基于提高供电可靠性的配电网自动化系统研究

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电气工程学报》2020年5期   作者:陈建华
[导读] 配电网络的供电可靠性指标已逐渐成为衡量电力企业供电能力的重要指标
        陈建华
        中石化江汉石油工程设计有限公司   湖北武汉   430223
        摘要:配电网络的供电可靠性指标已逐渐成为衡量电力企业供电能力的重要指标,它既反映了电力企业供电设备的质量,又代表着一个地区社会经济发展的水平,直接影响着电力用户的用电安全与可靠性,关系着电力企业的生存与发展,关系着整个城市的发展。进而提出采用先进的供电技术和设备,合理安排停电检修计划,建立健全科学的管理制度等措施,以提高配电网的供电可靠性。
关键词:自动化系统;配电网;供电;可靠性
        前言
        配电网供电可靠性对国民经济的发展、国民的生产生活具有重要作用,随着社会经济的不断发展,用户对配电网的供电可靠性要求越来越高。本文从影响供电可靠性的因素入手,针对金具脱落导致线路接触不良造成断电和如何提高配电网供电可靠性的具体措施进行分析。
        1配电网供电可靠性影响因素
        1.1自然环境和人为因素
        影响配电网供电可靠性的外力因素主要包括自然环境因素和人为因素。首先,我国自然环境广阔、气候复杂,对配电网供电可靠性的影响较大,暴雨、冰雪、大风和冰雹等极端天气都会造成供电设备产生故障,影响配电网的供电可靠性,尤其是气候较为恶劣的地区,受自然界的影响就会对配电网供电可靠性的造成极大影响。供电可靠性常常受不可控的人为因素影响,如由于汽车撞击电线杆,使电线杆内的电线易短路,树枝或铁丝横落在供电导线上,树木与线路安全距离不足等等。如设备脱落导致线路接触不良造成断电等这都在一定程度上降低了配电网的供电可靠性。
        1.2供电设备老化
        配电网长期处于露天运行状态,供电线路多而杂,供电半径较长,线路径长应该都是指线路半径长供电线路覆盖区域较广,影响配电线路的运行质量,供电线路自然老化率与线路长度和密度都有一定关系,线路径长和过密都会影响供电线路的可靠性,在运行过程中容易发生跳闸、短路、接地故障等问题,这些故障不利于配电网络的安全运行,削弱配电网系统的供电可靠性。目前,我国经济发展正在不断加快,用电频率也相对增加,导致供电线路故障率日益提高,而供电线路故障在修复过程中需要一定的时间,因电力施工造成停电的机会增加。因此,供电设备频繁出现短路、故障等会儿给供电企业造成损失,也严重影响城市居民的供电使用情况。
        1.3居民用电密度
        居民用电密度主要指每单位供电线路所连接的用户数量。不同供电回路的带电负载容量不同,能承受的居民用电密度也有所不同。供电网是有上下级之分的。下级负载大,上级供电能力就需要提升,这就需要对居民的用电密度进行实际排查,也要在前期设计时,要求设计院除了符合设计规范要求还需要对当地居民的用电设备进行详细了解,不要造成供电网系统瘫痪现象。
        1.4非故障停电因素
        影响配电网供电可靠性的非故障停电因素主要包括新建供电设备、检修和改造供电设备等。首先,随着居民的用电需求增加,部分地区需要新建供电线路及变电站,在电力工程施工期间,必须实行计划停电措施,要求施工单位或业主进行编制停电计划及临时用电方案,并得到国家电力部门的认可后方可实施。其次,由于电网设备过于陈旧,逐渐老化,电网结构布局不合理,供电技术较为落后,应及时对供电设备进行中期检修和后期维护。最后,部分电力线路管理工作人员的业务能力和专业技能水平较低,缺乏系统的理论知识和实践经验,会导致配电线路维修的进程和处理效率低,进而影响配电网的供电可靠性。
        2提高配电网供电可靠性的措施
        2.1优化线路与供电设备质量
        配电线路和设备的质量及性能是提高供电可靠性的重要保障。配电设备的安装质量对设备的维护检修具有直接影响。一般情况下,10kV配电线路的开关在户外安装,为了达到安全性要求,通常在开关两侧增设隔离开关。

但是由于长期运行条件的影响,设备出现绝缘老化和锈蚀现象,导致开关故障,扩大了停电规模 [1]此外,两种开关的间距较小,因此需要根据带点作业要求对开关进行检修,线路开关应选择负荷开关,并将整体结构密封完好,并增加低压绝缘装置,满足国家和电力行业相关要求;针对配电变压器和熔断器的故障,采用复合绝缘产品,变压器上增设的避雷器选择可以更换或能够自动脱落的产品,减少试验工作;针对电缆线路,选择高性能的冷缩电缆头,减少电缆头故障;针对变电站环网柜的运行环境,一旦出现故障会扩大停电范围,所以应选择全绝缘、全封闭结构的设备。
        2.2加大配电网的自动化建设
        (1)选择性能优越的自动化电力系统设备,结合现代通信技术,对配电网实施全天候的跟踪监测,充分掌握配电网中设备元件和线路运行状况,降低运行风险;
        (2)加强配电网自动化建设,能够总动隔离故障位置,提高非故障范围的重新供电速度,通过科学护理的自动化方案,执行完整的监控措施;
        (3)广泛采集配电网运行状态、开关动作、设备、负荷情况、潮流动向等信息,利用计算机技术进行管理,实现信息共享和高效传递,减少设备故障维修时间;
        (4)加强切换开关和隔离开关的协调配合,能够将故障导致的失电负荷转移到其他电力系统中,从而快速恢复电力供应,降低非故障段的停电时间。
        2.3优化配电网络的结构组成
        目前,我国的配电网主要使用架空线路,主要的供电电压是35kV、10kV、0.4kV,供电网络结构复杂,在配电网实际运行中,供电支线路较多,要提高供电可靠性,如果主馈线存在多个分支,则需要增设隔离开关和熔断器;针对变电站出线的主馈线,可以适当增设分段开关,使供电负荷能够在各条馈线上转移,增加变电站的灵活运行;[2]从安全性、经济性、可靠性综合考虑优化配电网结构,选择双电源或三电源,调整供电方式和供电半径;重新设计规划变电站主馈线的断路器和分段开关,合理安排断路器和分段开关的位置,避免变电站故障造成的不必要停电;分析现有配网结构以及负荷分布,选择适合地区配电网具体情况的自动化系统;在10kV配电线路上,增加馈线贿赂和开闭站数量,缩短供电半径;在变电站间适当增加联络线,提高变电站负荷转移能力。
        2.4加强配电网的可靠性管理
        (1)建立健全供电可靠性管理体系,制定明确的可靠性管理制度,加强标准化系统性的管理建设,根据上级单位规定的可靠性指标,细化工作,建立完善的监督考核机制,确保供电可靠性指标的完成情况;
        (2)加大对配电网设备的维护、检修投入,制定明确的检修计划和方案,定期检修维护配电设备,开展状态检修,使其保持在良好地运行状态,降低设备故障率,提高设备运行能力和健康水平;
        (3)合理制定停电计划,严格执行统一检查,[3]加强企业不同部门间的协调配合,加强对临时停电状况的管理,除了将电气设备异常纳入临时停电外,也需要将增容、扩建、交叉跨越处理等纳入日常停电计划,严格执行临时停电的审批制度和检修制度。
        结语
        自动化已经应用在诸多领域中并有了很好的效果,随着其在电力领域的应用,对于用电可靠性的提高一目了然。当然如今的配电网自动化系统的建设还不完善,但已经对于整体线路的安全性以及供电的可靠性提供很大的帮助,不仅能够对故障线路快速处理定位,还可以对于线路的配电进行调节,所以该系统的建设是十分有必要的。当然在今后的时间里,自动化系统的建设还需要不断地进行完善,争取更加稳定安全地进行电力的输送。
        参考文献
        [1]何红斌,苏黎,方昀晖,张树永.基于多元化负荷可靠性要求的配电自动化应用研究[J].东北电力技术,2017,38(04):11-16.
        [2]寇明远,侯鹏飞,李浩.配网自动化技术对配电网供电可靠性的影响分析[J].商品与质量,2016(21):77-77.
        [3]谢成勇.配网自动化建设中对供电可靠性的影响及问题解决措施分析[J].中国新技术新产品,2016(21):7-8.
        
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