提高中壓線路重合成功率對供電可靠性的影響分析

摘 要：隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，對供電可靠性的要求越來越高，然而長期以來供電企業對配電網重視程度不夠，配電網的規劃、建設、運維都滯后于主網，繼電保護運維和配電網運維存在脫節現象，制約了配電網供電可靠性的持續提升。文章以提高中壓線路重合成功率作為切入點，探討如何將繼電保護運維與配電網運維有機結合，提高配電網供電可靠性，減少用戶平均停電時間。

關鍵詞：重合成功率；繼電保護；配網開關；供電可靠性

中圖分類號：U223 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0100-02

隨著我國社會經濟發展，人民生活水平逐步提高，對供電可靠性的要求越來越高。然而長期以來，供電企業對配電網重視程度不夠，“重發，輕供，不管用”的思想還在一定范圍內存在，配電網的規劃、建設、運維都滯后于主網，繼電保護運維和配電網運維存在脫節現象，中壓線路重合不成功事件在供電企業受重視程度及考核力度遠低于110 kV及以上線路重合不成功事件，繼電保護專業人員更多關注主網運行工況，另外，配網運維及管理人員普遍缺乏繼電保護專業相關技能，不少人認為中壓線路發生故障由變電站開關跳閘隔離屬于正常現象，因而中壓線路重合成功率低的問題長期不被重視。

筆者認為，要想提高配電網供電可靠性，中壓線路重合成功率應該重點關注。因為重合成功率低，就意味著不論永久性故障或是瞬時故障，無論故障點位于線路前段、中段或末段，大多數故障會造成全線停電，擴大了停電范圍，延長了故障復電時間，嚴重影響供電可靠性。因此，有必要探究供電企業中壓線路重合成功率偏低的原因，找出行之有效的解決方案，切實提高中壓線路故障重合成功率，從而提高供電的可靠性。

1 影響中壓線路重合成功率因素分析

影響中壓線路重合成功率的因素有重合閘時間定值的整定，小電流接地選線裝置設置，配網開關的配合。下面以某供電企業為例，分析中壓線路重合率對供電可靠性的影響。

某供電企業2013年各個電壓等級的線路重合成功率數據相差非常大，110 kV及以上線路重合成功率為95%，35 kV線路重合成功率為55%，10 kV（含6 kV）線路重合成功率僅為30%，歷年數據也基本如此。該供電企業分為A區和B區兩個區域，A區和B區中壓線路重合成功率相差很大，A區為82.8%、B區為36.2%，該供電企業中壓線路重合成功率低主要受B區影響，2013年供電可靠率為99.7993%，比全國平均水平99.9147%低0.1154%。

1.1 中壓線路重合閘功能投入

A區所有中壓線路全部具備重合閘功能且投入運行，而B區部分中壓線路沒有投入重合閘功能，主要原因一是開關機械構造問題、繼電保護裝置存在缺陷等不具備投入重合閘條件，二是管理人員誤認為投入重合閘功能存在安全運行問題故將重合閘退出。于是，將B區具備條件的線路全部投入重合閘功能，除特殊運行方式要求外。

1.2 重合閘時間定值整定

重合閘的動作時限應大于故障點滅弧時間及周圍介質去游離時間、大于斷路器及操作機構復歸原狀準備好再次動作的時間。B區由于地理環境原因，線路長且主要分布在偏遠山區，因此將重合閘時間定值由之前的1 s左右改為2～3 s。

1.3 小電流接地選線裝置設置

小電流接地選線裝置能夠選出接地故障線路，并發出告警信號或直接動作跳閘，避免“拉路”方式查找接地線路而影響非故障線路的持續供電。由于中性點不接地或中性點經電阻、消弧線圈接地系統發生單相接地故障時，允許繼續運行2 h，以提高配電網對用戶持續供電的能力，所以供電企業一般傾向于將小電流接地選線裝置設置為僅發出告警信號，一是有利于躲過瞬時接地故障，二是為便于運行、檢修人員到達現場后再人工斷開線路開關，可以縮短停電時間。

A區小電流接地選線裝置發告警信號，而B區大部分裝置設置為直接跳閘。于是將B區所有小電流接地選線裝置改為發告警信號。

通過以上三個措施，B區下季度中壓線路重合成功率達到50.3%，比上季度提高了11.7%，取得了一定成效，但相比A區的82.80%仍有很大差距。

1.4 配網開關動作配合

配網開關分布面廣，數量龐大，其與變電站出現開關之間的動作配合對中壓線路故障重合成功率有不小的影響，相關數據關系見表1。

由上表可知，A區和B區的變電站開關隔離故障次數比例、配網開關隔離故障次數比例正好相反，反映了B區重合成功率低的主要原因是配網開關隔離故障次數比例僅為17.5%，82.5%的故障是由變電站站內開關跳閘來隔離故障的。經過分析，發現B區配網開關隔離故障次數很少主要有兩個原因：

①B區中壓線路主線分段開關較A區少，有些分斷開關是負荷開關，并不具備真空斷路器的跳閘功能。

這屬于硬件問題，需要在電網規劃建設中立項完善網架結構：

一是根據負荷分布情況，在主線上安裝2～3個具有跳閘功能的真空斷路器或將原先不具備跳閘功能的負荷開關更換為真空斷路器。

二是在支線首端安裝用戶分界開關，如果受資金限制可安裝高壓熔斷器，當支線發生故障時用戶分界開關直接跳閘或高壓熔斷器熔斷隔離故障不影響主線供電。

三是將掛架用戶多的大支線逐步拆分成小支線，避免大支線局部故障時停電范圍過大的問題。

②具備跳閘功能的柱上開關或負荷分界開關（俗稱“看門狗”）投入運行時由于接線錯誤、定值設置方法不當、定值整定不合理、部件按鍵設置不當等原因，開關無法跳閘、未能選擇性跳閘或是直接引起變電站先跳閘。

配網開關選擇性跳閘，尤其對于偏遠山區，具有重要意義。它有助于快速定位故障段，減少非故障段線路巡視查找、非故障段開關分合操作的時間浪費，縮小故障停電范圍，有效提高故障復電速度。

該屬于軟件問題，需要從管理層面入手，把已運作成熟的繼電保護運維策略運用于配電網，將繼電保護運維和配電網運維有機聯系結合起來，轉變過去兩個專業相對獨立的局面。

在配網開關的定值管理方面：

一是定值整定環節。根據線路運行方式、負荷分布、故障特點，實施差異化整定，將柱上開關、負荷分界開關的電流值、時間值與變電站站內開關定值進行有效配合，確保各個開關故障時能夠選擇性跳閘，從而最大限度地減少停電范圍和停電時間。因此，可以考慮將配網開關定值管理納入繼電保護定值管理體系，繼電保護整定人員要熟悉配網線路負荷分布、潮流情況、故障特點等相關信息，有針對性地制定定值整定方案。

二是定值執行環節。主網開關的定值，有專業人員整定后形成加蓋公章的定值單，定值執行后有執行人員反饋執行情況，如果日后出現因定值整定或執行不當造成繼電保護不正確動作，會追究相關人員責任。而目前配網開關的定值整定常常憑借配網運維人員的經驗來設置，缺乏閉環管控，管理上存在一定的隨意性。

在配網開關驗收投運方面。主網開關在投運前開關傳動試驗是必不可少的，即給繼電保護裝置通入模擬故障量，繼電保護裝置檢測到故障后發出命令，開關跳閘后重合成功再加速跳閘。據了解，大多數供電企業在配網開關驗收投運前并沒有進行開關傳動試驗。而實際運行中發現大量配網開關故障時無法跳閘，或是越級跳閘。將此類開關退運后試驗發現其跳閘不正常的原因主要以下幾種情況：

①配網開關的定值大多數通過撥盤刻度選擇，不能任意選擇整定值，給定值配合帶來一定的困難。

②因廠家不同CT二次回路出線端子有所不同，如果接線不當就可能造成二次電流沒有流入控制回路，使得故障時無法檢測到故障電流量而無法跳閘。

③很多廠家的真空斷路器必須在儲能狀態下才允許跳閘，這一情況正好與變電站站內開關相反，變電站站內開關跳閘與儲能狀態與否無關，重合閘才需要在儲能狀態下。

④有些用戶分界開關的控制器有功能投退的選項設置，如果沒有設置正確，故障時也無法跳閘。

目前配網開關生產技術還不夠成熟，各廠家生產開關說明書、技術資料通常不齊全，缺乏良好的售后技術支持，對后期運維指導不夠，使得配網運維人員難以對可能影響跳閘功能的各個環節一一把關，因而，在投運前進行開關傳動試驗是最便捷最直接的解決方式，在投運前把可能影響跳閘的各種因素逐一排查，盡可能確保開關投運后能正常發揮效用。

通過上述分析及解決措施的運用，有效解決了B區配網開關選擇性跳閘問題，使B區中壓線路重合成功率將提升至75%左右，比整改前的50.3%提高24.7%，故障停電時的戶數指標大幅減少，提高了配電網供電可靠性。

2 結 語

本文所討論的提高中壓線路重合成功率，就是將繼電保護運維策略和配網運維有機結合的一個方面，通過以上方式的運用，某供電企業中壓線路重合閘成功率由37.3%提高到78.4%，供電可靠率由99.7993%提升至99.9373%，提高了0.138%，已高于全國平均水平，此項工作成效明顯。在社會各界對供電可靠性的要求越來越高的背景下，各供電企業除了做好以往的配網設備巡視維護，還要建立起系統全面的供電可靠性管理體系，從電網規劃、電網建設、運行管理、供電服務、技術進步各個領域統籌協調，才能促進配電網供電可靠性的全面提升。

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