提高城市供電可靠性技術(shù)措施的探討

蔡建軍，胡 敦

（金華電業(yè)局，浙江 金華 321017）

0 引言

供電可靠性反映了電力工業(yè)對國民經(jīng)濟電能需求的滿足程度，是供電系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、基建、施工、設(shè)備選型、生產(chǎn)運行、供電服務(wù)等方面的質(zhì)量和管理水平的綜合體現(xiàn)；也是加強內(nèi)部管理，提升服務(wù)水平，提高社會、經(jīng)濟效益的有效手段。抓好城市供電可靠性管理，不僅能夠減少停電損失，更能提高客戶滿意率，造就供電企業(yè)與客戶的雙贏局面。

以金華城市供電可靠性管理實踐為例，闡述了近幾年為提高城市供電可靠性所采取的完善輸變電網(wǎng)架、優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，推廣配電帶電作業(yè)、不停電倒電，開展配電網(wǎng)狀態(tài)檢修，優(yōu)化設(shè)備選型，防外損措施、防雷技術(shù)探索應(yīng)用等技術(shù)措施，并對取得的效果進行了效益分析。

1 影響因素分析

影響供電可靠性指標的因素很多，以2008—2010年金華城市配電網(wǎng)停電事件為例，分析近幾年城市配電網(wǎng)主要停電影響因素時，發(fā)現(xiàn)預安排停電次數(shù)占了73.21%，故障停電僅占26.79%。預安排停電中影響較大的是內(nèi)部計劃施工停電、計劃檢修和市政工程建設(shè)施工停電；故障停電中影響較大的是外力因素、氣候因素和設(shè)備原因。

各種停電原因影響占比如圖1所示。根據(jù)影響因素的分析總結(jié)，近幾年主要采取了以下技術(shù)措施，以提高供電可靠性水平。

圖1 停電責任原因分類占比統(tǒng)計

2 采取的主要技術(shù)措施

2.1 加強城市輸變電網(wǎng)架的建設(shè)

城市電網(wǎng)應(yīng)采取500 kV變電站為供電電源依托，220 kV雙環(huán)網(wǎng)分區(qū)開環(huán)運行，220 kV變電站深入城市負荷中心區(qū)的供電模式。實現(xiàn)分層分區(qū)運行后，有效地限制了電網(wǎng)的短路電流，解開了高低壓之間的電磁環(huán)網(wǎng)，提高了電網(wǎng)安全可靠運行能力，防止發(fā)生大規(guī)模聯(lián)鎖停電事故。

2.2 高壓配電網(wǎng)的優(yōu)化

城市中心區(qū)和規(guī)劃區(qū)一般負荷密度較高，高壓配電網(wǎng)應(yīng)取消35 kV公用變電站，以110 kV變電站供電為主，35 kV專線供電用戶原則上接入220 kV變電站。110 kV變電站接線模式宜簡潔清晰，取消單線單變接線和雙T接線，保證供電電源可靠，且滿足“N-1”安全準則要求。

城市中心區(qū)重要用戶較多，110 kV變電站進線電源應(yīng)來自不同的220 kV變電站，保證其中1座110 kV變電站全站失壓停電時，不會影響用戶的供電。

2.3 優(yōu)化中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

城市中心區(qū)中壓配電網(wǎng)應(yīng)采用電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，并至少能滿足“N-1”安全準則供電要求，合理布置開閉所和戶外環(huán)網(wǎng)單元，供電分區(qū)應(yīng)相對獨立、不交叉重疊。合理控制每回中壓出線裝接的配電變壓器臺數(shù)和容量，一般不超過30臺和10 000 kVA；合理控制每座開閉所（戶外環(huán)網(wǎng)單元）出線裝接的配電變壓器總臺數(shù)和總?cè)萘浚话忝慷文妇€不超過10臺和3 000 kVA。

城市規(guī)劃區(qū)中壓配電網(wǎng)應(yīng)盡量按城市中心區(qū)標準一次建成電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，條件不足時可采用架空電纜混合網(wǎng)供電，但應(yīng)能滿足“N-1”安全準則供電要求。架空線采用多分段三聯(lián)絡(luò)供電方式，一般按3～4段分段考慮，每分段配電變壓器數(shù)量不宜超過15臺，便于停電檢修時有效控制停電時戶數(shù)。

2.4 推廣配電帶電作業(yè)

配電線路帶電作業(yè)主要針對城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)架空配電線路，利用帶電作業(yè)開展的工作主要有：

（1）帶電修剪樹枝、清除異物、拆除廢舊設(shè)備及近距離設(shè)備巡視和一般缺陷處理等，提高設(shè)備巡視的質(zhì)量，改善缺陷處理及時性，并能有效解決樹線矛盾。

（2）利用絕緣斗臂車配合市政工程、業(yè)擴工程和事故搶修等工作，主要是采用絕緣手套作業(yè)法帶電斷接引線；更換直線桿絕緣子及橫擔；不帶負荷更換柱上開關(guān)設(shè)備。

（3）利用絕緣斗臂車完成線路技改、大修等中小型工程項目，主要是采用絕緣手套作業(yè)法帶負荷更換柱上開關(guān)設(shè)備、直線桿改耐張桿、帶電撤立桿、直線桿改耐張桿并加裝柱上開關(guān)或隔離開關(guān)、旁路作業(yè)等綜合不停電作業(yè)。

2.5 實施不停電倒電

長期以來，城市配電網(wǎng)由于配電網(wǎng)絡(luò)的充裕度不足，母線電壓相角差，柱上開關(guān)設(shè)備操作機構(gòu)易卡死、拒動等問題，互相聯(lián)絡(luò)的配電線路不能合環(huán)倒電，在變電所停電檢修時需要轉(zhuǎn)移負荷，引起短時停電。為實現(xiàn)不停電倒電，可采取以下措施：

（1）通過技術(shù)改造升級高壓配電網(wǎng)，消除10 kV母線相角差問題。

（2）城網(wǎng)改造中推廣使用YJV22-3×300及以上電力電纜和JKLYJ-10-185及以上架空絕緣導線，增大配電線路的負載能力，提高配電網(wǎng)絡(luò)充裕度，解決合環(huán)倒電引起的超載問題。

（3）更換FW18，LW3等類型開關(guān)設(shè)備，消除操作機構(gòu)易卡死、漏氣、拒動、易老化等情況，選用ABB、施奈德等優(yōu)質(zhì)開關(guān)設(shè)備，提高設(shè)備操作可靠性。

2.6 開展配電網(wǎng)狀態(tài)檢修

傳統(tǒng)的運行、檢修模式與供電可靠性、配電網(wǎng)檢修人員緊缺的矛盾日益突出。隨著新的生產(chǎn)管理模式的推進和配電網(wǎng)新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)運行、檢修模式的粗放、隨意、被動等弊病日益明顯。為避免設(shè)備定期檢修引起的停電損失，在近兩年的配電網(wǎng)狀態(tài)檢修試點實踐中主要采取了以下幾項措施：

（1）以配電網(wǎng)運行管理為基礎(chǔ)，開展配電網(wǎng)基礎(chǔ)資料、交接試驗數(shù)據(jù)、預防性試驗數(shù)據(jù)、診斷性試驗數(shù)據(jù)的收集整理，定期開展配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)評價，精確掌握配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)。

（2）全面推廣設(shè)備紅外熱像儀測溫，積極開展開關(guān)柜局部放電測試、電力電纜振蕩波局部放電測試。

（3）對投運時間較長的架空線路，利用絕緣斗臂車登桿檢查。

2.7 防外力破壞技術(shù)措施

外力破壞引起的故障停電占故障總停電的比例一直較高，因此防外力破壞措施對預防故障停電尤為重要。為有效降低外力破壞故障概率，制定以下技術(shù)措施：

（1）全面推廣架空絕緣導線，以大大減少樹枝碰線、異物短路等外力因素引起的跳閘。

（2）路邊預應(yīng)力電桿更換為非預應(yīng)力電桿，交通車輛轉(zhuǎn)彎易受撞擊電桿選用鋼管桿，提高電桿防撞能力。

（3）路邊和人行道上電桿定期涂刷防撞標識或裝砌防撞墩。

（4）跨越道路的架空線采用電纜下地的方式，防止機動車掛斷導線。

（5）直埋電纜和管道埋設(shè)電纜定期檢查安全提示標志，及時整改不明顯標識，防止施工挖斷電纜。

2.8 防雷技術(shù)探索應(yīng)用

長期以來，城郊結(jié)合部和工業(yè)園區(qū)等區(qū)域內(nèi)架空絕緣導線防雷問題一直困擾著配電網(wǎng)運行。近幾年在防雷技術(shù)的探索應(yīng)用實踐中，主要采取了以下幾點措施，目前來看取得了一定的成效：

（1）變電站10 kV出線1 km范圍內(nèi)敷設(shè)電纜或架設(shè)架空絕緣導線，減少變電所近區(qū)雷擊故障對主變壓器的沖擊，每基桿塔裝設(shè)帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器。

（2）變電站出線桿、開閉所進出線桿、配電變壓器高低壓側(cè)、架空線路電纜頭、柱上斷路器、柱上負荷開關(guān)、柱上隔離開關(guān)、高壓計量箱、高壓電容器及經(jīng)常發(fā)生雷擊的桿塔應(yīng)裝設(shè)避雷器，二次保護設(shè)備應(yīng)使用無間隙的氧化鋅避雷器。

（3）無建筑物屏蔽的10 kV絕緣線路應(yīng)逐桿安裝帶串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器、帶間隙防雷穿刺防弧金具或采用防雷支柱絕緣子。

（4）新建架空配電線路應(yīng)采用防雷柱式絕緣子，改造架空配電線路應(yīng)安裝帶間隙防雷穿刺防弧金具。

3 效益分析

通過上述技術(shù)措施的落實，城市配電網(wǎng)供電可靠性指標有較為明顯的提高，表1是2010年與2008年供電可靠性主要指標的對比分析情況。通過落實推廣配電帶電作業(yè)、開展狀態(tài)檢修、防外力破壞及防雷技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)措施，對降低平均停電時間作用不十分明顯，但對控制平均停電次數(shù)、主要配電設(shè)備故障率、外力破壞和雷害故障次數(shù)等指標有較為明顯的作用。

表1 2010年與2008年城市供電可靠性主要指標對比分析表

[1]D/LT 836-2003供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評價規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2003.

[2]Q/GDW 565-2010城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導則[S].北京：中國電力出版社，2010.

[3]國家電網(wǎng)公司.供電可靠性管理實用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[4]Q/GDW 520-2010 10 kV架空配電線路帶電作業(yè)管理規(guī)范[S].北京：中國電力出版社，2010.

[5]Q/GDW 644-2011配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修導則[S].北京：中國電力出版社，2011.