10kV配電線路分段開關(guān)智能優(yōu)化措施探討

徐玉廣++王慶偉+++王芳

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2017）01-000-02

摘 要 10kV線路分段開關(guān)的使用能提高配電網(wǎng)供電運(yùn)行的可靠性，能實(shí)現(xiàn)線路故障的有效隔離，為線路維修維護(hù)提供方便。文章首先介紹10 kV配電線路分段開關(guān)極差保護(hù)面臨的障礙，分析10 kV配電線路分段開關(guān)級(jí)差保護(hù)，探討10 kV配電線路分段開關(guān)智能優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞 10 kV 配電線路 分段開關(guān) 優(yōu)化 措施

目前，10kV線路分段開關(guān)已經(jīng)在配網(wǎng)中大量使用，這些分段開關(guān)的使用為線路故障的隔離、線路檢修和轉(zhuǎn)電操作帶來了很大的方便，也對(duì)提高供電可靠性起到了很明顯的作用，但是，在實(shí)際運(yùn)行中還存在較多的問題。分段開關(guān)的維護(hù)以及應(yīng)用范圍越廣，其發(fā)生設(shè)備故障的概率就越大，對(duì)配電分段開關(guān)實(shí)行必要的極差保護(hù)以及智能優(yōu)化對(duì)于減少設(shè)備故障并提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性具有非常重要的作用。

一、10 kV配電線路分段開關(guān)極差保護(hù)面臨的障礙

（一）線路故障

10 kV配電線路分段開關(guān)運(yùn)行中一旦出現(xiàn)線路故障，無論故障的性質(zhì)是永久性的還是暫時(shí)性的，故障線路所連接的變電站出線開關(guān)都會(huì)及時(shí)發(fā)生跳閘反應(yīng)，因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中變電站開關(guān)跳閘次數(shù)會(huì)隨著故障發(fā)生頻率的不斷增加而增加。經(jīng)過這種頻繁多次且反復(fù)的故障發(fā)生，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)使出線開關(guān)逐漸老化以及破損，進(jìn)而造成機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行上的各種隱患。并且，在線路故障發(fā)生之后，由于10kV線路上缺乏相應(yīng)的分段開關(guān)且沒有任何一種開關(guān)對(duì)線路故障進(jìn)行及時(shí)的隔離，所以導(dǎo)致線路的某一處發(fā)生問題而引發(fā)整段線路運(yùn)行故障的產(chǎn)生，而隨著故障產(chǎn)生的頻率不斷增加，會(huì)導(dǎo)致線路的停電范圍以及停電面積不斷擴(kuò)大。

（二）所帶隔離開關(guān)觸頭接觸不良發(fā)熱

主要有以下原因：施工人員在安裝過程中，使隔離開關(guān)觸頭受損、出現(xiàn)毛刺，或者沒有將隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭咬合深度、壓緊彈簧壓力調(diào)整好，導(dǎo)致隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良；運(yùn)行中未按規(guī)程要求進(jìn)行定期維修，開關(guān)觸頭壓緊彈簧失去彈力，而使隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良；隔離開關(guān)觸頭材質(zhì)低劣、開關(guān)通流斷面尺寸不足，導(dǎo)致開關(guān)觸頭在正常負(fù)荷下長(zhǎng)期發(fā)熱。

（三）開關(guān)與導(dǎo)線連接部位發(fā)熱

開關(guān)與導(dǎo)線連接部位一旦發(fā)生發(fā)熱情況，將會(huì)導(dǎo)致線路運(yùn)行故障。導(dǎo)致開關(guān)與導(dǎo)線連接部位發(fā)熱通常有兩種情況：一種是由于線路導(dǎo)線部位連接不當(dāng)或者導(dǎo)線選材不符合相關(guān)規(guī)范的要求；另一種是由于沒有遵守國家相關(guān)規(guī)范要求，在線路設(shè)計(jì)以及安裝中使用鋁導(dǎo)線將相關(guān)設(shè)備連接起來，而導(dǎo)致鋁導(dǎo)線和隔離開關(guān)連接出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致接觸面的面積過小、線路的電阻過大，進(jìn)而導(dǎo)致連接處發(fā)熱。

二、10 kV配電線路分段開關(guān)級(jí)差保護(hù)

（一）級(jí)差保護(hù)的概念

級(jí)差保護(hù)是指在一條線路上不同線路段分別安裝不同分段開關(guān)，各個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)梯級(jí)配合。它是為了防止在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中受短路影響，在低壓側(cè)設(shè)置的過流保護(hù)，過流保護(hù)的最低設(shè)置為0.5 s，通過在這一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多級(jí)級(jí)差保護(hù)延時(shí)，有效避免對(duì)上級(jí)保護(hù)整定的影響。級(jí)差保護(hù)充分考慮到斷路器存在的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)分段開關(guān)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的延遲，從而使電流具備足夠的切斷時(shí)間并起到線路保護(hù)的作用。

隨著開關(guān)技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，配電線路分段開關(guān)的級(jí)差保護(hù)時(shí)間得到了一定程度的提高。通過采用永磁操作機(jī)構(gòu)以及無觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)級(jí)差的保護(hù)裝置，并且可以快速地對(duì)配電網(wǎng)分段開關(guān)運(yùn)行中的故障進(jìn)行有效隔離。在對(duì)10kV配電線路分段開關(guān)進(jìn)行級(jí)差保護(hù)時(shí)，須在進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作演示設(shè)置的過程中，確保分段開關(guān)在30ms 內(nèi)能夠迅速地切斷故障電流，確保變電站與開關(guān)之間的級(jí)差具有一定的選擇性，并且能夠達(dá)到保護(hù)配合的目的。

（二）多級(jí)級(jí)差保護(hù)與集中式故障處理的協(xié)調(diào)配合

當(dāng)10 kV配電線路分段開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，不僅要依靠多級(jí)級(jí)差保護(hù)進(jìn)行故障的隔離，同時(shí)還要集中地進(jìn)行故障處理，找出故障的原因所在，采取有效措施。

首先，應(yīng)充分考慮分段開關(guān)的類型以及組合形式，避免在故障處理過程中由于開關(guān)的重合而導(dǎo)致的倒送電以及擴(kuò)大停電范圍等事故現(xiàn)象的發(fā)生；其次，考慮不同的網(wǎng)絡(luò)類型，針對(duì)不同類型的網(wǎng)絡(luò)采取相應(yīng)的策略進(jìn)行集中地故障處理；最后，架空線以及全電纜線路在發(fā)生故障時(shí)要采取差異性的處理方式，依托故障的處理信息進(jìn)行相應(yīng)故障處理以及級(jí)差保護(hù)。

三、10 kV配電線路分段開關(guān)智能優(yōu)化

（一）優(yōu)化可靠性成本

將饋線作為目標(biāo)研究對(duì)象，把饋線上開關(guān)之間的部分分為分區(qū)段。對(duì)任何一個(gè)分區(qū)段，由于分段開關(guān)的作用，其下游區(qū)段發(fā)生故障對(duì)分區(qū)段內(nèi)的負(fù)荷點(diǎn)并無太大影響，而當(dāng)上游分區(qū)段發(fā)生故障，分區(qū)段的停電時(shí)間將由備用電源的情況決定。倘若在饋線最末端分區(qū)段與其他饋線間具有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，則分區(qū)段內(nèi)的負(fù)荷停電時(shí)間為聯(lián)絡(luò)開關(guān)的到閘時(shí)間，若沒有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，則分區(qū)段內(nèi)的負(fù)荷停電時(shí)間為上游分區(qū)段的故障恢復(fù)時(shí)間。在 10kV配電網(wǎng)構(gòu)建中，聯(lián)絡(luò)開關(guān)的維護(hù)優(yōu)化將直接影響到電力傳輸質(zhì)量與效率。由于110（35）kV仍處于發(fā)展之初的階段，因此在發(fā)展環(huán)節(jié)的控制方面以及維護(hù)不足方面時(shí)有問題發(fā)生，其平均N–1 轉(zhuǎn)供能力時(shí)期中要做好優(yōu)化的問題。10 kV聯(lián)絡(luò)開關(guān)智能優(yōu)化要完善聯(lián)絡(luò)開關(guān)的評(píng)價(jià)體系，涉及提高聯(lián)絡(luò)開關(guān)對(duì)電力設(shè)備供電能力、工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性以及開關(guān)的結(jié)構(gòu)等多方面指標(biāo)，要力爭(zhēng)在最短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出10kV配電網(wǎng)中的各項(xiàng)主體存在的隱患以及問題。對(duì)于配電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建要包括供電能力、設(shè)備穩(wěn)定性、聯(lián)絡(luò)開關(guān)結(jié)構(gòu)、電能質(zhì)量等多方面的內(nèi)容。對(duì)于配電線路聯(lián)絡(luò)各分段開關(guān)的須利用遺傳算法實(shí)現(xiàn)。多目標(biāo)一串算法是建立在遺傳學(xué)計(jì)算理論和自然選擇理論基礎(chǔ)的計(jì)算方法之上的，利用隨機(jī)信息交換機(jī)制對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算出能夠最為合理地對(duì)各聯(lián)絡(luò)分段開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化的方法。對(duì)分段開關(guān)改造以及優(yōu)化進(jìn)行可行性以及經(jīng)濟(jì)性分析，要經(jīng)過多方實(shí)證考察以及反復(fù)推究，這樣對(duì)配電線路的優(yōu)化與改造才更具可靠性。

（二）優(yōu)化線路配置，提高10kV配電線路分段開關(guān)級(jí)差保護(hù)能力

變壓器容量的大小與電力用戶實(shí)際需求之間是有直接聯(lián)系的，因此在選擇變壓器時(shí)要符合配電線路的負(fù)荷需求，并且對(duì)用電需求增加進(jìn)行預(yù)測(cè)以及對(duì)于變壓器的選擇要滿足用戶的用電實(shí)際需求，通過對(duì)變壓器的科學(xué)合理選擇，優(yōu)化線路配置，以提高分段開關(guān)級(jí)差保護(hù)能力。此外，線路材料、相關(guān)配套保護(hù)設(shè)施、各類線路儀器設(shè)備的選擇都要充分結(jié)合用電實(shí)際狀況，保證其性能符合荷載量和級(jí)差保護(hù)要求，并在此基礎(chǔ)上通過科學(xué)合理配置以更大程度上發(fā)揮出分段開關(guān)級(jí)差保護(hù)能力。

（三）對(duì)于隔離開關(guān)觸頭接觸不良發(fā)熱問題采取以下措施加以防范

仔細(xì)檢查刀閘調(diào)整螺栓是否調(diào)整合適，防止刀閘銜接過松、過緊，檢查刀閘觸頭是否接觸良好，是否已在隔離開關(guān)觸頭上涂用導(dǎo)電膏；結(jié)合線路停電對(duì)開關(guān)進(jìn)行檢修，對(duì)隔離開關(guān)觸頭做重點(diǎn)維護(hù)，對(duì)隔離觸頭的螺絲、彈簧應(yīng)細(xì)致檢查，彈簧應(yīng)定期更換，采用在隔離觸頭上用凡士林、導(dǎo)電膏涂抹，降低接觸電阻等措施加以防范。

（四）做好10 kV配電線路的防雷工作，保障配電線路分段開關(guān)的正常運(yùn)行，優(yōu)化其保護(hù)能力

防雷工作是10 kV配電線路分段開關(guān)維護(hù)以及改造最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，做好 10 kV 配電線路的防雷工作必須要對(duì)線路中的絕緣子進(jìn)行全面檢測(cè)，確保絕緣子的質(zhì)量可靠，進(jìn)而確保線路分段桿塔在遭受雷擊時(shí)保護(hù)線路內(nèi)部絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，并及時(shí)安裝避雷裝置。通過采用防雷手段，避免雷擊損傷分段開關(guān)或是保障雷擊時(shí)分段開關(guān)的正常運(yùn)行，優(yōu)化其配電線路保護(hù)能力。

四、結(jié)語

綜上所述，10kV線路分段開關(guān)的應(yīng)用能優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高線路故障的隔離能力，保證線路的正常、穩(wěn)定和安全運(yùn)行。但要注意的是10kV線路分段開關(guān)的安裝、處理不當(dāng)同樣會(huì)引發(fā)線路運(yùn)行故障，降低線路運(yùn)行可靠性，所以在線路開關(guān)安裝中，一定要嚴(yán)格遵循安裝原則，做到合理設(shè)計(jì)，科學(xué)安裝，全方位確保10KV線路的安全。

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