农网10kV配电线路分段开关级差保护与智能优化研究_1

农网 10kV 配电线路分段开关级差保护与智能优化研究
发布时间：2021-09-14T01:48:16.333Z 来源：《当代电力文化》2021年14期作者：林伟龙
[导读] 电力工程的稳定性是人民生产生活的重要影响
林伟龙
身份证45262319910805****
摘要：电力工程的稳定性是人民生产生活的重要影响，而10kV配电线路在农村电网中的应用比较广泛，在其中，分段开关差动保护的应用还是非常多的，其保护设备对促进农村配电稳定意义重大。

在农村电网10kV的配电线路中，采用分段开关可将每条线路分成若干部分，实践证明，能有效降低用户年平均用电量、缩小停电范围。

但是在实际的发展中，还需要优化整体的开关配置，做好智能优化，基于此，本文重点对此进行研究。

关键词：农网；10kV配电线路；分段开关；级差保护；智能优化
引言：农网在持续运行的过程中，不仅具有负荷密度低的特点，并且负荷比较分散，夏季具有低电压、大负荷的特点。

在这种情况下，10kV农村电网存在间歇性停电的可能性。

这一问题对于整体的用户使用会产生较大影响，因此有必要采取相应的措施，保障10kV农网配电线路供电稳定、通畅。

一、农网10kV配电线路分段开关级差保护存在的故障
（一）线路故障
农网10kV配电线段开关的运行过程中，如果因为各种原因出现线路故障，无论是哪种故障，与故障线路相连的变电站内的开关都会跳闸。

因此，在配电线路的实际运行中，变电站内开关跳闸的次数与10kV配电线段开关的故障密切相关。

在反复出现线路故障问题之后，线路故障的概率会大幅提升，如果长时间不能有效解决线路故障问题，可能会导致变电站出现开关出现破损、老化的问题，甚至会给电气设备的运行带来各种隐患。

同时在发生线路故障后，因为农网10kV配电线路上缺乏相应的分段开关或者分段开关没有及时隔离线路故障，在某段线路发生问题的情况下，可能会影响整段线路的正常运行。

（二）线路内部分段开关接触不良
线路内部分段开关接触不良的原因主要有两个:(1)施工人员架设线路时，在安装分段开关的过程中没有安装相应的保护措施。

这种情况下线路容易出现毛刺，开关接头可能损坏(2)分段开关安装过程中，施工人员没有掌握分段开关接头咬合程度，没有调整开关内弹簧的压力。

同时在分段开关出现故障的情况下，如果没有及时进行维修，可能会导致分段开关触头位置的弹簧失去弹力，分段开关也可能会出现发热发烫、接触不良的问题[1]。

同时在分段开关材质选择不当的情况下，也可能导致接触不良的问题出现，在这样的情况下分段开关往往无法抵挡电力负荷，长期在接触不良的情况下运行分段开关很容易出现发热发烫的问题。

（三）导线与分段开关连接位置发热
一旦导线和分段开关的连接位置出现了发热发烫的问题，可能导致线路故障。

导体和分段开关之间的连接位置出现发热主要与两个原因有关：（1）在分段开关和导线连接不当或导线材质不符合相关标准的情况下，连接部位会出现发热发烫的现象；（2）在线路设计与线路安装的过程中，使用铝导线与相关设备进行连接，在这样的情况下导致分段开关与铝导线的连接出现问题，在连接位置接触面积过小、线路电阻过大的情况下，连接部位会出现发热发烫的现象。

二、农网10kV配电线路分段开关级差保护
（一）农网10kV配电线路分段开关级差保护概述
级差保护主要表示在某条配电线路上的不同分段分别安装分段开关的方式，这种方式主要是为了避免电网在故障的过程中，其稳定运行会受到线路短路的影响。

通常需要在低压侧设置过流保护的装置，装置需要有控制电流的作用，能将过流保护的最小时间压缩到0.5s左右，过流保护的这段时间内，通过分级差动保护装置，可以有效延缓甚至避免因为过流问题对上级线路产生的影响。

保证有足够的时间切断电流和保护线路的话，就应考虑断路器的响应时间，并延迟分段开关的保护动作。

(2)多级差动保护和集中故障处理
当农村电网10kV配电线路分段开关发生故障时，不仅需要通过多级差动保护的方式隔离故障，还需要集中处理故障。

首先需要查找故障原因，结合故障原因和故障类型的分析，才能根据问题产生的原因，对症采取有效措施。

在这个过程中，需要充分考虑到分段开关的组合形式以及材质、类型。

避免在处理故障的过程中，受开关重合影响引发的大规模停电事故的问题。

同时，还需要综合考虑各种网络类型，针对不同的网络类型，采取相应的措施集中对故障进行处理。

而在全电缆线路或架空线出现故障的时候，还需要采取相应的差异化处理措施，借助故障的处理信息采取相应的故障处理措施和级差保护措施。

三、农网10kV配电线路分段开关的智能优化
（一）对分段开关的可靠性进行优化，有效降低线路运行成本
首先需要提高分段开关的运行稳定性，只有在这样的情况下才可以降低线路运行过程中所产生的成本，同时还可以促进配电线路运行效率提升。

在这个过程中，尤其是需要重视馈线上分段开关的设置，主要是因为需要在馈线上设置较多分段开关。

我们可以将两个分段开关它们之间的区域被视为一个分区。

在分段开关的作用下，在下游段发生破坏的过程中，通常不影响其他分区的荷载点[2]。

但当上游分区发生故障时，会延长每个分区的停电时间，这与备用电源的实际情况密切相关。

通常情况下，如果馈线末端的分支与其他馈线之间有设施接触开关，分区内的停电时间就是接触开关跳闸的时间，如果没有接触开关，分区内的停电时间就是解决上游分区故障所需的总时间。

因此，我们还需要设置相应的接触开关，并重点对接触开关进行优化。

这是因为在农村电网10kV配电线路中，对联络开关的不断优化和维护可以有效地解决许多问题。

在这个过程中，有必要充分考虑接触开关对电源设备的供电能力，以及接触开关的结构、开关在运行状态下的稳定性等因素。

确保可以在最短的时间内检测出联络开关的故障情况。

在构建配网评价体系的过程中，需要充分考虑供电的稳定性、供电能力、电能质量等各方面的问题。

农村电网10kV配电线路分段开关应采用遗传算法，在目标数据处理过程中采用随机信息交换机制，以保证计算的准确性和合理性，并对线路上各开关进行优化。

分析了智能优化分段开关的经济性和可行性，并在保证分段开关经济性和可行性的前提下，
对农村电网10kV配电线路的可靠性进行了持续优化。

（二）加强线路配置的优化，做好相应的防雷工作
加强线路配置的优化，需要根据实际情况确定变电站的容量，并保证所选用的变压器与配电线路的负荷要求相一致，进而可以更好的保障其级差保护与荷载量的要求相符。

并以此为基础，做好相应的防雷工作，强化配电线路中绝缘子的检测，在保证绝缘子质量和稳定性的情况下，避免配电线路各分段杆塔在雷击的情况下，对绝缘子的性能造成影响，同时还需要安装相应的防雷装置，采取切实、可行的防雷措施，持续加强对农网10kV配电线路的保护。

结语：
综上所述，我国经济持续发展的过程中电力工程起到的价值是非常显著的，而在农村10kV配电线路中，利用分段开关能优化整体的电力调配工作，保障整体电力系统的稳定性，通过线路分段开关的差动保护和智能优化，可以有效避免或解决线路故障、接触不良、结构发热等问题的出现。

但是该工作需要有效提升整体的工作部署，提升工作价值，尤其是在使用该方法的过程中，需要合理配置分段开关，加强技术研究并不断优化分段开关的配置，这样做好设计了才能提高农村电网10kV配电线路各段的能力。

参考文献
[1]陈新根.10 kV架空配电线路常见故障分析及防范措施——以黄圃供电所为例[J].技术与市场,2020,27(11):110+112.
[2]袁继国,刘曹敏.农网10kV配电线路分段开关级差保护优化研究[J].电子制作,2017(01):83+98.
[3]阮锡江.农网10kV配电线路分段开关级差保护与智能优化[J].农村电气化,2016(06):41-42.
[4]熊星星,许跃进,刘学会,范宇航.计及负载率的农村10kV配电网最优分段研究[J].电力系统保护与控制,2015,43(19):72-77.。