供用电技术安全性与可靠性的影响因素分析

陈 平，阳玉峰

（湖南冷水江市锡矿山闪星锑业有限公司，湖南 冷水江 417501）

0 引言

某地区供电所因雷雨大风环境影响，220kV 变电所遭受雷击，导致供电线路出现瞬间压降问题。线路连接矿井生产用电，矿井主要变压器复压启动，车间失电。虽然本次事故，并未对矿井安全生产造成较大影响，未导致人员伤亡，但安全事故产生，迫使变电所启动应急预案，采用110kV 线路合闸运行、分闸运行模式，以防范风险。除此事件外，仍存在其他安全隐患，如线路老化、超负荷运转等，需分析各类事故产生的原因，探讨供用电技术安全性与可靠性的影响因素。

1 影响供用电安全和可靠相关因素

1.1 线路因素

在经济社会发展的背景下，人们生产生活所运用到的家用电器数量逐渐增多，其中电力作为保障设备运行的主要动力，直接影响人们的生活质量。结合现阶段来看，供电设备运行安全受到多种因素的影响，一旦线路等出现问题，便极有可能带来严重的经济损失，甚至会对使用者的人身安全带来隐患和威胁，因此必须要科学强化线路水平。电力系统供电、配电主要通过输电线路配置和传输。线路的稳定性、畅通性影响用户供用电的安全，但线路结构不合理、线路老化，会使得供电阶段的安全隐患增加。例如，较长的线路地理跨度比较大，地势高低起伏较大，受地理跨度影响，采用架空杆塔架设线路过程中，杆塔坡度、断面类型、线材布置均会影响线路运行的可靠性、安全性。同时，线路安全问题也表现在线路老化、小动物啃食等方面，线路老化会使得绝缘层破损，线路材料脆性增加，容易使周边人员受伤、死亡[1]。小动物啃食会使得外层破损，线路断裂。处于大风、雷雨天气下，裸露在外的供电线路也容易发生短路等。因此，输电线路是影响供用电安全、可靠的主要因素。

1.2 超负荷供电

我国在现代化建设过程中出现用电需求不断增强的现象，供电系统规模难以满足用电需求，在晚6 点至9 点间是城市用电高峰期，当电力供给无法满足用户用电需求时，会出现超负荷供电情况。超载运转会使得供电设备安全风险增加，负载不平衡容易导致供电系统出现老化情况，用户用电超载也会出现短路、停电问题。超负荷运转主要表现在电压不足、电压不稳定、超压等几个方面，其中超压是最常见的现象，变压器容量无法满足要求时，输出功率中的电流会增加，电压抬升，负载超标。

1.3 缺乏预警机制

目前，在智慧电网建设应用过程中，仍存在部分功能不完善的情况。大数据技术、智能技术为供用电安全监测、安全管理提供了技术支撑，但仍存在历史遗留问题。电网智能改造阶段功能体系不健全、预警机制不匹配的问题。例如，应用智能电力监测系统可以实现供用电过程中的自动巡检和参数提取，虽然硬件设施已经完善，但参数阈值仍存在误差。同时，在预警系统应用过程中，也经常出现误报的情况。

2 提高供用电技术安全可靠的预控措施

2.1 供电线路优化

2.1.1 加强线路巡回检查

电力线路巡回检查是识别和判断供用电安全、可靠的前提。将日常巡检与维护制度相结合，记录更换老旧线路、清理维护供电设备，可实现供用电系统的良性循环。依据供电线路巡回检查制度、检查规范，应每个月巡检一次，并明确具体的巡检内容：①检查线路是否存在烧伤、绝缘破损、断股、锈蚀等情况，每月进行一次全面检查。②检查分裂导线是否存在磨损情况。③检查衔接处是否接触不良，带电检查是否出现过热问题。④检查导线三相接地是否良好。⑤检查固定元件是否松动、倾斜角度是否符合标准[2]。

加强线路巡回检查同时，记录检查时间、结果、检查人员、检查方法等，存录档案。同时，排查电力线路，如发现问题需做好维护、养护等工作。线路跨越地形较广，全方位检查后根据记录结果，制定相应的维护措施。如发现线路老化，及时更换新型线路。如发现设备绝缘损伤，应及时更换相关元件。设备、线路的接地、绝缘等均应做好维护措施。发现线路、设备等元件灰尘堆积较大，应做好清理工作。自然天气对于线路的影响具有突发性和不可控性，编制突发安全问题的应急预案，建立线路抢修制度，减少损失，同时最短时间内恢复供电，将损失控制在最小范围内。

2.1.2 供电线路结构优化

优化供电线路结构，根据地形、地势调整铁塔坡度，确保输电线路紧固性，以避免大风天气使得线路悬空，增加安全隐患。铁塔坡度会影响到受力条件，单回路转角塔坡度应控制在12%左右，直线塔坡度可有所减少。双回路直线塔坡度应控制在10%左右。塔身断面形式，采用方形断面，可以提高顺线路方向的强度，提高线路的耐断线冲击能力。塔身斜材占据50%左右，采用拉压结构可以提高稳定性，避免大风天气所导致的倾斜问题。

除架空线路之外，包括电缆线路。导线、避雷线、绝缘子、接地装置等是供电线路中的各大元件，导线使用金属线应确保其具备强度，且具有一定的防腐性能。绝缘子布设应根据实际情况，将单串绝缘子与V 型绝缘子串结合，控制好线路的风偏角良好。避雷线主要安装至100kV 架空线路上，使用扁钢接地。检查供用电线路中各元件、结构的质量、规格等，通过供电线路结构优化的方式，提高供用电线路的可靠性[3]。

综合分析，线路布设、线路质量是影响供用电技术安全、可靠的主要因素，通过风险因素识别，从供用电线路巡回排查、线路结构优化的角度提出预防措施，可以减少供用电线路运行过程中的安全隐患，提高线路输电运输的安全性和可靠性。

2.2 电网负荷调节

2.2.1 错峰用电规划

针对电网高负荷运转问题，通过错峰用电规划方法，可以避免高峰期用电对输电稳定性所产生的影响。错峰用电是一种资源配置手段，对于供用电技术的安全、可靠提供了保障。通过峰谷负荷调节，以解决供用电缺口，确保电网在高峰阶段运行的安全稳定。将高峰负荷转移至低谷时期，根据用电周期调整负荷使得用电均衡，进而实现资源的优化配置。目前，错峰用电规划在供用电资源调度中应用效果良好。例如，电力企业在供用电过程中，应用错峰用电模式，根据调度负荷预测，结合电厂出力情况编制错峰规划方案，由服务呼叫中心根据调度指令发送相关预警信号。按照预警信号类型可以将其分为黄色信号和红色信号两种。黄色信号是供用电调度的次日错峰方案，确定客户群组后，在前一天晚6 点将其发送给指定联系人、负责人，完成自觉错峰情况。红色信号则根据当日负荷情况，确定错峰群组，在5min 内将信号发送给联系人和负责人。错峰用电是调节供用电电网负荷的主要方法，可以解决当下供电与用电之间的需求矛盾[4]。但该方法是一种治标不治本的方法，虽然可以确保用电阶段电网输电的稳定性、可靠性，但同时也损害了客户的利益，无法满足个性化用电的需求。因此，仍需从自身角度优化电网环境。

2.2.2 优化负荷系统

供用电系统运行过程中因负载问题会出现欠压、过压等情况。导致欠压的主要原因是变压器供电半径过长、容量过小、线径较小。这种问题产生的主要原因是供电设施无法满足用电需求。通过优化负荷系统，增大变压器容量、更换线路可以从根本上解决负荷过程中的欠压问题。电网供用电过程中的超压问题主要受逆变器影响。出现电网超压的主要原因是台区光伏装机容量过大，逆变器并网连接，线阻也是影响电网资源负荷的主要因素。从电网负荷系统优化角度分析，可以从以下4 点，保障供用电的安全性和可靠性。①检查逆变器装置接线端位置是否存在松动情况，判断是否因线段松动致使电阻增加。②缩短逆变器与并网点之间的距离，或者增加交流线缆线径。③测量并网点与变压器之间的距离，确保两者距离合适。④增加输电线缆规格。采用上述方法可以解决供用电过程中的过压问题[5]。同时，针对供电过程中的超负荷情况，可以通过优化供电半径的方式，减少设备故障概率，确保电力系统供电过程中的安全性和可靠性。

针对电网超负荷运转、过压运转问题，可以通过错峰用电规划，增加变压器容量、扩展输电线路线径、优化逆变器设备安装的方法，确保电力运输过程中的安全性和可靠性。

2.3 智能预警机制

2.3.1 供电监测系统

在确保供用电系统安全、稳定的过程中，为避免突发性因素所导致的安全隐患，应实时监测供电、用电相关参数。目前，智能电力监控仪设备与配电线路结合，可以起到良好的负荷监测效果，在中低压系统之中应用良好。该装置在电压、电流测量精度上可以达到0.5级，支持越限预警功能，可实时监测供用电过程中过流、失流、低压、过压、过频、低频等情况。系统配置采用rs485 总线通信接口连接方法，具备事件记录功能。将该装置应用到电网监测系统中，利用大数据技术、人机交互技术、通信技术，在前端配置传感器装置，监测供用电系统运行过程中的相关参数，并将采集数据以可视化的方法在系统中展示。监测系统具备强大的数据采集、数据处理、人机交互、事件记录、安全监视、质量排查等功能。利用远程传输装置实现供电数据的记录、储存、分析，同时在数据库中查询和分析相关数据，将数据反馈给相关人员。在供电系统运行过程中，智能监控系统可以根据断路器等设施的保护动作，按照顺序预设逻辑，确保整个供电系统运行过程中的安全。同时，在用户端的仪表设置数据采集装置，实现全面化的联动数据监测，可以实时了解用户的用电情况，判断是否出现超阈值的情况出现。通过供电监测系统的应用，可以切实保障供用电技术的安全性和可靠性，监测系统界面如图1 所示。

图1 监测系统界面

2.3.2 安全预警系统

在供用电系统中安装智能预警装置，根据供用电监测结果，避免用电风险的产生，并通过语音提醒、信息发送等方式，确保供电、用电的安全性和可靠性。依据安全预警系统可以实现供电过程中谐波畸变、电能质量不平衡、电压闪变等问题的检测和故障分析，实现对供用电过程中异常状态的监视、报警。该系统可以在安全问题产生之前即可判断故障趋势，快速、准确定位故障区域，提高供用电的安全性和稳定性。例如，在安全预警系统应用过程中，应用1024 点/周波采样，捕捉系统运行国产车中20us 级的异常信息数据，挖掘供电过程中的异常扰动波形，分析设备故障的本质。系统在识别和分析的基础上，自动化生成诊断分析报告，确保用电健康。连接用户终端设备后，可以提前帮助用户预知风险。供电异常情况产生时，会受到多个站点影响，部署iMeter 检测终端，通过终端互联的方式，实现联合录波分析功能，扩大安全预警的范围。

因此，结合本文详细分析来看，供用电安全性与可靠性分析十分关键，直接影响供电的质量以及稳定性，是保障城市发展以及国民经济建设的基础内容。然而结合目前来看部分区域依旧存在线路、负荷等方面的问题。因此在后续的工作中，应该在提升供用电技术安全、可靠性上，加大对监测装置、预警装置联合应用，多维度、多角度识别供用电过程中的安全隐患，及时消除安全隐患确保系统运行的安全。与此同时，需加大对现代化技术的运用，通过设备安装以及信息化平台搭建的方式加大对现场供电情况的监控，以此为推进供用电安全与稳定工作提供良好的保障。

3 结语

综上所述，影响供用电技术安全、可靠的相关要素较多，供电监测、安全用电是一项长期的工作，不同时期下影响供用电技术安全、可靠的因素不同。工作人员必须强化供用电服务能力，做好线路检修、线路优化、用电调度、智能监测工作，减少供电、用电过程中的安全隐患，切实满足居民的用电安全。