃管理,提高綜合檢修率。目前我們采取了將年度的單一性計劃檢修改為根據設備技術的具體狀況和條件及聯合配電網作業的狀態性檢修;同時配電停電檢修計劃配合全局的月度停電檢修計劃,杜絕重復停電,盡量減少停電次數。檢修工作前,做好充分的準備工作,減少了不必要的停電時間。同時注重檢修質量,做到修必修好,保證設備運行的可靠性。這是提高供電可靠率的有效手段之一。(2)加強缺陷管理,積極開展帶電作業。加強配電網的運行維護,對配電網要堅持定期巡視檢查和缺陷管理制度,對配電網的缺陷處理和相當一部分的檢修、報裝接電工作能進行帶電作業的盡量不停電。通過制定線路、設備巡視管理規定,提高運行人員的責任心,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)提高城網科技進步含量,提高城市供電水平。改造陳舊落后的配電設備,在設備的選型上盡量采用“絕緣化”、“免維護”的設備,以便減少檢修時間;因地制宜推進城市中心區電纜入地,減少外力破壞的機會;同時采用帶分支負荷開關的環網柜,并在各進出線側加裝故障指示器,既能很快判斷出故障線路,同時停電時能縮小范圍;市區10kv輻射形架空線路通過絕緣化改造大大降低線路運行故障率。(4)加強運行設備管理。加強了對設備的管理,首先選擇了運行業績良好的入網設備,從源頭上杜絕因設備質量造成的停電故障;其次通過技術培訓、上崗考試等手段,切實提高運行和檢修人員的技術業務水平,使他們能及早發現設備缺陷,正確判斷事故原因和縮短設備停電時間。提高檢修人員的責任心,相應提高設備的檢修質量,提高了設備運行水平,從而提高供電可靠率。(5)加強用電管理。強化用電監察的作用,加強對電力用戶的管理,特別是加強對用戶設備的技術監督,對繼電保護定值管理、保護校驗和預防性試驗工作,避免發生因用戶設備故障影響系統跳閘停電的事故。

4.2 優化電網結構

(1)改變不合理的電網結構,采用“網格式”網絡結構,實行分區供電減少交叉跨越。10kv配電網主干線為閉環接線,開環運行的結構;做到10kV線路的供電半徑不超過3km,低壓供電半徑不超過250m,繁華地區不超過150m。(2)主干線的導線線徑選擇為240mm三絕緣導線或雙YJIV22～3×240mm2,并把每路出線負荷控制在400A之內。(3)每回線路配置一定數量(至少2臺)的分段開關,對分支線路與主干線的聯絡裝設分支開關,并且調整好每級開關的保護使之不越級跳閘。(4)每個110kV變電站10kV都具備3～4條聯絡線路(每條轉供300A左右),提高轉供能力,從而達到少停電提高供電可靠性目的。市區各變電站之間、線路之間實現聯絡,能相互轉移負荷,盡可能壓縮故障和檢修的停電面積,提高供電可靠性。達到變電站一臺主變停運,而配電線路不停電的目的,從而可減少約1/3的停電時戶數。(5)增加10kV線路“手拉手”的網架建設,將現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10kV線路發生故障和計劃停電檢修時,可以將負荷轉移出去,最大限度地減少停電面積。(6)對電容電流超過10A的配電網在變電站側加裝自動跟蹤補償消弧裝置,這樣大大降低瞬時接地故障的建弧率,防止瞬時性接地故障轉化為永久性接地故障,大大降低配電網的故障跳閘率。(7)積極開展帶電作業,減少停電時間。(8)提高配電自動化水平,縮小停電范圍。采用配電線自動化,當配電線故障時,配電線上的自動化裝置將故障隔離和恢復供電。在網架建設合理完善、投資合理、經濟的線路上搞自動化還是經濟可行的,也是提高供電可靠性的重要途徑。

5 結論

綜上所述,可靠性管理是一項長期的基礎性綜合性管理工作,涉及到規劃設計、設備制造、基礎安裝、生產運營、維護檢修和客戶服務等各個方面的質量和管理水平,供電可靠性指標是一項反映配電網營運成效的關鍵業績指標,從以上各方面著手,點點滴滴省下每一個時戶數,我們的配電網絡必將朝著更加安全、可靠、健康的方向發展。

參考文獻

[1] 張華.淺談城市配網供電可靠性[J].科技資訊,2005(22).

[2] 黃仕玉.如何提高當前配電網供電可靠性[J].科技創新導報,2009(21).

[3] 王海平,吳峻,史忠明.低壓聯絡在配電網絡中的應用[J].電力需求側管理,2005(5).