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影响中压配电网供电可靠性因素的分析
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。
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。
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。
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:
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。
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。
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。
其他原因主要是指外力破坏,人为过失等造成的故障。
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。
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。
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。
基本接线方式的供电可靠性评估
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。
主要因素对可靠度的影响
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。
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
作业停运
作业停运施工时 用户密
故障率
修复时
典型分
项目 率 间 度
(次/km·年) 间(h) 布
(次/ (h) (户/km)
段·年)
段·年)
数值
0.1
3
0.5
4
1.5
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
15.6
99.8219
分段隔离树枝网
9.1
99.8996
干线(部分)联络树枝
网
5.1
99.9418
全联络树枝网
3.4
99.9612
(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。
开关类型和系统自动化对可靠性的影响
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
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