配電可靠性的設備完善策略范文

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《電氣制造雜志》2014年第七期

1我國配電可靠性的現狀分析

（1）我國配電可靠性的相關統計數據從文獻[1]可知，我國2009年389個城市的平均停電次數為1.998次/（戶•a），停電時間為9.1h/（戶•a），統計的1206個縣城的平均停電次數為5.857次/（戶•a），停電時間為26.8h/（戶•a）。在城市，由于入地電纜和架空線絕緣化的發展，停電次數和時間都較少，約為縣城的1/3；但與歐美的停電時間相比，則還有10倍左右的差距，改善的空間還很大。另一方面，覆蓋廣大農村地區的縣級電局，急需可以大幅改善供電可靠性且經濟實用的技術方案。（2）主要配電設備的可靠性圖4顯示的是我國縣級供電局主要設備的年故障率。這些故障的原因雖錯綜復雜，但就開關設備故障而言，我們認為主要是可靠性不高、自然劣化及維護不良等造成的。

2配電可靠性的改善方法（設備對策）

我們知道，配電可靠性的改善有“減少故障”和“縮短停電時間”兩方面的對策，而它們又分別包含設備和運行兩方面的措施。由于配電設備在運行和維護方面具有點多、面廣且分散等特點，所以我們認為，為了提高我國配網供電的可靠性，首先應從提高“設備”的可靠性入手，下面分三方面進行討論：設備免維護化設計的課題，接地保護的重要性和檢測方法，一種高性價比配電自動化方案。

2.1設備免維護化設計的課題從前文可知，影響縣級配電可靠性的主要因素就是斷路器和各種開關設備的質量水平。日本安川電機和九州電力于1973年合作開發的系列SF6氣體斷路器，其故障率λ＜1次/（10000臺•a），該系列斷路器現已由平高安川公司（合資）全套引進生產和銷售（2003年至今國內投入運行已超過1萬臺套）。研發過程中，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所示的試驗項目進行可靠性驗證，使得該斷路器真正達到了30年使用壽命內免維護的目標。

2.2接地保護的重要性和檢測方法（1）接地保護的重要性。我國10kV配網的中性點大多采取非接地或經消弧線圈接地的方式（和日本情況類似），該方式的優缺點如表3所示。目前，由于我國現行的電力規程側重于利用優點①和②，就造成了對接地故障保護的忽視；根據發達國家的統計，配電系統發生故障的比例是：接地故障占80%~90%，短路故障占10%~20%，但國內相關部門的統計卻是：短路故障占60%~70%。我們有理由相信，就是該接地方式的缺點①導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，接地故障的檢測和保護十分重要。（2）接地故障檢測方法接地故障可以通過變電站內配電柜中的接地變壓器（GPT）容易地檢測出，但故障點的定位（或稱為小電流接地選線）卻是個世界性難題，目前主要有如表4所示的兩大類方法。

2.3一種高性價比配電自動化方案我們知道，配電系統根據自動化程度可以分為分散保護型（傳統型）、集中保護型（高級型，如美國的SCADA系統等）和混合保護型三種。目前，由于我國各地方經濟發展很不平衡，配網建設水平也參差不齊，所以根據發達國家（特別是日本）的經驗，現介紹一種高性價比配電自動化方案（混合保護型），建議在基礎較差的偏遠地區先行實施，因為該方案能夠直接升級為更高級的配電自動化系統。圖7顯示的是本方案的構成示例。安裝在變電站出口、干線中間點、分支點的B#1、B#2、B#3……是帶有接地/短路保護功能且具有無線（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……是具有延時順送功能的負荷開關。 聯絡開關BK#1、BK#2具有延時順送和短路保護功能。在高壓用戶的入口處設置SOG型用戶分界開關。當F點發生臨時性故障時，通過B#2斷路器的重合功能自動排除故障；當F點發生永久性故障時，B#2保護跳閘，B#2的上游不停電，之后依靠延時順送系統功能，L#3下游通過聯絡開關BK#2反向送電，這樣就自動隔離了故障區間（B#2~L#3間），并將其余健全區段恢復了供電。B#2斷路器依靠無線通信，在開關動作時，把故障類型、電壓和電流等信息傳遞到線路運行人員的手機和簡易后臺系統中。簡易后臺系統根據B#2的地址和動作地點來判斷并標示出故障區間。故障排除后，依靠人工操作恢復原來的供電方式。（本方案在陜西楊凌城區等地取得了良好的效果。[2]）總結上述應用效果分析如下。1）停電范圍的最小化。故障點的上游不停電，下游的故障區間可通過聯絡開關自動恢復供電，所以可以大幅減少停電范圍和時間。2）接地故障的直接保護。通過自動切除接地故障，可以防止發展為短路故障，故可大大減少短路故障引起的設備損壞和劣化，延長設備使用壽命。3）通過重合閘縮短停電時間及合理進行預防維護；由樹木接觸、鳥巢引起的瞬時故障時，在數秒的停電后可自動恢復送電，并且簡易后臺存有故障記錄，可以對線路及設備進行合理的預防性維護。4）故障區間的自動標示。可以大幅縮短尋找故障點的時間，從而減少故障的停電時間。5）縮減后臺及通信系統的建設成本。用普通臺式計算機和簡易的軟件就可以構筑后臺系統，通過租用公共通信網絡就能實現即時通信，同時系統的擴展和升級十分靈活、方便。

3結束語

縱觀世界各國配電現代化建設的歷程，我們可以看到，只有認真地研究當前的狀況和條件，借鑒相關成熟經驗，才能提出可行的、性價比高的自動化建設方案；一直堅持下去，必定能切實地提高配網供電的可靠性。希望本文能給讀者以參考，希望我國的配電現代化建設日益發展！

作者：曹勝利平海濤唐立文王靜麗單位：平高集團有限公司