摘要:隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活對(duì)電力的依賴性越來(lái)越強(qiáng),而配電網(wǎng)是直接面對(duì)用戶的電網(wǎng)末端環(huán)節(jié),配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行關(guān)系到電能質(zhì)量及供電可靠性等重要指標(biāo)與人們生活息息相關(guān)。近年來(lái),在節(jié)能減排的壓力下,分布式電源逐漸并入配電網(wǎng),其間歇性與隨機(jī)性嚴(yán)重影響著配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。針對(duì)新形勢(shì),本文深入分析配電網(wǎng)安全運(yùn)行意義,影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素,以及保障配電網(wǎng)安全運(yùn)行的有效措施。
關(guān)鍵字:配電網(wǎng),安全穩(wěn)定,分布式電源,可靠性
一、引言
隨著配電網(wǎng)建設(shè)和改造的逐步升級(jí),配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,從最初的輻射型供電網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展成環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò),“手拉手”式供電網(wǎng)絡(luò),配電網(wǎng)已經(jīng)成為電網(wǎng)各環(huán)節(jié)中規(guī)模最大、供電范圍最廣的部分[1]。如此巨大的電網(wǎng)不可避免地會(huì)受到各種不可預(yù)知因素的影響而導(dǎo)致跳閘停電,這直接影響人民生活與社會(huì)生產(chǎn),甚至可能會(huì)發(fā)生造成人身傷害或危及國(guó)家安全的惡性事故。近來(lái)年在環(huán)保要求下,分布式電源逐漸并入配電網(wǎng),目前在分布式電源中比例最大的是小水電和風(fēng)電和光伏發(fā)電[2-3]。由于分布式電源的接入,導(dǎo)致配電網(wǎng)的潮流、電壓、繼電保護(hù)等運(yùn)行方式與傳統(tǒng)的單一電源配電系統(tǒng)有很大區(qū)別,傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備之間建立起來(lái)的配合關(guān)系被打破,在新型配電網(wǎng)帶來(lái)優(yōu)越性的同時(shí)也出現(xiàn)自動(dòng)重合閘不適應(yīng)以及孤島供電現(xiàn)象,這給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)[5-6]。
二、配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的意義
在整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中,配電網(wǎng)是最核心的組成部分。供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和供電質(zhì)量會(huì)直接受到配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。隨著配電網(wǎng)建設(shè)和改造的逐步升級(jí),配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,供電面積逐漸擴(kuò)大,配電網(wǎng)難免會(huì)受到各種不可預(yù)知因素的影響而導(dǎo)致跳閘停電,據(jù)統(tǒng)計(jì),因配電網(wǎng)的故障所導(dǎo)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(wǎng)的安全可靠運(yùn)行對(duì)減少電網(wǎng)事故,保持電網(wǎng)的持續(xù)供電至關(guān)重要。配電網(wǎng)是直接與用戶聯(lián)系的重要環(huán)節(jié),一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障后,會(huì)對(duì)用戶的用電情況產(chǎn)生直接的不良影響,進(jìn)而造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,以及難以控制的輿論信息。所以保證配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義,摒棄一貫的“重主網(wǎng),輕配網(wǎng)”的思想,有助于我國(guó)電力行業(yè)的快速健康發(fā)展。
三、影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要因素
1、設(shè)備老化:構(gòu)成配電網(wǎng)的主要設(shè)備有架空線路、電力電纜、開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、配變等配電設(shè)備,因其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在戶外,經(jīng)常經(jīng)受風(fēng)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(yùn)行帶來(lái)了一定的影響,同時(shí)配電線路有大部分分布在山區(qū),河流等環(huán)境中,金具易銹蝕,線路易發(fā)生斷線等故障, 惡劣的運(yùn)行環(huán)境給急修人員操作、故障搶修帶來(lái)一定困難,這也是配電網(wǎng)安全運(yùn)行的一大隱患。
2、供電容量不足:近年來(lái)隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,負(fù)荷逐年增加,配電網(wǎng)的建設(shè)滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的需求,使得配電線路過(guò)負(fù)荷,,配變?nèi)萘坎蛔悻F(xiàn)像時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。長(zhǎng)期的過(guò)負(fù)載運(yùn)行更加速了線路的老化,對(duì)線路的絕緣也極為不利。
3、接線方式: 配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱,技術(shù)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(zhǎng)度加長(zhǎng),使得配電網(wǎng)對(duì)地電容電流大幅度上升。城市電網(wǎng)的改造過(guò)程中將大量架空線改為電纜,同時(shí)就增大配電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電容電流數(shù)值。不少10 kV配電網(wǎng)電容電流已達(dá)到30~60 A。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),小電流接地系統(tǒng)的配電網(wǎng)往往電弧不能自行熄滅,產(chǎn)生穩(wěn)定或間歇的弧光過(guò)電壓。這種過(guò)電壓對(duì)配電網(wǎng)線路與設(shè)備的絕緣造成嚴(yán)重威脅,不利于配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
4、配電網(wǎng)的閃絡(luò):在含鹽量較高的海邊,或者在含粉塵較多的工廠附近,運(yùn)行中的設(shè)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(luò)。污閃有時(shí)發(fā)生在一相時(shí)會(huì)引起單相接地,在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中非故障兩相電壓將升高;污閃也可能多相同時(shí)發(fā)生,還可能多處同時(shí)發(fā)生,這將引發(fā)更為嚴(yán)重的兩相接地短路。
5、過(guò)電壓?jiǎn)栴}。配電網(wǎng)大多是由110 kV降壓到10~35 kV,由于110 kV電網(wǎng)為限制單相接地短路電流的需要,對(duì)部分終端站的110 kV中性點(diǎn)不接地,這樣當(dāng)110kV電網(wǎng)出現(xiàn)非全相運(yùn)行時(shí),有可能在中性點(diǎn)上產(chǎn)生位移電壓。通過(guò)變壓器的耦合電容,傳遞到中低壓側(cè),造成中低壓側(cè)避雷器爆炸和套管閃絡(luò)擊穿事故。
6、帶電間距問(wèn)題:配電線路多沿道路兩側(cè)架設(shè),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(zhǎng),遇有大風(fēng)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(shí)有發(fā)生;另外由于導(dǎo)線松弛、弧垂過(guò)大、外力破壞、違章建筑等原因造成導(dǎo)地對(duì)地距離不足、也容易引起線路故障,威脅線路運(yùn)行安全。
7、智能配電網(wǎng)問(wèn)題:分布式電源接入配電系統(tǒng)比例逐漸增大,使傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)多源網(wǎng)絡(luò)。正常運(yùn)行時(shí),網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布及系統(tǒng)故障時(shí)短路電流的大小、流向和分布,均會(huì)發(fā)生變化。 并網(wǎng)所帶來(lái)的孤島效應(yīng),危及運(yùn)行和檢修人員的安全,重合閘易損壞設(shè)備。
四、配電網(wǎng)安全運(yùn)行的保障措施
1、加大老舊配電設(shè)備及線路的改造力度:通過(guò)配電網(wǎng)的建設(shè)與改造,逐步更換老舊及經(jīng)常故障的環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)、配變等配電設(shè)備,架空線路增大導(dǎo)線截面,提高配變?nèi)萘?,使供電可靠性和電壓質(zhì)量得到提高。
2、采用科學(xué)合理的接線方式:新建與改造配電網(wǎng)要實(shí)行科學(xué)規(guī)劃,合理布局,盡量減少配電網(wǎng)線中電容電流,如實(shí)在難以減小到規(guī)定值以下,采取在變電站內(nèi)利用中性點(diǎn)加消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償。
3、提高配電網(wǎng)安全防護(hù)設(shè)施與巡視力度:對(duì)運(yùn)行中的配電網(wǎng)設(shè)備有計(jì)劃地實(shí)施檢修,定期巡視、清理絕緣設(shè)備上的污漬,防止發(fā)生閃落;對(duì)配電線路附近樹木和建筑,要經(jīng)常巡視,定期清理,防患于未然,消防結(jié)合,以防為主。
4、實(shí)施安全技術(shù)革新:積極地采用配網(wǎng)自動(dòng)化等科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)出現(xiàn)的事故做出正確快速的反應(yīng),縮短配電網(wǎng)事故停電時(shí)間,確保配電網(wǎng)能夠在事故發(fā)生時(shí)對(duì)故障部分進(jìn)行隔離,確保非故障區(qū)域的正常供電,以減少配電網(wǎng)故障對(duì)用戶造成的不良影響。
五、結(jié)語(yǔ)
電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行對(duì)廣大人民生命財(cái)產(chǎn)安全是極為重要的,在很大程度上還會(huì)影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步;但是在目前的配電網(wǎng)運(yùn)行方面,還存在著一些問(wèn)題,嚴(yán)重影響到了電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。本文全面分析了配電網(wǎng)安全運(yùn)行的意義,影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素,以及解決不安全因素所采取的有效措施。長(zhǎng)時(shí)間工作實(shí)踐證明,統(tǒng)籌規(guī)劃配電網(wǎng)建設(shè)、合理計(jì)劃配電網(wǎng)改造、定期維護(hù)與巡視配電網(wǎng)設(shè)備、積極應(yīng)用新技術(shù)革新配電網(wǎng)設(shè)備等一系列措施,對(duì)提高配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行著實(shí)有效,對(duì)確保供電可靠性、維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。
六、參考文獻(xiàn)
[1]王倫賓. 提高配電網(wǎng)安全可靠性的措施[J].四川電力,2012,(2):46-48.
[2]陳林鏡.林明智. 關(guān)于配電網(wǎng)運(yùn)行安全防護(hù)問(wèn)題的探討[J].電力與能源.2013.5.102.
[3]朱君. 關(guān)于10kV配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的探討.科技與創(chuàng)新.2011,(5):201.
[4]殷豪,陳春泉,彭顯剛等. 分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響研究[J].東北電力技術(shù),2012(10):16-18.
[5]孔謹(jǐn).智能配電網(wǎng)的配電分區(qū)及孤島辨識(shí)研究[D].山東大學(xué),2013.
[6]曹慶芳.完善防雷擊技術(shù)措施,保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行[J].供電技術(shù),2007,(1):42-43.
[7]孫大光,張明新. 10kV 配電網(wǎng)運(yùn)行分析與診斷[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2007,(35):184-185.