試論配電系統的可靠性

摘 要：本文首先在對配電系統供電可靠性的內涵進行分析的基礎上，探討了影響配電系統供電可靠性的主要因素以及與此相關的可靠性管理原則，然后再集合配電系統運行實踐經驗，分別從配網結構優化、實用技術、故障診斷與狀態檢修技術和停電管理技術等四個方面提出了對應的提高配電系統可靠性的技術及管理措施，希望借此可以形成相對完善的提高配電系統運行可靠性的技術及管理體系，并為今后的電力工作提供有益的參考。

關鍵詞：配電系統；可靠性；故障診斷；技術及管理措施

配電系統不僅只是整個電力系統的末端部分，同時也是與用戶直接聯系的重要功能結構，在日常的供電工作中主要擔當電能供應、分配等功能，因此它的可靠性直接影響到了整個供電系統的功能穩定性。根據相關部門統計的數據顯示，約有80%左右的用戶停電故障多是因為電力系統中的配電系統故障導致的。因此，開展配電系統可靠性管理措施的研究對提高供電系統的穩定性，優化用戶的用電體驗具有重要作用。

一、配電系統供電可靠性的內涵

通常意義上的配電系統供電可靠性的內涵是指供電系統對用戶持續供電的能力，長期以來一直是電力可靠性管理工作的重要內容，尤其是在當前的市場經濟體制下，可以將之作為電力工業滿足當前國民經濟發展需要程度的重要衡量指標。在供電可靠性評價中，一般利用供電可靠率作為計量指標，即在一定的統計期間內，有效的供電時間的總小時數與統計期間的總小時數的比值（%）。

二、影響配電系統供電可靠性的主要因素及可靠性管理原則

（一）影響配電系統供電可靠性的主要因素。（1）電網結構的合理性。在部分偏遠城鎮地區或者農村地區，配電網的網架結構薄弱，而且供電半徑較大、導線截面積小，線路的相互替代能力和可靠性較差，往往出現“一停一片，一停一線”的現象。（2）設備及線路故障。配電系統中的各類型電氣設備較多，輸配電線路在運行過程中會出現不同類型的故障，這些故障因素都會影響到系統的正常運行，降低配電系統的運行可靠性。（3） 管理操作事故。部分地區的配網自動化系統并沒有完全構建起來，導致系統的自動化程度較低，需要人工干預的管控環節較多。而人為管理存在較大的不穩定性，這些都會增加系統運行中的不穩定性，導致配電系統可靠性下降。

（二）配電系統可靠性原則。配電系統的可靠性原則是針對整個配電系統而言的，在整個系統的規劃、設計和運行管理過程中，為了保證系統的可靠性要求而采取的相應技術指標、條件和相關規定，是對整個配電系統可靠性進行評估的標準和原則。在配電系統設計和優化過程中，必須從用戶需求、配電系統供電冗余度關系出發，從供電成本、供電質量、連續性等幾個方面綜合考慮，分析供電成本與配電系統可靠性之間的遞增特性，采取合理的技術措施以盡量低的成本來保證配電系統處于最佳的可靠性運行狀態。

三、提高配電系統可靠性的技術及管理措施

（一）優化配電網規劃，強化系統可靠性。在規劃的過程中主要滿足以下三個方面的要求：① 充分了解上一級供電網絡的遠期發展規劃與布局，并將之作為本級電網規劃的依據；② 在構建10kV配電網絡結構時，要超前15年對變電所位置、規模、線路布局和連接方式進行一一布置；③ 保證配電網絡的供電穩定性，不但要滿足其正常供電需要，同時還必須具有較強的備用供電能力，滿足安全供電標準；④ 由于電纜事故維修時間較長，因此應該避免使用單根放射形電纜進行供電，盡量使用環形、開環運行的方式，以便保證整個網絡的靈活度。

根據配網實踐經驗，為了提高配電系統的魯棒性，在配網過程中，或者城網改造時，要做好如下幾個方面的工作：① 基于當地供電網絡、用電需求等實際情況，有計劃的對既有設備進行充分利用，積極慎重的使用新技術和設備，保證電力系統能夠安全穩定的運行；② 積極采取電纜供電方式，并輔助應用架空配電網輸電的方式，通過相互補充的方式保證配電網具有不低于30%的容量裕度；③ 為了提高配電網絡的可靠性和靈活程度，應該積極采取開閉所與小區變供電的方式，以確保供電網絡與城市改造、新區建設等同步進行。

（二）提高配電系統可靠性的實用技術措施。（1）人工篩選措施。通過應用人工排查措施進行篩選，根據配電網絡設備故障率隨時間而變化的規律，對早期、偶然期、損耗期采取不同的措施。① 系統的早期故障率較高，但是會隨著時間推移而迅速下降。在該期間，導致故障的主要原因多是因為設計、設備和制造工藝缺陷造成的；② 偶然期故障率相對穩定，可將之視作為常數，在運行管理過程中主要通過加強維護的方式來延長該時間周期；③ 損耗期的故障率將明顯上升，這主要是因為電氣老化、機械磨損和絕緣老化等造成的，這時候大部分的元件都開始失效，需要及時的進行更換，以提高系統的整體可靠性。（2）冗余措施。所謂冗余措施，其實質就是“多余”的意思，即在滿足電網供電需求的基礎上，為了提高系統的可靠性而適當的增加對應的功能性元器件。在實際電網運行中，可以采取優化配電網結構，以“手拉手”環網供電的方式達到冗余的目的。（3）注重施工與檢修質量。施工和檢修質量同樣是提高配電網運行可靠性的一個重要環節，這是一項長期而艱巨的工作，尤其是檢修質量，更是重中之重。通過提高施工和檢修質量可以減少系統故障發生的概率，特別是對那些使用中的非標器件，必須保證要其質量，以免在后續使用中因出現銹蝕而影響配電系統運行的可靠性。（4）提高配電網絡的自動化程度。信息通信技術的發展，為提高配電網絡的自動化程度提高了科技基礎。在電網改造過程中使用先進的設備，利用通信網絡技術措施對配電網網絡進行實時在線監測，可以隨時獲得各個網絡節點的元器件運行狀況信息，并及時地進行處理，從而將故障消除在萌芽狀態，保證了配電網絡的可靠穩定運行。

（三）積極應用故障診斷與狀態檢修技術。（1）設備診斷與故障檢測技術的應用。通過在配電系統中設置電纜故障尋址設備，能夠顯著減少配電系統電纜故障的查找時間，提高配電網絡運行的安全性與可靠性；并且所有中性點經過消弧線圈接地之后都能夠實現系統的自動補償，滿足一定程度的裕度補償需要；同時構建中性點對地絕緣系統，利用升級的二次回路元件和接線方式，還可以提高故障診斷和判斷的準確性，減少停電時間和影響范圍，保證供電的穩定性。（2）設備狀態檢修技術的應用。狀態檢修通常又被稱作為視情檢修或者預知檢修，這種檢修方式與定期的計劃性檢修存在的一個主要區別就是根據配電系統的實際運行狀態進行非固定周期的檢修，檢修的最終目的在于保證設備盡可能長時間地穩定運行，只有在等到設備結構及其性能處于即將破壞的臨界狀態時才停止運行并實施進一步的檢修，這種做法能更好地保證檢修工作的針對性和目的性，減少設備檢修的盲目問題。同時，還能夠有效的減少因為檢修而帶來的停電問題，保證生產及居民生活用電的穩定性。

（四）提高配電網絡運行可靠性的停電管理技術措施。（1）停電模式。當前，配電網的停電模式主要包括三種：一是計劃停電，即根據生產計劃和工作需要，通過向調度申請之后制定的停電計劃；二是臨時停電，主要是因為電網故障需要處理而向調度申請的臨時停電，時間一般在1-2h左右；三是夜間停電，當故障檢修工作量比較小的時候，在保證安全的前提下通常使用夜間檢修的方式，雖然從統計方面來講這種方式不能提高供電可靠性，但是卻能夠減少停電帶來的社會影響。（2）綜合停電。綜合停電包括兩種模式：一是調度根據各個部門之間的停電申請盡量將檢修工作安排在同一時段，以便保證整體停電的時長和頻率；二是在本部門的各個班組之間，通過自行調整、統一上報停電申請，采用這種方式可以避免重復停電現象的發生，從而使配電系統可靠運行的目標得以有效保證。

參考文獻：

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