影响400V低压配网供电可靠性因素及强化措施研究.pdf

34 EPEM 2023.7 下电网运维Grid Operation影响400V低压配网供电可靠性因素及强化措施研究南宁交通资产管理有限责任公司 王影迪摘要：依照断电故障数据显示，造成低压配网断电故障的主要原因包括外部因素破坏、过电压影响、闪络问题、供电设备的影响等，本文对影响400V低压配网供电可靠性因素及强化措施进行研究。关键词：400V；低压配网供电；供电可靠性；强化措施市场经济的持续发展，使社会生活及生产对电力资源的需求量得到显著增加，相继对低压配网供电的可靠性提出更高的要求。虽然，近年来我国低压配网供电已经取得了显著的成效，但部分地区400V 低压配网供电的改造效果并不理想，仍存在诸多问题，导致400V 低压配网供电的可靠性较低，直接影响供电服务质量1。因此，如何提升400V 低压配网供电可靠性成为我国电力部门及供电企业的关键任务之一，必须采取针对性有效措施，对400V 低压配网供电可靠性进行改善，以保证供电网络的稳定运行，提升供电服务质量，促进社会发展。1 400V 低压配网供电可靠性的主要影响因素在我国400V 低压配网供电中，影响供电可靠性的主要因素包括外部因素的破坏、过电压影响、闪络问题等，严重影响400V 低压配网供电的可靠性与安全性，不仅对供电企业的经济效益产生负面影响，还会对人们的日常生活与生产带来诸多不便。1.1 外部因素破坏现阶段，我国电能产业主要以低压配网供电，400V 低压配网供电系统的组成结构主要包括电压器、电缆、架空线路，其中架空线路是保证400V 低压配网供电的关键因素，起到合理分配电力的作用。但目前400V 低压配网供电的方式主要为单端供电，环网供电必须连接到架空线路才能实现正常供电，一定程度上影响了400V 低压配网的供电可靠性2。同时，在400V 低压配网供电中，人为破坏、恶劣天气影响都会对供电质量的可靠性产生严重影响。此外，在线路的建设过程中，施工人员自身专业素质不足，安装技术不到位，工作疏忽、急于完工，随意连接线路均会导致电流经过时受到影响，使供电可靠性有所降低。1.2 过电压影响400V 低压配网供电系统中，会承受来源于各方面的电压因素，例如大气电压、工频电压、内部过电压等，这些电压都会对低压配网的安全运行造成影响，降低供电的可靠性，且现阶段的技术与设备并不能完全解决复杂的过电压问题。同时，在400V低压配网现实供电过程中，供电设备质量不过关、恶劣的外部环境等因素也会导致造成过电压问题，从而影响400V 低压配网的正常供电。1.3 闪络现象在400V 低压配网供电过程中，时常会因为多变的外部环境导致在配电线路上存在杂质积累，其中的盐性成分会对线路材料进行腐蚀。在这种情况下，线路中的高压与杂质接触，会引发破坏性放电，产生一定的电压，也就是闪络电压，会导致配电线路中的电压降低，使绝缘层发生碳化，从而影响配电线路的绝缘性，造成线路的不绝缘情况，也就是闪络现象。当有雷电发生或高压经过时，因闪络问题极易出现线路短路情况，从而影响配网供电的可靠性。1.4 配网系统问题配网系统存在问题会直接影响400V 低压配网供电的可靠性。目前，在我国配网系统的改造过程中，部分地区的配网系统尚未得到改造或改造相对2023.7 下 EPEM 35电网运维Grid Operation滞后，改造效果并不理想。从而导致配网系统在实际应用过程中存在许多问题。加之社会发展对供电质量提出更高的要求，传统配网技术进步缓慢，无法适应配网的现代化、智能化发展，供电可靠性难以提升。同时，传统配网系统具有较大的电力损耗，存在严重的电力资源浪费情况，为人们的生活和生产带来不便。相关供电部门和企业有必要进一步对配网系统和设施进行改善。2 提高400V 低压配网供电可靠性的强化措施针对上述影响400V 低压配网供电可靠性的主要因素，基于对实际工作经验的总结，进行科学合理的分析，提出针对性的解决措施，从而有效提高供电可靠性，保证供电质量，为人们提供更好优质的供电服务，进一步推动我国社会的发展。2.1 安装联络开关联络开关的主要作用是对供电区域进行控制，当停电故障发生时，利用联络开关能够使无故障区正常供电、故障区停止供电，从而在最大限度缩小停电的区域，以提高400V 低压配网供电的可靠性。考虑我国400V 低压配网的供电网络为树枝状结构，变压器和线路较多，具有较高的复杂程度，一旦其中某个位置发生故障，则会导致大范围的供电网络瘫痪，而利用联络开关则能有效解决上述问题。400V低压配网供电中使用较多的为柱上式 SF6联络开关，不仅结构相对简单，实用性较高，还具有较长的使用寿命，安装技术要求不高，成本低廉。SF6开关可安装在单独支线或干线上，能够对故障电流进行自动开断，并同变电站出现开关相互联动、配合。如图1所示为 SF6联络开关在短路故障发生时自动断开的图示。当只有标记4发生断电故障时，不会对其他线路的正常运行造成影响。但 SF6联络开关也存在一定的不足，在变电过程中无法及时发现断电故障，需要通过线路上的用户报告才能知道断电具体情况，从而导致对事故的处理不够及时。图1 SF6短路自动断开图示2.2 设置自动重合器及分断器自动重合器和作为一种智能开关，能够自动控制线路的连接与断开，从而实现对线路的保护作用。而自动分断器也是智能开关的一种，具有分闸闭锁的功能，可对故障次数进行记忆，但并不具备断开故障电流的功能，只有其上级开关做出动作才能断开电流。由此，可以将自动重合器与自动分断器结合使用，如图2所示，以进一步缩小停电故障范围，恢复无故障区域的线路供电。在图2中，当 A 点发生故障，重合闸跳闸，分断器2分闸闭锁，自动重合器重合，恢复无故障线路的正常供电。而当 B 点发生故障，重合器首次分闸，分断器1记忆故障次数，但不分闸，重合器重合再跳开，当重合器第二次分闸时，分断器1则分闸闭锁，重合器重合回恢复供电。图2 自动重合器与分断器的结合使用2.3 构建快速抢修系统结合400V 低压配网供电系统实际情况，对配网监测及快速抢修系统进行构建，实现对400V 低压出口、低压母线进出线、接户线、电缆分支箱（线）运行状况的实时监测，并在发生故障时及时捕获故障、异常信息，并实时传输至主站进行业务应用。该系统主要由前置采集系统、集中器、汇集器单元及采集器单元组成。应用该系统能够实时采集400V低压配网三相电流、电压及温度等数据（如图3所示），并通过电压失压、电流过流及温度超温进行预警和报警，上报故障信息，从而配合主站线路拓扑定位故障线路。该系统能够实现对故障的精准定位，缩短查找故障点的时间，便于检修维护工作效率的提升。同时，该系统还具有如下优势：第一，系统装置结构采用卡接安装方式，简单便捷，支持不停电安装，适用于已有台区的低压检测数据采集改造；第二，系统采用罗氏线圈采样技术，优化后的采集范围可达到0600A，精准程度较高，达到0.5%，并具有较高的故障电流采集线性度，可覆盖400V 改造的所有电缆馈线；第三，适用度较高，适合400V低压配网下的多种线经电缆，无需依照电缆差异进36 EPEM 2023.7 下电网运维Grid Operation行设备换装；第四，能够实现快速的故障定位和抢修运维，能够快速准确地检测到故障电压或电力，上报故障信息，由主站借助拓扑关系对故障点位置进行判断，并利用 App 将信息发送给运维人员，使抢修效率得到显著提高。由此可见，配网监测及快速抢修系统的构建有助于400V 低压配网故障的快速处理，显著提升配网供电的可靠性。图3 400V 低压配网终端配置布局图2.4 闪络现象的处理针对闪络现象的处理而言，必须从引发闪络现象的原因入手，关键在于解决短路问题和高电压问题，需要采用综合性的处理措施，针对实际问题情况制定相应的处理方案。首先，处理低压开关室，加强对低压开关室穿墙套管、绝缘子、连杆瓶、刀闸支柱瓷瓶等部件的防护，采用防污罩将其与外部环境隔绝开来；而对于母排的防护则可以采用绝缘热缩管。通过采用上述的防护措施，能够有效规避污染杂质的积累情况，还能避免动物接触行为，降低出现短路或高压的可能性。同时，对低压开关室的闪络现象处理还可以采用其他处理手段，例如应用除湿设备保持干燥、注意日常工作中的清扫工作，保持开关室的卫生，从而确保开关室内设备的正常、良好运行。2.5 防雷击处理在雨季中要加强对落雷较多线路的关注，采用有效方法手段避免线路遭到雷击。可采用防雷效果更好的瓷横担替换针式瓷瓶，但需要注意的是，瓷横担的防雷效果虽然更好，但并不具备较高的机械性能，在远距离线路中并不适用3。目前，随着社会用电需求的持续上涨，供电线路中的电负荷显著增加，电缆线路也相继增加。在线路的架设过程中可以在电缆斗附件上安装避雷器，并对电缆线进行接地处理，从而实现对雷击情况的有效规避。此外，在线路柱上开关的两侧也需要安装避雷器，并对开关外壳进行接地处理。2.6 完善配网供电系统，加强供电设备管理一方面配网供电部门应进一步加快配网改造工程的进度，对施工过程中存在的不合理环节及时发现并采用灵活举措加以完善。合理规划配网供电系统，有机融合短期方案和长期方案，促进低压配网的协调与完善，提高低压配网供电系统的科学性。同时，对供电系统检测装置进行强化建设，持续提升低压配网供电管理的质量与效率，优化自动化措施，确保低压配网建设的各个环节均能实现自动化建设。此外，制定科学的系统检修计划，定期进行检修维护，降低故障发生概率。另一方面，相关部门要依照低压配网供电系统的实际情况，加强对供电设备的管理工作，在现有供电设备管理体系的基础上完善供电设备管理制度，严格控制设备使用年限，认真执行供电设备的日常运维和养护工作，一旦发现供电设备使用年限超过安全使用期，必须及时更换，确保设备的安全运行。同时，在架设线路时尽可能使用架空导线，注重架设施工的质量管理，严格依照设计要求架设线路并控制截面面积。3 结语400V 低压配网供电系统的日常维护是保证供电质量的关键前提。想要有效实现供电可靠性的提升，必须对整个供电系统进行合理的设计与规划，通过安装联络开关、设置自动重合器和分断器，构建快速抢修系统等手段，实现整个低压配网供电系统的升级，进一步强化供电的可靠性。同时，还要保证电压平稳，做好开关室设备防护，采用有效的防雷击措施，加强供电设备管理等。以此确保400V 低压配网供电线路始终处在良好的运行状态，为低压配网供电提供可靠保障，持续提升供电服务质量。参考文献1 余文斌,王彬.配网自动化建设对供电可靠性的影响分析 J.光源与照明,2022,3.2 刘艳茹,刘洪,等.考虑多种终端配置的中低压配电网供电可靠性协同评估 J.电力建设,2022,2.3高文敬.低压配网供电电压质量分析和提升措施研究 J.电力设备管理,2020,4.