農村配電網開關電路技術設計研究

李子林 寇春陽

摘 要 長期以來，我國農村的配電網的開關設計上就存在使用壽命不長，功能不完善的問題。近些年來，提出了一種新的農村配電網開關的優化設計思路，這種思路通過對于線路的轉供能力進行仔細的分析，并且在考慮轉供線路長度的基礎上，對于變電站的整體框架進行構建，延長配電網的全壽命指標。本文筆者將立足于當前我國農村配電網開關設計的現狀，并且通過考慮工程約束條件，建立數學分析模型，以供廣大同僚參考交流使用。

【關鍵詞】電力技術 配電網 開關優化設計

我國的農村配電網的建設情況長期上存在著經濟效益低下，投入與產出之間極不均衡，其供電的可靠性有待懷疑等問題。所有這些問題在一定程度上都降低了農村配電網的配電水平以及其供電的可靠性。為了對于農村的配電網進行優化設計，需要對于配電網的開關進行優化設計。優化設計的基本原理就是通過在線路上安裝一定的環網設備例如聯絡開關等。可以提升農村配電水平，減少農村的停電情況以及停電的時間，并且線路上的分段開關還可以起到分割配電網中的故障設施的作用。以下筆者將對于農村配電網的優化設計進行更深一步的探討。

1 概述農村配電網開關優化設計

隨著農村經濟的迅速發展，對于農村的配電網的設計也逐步得到了國內外電力研究人員的重視，對于農村配電網進行優化設計不僅僅能夠提升網絡開關的效率，還可以節省電力建設的成本，起到促進農村人民生活水平的目的。對于農村配電網開關進行優化設計需要綜合考慮各類條件，包括對于開關安裝位置以及開關的數量范圍等等。在保證供電企業的經濟效益的前提下，實現對于農村配電網供電效率的提升。并且，基于全壽命管理的思考方法，對于農村配電網的設計以及規劃進行討論，計算其中所需要的總成本。以供電的最優效率來建立目標函數，采用二分法對于配電的方案進行進一步優化，并且確定在實際供電中所需要的開關數量是對于農村配電網進行優化設計的關鍵。

之所以將農村的配電網與城市的配電網分開來進行研究，其主要的原因就是農村的配電網和城市的配電網存在著根本的不同。例如，城市配電網的電路負荷較大，并且配電較為分散，而農村配電網則恰恰相反，從造價和運行成本上來看，明顯是農村配電網較高，然而其投入與產出之間的不均衡性也是相當明顯的。并且，最為關鍵件的一點就是，由于我國大多數的農村處于山區地帶，因此這對于電網的配置上造成了較高的難度，其電路檢修起來也比城市的電網工作更為復雜和困難。

傳統的對于農村配電網開關的設計對于上述的問題考慮欠妥。因此，在整體上降低了農村配電網絡的供電水平，加劇了對于電路進行維修以及管理的難度。與農村的實際需要嚴重不符，因此需要探索對于農村配電網開關優化設計的新方法。

2 農村配電網開關優化設計研究

對于農村配電網絡的優化設計研究需要綜合考慮實用性以及節約性兩大指標。

2.1 實用性

在農村配電網絡中建立開關優化裝置，提升農村配電網絡供電的穩定性，在一定程度上降低供電網絡發生故障的可能性，減少線路發生停電的可能。

2.2 節約性

節約性主要是針對農村配電網的開關優化設計，在保證整體的供電時間的基礎上，提升供電的可靠性，并且通過減少開關的數量，對于線路進行優化配置，能夠在最大限度上節約電力建設企業的成本，并且實現效益最高。

然而，對于配電網開關進行優化設計還需要另外考慮電路的電源規劃，以及線路的負載承受極限等等問題，并且通過考慮各種工程條件，對于目標函數進行計算，確立農村配電網絡的投資水平。

建立在新型的農村配電網的開關優化設計建立在變電站的相互聯絡上，考慮到農村地區的電路負荷密度大，需要對于農村變電站的網絡進行重新設計和考慮，并且，對于農村的變電站進行初始網絡構建完畢之后，還需要工程人員進一步結合農村供電線路長的特點，對于變電站的架構進行完善。理想的農村配電網開關優化設計方案的關鍵就是保證總體供電的穩定性的前提下，實現變電站之間的互相聯系，這種理想的設計模型能夠從根本上降低電力建設單位對于配電網絡的痛投入，同室提升其相應的收益。對于變電站的構架建立需要從以下幾個方面來實施。

2.3 分區加權

分區加權是一種常見的對于變電站構架進行分析的數學模型。這種模型的具體建立方法需要統計在一定區域內所有變電站的數目，之后選取幾個具有代表性的供電站，利用坐標表示其地理位置。之后通過建立扇形統計圖，對于每個變電站的權重進行分析統計，必要的時候可以通過矩陣對于數據進行綜合分析。

2.4 建立約束條件

為了在一定程度上減小電路中某個位置出現的故障對于整個配電網絡造成的影響。需要在故障發生的位置設置一定的隔離段，通過轉移線路之間的電量，使得整個配電網絡不至于崩潰。并且，通過這種方法，可以對于線路的轉供電量進行控制，避免出現不必要的電力資源的浪費情況。因此，需要建立對于線路轉供能力的約束條件，對于線路的總長度進行控制。

2.5 變電站之間的聯絡方法

通過對于各種約束條件進行綜合考慮，實現對于變電站之間相互聯絡的網絡。

2.6 全壽命周期考慮

對于全壽命的周期成本進行考慮也是優化農村配電網開關設計中重要的一項環節。對于全壽命周期成本進行考慮需要電力工程人員首先考慮設備的一次投資的水平，通過建立設備的一次性投資的方程，探討施工的安裝成本以及規劃項目的總成本。除此之外，對于配電網的運行維護費用進行研究也是必不可少的。

2.7 合理設計爬電比距

爬電比距是設計10kv開關柜的重要參數，合理設計爬電比距能夠保證電力系統的正常運行。根據相關標準，當10kv開關柜中的各組件和其支持絕緣件的外絕緣爬電比距為純瓷絕緣的時候應不小于18mm/kv，為有機絕緣的時候應不小于20mm/kv。電力企業要嚴格控制組配件的規格，確保電力系統的優越性和穩定性。

3 結束語

綜上所述，通過對于農村配電網的開關優化設計進行研究，并且提出相應的研究方法，可以解決農村配電網絡在配電方面存在的問題，提升供電的穩定性。

參考文獻

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作者單位

國網阜新彰武縣供電公司 遼寧省彰武縣 123200