提高10kV配網(wǎng)可靠性的技術(shù)研究

［關(guān)鍵詞］10 kV 配網(wǎng)；供電可靠性；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；不停電作業(yè)

［中圖分類號］TM726 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）10–0081–03

10kV配網(wǎng)是城市電力系統(tǒng)的主干之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，對電力供應(yīng)的可靠性要求越來越高。鑒于此，通過對現(xiàn)有技術(shù)的總結(jié)與分析，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景的需求，提出適用于10kV配網(wǎng)的可靠性提高技術(shù)解決方案，對于為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活提供更加穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)具有重要意義。

110kV配網(wǎng)供電可靠性的影響因素

1.1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

（1）在網(wǎng)架形式方面，不同的網(wǎng)架形式會(huì)對供電可靠性產(chǎn)生不同的影響。

（2）在網(wǎng)架容量方面，若網(wǎng)架容量過小，無法滿足用戶負(fù)荷需求，將造成過載運(yùn)行，增加故障風(fēng)險(xiǎn)；如果網(wǎng)架容量過大，將浪費(fèi)資源，增加建設(shè)和運(yùn)維成本。合理的網(wǎng)架容量設(shè)計(jì)可提供穩(wěn)定可靠的供電。

1.2設(shè)備質(zhì)量

設(shè)備質(zhì)量直接決定了設(shè)備故障率的高低，高質(zhì)量的配網(wǎng)設(shè)備具有更好地抗干擾能力和耐久性，能夠有效防止設(shè)備故障引發(fā)的停電事件。10kV配網(wǎng)具有復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，質(zhì)量好的電纜、斷路器、開關(guān)等設(shè)備通常具備更好地溫度適應(yīng)能力，能夠在各種惡劣的環(huán)境下正常運(yùn)行，確保供電的可靠性。當(dāng)10kV配網(wǎng)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備都具有較高的質(zhì)量時(shí)，能更好地協(xié)調(diào)工作，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

1.3雷擊災(zāi)害因素

雷擊災(zāi)害是影響10kV配網(wǎng)供電可靠性的重要因素之一，其對供電可靠性的影響主要體現(xiàn)在以下方面：①雷電直接擊中配電線路、變壓器等設(shè)備，造成設(shè)備損壞甚至燒毀，導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，影響供電的連續(xù)性和可靠性。②雷擊釋放的高電壓可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣的閃絡(luò)和擊穿，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的故障率增加。③雷擊引起的過電壓通過配電線路傳導(dǎo)到不同的設(shè)備上，導(dǎo)致設(shè)備的損壞或壽命縮短，降低供電可靠性。

2提高10kV配網(wǎng)供電可靠性的技術(shù)措施

2.1合理選擇配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

（1）主干線路規(guī)劃。主干線路是配網(wǎng)的骨架，采用環(huán)網(wǎng)供電方式，即構(gòu)建一個(gè)閉合回路，確保在某一線路發(fā)生故障時(shí)，電力可以通過其他線路繞行，避免單一線路故障導(dǎo)致供電中斷。

（2）支線設(shè)計(jì)。支線采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，即多個(gè)支線串聯(lián)排列，同時(shí)與主干線相連，一旦某個(gè)支線出現(xiàn)故障，其他支線仍能正常供電，減少供電中斷影響面積。

（3）環(huán)網(wǎng)自動(dòng)重構(gòu)。引入環(huán)網(wǎng)自動(dòng)重構(gòu)技術(shù)，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整開、關(guān)及電源狀態(tài)，快速恢復(fù)供電，提高供電可靠性。

（4）環(huán)網(wǎng)柜自動(dòng)化裝置。對于不適合安裝綜合自動(dòng)化裝置的環(huán)網(wǎng)柜，選擇安裝DTU（終端數(shù)據(jù)單元）裝置，將環(huán)網(wǎng)柜中的各種信息通過網(wǎng)絡(luò)接入配網(wǎng)調(diào)度子站及主站，從而使主站具備調(diào)度和遙控功能，可實(shí)現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)柜的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制。DTU裝置可以實(shí)時(shí)獲取環(huán)網(wǎng)柜的工作狀態(tài)和負(fù)荷情況，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全穩(wěn)定。

（5）保護(hù)措施。對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的設(shè)備進(jìn)行合理保護(hù)，采用過流、過載、短路等保護(hù)裝置，及時(shí)切除故障部分，避免故障擴(kuò)大影響。

2.2選擇抗干擾能力強(qiáng)的配網(wǎng)設(shè)備

（1）配網(wǎng)設(shè)備應(yīng)選用具有良好絕緣性能的絕緣材料，以提高設(shè)備的耐電氣干擾能力。選擇耐高溫材料保證設(shè)備在高溫環(huán)境下正常運(yùn)行，降低因溫度過高引起的故障概率。

（2）設(shè)計(jì)良好的接地系統(tǒng)，有效降低電氣干擾對設(shè)備的影響。合理選擇接地電阻、接地網(wǎng)布置方式，減少電磁感應(yīng)引起的故障風(fēng)險(xiǎn)。

（3）選擇抗干擾能力強(qiáng)的保護(hù)裝置，有效抵御外界電磁干擾，防止設(shè)備誤操作，提高設(shè)備的抗干擾能力。例如，光電轉(zhuǎn)換式差動(dòng)保護(hù)裝置利用光纖傳輸差動(dòng)信號，將保護(hù)信號通過光隔離的方式與其他裝置通信，有效隔離電磁干擾，具有高信號傳輸速度和穩(wěn)定性，能夠提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

（4）進(jìn)行合理的線路布置和纜線絕緣，使電氣設(shè)備之間的相互影響降到最低，減少電磁干擾的發(fā)生。此外，配網(wǎng)設(shè)備中使用良好的纜線絕緣材料也是提高抗干擾能力的重要措施之一。

（5）增加濾波器的使用，以有效濾除電網(wǎng)中的諧波、雜波等干擾信號，提高設(shè)備的抗干擾能力，降低故障率，保障供電可靠性。

2.3完善配網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)措施

（1）防雷接地。配置接地裝置，能夠有效分散和吸收雷電沖擊，提高系統(tǒng)的抗雷擊能力。防雷接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：①設(shè)計(jì)10kV配網(wǎng)接地系統(tǒng)時(shí)，充分考慮地質(zhì)條件、土壤電阻率等因素，合理選擇接地方式。如使用網(wǎng)狀接地或深埋式接地，以降低接地電阻，提高抗雷擊能力。②在10kV配網(wǎng)線路上設(shè)置合適的引下線，保持與線路的良好接觸，確保雷電流順利通過，有效將雷電流引導(dǎo)到地面，減少對設(shè)備的沖擊。③在關(guān)鍵設(shè)備和線路上設(shè)置避雷器，如金屬氧化物避雷器，用于吸收和分散雷擊入侵的過電壓，防止過電壓對設(shè)備造成損壞。④定期進(jìn)行接地系統(tǒng)的檢測和維護(hù)工作，確保接地電阻符合要求，并及時(shí)處理電阻異常情況。⑤定期檢查避雷器的狀態(tài)，及時(shí)更換損壞的避雷器。

（2）防弧金具。防弧金具的加裝能夠有效防止雷電引起的弧光擊穿現(xiàn)象，保護(hù)設(shè)備和人員的安全。加裝防弧金具的措施包括以下方面：①在關(guān)鍵設(shè)備和回路上加裝合適的防弧裝置，如熔斷器、隔離開關(guān)等，上述裝置具備快速切斷故障電路的能力，可避免火花和弧光產(chǎn)生，保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。②選用合適的電纜和絕緣材料，提高系統(tǒng)的耐電弧能力，有效抑制電弧的形成和蔓延，減少設(shè)備受到雷擊時(shí)的損害。

2.4配網(wǎng)不停電作業(yè)

旁路作業(yè)法原理是根據(jù)待檢修設(shè)備的位置及電網(wǎng)的特點(diǎn)，進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃，確定旁路系統(tǒng)的接入點(diǎn)和旁路負(fù)荷開關(guān)的位置等。確定后，安裝旁路柔性電纜、旁路負(fù)荷開關(guān)、移動(dòng)箱變、操作旁路負(fù)荷開關(guān)等設(shè)備，將待檢修區(qū)段的負(fù)荷從正常的配網(wǎng)輸送線路上斷開，并將其轉(zhuǎn)移到旁路系統(tǒng)。在負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，對待檢修設(shè)備進(jìn)行隔離，并開始檢修工作。此時(shí)，負(fù)荷已經(jīng)轉(zhuǎn)移到旁路系統(tǒng)，所以配網(wǎng)的負(fù)荷不會(huì)受到影響。在檢修完成后，將待檢修設(shè)備與旁路系統(tǒng)斷開，并將其重新連接到配網(wǎng)中，確保供電的恢復(fù)。如圖1所示，將旁路柔性電纜掛接在A、B位置，倒閘后使旁路柔性電纜處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，將分段開關(guān)A與B斷開后，可對檢修段C進(jìn)行停電檢修，此時(shí)配網(wǎng)用戶不停電。

對于不同架空配電線路的旁路聯(lián)絡(luò)，在不停電作業(yè)時(shí)應(yīng)充分考慮電壓、相角、配網(wǎng)潮流特性等參數(shù)，確保檢修作業(yè)的安全性與配網(wǎng)供電的可靠性。圖2為線路不停電檢修旁路聯(lián)絡(luò)法示意，其中架空配電線路1與2均為相同配電站母線的分支線路，線路檢修位置在架空配電線路2段和分段開關(guān)E之間，檢修范圍大且在末端線路無聯(lián)絡(luò)線，無法以倒閘操作實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)換。為保障供電可靠性，在檢修期間避免大面積停電，利用旁路作業(yè)法使架空配電線路1和2有所聯(lián)絡(luò)，完成負(fù)荷轉(zhuǎn)換后，將分段開關(guān)E斷開，確保分段開關(guān)E后端的正常供電的同時(shí)，減少停電面積，提高供電可靠性。

2.5加強(qiáng)配網(wǎng)設(shè)備維護(hù)管理

（1）定期巡視和檢查配網(wǎng)設(shè)備，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、隔離開關(guān)、斷路器等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題，避免設(shè)備故障造成停電或損壞。

（2）制訂配網(wǎng)設(shè)備定期維護(hù)計(jì)劃，對設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)，如清潔、潤滑及緊固連接件，確保設(shè)備正常運(yùn)行，提前發(fā)現(xiàn)并解決可能的故障。對于老化、損壞或頻繁故障的配網(wǎng)設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行維修或更換，確保設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。

（3）借助智能化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，包括溫度、電流、電壓等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常并進(jìn)行處理，避免故障擴(kuò)大。

（4）合理設(shè)計(jì)和管理配網(wǎng)設(shè)備所在的環(huán)境，包括通風(fēng)、防塵、防水、防雷等，確保設(shè)備在良好的工作環(huán)境下運(yùn)行，減少故障發(fā)生的可能性。

（5）建立快速響應(yīng)和處理配網(wǎng)設(shè)備故障的機(jī)制，包括設(shè)備故障報(bào)修流程、應(yīng)急搶修措施等，以最短的時(shí)間恢復(fù)供電，提高供電質(zhì)量。

3結(jié)束語

在當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型和電力需求增長的背景下，不斷提高10kV配網(wǎng)供電的可靠性有助于減少停電時(shí)間、提高用戶用電質(zhì)量，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。文章就10kV配網(wǎng)供電可靠性的影響因素，從多維度提出具體措施，有效保障配網(wǎng)供電質(zhì)量。未來，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的應(yīng)用將使得供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行更加智能化和高效化，以實(shí)現(xiàn)10kV配網(wǎng)供電可靠性的持續(xù)提升，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠的電力保障。