浅析影响10kV配电网供电可靠性因素

　　10kV配电网多采用架空线或以架空线为主的混合结构 ，一般为放射形供电方式 。由于10kV配电线路沿线地理条件较复杂 ，线路绝缘水平较低 ，因此线路故障率高 。另外 ，10kV配电网直接面向众多电力用户 ，线路作业停电的机会也多 ，如何提高10kV配电网供电可靠性 ，是10kV配电网改造和建设的重要课题 。

　　2 、10kV配电网基本接线方式

　　10kV配电网接线方式可分为公用网和专线(网)两类 。公用网，基本接线方式有 ：树枝网 、分段隔离树枝网 、干线(部分)联络树枝网和全联络树枝网 。

　　3 、影响供电可靠性的主要因素

　　影响10kV配电网供电可靠性的主要因素有 ：线路故障率 、故障修复时间 ，作业停运率 、作业停运时间 ，用户密度及分布等 。

　　3.1线路故障率及故障修复时间

　　线路故障可能是由于绝缘损坏 、雷害 、自然劣化或其他等原因造成 。对架空裸导线 ：

　　(1)绝缘损坏是指高空落物 ，树木与线路安全距离不足等造成的故障 ，与沿线地理环境有关;一般认为绝缘损坏率与线路长度成正比 。

　　(2)雷害造成的故障与避雷器的安装情况有关;雷害故障率大体上与避雷器安装率成反比 ，与避雷器自身故障率成正比 。

　　(3)自然老化引起的故障与线路设备 、材料有关;对同一类设备 、材料 ，自然老化率与线路长度成正比 。

　　(4)其他原因主要是指外力破坏 ，人为过失等造成的故障 。

　　(5)故障修复时间与运行管理水平 ，网络结构 ，以及配电网自动化水平有关 。因为正确 、迅速地判明故障点 ，可大大缩短故障停电时间 。对同一网络结构 ，运行管理水平 、自动程度相同的配电网 ，故障修复时间取平均值 。

　　3.2作业停运率与停运时间

　　作业停运是指配电线路因试验 、检修和施工造成的停运;施工停运则与线路供电区域发展情况有关 ，发展中区域线路施工停运率高 ，发展接近饱和区域 ，线路施工停运率低 。

　　作业停运时间与作业复杂程度和施工技术水平有关，一般可取平均值 。

　　3.3用户密度与分布

　　用户密度是指每单位长度线路所接用户数 。因用户负荷的不同 ，各回线路用户密度一般也不相同 。在估计接线方式对供电可靠性的影响时 ，可取平均密度 。

　　按现行供电可靠性统计指标 ，对同一接线方式 ，用户分布情况不同 ，可有不同供电质量服务指标 。

　　按用户分布模式分析 ，用户大部分分布在线路前段 ，线路中 、后段故障可通过分段断路器隔离 ，从而前段线路可恢复运行 ，故有最佳的评估结果;用户大部分在线路中段的模式次之 ，用户集中在线路末端的分布模式最差 。

　　4 、基本接线方式的供电可靠性评估

　　4.1基本接线方式评估

　　根据上述影响供电可靠性的主要因素 ，按表1设定的配电线路可靠性指标及参数 ，设断路器为手动操作 ，有联络线路故障隔离操作时间(含故障定位和向完好线段恢复供电时间)为1h ，作业隔离操作时间计入作业停运时间 ，对总长同是12km(每段线路长2km)的基本接线方式进行评估 。

　　评估方法采用故障模式后果分析法 ，评估结果见表2。

　　4.2主要因素对可靠度的影响

　　(1)故障率及故障修复时间 ：

　　降低线路故障率对全联络树枝网效益最高 ，若故障率降至0.05次/km·年 ，用户年平均停电时间可由3.4h/户降至2.7h/户 ，减少了20.6%;而树枝网效益最低 ，用户年平均停电时间可由15.6h/户降至13.8h/户 ，仅减少11.5% 。减少故障修复时间有同样的结论 。

　　(2)作业停运率及作业停运时间 ：

　　由于用户增容报装的原因 ，对运行管理较完善的电网 ，作业停运率降低空间不大 。缩短作业停运时间 ，若从4h缩短至2h ，对树枝网用户年平均停电时间可由15.6h/户降至9.6h/户 ，减少了38.5%;而全联络树支网用户年平均停电时间也可由3.4h/户降至2.4h/户 ，减少了29.4% 。

　　(3)用户分布模式 ：

　　对树枝网和全联络树枝网 ，用户分布模式对供电可靠性无影响 。对分段隔离树枝网 ，用户分布模式对供电可靠性的影响如前所叙 。对主干线联络树枝网 ，若用户大部分直接接入主干线，供电可靠性较高;反之 ，供电可靠性就较低 。

　　4.3开关类型和系统自动化对可靠性的影响

　　(1)开关类型 ：

　　10kV配电线路上常用开关设备有 ：柱上断路器 、负荷开关和隔离开关 。若能装设过流脱扣的柱上断路器 ，可有效地缩小故障影响范围 ，提高供电可靠性 。若使用隔离开关 ，故障修复和施工完成后恢复供电 ，要增加操作停电时间 。上述分析基本上是以负荷开关为蓝本 。

　　(2)系统自动化 ：

　　对配电系统可靠度有较大影响的一个因素是故障定位和隔离 ，以及向完好线段恢复供电时间 。若配电系统实现了自动化 ，故障隔离操作时间可大大缩短 ，如远方手动操作时间可缩短至几min～十几min ，全自动操作则可以缩短至几min内完成 。如全联络树枝网 ，实现自动化后故障隔离操作时间降至0.2h ，用户年平均停电时间可由3.4h/户降至2.4h/户 ，减少了29.4% ，供电可靠率则可提高至99.9726% 。

　　5 、结束语

　　从对基本接线方式的评估结果可知 ，树枝网供电可靠性最低 ，全联络树枝网供电可靠性最高 。由于10kV配电网是随着电力用户的增加而不断发展 ，线路建设初期虽然暂未能实现联络 ，也应对主干线进行分段和分支线的隔离 。一旦联网条件成熟 ，应尽早实现联络 ，从根本上提高10kV配电网的供电可靠性 ，并为将来实现配电自动化提供坚实的基础 。联络一般从主干线做起 ，避免全线路长时间停电的发生 ，然后按重要分支线 、一般分支线逐步实现全联络 。另外 ，重视线路元件的质量 ，降低线路故障率 ，以及合理地组织施工 、检修 ，都可有效地提高10kV配电网的供电可靠性。