10KV配电网的供电可靠性研究

摘要：配电系统作为电力系统中直接与广大电力客户相连接的部分，其供电可靠性是电力企业和电力客户都非常重视的问题，因而也是一个非常重要的研究方向。配电系统供电可靠性的研究，其目的就是向广大电力客户提供更为安全可靠的电力供应，从而获得最优的经济效益和最佳的社会效益。

关键词：10kV 配电网；供电可靠性；分析

中图分类号：U665.12文献标识码：A文章编号：

引言：

配电网是处于电力系统末端，把发电系统或输变电系统与用户设备连接起来，向用户分配电能和供给电能的重要环节。配电网，是指经降压变电站起，根据电力用户需求将配置好的各电压等级的电能，经过电网送至用户的系统部分。这部分的整个系统对用户连续供电的能力被称为供电系统的可靠性，由于供电系统可靠性是作为考核供电企业“安全生产文明双达标、创一流”的必备条件，因此，将越来越受到电力企业和电力客户的重视。

1. 配电网供电可靠性研究的目的和意义

配电系统供电可靠性是电力系统可靠性的一个重要组成部分，也是最为关键和直接的部分。配电网在电力系统和用户之间的地位，决定了配电网应该得到应有的重视，但是长期以来，我国的配电网技术更新速度很慢，配电网规划改造也受到了较多的阻碍，所以供电可靠率一直较低。如何满足当今电力用户的需求，提高配电网供电可靠性一直是供电部门所面临的难题。一方面，配电系统的随机性故障总是不可避免的，而且随着配电系统规模的日益扩大以及市场运作的不断深化，不确定性因素还将增加且更趋复杂，由此带来技术控制难度的日益增大，事故后果也会更加严重；另一方面，资金和资源总是有限的。为了提高配电网规划、建设和改造的科学决策水平及合理利用资金，在进行配电系统可靠性分析时，有必要引入一定的配电网可靠性评估技术，根据评估结果，使配电网规划改造具有针对性。所以配电系统可靠性的研究具有重要的现实意义。

2.影响配电网供电可靠性的因素及原因分析

2.1线路方面

2.1.1线路非全相运行

其原因往往是线路某相严重过负荷，而使跌落熔断器一相熔断；或者是三相开关中的一相没有合好或合不上；或者是线路断线及接点氧化接触不良等造成的缺相运行。

2.1.2瓷瓶闪络放电

10kV 配电线路上的瓷瓶、避雷器、跌落保险的瓷体，常年暴露在空气中，表面和瓷裙内积污秽，或者是制造质量不良，瓷体产生裂纹，因而降低了瓷瓶的绝缘强度，当阴雨受潮后，即产生闪络放电，严重时使瓷瓶击穿，造成接地故障。

2.1.3断线

由于气候变化或施工不当，使导线驰度过紧而拉断导线，外力破坏造成相间短路而烧断导线或线路长期过负荷，接点接触不良等。

2.1.4倒杆

由于线路断线或拉线断，而使直线杆倾斜；或者由于外力破坏(如建筑施工向下扔杂物损坏电杆)；或者由于暴风雨、洪水等自然灾害及平时缺乏维护，而使电杆根部土壤严重流失或强度不够而造成倒杆。

2.1.5短路

如车撞电杆、铁丝或树枝等外物横落在导线上，造成两相或三相导线，不经负荷而直接碰撞接触，造成混线短接。

2.1.6接地

一相导线断落在大地上，或搭落在电杆上，或因导线与树枝相碰，通过树木接地，瓷瓶绝缘击穿而接地等。

2.2变电方面

2.2.1配电变压器常见故障主要有铁芯局部短路或烧毁，绝缘损坏；套管对地击穿或放电；分接开关触头灼伤或有放电；线圈间短路、断线，对地击穿。

2.2.2开闭所和配电室部分主要故障设施是电缆进、出线，大都发生在电缆中间接头及电缆端头短路等故障。

2.2.3户内 10kV 少油或真空断路器故障主要有开断关合类故障，如不能可靠开断、关合、三相不同期等；载流能力差，通过负荷电流及短时故障电流发热，熔焊，操作机械性能差，如分合闸失灵，或拒分拒合；绝缘性能差，在耐受最高工作电压及短时过电压时发生闪络或击穿等。

2.2.4电流互感器故障有二次开路，如引线接头松、端子坏等；过热绝缘老化、腐蚀而造成电晕放电或局部放电；受潮绝缘下降而击穿。

2.2.5电压互感器故障有铁磁谐振、受潮短路、绝缘劣化、局部放电或击穿。

2.3网架结构的影响

由于历史的原因，我国许多地方配电网的网络结构不合理，一些电网结构满足不了安全标准，即在受端系统内发生任何严重单一故障时，不能可靠、快速地切除故障，保持系统稳定；当突然失去任一元件(线路或变压器)时，其他元件超过事故过负荷规定，从而影响了电力负荷转移、转供的能力；线路间互联能力差等。当配电系统大修、改造、预试、保护以及校调时会引起长时间、大面积的对用户停电，对供电可靠性造成很大的影响。

2.4电源的供电能力

即变电站根据需要，持续、不间断地提供电力、电量的能力。这一影响因素不是某一局部位所能解决的，需要相关部门根据负荷增长的需要、资金等因素进行统筹规划。

3.提高10kV 配电网供电可靠性的措施

3.1 提高系统各元件的供电可靠性

10kV 配电网是由各种电器元件组成的有机整体，元件的可靠性最终决定了整个系统的供电可靠性。提高配电系统元件的可靠性，也就直接提高了整个系统的供电可靠性水平。由于系统元件发生故障的原因不同，采取的增强性措施也有差异。

3.1.1 10kV 配电线路

10kV 配电线路包括架空线路（架空裸导线和架空绝缘导线）和电缆线路。电缆线路供电可靠性高，但其施工不便，造价相对也较高，且一旦发生故障修复时间长，工程量大，修复费用高。目前，县级 10kV 配电网大多采用裸导线供电，负载率偏高，接线方式多采用单辐射式，供电可靠性差。经济较发达的县城区在“十一五”农网及城网改造期间，采用了架空绝缘导线替代原来的裸导线，网架结构也得到调整，线路运行方式灵活，供电可靠性也明显提高。绝缘导线较裸导线有许多优点，如节约线路走廊、在人口集中区安全系数高、树线矛盾少、由自然灾害引起的故障少等。

3.1.2开关设备

断路器作为分合线路电流的主要设备，其故障率相对较高，相应对配电系统供电可靠性指标的影响也较大。合理选择断路器的位置，对 10kV 配电网的供电可靠性的影响主要表现在支线出故障时能否将故障限制在支路范围内而不影响主线上其他的用户，从而缩小停电范围。同时做好断路器动作电流的整定工作，主线断路器动作电流值前后应当配合，并建立断路器定值档案，当线路负荷变化时，及时调整断路器动作电流的整定值。

3.1.3配电变压器

配电变压器是 10kV 配电系统使用较多的重要设备，其停运率较低，但停电持续时间较长。县级供电单位由于资金投入和管理经验的不足，配电变压器没有得到及时的更换和有效的管理。配电变压器经常出现超负荷运行、轻载运行及不平衡运行的情况，对变压器本身极为不利。因此，可用超声波检测法等先进的技术对配电变压器进行监测和故障诊断，并进行定期的维护和检修，减少停电的时间和范围。同时，要在不影响供电的情况下，减小配电变压器的容量，缩短供电半径，减小变压器损耗。

3.2 改善配电网结构

根据实地配电网运行的实际情况，提高电力负荷预测精度，积极开展配电网规划的编制，并不断在实践中进行修订，重点加强对提配电电网供电可靠性的规划进行充分地论证。在考虑配电网结构时，要有超前和长远的规划。稳定可靠的供电能力是指不仅能够满足正常的供电，而且还应有较强的转供电能力。规范低压配电台区的型式、供电半径及主要电气设备的选择。一般县级 10kV配电网中，配电台区使用的还是 90 年代的 S7 型高能耗油浸式变压器，而且变压器油长时间运行而没有更换，一旦高负荷运行，不但变压器损耗和老化极其严重、供电不可靠、产生噪声污染，更严重的还可能发生爆炸危险。所以，在配电网改造区和新建区，要充分考虑各地实际用电及人口情况，选用质量和技术较高的设备物资解决老旧台区设备质量差、技术落后、能耗高、长期过负荷等问题。

4.结语

我国10kV 配电网目前所存在着众多劣势，致使其在很长一段时间制约供电可靠性的提高，进而影响着人民生活水平和社会的发展。为改变配电网这种落后的现状，我国电力投资在“十一五”期间加大了比重，也取得了不菲的成绩。供电可靠率大为提高，停电时间大为减少，停电次数大幅度下降，人民生活水平也得到明显改善。但与发达国家相比，还存在不小的差距。因此，研究如何提高配电网供电可靠性具有重大的现实意义。

参考文献：

[1] 周云海,曹小伟,危雪.基于网络等值法的配电网可靠性研究[J].广东电力,2008,21(1):11-16

[2] 钱兴博?珠海电力系统10kV配电网可靠性经济评价[D]?吉林:吉林大学,2011

[3] 梁文光.配电网可靠性评估及相关工作研究[D].云南:昆明理工大学,2011