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影響城區配網供電可靠性常見故障及原因分析

1.問題的提出
城區配電系統用戶供電部分，指由降壓變電站起，根據用戶需要將配置好的各電壓等級的電能，經配電網絡送至用戶的系統部分。這部分的整個系統對用戶連續供電能力通常稱為用戶供電系統可靠性，即衡量供電系統對用戶持續供電能力，定義為：在統計期間內，對用戶有效供電時間總小時數與統計期間日歷小時數的比值。由于用戶供電系統可靠性作為考核供電企業“安全生產文明雙達標、創”的必備條件，如何預見城市配電系統常見的故障、分析原因，減少對用戶的停電時間來提高可靠性，將越來越受到社會的關注。
2影響用戶供電可靠性的因素及原因分析
2.1線路方面
(1)線路非全相運行。原因往往是三相開關中的一相沒有合好或合不上；或者是線路某相嚴重過負荷，而使跌落熔斷器一相熔斷；或者是線路斷線及接點氧化接觸不良等造成的缺相運行。(2)瓷瓶閃絡放電。10kV配電線路上的瓷瓶(針式、懸式)、避雷器、跌落保險的瓷體，常年暴露在空氣中，表面和瓷裙內積污穢，或者是制造質量不良，瓷體產生裂紋，因而降低了瓷瓶的絕緣強度，當陰雨受潮后，即產生閃絡放電，嚴重時使瓷瓶擊穿，造成接地故障。(3)倒桿。由于外力破壞(如車撞電桿，建筑施工向下扔雜物拉倒電桿)，或者由于線路斷線或拉線斷，而使耐張桿或直線桿傾桿；或者由于暴風雨、洪水等自然災害及平時缺乏維護，而使桿根土壤嚴重流失或強度不夠而造成倒桿。(4)斷線。由于氣候變化或施工不當，使導線馳度過緊而拉斷導線，外力破壞造成相間短路而燒斷導線或線路長期過負荷，接點接觸不良等。(5)短路。如外力破壞，車撞電桿、鐵絲或樹枝橫落在導線上等,造成兩相或三相導線，不經負荷而直接碰撞接觸，造成混線短接(6)接地。一相導線斷落在大地上，或搭落在電桿及金具上，或因導線與樹枝相碰，通過樹木接地，瓷瓶絕緣擊穿而接地等。(7)樹害。樹木生長超過了與導線的安全距離，由于不及時砍伐而使樹枝觸碰導線，造成線路接地故障，或者樹枝斷落在導線上，造成線路短路跳閘。(8)柱上油開關故障。油開關分合閘時，由于操作機構或動、靜觸頭故障合不上閘或分不開閘，造成拒合、拒分。(9)跌落熔斷器故障。由于負荷電流大或接觸不良，而燒毀接點；或制造質量有問題，操作人員用力過猛而造成跌落熔斷器瓷體折斷；或由于拉合操作不當而造成相間弧光短路，或絲管調節不當(松動)自動脫落產生缺相。
2.2變電方面
(1)配電變壓器常見故障主要有鐵芯局部短路或燒毀，絕緣損壞；線圈間短路、斷線，對地擊穿；分接開關觸頭灼傷或有放電；套管對地擊穿或放電。(2)戶內10kV少油或真空斷路器故障主要有開斷關合類故障，如不能可靠開斷、關合、三相不同期等；絕緣性能差，在耐受工作電壓及短時過電壓時發生閃絡或擊穿；載流能力差，通過負荷電流及短時故障電流發熱，熔焊，操作機械性能差，如分合閘失靈，或拒分拒合等。(3)開閉所和配電室部分主要故障設施是電纜進、出線，大都發生在電纜中間接頭及電纜端頭短路等故障。(4)電壓互感器故障有鐵磁諧振、受潮短路、絕緣劣化、局放或擊穿。(5)電流互感器故障有二次開路，如引線接頭松、端子壞等；受潮絕緣下降而擊穿；過熱絕緣老化、腐蝕而造成電暈放電或局部放電。
2.3不可抗拒的自然災害因素
主要指暴風雨、雪、雷電、洪水、地震的發生而造成系統故障直接影響對用戶和社會供電的中斷。這些因素雖不可抗拒，但可通過預測和預報，做好防范措施減少損失及影響；若一旦發生，積搶修也可減少損失。
2.4系統和設備的計劃性檢修
這是歷年不可避免的影響因素，但是通過管理工作的科學化，可以減少這方面的影響因素。如一些供電企業將每年度的單一性計劃檢修改為根據設備技術的具體狀況和條件情況及聯合配電網作業的狀態性檢修做了償試，應該說這是一種由定性的傳統管理方法向科學的定量管理轉變的一個進步。由于一般性事故的發生帶有很大的未知性，難以預測，如：人為或外力破壞、交通運輸事故等造成的倒桿、斷線、短路等。這些都要通過大力宣傳《電力法》和加強維護、及時搶修來減少這些因素。
2.5城市電網的結構影響
由于一些電網結構滿足不了安全標準，即在受端系統內發生任何嚴重單一故障時不能可靠、快速地切除，保持系統穩定；當突然失去任一元件(線路或變壓器)時，其他元件超過事故過負荷規定，從而影響了電力負荷的轉移、轉供能力；市區線路間互聯能力差等。因此對城區網架的要求是在受端系統內發生任何嚴重單一故障時應能可靠、快速地切除，保持系統穩定。當突然失去任一元件(線路或變壓器)時，不得使其他元件超過事故過負荷規定
2.6電源的供電能力
指電廠(或變電站)根據需要，持續、不間斷地提供電力、電量的能力。這一影響因素不是某一局部單位所能解決的，需要有關部門根據負荷增長需要、資金等因素統籌考慮和安排。上述原因均是影響城市配電系統用戶供電可靠性的因素。
3提高城區配電系統供電可靠性的途徑和措施
3.1加強配電網結構改造
通過增加二次變電站之間的聯絡線路，實行分段控制和更換導線截面，提高轉供能力，從而達到少停電提高供電可靠性的目的。近年來，濟寧局屬各供電局進行了一系列的配電線路改造，導線截面、電桿等均有不同程度質的改善，城區配網線路實現帶電負荷轉移。如果兩個二次變電站之間具備3～4條聯絡線路，即可轉載1／2負荷的目的。另外，增設主干線路的聯絡開關、分支開關、高壓用戶的分支開關實現定值整定的保護措施。這樣有利于限度地縮小停電范圍。
3.2改革停電檢修制度
每年度的配電線路檢修停電，是造成停電時戶數較多的原因之一。因此，有必要對年度檢修停電的作業項目安排和停電是否科學合理進行分析和探討。配電線路的檢修，應根據實際運行情況存在的缺陷多少、工作量大小等靈活處理。如果某條線路工作量大，需要停電時間長，應該單獨計劃停電時間，而使其它多數常規作業的線路提高送電量。從歷年兗州局配電線路檢修停電時間來看，屬于二次變電站的設備停電時間，一般每次停電一個白天(約10h)。而配電線路檢修作業，一般半天左右就可完成任務，如無改造任務，僅處理缺陷3～5h作業是可以滿足的。而送電線路(110kV)大多數是雙回線供電，對變電站無影響。那么配電線路定檢停電時間可以說是受變電設備檢修時間長短的制約是主要的。
3.2.1停一運一方案通過母聯開關，只停電檢修預試一臺變壓器及其附屬設備，另一臺照樣運行，送出全部負荷或利用10kV分段母線送出至少1/2負荷，這樣就較常規全停電檢修減少1/2的工作量，從而減少1/2以上的停電時間。剩下的另一半檢修任務，下一次停電完成。該方案特點是變一次作業為兩次，檢修工作是在帶電場地進行，需要加強監護措施。
3.2.2兩臺主變全停只安排與變壓器有直接關系的檢修預試項目，其它項目在送電后可通過刀閘與帶電母線脫離，在不影響正常運行情況下單獨進行。該方案特點是：削減原來一次停電作業量，但以后的作業也是在帶電的場地進行，同樣需要加強安全監護；另一方面，還要求該變電站的主變、斷路器等設備的檢修預試周期同步，避免重復停電。3.2.3通過變電站之間的聯絡線路互相轉供負荷該方案視城網建設的狀況而定，如果每個變電站10kV間都具備3～4條聯絡線路(每條轉供300A左右)，而且導線截面達到185--240mm2，即可達到變電站一臺主變停運，而配電線路不停電或基本不停電的目的，從而可減少停電時戶
3.3提高設備質量縮短檢修時間
新建變電站的斷路器應選質量好、可靠性高、少維護和少檢修的開關設備，如GIS、SF6、真空開關、全封閉式電器等。10kV出線開關盡可能采用真空開關，開發區內重點變電站可以已引進設備為主。對老式的少油開關，遮斷容量不足的開關，有條件地逐步以真空開關替代。大力推廣開關柜及封閉式電器，提高設備的運行可靠性。有條件的地方逐步推行帶電檢測裝置，如氧化鋅避雷器的帶電檢測、紅外線測溫儀測量設備溫度、變壓器的帶電檢測、開關的帶電檢測裝置等。配電網方面，逐步采用環網結線和環網開關，首先考慮配電線路自動化，當發生故障后能自動隔離故障區段，自動恢復對非故障區段的供電。配電導線在開發區內采用電纜，其它市區部分有條件的也改用電纜并逐步推廣采用絕緣導線，近郊及遠郊仍可以架空導線為主。同時要推廣使用故障指示器，縮短故障尋找時間。要據實際負荷情況配置配變容量，縮小供電半徑，逐步推廣箱式變。減少配變檢修對用戶的影響。
4結論4.1影響城市配電系統用戶供電可靠性的供電設施，按設備分類有變電類和線路兩大類：變電部分有互感器、各種開關(包括隔離開關)、避雷器、保護、自動裝置及其它設備等；線路類有架空及電纜線路、柱上開關等。另外開閉所和配電室部分有斷路器、熔斷器、自動補償裝置等。4.2影響城市配電系統用戶供電可靠性的技術原因有設備過載損壞、局部過熱、漏油、熔斷、傾斜、空氣污染、進水、燒損、爆炸、腐蝕、松動、斷裂、擊穿、絕緣不良、短路、接地、污閃、誤動、拒動、斷線、閃絡、斷股、倒桿(塔)、沉陷等。4.3影響城市配電系統用戶供電可靠性的責任原因有：設計缺陷、產品質量及安裝不良、檢修不良、運行維護不當、設備失修、超役運行、小動物事故、用戶影響、自然災害、老化、規程不當、各種檢修、交通運輸、盜竊、破壞、人員過失、樹木生長或傾倒、市政建設、配網限電、用戶臨時申請停電等。4.4提高城市配電系統供電可靠性的途徑和措施應主要從加強城網結構改造，采用高質量設備，縮短檢修時間，盡可能采用帶電作業、改革停電檢修制度，推廣“狀態檢修”辦法等。