內(nèi)蒙古電力（集團）有限責(zé)任公司 阿斯楞 于 源 內(nèi)蒙古電力經(jīng)濟技術(shù)研究院 王 鵬

配電網(wǎng)供電是否安全可靠，直接反映了電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)以及電力企業(yè)經(jīng)營管理水平，甚至還決定了電網(wǎng)的檢修維護水平。而配電網(wǎng)作為一種紐帶，將用戶和電力系統(tǒng)進行很好地聯(lián)系，因此配電網(wǎng)的供電可靠性成為了評估電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，在中性點接地方式下，如何科學(xué)地評估配電網(wǎng)供電可靠性是技術(shù)人員必須思考和解決的問題。

對于電力系統(tǒng)而言，其中性點接地方式選用是否合理，直接影響了系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和絕緣水平，為了科學(xué)控制電力系統(tǒng)電容電流，確保配電網(wǎng)能夠可靠、穩(wěn)定、安全地運行，首先，針對配電網(wǎng)的中性點接地方式，分析和研究了消弧線圈接地方式和小電阻接地方式對配電線路可靠性的影響；其次，根據(jù)配電網(wǎng)可靠性評估模型，探討了以上兩種中性點接地方式對配電網(wǎng)供電可靠性影響的評估；最后，以“中性點接地方式不同時樹干式配電網(wǎng)可靠性分析”為例，在兩種中性點接地方式下，客觀、科學(xué)地評價和研究了配電網(wǎng)供電的可靠性水平。希望通過這次研究，為相關(guān)從業(yè)人員提供有效的借鑒和參考。

1 中性點接地方式對配電線路可靠性的影響

中性點接地方式主要包含以下兩種類型，一種是消弧線圈接地方式，另一種是小電阻接地方式。前者充分借助消弧線圈，直接調(diào)整和控制繞組的匝數(shù)，確保消弧線圈電感性能得以有效提升；后者在具體的運用中，通過不斷增加故障線路內(nèi)部電流，可以降低電弧過電壓的概率，同時還提高電力系統(tǒng)阻尼性能，有效地避免了諧振過電壓現(xiàn)象的發(fā)生。

1.1 消弧線圈接地方式對配電線路可靠性的影響

配電線路跳閘原因分析。在消弧線圈接地方式下，導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)跳閘原因主要包含以下兩種：配電線路出現(xiàn)故障問題，導(dǎo)致其發(fā)生跳閘現(xiàn)象；在進行單相接地故障期間，由于微機類型選錯或者人工選線錯誤，造成配電線路出現(xiàn)頻繁跳閘現(xiàn)象[1]。如果跳閘原因是第一種，那么需要對其故障問題進行長時間修復(fù)后，才能保證配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性。此外，一旦該線路沒有在最短時間內(nèi)快速轉(zhuǎn)移線路負(fù)荷，會導(dǎo)致線路出現(xiàn)長時間停電，進而引發(fā)不可估量的嚴(yán)重后果。

跳閘分類。根據(jù)單相接地線路出現(xiàn)的真實故障情況，將配電線路跳閘劃分為以下三種類型：微機選型錯誤，配電線路跳閘。在對微機進行選型期間，由于微機選型錯誤導(dǎo)致單相接地故障線路出現(xiàn)故障擴展現(xiàn)象，進而造成配電線路跳閘；故障擴展，其他線路受到影響，配電線路跳閘。在這一情況下，跳閘線路除了包含單相接地故障線路外[2]，還包含正常運行的線路。故障擴展影響主要是指正常的線路由于受到故障擴展的不良影響，轉(zhuǎn)化為故障線路；單相接地故障線路異常，配電線路跳閘。在這種情況下，單相接地線路所對應(yīng)的電弧無法在短時間內(nèi)快速熄滅，一旦出現(xiàn)單相線路跳閘，則會導(dǎo)致相間故障問題出現(xiàn)。

可靠性影響因子。對于消弧線圈接地方式而言，影響跳閘情況的因素主要包含配電網(wǎng)的絕緣水平、電纜溝防火條件、線靈敏度、過電流水平和過電壓水平。

1.2 小電阻接地方式對配電線路可靠性的影響

配電線路跳閘原因的分析。對于小電阻接地方式而言，一旦發(fā)現(xiàn)配電線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，技術(shù)人員要重點分析以下跳閘原因：電弧火災(zāi)、瞬時單相接地故障、永久單相接地故障，而這三種故障均是由線路故障引起的[3]，相關(guān)人員要確保選線正確的基礎(chǔ)上，將配電線路跳閘故障概率降到最低。

跳閘分類。在小電阻接地方式下，配電線路跳閘情況主要包含以下兩種類型：繼電保護產(chǎn)生大量的跳閘信號，導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象；當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時，由于繼電保護沒有產(chǎn)生相應(yīng)的跳閘信號，導(dǎo)致配電線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

可靠性影響因子。小電阻接地方式下配電線路跳閘影響因子主要包含配電網(wǎng)的絕緣水平、線路故障率、單相接地故障率以及消弧線圈接地方式的選線靈敏度、過電流水平和過電壓水平。對于小電阻接地方式而言，一旦配電線路頻繁出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，將會降低配電網(wǎng)供電穩(wěn)定性、連續(xù)性和可靠性[4]，因此，技術(shù)人員要重視對以上配電線路跳閘影響因子的充分考慮。

2 中性點接地方式對配電網(wǎng)供電可靠性影響的評估

2.1 消弧線圈接地方式下的跳閘模擬

在這一環(huán)節(jié)中，為了保證跳閘模擬結(jié)果的精確性和真實性，技術(shù)人員首先要做好對跳閘概率模型的搭建，在此基礎(chǔ)上，通過利用MATLAB編程設(shè)計和開發(fā)蒙特卡洛法功能，然后嚴(yán)格按照消弧線圈接地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，全面地模擬和處理配電網(wǎng)線路真實跳閘過程[5]，模擬跳閘流程圖如圖1所示。

從圖1中可以看出，在消弧線圈接地方式下，通過對跳閘情況進行模擬，發(fā)現(xiàn)一次性短路故障次數(shù)所對應(yīng)的統(tǒng)計結(jié)果，能夠直觀、明了地反映出配電系統(tǒng)的實際跳閘情況。此外，從圖1中還可以看出，該模擬方式忽視對其他類型短路故障因素的考慮[6]，僅僅考慮了單相接地故障這一因素即可。

圖1 模擬消弧線圈接地方式下的跳閘流程

2.2 小電阻接地方式下的跳閘模擬

在這一環(huán)節(jié)中，為了保證跳閘模擬結(jié)果的精確性和真實性，技術(shù)人員首先要做好對跳閘概率模型的搭建，在此基礎(chǔ)上，通過利用MATLAB編程設(shè)計和開發(fā)蒙特卡洛法功能，然后在小電阻接地方式下對配電網(wǎng)線路跳閘的影響進行科學(xué)模擬，模擬小電阻接地方式下的跳閘流程圖如圖2所示。

圖2 模擬小電阻接地方式下的跳閘流程圖

從圖2中可以看出，在小電阻接地方式下，通過對跳閘情況進行模擬，發(fā)現(xiàn)一次性短路故障次數(shù)所對應(yīng)的統(tǒng)計結(jié)果，能夠直觀、明了地反映出配電系統(tǒng)的實際跳閘情況[7]，所以整個故障發(fā)展流程相對比較簡單，并且僅考慮單相接地故障即可。

3 中性點接地方式不同時樹干式配電網(wǎng)可靠性分析

為了更好地評估和驗證配電網(wǎng)供電可靠性水平，現(xiàn)根據(jù)樹干式配電網(wǎng)管控相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，開展以下評估工作。樹干式配電網(wǎng)簡化圖如圖3所示。

圖3 樹干式配電網(wǎng)簡化圖

為了最大限度地提高配電網(wǎng)供電可靠性計算結(jié)果的真實性和可靠性，首先技術(shù)人員要做好對相關(guān)參數(shù)的科學(xué)設(shè)置，如：線路故障出現(xiàn)的概率、單相接地故障發(fā)生的概率等。當(dāng)這些參數(shù)設(shè)置結(jié)束后，如果線路為電纜時，技術(shù)人員要做好對以上兩種接地方式的主干線故障修復(fù)時間的科學(xué)調(diào)整和控制，使其被分別設(shè)置為7h、9h，此外還要將開關(guān)操作方式統(tǒng)一設(shè)置為手動操作方式，并將操作方式的切換時間設(shè)置為1h。

如果線路為架空線路時，技術(shù)人員要做好對以上兩種接地方式的主干線故障修復(fù)時間的科學(xué)調(diào)整和控制，使其被分別設(shè)置為5h、7h，此外還要將開關(guān)操作方式統(tǒng)一設(shè)置為手動操作方式[8]，并將操作方式的切換時間設(shè)置為1h。負(fù)荷點參數(shù)設(shè)置表如表1。

表1 負(fù)荷點參數(shù)設(shè)置表

樹干式配電網(wǎng)供電可靠性分析結(jié)果分別如表2、表3所示，從表中的數(shù)據(jù)可以看出，以上兩種中性點接地方式所用到的架空線路在配電網(wǎng)供電可靠性評估方面具有明顯優(yōu)勢。得出這一結(jié)論的依據(jù)為架空線路出現(xiàn)永久性接地故障的可能性較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電纜線路，同時，在評估配電網(wǎng)供電可靠性期間，架空線路不需要考慮電弧火災(zāi)出現(xiàn)的概率，而電纜線路則需要考慮。同時，當(dāng)接地方式相同時，架空線路所對應(yīng)的故障修復(fù)時間明顯低于電纜線路，由此可見，架空線路的可靠性指標(biāo)控制效果明顯高于電纜線路。

表2 全電纜線樹干式配電網(wǎng)可靠性計算結(jié)果

表3 全架空線路樹干式配電網(wǎng)可靠性計算結(jié)果

此外，小電阻接地方式所對應(yīng)的SAIFI（平均停電頻率指標(biāo)）相對較高，小電阻接地系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障異常問題時，需要耗費的故障修復(fù)時間較長，導(dǎo)致消弧線圈接地系統(tǒng)的SAIFI明顯高于小電阻接地系統(tǒng)。由此可見，通過選用小電阻接地方式，可以最大限度地提高配電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性，使得電力系統(tǒng)供電性能得以有效提升，以滿足人們的用電需求。

4 結(jié)語

為了實現(xiàn)對電網(wǎng)電容電流的科學(xué)調(diào)整和控制，降低非故障線路跳閘的風(fēng)險，保證電力系統(tǒng)運行性能，技術(shù)人員要在充分結(jié)合供電可靠性的基礎(chǔ)上選用小電阻接地方式，不斷提高樹干式配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。這樣一來，不僅可以提高供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，還能縮短停電持續(xù)時間，確保電力系統(tǒng)能夠可靠、穩(wěn)定、安全地運行，實現(xiàn)供電的連續(xù)性、穩(wěn)定性，滿足人們的用電需求。