影响中压配电网供电可靠性因素的分析论文
摘要：通过对中压配电网基本接线方式的分析，提出影响供电可靠性的主要因素，用模式后果分析法对基本接线的可靠度进行评估，并分析主要因素变化对供电可靠性的影响，有助于指导中压配电网的规划和建设。
关键词：供电 可靠性 因素 分析
1 前言
中压配电网多采用架空线或以架空线为主的混合结构，一般为放射形供电方式。由于中压配电线路沿线地理条件较复杂，线路绝缘水平较低，因此线路故障率高。另外，中压配电网直接面向众多电力用户，线路作业停电的机会也多，如何提高中压配电网供电可靠性，是中压配电网改造和建设的重要课题。
2 中压配电网基本接线方式
中压配电网接线方式可分为公用网和专线(网)两类。公用网，基本接线方式有：树枝网、分段隔离树枝网、干线(部分)联络树枝网和全联络树枝网。
3 影响供电可靠性的主要因素
影响中压配电网供电可靠性的`主要因素有：线路故障率、故障修复时间，作业停运率、作业停运时间，用户密度及分布等。
3.1 线路故障率及故障修复时间
线路故障可能是由于绝缘损坏、雷害、自然劣化或其他等原因造成。对架空裸导线：
(1) 绝缘损坏是指高空落物，树木与线路安全距离不足等造成的故障，与沿线地理环境有关；一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比。
(2) 雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关；雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比，与避雷器自身故障率成正比。
(3) 自然老化引起的故障与线路设备、材料有关；对同一类设备、材料，自然老化率与线路长度成正比。
(4) 其他原因主要是指外力破坏，人为过失等造成的故障。
(5) 故障修复时间与运行管理水平，网络结构，以及配电网自动化水平有关。因为正确、迅速地判明故障点，可大大缩短故障停电时间。对同一网络结构，运行管理水平、自动程度相同的配电网，故障修复时间取平均值。
3.2 作业停运率与停运时间
作业停运是指配电线路因试验、检修和施工造成的停运；施工停运则与线路供电区域发展情况有关，发展中区域线路施工停运率高，发展接近饱和区域，线路施工停运率低。
作业停运时间与作业复杂程度和施工技术水平有关，一般可取平均值。
3.3 用户密度与分布
用户密度是指每单位长度线路所接用户数。因用户负荷的不同，各回线路用户密度一般也不相同。在估计接线方式对供电可靠性的影响时，可取平均密度。
按现行供电可靠性统计指标，对同一接线方式，用户分布情况不同，可有不同供电质量服务指标。
按用户分布模式分析，用户大部分分布在线路前段，线路中、后段故障可通过分段断路器隔离，从而前段线路可恢复运行，故有最佳的评估结果；用户大部分在线路中段的模式次之，用户集中在线路末端的分布模式最差。
4 基本接线方式的供电可靠性评估
4.1 基本接线方式评估
根据上述影响供电可靠性的主要因素，按表1设定的配电线路可靠性指标及参数，设断路器为手动操作，有联络线路故障隔离操作时间(含故障定位和向完好线段恢复供电时间)为1h，作业隔离操作时间计入作业停运时间，对总长同是12km(每段线路长2km)的基本接线方式进行评估。
评估方法采用故障模式后果分析法，评估结果见表2。
4.2 主要因素对可靠度的影响
(1) 故障率及故障修复时间：
降低线路故障率对全联络树枝网效益最高，若故障率降至0.05次/km·年，用户年平均停电时间可由3.4h/户降至2.7h/户，减少了20.6%；而树枝网效益最低，用户年平均停电时间可由15.6h/户降至13.8h/户，仅减少11.5%。减少故障修复时间有同样的结论。
(2) 作业停运率及作业停运时间：
由于用户增容报装的原因，对运行管理较完善的电网，作业停运率降低空间不大。缩短作业停运时间，若从4h缩短至2h，对树枝网用户年平均停电时间可由15.6h/户降至9.6h/户，减少了38.5%；而全联络树支网用户年平均停电时间也可由3.4h/户降至2.4h/户，减少了29.4%。
表1 配电线路可靠性指标及参数
项目故障率
(次/km·年) 修复时间(h)作业停运率
(次/段·年) 施工时间
(h)用户密度
(户/km)典型分布数值0.130.541.5均匀
表2 基本接线供电可靠性评估结果
基本接线方式用户年平均停电时间(h/户)供电可靠率(%)树枝网15.699.8219分段隔离树枝网9.199.8996干线(部分)联络树枝网5.199.9418全联络树枝网3.499.9612
(3) 用户分布模式：
对树枝网和全联络树枝网，用户分布模式对供电可靠性无影响。对分段隔离树枝网，用户分布模式对供电可靠性的影响如前所叙。对主干线联络树枝网，若用户大部分直接接入主干线，供电可靠性较高；反之，供电可靠性就较低。
4.3 开关类型和系统自动化对可靠性的影响
(1) 开关类型：
中压配电线路上常用开关设备有：柱上断路器、负荷开关和隔离开关。若能装设过流脱扣的柱上断路器，可有效地缩小故障影响范围，提高供电可靠性。若使用隔离开关，故障修复和施工完成后恢复供电，要增加操作停电时间。上述分析基本上是以负荷开关为蓝本。
(2) 系统自动化：
对配电系统可靠度有较大影响的一个因素是故障定位和隔离，以及向完好线段恢复供电时间。若配电系统实现了自动化，故障隔离操作时间可大大缩短，如远方手动操作时间可缩短至几min～十几min，全自动操作则可以缩短至几min内完成。如全联络树枝网，实现自动化后故障隔离操作时间降至0.2h，用户年平均停电时间可由3.4h/户降至2.4h/户，减少了29.4%，供电可靠率则可提高至99.9726%。
5 结束语
从对基本接线方式的评估结果可知，树枝网供电可靠性最低，全联络树枝网供电可靠性最高。由于中压配电网是随着电力用户的增加而不断发展，线路建设初期虽然暂未能实现联络，也应对主干线进行分段和分支线的隔离。一旦联网条件成熟，应尽早实现联络，从根本上提高中压配电网的供电可靠性，并为将来实现配电自动化提供坚实的基础。联络一般从主干线做起，避免全线路长时间停电的发生，然后按重要分支线、一般分支线逐步实现全联络。另外，重视线路元件的质量，降低线路故障率，以及合理地组织施工、检修，都可有效地提高中压配电网的供电可靠性。
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