10kV配电网可靠性研究

陈崇涛

摘要：10kV配电网对于我国城镇电力工程的发展影响重大。10kV配电网大多数都为露天运行状态，有路线长、覆盖面积大的特征，而在具体应用中采取的保护措施少，运行维护条件差等原因使得其常常发生雷击、外力破坏、线路短路等事故，对10kV配电网的可靠性产生很大影响。从而给人们的生活造成诸多不便。所以，加强对10kV配电网故障的防范，确保配电网的可靠运行是十分必要的。

关键词：10kV；配电网；可靠性

中图分类号： U665 文献标识码： A

一、配电网可靠性概述配电网的可靠性指的是从供电点到用户，包含变电所和高低压线路及其接户线在内的整个配电系统及其设备能够接受标准及其期望满足用户电力以及电量需求能力的量度。换言之就是研究直接给用户提供电能和分配电能的配电网络本身及其对用户供电能力的可靠性。配电网直接和用户连接，其运行方式比较特殊，配电系统或者设备要是发生故障或者需要检修和实验，撑场会导致对于用户提供电的中断，直到故障排除或者被修复，电网设备才能够恢复到原来的状态再继续供电。所以，我们在对10kV配电网可靠性进行研究时，不但需要对设备的可靠性进行考虑，还需要对于系统排除故障的方式和恢复供电的能力进行考虑。评估配电网的可靠性，也就是评价电网中所使用的线路设备的供电方面的性能，从而断定这个配电网的可靠性的优劣，并在此基础上确定提高可靠性的技术措施和管理方法。在当前的配电系统中，接线的方式包括树状、环状和网状等多种接线的方式，然而目前运用最多的还是环网接线和开环运行形成的放射状的供电方式。

二、影响10kV配电网可靠性的主要因素

（一）电力系统继电保护装置性能因素

电力系统继电保护装置要求具备选择性、灵敏性、可靠性、快速性，选择性是指继电保护具有快速切除全线故障的能力，它要求了对故障的切除范围具有选择的性能，防止造成事故范围的扩大，如图1，当S2发生故障时应该由保护2来切除故障，如果由保护1切除故障时，将会导致保护2处的母线失去电压，由母线2供电的所有线路将会失去电压，造成大范围的停电，因此要避免动作动作可能导致无选择性的动作；灵敏性反应切除故障的能力，灵敏性的反应一般由灵敏系数来体现，而灵敏系数的整定需要考虑各种外在影响；可靠性是指对保护范围内的故障能够可靠的切除；快速性反应了切除故障的速度。继电保护的这四种特性直接影响保护装置运行的可靠性，而继电保护装置的性能只要表现在硬件性能和软件性能上，硬件故障可以造成保护的误动作，软件性能可能造行成继电保护装置的多次重复运算以及程序进入死循环等，当线路故障大量的数据采集可能导致装置加大运算工作量，造成继电保护装置运行的CPU重载运行。当CPU运行能力达到一定的程度时，可能产生雪崩或者网络风暴，严重的可能引起死机。变电所内的直流系统故障、微机保护故障、变电站母线内故障、主变保护的故障等都可能导致10kV配电系统可靠性的下降。

外部环境及客观因素

经济的发展刺激了各个行业的行业的蓬勃发展，对于电力资源的消耗逐步提高。在一段时间后，电力形势就会有较大的变化，并呈现出许多新的特点，其问题也随之增多了，而原有的配电网则开始无法适应时代的发展，不能符合现代供电的可靠性需求。之前的10kV配电网络主要为架空线，且以单端电源供电的树枝状放射式的接线形式为主，如果发生故障，就会发生全线停电。在配电网的规划及完善的过程中，用户对电力的需求较为急迫，采用临时接线的方式用电，存在一定的安全隐患。

人为的破坏事故

人为的破坏事故有超高货车使线路短路、车辆撞断电杆、野外施工挖断电缆、砍伐树木时没有采取安全措施和不法分子盗窃电线等，供电单位维修人员操作不当也会引起10kV配电网常见的故障。

（四）技术能力不够

近几年，数字化变电站技术的应用推广, 智能设备的不断应用，电子式互感器的不断发展，给变电站的调试技术带来了前所未有的技术升级，对于电力保护工作者而言，已不再陌生。我国现已全面进入数字化变电站的时期，在此时代背景下，涌现出大量的科研人员，他们花费了大量时间和精力，投入到数字化变电站的研发中去，但是数字化变电站整体技术掌握在厂家手里，电力系统的人员技术水平相对较低，加之施工人员个人技术素质也有差异，然而数字化变电站在技术层面上对电力系统的安全可靠运行提出来更高的要求，数字化技术在10kV配电网运行中可靠存在相应的危险因素，尤其是目前变电站采用无人值班模式的情况下，往往会出现一系列的安全问题。比如保护装置的误动作、开关位置信号以及辅助接点的不可靠、数据采样不同步等问题。

三、10kV配电网安全运行管理

（一）加强组织领导

组织配电网专业管理人员定期对业务技能进行培训和考核，以服务广大人民群众为宗旨，加强对人员素质和业务能力的管理。定期组织召开配电网安全运行管理的会议，对于平时工作中出现的问题要及时探讨，并积极学习先进的技术，从而归纳总结出更有效的管理经验，不段强化管理人员的素质，从而提高管理人员的综合能力和供电服务水平。

（二）教育广大群众，减少人为的破坏事故

10kV配电网常见的故障中人为的破坏性占不小比例，因此供电部门应教育广大群众自觉、积极地配合专门人员的线路防护工作。不断地加强有关《电力设施保护条例》的宣传，将电线设施保护条例深入贯彻到群众的思想中，并在配电网杆塔上挂设醒目的禁止警示牌，指出偷窃和破坏电力设备、引起电力线路跳闸的严重危害性和要承担的法律责任。

（三）编制应急复电方案

为了保证配电网发生故障能够迅速的切断故障点，采用转供电等方式及时恢复其他用户的正常用电，并在最短的时间修复故障设备，应该有针对性的对每条10kV线路编制应急复电方案。

（四）加强10kV配电网技术措施

1、10kV配电网自动化系统。10kV配电网自动化系统，可以精准的对整个配电网发生的事故进行定位，并及时对故障点进行有效的隔离，以便工作人员进行检修恢复供电，这样大大降低了故障对整个配电网的影响。

2、减小10kV配网的故障停电范围，增强配电网的转供电能力制定合理的配电网供电运行方式，提高发、供电设备的可靠性，采用高可靠的发、供电设备。在配电网络中使用联络开关，这样不仅可以控制停电的范围，还可以在线路故障时缩小停电范围。这些开关具有安装造价低、结构简单、安装简易、性能优越、寿命长、检修周期长等优点。在供电电源故障情况下，及时把原来的载荷转向另外一个供电电源，增加了配电网的转供电能力。

3、优化10kV配电网结构。在10kV配电网结构中，选择合理的电力系统结构和接线。目前10kV配电网中，使用环网接线方式如3-1或2-1等方式的还比较少。使用环网电线路可靠性很高，如单线路发生故障时可以及时进行转供电减少或避免用户停电。主干线架设分支、增设线路开关，把分支线路故障停电范围限制在支线范围内，减少停电范围。降低停电造成的损失。在线树矛盾突出、人口较集中的地方采用地下电缆敷设或架空绝缘线。

（四）预防雷击

预防雷击的方法可选择淘汰针式绝缘子，运用瓷横担。现代社会消耗得到电力非常大，市区使用的电缆量逐渐上升，其架空线路需要先接地引线，把金属的外皮一起接地，还要把电缆的另一端外皮也与接地进行处理，以防电缆的芯线与金属外皮之间有放电情况，另外合理的对线路安装线路避雷器以及在使用绝缘导线的线路合理加装防雷线夹以有效降低雷击对在配电网的影响，柱上断路器长时间保持电台状态处于开路运行，可将其视为配电线路的终端，断路器的一侧要是有雷击现象出现，雷电波有反射叠加效果，雷电压机会成倍增长，使得断路器直接被损伤，所以需要在断路器的两次都设置防雷设施，断路器的外壳还需要接地处理。

结语

10kV配电网故障种类多，造成故障的原因有外因和内因，提高10kV的可靠性需要从技术层面及管理层面着手，双管齐下，优化配电系统的构成结构、缩小故障出现时的停电范围，并定期进行检修和试验，提高事故的预警及处理能力，从而为电力用户提供安全可靠的用电保证。

参考文献：

[1]张利. 10kV配电网可靠性研究[J]. 中国新技术新产品,2013,16:42-43.

[2]李海涛. 10kV配电网供电可靠性研究与解决措施[J]. 中国高新技术企业,2012,19:107-108.