提高10KV配电网可靠性思路研究

郭玉莉

摘 要:本文基于笔者多年从事电气工程及其自动化的可靠性的相关研究基础,以10kv配网供电可靠性为研究对象,分析了出现停电事故的原因,详细探讨了提高供电可靠性的具体措施,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:10KV配网供电可靠性

中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(a)-0079-02

由于配电系统大多数网架结构都很薄弱,设备陈旧落后,近些年来国家对城网改造加大了投入力量,城市110kV及以上高压电网得到了很好的改良,同时对电能质量的提高也起到积极的作用。但是,由于城市低压配网投入相对不足,使得部分地区终端客户的电能质量改善不明显。据有关资料显示,10kV配网故障率占整个电网故障率的70％。目前10kV配电网相对于35kV及以上的电网来说,整体设备健康水平和供电可靠性也都不够高。这主要是因为10kV配网线路较长,电设备技术标准低,线路布局不合理,易受外界因素的影响。另外,平时的检修、施工停电,停电时间较长,长此以往也影响了供电可靠性。因而配网供电可靠性已成为当前配电管理的第一要务。本文就影响10kV配网可靠性的一些原因进行分析,并提出一些改进措施。

1预安排停电的原因分析

预安排停电是影响供电可靠率的原因之一。计划停电时的户数要占总停电时户数的85％,余下的15％则为特殊的故障停电所致。计划停电是影响供电可靠性的主要原因。

预安排停电影响原因所占比例排序为:配网计划施工(51％)、用户工程(25％)、配网计划检修(12％)、市政建设工程(7％)、受输变电影响(5％)。

2故障停电的原因分析

2.1 外力破坏

这一部分包括不可抗力的灾害性气候破坏、另外也包括某些施工单位野蛮施工破坏和交通车辆破坏。

2.2 设备原因

变压器的故障分为电路的故障和磁路的故障。电路的故障主要是线环和引线引起的故障等,一般有:线圈绝缘层的老化、空气潮湿、切换器的接触不良,使用的材料质量和材料制造工艺的不良,过电压冲击及二次系统短路引起的故障等。磁路的故障一般是指铁芯、扼铁及夹件间发生的故障,常见的有:硅钢片短路、穿芯螺丝及扼铁夹件与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。

配电变压器控制设备中跌落式熔断器故障所占的比例比较高。电网中处于电力传送最后一级的变电设备是配电变压器,它数量最大,可是它的自我保护能力很差,保护控制变压器的任务由高压开关设备控制。当前配电变压器常用的高压控制、保护设备有下列三种:跌落式熔断器、高压断路器、高压限流熔断器。在10kV配电线路中,有90％的配变和专变都使用跌落式熔断器。

跌落式熔断器保护是反时限非限流熔断器保护,它是一种在熔断器动作后,熔件自动跌落到一个位置以提供隔离功能的熔断器,多用于户外装置。由于其结构简单、价格便宜等优点,目前在配电网中大量使用。跌落式熔断器存在着诸多问题,例如品种规格少、开断能力不足、熔件安秒特性不准确、熔管变形、操作维护不当等。据统计,配电变压器故障的80％是发生在跌落式熔断器上。

另外,跌落式熔断器保护特性与10kV线路保护配合不正确也是引起线路故障的常见原因之一。一般小容量变压器由于保护用熔体额定电流值小,其熔断电流值比10kV配电线路的保护整定值小得较多,所以保护配合的问题容易解决,当配变容量增大时,熔体额定电流值也随着增大,这就会造成其安秒特性与10kV配电线路的保护整定值不能相互配合的问题。例如,160kVA配电变压器跌落式熔断器的熔丝额定电流为25A,0.1s熔断电流就会高达1000A以上,0.3s熔断电流会达到650A以上,现在10kV配电线路过电流保护I段的整定时限一般为0.3s,整定电流一般都在400A以下,无时限电流速断保护整定电流一般都会在900A以下。这样两者的保护配合也就成了问题。此时,当配变出现大电流故障时,熔断保护不能起到保护作用,越级为10kV线路保护动作,造成整条线路停电,从而降低了供电可靠性。

3 配电线路网架还不够灵活和完善,造成供电可靠性低

比起过去,现在10kV配电线路的自动化水平已经大大提高了,单条线路

分段和相邻“手拉手”的形式正在逐步实现,但是相对于供电可靠性的要求还是有差距的,尤其在农村线路中。要想供电可靠性有提高,必须加大投入,提高10kV配网的技术含量和完善程度。

3.1 用户原因

用户维护检修不当影响路运行状况的稳定性。某些企业环境污染物较多且管理不善,造成电器设备的表面污物量大,不及时清理维护容易发生污闪事故,致使10kV配电线路停电;同时污物可能造成电器设备的腐蚀损坏,造成停电事故。另外一些用电户不常生产,或为季节性生产,或开工不足,时停时开,变压器也时停时用。开工生产前不能对配电变压器等电气设备进行全面的清扫检修,出现问题时造成10kV配电线路停电。更有些工厂企业用户转包频繁,管理混乱,设备运行环境恶劣,所以发生事故也较多,一定程度上增加了10kV配电线路停电次数,从而影响了10kV配电线路可靠性。

另外某些10kV配电线路上所带设备数量过多,造成供电可靠性较低。有些配电线路特别是涉及农村地区的线路带有好几十个用户的变压器,每次10kV配电线路停电就造成大量用电客户停电。同时一条线路上的各用电设备相互影响大,难以保障电能质量,由于不同的用电客户对电能质量的要求差别较大,对电能质量要求较高的用电客户就会反应强烈。

据有关资料显示,每条10kV配电线路带20多台配变最合适,由于10kV线路建设受资金限制和企业的投资收益比限制,对于开发区及工业企业较多、负荷较重的地区,配电变压器台数可少一些,而用电负荷较低,配电变压器单台容量较小的地区要适当增多一些。

3.2 增强事故处理能力

针对树线矛盾突出的地方,及时更换绝缘导线;在变电所装设小电流接地选线装置,在线路上安装故障指示器,尽量缩短故障查寻时间;积极进行职工技术素质培训,全面提高职工进行事故处理的水平;加强对用户的安全管理,经常指导用户进行安全用电,向用户推荐电力新技术、新设备,尽力减少因用户原因造成的系统故障;加大力度不断加强社会宣传,提高全社会对公共设施(电力设施)的保护意识,减少因外力破坏造成停电事故的发生。

4 提高供电可靠性的措施

4.1 管理措施

(1)进一步加强计划管理,提高综合检修率。目前我们采取了将年度的单一性计划检修改为根据设备技术的具体状况和条件及联合配电网作业的状态性检修;同时配电停电检修计划配合全局的月度停电检修计划,杜绝重复停电,尽量减少停电次数。检修工作前,做好充分的准备工作,减少了不必要的停电时间。同时注重检修质量,做到修必修好,保证设备运行的可靠性。这是提高供电可靠率的有效手段之一。(2)加强缺陷管理,积极开展带电作业。加强配电网的运行维护,对配电网要坚持定期巡视检查和缺陷管理制度,对配电网的缺陷处理和相当一部分的检修、报装接电工作能进行带电作业的尽量不停电。通过制定线路、设备巡视管理规定,提高运行人员的责任心,加大巡视力度,大大减少因巡视不到位而造成的停电事故,从而提高供电可靠率。(3)提高城网科技进步含量,提高城市供电水平。改造陈旧落后的配电设备,在设备的选型上尽量采用“绝缘化”、“免维护”的设备,以便减少检修时间;因地制宜推进城市中心区电缆入地,减少外力破坏的机会;同时采用带分支负荷开关的环网柜,并在各进出线侧加装故障指示器,既能很快判断出故障线路,同时停电时能缩小范围;市区10kv辐射形架空线路通过绝缘化改造大大降低线路运行故障率。(4)加强运行设备管理。加强了对设备的管理,首先选择了运行业绩良好的入网设备,从源头上杜绝因设备质量造成的停电故障;其次通过技术培训、上岗考试等手段,切实提高运行和检修人员的技术业务水平,使他们能及早发现设备缺陷,正确判断事故原因和缩短设备停电时间。提高检修人员的责任心,相应提高设备的检修质量,提高了设备运行水平,从而提高供电可靠率。(5)加强用电管理。强化用电监察的作用,加强对电力用户的管理,特别是加强对用户设备的技术监督,对继电保护定值管理、保护校验和预防性试验工作,避免发生因用户设备故障影响系统跳闸停电的事故。

4.2 优化电网结构

(1)改变不合理的电网结构,采用“网格式”网络结构,实行分区供电减少交叉跨越。10kv配电网主干线为闭环接线,开环运行的结构;做到10kV线路的供电半径不超过3km,低压供电半径不超过250m,繁华地区不超过150m。(2)主干线的导线线径选择为240mm三绝缘导线或双YJIV22～3×240mm2,并把每路出线负荷控制在400A之内。(3)每回线路配置一定数量(至少2台)的分段开关,对分支线路与主干线的联络装设分支开关,并且调整好每级开关的保护使之不越级跳闸。(4)每个110kV变电站10kV都具备3～4条联络线路(每条转供300A左右),提高转供能力,从而达到少停电提高供电可靠性目的。市区各变电站之间、线路之间实现联络,能相互转移负荷,尽可能压缩故障和检修的停电面积,提高供电可靠性。达到变电站一台主变停运,而配电线路不停电的目的,从而可减少约1/3的停电时户数。(5)增加10kV线路“手拉手”的网架建设,将现有的线路通过缩短供电半径、增加出线等改造,使得线路有充分的裕度,以便当10kV线路发生故障和计划停电检修时,可以将负荷转移出去,最大限度地减少停电面积。(6)对电容电流超过10A的配电网在变电站侧加装自动跟踪补偿消弧装置,这样大大降低瞬时接地故障的建弧率,防止瞬时性接地故障转化为永久性接地故障,大大降低配电网的故障跳闸率。(7)积极开展带电作业,减少停电时间。(8)提高配电自动化水平,缩小停电范围。采用配电线自动化,当配电线故障时,配电线上的自动化装置将故障隔离和恢复供电。在网架建设合理完善、投资合理、经济的线路上搞自动化还是经济可行的,也是提高供电可靠性的重要途径。

5 结论

综上所述,可靠性管理是一项长期的基础性综合性管理工作,涉及到规划设计、设备制造、基础安装、生产运营、维护检修和客户服务等各个方面的质量和管理水平,供电可靠性指标是一项反映配电网营运成效的关键业绩指标,从以上各方面着手,点点滴滴省下每一个时户数,我们的配电网络必将朝着更加安全、可靠、健康的方向发展。

参考文献

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