供配电系性分析

金琪晨

杭州兴达电器工程有限公司  浙江省杭州市310000

摘要：能源安全事关国家经济社会发展全局，电力供应保障是能源安全的重要组成部分。电力可靠性管理是指为提高电力可靠性水平而开展的管理活动，包括电力系统、发电、输变电、供电、用户可靠性管理等。电力用户是其产权内配用电系统和设备可靠性管理的责任主体，应做好配用电系统和设备的配置与运行维护。电力设备制造企业也应充分应用电力可靠性管理的成果，加强产品可靠性设计、试验及生产过程质量控制，依靠技术进步、管理创新和标准完善，提升设备可靠性水平。

关键词：供配电系统；可靠性；分析

引言

电力系统可靠性管理指为保障电力系统充裕性和安全性而开展的活动，包括电力系统风险的事前预测预警、事中过程管控、事后总结评估及采取的防范措施。供电可靠性管理是指为实现向用户可靠供电的目标而开展的活动，包括配电系统和设备的可靠性管理。用户可靠性管理是指为保证用电的可靠性目标，减小对电网安全和其他用户的影响，对其产权内的配用电系统和设备开展的活动。

1供配电系统可靠性概述

供配电系统可靠性是指供配电系统在规定条件下和预定时间内完成规定功能的能力。供配电系统的基本单元是电力元件，这些元件按既定的目的连接起来完成相应的功能。假设系统中每一元件是独立的，仅有工作和失效两种状态，那么由元件构成的系统，不管多么复杂，它也具有两种状态，即工作状态及失效状态。显然，供配电系统的可靠性是由元件的可靠性及系统的结构决定的。

基于可靠性相关理论，元件一般可分为可修复元件和不可修复元件：可修复元件是指工作一定时间后发生故障，可经过修复再次恢复功能的元件；不可修复元件是指工作一定时间后发生故障，不可修复或修复不经济的元件。供配电系统主要电力元件（如变压器、柴油发电机等）都是可修复元件，因此，本文将供配电系统作为可修复系统，在此基础上进行可靠性分析。

2供配电系统的重要性

供配电系统是电力系统的重要组成部分，负责将发电厂产生的电能通过输电线路传输到用户，并对电能进行有效分配和控制。供配电系统对于保障电力系统的稳定运行、满足用电需求以及推动经济社会发展具有关键作用。具体表现在以下几个方面：（1）确保电力供应的稳定性与可靠性，供配电系统负责将电力从发电厂输送到用户，确保用户能够获得稳定、可靠的电力供应，满足各类用电需求。（2）优化电力资源配置，供配电系统可以实时监测电力需求和供应状况，通过调整输电线路和配电设备的运行参数，优化电力资源的配置，提高能源利用效率。（3）降低线损与能耗，供配电系统的优化设计和运行管理可以有效降低线损、减少能耗，提高电力系统的经济性。基于电气自动化技术的系统运行，能够全面优化电力系统内部的组织结构与技术结合，有助于系统运行成本控制。（4）支持可再生能源的接入与应用，随着可再生能源的快速发展，供配电系统需要具备灵活性和智能化的能力，以支持各类可再生能源的并网运行和调度。

3影响供电可靠性的原因

3.1线路规划设计不合理

从实际情况来看，该问题最主要的表现为设计过程中对各类资源的配置不够合理，存在电力网络结构设计缺乏科学性与先进性、部分细节设计不够合理、电力线缆及设备未达到最佳运行状态等情况，这不仅会导致电力输送过程中存在较大的能耗损失，还会增加线路、设备的故障概率，从而影响供配电系统的供配电可靠性。

3.2自然灾害的破坏

供配电系统的大部分线路和设备设置在户外环境中，因此，自然环境因素对供配电系统供配电可靠性的影响较为明显。冰冻、冰雹、雷击、强风、地质结构突变等自然灾害，均会对户外线缆、杆塔、设备造成直接性的破坏，导致供配电系统发生故障，影响其供配电可靠性。

3.3日常管护不到位

供配电系统运行过程中，线缆、设备会随着使用时间的增长而逐渐老化，以致无法处于最佳的工作状态，存在较高的故障风险。同时，交通事故、人为盗取破坏、雷击、外物触碰等情况也会直接导致线缆、杆塔、电力设备损坏，影响供配电可靠性。因此，为保证供配电可靠性，不仅要做好电力系统的科学设计，还要加强日常管护，及时维修、更换异常系统元件，处理故障风险。但从实际情况来看，受多种因素的影响，很多电力企业都存在日常管护不到位的问题，无法最大限度保证供配电的可靠性。

4供配电系统可靠性分析

4.1电力设计

建筑工程的供配电形式一般分为中压10kV（20kV）和低压0.38kV两部分，随着各类重要场所建造规模的逐步扩大，用电设备（如集中空调制冷设备）容量亦水涨船高，使得变压器容量和低压0.38kV配电系统难以满足设备的使用要求，大型设备开始逐步转向10kV中压段直接供电，配电设计的可靠性要求也越来越高。

重要场所的保电设计一般采用用户自备应急电源方案，自备电源的形式有发电机和储能设备等，由此分析了10kV柴油发电机组和不间断电源UPS组合供电的保电方案，重点介绍柴油发电机组与市电切换的调试和配合。10kV柴油发电机组设在市电中压段，切换采用并机不并网的方式，作为重要场所主要备用电源；末端一级负荷中特别重要负荷和有特殊要求的负荷，采用集中UPS电源和分散设备自带UPS供电，实现末端重要负荷在电压波动、闪断以及在外线失电切换、柴油发电机启动期间的不间断供电。

4.2运维管理

供配电系统自动化程度高和用电可靠性要求高的重要场所，更是离不开专业团队的管理，充足的运维技术人员是系统正常运行的保障。电气设备故障主要分为以下几点：1）小动物造成的短路事件；2）设备、线缆本体缺陷造成的故障；3）设备操作使用不当造成的故障；4）设备、电缆长期过载发热造成的故障。大部分电气故障都是隐患的长期积累，事故发生前常伴随有设备的发热异常和放电异响，此类信号可以通过设备的红外线成像测温和运维人员设备巡视，在事故前期发现，并通过制定计划检修，消除隐患。另外，电气设备故障的种类多样，判断事故类型，分析故障点，也需要一个专业的运维团队去完成，一个高水平的运维管理团队是提高供电可靠性的重要一环。

4.3系统调试

供配电系统调试是设计应用和用户使用中尤为重要的一环，随着供配电系统的微机保护装置发展日益完善，在用户侧的应用也越来越广泛。10kV中压段采用的微机保护装置，确保在用户系统内部发生故障时，保护装置动作及时隔离内部故障。微机保护的整定计算应按照外部供电系统的最大或最小运行方式，结合内部设备容量配置，作完备的整定计算，保障安全可靠地切除内部故障。10kV中压自动切换系统调试，可通过重要场所的使用特性和负荷等级，按投切逻辑和时序调试，实现用户系统内的10kV中压段单路失电自动加减载切换，双路失电自动启动柴油发电机组，及自动加减载切换，最终达到设计要求可靠性的目的。

结束语

供配电系统的可靠性与设计、调试、运维等各环节密切相关，由于现阶段各环节的分工不明和衔接脱节，很容易造成系统的不完善或者不能达到设计初衷；再则，用户运维人员专业知识不足和使用不当，均会对系统的可靠运行造成影响。通过对既有重要场所调研分析，建议从前期规划设计阶段，设计人员专业把控和对接，通过合理的方案论证、设计、实施和调试，进行全过程跟踪；用户运维人员通过系统交接、培训等方式，提高运维管理水平，重要场所供电可靠性保障的措施大有可为。

参考文献

[1]陈杰甫.医院建筑配电系统可靠性分析[J].现代建筑电气,2020,11(05):13-16.

[2]陈艳春.10kV配电网供电可靠性设计考虑因素及对策[J].光源与照明,2021(7):93-94.

[3]蔡骐.10kV供配电系统设计及对供电可靠性的影响分析[J].电工技术,2021(2):75-77.