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摘要：提高10kV及以下配电网供电可靠性。不仅要从技术方面改善配电网网络架构、引进信息节能配电设备、配置自动信息化监控系统等，有效提高配电网供电能力和调度操控便捷性，减少配电网故障发生率；同时还要加大配电网停电检修管理力度，增强事故处理和故障排查效率，从根本上有效提高配电网的供电可靠性，确保配电网安全可靠、节能经济的高效稳定运营发展。文中探讨了10kV配电网可靠性措施，以供参考。
关键词： 电力配电网 可靠性 技术措施
中图分类号：F407文献标识码： A
前言
配电网是电力系统的重要组成部分，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。据不完全统计，我国用户停电故障中的80% 是由于配电网故障引起的。10kV及以下电压等级配电网是城镇社会经济发展的核心电能载体，但由于受到传统规划建设理念和投资资金等因素的制约，在城市电网规划设计中，往往只重视110kV、220kV等高压等级电网的规划建设和技术升级改造，不注重10kV及以下中低压配电网的规划建设和技术升级改造，导致配电网经常出现电力走廊通道不足、电源布置点用地不匹配等问题，加上市政规划建设支持力度的不够，造成配电网架构、供电范围、供电容量、供电可操作性等很难满足城市社会经济发展要求，供电可靠性大大降低。
一、配电网中现存不足问题分析
1、10kV 配电网的闪络
在运行中,设备的绝缘长期承受工作电压,当绝缘件表面积污后,只要表面污物达到一定的含盐量,遇到潮湿的状况就容易引起闪络。另一方积污还使绝缘的冲击性能大幅度降低,在雷电冲击和内过电压的冲击下,很容易引起闪络。
污闪有时发生在一相,也可能多相发生,还可能多处同时发生。当出现污闪后,容易引起单相接地,此时其余两相电压将升高,稳态时为相电压的3 倍,暂态时情况下可达成2.5 倍相电压。在正常情况下, 非故障相电压幅值升高对绝缘并不造成威胁,若运行环境条件恶劣,绝缘件耐受电压下降,在中性点不接地系统非故障相电压副值升高允许运行的2h 内,有可能再出现闪络点。其次,由于污秽使绝缘的冲击特性下降低成本30～40%,使单相接地出现零序电压。若变电所内互感器特性较差,将激发铁磁谐振,过电压倍数比较高,还可能发生相绝缘闪络击穿,而触发两相接地短路。
2、配电设备方面
10kV及以下配电网供电导线老化较为严重，很多架空线路已经运行20余年，存在较大的运行风险和安全隐患；城市用电量的急剧增加，10kV供电导线截面已很难满足供电容量需求，更谈不上导线经济截面问题。配电网中供电在线监测、故障查找、故障识别、故障重合闸等自动化装置较为缺乏，基本不具备“遥测、遥信、遥控、遥调”“四遥”功能，在线监控智能自动化水平较低，基本不能满足配电网自动化监测、监控、节能经济调度运行的功能需求。
3、10kV 配电网的过电压
电气设备在电网中运行必须承受工频电压、内部过电压及大气过电压的作用,特别是环境条件恶劣,早期建设的设施,先天不足,爬距不够,给电网的安全运行带来很大威胁。弧光接地过电压是一种幅值很高的过电压。当电网电容电流超过一定值时,若不采取措施,接地电弧难于熄灭,将激发起弧光接地过电压,其幅值高于4 倍相电压,这势必对电网的安全运行构成很大威胁。在一些早期建设的10kV 配网中, 绝缘靠一个针式瓷瓶,这是电网中绝缘等级较低的环节,它不能承受直击雷,感应过电压也会引起闪络。
二、提高10kV 配网供电可靠性的技术措施
1、缩小配网的故障停电范围,提高配网的转供电能力。对单端电源供电的树枝状放射性接线, 沿线挂接大量的分枝线和配电变压器, 在长达几公里或十几公里的线路上任意一处发生故障,都会使全线停电。使用联络开关不但可以大大缩小停电范围,同时也使安排停电范围大大缩小。对于联络开关的选择,当首推柱上式SF6开关。
目前,柱上式SF6开关的品种主要有柱上断路器、自动重合闸、自动分断器、重合分断器几种,这些开关具有结构简单,性能优越,寿命长,检修周期长,安装简易,安装工程造价较低等优点。
柱上式SF6断路器可以单独安装在支线或干线的中后段,具有自动开断故障电流的功能, 能很好地与变电站出线开关配合,自动断开故障段。如图1 所示，当S 点发生故障时,柱上式SF6断路器4 会自动断开,缩小了停电范围。这种断路器还可用作建立饋线之间的联络,提高供电能力。
自动重合器除了具有上述断路的功能外, 还有多次重合的功能,它是一种具有控制和保护功能的智能化开关,还具有与自动分断器配合使用的功能。
自动分断器是一种具有记忆故障电流次数并按设定次数实行分闸闭锁的智能开关,它不能开断故障电流,只能在上一级重合闸分闸后自动断开。它与重合器配合使用,能最大限度地缩小故障停电范围,自动恢复对非故障段的供电。如图2 所示,分段器1 设定记忆故障电流2 次, 分段器2、3、4 设定记忆故障电流1 次,当A 点发生永久故障时,重合闸跳闸,分段器2 分闸并闭锁,重合闸对非故障段恢复送电,当B 点发生永久性故障时,重合闸第一次分闸时,分段器1 记忆故障电流1 次,但不分闸,重合器自动重合后再跳开,当重合器第二次跳闸时,分断器1 才分闸并闭锁,重合器再次重合对非故障段恢复供电。
当然,柱上式SF6开关也有使用上的缺点,即故障段停电后变电站或调度不知道,直到用户报告停电才知道,在一定程度上拖延了事故处理时间。
2、采取综合措施,认真解决污闪问题。10kV 配电网安全可靠的关键是解决闪络诱发相间短路及过电压烧毁设备问题。所以,必须采取综合措施,以求得电网的安全可靠运行。对10kV 开关室的支持绝缘子、穿墙套管、刀闸支柱瓷瓶、连杆瓶等,可以加装防污罩。对于母排,可以加装绝缘热缩管。根据部分地的运行实践证明,这不仅提高了防污能力,而且还防止小动物造成短路。另外, 在变电站的10kV 开关室还可以采取一些其他的手段来防止污闪问题。如在10kV 开关室安装吸湿器以降低空气的湿度,破坏污闪的条件;贯彻“逢停必扫、扫必干净”的原则,以最小的投入保证设备的健康运行。
3、对于落雷较多的10kV 线路,可以采取多种措施来提高其抗雷击的能力。如采用瓷横担代替针式瓷瓶,针式瓷瓶改用瓷横担后,雷击次数会明显减少,只不过瓷横担的机械性能差,对于大档距、大导线线路不适用。
随着用电负荷的增加,市区内使用电缆线路也要增加。在有电缆线段的架空线路,将避雷器装在电缆斗附件,为防止电缆芯线对外皮放电,将接地引线和电缆的金属外皮共接地,电缆另一端的外皮也应接地,如果是架空线路的中间有一段电缆时,则应该在电缆两端装设避雷器。对于经常处于开路运行,又经常带电的柱上开关而言,它相当于线路的终端。当开关的某一侧落雷时,由于雷电波的反射叠加作用,使雷电压升高一倍,对开关的危害很大。为此,在开关的两侧要安装防雷装置,并将接地线与开关的外壳相联接。
结束语
总之，随着我国电力市场化改革的不断深入，城市配电网供电可靠性面临新的问题，如何加强供电可靠性管理、保障供电稳定，是促进电力企业进一步发展的重要工作，需要电力工作者在实际工作中深入探索，在实践中提高供电可靠性管理水平。
参考文献
[1] 蔡建军,胡敦.提高城市供电可靠性技术措施的探讨[J]. 浙江电力. 2012(09) ：142—152
[2] 袁祖伟.关于如何提高配网供电可靠性的分析[J]. 科技资讯. 2011(34)：365—358
[3] 石梅芳.提高配电网供电可靠性的探讨[J]. 科技与企业. 2011(13) ：74—62
[4] 吴乾德.浅谈提高供电可靠性的措施[J]. 科技创新导报. 2011(23) ：185—177
关键词： 电力配电网 可靠性 技术措施
中图分类号：F407文献标识码： A
前言
配电网是电力系统的重要组成部分，其安全可靠性将直接影响着国民经济发展和人民生活水平。据不完全统计，我国用户停电故障中的80% 是由于配电网故障引起的。10kV及以下电压等级配电网是城镇社会经济发展的核心电能载体，但由于受到传统规划建设理念和投资资金等因素的制约，在城市电网规划设计中，往往只重视110kV、220kV等高压等级电网的规划建设和技术升级改造，不注重10kV及以下中低压配电网的规划建设和技术升级改造，导致配电网经常出现电力走廊通道不足、电源布置点用地不匹配等问题，加上市政规划建设支持力度的不够，造成配电网架构、供电范围、供电容量、供电可操作性等很难满足城市社会经济发展要求，供电可靠性大大降低。
一、配电网中现存不足问题分析
1、10kV 配电网的闪络
在运行中,设备的绝缘长期承受工作电压,当绝缘件表面积污后,只要表面污物达到一定的含盐量,遇到潮湿的状况就容易引起闪络。另一方积污还使绝缘的冲击性能大幅度降低,在雷电冲击和内过电压的冲击下,很容易引起闪络。
污闪有时发生在一相,也可能多相发生,还可能多处同时发生。当出现污闪后,容易引起单相接地,此时其余两相电压将升高,稳态时为相电压的3 倍,暂态时情况下可达成2.5 倍相电压。在正常情况下, 非故障相电压幅值升高对绝缘并不造成威胁,若运行环境条件恶劣,绝缘件耐受电压下降,在中性点不接地系统非故障相电压副值升高允许运行的2h 内,有可能再出现闪络点。其次,由于污秽使绝缘的冲击特性下降低成本30～40%,使单相接地出现零序电压。若变电所内互感器特性较差,将激发铁磁谐振,过电压倍数比较高,还可能发生相绝缘闪络击穿,而触发两相接地短路。
2、配电设备方面
10kV及以下配电网供电导线老化较为严重，很多架空线路已经运行20余年，存在较大的运行风险和安全隐患；城市用电量的急剧增加，10kV供电导线截面已很难满足供电容量需求，更谈不上导线经济截面问题。配电网中供电在线监测、故障查找、故障识别、故障重合闸等自动化装置较为缺乏，基本不具备“遥测、遥信、遥控、遥调”“四遥”功能，在线监控智能自动化水平较低，基本不能满足配电网自动化监测、监控、节能经济调度运行的功能需求。
3、10kV 配电网的过电压
电气设备在电网中运行必须承受工频电压、内部过电压及大气过电压的作用,特别是环境条件恶劣,早期建设的设施,先天不足,爬距不够,给电网的安全运行带来很大威胁。弧光接地过电压是一种幅值很高的过电压。当电网电容电流超过一定值时,若不采取措施,接地电弧难于熄灭,将激发起弧光接地过电压,其幅值高于4 倍相电压,这势必对电网的安全运行构成很大威胁。在一些早期建设的10kV 配网中, 绝缘靠一个针式瓷瓶,这是电网中绝缘等级较低的环节,它不能承受直击雷,感应过电压也会引起闪络。
二、提高10kV 配网供电可靠性的技术措施
1、缩小配网的故障停电范围,提高配网的转供电能力。对单端电源供电的树枝状放射性接线, 沿线挂接大量的分枝线和配电变压器, 在长达几公里或十几公里的线路上任意一处发生故障,都会使全线停电。使用联络开关不但可以大大缩小停电范围,同时也使安排停电范围大大缩小。对于联络开关的选择,当首推柱上式SF6开关。
目前,柱上式SF6开关的品种主要有柱上断路器、自动重合闸、自动分断器、重合分断器几种,这些开关具有结构简单,性能优越,寿命长,检修周期长,安装简易,安装工程造价较低等优点。
柱上式SF6断路器可以单独安装在支线或干线的中后段,具有自动开断故障电流的功能, 能很好地与变电站出线开关配合,自动断开故障段。如图1 所示，当S 点发生故障时,柱上式SF6断路器4 会自动断开,缩小了停电范围。这种断路器还可用作建立饋线之间的联络,提高供电能力。
自动重合器除了具有上述断路的功能外, 还有多次重合的功能,它是一种具有控制和保护功能的智能化开关,还具有与自动分断器配合使用的功能。
自动分断器是一种具有记忆故障电流次数并按设定次数实行分闸闭锁的智能开关,它不能开断故障电流,只能在上一级重合闸分闸后自动断开。它与重合器配合使用,能最大限度地缩小故障停电范围,自动恢复对非故障段的供电。如图2 所示,分段器1 设定记忆故障电流2 次, 分段器2、3、4 设定记忆故障电流1 次,当A 点发生永久故障时,重合闸跳闸,分段器2 分闸并闭锁,重合闸对非故障段恢复送电,当B 点发生永久性故障时,重合闸第一次分闸时,分段器1 记忆故障电流1 次,但不分闸,重合器自动重合后再跳开,当重合器第二次跳闸时,分断器1 才分闸并闭锁,重合器再次重合对非故障段恢复供电。
当然,柱上式SF6开关也有使用上的缺点,即故障段停电后变电站或调度不知道,直到用户报告停电才知道,在一定程度上拖延了事故处理时间。
2、采取综合措施,认真解决污闪问题。10kV 配电网安全可靠的关键是解决闪络诱发相间短路及过电压烧毁设备问题。所以,必须采取综合措施,以求得电网的安全可靠运行。对10kV 开关室的支持绝缘子、穿墙套管、刀闸支柱瓷瓶、连杆瓶等,可以加装防污罩。对于母排,可以加装绝缘热缩管。根据部分地的运行实践证明,这不仅提高了防污能力,而且还防止小动物造成短路。另外, 在变电站的10kV 开关室还可以采取一些其他的手段来防止污闪问题。如在10kV 开关室安装吸湿器以降低空气的湿度,破坏污闪的条件;贯彻“逢停必扫、扫必干净”的原则,以最小的投入保证设备的健康运行。
3、对于落雷较多的10kV 线路,可以采取多种措施来提高其抗雷击的能力。如采用瓷横担代替针式瓷瓶,针式瓷瓶改用瓷横担后,雷击次数会明显减少,只不过瓷横担的机械性能差,对于大档距、大导线线路不适用。
随着用电负荷的增加,市区内使用电缆线路也要增加。在有电缆线段的架空线路,将避雷器装在电缆斗附件,为防止电缆芯线对外皮放电,将接地引线和电缆的金属外皮共接地,电缆另一端的外皮也应接地,如果是架空线路的中间有一段电缆时,则应该在电缆两端装设避雷器。对于经常处于开路运行,又经常带电的柱上开关而言,它相当于线路的终端。当开关的某一侧落雷时,由于雷电波的反射叠加作用,使雷电压升高一倍,对开关的危害很大。为此,在开关的两侧要安装防雷装置,并将接地线与开关的外壳相联接。
结束语
总之，随着我国电力市场化改革的不断深入，城市配电网供电可靠性面临新的问题，如何加强供电可靠性管理、保障供电稳定，是促进电力企业进一步发展的重要工作，需要电力工作者在实际工作中深入探索，在实践中提高供电可靠性管理水平。
参考文献
[1] 蔡建军,胡敦.提高城市供电可靠性技术措施的探讨[J]. 浙江电力. 2012(09) ：142—152
[2] 袁祖伟.关于如何提高配网供电可靠性的分析[J]. 科技资讯. 2011(34)：365—358
[3] 石梅芳.提高配电网供电可靠性的探讨[J]. 科技与企业. 2011(13) ：74—62
[4] 吴乾德.浅谈提高供电可靠性的措施[J]. 科技创新导报. 2011(23) ：185—177