影響中壓配電網供電可靠性因素的探究

沈志云 楊文濤

【摘 ?要】中壓配電網多采用架空線或以架空線為主的混合結構，一般為放射形供電方式。由于中壓配電線路沿線地理條件較復雜，線路絕緣水平較低，因此線路故障率高。另外，中壓配電網直接面向眾多電力用戶，線路作業停電的機會也多，如何提高中壓配電網供電可靠性，是中壓配電網改造和建設的重要課題。

【關鍵詞】中壓配網;架空線路;故障;絕緣;可靠性

1中壓配電網基本接線方式

中壓配電網接線方式可分為公用網和專線（網）兩類。公用網，基本接線方式有：樹枝網、分段隔離樹枝網、干線（部分）聯絡樹枝網和全聯絡樹枝網。

2影響供電可靠性的主要因素

影響中壓配電網供電可靠性的主要因素有：線路故障率、故障修復時間，作業停運率、作業停運時間，用戶密度及分布等。

2.1線路故障率及故障修復時間

線路故障可能是由于絕緣損壞、雷害、自然劣化或其他等原因造成。

（1）絕緣損壞是指高空落物，樹木與線路安全距離不足等造成的故障，與沿線地理環境有關;一般認為絕緣損壞率與線路長度成正比。

（2）雷害造成的故障與避雷器的安裝情況有關;雷害故障率大體上與避雷器安裝率成反比，與避雷器自身故障率成正比。

（3）自然老化引起的故障與線路設備、材料有關;對同一類設備、材料，自然老化率與線路長度成正比。

（4）其他原因主要是指外力破壞，人為過失等造成的故障。

（5）故障修復時間與運行管理水平，網絡結構，以及配電網自動化水平有關。因為正確、迅速地判明故障點，可大大縮短故障停電時間。對同一網絡結構，運行管理水平、自動程度相同的配電網，故障修復時間取平均值。

2.2作業停運率與停運時間

作業停運是指配電線路因試驗、檢修和施工造成的停運;施工停運則與線路供電區域發展情況有關，發展中區域線路施工停運率高，發展接近飽和區域，線路施工停運率低。作業停運時間與作業復雜程度和施工技術水平有關，一般可取平均值。

2.3用戶密度與分布

用戶密度是指每單位長度線路所接用戶數。因用戶負荷的不同，各回線路用戶密度一般也不相同。在估計接線方式對供電可靠性的影響時，可取平均密度。按現行供電可靠性統計指標，對同一接線方式，用戶分布情況不同，可有不同供電質量服務指標。

按用戶分布模式分析，用戶大部分分布在線路前段，線路中、后段故障可通過分段斷路器隔離，從而前段線路可恢復運行，故有最佳的評估結果;用戶大部分在線路中段的模式次之，用戶集中在線路末端的分布模式最差。

3基本接線方式的供電可靠性評估

3.1基本接線方式評估

根據上述影響供電可靠性的主要因素，按表1設定的配電線路可靠性指標及參數，設斷路器為手動操作，有聯絡線路故障隔離操作時間（含故障定位和向完好線段恢復供電時間）為1h，作業隔離操作時間計入作業停運時間，對總長同是12km（每段線路長2km）的基本接線方式進行評估。

評估方法采用故障模式后果分析法，評估結果見表2。

3.2主要因素對可靠度的影響

（1）故障率及故障修復時間

降低線路故障率對全聯絡樹枝網效益最高，若故障率降至0.05次/km·年，用戶年平均停電時間可由3.4h/戶降至2.7h/戶，減少了20.6%;而樹枝網效益最低，用戶年平均停電時間可由15.6h/戶降至13.8h/戶，僅減少11.5%。減少故障修復時間有同樣的結論。

（2）作業停運率及作業停運時間

由于用戶增容報裝的原因，對運行管理較完善的電網，作業停運率降低空間不大。縮短作業停運時間，若從4h縮短至2h，對樹枝網用戶年平均停電時間可由15.6h/戶降至9.6h/戶，減少了38.5%;而全聯絡樹支網用戶年平均停電時間也可由3.4h/戶降至2.4h/戶，減少了29.4%。

（3）用戶分布模式

對樹枝網和全聯絡樹枝網，用戶分布模式對供電可靠性無影響。對分段隔離樹枝網，用戶分布模式對供電可靠性的影響如前所敘。對主干線聯絡樹枝網，若用戶大部分直接接入主干線，供電可靠性較高;反之，供電可靠性就較低。

3.3開關類型和系統自動化對可靠性的影響

（1）開關類型

中壓配電線路上常用開關設備有：柱上斷路器、負荷開關和隔離開關。若能裝設過流脫扣的柱上斷路器，可有效地縮小故障影響范圍，提高供電可靠性。若使用隔離開關，故障修復和施工完成后恢復供電，要增加操作停電時間。上述分析基本上是以負荷開關為藍本。

（2）系統自動化

對配電系統可靠度有較大影響的一個因素是故障定位和隔離，以及向完好線段恢復供電時間。若配電系統實現了自動化，故障隔離操作時間可大大縮短，如遠方手動操作時間可縮短至幾min～十幾min，全自動操作則可以縮短至幾min內完成。如全聯絡樹枝網，實現自動化后故障隔離操作時間降至0.2h，用戶年平均停電時間可由3.4h/戶降至2.4h/戶，減少了29.4%，供電可靠率則可提高至99.9726%。

從對基本接線方式的評估結果可知，樹枝網供電可靠性最低，全聯絡樹枝網供電可靠性最高。由于中壓配電網是隨著電力用戶的增加而不斷發展，線路建設初期雖然暫未能實現聯絡，也應對主干線進行分段和分支線的隔離。一旦聯網條件成熟，應盡早實現聯絡，從根本上提高中壓配電網的供電可靠性，并為將來實現配電自動化提供堅實的基礎。聯絡一般從主干線做起，避免全線路長時間停電的發生，然后按重要分支線、一般分支線逐步實現全聯絡。另外，重視線路元件的質量，降低線路故障率，以及合理地組織施工、檢修，都可有效地提高中壓配電網的供電可靠性。

（作者單位：國網河南省電力公司唐河縣供電公司）