浅谈1 OkV配电线路供电可靠性
摘要：清远连州供电局地处山区，架空线路在配电系统里所占比例为90％ 的特殊情况，分析1 OkV配电线路基本接线方式， 提出影响供电可靠性的主要因素， 用模式后果分析法对基本接线的可靠度进行评估， 分析主要因素变化对供电可靠性的影响， 并对如何提高配电线路可靠性所采取的对策进行归纳。
关键词：配电线路可靠性 供电 电网
0引言
所谓配电系统可靠性的定义， 实际上就是研究直接向用户供给电能和分配电能的配电系统本身及其对用户供电能力的可靠性。我国配电系统可靠性的管理， 根据原水电部颁发的(配电系统供电可靠性统计办法 的规定执行， 配电系统供电可靠性统计是指供电部门负责运行、维护和管理的配电系统对用户供电可靠性的统计。可靠性统计中的配电系统是指由变电所(发电厂)的10(6)kV母线出线侧隔离开关至配电变压器的二次出线侧套管， 以及10(6)kV用户的电气设备与供电部门产权分界点范围内所构成的网络。以一台公用配电变压器或一个1O(6)kV 用电单位作为一个用户统计单位。本文将对1OkV配电线路的供电可靠性进行如下分析。
1、配电线路基本接线方式
配电线路多采用架空线或以架空线为主的混合结构， 一般为放射形供电方式。由于配电线路沿线走廊地理条件较复杂， 线路绝缘水平较低， 因此线路故障率高。另外， 配电线路直接面向众多电力用户， 线路作业停电的机会也多， 如何提高配电线路供电可靠性， 是配电线路改造和建设的重要课题。为了改善配电系统的运行管理， 提高供电可靠性，对用户供电可靠性的统计， 是以是否造成对用户停电为标准进行的。为了考察和分析对用户持续供电的能力和配电系统中各种设备的特性和功能， 以及其对供电能力的影响等， 对配电系统的供电可靠性建立了主要评价指标和参考评价指标。
配电线路接线方式可分为公用网和专线两类。公用网， 基本接线方式有： 树枝网、分段隔离树枝网、干线(部分)联络树枝网和全联络树枝网。
2、影响供电可靠性的主要因素
影响配电线路供电可靠性的主要因素有： 线路故障率、故障修复时间， 作业停运率、作业停运时间， 用户密度及分布等。
2．1线路故障率及故障修复时间
线路故障可能是由于绝缘损坏、雷害、自然劣化或其他等原因造成。
(1)绝缘损坏是指高空落物， 树木与线路安全距离不足等造成的故障， 与沿线地理环境有关； 一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比。
(2)雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关； 雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比， 与避雷器自身故障率成正比。
(3)自然老化引起的故障与线路设备、材料有关；对同一类设备、材料，自然老化率与线路长度成正比。
(4)其他原因主要是指外力破坏， 人为过失等造成的故障。
(5)故障修复时间与运行管理水平， 网络结构，以及配电线路自动化水平有关。因为正确、迅速地判明故障点， 可大大缩短故障停电时间。对同一网络结构， 运行管理水平、自动程度相同的配电线路，故障修复时间取平均值。
2．2作业停运率与停运时间
作业停运是指配电线路因试验、检修和施工造成的停运；施工停运则与线路供电区域发展情况有关， 发展中区域线路施工停运率高， 发展接近饱和区域， 线路施工停运率低。作业停运时间与作业复杂程度和施工技术水平有关， 一般可取平均值。
2．3用户密度与分布
用户密度是指每单位长度线路所接用户数。因用户负荷的不同， 各回线路用户密度一般也不相同。在估计接线方式对供电可靠性的影响时， 可取平均密度。
按现行供电可靠性统计指标， 对同一接线方式， 用户分布情况不同， 可有不同供电质量服务指标。按用户分布模式分析， 用户大部分分布在线路
前段， 线路中、后段故障可通过分段断路器隔离，从而前段线路可恢复运行， 故有最佳的评估结果，用户大部分在线路中段的模式次之， 用户集中在线路末端的分布模式最差。
3基本接线方式的供电可靠性评估
3．1基本接线方式评估
根据上述影响供电可靠性的主要因素， 按表l设定的配电线路可靠性指标及参数， 设断路器为手动操作， 有联络线路故障隔离操作时间(含故障线段和
正常线段恢复供电时间)为l h， 作业隔离操作时间计入作业停运时间， 对总长同是l 2km(每段线路长2km)的基本接线方式进行评估。评估方法采用故障模式后果分析法， 评估结果见表2。
3．2主要因素对可靠度的影响
(1)故障率及故障修复时间。降低线路故障率对全联络树枝网效益最高， 若故障率降至0．05次／km／年， 用户年平均停电时间可由3．4h／户降至2．7h／户，减少了20．6％ ；而树枝网效益最低， 用户年平均停电时间可由l 5．6h／户降至l3．8h／户， 仅减少l1．5％ 。减少故障修复时间有同样的结论。
(2)作业停运率及作业停运时间。由于用户增容报装的原因， 对运行管理较完善的电网， 作业停运率降低空间不大。缩短作业停运时间， 若从4h缩短至2h， 对树枝网用户年平均停电时间可由l 5．6h／户降至9．6h／户， 减少了3 8．5％ ； 而全联络树支网用户年平均停电时间也可由3．4h／户降至2．4h／户， 减少了29．4％。
(3)用户分布模式。对树枝网和全联络树枝网，用户分布模式对供电可靠性无影响。对分段隔离树枝网， 用户分布模式对供电可靠性的影响如前所述。对主干线联络树枝网， 若用户大部分直接接入主干线， 供电可靠性较高； 反之， 供电可靠性就较低。
3．3开关类型和系统自动化对可靠性的影响
(1)开关类型。配电线路上常用开关设备有：户外自动重合器、柱上断路器、隔离开关和跌落式熔断器。若能装设户外自动重合器和柱上断路器，可有效地缩小故障影响范围， 提高供电可靠性。若使用隔离开关， 故障修复和施工完成后恢复供电，要增加操作停电时间。上述分析基本上是以柱上断路器为蓝本。
(2)配电系统自动化。对配电系统可靠度有较大影响的一个因素是故障定位和隔离， 以及向完好线段恢复供电时间。若配电系统实现了自动化， 故障隔离操作时间可大大缩短。但在本地区由于种种原因， 此项技术尚未实施。
4、提高1 OkV配电线路可靠性的对策
4．1改善电网结构
(1)l OkV配电线路相邻树状结构线路考虑事故情况下互为联络运行方式。经
过农村电网建设改造， 大多数农网线路干线导线截面增大， 在满足当前负荷的情况下适当留有裕度。如果在相邻的两条线路某一处或两处设联络开关， 当一条线路出现故障或计划检修时， 通过相应操作， 除故障段或工作段外的线路设备仍可带电运行。
(2)重视线路开关位置的选择， 按线路末端短路电流整定开关定值。对单电源辐射式的农网线路， 按负荷分布情况在干线上装设l～2台开关， 在支线首端安装线路开关。开关动作电流按线路末端最小短路电流整定， 干线开关动作电流值前后应当配合。建立开关定值档案， 当线路负荷发生变化时，要及时调整线路开关动作电流值。
(3)如经济条件允许， 可选择在线路上安装防爆脱离型复合外套无间隙氧化锌避雷器并配合自动重合器的作用， 对提高供电可靠能收到很好的保护效果， 是一种经济的、有效的、可行的方法。
根据统计， 配电系统中永久性故障一般不到1 0％ ，其余故障都是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络、大风时的短时碰线或树枝落在导线上等引起的瞬时故障。例如我局位于将军顶山区的1 0 kV微波线。
4．2防止线路故障的措施
根据故障的现象， 分析产生故障的根本原因，实施必要的对策措施，防止故障于未然， 这是提高配电线路可靠性最基本的方法。
(1)加强线路设备巡视， 积极组织夜巡。对容易发热的部位编号建档， 落实管理责任。建立详细巡视记录， 对查处的缺陷， 按轻重缓急安排检修计划，并逐步消除。
(2)做好防止雷击线路设备故障。普及防爆脱离型成氧化锌避雷器的应用，减少抢修停电时间。经常检查防雷装置引下线和接地体的锈蚀情况， 检测接地电阻， 密封开关、变压器、计量箱接线柱。
4．3提高事故处理效率
对于山区县级供电企业， 受经济条件购置大功率事故发电车可能性不大， 但是可以考虑一台大功率事故发电车结合配电变压器的事故备品备用， 具体分两种情况。
大功率事故发电车结合配电变压器与配电变压器轮换。当某个台区配电设备出现故障时， 首先把该区内的负荷转移到大功率事故发电车， 这样可以安装备用变压器， 减少安装变压器的用户停电时间。
使用中的变压器容量备用。在重要用户供电的地方， 考虑1～2台配电变压器容量较大， 足以负担其用电负荷。同样安装一条低压联络电缆。当某台配电
变压器出现故障停运时， 可以将其负荷通过电缆转移到相邻配电变压器。
5、结束语
通俗地说， 供电可靠性就是对用户负责。从对基本接线方式的评估结果可知， 树枝网供电可靠性最低， 全联络树枝网供电可靠性最高。由于配电线路是随着电力用户的增加而不断发展， 线路建设初期虽然暂未能实现联络， 也应对主干线进行分段和分支线的隔离。一旦联网条件成熟， 应尽早实现联络， 从根本上提高配电线路的供电可靠性， 并为将来实现配电自动化提供坚实的基础。联络一般从主干线做起， 避免全线路长时间停电的发生， 然后按重要分支线、一般分支线逐步实现全联络 另外，重视线路元件的质量与技术含量， 降低线路故障率， 以及合理地组织施工、检修， 都可有效地提高配电线路的供电可靠性。
参考文献
1】刘锋．电网建设改选与安全运行实用手册
[2】曹福成，等．大同配电线路自动化系统的规划与实施
[3】陈文高．配电系统可靠性实用基础．北京：中国电力出版社，1998
[4]谷群辉，罗安．一种适用的供电可靠性预测评估算法．电网技术．2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
