一种缩短箱变停电作业的方法与流程

1.本发明属于故障抢修领域，尤其涉及一种用于缩短箱变停电作业的方法。


背景技术：

2.在低压配电网中，箱式变电站(简称箱变)是最常用的终端配电方式，一般安装在户外，作为高低压转换和电能分流进居民用户的中间环节。
3.户外的箱变一般无人值守，当故障发生的时候，从发现故障到相关人员前来检修和送电之间往往有多个中间环节，从而给企业生产和居民生活带来不良的影响。
4.箱变故障和停电时长统计
5.当箱变发生故障跳闸，居民失电到箱变抢修后送电的流程如图1中所示。
6.具体的，班组接到停电抢修通知到箱变送电之间，通常会经历如图1中所示的四个环节，分别是接到抢修通知前往现场进行勘查确定设备故障点、是否需要厂家运送设备、现场土建工作和设备更换、操作班组送电。
7.下表统计了某年5月到同年9月的抢修和箱变技改记录。
8.表1箱变停电时长统计表
9.故障类型数量停电时间(小时)诉求单总数平均一次诉求单箱体腐烂2894.5开关无法拉合3482.6绝缘击穿、放电74152.1外力碰撞1211操作不当1211箱变技改1310372.8
10.结合表1及图2及图3中所示可知，根据统计可得某年5月到同年9月的故障类型以技改为主，其次为绝缘击穿及开关无法拉合，而各类故障平均停电小时数统计中技改平均停电高达10小时，可见技改占据抢修作业的绝大多数情况且导致平均停电时长较高。根据箱线图可见该阶段内班组抢修作业平均停电时间高达8小时。
11.根据统计可得某年5月到同年9月的诉求数量与故障数量成正比，表2为该期间的故障诉求统计表。
12.表2箱变每月停电次数统计表
13.月份故障数量诉求单数量平均停电时长(小时)536565867720108619896187
14.在图4a至图7中，将箱变和变电站停电时长进行了对比，变电站作业停电时间长度
较平稳；箱变作业停电时间长度波动比较大，并且对箱变和变电站停电时间长度中位数进行了对比，发现箱变作业停电时间长度中位数明显大于变电站作业停电时长中位数。
15.选取一个中位数案例，停电时长8小时，进行典型案例的分析，抢修工作流程图以及耗时如图8中所示：
16.1)现场勘查：接到客户报修信息，从单位出发到达现场，确认故障点。由于供电公司供电区域横跨宝x、静x、杨x、普x等区，共计5757座箱式变电站。数量多，分布广，有些箱变比较偏僻，到达现场需要的时间比较长。
17.2)设备运输：某市电力公司实施零库存的物资方案，设备的备品备件是从设备厂家调货，并且设备仓库一般都在郊区等地带，距离比较远，从联系厂家、装车、运输、卸车整个流程至少需要2到4个小时。实际过程中，严重堵车，车辆故障等事件时有发生，影响抢修速度，增大了停电时长，尤其夜间设备发生故障，往往第二天才能把设备运输到现场。
18.3)根据对某年5月到同年9月的抢修记录的统计，仓库平均距离为132公里，运输平均用时为2.5小时。
19.4)抢修更换：箱变基座不匹配，需要土建配合，土建工作耗时长。设备运输到施工现场后，如果新旧箱变的结构不一致，还需要对原有的箱变基座进行土建改造，重挖电缆沟，电缆接头冲长。不满足吊车吊装条件时，会严重影响安装进度，最长需要5个小时才能完成旧箱变的移位，新箱变的安装。
20.5)送电环节：先预汇报，由调度调配人员到现场，进行送电操作。需要和操作班配合，班组之间工作交接有时差。
21.根据对某年5月到同年9月的抢修记录的统计，可以确定，箱变在抢修和技改时停电是一个常态化事件，具体的停电时间长度根据现场情况波动。箱变发生故障时，没有备用电源，且各环节因不同原因可能导致整体流程停电时间加长，故需要长时间停电抢修。
22.停电造成的直接经济损失分析：
23.停电造成的直接经济损失主要是指售电量损失，以上述案例举例，箱变容量500kva，平均负荷率为30％左右，停电八小时损失售电量大约为1200度。
24.停电对企业形象和年度考核指标的影响：
25.(1)公司配网优质服务率指标：
26.配网优质服务率＝0.3
×
(1-考核范围内投诉工单数量/低压用户总数量(万户))+0.7
×
(1-考核范围内抢修工单数量/低压用户总数量)，目前优质服务率在0.97左右，还有进一步提升的空间。
27.(2)公司配网供电可靠性指标：
28.配网供电可靠性＝(1-系统平均停电时间/统计期间时间)
×
100％；
29.系统平均停电时间＝总的(每次停电时间*每次停电户数)/等效总用户数。
30.综上，基于优质供电服务的要求、售电盈利的要求、营配合一的要求以及供电公司年度考核压力等方面的原因和考量，在实际工作中，急需寻找有效的措施来解决箱变抢修和技改停电时间长的问题。


技术实现要素：

31.本发明所要解决的技术问题是提供一种缩短箱变停电作业的方法。其通过为箱变
寻找备用电源点和接入方法为创新点，来解决箱变的停电时间过长的问题。该方法能够使得在设备运输及抢修更换环节给用户提供临时供电措施，能够大幅度缩短用户停电时间。
32.本发明的技术方案是：提供一种缩短箱变停电作业的方法，其特征是：
33.1)针对每个箱式变压器，提前排查在每个箱式变压器周围的其他电源点；
34.2)若箱式变压器附近有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采取就地取电模式对该箱式变压器的负载进行供电；
35.3)若箱式变压器附近没有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采用调运发电车到现场，对该箱式变压器的负载采取接到低压母排上供电，给该箱式变压器的低压用户供电；
36.4)在上述两种运行模式的基础上，对箱式变压器的重要低压用户，增设专用供电箱，通过供电箱对低压用户供电；
37.5)通过为箱式变压器寻找备用电源点和确定接入方法，来解决箱变检修或故障处理时停电时间过长的问题；在设备运输及抢修更换环节，通过给用户提供临时供电措施，大幅度缩短用户停电时间。
38.具体的，所述缩短箱变停电作业的方法，对箱式变压器停电作业流程的过程、时长以及结果进行分析；通过对影响箱式变压器作业停电时长的各个因素进行分析，找到影响箱式变压器作业停电时长的主要因素；借鉴配电站设备故障时的处理方法，通过为箱式变压器寻找备用电源点和接入方法，来解决箱式变压器的停电时间过长的问题。
39.进一步的，所述缩短箱变停电作业的方法，将箱式变压器短时停电作业分为附近有可用电源(简称“有源”)和附近无可用电源(简称“无源”)两种情况，对各方案进行操作难度、作业安全性、实施条件、实施流程以及停电影响等方面的综合比较，。
40.具体的，所述缩短箱变停电作业的方法，将箱式变压器附近有可用电源，称为“有源”；将箱式变压器附近无可用电源，称为“无源”。
41.进一步的，对于“有源”情况，采用连接低压备用开关、连接低压母排或连接低压母排与低压开关的方式进行处理；对于“无源”情况，采用发电车接入箱变或接入配电间方式进行处理。
42.具体的，所述缩短箱变停电作业的方法，根据现场情况确定接入点的选择，确定发电车的调配，准备对应的临时电缆，做好负荷测算，实施对应的安全措施，进行对应的现场工作。
43.进一步的，所述缩短箱变停电作业的方法，通过对箱变短时停电作业流程分析，确认停电时间集中在包括设备运输、土建改造、临时用电接入在内的重点环节上。
44.具体的，所述缩短箱变停电作业的方法，通过降低箱变抢修技改时停电时间，缩短不必要停电时间，减小停电时户数，减少用户的停电时间，增加公司售电盈利，优化营商环境，体现出营配合一，提高供电公司的经济效益。
45.进一步的，所述缩短箱变停电作业的方法，针对包括备用电源接入方式的选择、发电车的调度方案、临时电缆的选择以及负荷估算在内的因素，进行可执行方案的对比。
46.本发明技术方案所述缩短箱变停电作业的方法，借鉴配电站设备故障时的处理方法。通过为箱变寻找备用电源点和接入方法，来解决箱变的停电时间过长的问题，在设备运输及抢修更换环节给用户提供临时供电措施，能够大幅度缩短用户停电时间。
47.与现有技术比较，本发明的优点是：
48.1.本发明的技术方案，通过为箱变寻找备用电源点和接入方法为创新点，来解决箱变的停电时间过长的问题；该方法能够使得在设备运输及抢修更换环节给用户提供临时供电措施，能够大幅度缩短用户停电时间。
49.2.本发明的技术方案，基于对待处理的箱变周边的可用备用电源点进行预先排查摸底，掌握其是否“有源”，针对其具体情况，有针对性的开展后期各项工作，打有准备之战，避免盲目应战，提高箱变故障或改造的处理速度，进而减少去停电时间；
50.3.本发明的技术方案，借鉴配电站设备故障时的处理方法。通过为箱变寻找备用电源点和接入方法，在设备运输及抢修更换环节，给用户提供临时供电措施，能够大幅度缩短用户停电时间。
附图说明
51.图1是现有箱变抢修流程示意图；
52.图2是箱变停电次数统计图；
53.图3是箱变停电时长统计图；
54.图4a和图4b是箱变停电故障时长箱线图；
55.图5是箱变停电故障时长以及诉求数量折线图；
56.图6是箱变与变电站停电时长对比折线图；
57.图7是箱变与变电站停电时长对比箱线图；
58.图8是箱变抢修环节时长示意图；
59.图9是常规箱变电气接线示意图；
60.图10是常规配电站电气接线示意图；
61.图11是对箱变短时停电作业的pfema分析法示意图；
62.图12是箱变短时停电作业流程对比图一；
63.图13是箱变短时停电作业流程对比图二；
64.图14是本发明技术方案的创新思路与借鉴示意图；
65.图15是本发明箱变短时停电作业法系统示意图；
66.图16是采用连接母排之间联络供电模式的临时用电系统一次接线图；
67.图17是采用母排与备用开关联络供电模式的临时用电系统一次接线图；
68.图18是采用配电间/分支箱联络供电模式的临时用电系统一次接线图；
69.图19是采用配电间/分支箱供电模式的发电车接线示意图；
70.图20是采用发电车接低压母线模式的发电车接线示意图；
71.图21是本发明箱变短时停电时的最佳解决方案示意图。
具体实施方式
72.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
73.如图11中所示，本发明的技术方案，采用pfema(process failure effect mode analysis，过程失效影响模式分析)分析法对箱变短时停电作业的过程、时长以及结果进行分析。
74.如图11至图13中所示，根据箱变短时停电作业流程分析，发现停电时间集中在设备运输、土建改造、临时用电接入等几个环节。
75.若能减少设备运输时间，就能大大缩短停电时间；若能在接入稳定的临时用电设备的同时进行设备运输、土建改造等环节，抢修更换箱变时用户停电时间可以大幅度缩减。
76.通过对影响箱变作业停电时长的各种因素进行分析，发现影响箱变作业停电时长的主要因素是设备运输环节，包括设备路程运输以及设备装车和现场安装的吊装环节。
77.如图12中所示，当附近有可用临时电源时，预计减少停电时长6小时。
78.进一步的，如图13中所示，经发电车供临时电源，预计减少停电时长6小时。
79.参考图9、图10中所示，配电站为单母线分段的双配变结构，出现设备故障后，可以通过低压分段开关实现一个配变带两个配变的用户。而箱变为单母线接线的单配变结构，设备故障停电后不能获得备用电源。
80.如图14中所示，借鉴配电站设备故障时的处理方法，通过为箱变寻找备用电源点和接入方法为创新点，来解决箱变的停电时间过长的问题。
81.如图15中所示，根据现场情况、结合工作经验，进行了各种方案的比对。
82.在方案细化的过程中，针对接入方式的选择、发电车的调度方案、临时电缆的选择以及负荷估算都进行了方案对比。
83.箱式变电站发生故障时备用电源点接入方式的选择：
84.1、方案一：当故障设备附近有其他电源点，可就地取电。
85.箱式变电站发生故障时，包括高压开关故障、变压器故障、高压电缆故障、电缆接头故障时，需要对箱变进行停电抢修，如果附近有正常供电的箱变，可以用电缆将两个箱变的低压母排并列运行。
86.如图16中所示，采用连接母排之间联络的供电模式，箱变经母排连接，要求箱变的容量可以承载两个箱变用户的负荷，但是需要带电箱变临时停电大约15分钟，短暂扩大停电范围。
87.如图17中所示，采用母排与备用开关联络的供电模式，经低压备用开关给停电箱变送电，要求停电的箱变原本的负荷比较小，小于备用开关容量。
88.如图18中所示，采用配电间/分支箱联络的供电模式，经配电间或者分支箱连接，接入点比较多，需要的电缆数量比较多，也需要满足负荷要求。
89.例如，如图18所示，三湘箱变一号有电，三湘箱变二号失电，用临时电缆编号1、2、3进行连接，实现了通过三湘箱变一号对三湘箱变二号的低压用户进行供电。
90.综上，对于作业方案一，要求故障箱变附近有正常运行箱变，并且接用临时电源时需要将正常运行箱变短时停电大约30分钟，短时间内会扩大了停电范围。
91.2、方案二：发电车供低压母线：
92.箱变发生故障需要停电抢修时，运用发电车对接到低压母排上给失电的低压用户供电。
93.如图19中所示，发电车的接线采用配电间/分支箱供电模式，其接线灵活，发电车接入点多，可克服容量短缺问题，停电时间可长，并不影响箱变作业。
94.如图20中所示，采用发电车接低压母线的供电模式，其发电车的出线直接接到低压母排，节省运输时间，但是如果箱变整体拆除则需要断开才能作业，适用于当天停电，但
是设备第二天才能运来的情况。
95.综上，作业方案二需要将发电车开到现场，发电车成本较高经济效益不高，并且需要配备专业接线人员。
96.3、方案三：专用供电箱对低压用户供电：
97.在方案一或者方案二的基础上，对低压用户增设专用供电箱，通过供电箱对低压用户供电。
98.供电箱有专门的接头来连接发电车或者附近箱变，插接方便，并且在专用供电箱内有保护装置，可以对低压电缆负荷侧的故障加以保护。
99.综上，方案三具备装接灵活，装接时间短，速度快，并且在作业过程中，对低压出线具有保护功能。
100.针对上述方案，将短时停电作业法分为附近有可用电源(简称“有源”)和附近无可用电源(简称“无源”)两种情况，对各方案进行操作难度、作业安全性、实施条件、实施流程以及停电影响等方面的综合比较，具体比较如下表所示：
101.表3技术方案比较评分表(有源)
102.序号连接方法操作难度安全性实施条件实施流程1连接低压备用开关联络供电53352连接母排之间联络供电55553转供箱联络供电31514接入用户配电间联络供电33535连接母排与备用开关联络供电5335
103.表4技术方案比较评分表(无源)
[0104][0105]
综上，在图21中，给出了本发明技术方案针对箱变短时停电时的最佳解决方案。
[0106]
实施例：
[0107]
某年11月6日18时25分，接调度报告，永19永清跳闸，永二村箱变甲，发生异响后失电，造成小区居民以及周边设施部分区域失电，需要紧急抢修。
[0108]
抢修人员去现场进行勘查发现，箱变老锈腐蚀严重，10千伏熔断器a、b两相动作，熔管断裂，b相上桩头联动机构腐蚀锈烂断裂。无法通过现场维修消除故障，需要进行整体更换。
[0109]
实施内容一：根据现场情况确定接入点的选择：
[0110]
措施1、根据现场勘查结果确定临时电源选用策略，附近无可用箱变，发电车停车方便，选用500kva发电车供电，接入低压出线进行临时供电。
[0111]
工作人员到达现场并进行勘查耗时1小时，发电车到达现场开始临时供电耗时2.5小时，总计3.5小时。
[0112]
措施2、将原800kva的箱变，用2台500kva的欧式箱变来替代，安装箱变时，原永二
村箱甲、乙10kv联络电缆开断，接入新装箱变“永二村箱变丙”作为箱乙、丙联络，确保该地区供电。
[0113]
在第一台箱变恢复供电时、第二台箱变施工时，采用“有源”条件下的低压母排连接供电。
[0114]
实施内容二：发电车调配：
[0115]
措施1、发电车采用租赁，由租赁公司调度到现场进行供电。租赁公司派车过来到接入临时电源大约2小时。
[0116]
实施内容三：临时电缆：
[0117]
措施1、在箱丙施工的过程中，原低压6路出线暂时采用双拼形式接入，在新放永二村箱甲、丙联络电缆完成10kv电系连接，将原永二村箱变甲内低压2号、4号、6号电缆割接至新增的永二村箱变丙。并且负荷割接的时间大约半小时。
[0118]
实施内容四：负荷测算：
[0119]
措施1、通过后台查询箱变历史数据，发现该箱变故障当日最大负载率35.2％，故障前一日最大负载率31.7％，故障前三个月平均负载率41.5％，故障前三个月的最大负载率84.9％，500kva发电车临时供电基本可以承载。
[0120]
后台数据记录该箱变在2021年2月7日极端低温时负载达93.6％。如按目前箱变最大容量630kva来更换，达不到负载的需求，故决定安装两台500kva容量的欧式箱变来确保该地区的可靠供电。
[0121]
实施内容五：安全措施实施：
[0122]
措施1、使用绝缘罩将发电车和用户接入点部位包裹，将接入点和箱变送用户侧接头，并且拉红白带阻止小区居民靠近。
[0123]
实施内容六：现场工作：
[0124]
措施1、在抢修和技改作业时记录停电时长、记录现场遇到的困难并改进。
[0125]
安装永二村箱甲的工作由11月8日16.30持续到11月7日23点，累计时长28.5小时，其中停电时仅为3.5小时，发电车供电25小时。
[0126]
安装永二箱变丙的工作由11月7日23点左右，持续到11月12日，负荷均以双拼的形式由永二村箱甲承载。仅在负荷切换的时候，停电大约半小时。
[0127]
某年秋季技术改造更换箱变33个，非计划抢修停电更换箱变或者高压备件12次，其中箱变全停电作业13个，采用短时停电作业法进行更换32次。
[0128]
经过统计，未采用短时停电作业法的技改和抢修更换作业需停电8-11小时，采用短时停电作业法的箱变技改作业停电时间1-3小时。
[0129]
通过对相关数据分析得知，全停电箱变停电中位数9小时，短时停电作业的箱变停电时长中位数2小时，采用短时停电作业法的箱变技改作业停电时间中位数比未采用的缩短约70％。
[0130]
二、经济效益：
[0131]
(1)减少用户的停电时间，增加公司售电盈利。采用短时停电作业的32个箱变，容量均为500kva,平均负荷率为30％左右，平均减少停电时长6小时，可增加售电大约28800千瓦时电量。
[0132]
32
×
500
×
30％
×
6＝28800kwh
[0133]
三、社会效益：
[0134]
本发明的技术方案，具有以下几个方面的无形效益：
[0135]
(1)减少箱变故障抢修的停电时长，提高供电可靠性，给用户提供优质电力服务。
[0136]
(2)促进供电公司在年度配网优质服务率、客户服务水平、配网供电可靠性等指标方面创先争优，提升公司年末考核排名，提升电力公司在群众心目中的形象，展现电力公司的担当。
[0137]
(3)该技术方案解决了箱变故障抢修和技改时停电时间过长的问题，并且操作方便，还可以应用在街坊站以及环网柜等故障抢修的情况，具有极大的推广价值。并且该短时停电作业法的推进，也是促进“营配合一”的一个进步。
[0138]
(4)实现了箱变短时停电作业的规范化流程，减少了技改和抢修过程中的停电时间。
[0139]
本发明可广泛用于箱变停电作业的规范化及运行管理领域。

技术特征：
1.一种缩短箱变停电作业的方法，其特征是：1)针对每个箱式变压器，提前排查在每个箱式变压器周围的其他电源点；2)若箱式变压器附近有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采取就地取电模式对该箱式变压器的负载进行供电；3)若箱式变压器附近没有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采用调运发电车到现场，对该箱式变压器的负载采取接到低压母排上供电，给该箱式变压器的低压用户供电；4)在上述两种运行模式的基础上，对箱式变压器的重要低压用户，增设专用供电箱，通过供电箱对低压用户供电；5)通过为箱式变压器寻找备用电源点和确定接入方法，来解决箱变检修或故障处理时停电时间过长的问题；在设备运输及抢修更换环节，通过给用户提供临时供电措施，大幅度缩短用户停电时间。2.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，对箱式变压器停电作业流程的过程、时长以及结果进行分析；通过对影响箱式变压器作业停电时长的各个因素进行分析，找到影响箱式变压器作业停电时长的主要因素；借鉴配电站设备故障时的处理方法，通过为箱式变压器寻找备用电源点和接入方法，来解决箱式变压器的停电时间过长的问题。3.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，将箱式变压器短时停电作业分为附近有可用电源(简称“有源”)和附近无可用电源(简称“无源”)两种情况，对各方案进行操作难度、作业安全性、实施条件、实施流程以及停电影响等方面的综合比较，。4.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，将箱式变压器附近有可用电源，称为“有源”；将箱式变压器附近无可用电源，称为“无源”。5.按照权利要求4所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是对于“有源”情况，采用连接低压备用开关、连接低压母排或连接低压母排与低压开关的方式进行处理；对于“无源”情况，采用发电车接入箱变或接入配电间方式进行处理。6.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，根据现场情况确定接入点的选择，确定发电车的调配，准备对应的临时电缆，做好负荷测算，实施对应的安全措施，进行对应的现场工作。7.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，通过对箱变短时停电作业流程分析，确认停电时间集中在包括设备运输、土建改造、临时用电接入在内的重点环节上。8.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，通过降低箱变抢修技改时停电时间，缩短不必要停电时间，减小停电时户数，减少用户的停电时间，增加公司售电盈利，优化营商环境，体现出营配合一，提高供电公司的经济效益。9.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，针对包括备用电源接入方式的选择、发电车的调度方案、临时电缆的选择以及负荷
估算在内的因素，进行可执行方案的对比。10.按照权利要求1所述的缩短箱变停电作业的方法，其特征是所述缩短箱变停电作业的方法，借鉴配电站设备故障时的处理方法。通过为箱变寻找备用电源点和接入方法，来解决箱变的停电时间过长的问题，在设备运输及抢修更换环节给用户提供临时供电措施，能够大幅度缩短用户停电时间。

技术总结
一种缩短箱变停电作业的方法，属抢修领域。包括排查在箱式变压器周围的其他电源点；若附近有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采取就地取电模式对该箱式变压器的负载进行供电；若箱式变压器附近没有其他电源点，当需要对箱式变压器故障进行停电作业时，采用调运发电车到现场，对该箱式变压器的负载采取接到低压母排上供电，给该箱式变压器的低压用户供电；对箱式变压器的重要低压用户，增设专用供电箱，通过供电箱对低压用户供电；通过为箱式变压器寻找备用电源点和确定接入方法，来解决箱变检修或故障处理时停电时间过长的问题；在设备运输及抢修更换环节，通过给用户提供临时供电措施，大幅度缩短用户停电时间。时间。时间。


技术研发人员：时宇飞 朱佳佳 刘轶杰 陆嘉浩 沈天时 王俊翔
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/10/11