冀北地区农网可靠性分析

农网是整个电网的重要组成部分，担负着为城郊及广大农村供电的任务。随着农村经济的不断发展，生产和生活用电需求日益增加，同时由于工业园区、经济开发区相继在城郊甚至农村落户，工业用电需求也大幅提高，使农村供电可靠性在县级供电企业中的地位越来越重要。通过对冀北地区农网调研的基础上，对影响可靠性的原因进行分析，提出了提高可靠性的对策。

1 冀北地区农网的特点

唐山、秦皇岛、廊坊、承德、张家口五市处于河北省北部，简称冀北。根据调研发现，就经济状况而言，冀北五市的经济发展很不平衡，唐山、廊坊比较发达，承德、张家口欠发达，而秦皇岛处于中等水平。

冀北地区虽然经过了农网改造，农网结构比过去有很大改观，但总体上网架结构仍然比较薄弱，设备陈旧落后，对供电可靠性造成了一定的影响。通过对可靠性统计数据的分析，发现冀北地区农网有以下特点。

地区用电量与经济发展状况成正比，经济发达地区（唐山、廊坊）的用电量明显高于经济欠发达地区（承德、张家口）的用电量。

经济发达地区具有线路短、变压器数量多、线路变压器容量大的特点；而经济欠发达地区，则呈现线路长、线路变压器数量少、线路平均变压器容量小的特点。

经济发达地区线路的供电可靠度，比经济欠发达地区线路的供电可靠度高；

影响农网可靠性的主要因素是计划停电，其中主要包括计划施工、计划检修、供电网限电和系统电源不足等。

2 冀北农网10 kV线路故障处理模式

根据调研及相关资料，按照分段元件将冀北地区农网10 kV线路故障处理模式分为5类。

2.1 模式1：断路器




模式1又称“断路器”模式，图1为模式1的简图。属于该模式的线路首端只有一个断路器，干线和分支线上没有分段元件。

适用范围：对于冀北地区的农网来说，属于该种模式的线路一般带负荷较小，并且用户不属于一级负荷，线路供电半径短；在经济欠发达的农村地区还有一定数量该模式的线路。不过随着两次农网改造的完成，这种模式的线路数量明显减少。

2.2 模式2：断路器加隔离开关（手动）




模式2又称“断路器加隔离开关（手动）”模式，图2为模式2的简图。这种模式的线路是干线三分段或者两分段，分支线有无分段支线，也有带分段断路器的支线。首端有出线断路器，干线分段元件与支线分段元件为普通隔离断路器。

适用范围：对于冀北地区农网来说，属于该种模式的线路还有相当的数量，由于没有备用电源，所以在线路的末端，用户停电的几率大。因此该种模式的用户也不是一级负荷。负荷密度相对较小的农用线路属于该模式的较多。

2.3 模式3：断路器加隔离开关（手动）加联络断路器（手动）




模式3又称“断路器加隔离开关（手动）加联络断路器（手动）”模式，图3为模式3的简图。这种模式的线路是干线三分段或者两分段，分支有无分段支线和有分段断路器的支线，有备用电源，线路可通过联络断路器与备用电源连接。

适用范围：属于该模式的线路在故障时能够转移负荷，因此在负荷密度较大的工业密集地区，特别是工业用电较大的地区，线路基本上都有备用电源，这种模式的线路较多。

2.4 模式4：重合器加断路器（自动）




模式4又称“重合器加断路器（自动）”模式，图4为模式4的简图。 这种模式的线路是干线三分段或者两分段，分支有无分段支线和有分段断路器的支线。首端有重合器，干线分段元件与支线分段元件为断路器。

适用范围：由于该模式的线路采用了断路器，因此处理故障隔离的速度较快，不过就目前的冀北农村电网来说，考虑到设备造价问题，属于这种模式的线路数量不是很多。

2.5 模式5：重合器加断路器（自动）加联络断路器（自动）




模式5 又称“ 重合器加断路器加联络断路器（ 自动）”模式，图5为模式5的简图。这种模式的线路是首端重合器，干线和支线靠断路器分段，有备用电源，联络断路器。

适用范围：属于该模式的线路自动化程度很高，故障隔离和负荷转移的时间都很短，因此这种模式的线路主要分布在在经济发达，用户对电力可靠性要求很高的地区，比如县城的经济开发区等地。不过目前这种模式的线路在数量上还很有限。

3 冀北地区虚拟10 kV线路

为了从整体上掌握冀北地区的可靠性状况，现将冀北地区各县按经济发展程度分为发达地区（唐山、廊坊）、中等发达地区（秦皇岛）和欠发达地区（张家口、承德）三类。对发达地区、中等发达地区和欠发达地区分别构造虚拟线路。

在进行可靠性计算时，采用如下假设：a为设备可靠性计算参数均取冀北五市平均水平，对于不同地区不加区分；b为线路负荷均匀分布。

结合县调度记录和2005年全国各省设备可靠性参数，取冀北地区计算用设备可靠性参数如下：干线架空线故障率为0.06（次/年.km）；每次干线架空线修复时间3 h；支线架空线故障率0.08（次/年.km）；每次支线架空线修复时间4 h；线路预安排停电率0.25（次/年.km）；线路预安排停电时间6 h；隔离断路器操作时间0.3 h；联络断路器操作时间0.4 h；

由于属于模式1的线路数量较少，故对虚拟线路按模式2到模式5进行可靠性计算，所获得的可靠性指标可以近似代表该类地区的实际可靠性水平。

3.1 发达地区虚拟10 kV线路可靠性计算

发达地区（唐山、廊坊）虚拟线路长度取平均线路长度16.0 km，平均线路变压器51台，平均线路变压器容量6840 kVA，干线与支线长度比为1:2.5，干线与支线用户数比为1:2.4, 干线与支线用户容量比为1:2.5。三分段时两个隔离断路器分别位于线路的1/3处和2/3处。计算结果如表1所示。
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