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有关配电网运行稳定性保障措施的研究

  
评论: 更新日期:2016年05月31日

摘要:随着社会、经济快速增长,工农业生产和人们生活对电力的依赖性越来越强,而配电网是直接面对用户的电网末端环节,配电网的安全可靠运行关系到电能质量及供电可靠性等重要指标与人们生活息息相关。近年来,在节能减排的压力下,分布式电源逐渐并入配电网,其间歇性与随机性严重影响着配电网的安全可靠运行。针对新形势,本文深入分析配电网安全运行意义,影响配电网安全运行的因素,以及保障配电网安全运行的有效措施。
    关键字:配电网,安全稳定,分布式电源,可靠性
    一、引言
    随着配电网建设和改造的逐步升级,配电网的结构日趋复杂,从最初的辐射型供电网络逐步发展成环形供电网络,“手拉手”式供电网络,配电网已经成为电网各环节中规模最大、供电范围最广的部分[1]。如此巨大的电网不可避免地会受到各种不可预知因素的影响而导致跳闸停电,这直接影响人民生活与社会生产,甚至可能会发生造成人身伤害或危及国家安全的恶性事故。近来年在环保要求下,分布式电源逐渐并入配电网,目前在分布式电源中比例最大的是小水电和风电和光伏发电[2-3]。由于分布式电源的接入,导致配电网的潮流、电压、继电保护等运行方式与传统的单一电源配电系统有很大区别,传统配电系统中保护设备之间建立起来的配合关系被打破,在新型配电网带来优越性的同时也出现自动重合闸不适应以及孤岛供电现象,这给配电网的安全运行提出了新的挑战[5-6]。
    二、配电网安全稳定运行的意义
    在整个电网运行过程中,配电网是最核心的组成部分。供电系统运行的可靠性和供电质量会直接受到配电网运行稳定性的影响。随着配电网建设和改造的逐步升级,配电网结构日趋复杂,供电面积逐渐扩大,配电网难免会受到各种不可预知因素的影响而导致跳闸停电,据统计,因配电网的故障所导致停电事故约占所有停电事故的80%以上[7],从而保持配电网的安全可靠运行对减少电网事故,保持电网的持续供电至关重要。配电网是直接与用户联系的重要环节,一旦配电网发生故障后,会对用户的用电情况产生直接的不良影响,进而造成较为严重的经济损失,以及难以控制的舆论信息。所以保证配电网安全可靠运行具有十分重要的意义,摒弃一贯的“重主网,轻配网”的思想,有助于我国电力行业的快速健康发展。
    三、影响配电网安全运行的主要因素
    1、设备老化:构成配电网的主要设备有架空线路、电力电缆、开关、环网柜、配变等配电设备,因其长时间运行在户外,经常经受风吹、日晒、雨淋等恶劣情况,易老化,故障率高,给配电线路的安全运行带来了一定的影响,同时配电线路有大部分分布在山区,河流等环境中,金具易锈蚀,线路易发生断线等故障, 恶劣的运行环境给急修人员操作、故障抢修带来一定困难,这也是配电网安全运行的一大隐患。
    2、供电容量不足:近年来随着中国经济的飞速发展,负荷逐年增加,配电网的建设滞后于经济发展对电力的需求,使得配电线路过负荷,,配变容量不足现像时有发生,严重时甚至出现低电压现象。长期的过负载运行更加速了线路的老化,对线路的绝缘也极为不利。
    3、接线方式: 配电网网架结构薄弱,技术装备落后,造成事故跳闸较多。随着新建电力电缆增多、电缆长度加长,使得配电网对地电容电流大幅度上升。城市电网的改造过程中将大量架空线改为电缆,同时就增大配电网运行时的电容电流数值。不少10 kV配电网电容电流已达到30~60 A。当发生单相接地故障时,小电流接地系统的配电网往往电弧不能自行熄灭,产生稳定或间歇的弧光过电压。这种过电压对配电网线路与设备的绝缘造成严重威胁,不利于配电网安全稳定运行。
    4、配电网的闪络:在含盐量较高的海边,或者在含粉尘较多的工厂附近,运行中的设备绝缘件表面污染后,绝缘性能大幅降低,遇到潮湿的状况就容易引起闪络。污闪有时发生在一相时会引起单相接地,在中性点不接地系统中非故障两相电压将升高;污闪也可能多相同时发生,还可能多处同时发生,这将引发更为严重的两相接地短路。
    5、过电压问题。配电网大多是由110 kV降压到10~35 kV,由于110 kV电网为限制单相接地短路电流的需要,对部分终端站的110 kV中性点不接地,这样当110kV电网出现非全相运行时,有可能在中性点上产生位移电压。通过变压器的耦合电容,传递到中低压侧,造成中低压侧避雷器爆炸和套管闪络击穿事故。
    6、带电间距问题:配电线路多沿道路两侧架设,与城市绿化树木平行,造成树线距离不够,特别到夏季,树木疯长,遇有大风等恶劣天气,树木倒伏到线路上或刮碰线路引起接地、跳闸等情况时有发生;另外由于导线松弛、弧垂过大、外力破坏、违章建筑等原因造成导地对地距离不足、也容易引起线路故障,威胁线路运行安全。
    7、智能配电网问题:分布式电源接入配电系统比例逐渐增大,使传统的单电源辐射网络变成了一个多源网络。正常运行时,网络中的潮流分布及系统故障时短路电流的大小、流向和分布,均会发生变化。 并网所带来的孤岛效应,危及运行和检修人员的安全,重合闸易损坏设备。
    四、配电网安全运行的保障措施
    1、加大老旧配电设备及线路的改造力度:通过配电网的建设与改造,逐步更换老旧及经常故障的环网柜、开关、配变等配电设备,架空线路增大导线截面,提高配变容量,使供电可靠性和电压质量得到提高。
    2、采用科学合理的接线方式:新建与改造配电网要实行科学规划,合理布局,尽量减少配电网线中电容电流,如实在难以减小到规定值以下,采取在变电站内利用中性点加消弧线圈进行补偿。
    3、提高配电网安全防护设施与巡视力度:对运行中的配电网设备有计划地实施检修,定期巡视、清理绝缘设备上的污渍,防止发生闪落;对配电线路附近树木和建筑,要经常巡视,定期清理,防患于未然,消防结合,以防为主。
    4、实施安全技术革新:积极地采用配网自动化等科学先进的技术对配电网出现的事故做出正确快速的反应,缩短配电网事故停电时间,确保配电网能够在事故发生时对故障部分进行隔离,确保非故障区域的正常供电,以减少配电网故障对用户造成的不良影响。
    五、结语
    电力系统配电网的安全运行对广大人民生命财产安全是极为重要的,在很大程度上还会影响到社会经济的发展和进步;但是在目前的配电网运行方面,还存在着一些问题,严重影响到了电力系统配电网运行的安全性。本文全面分析了配电网安全运行的意义,影响配电网安全运行的因素,以及解决不安全因素所采取的有效措施。长时间工作实践证明,统筹规划配电网建设、合理计划配电网改造、定期维护与巡视配电网设备、积极应用新技术革新配电网设备等一系列措施,对提高配电网安全可靠运行着实有效,对确保供电可靠性、维持电网稳定运行、促进社会经济发展意义重大。
    六、参考文献
    [1]王伦宾. 提高配电网安全可靠性的措施[J].四川电力,2012,(2):46-48.
    [2]陈林镜.林明智. 关于配电网运行安全防护问题的探讨[J].电力与能源.2013.5.102.
    [3]朱君. 关于10kV配电网安全稳定运行的探讨.科技与创新.2011,(5):201.
    [4]殷豪,陈春泉,彭显刚等. 分布式电源接入对配电网稳定性的影响研究[J].东北电力技术,2012(10):16-18.
    [5]孔谨.智能配电网的配电分区及孤岛辨识研究[D].山东大学,2013.
    [6]曹庆芳.完善防雷击技术措施,保证配电网安全运行[J].供电技术,2007,(1):42-43.
    [7]孙大光,张明新. 10kV 配电网运行分析与诊断[J].科技创新导报.2007,(35):184-185.
   

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