申澤淵，李春暉，王佳偉

（國網山西省電力公司經濟技術研究院，山西 太原 030001）

縣域配電網供電可靠性的影響因素和改進策略

申澤淵，李春暉，王佳偉

（國網山西省電力公司經濟技術研究院，山西 太原 030001）

隨著國民經濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，電力用戶對供電質量的要求也越來越高。配電網供電可靠性是直接反映供電質量的技術指標，因此，提高配電網供電可靠性已刻不容緩。以縣域電網為依托，定量分析縣域電網影響供電可靠性的因素，并針對這些因素提出了相應的解決措施。

縣域電網；配電網；供電可靠性

0 引言

供電可靠性是指供電系統(tǒng)對用戶持續(xù)供電的能力。它是電力系統(tǒng)可靠性管理的一項重要指標，直接體現供電系統(tǒng)對電力用戶的供電能力。配電網作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的可靠性直接影響國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高[1-3]。

縣域電網一直以來都是我國電網的薄弱環(huán)節(jié)，電力基礎設施老舊，技術裝備落后，電網長期投資不足，導致電網發(fā)展緩慢，形成嚴重的供電瓶頸[4]。隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)用電負荷將會不斷提高，這將對縣域電網提出更高的要求和挑戰(zhàn)，與此同時，縣域電網供電可靠性的提高將顯得尤為重要。根據縣域電網的特點，找出提高縣域電網供電可靠性的措施和方法有著非常重要的現實意義。

1 縣域電網影響供電可靠性的因素

供電可靠性水平是配電網網架結構、設備狀況、技術水平和管理情況的綜合體現?；诳h域電網基礎薄弱、技術水平落后的特點，本文主要從以下4個方面來考慮。

1.1 網架結構

縣域電網基礎設施落后，長期以來缺少科學合理的電網規(guī)劃，導致縣域電網的網架結構相對較為薄弱，尤以農村地區(qū)為甚，網架結構多以輻射式為主，線路之間難以形成互聯互供，電網“N-1”通過率較低。一旦局部發(fā)生電網故障，負荷難以轉供，嚴重影響電網的供電可靠性。

以縣域電網A為例，該電網10 kV線路多以單輻射為主，環(huán)網化率僅為25%，線路“N-1”通過率僅為23.4%，與城市電網還存在較大的差距。從表1不難看出，該地區(qū)電網在故障情況下，負荷轉供能力較低，一旦發(fā)生故障，只能損失負荷，導致停電事故的發(fā)生。該地區(qū)中壓線路網架結構情況如表1所示。

1.2 設備狀況

縣域配電網點多、面廣、數量大，由于長期投資不足，導致電網設備老舊，設備水平較低，設備重過載情況較多。其次，縣域配電網斷路器數量較少，保護設備簡陋，線路絕緣化率低，尤其是農網一般只設有跌落式熔斷器，線路往往一處故障引起全線路停電[5-6]。再次，縣域配電網斷路器無油化改造仍在繼續(xù)，線路安全水平和自動化水平低。低壓配電網缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，建設標準較低，線路布局紊亂，這些因素對縣域10 kV電網線路供電可靠性的影響不可忽視。

表1 某地區(qū)中壓線路網架結構情況

1.3 技術水平

1.3.1 配電自動化

配電自動化是保障供電可靠性的重要手段。縣域電網的配電自動化水平較低，大部分地區(qū)自動化建設才剛剛起步，事故處理自動化水平較低，時間花費長，恢復供電較慢，人工數據采集技術水平與管理手段相對較為落后，配電自動化的優(yōu)勢尚不能完全體現，配電自動化對供電可靠性的影響也未體現出來。

1.3.2 狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修可以根據狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術提供的設備狀態(tài)信息，判斷設備是否異常，提前預知設備故障。在故障發(fā)生前進行檢修，可以有效減少停電次數，縮短停電時間[7]。目前，我國縣域配電網的狀態(tài)檢修率較為低下，部分地區(qū)尚不足30%，這樣就會消耗電力客戶大量的用電時間，降低供電可靠性。

1.3.3 帶電作業(yè)

帶電作業(yè)的推廣和應用可以很大程度減少停電對客戶的影響，提高電網運行水平和供電可靠性，節(jié)約成本，提高工作效率，不斷提升配網管理水平，實現工作、經濟、社會效益三豐收?？h域配電網應該積極完善帶電作業(yè)管理機制，開展帶電作業(yè)資格認證、比武，從工器具、作業(yè)人員、作業(yè)項目、作業(yè)補貼等方面給予大力支持，為開展帶電作業(yè)創(chuàng)造了良好的環(huán)境，促進帶電作業(yè)工作，進一步減少了線路停電。

2 供電可靠性影響因素分析

2.1 電網結構

以縣域電網A為例，以該地區(qū)配電網水平為基礎，利用典型區(qū)域可靠性計算結果，計算得出各類供電區(qū)域10 kV電網7種典型電網結構的理論供電可靠率，如表2所示。

可以看出，架空線路多聯絡接線方式要比輻射狀接線方式平均停電時間少3.77 h，電纜線路雙環(huán)網接線方式要比單射式接線方式平均停電時間少8.13 h。因此，縣域電網應該大力提高10 kV線路的互聯率，優(yōu)化網架結構，從而提高縣域電網的供電可靠性。同時，電纜線路在互聯結構下供電可靠率要明顯高于架空線路，因此，應該提高縣域配電網的電纜化率，積極推動實施電纜網結構，進一步提高縣域配電網供電可靠性。

表2 某地區(qū)中壓線路不同網架結構下的供電可靠率情況

2.2 設備水平

2.2.1 電纜化改造

架空線路電纜化改造主要指線路本體的電纜化，其對設備故障率有一定的影響。同樣以縣域電網A為例，根據架空線路與電纜線路的設備故障率，計算得出架空網各類電網結構電纜化改造后的理論供電可靠性，如表3所示。

可以看出，架空網經過電纜化改造，多聯絡結構平均停電時間由8.22 h縮短為5.32 h，單聯絡結構平均停電時間由9.15 h縮短為5.91 h，輻射結構平均停電時間由11.98 h縮短為7.73 h，各電網結構下的供電可靠性均有所提高。

表3 某地區(qū)電纜化改造對中壓線路供電可靠率的影響情況

2.2.2 絕緣化改造

架空線路絕緣化改造主要解決由于異物短路因素導致的故障停電，從而提高架空線路的供電可靠性?？h域電網A由于裸導線異物短路導致的停電約占故障停電時間的5%，即可認為架空線路絕緣化改造后故障停電時間可減少5%，根據該參數可計算得出架空網各類電網結構絕緣化改造后的理論供電可靠性，如表4所示。

表4 某地區(qū)絕緣化改造對中壓線路供電可靠率的影響情況

可以看出，架空線路經過絕緣化改造之后，電網供電可靠性略有提升，其中，多聯絡結構平均停電時間縮短24.7 min，單聯絡結構平均停電時間縮短27.33 min，輻射狀結構平均停電時間縮短35.74 min。

2.3 配電自動化

10 kV配電網實施配電自動化能夠縮短故障定位及隔離處理等時間，從而提高供電可靠率。本文以標準型二遙為例，計算得出各類電網結構實施配電自動化后的理論供電可靠性，如表5所示?？梢钥闯?，配電網實施配電自動化前后，供電可靠率有了顯著的提升，其中多聯絡結構平均停電時間由8.22 h縮短為4.11 h，輻射狀結構平均停電時間由11.98 h縮短為5.99 h，雙環(huán)式結構平均停電時間由0.14 h縮短為0.096 h，單射式結構平均停電時間由8.27 h縮短為4.13 h。

表5 某地區(qū)配電自動化對中壓線路供電可靠率的影響情況

3 可靠性提升措施

供電可靠性的提升主要從減少停電次數、減少單次停電的平均停電時間和減少停電影響范圍這三方面的改善而進行[8-10]。其中，停電次數的減少主要在于降低各類原因所引起的設備故障率；平均停電時間的減少需要通過先進技術和管理的實施而實現；減少停電范圍的縮小，需要以網絡結構的合理布置為前提。

3.1 減少停電次數的措施

3.1.1 設備方面

縣域配電網基礎設施薄弱，設備老舊為重要因素。為此，應及時更換更新老舊設備，提高設備的質量，適當增加電氣設備的設計裕度，提高電網的絕緣化率和電纜化率。

3.1.2 技術方面

縣域配電網作為電網的薄弱環(huán)節(jié)，應該加大投資力度，推進先進技術的實施，重點是狀態(tài)監(jiān)測技術和不停電作業(yè)的實施，可以有效提高配電網設備的故障診斷水平，減少停電事故和停電時間的發(fā)生。

3.2 減少停電時間的措施

3.2.1 停電時間分類

停電時間主要包括預安排停電時間和故障停電時間兩類。其中預安排停電主要是10 kV配電網設施計劃檢修、10 kV配電網設施計劃施工、10 kV配電網臨時檢修等。預安排停電時戶數約占總數69.01%，其中檢修停電約占總數49.05%。故障停電主要因素為用戶影響、系統(tǒng)設備老化、責任原因不清、外部施工影響、大風大雨等，故障停電影響約占總數31.00%，用戶影響約占總數5.69%。

3.2.2 減少故障停電時間

加大縣域配電網配電自動化的實施，擴大配電自動化的覆蓋面，減少故障定位時間，以及轉電操作時間；加強備品備件管理，減少搶修設備時的準備時間；配備先進作業(yè)工具，加強搶修人員的技能培訓，減少故障處理時間。

3.2.3 減少檢修施工停電時間

加強停送電管理，縮短設備停送電狀態(tài)轉換時間，提高作業(yè)現場檢修標準化率；精益化停送電過程管理，減少檢修前后的準備。

3.3 減少停電范圍的措施

3.3.1 增加線路分段

對用戶較多的線路，應多裝設線路分段設備，盡量減少分段用戶數，縮小線路的停電范圍。

3.3.2 加強線路聯絡

優(yōu)化電網結構，提高電網的“N-1”通過水平，實現“手拉手”供電方式，提高線路之間的互聯互供能力，從而減少停電范圍。

3.3.3 縮短供電半徑

縣域電網，尤其是農村電網，多數地區(qū)供電半徑較長，不僅影響部分區(qū)域的供電質量，而且故障情況下，停電范圍較大。適當增加開關柜等設施，縮短線路的供電半徑，在優(yōu)化網絡結構的同時，還減少了停電范圍。

4 結束語

配電網是電力系統(tǒng)中面向用戶的最后一個環(huán)節(jié)，而縣域配電網又是我國電網最為薄弱的部分。縣域配電網的供電可靠性直接影響縣域經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高。結合縣域配電網的特點，采取針對性的措施，對縣域配電網進行改造提升，從而提高縣域配電網的供電可靠性，減少電力用戶的平均停電時間，提升用戶的用電體驗。

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An Analysis on the Influencing Factors and Improvement Strategies of Power Supply Reliability of County Distribution Network

SHEN Zeyuan,LI Chunhui,WANG Jiawei
（State Grid Shanxi Electric Power Corporation Economic and Technology Research Institute, Taiyuan,Shanxi030001,China）

With the rapid development of national economy and the improvement of people’s standard of living,the demand of power-users for power supplyqualityis increasinglyhigher.Power supplyreliabilityofdistribution network is the technical indexreflecting the quality ofpower supply quality.Therefore,improving the power supply reliability ofdistribution network is becoming an urgent issue in today’s power system development.Take the county-level distribution network for an example,the paper has quantitatively analyzed the influencingfactors ofpower supplyreliabilityofcountydistribution network and proposed appropriate solutions correspondingly.

county-level distribution network;distribution network;power supplyreliability

TM732

B

1671-0320（2017）04-0028-04

2017-03-25，

2017-05-19

申澤淵（1990），男，山西長治人，2014年畢業(yè)于華北電力大學電氣工程專業(yè)，工程師，從事配電網規(guī)劃工作；

李春暉（1974），男，山西太原人，1997年畢業(yè)于太原理工大學電氣工程專業(yè)，高級工程師，從事電網規(guī)劃、設計等領域的研究工作；

王佳偉（1980），男，山西大同人，2007年畢業(yè)于北京航空航天大學電機與電器專業(yè)，高級工程師，從事配電網規(guī)劃、智能配電網等研究工作。