关于农网供配电线路的分级保护设计

关于农网供配电线路的分级保护设计

林港

广东电网有限责任公司梅州平远供电局  广东 梅州 514600

摘要：今年是实施“十四五”规划的关键一年，中国经济回升向好的形势将不断巩固和提高。根据高质量发展的要求，国家大力提倡乡村振兴。当前，农村经济正经历前所未有的扩张期，伴随农民生活品质的不断提升，对于电力的需求呈现出持续攀升的新态势。这种背景下，农村电网的新型电力系统构建及其供电安全性的保障显得尤为关键。为了确保农村电力供应的稳定性，我们必须针对其独特的配电线路特性实施差异化和分级的保护策略。

关键词：农网供配电线路；分级保护技术；开关

随着全球经济的迅猛进步，科技领域的革新紧随其后，国家一系列普惠政策的出台显著推动了农村经济的飞跃式发展。这种变革直接影响到农村电力基础设施，尤其是配电网的演变。在电力体系中，配电网作为终端环节，其重要性日益凸显。随着农村家庭电器普及和小型工业的兴起，居民的电力需求持续攀升，对农村电网的供电效能和稳定性提出了前所未有的挑战。为了满足这些需求，农网供配电线路分级保护策略应运而生，其核心目标就是确保农村电网的供电稳定性和用户获得的电能质量。

1农网供配电线路分级保护技术的意义

尽管早期的单级配电线路保护措施在一定程度上遏制了漏电和触电的发生，但随着电力技术的革新及我国对电力系统的深入优化，其局限性逐渐显现。尤其在农村地区，特别是那些乡镇企业密集的区域，频繁遭遇跳闸问题，这不仅导致电力供应中断，长时间停电和大面积断电现象频发，严重影响了居民的日常生活和便利。为提升电网配电线路的稳定性和安全性，引入分级保护机制显得至关重要，它确保了电力输送的可靠性和电压的稳定性，同时也强化了线路设计中的安全保障措施。

2农网供配电线路的保护配置以及原理

农村电网的配电线路构造通常遵循10千伏电网的分级原则，主要包括变电站级、主线级和支线级。变电站级的防护策略是在变电站内配备馈出自动化开关，而主线级则在主线中安置前端分段自动化开关。至于支线级，会在支路侧安装自动化开关、跌落熔断器和分支线熔断器。这三级保护装置的运作原理各异：(1)在变电站侧，针对10千伏线路，采用配备电流保护和重合闸功能的三段式馈出自动化开关。对于短小线路，可直接采用速断保护和限流/过流保护，设定参数旨在避开主线路末端故障及近端变压器低压端的最大故障，延迟时间约为0.2到0.3秒。若需过流保护，则根据线路最大负载整定，作为远后备，延迟时间为0.5至0.8秒。为了增强电路稳定性，变电站侧线路通常配备自动重合闸功能，故障自动化开关跳闸后能在一定时间内自动重合，瞬时故障可成功恢复，但永久故障则无法重合。(2)主干线一旦故障，变电站侧馈出自动化开关会跳闸，故障电流会被自动切断，因此主线分段自动化开关无需额外配置保护装置，只需通过短接电流互感器的跳闸线圈即可。(3)对于覆盖面广泛的10千伏支线，故障风险较高，为减小故障导致的停电范围，每个分支线都应配备保护设备。通常，这些设备分为两种类型：一种是首端自动化开关控制供电的分支线，另一种是首端使用跌落熔断器控制供电的分支线。

3将分级保护技术应用于农村电网配电线路中的应遵照的原则

目前，我国在农网供配电线路的防护策略主要分为三种：基础单级保护、改进的两级保护，以及复杂的多级保护。后者主要在发达地区实施，尽管复杂，但能提供全面保护；单级保护虽简洁，易于维护且成本低，但易受外部因素干扰，可能影响供电效率。相比之下，两级保护作为单级的优化，兼顾了稳定性和安全性，成为农网线路的首选，广泛采用。在将分级保护技术引入农村电网时，需遵循以下四项原则：首先，对于公共设施如企业或学校的供电，应在配电线路入口处配备全局接地保护和过流保护装置，同时，内部设施如设备需安装防触电保护，比如通过在分路首端安装来防止触电。其次，集中用电区域应配置防触电保护、接地保护和过流保护等分支保护设备，确保用电安全。再者，对于架空线路配电线路，应在变压器二次侧出口安装单接地保护、过流保护和防雷保护，以应对各种电气风险。

4农网供配电线路分级保护的运行情况

4.1主干线的分段开关

为满足技术规格规定，农网配电网主干线路中的分段开关的CT跳闸线圈配置需实施短路连接。电力设施在运营中，频繁的自动化开关故障断电问题影响了重合闸功能的正常运作，导致维护团队无法即时察觉线路停电故障，从而延误应对策略。这主要源于以下几个方面：首先，配电网主干线路在初次安装或原有干线升级时，分段自动化开关未能充分发挥其预定作用。当分支自动化开关升格为干线的分段设备时，施工人员未能严格遵循标准，对跳闸线圈的短接处理存在疏忽。其次，配电线路上各类开关种类繁复，各自CT跳闸回路的短接方法各异。技术局限性可能导致施工人员在操作上出现错误，未能正确实施短接。最后，即便技术人员正确执行了主干线路开关的CT跳闸线圈短接，但线路整体电路稳定性欠佳，开关误动作的现象依然可能发生。

4.2分支线保护

根据严格的技术规定，当分支电路遭遇故障，其内置的保护系统会立即激活，旨在阻止故障区域的扩散，从而避免进一步的经济损耗。故障类型主要分为两类：首先，非设备内部问题引发的故障，可能是环境因素导致分支开关性能退化，出现意外的开关拒动现象；其次，另一种情况是跌落式熔断器在熔断过程中释放的能量引发的长时间电弧，导致变电站线路短暂断开但随后能实现自动重合。

4.3选取农村电网配电线路的保护装置

当农村电网配电线路采用分级保护策略时，首要目标是确保供电安全。在设计上下级保护系统时，需全面评估各种可能的差异性。例如，在处理末端和分支保护问题时，如果发生人员触及导致的触电事故，所选保护设备应具备快速响应和高灵敏度，能迅速断开电路。对于仅设总保护在低电压电网的线路，选择的保护装置需具备快速判断故障并灵敏反应的能力。另一方面，如果用户端发生故障，如电器线路误触人体或地面，即使分支保护和末端指标已接近极限，仍需通过分级保护来补充不同级别的动作时间和电流阈值。然而，一旦末端绝缘失效导致漏电，务必优先在末端切断电源，此时不应触动分支保护。

4.4关于农网供配电线路分级保护配置的建议

农网供配电线路的保护策略构建应当兼顾技术实施与管理体系的优化。以变电站馈线保护为基准，需精细规划主干线路与分支线路的保护配置，目标在于最大程度地减小电力网络故障带来的影响。在技术层面上，倡导持续学习和创新思维，可以考虑在分支线路的断路器两侧引入故障识别设备，通过实时数据对比，提升故障诊断效率并缩短维修响应时间。而在管理层面，强调细致的巡检和严谨的记录，确保主干线开关的电流互感器跳闸回路连接无误，并将其作为重要的操作记录存档，以强化整体运维的有效性。

5结论

本文探讨了农网供配电线路中实施多级保护策略的重要性，确保每一台设备都配备至少两层以上的漏电防护系统。这种设计策略旨在在漏电事件发生时，有效地控制事故扩散，从而极大地提升了电力线路的整体安全性，以及农村用户的生命财产保障。它对于提升农网配电线路供电可靠性，减少触电风险，强化作业安全保障，具有显著的推动作用。

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