小型環(huán)網(wǎng)柜改造方案分析

王玉濤，邢 亮，陳 亮

(石家莊供電公司，石家莊 050051)

1 小型環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行要求及存在的問(wèn)題

1.1 運(yùn)行要求

小型環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)柜中投入時(shí)間最早，應(yīng)用廣泛的一類柜型。根據(jù)小型環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合石家莊供電公司橋東分局運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及用電負(fù)荷的性質(zhì)，認(rèn)為小型環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)滿足以下基本要求。

a.小型環(huán)網(wǎng)柜采用全密封,全絕緣結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP67。

b.小型環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)置負(fù)荷開(kāi)關(guān)或斷路器,按規(guī)范相關(guān)要求應(yīng)具有可靠的“五防”系統(tǒng)，并設(shè)置接地隔離開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)可靠電氣及機(jī)械閉鎖。

c.小型環(huán)網(wǎng)柜的開(kāi)關(guān)室與母線室應(yīng)明確分開(kāi)，環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部采用氣體或固體絕緣。

d.所選用斷路器具有電動(dòng)分、合閘功能，并預(yù)留遙控、遙信接口，以適應(yīng)遠(yuǎn)方監(jiān)控需要。

e.繼電保護(hù)采用就地、微機(jī)保護(hù)方式，設(shè)過(guò)流,速斷和低電壓保護(hù)。

f.小型環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)滿足戶外運(yùn)行的條件，寬溫限(-30～65 ℃)，防塵、防潮、防凝露的性能較高，期望壽命30年。

1.2 存在的問(wèn)題

小型環(huán)網(wǎng)柜是配電設(shè)備中重要組成部分，擔(dān)負(fù)著客戶電能的供給和分配。石家莊供電公司配電最早投運(yùn)的環(huán)網(wǎng)柜是施耐德公司生產(chǎn)的RM6型環(huán)網(wǎng)柜，1993年投運(yùn)。后來(lái)陸續(xù)投運(yùn)北京科銳公司生產(chǎn)的XGW型環(huán)網(wǎng)柜，河南許繼生產(chǎn)XGW型、廣州億盛生產(chǎn)的SF6型、亞洲電力環(huán)網(wǎng)柜SRM16等多種，其普遍的特點(diǎn)是體積小、操作簡(jiǎn)便、設(shè)計(jì)靈活，適于城市繁華區(qū)狹小地段運(yùn)行，但其主要的運(yùn)行特點(diǎn)全部需要大量充氣運(yùn)行，而部分產(chǎn)品無(wú)絕緣氣體無(wú)氣壓表，不能有效監(jiān)測(cè)絕緣，給運(yùn)行帶來(lái)不便，并且受運(yùn)行環(huán)境的影響，小型環(huán)網(wǎng)柜不能滿足防潮、高抗塵能力、外形美觀等要求，所以需要對(duì)小型環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行改進(jìn)。

2 改造方案及實(shí)施步驟

2.1 改造方案

為確保城市電網(wǎng)的安全性、減小小型環(huán)網(wǎng)柜充氣對(duì)環(huán)境影響，提高小型環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行的可靠性，結(jié)合城市特點(diǎn)，采用固封極柱緊湊型小型環(huán)網(wǎng)柜是理想的選擇。由于固封極柱絕緣在VS1、ZN65、VD4等型斷路器上已使用多年，具有成熟的經(jīng)驗(yàn)，將其應(yīng)用于小型環(huán)網(wǎng)柜中，可以使小型環(huán)網(wǎng)柜制作的更加緊湊、并且提高其防潮、防塵、防凝露能力，增強(qiáng)其運(yùn)行可靠性。負(fù)荷開(kāi)關(guān)及斷路器采用手動(dòng)和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，并配備與其分合狀態(tài)位置相符的檢測(cè)接口，具備遠(yuǎn)程控制斷路器分合條件。對(duì)小型環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部絕緣應(yīng)用固封極柱技術(shù)，簡(jiǎn)化小型環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)，滿足小型環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行要求。

根據(jù)改造方案，與LKE公司合作開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了如下改進(jìn)：

a.對(duì)小型環(huán)網(wǎng)柜中所有導(dǎo)電部件，包括可延伸式的母線系統(tǒng)進(jìn)行全絕緣、全封閉改進(jìn)，使其完全不受濕度、腐蝕和污染等環(huán)境的影響[1]。

b.對(duì)小型環(huán)網(wǎng)柜真空斷路器采用固封式技術(shù)，其具有25 kA的開(kāi)斷電流能力，額定電流630 A，電氣壽命滿足10 000次。

c.簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，緊湊布局，斷路器真空泡的動(dòng)端采用獨(dú)特的滑動(dòng)觸頭系統(tǒng)與母線系統(tǒng)相連，使整個(gè)開(kāi)關(guān)柜體積減小，使單個(gè)真空斷路器單元或負(fù)荷開(kāi)關(guān)單元柜寬度<300 mm，更加適于狹小環(huán)境運(yùn)行。

d.在負(fù)荷開(kāi)關(guān)氣體內(nèi)充28 kPa的低壓SF6氣體，充氣氣壓降低，確保設(shè)備及操作人員安全[2]。

e.斷路器單元可配數(shù)字保護(hù)裝置，加設(shè)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，加裝開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)裝置，能較好配合配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施。

2.2 實(shí)施步驟

2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)研制樣機(jī)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,選擇1個(gè)一進(jìn)三出4個(gè)單元配置方案，由斷路器與負(fù)荷開(kāi)關(guān)2種單元組成，負(fù)荷開(kāi)關(guān)由三工位SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)組成，開(kāi)關(guān)的觸頭及其導(dǎo)電部分密封于SF6氣室內(nèi)，有“合閘”、“分閘”和“接地”3種工位。真空斷路器單元斷路器部分處于氣室以外，并采用固封極柱技術(shù)將所有導(dǎo)電部分全絕緣、全封閉。改進(jìn)后的開(kāi)關(guān)柜單元尺寸僅為800 mm×265 mm×1 600 mm(深×寬×高)。

2.2.2 進(jìn)行型式試驗(yàn)

西安高壓試驗(yàn)研究所對(duì)樣機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)，試驗(yàn)后各種開(kāi)關(guān)單元滿足以下技術(shù)要求。負(fù)荷開(kāi)關(guān)單元主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 負(fù)荷開(kāi)關(guān)單元主要技術(shù)參數(shù)

斷路器單元主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 斷路器單元主要技術(shù)參數(shù)

2.2.3 掛網(wǎng)試運(yùn)行

試驗(yàn)后選擇廣安大街地下購(gòu)物廣場(chǎng)作為首選的試運(yùn)行地點(diǎn)，一方面廣安大街位于城市中心地區(qū)，場(chǎng)地極為狹??；另一方面，廣安大街地下購(gòu)物廣場(chǎng)位于地下，經(jīng)常處于潮濕環(huán)境，運(yùn)行環(huán)境惡劣，適合改進(jìn)后的小型環(huán)網(wǎng)柜試運(yùn)行。

2.3 實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的固封式小型環(huán)網(wǎng)柜，于2010年6月在廣安大街宇東房地產(chǎn)項(xiàng)目中正式投運(yùn)，其運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，位于地下6 m，環(huán)境濕度經(jīng)常在70%左右，經(jīng)觀測(cè)其運(yùn)行情況良好，無(wú)受潮凝露以及銹蝕情況出現(xiàn)。運(yùn)行實(shí)踐證明改進(jìn)后的小型環(huán)網(wǎng)柜完全滿足空間比較狹窄、環(huán)境潮濕、多塵場(chǎng)地運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著配網(wǎng)自動(dòng)化改造的展開(kāi)，一些不具備自動(dòng)化要求的小型環(huán)網(wǎng)柜成為改造的重點(diǎn)，而這種體積小、適于范圍較廣的固封式小型環(huán)網(wǎng)柜是改造中理想的產(chǎn)品，在惡劣環(huán)境以及在自動(dòng)化改造中將發(fā)揮該產(chǎn)品的作用，提高了小型環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行可靠性，滿足多種環(huán)境的要求。

[1] 毛遠(yuǎn)翱.配電電纜自動(dòng)化改造方案的分析[J].沿海企業(yè)與科技，2009(8)：73-75.

[2] 羅學(xué)琛.SF6氣體絕緣全密封組合電器(GIS)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

本文責(zé)任編輯：王麗斌