浅谈影响配电网供电可靠性的因素

吴天齐 邢钊 房滔

摘 要：文章分析了影响配电网供电可靠性的主要因素，包括网架结构、电源供电中断、地理环境和设备故障等。这些影响因素长期存在但可以通过合理技术手段和管理方法，减少对供电可靠性的影响程度。

关键词：配电网；供电可靠性；影响因素

1 概述

我国的配电网供电可靠性研究起步较晚，研究落后于发达国家20年左右，可靠性水平尚处于不断提升阶段，与发达国家还有较大的差距。中电联近些年的统计数据显示，2007年全国城市10kV配电网系统供电可靠率为99.882070。随着社会对电力可靠性要求的不断提高，我国正逐步加强对配电网供电可靠性数据收集与研究管理工作，配电网可靠性的研究成果也日趋成熟和完善。

立足于我国配电网网络结构和设备等陈旧落后现状，配电网供电可靠性的研究不能一味地照搬国外的已有成果，必须根据我国国情和实地配电网的运行情况，有针对性地提出自己的解决方案。国家电网公司和南方电网公司等都已经加大配电网可靠性的投资研究力度，对配电网供电可靠性的要求逐年提高，所以配电网供电可靠性的研究具有极其重要的现实意义。结合中国电力企业联合会近些年的大量统计数据基础，并考虑到我国不同地区的不同环境特色，着重分析了影响我国配电网供电可靠性的主要因素。

2 配电网供电可靠性的影响因素分析

配电网系统中从单个元件到整个大系统，从配电网本身到配电网所处的环境，从配电网的供电方到用电方，每一个环节和部分都可能成为供电不可靠的影响因素。从诸多影响因素中，总结出影响配电网可靠性水平的五大因素，包括配电网网络架构、电源供电的中断、自然环境、设备故障和计划停电。

2.1 网络架构影响

根据图论知识，不同的孤立网元组成网络，网络的拓扑形式可以多种多样，不同的网络拓扑可靠性也大不相同，处于拓扑中不同位置的网元可靠性也大不相同。现实世界中的诸多网络都遵循这样的规律，例如，通信网和配电网等。所以配电网的网架结构对于供电可靠性的保证起到至关重要的作用，而其中配电网网架结构中的主接线和中性点是最为重要的两个影响因素。在配电网运行中，电气主接线形式不同，会造成检修或故障时的停电时间和停电范围等不同，从而使得供电可靠性的水平有很大区别；另一方面，不同的中性点运行方式，也会造成出现单相接地等故障时，接地电流的大小有很大区别，从而出现电弧、短路和电压变化等现象。

2.2 电源供电中断的影响

电网中电源停止供电是对供电可靠性影响最为直接也最为严重的因素。而引起对配电网用户断电的原因可以分为故障断电和计划断电。根据中国电联的历年断电数据情况统计分析，由于电网中元件的更新换代以及各类型設备的高可靠性，因为故障而发生断电的几率已经非常少。因此计划断电因素成为电网电源供电中断的主要影响因素，计划断电又包括限电停电和非限电停电两种。计划断电的原因除了故障检修断电、限电，也有不少是电网改造、污物清扫、电网新技术预试、定期检修等原因。如何尽量缩短计划断电的时间是提高供电可靠性指标一项重要措施。

2.3 地理环境的影响

我国的电网是世界上最为复杂、最为庞大的电力网络，这很大程度上是因为我国幅员辽阔的区域和各种复杂多变的自然环境，配电网需要遍及城市和乡村，甚至广大山区、草原等恶劣的环境，分布地域甚广。分析其原因，主要是因为配电网电压等级低，而户外线缆的绝缘水平普遍不高，且布线范围广大而采用的经济和机械强度不高，环境的改变很容易造成配电设备和线缆的迅速损坏。其中，地理环境对我国配电网供电可靠性水平的影响，主要表现在灾害气候、各种污染和环境累积效应等几方面。

与广大地理区域相对应的首先是各式气候条件，因地域相关性，灾害气候是对配电网各种设备影响最大的地理环境因素。自然灾害一般包括大风、水灾、雷击、冰雪、暴风雨等，这些极端气候会直接危害到配电网线路，引起元件故障。而各种天气因素因为发生的不规律性，从而对配网运行的影响也没有特定规律，各种故障发生的频率在不同地域也分布不均匀。

一些特殊的地貌地区含有腐蚀性的各种化学物质，沿海地区含有丰富的盐尘，或一些地区化工厂林立引起的葛总化学污染，这些都容易对空气中的线路设备等造成损害，从而会引起泄漏电流。此外，因环境污染和城市汽车尾气等因素造成大雾现象常态化，而浓雾含有丰富的导电物质也会造成配电网出现大面积污闪放电事故。因此，各种污染对配电网设备的危害主要体现在污闪事故常发和设备老化加快。

2.4 设备故障的影响

电力配电网络作为一种特殊的网络形式，网元和连接网元的线缆等是组成网络的基本要素，基本要素出现故障必然会影响到局部网络甚至整个网络的连锁故障反应。具体来分析，配电网中包含了大量的各种型号的配电设备，如10kV中低变压器、断路器、变电站母线、接地线、架空线路、隧道电缆线路等，这些设备因设备本身寿命和外界环境等都存在一定的故障率，这就对配电网的安全可靠运行保障提出挑战。近些年来，随着研究和统计数据的分析公布，各个供电企业开始了加强基础管理工作，适时淘汰老旧设备和采用大量的更新先进设备，对重点环境区域的设备加强维护等，这些都使得设备的故障率出现很大程度的下降。

中电联等研究机构在收集配电网各项统计数据时，开始加强配电网中各种反映配电相关设备和元件工作状况的数据收集，而不再仅仅收集和积累直接影响供电可靠性状况的数据。据一定时期的数据统计，因内外过电压的影响、绝缘配置及老化、外力不同程度破坏的影响等，10kV中低变压器、电网断路器、野外架空线路、隧道电缆线路等几种主要设施的故障率，能够占整个配电网设备总故障的80%左右。

配电网中的各种线路繁多，线路故障对供电可靠性可以产生很大影响。中低压配电供电地区的电缆以裸露在外为主，如架空导线要经历各种环境的考验，与之相关的开关类设备一般使用时间较长，这就使得架空导线和开关类设备相对来说最容易出现故障。缺相运行、断线、短路、倒杆和柱上油开关拒合或拒分等，因断路器质量问题、过载或遭受雷击导致线路缺相运行，会引起系统用户供电电压出现过低问题、甚至停电等，使得对系统的供电可靠性造成严重影响。因环境热胀冷缩或过载等因素造成的架空导线断线故障会引起全线断电，其对用户的供电可靠性影响甚大。由于不同相导线因直接或经导电物质直接接触的短路故障，主要出现在鸟类集中和树木茂密的地区，或者发生暂时性故障，或者发生永久性故障，都会对供电可靠性造成一定影响。因外力破坏或极端天气或地理灾害造成的架空线杆出现倾斜，严重时也会造成沿线大面积停电事故。当线路邻近设备需要故障检修时，两侧柱上油开关如果出现拒合或拒分，则会扩大停电范围，增加线路设备的维修时间，无形中扩大了用户的停电时间。

3 结束语

综上所述，电网网架结构、电源供电中断、设备故障率和地理环境等都从不同程度上影响了我国供电可靠性水平的提高，构成了影响我国供电可靠性的主要因素。其中电网网架结构是最直接和根本的影响因素，其他各因素等也是影响的重要因素，这些影响因素虽长期存在但可以通过合理技术手段和管理方法，减少对供电可靠性的影响程度。

参考文献

[1]王云霞，胡晓炜，赵永良.浅谈提高城市配电网供电可靠性的措施[J].华北电力技术，2007，S1：23-25.

作者简介：吴天齐（1982，6-），女，籍贯：河北，学历：研究生，职称：工程师，研究方向：电气工程自动化，单位：国网北京丰台供电公司。

邢钊（1982-），男，辽宁丹东人，工学硕士，工程师，从事变电运维方面的工作，国网北京丰台供电公司。

房滔（1983，11-），男，籍贯：陕西，学历：研究生，职称：工程师，研究方向：电气工程自动化，单位：国网冀北电力有限公司。