浅谈配电网规划设计如何减少配电线路运行故障

浅谈配电网规划设计如何减少配电线路运行故障

钟志钦

（广东电网有限责任公司东莞石碣供电分局广东东莞523290）

摘要：经济的快速发展，致使用电负荷不断增加，使得现状配电线路结构更加复杂，增加了配电线路管理的难度。由于配电线路分布广，长期处在露天状态下运行，所以容易遭受各种配电线路自身因素、自然灾害和外力破坏，导致供电能力无法完全满足安全运行状态。为提高电力企业的供电服务，保障企业和人民能安全和可靠地用上高质量的电能，提高电力系统规划，提高电网经济和劳动生产率迫在眉睫。本文就谈谈电网规划设计如何减少配电线路运行故障的一些观点。

关键词：电网规划设计；减少；配电线路运行故障

前言

电力系统关系着国计民生，满足国民经济和人民生活不断增长的用电需求，保障供给是电力部门的重要任务。在配电线路运行中，由于受到多种因素的影响，故障的发生是不可避免的，故障的发生会影响电力系统的经济效益和社会效益，因此，我们必须在电网规划设计中采取一些有效措施，提高供电可靠性，有效减少配电线路故障。

一、配电网规划设计的基本要求

配电线路具线路长度长、负荷分布散、保护措施少等特点，对配电线路规划设计提出更高的要求。配电线路的规划设计是否合理将直接影响电网的正常运行，基于此，配电网规划设计应当针对城市配电网存在的主要问题，结合配电部门运行情况，进一步优化、简化网络结构，提高供电可靠性和经济效益水平，保证供电的质量。在实施策略上，应远近结合、分步实施，减少配电线路故障发生。

二、配电线路运行故障的原因分析

（一）负荷快速增长因素

1.镇区配电网在镇区发展过程中，负荷发展会随季节的变化而有所差异。例如：近年来，石碣镇5-11月温度较高，居民的空调、电扇、电磁炉和冰箱等电器的大量使用，镇区负荷迅速增长，导致低压配电线路经常发生过负荷跳闸。

2.石碣镇电网在社会大环境下差异较大。经过2008年金融大风暴，在国家的体制完善下，我镇经济的升级转型下，经济呈快速上升态势，在多家大型楼盘进驻，和大型企业的强势复苏，以及小型作坊的增多使电量大幅上升，导致配电线路过载运行，影响供电可靠性。

3.配电线路高负荷也具有明显的时段性：配电线路的负荷在每天的每个时段都有所不同，0.4千伏的配电线路其高峰期出现在每天的11：00—14：00和18：00—23：00；10千伏的配电线路其高峰期出现在每天的9：00—11：00和14：00—17：00，尤其是动力电机启动时的峰值为最高。

（二）配电线路自身因素

配电线路产生故障的原因是多方面的。其中常见的因自身存在的因素而导致配电线路出现故障的情况有以下几种：⑴过引线燃断，如果过线的连接不牢固，引起接线松动发热，过电流发热，导致连接点出现放电现象，从而会烧断线路中的导线，影响整个线路的正常运行。⑵用户专变故障，由于用户专变管理不完善，往往导致小动物可自由进出配电设备和人员操作不当，影响配电线路故障跳闸。⑶瓷式绝缘子和横担爆裂，使线路的绝缘性降低，甚至出现线路接地或跳闸现象。⑷用电设备过负荷损坏和短路接地，用电设备长时间过载运行，大大增加设备损坏和短路的可能性，进一步引起线路跳闸风险。⑸相间短路故障，异物造成相间短路在街道旁和建筑物附近的线路，可能会因大风造成一些导体或半导体的轻物质刮到线路上，如废弃录音带、风筝等都可能造成线路的相间故障。⑹配电线路支线截面小，接入大容量用户，会导致用电电流增大，线路过热，最终烧断配电线路，造成故障。

（三）自然因素

自然引起配电线路故障的众多因素之中，天气因素所占的比例最高。主要包括以下：⑴雷雨天气多发，电力设备、电力线路极易受到雷击，进而导致配电线路故障。⑵在夏季雷雨季时，尤其0.4千伏配电线路的铜、铝导线直接连接部分，由于铜、铝的弹性模量和热膨胀系数相差很大，铝的热膨胀系数比铜的热膨胀系数大36%左右，经冷热循环（特别是雨水天后），会使铜导线受到挤压，而在冷却后不能完全复原，线路在驳接口容易产生烧断现象，造成故障。⑶台风会刮断配电线路以及造成倒杆情况。⑷水灾会危及到配电设备和配电线路短路跳闸。⑸鸟害造成的相间短路，鸟落到线路上、筑巢造成相间短路引起跳闸，发生此类故障大多数为线路的铁塔上。

（四）人为因素

配电线路复杂，交跨道路、建筑物、堆积物和树木等，人为因素是不可忽视的偶然因素之一，具体表现以下：⑴在配电线路底下违章建筑，存在火灾隐患，容易造成故障。⑵蓄意破坏用电线路，不法分子盗取电线或其他设备，造成线路故障。⑶车辆等误碰配电线路杆塔，车辆载物过高刮断配电线路，碾压电缆，造成线路故障。⑷野蛮施工，当前存在部分施工单位对架空线路安全距离和地下是否有电缆不明确时，未经咨询相关部门，而进行野蛮施工，往往会造成线路故障跳闸发生。

三、关于配电网合理规划设计减少配电线路故障的研究

综合上述，应当针对城区配电网存在的主要问题，在相关部门的配合下，广泛收集有关用户的用电需求计划和配电线路故障多发区域存在的问题。因此，配电网规划设计要结合实际情况，因地制宜，针对负荷性质的区别，选择与之相适应的方案，这样做不仅能够减少配电线路故障的发生，还能提高经济效益和社会效益。

1、合理布局配电台区的建设。配电变压器在建设之前应当考虑到密布点的原则问题，配电台区选址合理，以便将低压配电网的供电半径控制在一定范围之内。为遵循安全、可靠和简单的原则，380/220伏的低压配电网的建设一般采用的是以配电变压器作为中心的树状放射式的结构，实行分区供电。同一电房内的2台配电变压器的低压母线之间应当设置联络开关以作突发事故的备用。低压线路必须有明确的供电范围，不能出现跨区供电的现象。由于石碣的土地面积有限，用电较为密集，配电台区的选型主要以500-800千伏安为宜，同时根据负荷的性质确定，一般按变压器容量的40％在补偿柜集中补偿，以稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。同时必须做好安健环及防护栏等措施，以及进一步分割原有台区部分负荷，减少因负荷快速增长、人为因素破坏而发生的配电设备故障。

2、正确选用导线截面。配电线路规划应满足供电区域负荷的需求。10千伏配电网的主干线是闭环接线，是一种开环运行结构，10千伏配电网线路的供电距离应当控制在6千米以下。0.4千伏低压供电半径应不超过250米以内，分支线（含主干线）应控制在400米以内，繁华或负荷密度大地区主干线供电半径应控制在150米以内，分支线（含主干线）应控制在250米以内，郊区或农村地区的供电半径应控制在500米以内。主干线的导线选择：10千伏主干线的导线截面宜采用240mm2、300mm2的铜芯电缆，分支线路的导线截面宜采用95mm2的绝缘导线；0.4千伏主干线截面宜采用240mm2的绝缘导线或者240mm2的铜芯电缆，分支线路的导线截面宜采用95mm2的绝缘导线。同时架空线路做好驱鸟器装置，在多发雷区域多装避雷器设备，在合适位置安装故障指示器，采用绝缘子安装，低压线路装置防盗设备，并杆塔下做好防撞和安健环等措施，以最大限度减少配电线路故障的发生。

3、完善线路网络构架建设。实现电网安全、可靠的供电，需要一个强而有力的网架作支撑。环网结线方式可以大大提高配电网的供电可靠性，但其线路的设备利用率相对较低，一般单环网线路的设备利用率为50%，两供一备线路的设备利用率为67%，三供一备线路的设备利用率为75%。当原有线路负荷率较低（≤50%）时，可采用单环网结线方式；当原有线路负荷率较高（＞50%）时，则宜选择两供一备、三供一备等结线方式。当任10千伏配电线路出现故障时，将故障点能够及时隔离，并转由另一个线路连续供电，减少因配电线路故障而影响大面积停电，提高供电可靠性。

结束语

镇区配电网规划的好坏，对镇区经济建设有着深远的影响，也是未来镇区建设中不可缺的一环。配电线路运行中，由于受到多种因素的影响，故障的发生是不可避免的，故障的发生会影响电力系统的经济效益和社会效益。因此，我们要提高对配电线路发生故障因素在配电网规划设计中重点关注度，不仅可以保障配电线路正常运行，而且可以提高安全度，预防运行过程出现电力事故，促进经济效益的实现。

参考文献：

［1］姜华.10千伏以下配电线路的故障分析及处理技术［J］.现代妇女，2013（12）

［2］黄炳锋.浅谈城市10千伏配电网规划方法的创新［J］.第一论文网，2013（11）

［3］阎士琦.农村配电设计手册.中国电力出版社2001（3）

［4］10kV配电所及低压配电线路运行管理规程（第一版）.东莞供电分公司，2004（12）