农村配电网分段开关的设置

电力18讯：    
1中国农业大学 2北京电力海淀供电公司  马亚军1 屈瑞谦1 尹红梅2

摘要：农村配电网的可靠性越来越受到国家的重视，该文研究了农村配电网可靠性低下的原因，并提出了一个计算分段开关加入位置的方法，可以在保证经济性的同时，有效提高可靠性。

关键词：可靠性；经济性；分段开关；配电网

中图分类号：TM727.1 文献标志码：A 文章编号:1003-0867(2006)11-0005-02

随着现代社会经济的飞速发展，电力已经是人们不可或缺的资源，而电力系统的可靠性更是越来越引起人们的重视，进入20世纪60年代人们开始研究电力系统的可靠性时，人们大都强调发电系统可靠性，配电系统可靠性的远远没有引起人们的重视。20世纪70年代以后，人们开始研究配电系统可靠性，由于80%的停电故障都是由配电系统引起的，所以国家越来越重视对配电系统可靠性的研究。

1 农村配电网的可靠性低下的原因

农村配电网大都采用10 kV或者35 kV的供电线路，典型的农村配电网接线如图1所示。


图1 　典型农村配电网接线图
农村中低压配电网大都是单电源，首端断路器，对于线路较长的线路，在接近线路的末端有一个分段开关，最多分为3段，以1段和2段居多，因此可靠性低，由于现在农村经济的飞速发展，个体经营的小企业增多，一旦停电会造成大量的经济损失，所以提高农村电网的可靠性水平迫在眉睫。

农村的配电网，大都采用架空线，电缆线很少，架空线路的故障率要远远大于电缆线路。由于种种原因，农村的配电网的检修时间相对较长，基本上发生故障，全部停电，然后再寻找故障点。计划检修时间比较长，而且一般很少发现故障。

农村的配电网的客观环境比较复杂，有的地方山区较多，经常有雷电状况，造成停电事故。

2 提高农村电网可靠性的途径

2.1 预防故障的措施

在雷雨天气较多的山区，要加强防雷工作，如安装避雷器、架空地线等，也可安装必要的雷电观测装置。

采用合理的检修和管理制度，这样就可以大大地减少停电时间，提高可靠性。

加强故障探测及故障修复，缩短停电时间，尽早恢复送电。

充实和加强对农村用电用户的安全教育，技术咨询和服务。

2.2 改造性措施

选用高质量的、稳定性好的装置，采用现代自动化设备，实现配电的程序控制。

要做到对配电网可靠性的质的提高就是改造电网的结构，实现手拉手的环网结构，加备用电源，开关所等等。这些措施虽然能从本质上提高农网的可靠性，但是要有巨大的投资，要做到投入的资金和提高的可靠性能够达到有效的结合，最简单而且实用的方法就是加分段开关，这样投入的资金少，而且能有效缩短停电时间，提高供电可靠性。

3 分段开关如何设置

加入分段开关会提高供电可靠性，但是在什么位置加入分段开关，才能最大限度的提高可靠性，同时又能得到最好的经济效益。

找到最合理的点，才能达到可靠性和经济性能够完美的结合，即用最合理的投资，得到最合理的可靠性，这是本文要解决的问题。

如图2所示，对它进行分析，在不加入分段开关时，只有电源侧有一个断路器，主馈线无分段开关。


图2　数学模型图
设系统有N个负荷点，第i段主馈线的长度为Si，分支线的长度为S'i，主馈线的单位长度故障率为λ，分支线的单位长度故障率为λ'，主馈线的修复时间为ri，分支线的修复时间为r'i，分段开关的操作时间为t1，则上图的每个负荷点的年停电时间为


上面的公式中，ui为第i分支所带的用户的年停电时间，其它符号的含义已经在上面介绍了。上面的公式是用枚举法求的停电时间，即列举各个主馈线、分支线出现故障时，对每一个分支i上的用户造成的停电时间之和。


图3　分段开关优化数学模型图
如图3所示加入QF1，主馈线分成了二段：设在第k分支所在的主馈线上设置分段开关，则上图的每个负荷点的年停电时间如下




ui为第i点的年停电时间，可见，增加分段开关对靠近电