供电可靠性

供电可靠性

供电可靠性是指供电系统持续供电的能力，是考核供电系统供电质量的重要指标,反映了电力工业对国民经济电能需求的满足程度，已经成为衡量一个国家经济发达程度的标准之一；供电可靠性可以用如下一系列指标加以衡量：供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数、用户平均故障停电次数；我国供电可靠率目前一般城市地区达到了3个9（即99.9%）以上，用户年平均停电时间<3.5小时；重要城市中心地区达到了4个9（即99.99%）以上，用户年平均停电时间<53分钟。

在电力系统设备发生故障时，衡量能使由该故障设备供电的用户供电障碍尽量减少，使电力系统本身保持稳定运行（包括运行人员的运行操作）的能力的程度。国家电压质量标准和供电可靠率指标

电压质量标准（一）在电力系统正常状况下，客户受电端的供电电压允许偏差为：

国家电压质量标准和供电可靠率指标

1．35kV及以上电压供电的，电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定值的10%；

2．10kV及以下三相供电的，为额定值的±7%；

3．220V单相供电的，为额定值的＋7%，－10%；

（二）在电力系统非正常状况下，客户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%；

（三）当客户用电功率因数达不到《供电营业规则》规定的要求时，其受电端的电压偏差不受上述限制；

（四）城市居民客户端电压合格率不低于95%，农网居民客户端电压合格率不低于90%。

供电可靠率指标

（一）城市地区供电可靠率不低于99.89%，农网供电可靠率不低于99%；

（二）减少因供电设备计划检修和电力系统事故对客户的停电次数及每次停电的持续时间。供电设备计划检修时，对35千伏及以上电压等级供电的客户的停电次数，每年不应超过1次；对10千伏电压等级供电的客户，每年不应超过3次；

（三）供电设施因计划检修需要停电时，应提前7天将停电区域、线路、停电时间和恢复供电的时间进行公告，并通知重要客户。供电设施因临时检修需要停电的，应提前24小时通知重要用户或进行公告；

（四）对紧急情况下的停电或限电，客户询问时，应向客户做好解释工作，并尽快恢复正常供电。

第二节10kV农网供电可靠性分析与采取的措施

据有关资料显示，10kV配网故障率占整个电网故障率的70%，在10kV配网中10kV农村电网的故障率又是最高的。这主要是10kV农网线路最长，容易受外界因素的影响，线路设备建设质量较差，平常检修、施工停电较多，停电时间较长，影响供电可靠性。这次农网改造虽然取得了较好的效果，但由于多年来农村电网投资欠帐太多，加之资金短缺，一般都只注重了35kV以上变电站和线路的建设改造以及10kV城区配网改造，而对10kV农网的投资相对较少，至使10kV农村电网整体设备健康水平和技术水平并不高。可以说，10kV

农网停电次数多、时间长，成了提高农网供电可靠性的一个“瓶颈”问题。严重影响了农村经济的发展，这也与国家服务“三农”，建设社会主义新农村的战略布署也不相符。本文就当前10kV农村电网故障率较高、停电时间较长的一些原因进行分析，提出了一些改进措施，供同行参考。

1 影响10kV农网供电可靠性原因分析

1.1 配电变压器控制设备绝大多数是跌落式熔断器，跌落式熔断器故障率较高

配电变压器是指6~35kV配电系统的变压器，是电网中处于电力传送最后一级的变电设备，数量最大。但它的自我保护能力很差，保护控制变压器的担子交给了高压开关设备。当

前配电变压器常用的高压控制、保护设备有下列三种：跌落式熔断器、高压断路器、高压限流熔断器。在农网10kV配电线路中，有90%的配电变压器和10kV配电线路分支都使用跌落式熔断器。

跌落式熔断器保护是反时限非限流熔断器保护，它是一种在熔断器动作后，熔件自动跌落到一个位置以提供隔离功能的熔断器，用于户外装置。由于其结构简单、价格便宜等优点，目前在配电网中大量使用。跌落式熔断器存在着诸多问题，例如品种规格少、开断能力不足、熔件安秒特性不准确、熔管变形、选用不正确、劣质品较多、操作维护不当等。据统计，配电变压器故障的80%是发生在跌落式熔断器上。

1.2 跌落式熔断器维护操作不当造成故障停电

一是电工操作不正确，造成跌落式熔断器熔丝拉断，更换熔丝等使停电时间加长；二是电工操作用力过猛造成跌落式熔断器损毁，鸭舌断裂、瓷套断裂等。这样必须对10kV线路停电，以便更换跌落式熔断器；三是由于平时维护不好，跌落式熔断器各部分锈蚀、变形较重，操作多次不能合好；四是跌落式熔断器安装位置不合适，不利于电工操作，造成操作事故，使10kV线路停电；五是电工操作不正确造成事故，使线路故障跳闸。

抽查结果显示，有80%的跌落式熔断器要操作和调整三次才能合好，只有10%的一次就能合到位，另有10%由于多次拉、

合造成跌落式熔断器损毁。一次能合到位的都是对管理的跌落式熔断器性能熟悉，操作要领十分准确，操作正确的电工，同时平时维护工作做得比较好，比较周全；而损毁的跌落式熔断器都是锈蚀较重，严重缺乏维护的跌落式熔断器。特别是一些小厂家生产的次品，极易损毁，造成10kV配电线路故障。

1.3 跌落式熔断器保护特性与10kV线路出口保护配合不正确

如图1所示，1为跌落式熔断器16A熔件保护特性曲线；2为10kV配电线路出口定时限过流保护区；3为10kV线路出口无时限过流保护区。

10kV系统中不同容量变压器的熔体额定电流一般可按下表选择。

表 10kV系统变压器熔断器的额定参数

一般对于小容量变压器由于保护用熔体额定电流值小，其熔断电流值比10kV配电线路的保护整定值小得较多，所以保护配合的问题容易解决，当配变容量增大时，熔体额定电流值增大，就会造成其安秒特性与10kV配电线路的保护整定值不能配合的问题。上表所示，160kVA配电变压器跌落式熔断器的熔丝额定电流为25A，其0.1s熔断电流则高达1000A 以上，0.3s时熔断电流达到650A以上，现在10kV配电线路过电流保护Ⅰ段的整定时限一般为0.3s，整定电流一般在

400A以下，无时限电流速断保护整定电流一般在900A以下。这样两者的保护配合就成了问题。这主要是因为跌落熔断器为空气灭弧，熔体熔断后燃弧时间较长所致。

从图1可以看出跌落熔断器的熔断曲线完全不能与10kV线路出口保护配合。当配变出现大电流故障时，熔断保护不能起到保护作用，越级为10kV线路保护动作，造成整条线路停电，降低供电可靠性性

1.4 用户配电变压器的维护检修不当

（1）一些棉纺厂、化工厂、水泥厂等企业，环境污染物较多，造成电器设备的表面积污量大，不能及时清除，容易发生污闪事故，致使10kV配电线路停电；同时污物可能造成电器设备的腐蚀损坏，造成停电事故。

（2）一些用电户不常生产，或为季节性生产，如砖窑、糕点厂等。还有很多企业开工不足，时停时开，配电变压器也时停时用。开工生产前不能对配电变压器等电气设备进行全面的清扫检修，配电变压器以上电气部分出现问题时造成

10kV配电线路停电。

（3）一些用电负荷较大，而转包频繁或季节性用电较强的企业，如石子厂、砖窑厂等，一般情况下用电设备管理水平较低，加之运行环境恶劣，发生事故较多，引起10kV配电线路停电次数相当多。

1.5 一条10kV配电线路所带配电变压器太多，造成供电

可靠性较低

有的一条10kV配电线路带有四、五十台配电变压器，每次10kV配电线路停电就造成大量用电客户停电。同时一条线路上的各用电设备相互影响大，难以保障电能质量，由于不同的用电客户对电能质量的要求差别较大，对电能质量要求较高的用电客户反应强烈。

据有关资料显示，每条10kV配电线路带20多台配变为宜，由于10kV线路建设受资金限制和企业的投资收益比限制，对于开发区及工业企业较多、负荷较重的地区，配电变压器台数可少一些，而用电负荷较低，配电变压器单台容量较小的地区要适当增多一些。

1.6 配电线路网络的自动化水平较低，造成供电可靠性低当前10kV配电线路手拉手和线路分段，一般只在城区搞了，但在农村线路中搞的还不够，对10kV农网自动化建设只是刚起步。据有关资料显示，供电可靠性是不可能达到99.9%以上的，要想供电可靠性有提高，必须加大投入，提高10kV 农网科技含量和自动化水平。

2 提高10kV农村配网供电可靠性的一些措施

2.1 加强设备检修管理，减少设备停电时间，提高供电可靠性

（1）加强计划停电管理，减少停电次数和停电时间，提高供电可靠性。各单位申请停电必须报送月度停电计划，在每

月一次的生产协调会上进行讨论和批准，能合并的停电进行合并，能压缩时间的进行压缩。未列入月度计划的停电一律由总工或生产经理审批，从而减少停电次数和时间。

（2）停电检修一般分三段：停电时间、检修时间和送电时间，加强这三个阶段的管理，采取有效措施，严格各阶段的操作时间管理，把各阶段时间压缩到合适的程度，以提高供电可靠性。

（3）配电台区改造和业扩接火尽量采用带电作业。按照一定规则，在配电网络上设置预留接火点和接火装置，既减少业扩接火停电，又提高优质服务水平，切实体现行业作风的转变和提高。

2.2 作好10kV农网自动化工作

10kV配网自动化的开展一般要走三个阶段：一是10kV农网线路设备的更新改造，二是配电线路的合理分段和联络，三是二次设备、通讯设备和软件开发应用。

这次农网改造大都未把10kV农网自动化列为改造重点，这与农网资金有限，电网投资历史欠帐太多有关，在10kV农网配电线路开展线路分段和联络“手拉手”建设，以提高线路的供电可靠性是比较现实的做法。在有条件的情况下，可在部分线路采用电压—时间型分段器。

分段器由VSP5型真空负荷开关、故障探测器 (FDR)、电源变压器(SPS)等三部分构成。

VSP5型真空负荷开关,其特点是：

1）采用SF6气体灭弧、绝缘;

2）真空灭弧室串联隔离开关, 增强了断口的击穿强度，可达90kV;隔离开关与真空灭弧室之间有可靠的联锁；

3）采用电磁操动机构，电保持。有电合闸, 失电后自动分闸，机构简单，非常可靠;

4）也可手动操作合闸,在手动合闸位置时,自动控制失效；在手动处于分闸时，方可进入自动控制；

5）出线端采用电缆密封，外绝缘可靠；

6）机构也密封在SF6气体中,避免了大气的腐蚀,因此是可靠的免维护产品,可达15年免维护期。

故障探测器(FDR)，它的功能是控制开关的分、合闸，在线路发生故障时,配合变电站断路器的重合闸,判断故障段,并将故障段两端的开关闭锁,恢复正常区段的供电。它的基本特性是：

1）线路来电, 经延时X (7s,14s,21s….) 后使开关合闸; 2）合闸后进行检测延时Y(5s), 若在此时间失电，则将开关分闸闭锁(再来电时开关不能合闸)；若在此时间内没有断电，则开关不闭锁；

3）若在合闸延时中突然失电,且时间超过3.5s，则实现逆向分闸闭锁 ( 逆向来电不合闸)；

4）若在合闸延时中出现低电压(＜30%UL)，开关实现逆向闭

锁(从另一端来电不合闸）；

5）开关两端同时有电，被闭锁，不能合闸。

FDR的合闸延时有两挡 ( Long和Short 挡)；也可以设置成分段开关和联络开关两种状态（S和L挡）。

这种电压—时间型分段器的优点是:

1）逻辑简单，判断准确；

2）可靠性高，免维护可达15年；

3）这种方式已有30余年的运行记录，运行稳定，可靠性高；4）FDR系统不需蓄电池，免除了十分讨厌的电池维护工作。电压—时间型分段器的分段、联络改造投资不太多，可有效地提高10kV农网配电线路的故障停电时间，提高供电可靠性。对提高农网供电可靠性不失为一个切实可行的方案。2.3 应加强农网改造中对可靠性评价与规划的力度

农网改造最重要的目标是提高供电可靠性和节能降损，电压合格率应包含在供电可靠性的范围中。在发达国家的供电可靠性规程中，停电概念是指对用户的供电电压低于或超过合格电压的状态，而非电压下降为零。

在这次农网改造中，的确解决了电网卡脖子问题，解决有电送不出去的问题，解决因供电容量不足而对用户限制用电的问题，解决检修停电时间长的问题等等，这些归根到底是提高供电可靠性，但没能作为目标体现在农网改造之初的规划设计中，以提高供电可靠性指标为目的做出全面细致的方

案。农网改造虽然取得了很大的成绩，但供电可靠性与要求差距很大。因此，加强农网改造对可靠性评价规划的力度，做好规划，制定切实可行的方案，分步实施，是提高农网可行性的一个十分重要的工作步骤。