提高城市供電可靠性技術措施的探討

蔡建軍，胡 敦

（金華電業局，浙江 金華 321017）

0 引言

供電可靠性反映了電力工業對國民經濟電能需求的滿足程度，是供電系統的規劃、設計、基建、施工、設備選型、生產運行、供電服務等方面的質量和管理水平的綜合體現；也是加強內部管理，提升服務水平，提高社會、經濟效益的有效手段。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架、優化配電網結構，推廣配電帶電作業、不停電倒電，開展配電網狀態檢修，優化設備選型，防外損措施、防雷技術探索應用等技術措施，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年金華城市配電網停電事件為例，分析近幾年城市配電網主要停電影響因素時，發現預安排停電次數占了73.21%，故障停電僅占26.79%。預安排停電中影響較大的是內部計劃施工停電、計劃檢修和市政工程建設施工停電；故障停電中影響較大的是外力因素、氣候因素和設備原因。

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

圖1 停電責任原因分類占比統計

2 采取的主要技術措施

2.1 加強城市輸變電網架的建設

城市電網應采取500 kV變電站為供電電源依托，220 kV雙環網分區開環運行，220 kV變電站深入城市負荷中心區的供電模式。實現分層分區運行后，有效地限制了電網的短路電流，解開了高低壓之間的電磁環網，提高了電網安全可靠運行能力，防止發生大規模聯鎖停電事故。

2.2 高壓配電網的優化

城市中心區和規劃區一般負荷密度較高，高壓配電網應取消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。

城市中心區重要用戶較多，110 kV變電站進線電源應來自不同的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 優化中壓配電網結構

城市中心區中壓配電網應采用電纜雙環網供電，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網單元，供電分區應相對獨立、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（戶外環網單元）出線裝接的配電變壓器總臺數和總容量，一般每段母線不超過10臺和3 000 kVA。

城市規劃區中壓配電網應盡量按城市中心區標準一次建成電纜雙環網供電，條件不足時可采用架空電纜混合網供電，但應能滿足“N-1”安全準則供電要求。架空線采用多分段三聯絡供電方式，一般按3～4段分段考慮，每分段配電變壓器數量不宜超過15臺，便于停電檢修時有效控制停電時戶數。

2.4 推廣配電帶電作業

配電線路帶電作業主要針對城市規劃區內架空配電線路，利用帶電作業開展的工作主要有：

（1）帶電修剪樹枝、清除異物、拆除廢舊設備及近距離設備巡視和一般缺陷處理等，提高設備巡視的質量，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、業擴工程和事故搶修等工作，主要是采用絕緣手套作業法帶電斷接引線；更換直線桿絕緣子及橫擔；不帶負荷更換柱上開關設備。

（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法帶負荷更換柱上開關設備、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或隔離開關、旁路作業等綜合不停電作業。

2.5 實施不停電倒電

長期以來，城市配電網由于配電網絡的充裕度不足，母線電壓相角差，柱上開關設備操作機構易卡死、拒動等問題，互相聯絡的配電線路不能合環倒電，在變電所停電檢修時需要轉移負荷，引起短時停電。為實現不停電倒電，可采取以下措施：

（1）通過技術改造升級高壓配電網，消除10 kV母線相角差問題。

（2）城網改造中推廣使用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，提高配電網絡充裕度，解決合環倒電引起的超載問題。

（3）更換FW18，LW3等類型開關設備，消除操作機構易卡死、漏氣、拒動、易老化等情況，選用ABB、施奈德等優質開關設備，提高設備操作可靠性。

2.6 開展配電網狀態檢修

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

（1）以配電網運行管理為基礎，開展配電網基礎資料、交接試驗數據、預防性試驗數據、診斷性試驗數據的收集整理，定期開展配電網設備的狀態評價，精確掌握配電網設備狀態。

（2）全面推廣設備紅外熱像儀測溫，積極開展開關柜局部放電測試、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）路邊預應力電桿更換為非預應力電桿，交通車輛轉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 防雷技術探索應用

長期以來，城郊結合部和工業園區等區域內架空絕緣導線防雷問題一直困擾著配電網運行。近幾年在防雷技術的探索應用實踐中，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范圍內敷設電纜或架設架空絕緣導線，減少變電所近區雷擊故障對主變壓器的沖擊，每基桿塔裝設帶串聯間隙氧化鋅避雷器。

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

（3）無建筑物屏蔽的10 kV絕緣線路應逐桿安裝帶串聯間隙氧化鋅避雷器、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采用防雷柱式絕緣子，改造架空配電線路應安裝帶間隙防雷穿刺防弧金具。

3 效益分析

通過上述技術措施的落實，城市配電網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、開展狀態檢修、防外力破壞及防雷技術應用等技術措施，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、主要配電設備故障率、外力破壞和雷害故障次數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供電系統用戶供電可靠性評價規程[S].北京：中國電力出版社，2003.

[2]Q/GDW 565-2010城市配電網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]國家電網公司.供電可靠性管理實用技術[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管理規范[S].北京：中國電力出版社，2010.

[5]Q/GDW 644-2011配網設備狀態檢修導則[S].北京：中國電力出版社，2011.