摘要:隨著社會、經濟快速增長,工農業生產和人們生活對電力的依賴性越來越強,而配電網是直接面對用戶的電網末端環節,配電網的安全可靠運行關系到電能質量及供電可靠性等重要指標與人們生活息息相關。近年來,在節能減排的壓力下,分布式電源逐漸并入配電網,其間歇性與隨機性嚴重影響著配電網的安全可靠運行。針對新形勢,本文深入分析配電網安全運行意義,影響配電網安全運行的因素,以及保障配電網安全運行的有效措施。
關鍵字:配電網,安全穩定,分布式電源,可靠性
一、引言
隨著配電網建設和改造的逐步升級,配電網的結構日趨復雜,從最初的輻射型供電網絡逐步發展成環形供電網絡,“手拉手”式供電網絡,配電網已經成為電網各環節中規模最大、供電范圍最廣的部分[1]。如此巨大的電網不可避免地會受到各種不可預知因素的影響而導致跳閘停電,這直接影響人民生活與社會生產,甚至可能會發生造成人身傷害或危及國家安全的惡性事故。近來年在環保要求下,分布式電源逐漸并入配電網,目前在分布式電源中比例最大的是小水電和風電和光伏發電[2-3]。由于分布式電源的接入,導致配電網的潮流、電壓、繼電保護等運行方式與傳統的單一電源配電系統有很大區別,傳統配電系統中保護設備之間建立起來的配合關系被打破,在新型配電網帶來優越性的同時也出現自動重合閘不適應以及孤島供電現象,這給配電網的安全運行提出了新的挑戰[5-6]。
二、配電網安全穩定運行的意義
在整個電網運行過程中,配電網是最核心的組成部分。供電系統運行的可靠性和供電質量會直接受到配電網運行穩定性的影響。隨著配電網建設和改造的逐步升級,配電網結構日趨復雜,供電面積逐漸擴大,配電網難免會受到各種不可預知因素的影響而導致跳閘停電,據統計,因配電網的故障所導致停電事故約占所有停電事故的80%以上[7],從而保持配電網的安全可靠運行對減少電網事故,保持電網的持續供電至關重要。配電網是直接與用戶聯系的重要環節,一旦配電網發生故障后,會對用戶的用電情況產生直接的不良影響,進而造成較為嚴重的經濟損失,以及難以控制的輿論信息。所以保證配電網安全可靠運行具有十分重要的意義,摒棄一貫的“重主網,輕配網”的思想,有助于我國電力行業的快速健康發展。
三、影響配電網安全運行的主要因素
1、設備老化:構成配電網的主要設備有架空線路、電力電纜、開關、環網柜、配變等配電設備,因其長時間運行在戶外,經常經受風吹、日曬、雨淋等惡劣情況,易老化,故障率高,給配電線路的安全運行帶來了一定的影響,同時配電線路有大部分分布在山區,河流等環境中,金具易銹蝕,線路易發生斷線等故障, 惡劣的運行環境給急修人員操作、故障搶修帶來一定困難,這也是配電網安全運行的一大隱患。
2、供電容量不足:近年來隨著中國經濟的飛速發展,負荷逐年增加,配電網的建設滯后于經濟發展對電力的需求,使得配電線路過負荷,,配變容量不足現像時有發生,嚴重時甚至出現低電壓現象。長期的過負載運行更加速了線路的老化,對線路的絕緣也極為不利。
3、接線方式: 配電網網架結構薄弱,技術裝備落后,造成事故跳閘較多。隨著新建電力電纜增多、電纜長度加長,使得配電網對地電容電流大幅度上升。城市電網的改造過程中將大量架空線改為電纜,同時就增大配電網運行時的電容電流數值。不少10 kV配電網電容電流已達到30~60 A。當發生單相接地故障時,小電流接地系統的配電網往往電弧不能自行熄滅,產生穩定或間歇的弧光過電壓。這種過電壓對配電網線路與設備的絕緣造成嚴重威脅,不利于配電網安全穩定運行。
4、配電網的閃絡:在含鹽量較高的海邊,或者在含粉塵較多的工廠附近,運行中的設備絕緣件表面污染后,絕緣性能大幅降低,遇到潮濕的狀況就容易引起閃絡。污閃有時發生在一相時會引起單相接地,在中性點不接地系統中非故障兩相電壓將升高;污閃也可能多相同時發生,還可能多處同時發生,這將引發更為嚴重的兩相接地短路。
5、過電壓問題。配電網大多是由110 kV降壓到10~35 kV,由于110 kV電網為限制單相接地短路電流的需要,對部分終端站的110 kV中性點不接地,這樣當110kV電網出現非全相運行時,有可能在中性點上產生位移電壓。通過變壓器的耦合電容,傳遞到中低壓側,造成中低壓側避雷器爆炸和套管閃絡擊穿事故。
6、帶電間距問題:配電線路多沿道路兩側架設,與城市綠化樹木平行,造成樹線距離不夠,特別到夏季,樹木瘋長,遇有大風等惡劣天氣,樹木倒伏到線路上或刮碰線路引起接地、跳閘等情況時有發生;另外由于導線松弛、弧垂過大、外力破壞、違章建筑等原因造成導地對地距離不足、也容易引起線路故障,威脅線路運行安全。
7、智能配電網問題:分布式電源接入配電系統比例逐漸增大,使傳統的單電源輻射網絡變成了一個多源網絡。正常運行時,網絡中的潮流分布及系統故障時短路電流的大小、流向和分布,均會發生變化。 并網所帶來的孤島效應,危及運行和檢修人員的安全,重合閘易損壞設備。
四、配電網安全運行的保障措施
1、加大老舊配電設備及線路的改造力度:通過配電網的建設與改造,逐步更換老舊及經常故障的環網柜、開關、配變等配電設備,架空線路增大導線截面,提高配變容量,使供電可靠性和電壓質量得到提高。
2、采用科學合理的接線方式:新建與改造配電網要實行科學規劃,合理布局,盡量減少配電網線中電容電流,如實在難以減小到規定值以下,采取在變電站內利用中性點加消弧線圈進行補償。
3、提高配電網安全防護設施與巡視力度:對運行中的配電網設備有計劃地實施檢修,定期巡視、清理絕緣設備上的污漬,防止發生閃落;對配電線路附近樹木和建筑,要經常巡視,定期清理,防患于未然,消防結合,以防為主。
4、實施安全技術革新:積極地采用配網自動化等科學先進的技術對配電網出現的事故做出正確快速的反應,縮短配電網事故停電時間,確保配電網能夠在事故發生時對故障部分進行隔離,確保非故障區域的正常供電,以減少配電網故障對用戶造成的不良影響。
五、結語
電力系統配電網的安全運行對廣大人民生命財產安全是極為重要的,在很大程度上還會影響到社會經濟的發展和進步;但是在目前的配電網運行方面,還存在著一些問題,嚴重影響到了電力系統配電網運行的安全性。本文全面分析了配電網安全運行的意義,影響配電網安全運行的因素,以及解決不安全因素所采取的有效措施。長時間工作實踐證明,統籌規劃配電網建設、合理計劃配電網改造、定期維護與巡視配電網設備、積極應用新技術革新配電網設備等一系列措施,對提高配電網安全可靠運行著實有效,對確保供電可靠性、維持電網穩定運行、促進社會經濟發展意義重大。
六、參考文獻
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