试论配电系统的可靠性

李晓鹏

摘 要：本文首先在对配电系统供电可靠性的内涵进行分析的基础上，探讨了影响配电系统供电可靠性的主要因素以及与此相关的可靠性管理原则，然后再集合配电系统运行实践经验，分别从配网结构优化、实用技术、故障诊断与状态检修技术和停电管理技术等四个方面提出了对应的提高配电系统可靠性的技术及管理措施，希望借此可以形成相对完善的提高配电系统运行可靠性的技术及管理体系，并为今后的电力工作提供有益的参考。

关键词：配电系统；可靠性；故障诊断；技术及管理措施

配电系统不仅只是整个电力系统的末端部分，同时也是与用户直接联系的重要功能结构，在日常的供电工作中主要担当电能供应、分配等功能，因此它的可靠性直接影响到了整个供电系统的功能稳定性。根据相关部门统计的数据显示，约有80%左右的用户停电故障多是因为电力系统中的配电系统故障导致的。因此，开展配电系统可靠性管理措施的研究对提高供电系统的稳定性，优化用户的用电体验具有重要作用。

一、配电系统供电可靠性的内涵

通常意义上的配电系统供电可靠性的内涵是指供电系统对用户持续供电的能力，长期以来一直是电力可靠性管理工作的重要内容，尤其是在当前的市场经济体制下，可以将之作为电力工业满足当前国民经济发展需要程度的重要衡量指标。在供电可靠性评价中，一般利用供电可靠率作为计量指标，即在一定的统计期间内，有效的供电时间的总小时数与统计期间的总小时数的比值（%）。

二、影响配电系统供电可靠性的主要因素及可靠性管理原则

（一）影响配电系统供电可靠性的主要因素。（1）电网结构的合理性。在部分偏远城镇地区或者农村地区，配电网的网架结构薄弱，而且供电半径较大、导线截面积小，线路的相互替代能力和可靠性较差，往往出现“一停一片，一停一线”的现象。（2）设备及线路故障。配电系统中的各类型电气设备较多，输配电线路在运行过程中会出现不同类型的故障，这些故障因素都会影响到系统的正常运行，降低配电系统的运行可靠性。（3） 管理操作事故。部分地区的配网自动化系统并没有完全构建起来，导致系统的自动化程度较低，需要人工干预的管控环节较多。而人为管理存在较大的不稳定性，这些都会增加系统运行中的不稳定性，导致配电系统可靠性下降。

（二）配电系统可靠性原则。配电系统的可靠性原则是针对整个配电系统而言的，在整个系统的规划、设计和运行管理过程中，为了保证系统的可靠性要求而采取的相应技术指标、条件和相关规定，是对整个配电系统可靠性进行评估的标准和原则。在配电系统设计和优化过程中，必须从用户需求、配电系统供电冗余度关系出发，从供电成本、供电质量、连续性等几个方面综合考虑，分析供电成本与配电系统可靠性之间的递增特性，采取合理的技术措施以尽量低的成本来保证配电系统处于最佳的可靠性运行状态。

三、提高配电系统可靠性的技术及管理措施

（一）优化配电网规划，强化系统可靠性。在规划的过程中主要满足以下三个方面的要求：① 充分了解上一级供电网络的远期发展规划与布局，并将之作为本级电网规划的依据；② 在构建10kV配电网络结构时，要超前15年对变电所位置、规模、线路布局和连接方式进行一一布置；③ 保证配电网络的供电稳定性，不但要满足其正常供电需要，同时还必须具有较强的备用供电能力，满足安全供电标准；④ 由于电缆事故维修时间较长，因此应该避免使用单根放射形电缆进行供电，尽量使用环形、开环运行的方式，以便保证整个网络的灵活度。

根据配网实践经验，为了提高配电系统的鲁棒性，在配网过程中，或者城网改造时，要做好如下几个方面的工作：① 基于当地供电网络、用电需求等实际情况，有计划的对既有设备进行充分利用，积极慎重的使用新技术和设备，保证电力系统能够安全稳定的运行；② 积极采取电缆供电方式，并辅助应用架空配电网输电的方式，通过相互补充的方式保证配电网具有不低于30%的容量裕度；③ 为了提高配电网络的可靠性和灵活程度，应该积极采取开闭所与小区变供电的方式，以确保供电网络与城市改造、新区建设等同步进行。

（二）提高配电系统可靠性的实用技术措施。（1）人工筛选措施。通过应用人工排查措施进行筛选，根据配电网络设备故障率随时间而变化的规律，对早期、偶然期、损耗期采取不同的措施。① 系统的早期故障率较高，但是会随着时间推移而迅速下降。在该期间，导致故障的主要原因多是因为设计、设备和制造工艺缺陷造成的；② 偶然期故障率相对稳定，可将之视作为常数，在运行管理过程中主要通过加强维护的方式来延长该时间周期；③ 损耗期的故障率将明显上升，这主要是因为电气老化、机械磨损和绝缘老化等造成的，这时候大部分的元件都开始失效，需要及时的进行更换，以提高系统的整体可靠性。（2）冗余措施。所谓冗余措施，其实质就是“多余”的意思，即在满足电网供电需求的基础上，为了提高系统的可靠性而适当的增加对应的功能性元器件。在实际电网运行中，可以采取优化配电网结构，以“手拉手”环网供电的方式达到冗余的目的。（3）注重施工与检修质量。施工和检修质量同样是提高配电网运行可靠性的一个重要环节，这是一项长期而艰巨的工作，尤其是检修质量，更是重中之重。通过提高施工和检修质量可以减少系统故障发生的概率，特别是对那些使用中的非标器件，必须保证要其质量，以免在后续使用中因出现锈蚀而影响配电系统运行的可靠性。（4）提高配电网络的自动化程度。信息通信技术的发展，为提高配电网络的自动化程度提高了科技基础。在电网改造过程中使用先进的设备，利用通信网络技术措施对配电网网络进行实时在线监测，可以随时获得各个网络节点的元器件运行状况信息，并及时地进行处理，从而将故障消除在萌芽状态，保证了配电网络的可靠稳定运行。

（三）积极应用故障诊断与状态检修技术。（1）设备诊断与故障检测技术的应用。通过在配电系统中设置电缆故障寻址设备，能够显著减少配电系统电缆故障的查找时间，提高配电网络运行的安全性与可靠性；并且所有中性点经过消弧线圈接地之后都能够实现系统的自动补偿，满足一定程度的裕度补偿需要；同时构建中性点对地绝缘系统，利用升级的二次回路元件和接线方式，还可以提高故障诊断和判断的准确性，减少停电时间和影响范围，保证供电的稳定性。（2）设备状态检修技术的应用。状态检修通常又被称作为视情检修或者预知检修，这种检修方式与定期的计划性检修存在的一个主要区别就是根据配电系统的实际运行状态进行非固定周期的检修，检修的最终目的在于保证设备尽可能长时间地稳定运行，只有在等到设备结构及其性能处于即将破坏的临界状态时才停止运行并实施进一步的检修，这种做法能更好地保证检修工作的针对性和目的性，减少设备检修的盲目问题。同时，还能够有效的减少因为检修而带来的停电问题，保证生产及居民生活用电的稳定性。

（四）提高配电网络运行可靠性的停电管理技术措施。（1）停电模式。当前，配电网的停电模式主要包括三种：一是计划停电，即根据生产计划和工作需要，通过向调度申请之后制定的停电计划；二是临时停电，主要是因为电网故障需要处理而向调度申请的临时停电，时间一般在1-2h左右；三是夜间停电，当故障检修工作量比较小的时候，在保证安全的前提下通常使用夜间检修的方式，虽然从统计方面来讲这种方式不能提高供电可靠性，但是却能够减少停电带来的社会影响。（2）综合停电。综合停电包括两种模式：一是调度根据各个部门之间的停电申请尽量将检修工作安排在同一时段，以便保证整体停电的时长和频率；二是在本部门的各个班组之间，通过自行调整、统一上报停电申请，采用这种方式可以避免重复停电现象的发生，从而使配电系统可靠运行的目标得以有效保证。

参考文献：

[1] 林集敏. 配电系统的可靠性问题研究[J]. 信息系统工程， 2015（6）

[2] 刘振东. 议10kV配电系统供电可靠性措施[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2012（17）.