陳露東 盧嗣斌 賀墨琳

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心 貴州省貴陽市 550003）

供電可靠性即是指電網(wǎng)在安全的基礎(chǔ)上對(duì)用戶提供連續(xù)、不間斷的電力輸送，在電力企業(yè)發(fā)展中其也是衡量服務(wù)能力的關(guān)鍵指標(biāo)。在當(dāng)前社會(huì)建設(shè)的規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)、用電需求激增的背景下，通過配網(wǎng)合理規(guī)劃和科學(xué)改造能夠進(jìn)一步提高供電可靠性，為社會(huì)發(fā)展進(jìn)步提供基礎(chǔ)保障，確保人民群眾正常的生產(chǎn)生活，促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定、和諧。

1 配電網(wǎng)概述

配電網(wǎng)是由配電變壓器、桿塔以及架空線路、隔離開關(guān)、電纜和其他附屬設(shè)施等組成的供電體系。主要的功能是為城市各個(gè)配電站或者是各類用電負(fù)荷供給電能。對(duì)于供電可靠性來說，對(duì)配網(wǎng)具有一定的要求，首先是設(shè)計(jì)規(guī)劃中，要將線路等設(shè)備進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，并且采用中性點(diǎn)不接觸地面的方式保障配網(wǎng)的運(yùn)行安全，減少故障的發(fā)生幾率。所以供電可靠性對(duì)配電網(wǎng)的要求即是設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定以及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。而影響配電網(wǎng)供電可靠性的因素有很多，類如配網(wǎng)的自動(dòng)化水平、規(guī)劃改造技術(shù)實(shí)施水平、管理質(zhì)量、配網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及配網(wǎng)設(shè)備性能、配網(wǎng)負(fù)荷的電源容量、配網(wǎng)周邊環(huán)境等等。相關(guān)人員可以通過統(tǒng)籌規(guī)劃以及技術(shù)改造等方式對(duì)影響供電可靠性的相關(guān)因素進(jìn)行控制，比如降低停電范圍和次數(shù)、加強(qiáng)維護(hù)管理進(jìn)一步提高配電網(wǎng)工作運(yùn)行的效率、定期對(duì)配網(wǎng)的供電可靠性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估等，從而為配網(wǎng)規(guī)劃和改造技術(shù)的實(shí)施提供數(shù)據(jù)支持[1]。

2 配網(wǎng)規(guī)劃和改造的內(nèi)容

2.1 配網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容

配網(wǎng)規(guī)劃的目的是為了對(duì)資源進(jìn)行重新整合，以便于支持建設(shè)智能電網(wǎng)。所以對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容是對(duì)配網(wǎng)范圍的設(shè)計(jì)，對(duì)配網(wǎng)建設(shè)網(wǎng)架以及目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性規(guī)劃。相關(guān)人員主要是依據(jù)配網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際需求，以解決部分地區(qū)配電網(wǎng)和主網(wǎng)連接存在的問題為目標(biāo)，對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)供電電壓的合格率和可靠性。并且在規(guī)劃配網(wǎng)時(shí)要綜合配網(wǎng)負(fù)荷以及電源的接入需求，促使電網(wǎng)適應(yīng)各類的分布式電源接入和負(fù)荷送出，從而保障配網(wǎng)的多功能服務(wù)作用。另外在配網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容中還包括配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃和分布實(shí)施等，即是對(duì)配電線路進(jìn)行合理選擇，利用現(xiàn)有的配電桿路或者是電力管道等進(jìn)行快速布網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)線路的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)供電可靠性的目標(biāo)[2]。

2.2 配網(wǎng)改造的內(nèi)容及管理方法

如果在配網(wǎng)線路中出現(xiàn)配電設(shè)備不能滿足實(shí)際供電需求，則需要對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行一定的技術(shù)改造。主要是基于配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)對(duì)臨近或者已經(jīng)超過使用壽命的配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行更新和改造。所以配網(wǎng)改造的主要內(nèi)容包括配電線路的絕緣化改造，更換為節(jié)能型線路設(shè)備，增加配網(wǎng)供電設(shè)備的容量、耐熱度、承載力等，確保配網(wǎng)的供電能力得到優(yōu)化。同時(shí)還有配置無功補(bǔ)償，進(jìn)一步提升配網(wǎng)電壓的合格率，還有加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)和負(fù)荷管理系統(tǒng)。配網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)的開發(fā)維護(hù)等[3]。

圖1：環(huán)網(wǎng)型雙母線接地

2.3 配網(wǎng)供電可靠性的管理方法

在配網(wǎng)規(guī)劃和改造的過程中對(duì)供電可靠性的管理需要采取一定的方法和措施，首先要制定統(tǒng)一的規(guī)劃改造建設(shè)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；建立有效、可行的配網(wǎng)線路、變壓裝置等控制管理標(biāo)準(zhǔn)；在改造過程中需要靠近用電負(fù)荷的中心，盡可能的減少線路改造的距離長(zhǎng)度；及時(shí)更換高能耗供電設(shè)備，減少電壓損耗，應(yīng)用節(jié)能型、自動(dòng)化的供電設(shè)備；增設(shè)移機(jī)免維護(hù)負(fù)荷開關(guān)設(shè)施，減少故障發(fā)生的可能性；應(yīng)用真空斷路器，在出現(xiàn)配網(wǎng)供電故障時(shí)，可以有效的進(jìn)行隔離，保障配網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 配網(wǎng)規(guī)劃和改造提高供電可靠性案例概況

我國(guó)某地級(jí)市供電局在配網(wǎng)供電系統(tǒng)中負(fù)責(zé)二市三區(qū)四縣的用電需求，共有90 條35kv 配電線路，總長(zhǎng)度為1168km，此外還有657 條10kv 配電線路，總長(zhǎng)度達(dá)9763km，其中有8731km 的架空配電線路、143km 的架空絕緣配網(wǎng)線路，電纜總長(zhǎng)度為862km，共有配電變壓器13750 臺(tái)，總計(jì)配電容量3145680KVA。該配網(wǎng)系統(tǒng)在全市內(nèi)構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)線路有272 條，開關(guān)及斷路器、分接箱等分別有4109 臺(tái)和485 臺(tái)。近年來根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展以及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)管理部門的要求，旨在打造優(yōu)質(zhì)配電服務(wù)，設(shè)立目標(biāo)為城市供電可靠性高于99.92%、農(nóng)村地區(qū)供電可靠性高于99.60%。在當(dāng)前該市供電可靠性為99.66%，距離目標(biāo)還存在一定的差距。因此在當(dāng)?shù)亻_展配網(wǎng)規(guī)劃和改造活動(dòng)，由于配網(wǎng)涉及到的范圍和領(lǐng)域較為廣泛，而且自身具有多樣化的特點(diǎn)，所以當(dāng)?shù)毓╇娋滞ㄟ^制定配網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)指導(dǎo)思想以及采用環(huán)網(wǎng)化和分段化改造技術(shù)、配網(wǎng)線路絕緣化改造技術(shù)、配變檢測(cè)管理技術(shù)等提供供電可靠性，實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。

4 提高供電可靠性的技術(shù)

4.1 配網(wǎng)規(guī)劃的指導(dǎo)思想

在該市的配網(wǎng)規(guī)劃中，要保障對(duì)用戶的優(yōu)質(zhì)供電，同時(shí)也要確保配網(wǎng)網(wǎng)架自身的安全性能以及低成本運(yùn)行，所以在該市的配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)遵循以下三個(gè)指導(dǎo)思想和原則：

（1）配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)必須要充分考慮長(zhǎng)期適應(yīng)性，因?yàn)榕渚W(wǎng)規(guī)劃和改造是一項(xiàng)長(zhǎng)期工程，要確保其運(yùn)行質(zhì)量和使用壽命。所以在規(guī)劃中要保持配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，貫徹線路運(yùn)行負(fù)荷水平限制的原則，如果出現(xiàn)用電負(fù)荷提高，則要將網(wǎng)架改造的工程量設(shè)計(jì)為最小。

（2）最大限度的滿足用戶用電需求，在對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)明確配網(wǎng)改造的目的和作用，結(jié)合配網(wǎng)運(yùn)行成本，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行合理規(guī)劃。比如對(duì)住宅小區(qū)可以采用單電源環(huán)網(wǎng)供電、對(duì)大型生產(chǎn)企業(yè)等用戶可以采用主干線雙回路供電等。

（3）要促使配網(wǎng)規(guī)劃能夠體現(xiàn)電力企業(yè)的綜合供電能力，在當(dāng)前的配網(wǎng)規(guī)劃中增加配網(wǎng)線路或者環(huán)網(wǎng)等，提高供電可靠性的思路已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。需要將供電可靠性的指標(biāo)與用戶的實(shí)際用電需求相結(jié)合，綜合考慮配網(wǎng)線路的布設(shè)和連接。

4.2 環(huán)網(wǎng)化和分段化改造技術(shù)

現(xiàn)階段通過對(duì)該市配網(wǎng)線路的了解，發(fā)現(xiàn)其存在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)松散的現(xiàn)象，導(dǎo)致了配網(wǎng)的互供互聯(lián)能力相對(duì)較差，在實(shí)際現(xiàn)狀中除去三個(gè)配營(yíng)部以外，其他供電局配電線路的環(huán)網(wǎng)率均低于50%，在一定程度上限制了配網(wǎng)供電可靠性的進(jìn)一步提高。其次是存在配網(wǎng)網(wǎng)架布局不科學(xué)的現(xiàn)象，比如在該市的配網(wǎng)供電系統(tǒng)中，經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷接入困難的局勢(shì)，而且會(huì)導(dǎo)致供電的半徑過大，在當(dāng)?shù)睾芏鄥^(qū)域的配網(wǎng)線路都超過了30km，影響了供電可靠性的提升。另外在部分配網(wǎng)區(qū)域中很多配電設(shè)備的架空線路出現(xiàn)老化、絕緣層破損以及線徑小等問題，周圍環(huán)境較為惡劣，容易發(fā)生停電等故障，導(dǎo)致供電可靠性降低。因此針對(duì)上述問題則可以采用環(huán)網(wǎng)化和分段化改造技術(shù)，對(duì)配網(wǎng)線路網(wǎng)絡(luò)電源進(jìn)行合理的規(guī)劃布局，盡可能的縮短供電線路的半徑長(zhǎng)度。具體改造技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)是在主干線環(huán)網(wǎng)、分段的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)減少10kV 供電線路的半徑，著重發(fā)展城市供電環(huán)網(wǎng)結(jié)線、開環(huán)運(yùn)行的模式，對(duì)于10kV 主干線路的環(huán)網(wǎng)要在不同變電站的線路之間進(jìn)行環(huán)網(wǎng)化改造，或者是在不同變電站的不同母線線路之間進(jìn)行環(huán)網(wǎng)化改造，其采用的環(huán)網(wǎng)型雙母線接地可如圖1 所示，提高供電可靠性；其次可以在配網(wǎng)主干線路上設(shè)置分段開關(guān)，根據(jù)該市實(shí)際的用電需求一般每一條10kV 配電線路以3 分段或者4 分段為基礎(chǔ)設(shè)置開關(guān)，其中要盡量保障每一分段的用戶數(shù)量不超過10 戶，或者是分段總?cè)萘坎怀^3000KVA 等。另外一方面每一條10kV 主干線的變壓器總?cè)萘恳３衷?2000KVA 以下。所以在該市的配網(wǎng)改造過程中應(yīng)用環(huán)網(wǎng)化和分段化技術(shù)可以綜合考慮分支線路、電源等供電的可靠性。

4.3 配網(wǎng)路線路絕緣化改造技術(shù)

該市配網(wǎng)線路的絕緣性能現(xiàn)狀是整體配網(wǎng)線路的絕緣水平較差，抗雷能力不足，一旦遭遇雷雨天氣因雷擊而導(dǎo)致的跳閘停電事故較為頻發(fā)，對(duì)于配網(wǎng)安全造成了較大的威脅。因此在配網(wǎng)線路規(guī)劃和改造中要加強(qiáng)防雷措施和技術(shù)，首先可以更換配網(wǎng)線路的絕緣材料，應(yīng)用新型、安全的氧化鋅避雷器類設(shè)備，增強(qiáng)線路的絕緣強(qiáng)度，針對(duì)配電網(wǎng)轄區(qū)范圍內(nèi)的不合格接地網(wǎng)要進(jìn)行更換改造等；其次是要進(jìn)一步提高配網(wǎng)架空線路的絕緣能力和抗雷性能，防止發(fā)生污閃以及雷擊等現(xiàn)象。尤其是對(duì)于10kV 的架空配網(wǎng)線路，不可沿用傳統(tǒng)的裸線形式，要對(duì)電纜和架空線路的絕緣層進(jìn)行重點(diǎn)技術(shù)改造。比如在該市市區(qū)內(nèi)對(duì)電纜線路采用銅芯材質(zhì)，將主干線路的截面控制在300mm2之內(nèi)，在農(nóng)村地區(qū)以及郊區(qū)選用截面面積為240mm2的電纜線路。并且在市郊配網(wǎng)線路改造中要將架空裸導(dǎo)線更換為架空絕緣導(dǎo)線，采用鋁芯絕緣材料，主線截面選用185mm2的線路；最后是要在配變引下線的絕緣線以及變壓器套管加裝絕緣保護(hù)套，加強(qiáng)線路的絕緣能力，避免因外力或者是人為、動(dòng)物等因素而導(dǎo)致的線路損壞。因此通過配網(wǎng)線路絕緣化改造技術(shù)，可以在很大程度上減少配網(wǎng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的概率，提高了抗雷擊能力，促使配網(wǎng)供電可靠性的有效提升。

4.4 配變監(jiān)測(cè)管理技術(shù)

在該市的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，設(shè)置公用配變共有7194 臺(tái)，總?cè)萘繛?065157KVA，在用電負(fù)荷快速增長(zhǎng)的形勢(shì)下，由于供電局下屬單位的配變會(huì)出現(xiàn)不同程度的過載和滿載，就會(huì)導(dǎo)致配變出現(xiàn)燒毀等問題，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)供電可靠性的影響相當(dāng)巨大。針對(duì)這一現(xiàn)象該市供電局要依托于現(xiàn)代通訊技術(shù)以及信息化設(shè)備等，借助于分組無線技術(shù)對(duì)配網(wǎng)供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而提高配網(wǎng)管理質(zhì)量和效率。比如可以通過配變監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，與GPRS 通信技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配變采集終端以及配電變壓器等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，提高配網(wǎng)供電自動(dòng)化水平，相關(guān)人員可以直接操作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)電壓的控制，保障公用變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。而且配變監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)和技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配變各種數(shù)據(jù)的抄表，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)處理故障等，可以在最短的時(shí)間內(nèi)處理配變故障，保障供電可靠性。另外一方面在配網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理的過程中要保障各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施的先進(jìn)性，從而更好的監(jiān)測(cè)配變的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)出現(xiàn)變壓器過載、負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，可以及時(shí)的調(diào)整負(fù)荷保障變壓器不會(huì)因過載而導(dǎo)致燒毀，提高了配網(wǎng)配變的運(yùn)行質(zhì)量，保障用電安全，提升配網(wǎng)規(guī)劃和改造技術(shù)供電的可靠性。

5 結(jié)束語

綜上所述，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娔艿男枨罅坎粩嘣黾?，?duì)供電可靠性和安全性的要求也越來越高。因此供電部門應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有配網(wǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃和改造，根據(jù)電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)的配網(wǎng)現(xiàn)狀制定中期和長(zhǎng)期規(guī)劃方案，通過環(huán)網(wǎng)化和分段化改造技術(shù)、配網(wǎng)線路絕緣化改造技術(shù)以及配變監(jiān)測(cè)管理技術(shù)等，基于配網(wǎng)設(shè)計(jì)的三個(gè)指導(dǎo)思想科學(xué)合理的開展配網(wǎng)改造工程，充分滿足用戶的用電需求，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高。