影响中压配电网供电可靠性因素的分析

摘要 ：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。

关键词：供电可靠性 线路故障率 可靠性评估

1、　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。

2　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。

2.1　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。

2.2　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。

2.3　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。

3　基本接线方式的供电可靠性评估

3.1　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.

3.2　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%.

（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。

3.3　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%.

4　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。