基于供電可靠性的市區配網優化措施

（新疆天富能源股份有限公司電力調度中心，石河子市，832000） 張邏恒

近年來，城市建設和經濟發展不斷向前，市民對電力品質的要求越來越高。“十三五”期間，石河子提出建設新型的智慧城市，對居民供電提出更高的要求。目前，10KV配電網絡覆蓋整個石河子市區，擁有10KV公用線路121條，聯絡線32條，用戶專線37條，10KV線路的穩定運行關乎供電可靠性，為此必須從配電網薄弱點入手，通過一系列優化措施，確保供電“安全、優質、經濟”。

1 市區配網基本現狀

目前，石河子市區配網供電面積460平方公里，市區配網具有接入點多、電力線路長、接線方式復雜的特點，主要由110kV園林變、城東變、城西變、軍墾變、城北變、化工變供電，網絡結構以放射式接線、環式接線為主，能夠實現園林變與城東變、城西變、軍墾變“手拉手”供電模式。南區由110kV安康變供電，

北區由110kV明珠變、東橋變供電。市區擁有10kV分接箱、10kV環網柜、10kV開閉所近100座、安康變投運后又增加26座分接箱、環網柜。市區主干線以架空線和電纜混合線路為主，純電纜主干線路有32條，近年來隨著城市人口增加，城鎮化建設，市民對供電可靠性的要求不斷增加，為此，供電公司先后進行市區北三路、北四路、北五路、北六路架空線改接電纜入地工程。通過線路改造，不斷完善供電設備，做好“最后一公里”的服務。

圖1 石河子市區配網供電圖

2 市區供電可靠性分析

2.1 市區主干線停電時間統計

用戶停電不僅影響日常生活，還會給工、農業生產帶來較大的經濟損失，減少線路非計劃停運，減少線路故障次數，是提高供電可靠性的必要條件。選取市區30條主干線，對2016年和2017年停電小時數進行統計分析。

圖2 2016～2017年停電小時數統計分析圖

從圖2看出，停電小時數的高點集中在4月到9月，主要原因是每年4月、5月、6月石河子市區大風天氣偏多，局部地區伴有揚塵現象，市區樹木較多極易導致線路故障跳閘；每年7月、8月、9月是高溫天氣，氣溫可達四十多攝氏度，陣雨天氣偏多，易誘發電纜、架空線路故障。2017年度比2016年度停電小時數減少200h，是因為市區北五路、北六路、北三路進行了電纜入地改造項目，同時供電部門加強了故障處理速度，供電可靠性有所提高。

2.2 市區主干線停電次數分析

石河子市區配網點多、面廣、分支線路復雜，選取市區30條主干線路對每月停電次數進行統計分析。

圖3 2016～2017年停電次數統計分析圖

從圖3中對比發現2017年度市區主干線停電次數比2016年度多，原因在于2017年度配網計劃檢修同比增加25次，對市區主干線樹障、隱患進行消除工作，外部故障比2016年度同比減少12次，停電次數最多的是5月份，其次是6月和7月，5月份受大風惡劣天氣影響大，市區線路跳閘次數頻繁，大大影響供電質量。從表1中看到2017年市區電纜故障同比增加4次，集中體現在電纜頭或電纜中間頭故障，處理故障時間較長，損失電量較大。

表1 2016～2017年停電故障統計表

3 基于供電可靠性的薄弱環節及優化措施

3.1 市區配網的薄弱環節

配電網的薄弱環節是限制可靠性的主要因素，針對市區配網薄弱環節進行改造優化，可以減少投資成本，提高配網運行效益。目前，石河子市區配網主要存在以下幾方面的薄弱環節。①配網設備命名不統一；②主干線上柱上開關較多；③重要分支線路無分段開關；④重要負荷線路無備自投功能、環網能力弱；⑤線路保護定值不完善，越級跳閘現象時有發生；⑥電纜中間頭故障率高；⑦線路設備部分老化，損耗大，線路跳閘次數多；⑧配網管理制度不健全。

3.2 采取優化措施

3.2.1 加強市區配網設備的統一命名

市區10kV電纜分接箱、10kV環網柜、變壓器、柱上開關種類較多，涉及不同的廠家，設備命名缺乏唯一性，大大增加了安全隱患。為使配網設備規范化、標準化，應制定《石河子市區配網設備命名準則》對配電網的線路桿塔、分段斷路器、跌落保險、環網柜、電纜分接箱等設備進行統一編號，確保設備命名的唯一性。

3.2.2 優化市區主干線柱上開關

以10kV天山I線為例，架空線路不長卻設置四個柱上開關，10kV南東一線設置七個柱上開關，在滿足安全前提下可以減少柱上開關數目。10kV西北四I、II線、西北三I、II線、東北三A、B線為電纜加架空線的混合線路，柱上#1開關因電網瞬時故障跳閘次數頻繁，可將#1柱上開關跳閘線圈短接，如線路發生故障，可由變電站側保護出口跳閘。對重要分支線路應該裝設柱上開關，避免分支故障擴大停電面積，造成不良的影響。

3.2.3 實現配網自動化

目前石河子配網還處于“盲調”狀態，配網自動化還沒有建立起來，線路出現故障，主要采取拉路，分段試送的老辦法，效率很低。隨著220kV主網架建立，110kV系統開環運行，市區線路的供電可靠性如何保障，應盡快實現配網自動化，滿足線路備自投功能。

3.2.4 完善配網保護整定方案

隨著電纜入地工程和市區配網發展，10kV分接箱、環網柜數量多且分布較集中，線路保護整定面臨分支多、逐級配合困難的特點，部分電纜分接箱及環網柜保護無選擇性，線路越級跳閘現象較多。由于設備維護不到位造成分接箱失電無保護運行，比如北三路#2分接箱、#5分接箱、25小區南分接箱，面對諸多問題，只有加強配網分接箱、環網柜保護定值管理及運行設備定期維護，完善保護整定方案，才能更好地解決供電可靠性。

3.2.5 嚴控電纜質量，做好技術監督

電纜故障很大程度上來源于電纜頭或電纜中間頭，由于質量不過關，受到高溫天氣、負荷、運行方式等其他因素，極易發生電纜頭爆炸或者電纜中間頭絕緣擊穿現象。每年春季融雪、夏季高溫天氣市區配網電纜故障多發期，電纜絕緣不好，中間頭制作工藝不達標是影響電纜可靠運行的最大因素，為此必須嚴格把控電纜選型，進行相關試驗，對電纜中間頭制作進行“高標準、高質量”技術監督，同時做好地埋電纜標識，防止施工等外力破壞。

3.2.6 優化網架結構，更換耗能設備

逐步更換市區老化、多耗能設備，采用節能變壓器、新型開關、連接金具，不斷減少電能浪費，降低線耗，同時合理分配輸電線路負荷，避免不對稱負荷引起電壓的不平衡。目前，市區配網環網能力較差，以園林變為例，只能實現部分線路手拉手模式，園北五、北六線與城西變不能環網，南區安康變是輻射型供電，供電可靠性差，應根據城市發展，優化配網結構，采用雙射網、雙環網網架結構，增強負荷轉供、互供能力。

3.2.7 健全配網管理制度

配網管理應該以精益化管理為標準，把停電計劃管理和可靠性管理相結合，制定相應的考核機制。可靠性管理應設置專門的負責人，加強對非計劃停電，重復停電、隨意停電的考核，同時計劃檢修一定要保證“應修必修、修必修好”的原則，減少對用戶的停電時間，對檢修質量不達標，缺陷故障頻繁發生，處理不徹底的情況，加大考核力度。健全配網劃區管理，專人專責制度，提高配網供電可靠性，保證向用戶供給優質的電力，并日益滿足電網安全運行和優質服務的要求。

4 結論

通過對市區線路停電次數和停電時間的分析，發現線路停電受天氣變化影響大，停電大多發生在夏季，冬季停電次數較少。如何解決線路頻繁跳閘的問題，本文歸納了石河子市區配網存在的薄弱環節，針對薄弱環節提出了七條優化措施，落實相關措施將進一步提高城市的供電可靠性。