基于配电网规划与改造提升供电可靠性

冼鹏飞

摘   要：在整个电网中，配电网发挥了巨大的作用。配电网决定了电网的综合运营情况，直接影响用户用电的稳定性，关系到电力供应的水平，因此，需要提高配电网的可靠性。鉴于配电网供电的可靠性受到很多因素的影响，要注意结合现实情况规划与改造配电网，文章就如何提高供电可靠性展开研究。

关键词：配电网;规划与改造;可靠性

配电网是电网的主要组成部分，其可靠性直接决定了用户用电的安全性和可靠性。要想保证配电网供电的可靠性，需要有针对性地对配电网实施规划与改造，以期提升供电水平，降低设备的损耗率，最大限度地提高配电网供电系统的工作效率。

1    配电网的可靠性概述

1.1  配电网供电可靠性的概念

配电网主要是分配电能，将电力资源不断提供给各类电力用户。配电网的可靠性是指为电力客户系统提供电能，最大限度地保证电力客户获得高质量的电网电能。供电可靠性考核通常利用数字化方法计算供电可靠率。要想不间断地为用户供电，应根据供电可靠性设计配电网供电系统，从源头上防止配电网发生供电问题。配电网供电可靠性不只保证运行中电力设备的可靠性，还在系统操作中保持了可靠性。

1.2  影响配电网供电可靠性的因素

1.2.1  供电硬件系统管理缺陷

（1）设备故障。这是影响正常供电的关键因素。发生设备故障的原因是长时间忽略更换电网设备，不注意对设备进行维护检修，从而引发材质问题。（2）线路故障。线路故障属于一种不可抗的、大量人为与自然灾害造成的故障，例如雷击、暴雨、暴雪等恶劣天气或是人为造成的外力拉伤、过度拉扯。

1.2.2  软件系统不完善

（1）自动化系统存在缺陷，处理事故的水平不高;（2）配电网系统采取老化的模式，打破了运营与维护设备的平衡，造成在执行政策的过程中出现一定盲目性;（3）管理人员技术能力不足，无法发现和解决问题，在处理事故时机动能力不足，影响了供电的可靠性。

1.3  配电网规划与改造的必要性

在电力行业发展和电力体制改革的背景下，有必要强调配电网规划和改造工作。首先，人们在日常生活会使用很多家用电器，这部分电器方便了人们的生活，也增大了电能的消耗。另外，我国社会经济在发展过程中实现了商业和工业的可持续发展，如此必会增加配电网的负担;其次，我国目前的配电网正处在改革开发环节，同时完成了配电网的改造建设。由于其设计起点不高，即便在发展中不断改进，但基于经济和技术水平的约束，配电网整体余量下降，不能达到经济发展的要求。不仅如此，配电网的使用时间较长，增加了电力设备的老化概率，影响了电力系统运行的稳定性。因此，有必要对配电网进行规划与改造。

2    配电网规划与改造的关键技术

2.1  多级三段式过流保护所需的最小间距

假设图1馈线可以完成n级三段式过流保护配合，当保护路径上馈线导线类型与截面相同时，在馈线段末端到变电站10 kV母线的n级保护馈线长度由式（1）求得：

对第n级与第（n-1）级三段式过流保护的最小间距进行合理配置，即：

其中，r和x是单位长度电阻与代表电阻，β是第n级瞬间速断保护级馈线线段的长度比例，Xs.max和Xs.min分别代表系统大小方式下的等效电阻。

2.2  延时时间级差

变压器低压侧开关在0.5 s整产生过流保护。馈线断路器在这个时间内应用不同类型的操作机构，保护时间极差不相同，造成保护配合级数不一样。

当前，配电网采取弹簧储能操作机构作为馈线断路器，将保护时间级差设定为250～300 ms，进一步实现两级延时级差配合。永磁操作机构未来设计的馈线断路器保护时间级差为150～200 ms，实现了三级延时级差配合。在具体应用中，若变电站变压器低压侧开关的过流保护延迟时间超过0.6 s，可以适度增大保护时间级差，提升了级差配合的可靠性。

3    配电网规划与改造措施

3.1  配电网规划

3.1.1  配电网网格化规划

目前，各个行业普遍使用的模式为网格化管理，政府规划实现方式为分区和组团。电力是国民经济发展的主要动力，应当与政府保持相同的规划理念。在推广配电网网格化规划时，迅速对基本单元即供电网格实现定位，以10 kV配电网构建目标网架。

3.1.2  配电网规划年限

严格规范配电网规划年限，其明显不同于主网规划年限，具体是在细化配电网规划的前提下，促使其减小所需能量。配电网规划年限应与国民经济发展总体规划高度统一，科学划分为两种规划年限，即近期与远期。

近期规划主要解决目前供电网格出现的问题，设计3年之内的改造与新建项目方案、5年之内的投资规模。远期规划应对长期负荷需求进行科学预测，定位配电网网格的目标网架，综合掌握电网未来电源布局和线路规划，为上级建设电网提供合理化建议，从而科学指导近期规划。近期规划紧密联系远期规划，使网格内配电网有序转化为远期目标。

3.1.3  配电网网架完善与配电网自动化

在电网整体规划中，配电网规划是一项非常关键的内容，是智能化和自动化建设电网的重点因素，在合理规划与设计配电网的过程中，需要达到建设配电网的具体要求，彻底解决配电网连接主网出现的问题，进而保证配电的可靠性。同时，综合负荷符合接入电源的需求，协调规划配电网和主网，通过预测负荷、布置变电站科学规划主网，以各种分布式电源介入管理电网，使其产生不同的服务能力，最終达到配电网负荷的要求。在设计和规划配电网自动化通信系统时，全面改造配电网线路，也可以根据配电杆路和电力管道布置配电网。

3.2  配电网改造

对于无法满足配电网运行要求的设备，可以进行技术升级和改造。例如扩大容量、增加承载力等，从而提高配电网供电的水平，优化配送电力的途径，尝试使用损耗较低的设备。在改造部分无功设备时，设计一些无功补偿设备，最大限度地提高配电网电压的合格概率。基于配电网自动化目标，建立负荷管理和自动化操控体系;建立监测输变电设备状态的系统。

上述方法最大限度地提高了优化配电网结构的速度，保证配电网安全、优质和可靠的运行。根据国家经济快速发展的趋势，为达到居民对高品质生活的要求，有必要积极建设中压配电网，优化配电网结构，减少配电网供电半径，提高负荷转供水平。

3.3  提高配电网供电可靠性的方案

（1）对配電网的建设和改造技术建立统一的标准，科学规划配电网线路，从而达到供电区域负荷密度要求。

（2）确定控制的具体标准，突出科学性与适用性，保证线路、配电变压器装接容量与开放容量高度统一。

（3）围绕用电负荷中心科学改造配电网，从而达到缩短线路距离的目标，整体思考负荷增大与改变的原因，适当扩大配电架空线路导线的截面。

（4）注意替换一部分耗能较大的供电设备，减少电压带来的损失，提高电压质量，高度关注线损管理工作。

（5）改革配电网设备技术，选择节能、便于维护、自动化的设备。

4    结语

在电网中，配电网建设形成了较大的规模，同时发挥了最大作用。其不仅影响了电力系统的供电效率，还决定了电能的质量，与供电的安全性和可靠性密切相关。所以，为了最大限度地保证供电的可靠性，将优质的电力服务提供给广大用户，有必要认真规划与改造配电网。根据配电网类型，科学选择规划与改造的措施，提高管理水平，以保证供电的稳定性，方便人们顺利推进生活与生产活动。

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