農村配電網網架優化研究

王品，周勝超，趙璽，方倩，海迪，嚴思齊

（云南電網有限責任公司昆明供電局，昆明 650011）

0 前言

隨著農村地區社會經濟不斷發展，對電力的需求與依賴日益增長[2]，但目前農村故障停電用戶數占比較大，根據2019 年我局統計的可靠數據分析，故障停電時戶數中農村配電網故障停電占比為91.3%，而城市配電網故障停電占比8.3%。在農村10 kV 配電網系統中，很多設備都出現了落后、老化的現象，再加上受到農村配電網改造資金等相關因素的限制，使得農村配電網的各項設備都沒有得到及時更新和完善，線路分段開關數量少、科技含量低，嚴重影響了線路的供電可靠性[3]。農村配電網大多數采用分支輻射單向供電方式，這種供電方式的負荷比較分散、密度小[4]，農村線路支線多，支線故障易引起干線開關跳閘，影響范圍較廣，檢查線路故障時間長，導致產生較大停電時戶數[5-6]。針對上述問題制定調研計劃表，通過問卷調查、實地訪談和交流，充分了解客戶及相關單位人員需求，通過判斷矩陣CTQ 找到關鍵指標進行網架結構的評價，從而提出將農村配電網中常見的“魚骨形”接線方式[7]進行“葡萄狀”改接的方案，以提高農村配電網[8]的供電可靠性，縮短故障查找范圍及故障停電時間。

1 CTQ關鍵指標

表1 CTQ關鍵指標

針對農村線路跳閘多，影響范圍廣，停電時間長，停電時戶多的問題[9]，制定調研計劃表，解讀內部與外部客戶聲音，通過判斷矩陣從7個CTQ 中聚焦出影響權重80% 的4 個關鍵指標分別為故障停電影響用戶數Y1、故障停電時間Y2、干線開關跳閘比率Y3、站內開關跳閘重合成功率Y4。以上這四個指標也是對供電可靠性[10]的評價，農村配電網線路故障停電后，對比四個指標變化能更好的反映配電網網架結構改善后取得的成效。

圖1 CTQ的Pareto圖

從圖1 中可以看出影響線路故障停電的關鍵指標主要是故障停電影響用戶數Y1、故障停電時間Y2、干線開關跳閘比率Y3、站內開關跳閘重合成功率Y4 這四個指標從重要度和百分比都是影響線路配電網故障的重要指標。

圖2 2019年昆明地區配電網線路CTQ指標區域分析圖

從圖2 中可以看出農村故障停電影響的用戶數明顯高于城市一倍；故障停電時間農村明顯高于城市，差別明顯；跳閘比例上農村和城市沒有顯著的差別；城市的重合成功率明顯高于農村。通過利用CTQ 關鍵指標找到影響該指標的農村配網網架結構存在問題，針對問題提出相應的優化方案。

2 農村配電網接線方式

2.1 “魚骨”形單輻射接線

農村配電網傳統“魚骨形”接線方式如圖3所示，單輻射型、少聯絡、支線呈”魚骨“狀直接或通過熔斷器、斷路器（未投或無保護）T接于主干線或支干線。任何一個支線發生故障將導致線路分段開關1 或2、或大支線T 接開關3、變電站開關跳閘，影響主干線、支干線的可靠供電。

2.2 “葡萄”狀單輻射多聯絡接線

“葡萄狀”接線如圖4 所示，單輻射型、多聯絡、足夠分段、支線呈“葡萄”狀通過智能斷路器（投保護）T 接于主干線或支干線。例如7 號斷路器的支線故障，跳開7 號斷路器，停電影響控制在7 號斷路器的”葡萄“內。確保主干線、支干線的可靠供電。最大限度越級跳閘至5 號桿斷路器，確保了主干線的可靠供電。

圖3 “魚骨”形單輻射接線圖

圖4 “葡萄”狀單輻射多聯絡接線圖

3 農村配電網網架優化成效

由于農村配電網傳統的“魚骨形”接線方式主要存在如下問題：線路聯絡點不足；供電半徑過長影響；線路分段開關不足，配置不合理；小支線多且密集；小支線桿塔多，故障率高；支線基本未安裝智能斷路器或未投保護；部分農村線路“假聯絡”等影響Y 指標的變化，本文通過將傳統的農村配電網“魚骨形”接線進行支線的葡萄狀改接同時配置帶保護分段開關，“葡萄狀”接線減少故障查找范圍、查找時間、停電影響范圍，縮短客戶平均停電時間。

圖5 “葡萄狀”改接方案流程

農村配電網進行“葡萄狀”改接后，故障停電影響用戶數Y1 相較改造前減少超過一半、故障停電時間Y2 縮短1.52 h、干線開關跳閘比率Y3 減少了29%、站內開關跳閘重合成功率Y4 增加25%，明顯的改善了農村配電網網架結構。

圖6 “葡萄狀”改接后的關鍵指標對比圖

4 結束語

本文通過利用CTQ 關鍵指標評價農村配電網接線方式，提出農村配電網以“葡萄”狀接線改接為核心，同時輔之一公里快速建立聯絡、帶保護分段開關合理配置、供電半徑過長的線路改接或轉供、假聯絡專項整治等舉措，在對農村配電網的網架優化的同時提高貧困地區電網網架水平。從網架規劃建設著手，根本性地提升供電可靠性，提升企業生產運行指標，減少客戶停電，提升客戶滿意度與通道利用率。