通过配网规划和改造提高供电可靠性的技术

陈露东 卢嗣斌 贺墨琳

（贵州电网有限责任公司电网规划研究中心 贵州省贵阳市 550003）

供电可靠性即是指电网在安全的基础上对用户提供连续、不间断的电力输送，在电力企业发展中其也是衡量服务能力的关键指标。在当前社会建设的规模和范围不断扩大、市场竞争激励、用电需求激增的背景下，通过配网合理规划和科学改造能够进一步提高供电可靠性，为社会发展进步提供基础保障，确保人民群众正常的生产生活，促进社会稳定、和谐。

1 配电网概述

配电网是由配电变压器、杆塔以及架空线路、隔离开关、电缆和其他附属设施等组成的供电体系。主要的功能是为城市各个配电站或者是各类用电负荷供给电能。对于供电可靠性来说，对配网具有一定的要求，首先是设计规划中，要将线路等设备进行分段设计，并且采用中性点不接触地面的方式保障配网的运行安全，减少故障的发生几率。所以供电可靠性对配电网的要求即是设备运行稳定以及系统运行稳定。而影响配电网供电可靠性的因素有很多，类如配网的自动化水平、规划改造技术实施水平、管理质量、配网结构以及配网设备性能、配网负荷的电源容量、配网周边环境等等。相关人员可以通过统筹规划以及技术改造等方式对影响供电可靠性的相关因素进行控制，比如降低停电范围和次数、加强维护管理进一步提高配电网工作运行的效率、定期对配网的供电可靠性进行统计评估等，从而为配网规划和改造技术的实施提供数据支持[1]。

2 配网规划和改造的内容

2.1 配网规划的内容

配网规划的目的是为了对资源进行重新整合，以便于支持建设智能电网。所以对配网规划的主要内容是对配网范围的设计，对配网建设网架以及目标进行系统性规划。相关人员主要是依据配网建设的实际需求，以解决部分地区配电网和主网连接存在的问题为目标，对配电网网架进行合理设计，以增强供电电压的合格率和可靠性。并且在规划配网时要综合配网负荷以及电源的接入需求，促使电网适应各类的分布式电源接入和负荷送出，从而保障配网的多功能服务作用。另外在配网规划的内容中还包括配网自动化系统的统一规划和分布实施等，即是对配电线路进行合理选择，利用现有的配电杆路或者是电力管道等进行快速布网，实现配电网线路的优化配置，实现供电可靠性的目标[2]。

2.2 配网改造的内容及管理方法

如果在配网线路中出现配电设备不能满足实际供电需求，则需要对配网进行一定的技术改造。主要是基于配网设备状态评价对临近或者已经超过使用寿命的配网设备进行更新和改造。所以配网改造的主要内容包括配电线路的绝缘化改造，更换为节能型线路设备，增加配网供电设备的容量、耐热度、承载力等，确保配网的供电能力得到优化。同时还有配置无功补偿，进一步提升配网电压的合格率，还有加强配网自动化建设和负荷管理系统。配网自动调度系统的开发维护等[3]。

图1：环网型双母线接地

2.3 配网供电可靠性的管理方法

在配网规划和改造的过程中对供电可靠性的管理需要采取一定的方法和措施，首先要制定统一的规划改造建设和技术标准、规范；建立有效、可行的配网线路、变压装置等控制管理标准；在改造过程中需要靠近用电负荷的中心，尽可能的减少线路改造的距离长度；及时更换高能耗供电设备，减少电压损耗，应用节能型、自动化的供电设备；增设移机免维护负荷开关设施，减少故障发生的可能性；应用真空断路器，在出现配网供电故障时，可以有效的进行隔离，保障配网系统的稳定运行。

3 配网规划和改造提高供电可靠性案例概况

我国某地级市供电局在配网供电系统中负责二市三区四县的用电需求，共有90 条35kv 配电线路，总长度为1168km，此外还有657 条10kv 配电线路，总长度达9763km，其中有8731km 的架空配电线路、143km 的架空绝缘配网线路，电缆总长度为862km，共有配电变压器13750 台，总计配电容量3145680KVA。该配网系统在全市内构成的环网线路有272 条，开关及断路器、分接箱等分别有4109 台和485 台。近年来根据我国电网事业的发展以及当地电网管理部门的要求，旨在打造优质配电服务，设立目标为城市供电可靠性高于99.92%、农村地区供电可靠性高于99.60%。在当前该市供电可靠性为99.66%，距离目标还存在一定的差距。因此在当地开展配网规划和改造活动，由于配网涉及到的范围和领域较为广泛，而且自身具有多样化的特点，所以当地供电局通过制定配网规划的科学指导思想以及采用环网化和分段化改造技术、配网线路绝缘化改造技术、配变检测管理技术等提供供电可靠性，实现既定目标。

4 提高供电可靠性的技术

4.1 配网规划的指导思想

在该市的配网规划中，要保障对用户的优质供电，同时也要确保配网网架自身的安全性能以及低成本运行，所以在该市的配网规划设计中应当遵循以下三个指导思想和原则：

（1）配网规划设计必须要充分考虑长期适应性，因为配网规划和改造是一项长期工程，要确保其运行质量和使用寿命。所以在规划中要保持配网网架结构的稳定，贯彻线路运行负荷水平限制的原则，如果出现用电负荷提高，则要将网架改造的工程量设计为最小。

（2）最大限度的满足用户用电需求，在对配网规划的过程中，相关设计人员应当明确配网改造的目的和作用，结合配网运行成本，对用电负荷进行合理规划。比如对住宅小区可以采用单电源环网供电、对大型生产企业等用户可以采用主干线双回路供电等。

（3）要促使配网规划能够体现电力企业的综合供电能力，在当前的配网规划中增加配网线路或者环网等，提高供电可靠性的思路已经不能适应社会的发展。需要将供电可靠性的指标与用户的实际用电需求相结合，综合考虑配网线路的布设和连接。

4.2 环网化和分段化改造技术

现阶段通过对该市配网线路的了解，发现其存在网架结构松散的现象，导致了配网的互供互联能力相对较差，在实际现状中除去三个配营部以外，其他供电局配电线路的环网率均低于50%，在一定程度上限制了配网供电可靠性的进一步提高。其次是存在配网网架布局不科学的现象，比如在该市的配网供电系统中，经常出现负荷接入困难的局势，而且会导致供电的半径过大，在当地很多区域的配网线路都超过了30km，影响了供电可靠性的提升。另外在部分配网区域中很多配电设备的架空线路出现老化、绝缘层破损以及线径小等问题，周围环境较为恶劣，容易发生停电等故障，导致供电可靠性降低。因此针对上述问题则可以采用环网化和分段化改造技术，对配网线路网络电源进行合理的规划布局，尽可能的缩短供电线路的半径长度。具体改造技术实施要点是在主干线环网、分段的基础上，重点减少10kV 供电线路的半径，着重发展城市供电环网结线、开环运行的模式，对于10kV 主干线路的环网要在不同变电站的线路之间进行环网化改造，或者是在不同变电站的不同母线线路之间进行环网化改造，其采用的环网型双母线接地可如图1 所示，提高供电可靠性；其次可以在配网主干线路上设置分段开关，根据该市实际的用电需求一般每一条10kV 配电线路以3 分段或者4 分段为基础设置开关，其中要尽量保障每一分段的用户数量不超过10 户，或者是分段总容量不超过3000KVA 等。另外一方面每一条10kV 主干线的变压器总容量要保持在12000KVA 以下。所以在该市的配网改造过程中应用环网化和分段化技术可以综合考虑分支线路、电源等供电的可靠性。

4.3 配网路线路绝缘化改造技术

该市配网线路的绝缘性能现状是整体配网线路的绝缘水平较差，抗雷能力不足，一旦遭遇雷雨天气因雷击而导致的跳闸停电事故较为频发，对于配网安全造成了较大的威胁。因此在配网线路规划和改造中要加强防雷措施和技术，首先可以更换配网线路的绝缘材料，应用新型、安全的氧化锌避雷器类设备，增强线路的绝缘强度，针对配电网辖区范围内的不合格接地网要进行更换改造等；其次是要进一步提高配网架空线路的绝缘能力和抗雷性能，防止发生污闪以及雷击等现象。尤其是对于10kV 的架空配网线路，不可沿用传统的裸线形式，要对电缆和架空线路的绝缘层进行重点技术改造。比如在该市市区内对电缆线路采用铜芯材质，将主干线路的截面控制在300mm2之内，在农村地区以及郊区选用截面面积为240mm2的电缆线路。并且在市郊配网线路改造中要将架空裸导线更换为架空绝缘导线，采用铝芯绝缘材料，主线截面选用185mm2的线路；最后是要在配变引下线的绝缘线以及变压器套管加装绝缘保护套，加强线路的绝缘能力，避免因外力或者是人为、动物等因素而导致的线路损坏。因此通过配网线路绝缘化改造技术，可以在很大程度上减少配网运行过程中出现故障的概率，提高了抗雷击能力，促使配网供电可靠性的有效提升。

4.4 配变监测管理技术

在该市的配电网系统中，设置公用配变共有7194 台，总容量为1065157KVA，在用电负荷快速增长的形势下，由于供电局下属单位的配变会出现不同程度的过载和满载，就会导致配变出现烧毁等问题，造成了极大的经济损失，对供电可靠性的影响相当巨大。针对这一现象该市供电局要依托于现代通讯技术以及信息化设备等，借助于分组无线技术对配网供电系统进行实时的远程监控，从而提高配网管理质量和效率。比如可以通过配变监测管理系统，与GPRS 通信技术对现场配变采集终端以及配电变压器等运行参数进行监测，同时加强智能电网建设，提高配网供电自动化水平，相关人员可以直接操作计算机系统实现对配网电压的控制，保障公用变压器的稳定运行。而且配变监测管理系统和技术可以实现对配变各种数据的抄表，对其运行状态进行实时监控、自动报警、自动处理故障等，可以在最短的时间内处理配变故障，保障供电可靠性。另外一方面在配网监测管理的过程中要保障各项设备设施的先进性，从而更好的监测配变的历史数据和实时数据，并根据在线自动监测系统对出现变压器过载、负荷不平衡的现象，可以及时的调整负荷保障变压器不会因过载而导致烧毁，提高了配网配变的运行质量，保障用电安全，提升配网规划和改造技术供电的可靠性。

5 结束语

综上所述，在我国社会经济快速发展的背景下，各个领域对电能的需求量不断增加，对供电可靠性和安全性的要求也越来越高。因此供电部门应当对现有配网进行合理的规划和改造，根据电网辖区内的配网现状制定中期和长期规划方案，通过环网化和分段化改造技术、配网线路绝缘化改造技术以及配变监测管理技术等，基于配网设计的三个指导思想科学合理的开展配网改造工程，充分满足用户的用电需求，实现经济效益和社会效益的提高。