配電可靠性的設(shè)備完善策略范文
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《電氣制造雜志》2014年第七期
（1）我國(guó)配電可靠性的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從文獻(xiàn)[1]可知，我國(guó)2009年389個(gè)城市的平均停電次數(shù)為1.998次/（戶(hù)•a），停電時(shí)間為9.1h/（戶(hù)•a），統(tǒng)計(jì)的1206個(gè)縣城的平均停電次數(shù)為5.857次/（戶(hù)•a），停電時(shí)間為26.8h/（戶(hù)•a）。在城市，由于入地電纜和架空線絕緣化的發(fā)展，停電次數(shù)和時(shí)間都較少，約為縣城的1/3；但與歐美的停電時(shí)間相比，則還有10倍左右的差距，改善的空間還很大。另一方面，覆蓋廣大農(nóng)村地區(qū)的縣級(jí)電局，急需可以大幅改善供電可靠性且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)方案。（2）主要配電設(shè)備的可靠性圖4顯示的是我國(guó)縣級(jí)供電局主要設(shè)備的年故障率。這些故障的原因雖錯(cuò)綜復(fù)雜，但就開(kāi)關(guān)設(shè)備故障而言，我們認(rèn)為主要是可靠性不高、自然劣化及維護(hù)不良等造成的。
2配電可靠性的改善方法（設(shè)備對(duì)策）
我們知道，配電可靠性的改善有“減少故障”和“縮短停電時(shí)間”兩方面的對(duì)策，而它們又分別包含設(shè)備和運(yùn)行兩方面的措施。由于配電設(shè)備在運(yùn)行和維護(hù)方面具有點(diǎn)多、面廣且分散等特點(diǎn)，所以我們認(rèn)為，為了提高我國(guó)配網(wǎng)供電的可靠性，首先應(yīng)從提高“設(shè)備”的可靠性入手，下面分三方面進(jìn)行討論：設(shè)備免維護(hù)化設(shè)計(jì)的課題，接地保護(hù)的重要性和檢測(cè)方法，一種高性?xún)r(jià)比配電自動(dòng)化方案。
2.1設(shè)備免維護(hù)化設(shè)計(jì)的課題從前文可知，影響縣級(jí)配電可靠性的主要因素就是斷路器和各種開(kāi)關(guān)設(shè)備的質(zhì)量水平。日本安川電機(jī)和九州電力于1973年合作開(kāi)發(fā)的系列SF6氣體斷路器，其故障率λ＜1次/（10000臺(tái)•a），該系列斷路器現(xiàn)已由平高安川公司（合資）全套引進(jìn)生產(chǎn)和銷(xiāo)售（2003年至今國(guó)內(nèi)投入運(yùn)行已超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)套）。研發(fā)過(guò)程中，該系列斷路器主要考慮了如表1所示的各種劣化因素，并利用表2所示的試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行可靠性驗(yàn)證，使得該斷路器真正達(dá)到了30年使用壽命內(nèi)免維護(hù)的目標(biāo)。
2.2接地保護(hù)的重要性和檢測(cè)方法（1）接地保護(hù)的重要性。我國(guó)10kV配網(wǎng)的中性點(diǎn)大多采取非接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式（和日本情況類(lèi)似），該方式的優(yōu)缺點(diǎn)如表3所示。目前，由于我國(guó)現(xiàn)行的電力規(guī)程側(cè)重于利用優(yōu)點(diǎn)①和②，就造成了對(duì)接地故障保護(hù)的忽視；根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)，配電系統(tǒng)發(fā)生故障的比例是：接地故障占80%~90%，短路故障占10%~20%，但國(guó)內(nèi)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)卻是：短路故障占60%~70%。我們有理由相信，就是該接地方式的缺點(diǎn)①導(dǎo)致了短路故障的大幅上升，從而大大影響了配電的可靠性。因此，接地故障的檢測(cè)和保護(hù)十分重要。（2）接地故障檢測(cè)方法接地故障可以通過(guò)變電站內(nèi)配電柜中的接地變壓器（GPT）容易地檢測(cè)出，但故障點(diǎn)的定位（或稱(chēng)為小電流接地選線）卻是個(gè)世界性難題，目前主要有如表4所示的兩大類(lèi)方法。
2.3一種高性?xún)r(jià)比配電自動(dòng)化方案我們知道，配電系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)化程度可以分為分散保護(hù)型（傳統(tǒng)型）、集中保護(hù)型（高級(jí)型，如美國(guó)的SCADA系統(tǒng)等）和混合保護(hù)型三種。目前，由于我國(guó)各地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，配網(wǎng)建設(shè)水平也參差不齊，所以根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家（特別是日本）的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)介紹一種高性?xún)r(jià)比配電自動(dòng)化方案（混合保護(hù)型），建議在基礎(chǔ)較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)先行實(shí)施，因?yàn)樵摲桨改軌蛑苯由?jí)為更高級(jí)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。圖7顯示的是本方案的構(gòu)成示例。安裝在變電站出口、干線中間點(diǎn)、分支點(diǎn)的B#1、B#2、B#3……是帶有接地/短路保護(hù)功能且具有無(wú)線（短信或GPRS）通信功能的斷路器。干線、分支線路的L#1、L#2、L#3……是具有延時(shí)順?biāo)凸δ艿呢?fù)荷開(kāi)關(guān)。 聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)BK#1、BK#2具有延時(shí)順?biāo)秃投搪繁Ｗo(hù)功能。在高壓用戶(hù)的入口處設(shè)置SOG型用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)。當(dāng)F點(diǎn)發(fā)生臨時(shí)性故障時(shí)，通過(guò)B#2斷路器的重合功能自動(dòng)排除故障；當(dāng)F點(diǎn)發(fā)生永久性故障時(shí)，B#2保護(hù)跳閘，B#2的上游不停電，之后依靠延時(shí)順?biāo)拖到y(tǒng)功能，L#3下游通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)BK#2反向送電，這樣就自動(dòng)隔離了故障區(qū)間（B#2~L#3間），并將其余健全區(qū)段恢復(fù)了供電。B#2斷路器依靠無(wú)線通信，在開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，把故障類(lèi)型、電壓和電流等信息傳遞到線路運(yùn)行人員的手機(jī)和簡(jiǎn)易后臺(tái)系統(tǒng)中。簡(jiǎn)易后臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)B#2的地址和動(dòng)作地點(diǎn)來(lái)判斷并標(biāo)示出故障區(qū)間。故障排除后，依靠人工操作恢復(fù)原來(lái)的供電方式。（本方案在陜西楊凌城區(qū)等地取得了良好的效果。[2]）總結(jié)上述應(yīng)用效果分析如下。1）停電范圍的最小化。故障點(diǎn)的上游不停電，下游的故障區(qū)間可通過(guò)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)自動(dòng)恢復(fù)供電，所以可以大幅減少停電范圍和時(shí)間。2）接地故障的直接保護(hù)。通過(guò)自動(dòng)切除接地故障，可以防止發(fā)展為短路故障，故可大大減少短路故障引起的設(shè)備損壞和劣化，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。3）通過(guò)重合閘縮短停電時(shí)間及合理進(jìn)行預(yù)防維護(hù)；由樹(shù)木接觸、鳥(niǎo)巢引起的瞬時(shí)故障時(shí)，在數(shù)秒的停電后可自動(dòng)恢復(fù)送電，并且簡(jiǎn)易后臺(tái)存有故障記錄，可以對(duì)線路及設(shè)備進(jìn)行合理的預(yù)防性維護(hù)。4）故障區(qū)間的自動(dòng)標(biāo)示。可以大幅縮短尋找故障點(diǎn)的時(shí)間，從而減少故障的停電時(shí)間。5）縮減后臺(tái)及通信系統(tǒng)的建設(shè)成本。用普通臺(tái)式計(jì)算機(jī)和簡(jiǎn)易的軟件就可以構(gòu)筑后臺(tái)系統(tǒng)，通過(guò)租用公共通信網(wǎng)絡(luò)就能實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信，同時(shí)系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)十分靈活、方便。
3結(jié)束語(yǔ)
縱觀世界各國(guó)配電現(xiàn)代化建設(shè)的歷程，我們可以看到，只有認(rèn)真地研究當(dāng)前的狀況和條件，借鑒相關(guān)成熟經(jīng)驗(yàn)，才能提出可行的、性?xún)r(jià)比高的自動(dòng)化建設(shè)方案；一直堅(jiān)持下去，必定能切實(shí)地提高配網(wǎng)供電的可靠性。希望本文能給讀者以參考，希望我國(guó)的配電現(xiàn)代化建設(shè)日益發(fā)展！
作者：曹勝利平海濤唐立文王靜麗單位：平高集團(tuán)有限公司