淺談如何提高山區小水電區域電網供電可靠性

鄧國鋒

摘 要：文章主要分析探討了在電網故障后山區小水電區域的恢復供電有難度的問題，并結合電網的現有科技手段，就如何提高其電網對于供電的可靠系數做出了研究并提出了方法建議，目的在于提高事故發生后恢復的速度，以最大可能地減少停電的時間，以免影響用戶的生活。在如今，應當在電網的技術不斷地發展的情況下，合理地使用各種保護裝置和自動化裝置，妥善利用合理的手段就能高效的提升小水電區域的可靠性。

關鍵詞：山區小水電區域；電網；可靠性；供電

小水電是清潔環保的發電方式的一種，它能為偏遠地區提供足夠且不可缺少的電力資源，但是也存在缺點：在技術達不到和管理不足的限制條件下，在電網發生故障時并不能及時、迅速的恢復電路，從而出現電網復原過于緩慢的問題。在現今，電網技術在不斷地發展，合理的利用各種保護裝置以及自動化裝置，妥善的應用各種技術都能有利于提高偏遠山區的小水電區域的自我恢復能力。

1 山區的小水電區域在電網發生故障后恢復的困難問題

小水電的定義是其裝機容量小于等于2.5萬千瓦的水電站，并且接入的電網的電壓在數值上小于等于110kV。用于保護小水電的裝置一般情況下較為簡單，尤其是當小水電接入小于等于10kV的電壓時在其分解處開關位置僅僅配備過流過壓裝置。這些過于簡易的保護配置加之小電源的故障在不是很顯眼的時候，常常使得10kV電網在事故發生后，10kV線路的重合閘不成功，造成永久故障，沿線用戶在用電上得不到很好的解決或者供應的電質量不能保證等，供電可靠性大大地降低。

2 改造的必要性

2.1 能夠消除隱藏的安全問題

通過對于小水電區域的電網改造，就能夠做到有效的消除安全問題，從而保證社會的安定。

2.2 提高供電的質量

有些小水電區域供電可靠性過于低下，用電秩序不高，從而嚴重影響了用戶的生活。通過改造能夠加快山區地區的發展速度，從而形成一體化的新格局，能夠極具意義的擴大需求，加快山區建設，促進社會發展。

2.3 降低電能損耗，促進節能

通過改造能夠大大減少家用電器的使用量，減少大氣污染，從而改善大氣環境，做到節能和減排。

3 提高區域內電網供電的可靠性的方法

受到技術條件以及管理方面的限制，現在為了提高供電可靠性，應該更多的考慮在電網端運用自動化技術和保護技術。一般而言主要是采用各種方式將線路盡可能脫離電網。

3.1 慢速重合閘的功能

在小水電的10kV線路中，在發生瞬時故障時，線路的重合閘受到電壓支撐的影響作用，不能滿足檢無壓以及同期的要求，這將會使得線路在設定的時間內無法成功重合，導致重合閘產生放電現象。

針對上述問題，在線路被保護的情況下可以使用慢速的重合閘，使其延長等待時間長達十分鐘，在這十分鐘之內，理論上可以捕捉到檢同期合閘的時間，以及支撐的電壓在消失之后符合檢無壓的條件，從而成功重合。

3.2 保護動作的聯切水電路線

小水電的串供線路線在發生故障后，故障線路達不到重合的要求。因此可以選擇故障線路的保護設施在動作之后聯切水電線路的開關，從而做到故障線路的重合閘能夠起到作用，快速的恢復用電。這種方法的使用，需進行相關保護設施的改造，并且對壓板的投切要求高。此外，由于聯切的保護裝置在小電源一側，故障路段缺少光差保護時，可能會由于整定值的缺乏而無法完成聯切任務。

3.3 過壓、失壓切除水電的線路

重合失敗或者備投失敗的一個原因就是小水電電壓的支撐不足。想要達到設備的檢母線的動作需要，可以通過母線電壓量的自動化操作或保護來進行，能夠在速度快的情況下使得電壓消失支撐，以達到檢無壓的要求。

母線的電壓量來切除線路的裝置，主要是通過35kV和10kV的線路的過壓保護或者保護失壓。這個自動化設備主要是指對110kV的自投裝置在設備開啟的狀態下能夠選擇聯切線路，然而，這需要一定的技術支持來進行相關改造。

3.4 頻率控制裝置的聯切

在電網發生瞬時故障之后，電壓量在支撐變電站的同時其本身的頻率也在不斷發生改變，在變化的頻率不在所能承受的范圍內時，想要使母線更為迅速的失壓，必須要做到快速且自主的切斷變電站供給的水電來源，以此來使得其他配置快速復電。

當頻率太快而超過所能承受的范圍必須迅速切除線路的配置，一般情況下可以通過10kV的線路的低周保護以及在整個供電站范圍內使用的控制頻率電壓的裝置。但是，負責控制電網的穩定性的低壓低頻的控制配置通常配備有頻率滑差的閉鎖，這就有機會使得在區域內使用時由于頻率變化超過能控值時引發的聯切失敗。而且需要多加注意的是，在變電站常常僅僅配備有低壓和低頻的能夠減載的裝備，因此應該聯合高頻切機裝置共同使用，以達到更好的效果。

3.5 10kV線路不帶方向的過流保護

由于考慮到保護動作擁有選擇性，因此10kV的線路保護在使用的過程中應當在三段保護過程中配置方向閉鎖。在當今水電站中操作時，10kV的水電線路可以在時間極差的配合符合一定要求的條件下來消除第三段的用來保護過負荷的方向閉鎖，從而在電網突發故障后，在到達過負荷線路時反供電網提供的電流被迅速和自主的切斷。

3.6 調節自動化系統的遠方投切

當遠距離的電網發生瞬時故障后，進行調節自動化系統的自動化能力，就能實現遠程跳切電路，同時，遠程的備自投設備也在被積極的研究和嘗試運行，并初步達到了一定的成效。遠方投切線路的設計，首要分析網絡的拓撲結構，然后科學合理的對小水電的列解點進行選擇，尤其是當多級的串供110kV的線路在第一段線路突發故障以后，通過使用遠程的投切，來切斷幾個變電站內部水電的線路，從而切斷串供線路的電壓支持，達到快捷迅速的完成數個變電站的復電。

4 結束語

在我國，當山區的小水電區域發生電網故障后如何迅速、自動的恢復供電，一直對相關工作人員造成困擾。在當今無法做到有效改善小水電區域的運營條件的情況下，通過合理、有效的方法運用當下的方式，對發生故障后的小水電區域進行妥善處理，這樣就能大大降低山區的小水電區域恢復的時長，提高恢復的效率，從而能夠大大提高小水電區域的供電可靠性。提高小水電區域的供電的可靠性，是一項復雜的工程，首先的步驟就是要提高技術的程度，提升自動化的水平，并通過各個方位的管理，在技術、管理水平和組織上采取不同的方法。

參考文獻

[1]曹智平，周力行，張艷萍，等.基于供電可靠性的微電網規劃[J].電力系統保護與控制，2015，43（14）：10-15.

[2]陳家庚，林其友.優化完善電網結構在節能減排領域中的應用[J].電力自動化設備，2012，32（2）：118-121，126.

[3]劉健，林濤，趙江河，等.面向供電可靠性的配電自動化系統規劃研究[J].電力系統保護與控制，2014（11）：52-60.

[4]張志.供電可靠性下的微電網規劃研究[J].科技尚品，2016（3）：132，207.