新加坡配网管理对福建电网的启示

■文/郑宗安 林平  陈家毅

　　新加坡能源电网公司有员工1380人，负责新加坡输配电网络运行维护，最大供电负荷5183兆瓦。其配电网自动化、信息化水平相当高，供电可靠率达到99.9997％，且全部实现电缆化、全户内配电装置。

　　尽管福建省配电网与新加坡能源电网公司的情况有所不同，但在配电网规划及工程建设管理、配电网运行维护、防止电缆外力破坏的措施、信息化管理等方面，新加坡的经验仍然值得借鉴和学习。

　　配电网规划及工程建设概况

　　新加坡电网网络分为400、230、66千伏输电网络和22、6.6千伏及400/230伏配电网络。新加坡能源电网公司配网规划组织架构规范，具有管理科学、流程通畅、职责明晰、运作高效的特点。工程设计及建设几十年一直沿用典型设计和配置，内外部环境良好。

　　新加坡能源电网公司配网规划部隶属于网络规划部，配电工程建设实行项目经理制，规划建设的指导方针是以用户需要为驱动，统一规划接入方案及公网环网建设，密切监视负荷增长、网络容量发展，并适度超前建设。

　　配电工程建设强调网络运行与维护的简洁性、网络拓展的灵活性，坚持网络的可靠性、安全性与成本相符，均采用典型标准配置设计等技术原则。具体表现在以下几方面：

　　接线方式考虑N－1原则。22千伏采用环网结构组成花瓣式结构闭环运行，馈线按照50%负荷设计，主干网采用差动保护，至客户或变压器的支路采用过流和接地保护。400伏采用环网接线开环运行，变压器低压出线采用隔离开关不带断路器或保护，分支路出线采用RTO熔断器。

　　设备装置选型标准高。配电网采用全电缆、全GIS、全户内少维护设备，按30年使用寿命设计，开关设备全部选用国外知名品牌产品。

　　22千伏配电站全SCADA“三遥”同步设计和施工。低压分支箱大多沿街布置。配电站房多采用在地面一层独立式的建筑，所需设施均一步到位，外观与环境相协调，并充分考虑今后技改和快速检修需要及通风散热、防潮防水的要求。站房产权属于用户或市政管理部门，由用户或市政维修。

　　客户供电方式量身定制。政府城市发展局、工业区等规划管理部门定期与能源电网公司沟通，协调道路建设的配套电缆工程、用户供电方案及相应土建的建设要求；中压线路均为公网，按照公网建设和管理，公用配电站房由小区建设，公用配电站房内的电气设施由供电企业建设并维护，小区居民用电实行一户一表和总表计费，低压出线总表至一户一表电网设施为开发商建设并移交市政局管理；专用变客户需支付环网线路接出路数的间隔费及自用配电站的电气设备费用，投运后出线间隔为新加坡能源电网公司的资产并由其负责运行维护管理，以客户配电站的电缆进线作为产权及运行维护分界点，产权清晰便于维护管理。

　　工程管理流程顺畅。通过线路走向信息系统、网络设计及施工信息系统、物流信息系统等计算机系统，对工程项目的设计、施工、设备安装等进度有效跟踪。用户需通过LEW，即专业工程师并注册电工才可办理接电申请，用户的配电房土建方案需经能源公司确认，并按规范建设完成后移交给能源公司。

　　工程安装质量高。安装和运行维护人员均经过专门培训，确保安装质量符合工艺标准要求，重要设备由厂方安装调试。各有关部门综合管线定期协调，获许可证方可开始施工，而且施工现场标示规范。直埋电缆施工时，在电缆上方铺设黄色塑料板，在电缆走廊、中间接头及拐角位置均埋入电缆信息标示器，供抢修和维护时查找。新加坡能源电网公司还拥有独家的跨高速公路、河道等非开挖式的地下敷设装置。

　　合同管理规范，条款严谨。将规避责任的条款写入有关合同，很好地规避了风险。

　　运行维护概况

　　配网运行维护部隶属于网络管理部，按辖区分为中部、东部、南部、西部、北部5个地区，负责管辖区域内66千伏及以下配网设备的运行、维护、检修、抢修工作，按专业又分为开关变压器维护组、电缆维护组、土建维护组三个部门。

　　对于系统检修周期，一般是利用设备生产管理系统，建立设备台账及历史维护检修信息，根据设备状态及相关数据，每年对检修周期进行调整并确定巡视检修时间。

　　开关变压器运行维护。巡视人员按专业每3个月巡视一次，根据状态监测情况，由资产管理部门进行风险评估，确定相关设备的检修或改造的必要性。

　　电缆网络运行维护。由于电缆路径地理图和台账信息准确，电网公司人员每月只对66千伏及以上的高压输电电缆路径进行巡视；22千伏及以下电缆则聘用邮递员提供土地挖掘工程及地下施工作业情况，并做好高危场地的监测，及时提供电缆路径图给有关施工人员，做好技术咨询及指导工作。

　　电缆专业人员每3个月定期利用红外热成像仪对电缆终端接头进行测温，依据运行情况，每隔5?10年停电测试电阻情况，只有出现低阻值或不平衡绝缘值时，才进行电缆高压试验。

　　新加坡电缆网的防护工作相当成功。据了解，从1999年12月开始，新加坡政府对电缆防护实行立法保护，并改由施工承包商举证。对不按规定进行地下作业导致电缆破坏的责任人，将根据情节课以1万至100万元新币的罚款，并将面临1?5年的监禁。因此，虽然所有输配电网络全电缆化且大部分为直埋方式，但通过采取强有力的法律手段、地面开挖行政审批程序、告知服务等管理策略，完全防范了电缆外破故障，取得了显著效果，计及低压网络的所有故障，平均每天不超过三起。

　　客户报修中心内设检修人员调配中心，根据客户来电报修情况调配低压检修班，中压检修另报给5个区域的运行维护部负责。对于工程量大的配网抢修和缺陷维修多采取外包形式。四个检修小组有策略地派驻于不同地点，可以保证在30分钟内到达现场；每辆检修车内均配有12.5千伏安的发电机，确保在三小时以内恢复供电。

　　配网信息化概况

　　新加坡能源电网公司信息系统覆盖了配电设备及网络管理、日常生产管理等领域，运用广泛、实用程度高。包含数据采集及监控系统SCADA、资产的设备管理系统FMS（含地理信息系统GMAP、生产管理信息NMACS、报修服务系统网络规划和施工NPAC、项目跟踪和信息系统PROTIS）等。

　　数据采集及监控系统（SCADA）

　　采用电气接线图为背景平台，实现“三遥”功能：开关远程操作―遥控，开关状态监视―遥信，负荷/电压量数据采集―遥测。运用专家系统，根据报警信息进行电网诊断并提供恢复供电步骤的辅助决策供调度员参考，运用“专家系统+遥控操作”来隔离故障和恢复供电，不实现网络自动重构，防止安全差错。

　　专家系统（人工智能系统）的作用是，通过分析实时电网信息数据，依据已编写入专家系统的电网运行专家知识，自动对各故障等报警数据及电网的信息进行诊断，分析事故原因，确定故障位置，确诊结论并提供恢复供电的步骤，分析停电范围，估计丢失负荷，发出网络重构详情报告，供调度人员参考，从而加速电网故障分析与重构，设定电网操作准则，减低人为疏忽。

　　新加坡能源电网公司配网自动化建设始于1988年，已在1000座配电站投入使用，共有21万个遥信量、4.5万个遥控量、2.6万个遥测量，总数据量达28.1万个，监控终端年增长150台以上。目前非故障段供电恢复时间已减少到只有几分钟。

　　在系统的管理机制上，该公司的经验包括：

　　及时更新。遇到硬件容量不足、性能不符合指标、硬件绝版，无法满足新的操作需求时，能源公司就对硬件进行全面更新，分别发生于1988、1994、2000年。规定终端设备使用15?20年即行更换，每隔5年对软件进行更新。对新建或改建配电站，按照综合自动化的模式，实现同步立项、同步设计、同步施工、同步投产，通信线路与电缆同时敷设。

　　有效维护。包括对主站硬件维护、主站软件维护、数据库维护和终端定期维护四个方面。

　　系统可靠性高。在东部及能源电网公司总部设有备用应急调度系统，一旦出现紧急情况，在能源电网公司总部或后备调度指挥中心启用备用应急调度系统进行指挥，保证电网指挥中心可靠调度。

　　地理信息系统（GIS）

　　地理信息系统包含从400千伏到低压电气设备需要的所有地理信息，包括变电站、地下电缆、电缆接头、管道、地面配电箱等。采用美国GE公司的Small World平台自行二次开发，提供综合信息，包括：地理土地信息、电气设备信息、主接线信息(单线图)等。

　　鉴于信息的重要性，数据准确及时更新也就成了关键。目前的数据来源主要有相关政府机构、能源电网公司的规划部门(大型项目)、私人公司(工地计划)、注册测量师或承包商等渠道。注册测量师和承包商测量的数据要先置于“在建”工作层，经过实地全球定位系统（GPS）测量后，才能更新到GIS系统中。

　　同业对标差距

　　与新加坡配网不同，福建省配网为10千伏环网开环供电系统，线路以架空为主，省内各地区电网发展水平不一，设备及自动化水平参差不齐，特别是地理条件、自然条件较恶劣，电网转供能力不足，装置水平低等特点，决定了不可能照搬照套新加坡的标准，有些指标也难以进行一一比对，但与新加坡的配网相比总体差距是明显的：

　　近年来，随着福建省经济社会快速发展，用电负荷不断升高，虽然经过配网改造，电网设备及网络水平提高较快，但是福建省各地区配网网架还较薄弱，电网转供能力不足，配电装置型号规格繁多，设备水平还较低，配网网架及设备水平有待进一步提高，在网络接线结构、保护配合方式、装置水平等方面尚存在很大差距。

　　配电网本应作为基础公用设施，但我国的现状是将其视为盈利企业，将供电企业推向市场，致使多年来电网设施建设难、维护保护难，但因没有统一建设标准以及对房地产等用户相应的制约机制，土建的选址位置差、大部份配电室建在地下室，防洪、防汛能力较差，配电站房基本没有预留空间，不利于未来增容及检修维护等。

　　福建省检修、安装施工还存在不够规范、施工质量和工艺水平差、技工培训力度不够等现象。反观新加坡的安装、维修保养，均采取外包形式，主力人员做好设备的管理工作，对承接单位的质量、工期控制力较强。

　　福建省各地市配网维护检修基本上还是按“定期巡视、到期必修”的传统进行，耗费大量的人力和物力，而且对正常运行的电气设备进行停电预防性试验，未必都能发现问题，因此如何对配网设备进行维护和检修，很值得探讨。

　　配电自动化在福建省已不同规模地发展和应用，但因受一、二次设备质量和通信通道的影响，还处于较低水平，只有少数站室及线路实现了“三遥”功能。GIS地理信息系统也已逐渐开始应用，但因当地规划和土地管理部门对城市地理图更新慢、购价高等情况，存在地理信息更新难等问题。

　　同业对标改进措施及建议

　　新加坡电网建设、规划和电网设施的保护均得到政府的大力支持。新加坡能源电网公司定期与土地管理部门、交通部门、规划部门进行沟通，并交换相关的信息（如电子地图、道路建设规划图、电网走廊通道、站房用地等），进而出台相应电网设施保护条例，有效防止了电缆外破故障。电网作为基础公用设施，所带来的社会效益远远大于电网企业自身的效益，由于电网企业虽有公益性但无执法权，对照福建省电网设施建设难、保护难的情况，建议：

　　一是由省公司出面请求政府部门出台福建省电网设施保护实施细则，保障电网线路安全运行，对危害电网设施的单位或个人依法追究其责任。

　　二是积极争取将电网建设纳入地方政府的规划和建设重点。力争在电网走廊、占地、设施保护方面取得政府支持，与政府协商出台电网建设用地、线路走廊预留控制、补偿标准及后续维护等方面的规定。

　　三是理顺客户出资、产权、运行维护的界面，特别是小区、共用设施的建设范围、出资界面、运行维护权责。应该配合电价和工程收费，制定明晰的出资建设界面和便于操作的实施办法。

　　坚强电网离不开高可靠的设备。新加坡能源电网公司网络坚强、供电能力高，源于其配电装置简单实用、标准化设计，更因为其选用设备档次高，包括西门子、ABB、阿尔斯通等知名品牌，且型号规格标准统一。再加上其供电线路全部实现电缆化，配变等设备全封闭，所以供电可靠性很高。

　　建议：福建省各地区配网应进一步加大配电网建设和改造投入，以解决负荷发展、适度超前等问题。配网实行典型设计，提高装置水平；各地区的设备厂应与国际品牌合作，提升设备的质量和档次；重要用户、重要地段选用国外品牌产品；市区优先考虑电缆线路，提高设备运行寿命和抵抗自然灾害的能力。

　　新加坡能源电网公司重视施工队伍的建设及工艺质量，工程安装质量高。对承包单位安装资质审查严格，重要设备由专业厂家技术人员安装。注重培训工作，定期安排工程师和技工到工厂训练，安装及维护人员由供应商进行培训，并要求将安装工艺拍摄成学习资料，确保今后安装维修时达到工艺标准的要求。

　　建议：由省电网培训中心牵头，制作各类典型配电线路和设备的安装短片，供技能培训使用；要求多经及各施工队伍施工人员持证上岗，提高施工工艺水平；各电网企业加强施工承接队伍资质审核和不良施工质量的督察，并定期对施工人员进行现场技能实际演练测试，确保施工工艺标准。

　　新加坡在电缆施工、维护、抢修等方面管理规范、措施有力，电缆中间接头标注完整，地理位置准确定位。

　　建议：各电网企业规范并加强电缆施工维护管理，在电缆走廊可埋入电缆信息发生器，并配备电缆相关的设备仪器，如：电缆标识定位器、电缆识别设备及打钉枪、电缆故障定位仪、测试车等先进的电缆维护仪器设备，以利于快速维护和抢修故障，确保电缆和人身安全。

　　新加坡能源电网公司充分考虑设备故障造成的设备损坏及停电影响。加强设备监测的投入，通过科学合理的手段对电气设备状态进行监测，并根据设备健康状况，有针对性地制定检修周期，减少不必要的维修和试验，既节约了大量人力物力，又延长了设备检修周期并提高了供电可靠率。

　　建议：逐步在各个电网企业配置超声波局放探测仪、红外热成像仪等设备状态监测仪器，加强设备状态的监测和分析，同时制定相应的管理制度，科学合理地调整检修周期和项目。

　　高动态、高可靠性的信息化系统为新加坡坚强的配电网络奠定了坚实基础。新加坡配网管理规划、建设、改造、维护、调度、抢修等，都已离不开地理信息系统GIS及综合自动化系统SCADA等系统的支撑。

　　建议：一是增配自动化运行维护人员，选用可靠的一、二次设备装置，加大资金投入及设备维修更新，提高一、二次设备的可用率，新建或改建配电站、开关站和新建的配电线路要按照综合自动化模式，实现同步立项、同步设计、同步施工、同步投产，通信线路与电缆同时敷设。

　　二是继续GIS地理信息系统功能的第三期开发，完善地理信息系统的功能与应用，并采用卫星红外遥感等技术及时更新地理图。

　　三是各级调度系统应建立一套后备调度指挥中心，保证电网的可靠调度。

　　四是每年对变电站、已实现三遥功能的开关站和配电站的开关分合一次，以确保一次设备正确动作。

　　（作者单位：福建省电力有限公司。本文摘编自《福建省电力有限公司2006年新加坡能源电网公司对标培训考察报告》。）