配電網面臨問題及其發展思路

[摘要]低壓配電網是大電網給普通用戶供電的橋梁，如果配電網的穩定性出現問題就會導致用戶無法正常的使用電力，在人們用電需求日益增大的情況下配電網面臨著較多的問題，這些問題的存在都關乎著用戶的正常用電需求，所以針對配電網目前存在的問題就要采取相應的解決方法，并更新發展思路。

[關鍵詞]配電網；可靠性；發展思路

低壓配電網的供電可靠性包括兩個方面，一個方面是充裕度，充裕度指的是電力系統的穩態性能，即配電網有足夠的發電容量和輸電容量，能夠滿足用戶高峰負荷的需求。另一個方面是安全性，安全性指的是電力系統的動態性能，即電力系統在發生故障時能夠避免電網之間不發生連鎖反應而導致大范圍的停電。低壓配電網的任務就是給用戶提供持續合格的電能，但是配電網中的發電機、輸電線路以及變壓器會出現各種故障，這些都使得低壓配電網無法向用戶提供持續合格的電能。另外由于配電網的故障會對用戶造成較大的經濟損失，而且用戶對于電力資源越來越依賴，生產生活都離不開電力資源，所以一旦停電就會給用戶造成非常大的損失，只有保證低壓配電網的供電可靠性才能夠降低用戶的損失。本文針對低壓配電網的供電可靠性，詳述了低壓配電網的接線模式、影響低壓配電網供電可靠性的因素以及提高低壓配電網供電可靠性的措施。

一、低壓配電網的典型接線模式及其供電可靠性

我國目前典型的低壓配電網的接線模式有單回路放射式接線模式、帶備用電源的單回路放射式接線模式以及環網供電式接線模式，這三種接線模式都有其優缺點，下面將具體講述這三種接線模式的特點。

單回路放射式接線模式主要是進行串聯，這種接線模式是最基本也是最常見的接線模式，但是這種模式在現今社會有著很大的弊端，首先隨著時代的進步串聯的電氣元件數量不斷增多，而且功率也不斷增加。隨著這種情況的發生[1]。供電線路失效的可能性會越來越大，因此使用單回路放射式接線模式的供電可靠性會顯著降低。

帶備用電源的單回路放射式接線模式主要是以單回路放射式接線模式為基礎，只是在此基礎上添加了備用電源，備用電源的使用降低了供電線路遇到故障時的停電時間。帶備用電源的單回路放射式接線模式的作用原理是通過供電線路連接主線路和備用電源，如果主線路發生故障便可以啟動開關來開啟備用電源。

環網供電式接線模式比上兩種接線模式的供電可靠性更加穩定，環網供電模式包括兩種運行方式。在環網供電式接線模式中靠近電源的電網可用效率最高，位于兩個電源中間的電網可用效率最低，這樣的話環網式接線模式的可靠性就可以與雙電源接線模式的可靠性媲美，而且環網接線模式的投資較少，也不會產生雙電源接線模式的不必要負荷，在較大程度上節省了電能，所以環網接線模式是現實中比較好的接線模式。

二、低壓配電網的結構和運行特點

低壓配電網是目前我國城市配電網絡中的重要組成部分，電力資源在長距離運輸過程之中為了提高運輸效率所以普遍采用高壓進行運輸，而到了城市周邊就要進行降壓處理。因此可以在城市周邊建立雙繞組變壓器或三繞組變壓器來進行降壓，將35kv或者110kv的高壓降低到10kv，然后對用戶輸出10kv、380v或220v的電壓。對于大型工廠通常是采用10kv電壓的單回路直接供電的方式，因為大型工廠的機器運轉過程中需要非常高的電壓，同時大型工廠的機器較多，對于電力資源要求較高，只有配備高壓單回線路才能夠滿足工廠運行的需要。對于供電線路兩端連接在不同的變壓器上的情況，要對用戶進行單回路雙電源的供電模式，即由環形回路對用戶進行持續的供電。

在實際配電過程中還可以采用向用戶提供同一電壓級別的雙回路供電方式，因為采用同一級別的雙回路供電可以保證一個供電回路正常運行，而另一個回路可以在該回路故障后進行備用供電，對于備用回路的使用可以采用自動裝置，制動裝置需要備用回路帶電運行，在一般用戶的供電過程中不會采取回路帶電運行的方式，因為回路帶電運行會消耗較多的電能，電力部門會損失較多的電能，所以回路帶電運行的一般是重要的政府辦公部門或銀行。而沒有自動裝置的回路通常是人工進行線路的更換，這同樣能夠保證用戶的正常供電，但是沒有回路帶電的熱備用方式處理的迅速。

為了盡可能減少停電對用戶造成的影響，供電部門還會采用分段供電的方式，即在用戶供電的主線路上用斷路器進行分段供電，每一個部分供給不同用戶的用電，這樣在電力系統發生故障時便能夠分段進行處理，而不會影響到大范圍的正常供電。而且通過這種供電方式還可以在某一部分發生故障時由相鄰區域的回路進行供電，這就需要在發生故障時對于兩個供電部分進行倒閘的處理，這樣就能夠形成相鄰回路的網形供電模式，有效的避免長時間停電對用戶造成的損失，使得低壓配電網的可靠性更加穩定。

三、影響低壓配電網供電可靠性的因素

影響低壓配電網供電可靠性的因素有許多，這些因素主要包含低壓電力設備故障、低壓線路故障、氣候原因、作業停運以及網架結構的影響等。

1、低壓電力設備故障

低壓電力設備含有變壓器、斷路器、互感器以及電纜，這些都是電力設備的主要組成部分，任何一個部分發生故障將會導致整個電網的可靠性降低，首先變壓器的鐵芯部分可能被燒毀，這將使得變壓器無法進行正常的變壓。所以無法向用戶提供持續的電力資源[2]。另外互感器的絕緣部分由于受潮而被高壓擊穿而無法進行相應變壓的處理，這也會使得低壓配電網的供電可靠性降低。

2、低壓線路故障

低壓的輸電線路一般較復雜，因為低壓的輸電線路要分配到各個地方，所以在輸電過程中可能出現線路斷裂的情況。因為低壓的輸電線路比較復雜，所以常出現斷線或者倒桿的情況，而且斷線和倒桿對于低壓輸電線路的影響非常大。在低壓輸電線路的架設過程中可能會因為人工施工不當而造成線路斷裂，或者非常嚴重的自然災害使得輸電線路桿倒塌，而輸電線路桿的倒塌必然會使得輸電線斷裂。

3、氣候原因

低壓輸電線路附近的氣候對于配電網的供電可靠性有著非常大的影響，因為輸電線路上的電氣設備在不良氣候條件下會產生較多的故障，其中不良氣候主要包括雷擊、大風以及雨雪天氣，大風和雨雪天氣會使得輸電線短路，雷擊則會破壞輸電線路的絕緣部分。影響了低壓配電網的供電可靠性[3]。可以說氣候原因是影響低壓配電網可靠性的主要原因之一，因為我國的區域是這種氣候，所以對于低壓配電網的供電可靠性有著較大的影響。而且我國的地域遼闊，所覆蓋的地區較多，那么不同地區的低壓配電網就要面臨著不同的氣候問題挑戰，所以氣候原因給我國的低壓配電網帶來了較大的不穩定性，尤其是極端天氣的影響，其會嚴重的破壞低壓配電網的穩定性，使得用戶的用電需求得不到保障。

4、作業停運

電網不可能永遠不進行更換，而且隨著人們的用電需求越來越大，輸電線路在不斷擴容，為此需要更換輸電線路上的電氣設備，這難免不會造成線路停運。而且輸電線路在長時間的使用過程中也會出現老化的情況，對于這部分線路要及時進行更換，這也需要對相關區域進行停電的處理，在較大程度上影響了低壓配電網的供電可靠性。

5、網架結構的影響

低壓配電網的結構不是非常科學，而且浪費了輸電線，因為在一些地方出現了輸電線橫縱交錯的現象，這種情況不僅浪費了輸電線。而且也使得輸電線浪費了較多的電力資源[4]。為此電力部門對這些輸電線路進行整修，在整修的過程中會使得大范圍的區域停電，而且整修過程中會花費較長的時間，這就對低壓配電網的供電可靠性造成了非常大的影響。

四、提高低壓配電網供電可靠性的發展思路

1、提高低壓配電網的絕緣水平

低壓配電線路一般都和城市規劃的路網架設在一起，所以難免會出現于周圍樹木有刮擦的現象，而且城市中形成的酸雨也會腐蝕低壓的配電網，所以要提高低壓配電網的供電可靠性就要加強配電網的絕緣水平。

2、實施狀態檢修和帶電作業來減少停電時間

系統平均停電頻率指標（SAIFI）、系統平均停電持續時間指標（SAIDI）和用戶平均停電持續時間指標（CAIDI）與用戶停電時間有著密切的關系，公式如下：

SAIFI =用戶總停電次（戶）數/總用戶數

SAIDI =總用戶停電時間總和/總用戶數

CAIDI =用戶停電持續時間總和/用戶總停電戶數

根據上述公式可以清楚的知道用戶的停電時間會影響到這些低壓配電網的供電可靠性指標，所以要盡量縮短停電時間，來達到低壓配電網供電可靠性的增強，為了縮短停電時間可以從運用狀態檢修和帶電作業來實現。

低壓配電網運行的穩定性主要關乎到用戶的用電需求，所以針對目前低壓配電網存在的問題要及時進行解決，從而來加強用戶的用電穩定性，保障用戶的正常用電需求。

參考文獻

[1]蘇浩益，賀偉明，吳小勇，楊軍，謝振寧，黃升，肖順良.配電自動化系統建設過程中的關鍵問題及系統運行健康度模型[J].智能電網，2014，03：49-53.

[2]李倩玉，焦石.全壽命周期成本在配電網規劃中的應用[J].電工電氣，2013，02：52-57.

[3]王穎.基于全壽命周期成本的配電網規劃方案評估[J].農業科技與裝備，2013，08：52-53.

[4]谷音，黃威，卓衛東.基于全壽命周期成本分析的橋梁設計研究綜述[J].公路交通科技，2011，06：67-74+96.