县域配电网供电可靠性的影响因素和改进策略

申泽渊，李春晖，王佳伟

（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030001）

县域配电网供电可靠性的影响因素和改进策略

申泽渊，李春晖，王佳伟

（国网山西省电力公司经济技术研究院，山西 太原 030001）

随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，电力用户对供电质量的要求也越来越高。配电网供电可靠性是直接反映供电质量的技术指标，因此，提高配电网供电可靠性已刻不容缓。以县域电网为依托，定量分析县域电网影响供电可靠性的因素，并针对这些因素提出了相应的解决措施。

县域电网；配电网；供电可靠性

0 引言

供电可靠性是指供电系统对用户持续供电的能力。它是电力系统可靠性管理的一项重要指标，直接体现供电系统对电力用户的供电能力。配电网作为电力系统的重要组成部分，它的可靠性直接影响国民经济的发展和人民生活水平的提高[1-3]。

县域电网一直以来都是我国电网的薄弱环节，电力基础设施老旧，技术装备落后，电网长期投资不足，导致电网发展缓慢，形成严重的供电瓶颈[4]。随着我国城镇化进程不断发展，城乡用电负荷将会不断提高，这将对县域电网提出更高的要求和挑战，与此同时，县域电网供电可靠性的提高将显得尤为重要。根据县域电网的特点，找出提高县域电网供电可靠性的措施和方法有着非常重要的现实意义。

1 县域电网影响供电可靠性的因素

供电可靠性水平是配电网网架结构、设备状况、技术水平和管理情况的综合体现。基于县域电网基础薄弱、技术水平落后的特点，本文主要从以下4个方面来考虑。

1.1 网架结构

县域电网基础设施落后，长期以来缺少科学合理的电网规划，导致县域电网的网架结构相对较为薄弱，尤以农村地区为甚，网架结构多以辐射式为主，线路之间难以形成互联互供，电网“N-1”通过率较低。一旦局部发生电网故障，负荷难以转供，严重影响电网的供电可靠性。

以县域电网A为例，该电网10 kV线路多以单辐射为主，环网化率仅为25%，线路“N-1”通过率仅为23.4%，与城市电网还存在较大的差距。从表1不难看出，该地区电网在故障情况下，负荷转供能力较低，一旦发生故障，只能损失负荷，导致停电事故的发生。该地区中压线路网架结构情况如表1所示。

1.2 设备状况

县域配电网点多、面广、数量大，由于长期投资不足，导致电网设备老旧，设备水平较低，设备重过载情况较多。其次，县域配电网断路器数量较少，保护设备简陋，线路绝缘化率低，尤其是农网一般只设有跌落式熔断器，线路往往一处故障引起全线路停电[5-6]。再次，县域配电网断路器无油化改造仍在继续，线路安全水平和自动化水平低。低压配电网缺乏统一规划，建设标准较低，线路布局紊乱，这些因素对县域10 kV电网线路供电可靠性的影响不可忽视。

表1 某地区中压线路网架结构情况

1.3 技术水平

1.3.1 配电自动化

配电自动化是保障供电可靠性的重要手段。县域电网的配电自动化水平较低，大部分地区自动化建设才刚刚起步，事故处理自动化水平较低，时间花费长，恢复供电较慢，人工数据采集技术水平与管理手段相对较为落后，配电自动化的优势尚不能完全体现，配电自动化对供电可靠性的影响也未体现出来。

1.3.2 状态检修

状态检修可以根据状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，判断设备是否异常，提前预知设备故障。在故障发生前进行检修，可以有效减少停电次数，缩短停电时间[7]。目前，我国县域配电网的状态检修率较为低下，部分地区尚不足30%，这样就会消耗电力客户大量的用电时间，降低供电可靠性。

1.3.3 带电作业

带电作业的推广和应用可以很大程度减少停电对客户的影响，提高电网运行水平和供电可靠性，节约成本，提高工作效率，不断提升配网管理水平，实现工作、经济、社会效益三丰收。县域配电网应该积极完善带电作业管理机制，开展带电作业资格认证、比武，从工器具、作业人员、作业项目、作业补贴等方面给予大力支持，为开展带电作业创造了良好的环境，促进带电作业工作，进一步减少了线路停电。

2 供电可靠性影响因素分析

2.1 电网结构

以县域电网A为例，以该地区配电网水平为基础，利用典型区域可靠性计算结果，计算得出各类供电区域10 kV电网7种典型电网结构的理论供电可靠率，如表2所示。

可以看出，架空线路多联络接线方式要比辐射状接线方式平均停电时间少3.77 h，电缆线路双环网接线方式要比单射式接线方式平均停电时间少8.13 h。因此，县域电网应该大力提高10 kV线路的互联率，优化网架结构，从而提高县域电网的供电可靠性。同时，电缆线路在互联结构下供电可靠率要明显高于架空线路，因此，应该提高县域配电网的电缆化率，积极推动实施电缆网结构，进一步提高县域配电网供电可靠性。

表2 某地区中压线路不同网架结构下的供电可靠率情况

2.2 设备水平

2.2.1 电缆化改造

架空线路电缆化改造主要指线路本体的电缆化，其对设备故障率有一定的影响。同样以县域电网A为例，根据架空线路与电缆线路的设备故障率，计算得出架空网各类电网结构电缆化改造后的理论供电可靠性，如表3所示。

可以看出，架空网经过电缆化改造，多联络结构平均停电时间由8.22 h缩短为5.32 h，单联络结构平均停电时间由9.15 h缩短为5.91 h，辐射结构平均停电时间由11.98 h缩短为7.73 h，各电网结构下的供电可靠性均有所提高。

表3 某地区电缆化改造对中压线路供电可靠率的影响情况

2.2.2 绝缘化改造

架空线路绝缘化改造主要解决由于异物短路因素导致的故障停电，从而提高架空线路的供电可靠性。县域电网A由于裸导线异物短路导致的停电约占故障停电时间的5%，即可认为架空线路绝缘化改造后故障停电时间可减少5%，根据该参数可计算得出架空网各类电网结构绝缘化改造后的理论供电可靠性，如表4所示。

表4 某地区绝缘化改造对中压线路供电可靠率的影响情况

可以看出，架空线路经过绝缘化改造之后，电网供电可靠性略有提升，其中，多联络结构平均停电时间缩短24.7 min，单联络结构平均停电时间缩短27.33 min，辐射状结构平均停电时间缩短35.74 min。

2.3 配电自动化

10 kV配电网实施配电自动化能够缩短故障定位及隔离处理等时间，从而提高供电可靠率。本文以标准型二遥为例，计算得出各类电网结构实施配电自动化后的理论供电可靠性，如表5所示。可以看出，配电网实施配电自动化前后，供电可靠率有了显著的提升，其中多联络结构平均停电时间由8.22 h缩短为4.11 h，辐射状结构平均停电时间由11.98 h缩短为5.99 h，双环式结构平均停电时间由0.14 h缩短为0.096 h，单射式结构平均停电时间由8.27 h缩短为4.13 h。

表5 某地区配电自动化对中压线路供电可靠率的影响情况

3 可靠性提升措施

供电可靠性的提升主要从减少停电次数、减少单次停电的平均停电时间和减少停电影响范围这三方面的改善而进行[8-10]。其中，停电次数的减少主要在于降低各类原因所引起的设备故障率；平均停电时间的减少需要通过先进技术和管理的实施而实现；减少停电范围的缩小，需要以网络结构的合理布置为前提。

3.1 减少停电次数的措施

3.1.1 设备方面

县域配电网基础设施薄弱，设备老旧为重要因素。为此，应及时更换更新老旧设备，提高设备的质量，适当增加电气设备的设计裕度，提高电网的绝缘化率和电缆化率。

3.1.2 技术方面

县域配电网作为电网的薄弱环节，应该加大投资力度，推进先进技术的实施，重点是状态监测技术和不停电作业的实施，可以有效提高配电网设备的故障诊断水平，减少停电事故和停电时间的发生。

3.2 减少停电时间的措施

3.2.1 停电时间分类

停电时间主要包括预安排停电时间和故障停电时间两类。其中预安排停电主要是10 kV配电网设施计划检修、10 kV配电网设施计划施工、10 kV配电网临时检修等。预安排停电时户数约占总数69.01%，其中检修停电约占总数49.05%。故障停电主要因素为用户影响、系统设备老化、责任原因不清、外部施工影响、大风大雨等，故障停电影响约占总数31.00%，用户影响约占总数5.69%。

3.2.2 减少故障停电时间

加大县域配电网配电自动化的实施，扩大配电自动化的覆盖面，减少故障定位时间，以及转电操作时间；加强备品备件管理，减少抢修设备时的准备时间；配备先进作业工具，加强抢修人员的技能培训，减少故障处理时间。

3.2.3 减少检修施工停电时间

加强停送电管理，缩短设备停送电状态转换时间，提高作业现场检修标准化率；精益化停送电过程管理，减少检修前后的准备。

3.3 减少停电范围的措施

3.3.1 增加线路分段

对用户较多的线路，应多装设线路分段设备，尽量减少分段用户数，缩小线路的停电范围。

3.3.2 加强线路联络

优化电网结构，提高电网的“N-1”通过水平，实现“手拉手”供电方式，提高线路之间的互联互供能力，从而减少停电范围。

3.3.3 缩短供电半径

县域电网，尤其是农村电网，多数地区供电半径较长，不仅影响部分区域的供电质量，而且故障情况下，停电范围较大。适当增加开关柜等设施，缩短线路的供电半径，在优化网络结构的同时，还减少了停电范围。

4 结束语

配电网是电力系统中面向用户的最后一个环节，而县域配电网又是我国电网最为薄弱的部分。县域配电网的供电可靠性直接影响县域经济的发展和人民生活水平的提高。结合县域配电网的特点，采取针对性的措施，对县域配电网进行改造提升，从而提高县域配电网的供电可靠性，减少电力用户的平均停电时间，提升用户的用电体验。

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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

申泽渊（1990），男，山西长治人，2014年毕业于华北电力大学电气工程专业，工程师，从事配电网规划工作；

李春晖（1974），男，山西太原人，1997年毕业于太原理工大学电气工程专业，高级工程师，从事电网规划、设计等领域的研究工作；

王佳伟（1980），男，山西大同人，2007年毕业于北京航空航天大学电机与电器专业，高级工程师，从事配电网规划、智能配电网等研究工作。