正確認(rèn)識(shí)配網(wǎng)自動(dòng)化與供電可靠率關(guān)系

關(guān)鍵詞: 電力
　　1.配網(wǎng)自動(dòng)化認(rèn)識(shí)配電線路自動(dòng)化是指對(duì)配電線路的短路故障進(jìn)行快速診斷、自動(dòng)隔離，以減少故障停電范圍，恢復(fù)非故障段供電，提高供電可靠性。配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)由二大部分組成，第一部分：配網(wǎng)建設(shè)，如線路改造，安裝分段開(kāi)關(guān)，線路未端手拉手聯(lián)絡(luò)；第二部分，通訊建設(shè)，將柱上開(kāi)關(guān)加裝遠(yuǎn)方終端裝置（RTU）及操作電源，即使在停電情況下，也能通過(guò)載波或通訊線或無(wú)線電與中央控制總站保持通訊，傳送數(shù)據(jù)，主機(jī)根據(jù)信號(hào)判斷故障，發(fā)令斷開(kāi)相應(yīng)柱上斷路器，隔離故障，并合上非故障線路的斷路器，恢復(fù)非故障線路的正常供電。對(duì)于第一部分，是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，但其投資和建設(shè)納入了電網(wǎng)建設(shè)和改造范圍，通常所說(shuō)的配網(wǎng)自動(dòng)化主要是指第二部分。
　　 2、我區(qū)配網(wǎng)現(xiàn)狀及故障分析我區(qū)面積218平方公里，有10KV線路54條440公里，其中架空絕緣導(dǎo)線18公里，電纜60公里；有10KV配變1483臺(tái)258050KVA；2000年全區(qū)10KV線路供電量為39536萬(wàn)度，全區(qū)10KV供電可靠率為99.649。我區(qū)配網(wǎng)由農(nóng)村和城區(qū)二部分組成，其中農(nóng)村線路41條，線路長(zhǎng)度355公里，有配變1165臺(tái)，容量183325KVA，有10KV開(kāi)關(guān)站4座；城區(qū)線路13條，線路長(zhǎng)度85公里，配變318臺(tái)，容量74725KVA，有開(kāi)關(guān)站9座。農(nóng)村電網(wǎng)10KV線路以10~16臺(tái)配變?yōu)橐欢危瑢?duì)主干線進(jìn)行分段，所有線路均已形成未端手拉手聯(lián)絡(luò)方式，分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)均為柱上真空斷路器；我區(qū)城區(qū)面積約14km2，采用劃塊供電原則，按地理位置及負(fù)荷水平，把城區(qū)劃成17個(gè)供電塊，每塊由一條10KV主線從變電所供電到供電塊域，主線具有5000KW供電能力。當(dāng)塊域負(fù)荷增大到200~300A時(shí)，供電塊域一分為二，最終塊域負(fù)荷控制在150A之內(nèi)。供電塊內(nèi)采用10KV開(kāi)關(guān)站，主線供電至開(kāi)關(guān)站后，由開(kāi)關(guān)站放射性地向四周供電，每一供電塊內(nèi)建設(shè)一個(gè)開(kāi)關(guān)站，每三個(gè)開(kāi)關(guān)站為一組，互相聯(lián)絡(luò)、互為備用。變電所出線至開(kāi)關(guān)站主線采用YJV22-240銅芯電纜，開(kāi)關(guān)站出線采用JKLYJ-10-120絕緣導(dǎo)線或YJV22-120電纜。城區(qū)電纜敷設(shè)以排管為主。其典型10KV開(kāi)關(guān)站主接線圖見(jiàn)圖一。通過(guò)對(duì)我區(qū)2000年配網(wǎng)停電原因的分析，主要原因由以下幾類：
（1）電網(wǎng)建設(shè)與改造，由于1999年~2000年是我區(qū)二網(wǎng)改造高峰年，由此而引起的停電較為頻繁；
（2）業(yè)擴(kuò)支接，新業(yè)擴(kuò)用戶必須要在支線甚至主線上支接，迫使被支接線路停電；
（3）故障停電；
（4）線路檢修、維護(hù)停電。由于上述種種原因，我局2000年的配網(wǎng)供電可靠率為99.649，其中城區(qū)配網(wǎng)供電可靠率為99.812，農(nóng)村配網(wǎng)供電可靠率為99.615。通常人們認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的意義在于提高配網(wǎng)供電可靠率，實(shí)際情況是否如此呢？我們知道，配網(wǎng)自動(dòng)化的好處在于配網(wǎng)故障的自動(dòng)隔離，其實(shí)配網(wǎng)自動(dòng)化只能自動(dòng)隔離能夠引起變電所繼保動(dòng)作的故障，也就是線路跳閘，通常就是短路故障，而其它故障，如電桿被撞、導(dǎo)線斷裂、單相接地、設(shè)備故障檢修等均要靠人工查找并隔離。我區(qū)2000年共發(fā)生引起變電所線路開(kāi)關(guān)跳閘的故障共32次，其中重合閘成功的16次，還有16次重合閘不成功。在重合閘不成功的16次故障中，線路巡線人員平均化了一個(gè)小時(shí)查找故障，并進(jìn)行隔離。我局1483臺(tái)配變，線路54條，因此平均每條線路有配變27.5臺(tái)，則由于故障查找而引起的停電時(shí)戶數(shù)為(27.5-10)*16=280時(shí)戶數(shù)（注：減去10，是由于線路每段帶10臺(tái)配變，則即使故障被隔離，仍有10個(gè)用戶繼續(xù)停電；同時(shí)，假定每臺(tái)配變?yōu)橐粋€(gè)用戶）。因此，由于短路故障定位與隔離不迅速而導(dǎo)致的時(shí)戶數(shù)損失對(duì)整個(gè)配網(wǎng)可靠率的損失為280/（365*24*1483）=0.002155。因此，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)后，即使完全不計(jì)故障隔離時(shí)間，則其也只能使我區(qū)配網(wǎng)供電可靠率提高0.002155。這對(duì)于目前我區(qū)配網(wǎng)可靠率僅為99.649，其影響是微乎其微的。因此，在目前階段，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化是提高供電可靠率的一種有效手段，則這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，在這種指導(dǎo)思想下去實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，則花費(fèi)了大量人力、財(cái)力、物力之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)效果與原先設(shè)想的相去甚遠(yuǎn)。
　　3、實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的意義既然在目前國(guó)情下實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化化對(duì)提高供電可靠率作用不大，那么國(guó)內(nèi)目前從各種渠道反映的關(guān)于實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的一派熱鬧景象的原因何在呢？
　　3.1實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的企業(yè)效益2000年我局10KV線路供電量為39536萬(wàn)度，配變1483臺(tái)，則平均每臺(tái)配變每小時(shí)供電量為395360000/（1483*365*24）=30.4度，則280時(shí)戶數(shù)的電量損失為28*30.4=851.2度，以每度電0.6元計(jì)，則供電部門損失的產(chǎn)值為851.2*0.6=510.7元，以10利潤(rùn)計(jì)，利潤(rùn)損失51元。雖然短路發(fā)生時(shí)，往往在用電高峰，則其實(shí)際損失也不會(huì)比計(jì)算的高多少。而在我區(qū)。如要全面實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，則其投資估算要1000萬(wàn)元，投入與產(chǎn)出相比簡(jiǎn)直是一個(gè)天文數(shù)字。
　　3.1實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的社會(huì)效益配網(wǎng)短路故障的一個(gè)最大害處就是突然停電，而電網(wǎng)建設(shè)與改造、業(yè)擴(kuò)支接、配網(wǎng)檢修都是可以人為控制并預(yù)報(bào)的。即使是故障，如單相接地、設(shè)備故障處理、電桿撞斷等，此時(shí)供電并未中斷，可視情況的嚴(yán)重程度，提前1~2小時(shí)進(jìn)行預(yù)報(bào)，然后停電處理。突然停電的害處眾所周知，從政治上來(lái)說(shuō)，特別對(duì)于城區(qū)，其作為一個(gè)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，如此時(shí)正在舉行全國(guó)性乃至世界性的活動(dòng)，突然停電將會(huì)造成非常惡劣的政治影響；在某些政治事件中，停電將在人們心中誤認(rèn)為政局不穩(wěn)定，從而使時(shí)局產(chǎn)生混亂。從安全和經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)，對(duì)于化工企業(yè)、冶金企業(yè)，突然停電，會(huì)使化學(xué)鍋爐或管道爆炸，會(huì)使冶金鍋爐凝結(jié)，造成極大的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；對(duì)于投資環(huán)境來(lái)說(shuō)，突然停電產(chǎn)生的種種惡劣影響，被認(rèn)為是投資環(huán)境欠佳，影響招商引資，從而阻礙了本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。凡此種種，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化化的社會(huì)效益十分巨大，是社會(huì)大環(huán)境對(duì)供電企業(yè)的要求，是供電企業(yè)走向競(jìng)爭(zhēng)的必然條件，這說(shuō)明實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化又十分必要。那么，在目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，在供電企業(yè)資金有限的情況下，如何合理地運(yùn)用資金、如何最佳地處理好企業(yè)效益與社會(huì)效益的關(guān)系呢？這就要為配網(wǎng)自動(dòng)化列出方案，并逐步實(shí)施。
　　4、配網(wǎng)自動(dòng)化方案
　　4.1城區(qū)及開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化化
　　4.1.1必要性基于上面的分析，我認(rèn)為在城區(qū)及工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化有其必要性。城區(qū)要求實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的另一個(gè)原因是由于城區(qū)配網(wǎng)存在越級(jí)跳閘現(xiàn)象。1997年以前，我局變電所10KV出線的保護(hù)時(shí)限為速斷0.5s，過(guò)流1s。為了進(jìn)行時(shí)限上的配合，設(shè)計(jì)方案采用：開(kāi)關(guān)站進(jìn)出線柜均為去分流式定時(shí)限保護(hù)，時(shí)限整定為速斷0.1s，過(guò)流0.4秒。但是，隨著電網(wǎng)的建設(shè)和改造，線路的短路容量越來(lái)越大，如我局的110KV靜德變，該變電所緊鄰鎮(zhèn)海發(fā)電廠，其10KV母線的短路容量在最大運(yùn)行方式下達(dá)371MVA，如此大的短路容量在線路發(fā)生短路時(shí)，對(duì)電纜、線路閘刀及變電所設(shè)備的沖擊和損壞是非常大的，我局已發(fā)生好幾次因線路短路而引起變電所母排損壞和線路閘刀燒毀的事故。為此，在1997年初根據(jù)上級(jí)布置，全局變電所10KV出線的保護(hù)時(shí)限調(diào)整為速斷0.1s，過(guò)流0.4秒，同時(shí)，把變電所的時(shí)間繼電器也由電磁型更換成高精度靜態(tài)時(shí)間繼電器。由于開(kāi)關(guān)站的時(shí)限整定值已經(jīng)小到不能再小的地步，因此，這樣一來(lái)，開(kāi)關(guān)站與變電所之間就無(wú)時(shí)限配合上的裕度，越級(jí)跳閘事故屢有發(fā)生。同時(shí)，由于變電所至開(kāi)關(guān)站之間，基本上為全線電纜，為減少重合閘對(duì)短路故障的再次沖擊，變電所出線開(kāi)關(guān)取消了重合閘。而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化則能很好地解決上面的問(wèn)題。
　　4.1.2可行性目前，我局所屬的所有10KV開(kāi)關(guān)站、35KV變電所已全部實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，110KV變電所也實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化或調(diào)度自動(dòng)化，同時(shí)，變電所至調(diào)度的通訊通道為光纜，開(kāi)關(guān)站至調(diào)度的通訊通道為通訊電纜，所有開(kāi)關(guān)均為真空開(kāi)關(guān)。城區(qū)和開(kāi)發(fā)區(qū)的供電模式均為開(kāi)關(guān)站模式，這些開(kāi)關(guān)站目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“三遙”，即遙測(cè)、遙信、遙控，因此，實(shí)現(xiàn)城網(wǎng)及開(kāi)發(fā)區(qū)（開(kāi)關(guān)站）配網(wǎng)自動(dòng)化的條件已經(jīng)具備。如果配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，其模式應(yīng)該是：保留變電所出線開(kāi)關(guān)的速斷、過(guò)流保護(hù)，取消下面其它各級(jí)開(kāi)關(guān)的保護(hù)，則一旦發(fā)生故障，變電所出線開(kāi)關(guān)先跳閘，然后調(diào)度端的配網(wǎng)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)可根據(jù)變電所、開(kāi)關(guān)站的RTU信號(hào)判斷是那一段線路發(fā)生故障，然后發(fā)令斷開(kāi)故障段線路開(kāi)關(guān)，合上正常段線路開(kāi)關(guān)，使正常段線路恢復(fù)供電，大大減少短路故障時(shí)的停電范圍和停電時(shí)間。此時(shí)，站用電應(yīng)使用大容量不間斷電源UPS，以保證遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的電源供應(yīng)。
　　4.2其它地區(qū)緩上配網(wǎng)自動(dòng)化在大量的農(nóng)村地區(qū)，以及許多工業(yè)企業(yè)，它們的要求是更高的供電可靠率，而突然停電對(duì)其損失和影響并不大，這類地區(qū)，應(yīng)利用其它各種有效手段，大幅度提高其供電可靠率,而不是盡快實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。
　　 5、提高配網(wǎng)供電可靠率的一些手段
　　5.1加強(qiáng)管理，制訂周計(jì)劃、月計(jì)劃、季計(jì)劃、年計(jì)劃，按計(jì)劃進(jìn)行施工和檢修，避免無(wú)序停電、重復(fù)停電。
　　5.2應(yīng)用我局已開(kāi)發(fā)成功的MIS管理信息系統(tǒng)及GIS地理信息系統(tǒng)，進(jìn)行故障定位智能化。
　　5.3實(shí)行熱態(tài)借電，即在線路不停電情況下，進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作和負(fù)荷轉(zhuǎn)移。
　　5.4帶電作業(yè)。
　　5.5利用短路故障指示器進(jìn)行故障查找。
　　5.6加強(qiáng)人員素質(zhì)和施工管理，集中力量打殲滅戰(zhàn)。
　　5.7運(yùn)用紅外線成像儀進(jìn)行線路巡視。
　　5.8進(jìn)一步完善配網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，運(yùn)用上述各種措施，可以使配網(wǎng)供電可靠率達(dá)到及超過(guò)國(guó)一流企業(yè)中壓供電可靠率99.96以上，在此基礎(chǔ)上，有條件的可以逐步開(kāi)展配網(wǎng)自動(dòng)化。