10kV環(huán)網(wǎng)柜及配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電的實(shí)踐探究

梁耀炳（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)新會(huì)供電局，廣東 江門(mén) 529100）

10kV環(huán)網(wǎng)柜及配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電的實(shí)踐探究

梁耀炳
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)新會(huì)供電局，廣東 江門(mén) 529100）

摘 要：10kV環(huán)網(wǎng)柜是電力系統(tǒng)的重要組成部分，而且相對(duì)于其他電氣設(shè)備具有多方面的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)點(diǎn)，10kV環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)性功能的發(fā)揮，能維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。本文分析了10kV環(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)、其設(shè)計(jì)方式與維護(hù)措施，并分析了配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電的發(fā)展概況以及實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV環(huán)網(wǎng)柜；配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)；供電

10kV環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用在供電系統(tǒng)中，能夠發(fā)揮多方面的優(yōu)勢(shì)作用，不僅體積小、占地空間有限，而且方便安裝與保養(yǎng)、維護(hù)，要想確保其優(yōu)勢(shì)功能得到有效發(fā)揮，就必須做好10kV環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)與維修工作，確保其處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行狀態(tài)，從而為供電系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造有利條件，維護(hù)供電的安全性、穩(wěn)定性，提高供電服務(wù)質(zhì)量。

一、10kV環(huán)網(wǎng)柜的特征分析

10kV環(huán)網(wǎng)柜屬于一種特殊的電氣設(shè)備，其內(nèi)部設(shè)有高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元，其中的供電網(wǎng)線形狀為環(huán)狀，能夠發(fā)揮環(huán)網(wǎng)供電的功能。環(huán)網(wǎng)柜的核心結(jié)構(gòu)設(shè)備包括：熔斷器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)，各個(gè)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部都裝配了3-5個(gè)總開(kāi)關(guān)盒，打造出一個(gè)靈活的鏈接模式，從而有效供應(yīng)各個(gè)電力分配網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所需的電能，因?yàn)殡娫撮_(kāi)關(guān)設(shè)備和硬母線二者共同裝載，被同樣的金屬外殼封裝，而且選擇了達(dá)到三工位條件的開(kāi)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)三相聯(lián)動(dòng)，其中的彈簧機(jī)構(gòu)具有較高的性能，也可以進(jìn)行快速分開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)。10kV環(huán)網(wǎng)柜的外形圖如圖1所示：

10kV環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)際優(yōu)勢(shì)特征體現(xiàn)在：

（1）結(jié)構(gòu)密封性好、絕緣度高，適用范圍較廣，從室內(nèi)到室外全能應(yīng)用。

（2）容積小，無(wú)需占據(jù)過(guò)大的空間，重量較輕，對(duì)于室內(nèi)外空間能夠靈活地適應(yīng)，無(wú)需為其騰出特別的空間。

（3）同別類(lèi)電氣設(shè)備對(duì)比起來(lái)，10kV環(huán)網(wǎng)柜的安裝更加方便、簡(jiǎn)單，而且易于操作，便于維修與養(yǎng)護(hù)。

（4）其斷口與接地設(shè)備都較為清晰、顯而易見(jiàn)，這樣就為操作人員、維修人員等提供了便捷的工作條件，使工作更加安全。

10kV供電系統(tǒng)發(fā)揮著重要的供電功能，其運(yùn)行質(zhì)量直接影響到電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行，基于環(huán)網(wǎng)柜多方面的優(yōu)點(diǎn)，例如：構(gòu)造簡(jiǎn)單、占地空間小、成本低、供電安全穩(wěn)定等等，應(yīng)該將其應(yīng)用在10kV供電系統(tǒng)中，發(fā)揮環(huán)網(wǎng)供電功能，為供電系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造有利條件。

環(huán)網(wǎng)柜主要包括兩大類(lèi)型：SF6絕緣、空氣絕緣。環(huán)網(wǎng)柜能夠發(fā)揮電力線路中電流的科學(xué)控制與有效保護(hù)的功能。同時(shí)，在環(huán)網(wǎng)供電、終端供電等過(guò)程中，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的地位，環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)所設(shè)置的負(fù)荷開(kāi)關(guān)必須滿(mǎn)足三工位，分別是：安全接地、隔離電力、切斷負(fù)荷，其中SF6式、產(chǎn)氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)等都能滿(mǎn)足這一要求。不允許對(duì)真空滅弧室實(shí)施隔離，而是要開(kāi)斷，具體實(shí)踐過(guò)程中，也要特意添加隔離開(kāi)關(guān)在負(fù)荷開(kāi)關(guān)前，這樣才能確保真空滅弧室進(jìn)行及時(shí)開(kāi)斷。

二、10kV環(huán)網(wǎng)柜的科學(xué)設(shè)計(jì)

配電系統(tǒng)的優(yōu)化改造，就是要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)化、遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化運(yùn)行，使用戶(hù)配變電所的主接線不斷簡(jiǎn)單化，優(yōu)化提升其保護(hù)配合，從而提高供電質(zhì)量，確保供電安全性、穩(wěn)定性，即使無(wú)人值班時(shí)，配電系統(tǒng)依然能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

在現(xiàn)實(shí)的安裝與使用中，要使10kV配電所系統(tǒng)的接線達(dá)到簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)單、安全、可靠的效果，可以選擇分段單母線的接線模式，同時(shí)要按照國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定認(rèn)可的電能計(jì)量設(shè)備，計(jì)量柜內(nèi)需要安裝計(jì)量表、電流表，同時(shí)線電壓中也要安裝兩個(gè)電壓表，達(dá)到有效的監(jiān)督、控制效果。

對(duì)于環(huán)網(wǎng)柜操作方式也有多重選擇，其中手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作最為常見(jiàn)，電動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作的應(yīng)用則需要參照現(xiàn)實(shí)情況來(lái)提供二次電源。交流彈簧儲(chǔ)能操作方式較為理想，電壓互感器能夠負(fù)責(zé)供應(yīng)交流二次電源，對(duì)應(yīng)的直流二次電源則由酸性蓄電池進(jìn)行供應(yīng)。如果環(huán)網(wǎng)柜的型號(hào)較小，則應(yīng)該選擇手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作模式，這樣不僅有效控制了成本，同時(shí)，變壓器的低壓一端也能為信號(hào)顯示、瓦斯保護(hù)等提供需要的電源。

電源進(jìn)線柜內(nèi)需要安裝串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器，這樣就能抵御外界因素干擾，對(duì)應(yīng)也要裝配接地信號(hào)設(shè)備以及接地開(kāi)關(guān)，從而保護(hù)變壓器的出線柜，并參照電能測(cè)量、計(jì)量等的科學(xué)規(guī)定，將各種計(jì)量設(shè)備裝在環(huán)網(wǎng)柜上，并把聯(lián)絡(luò)柜、計(jì)量柜、電源進(jìn)線柜中的電流互感器設(shè)置在兩相上，同時(shí)也要把電力系統(tǒng)內(nèi)部的一切線路都對(duì)應(yīng)設(shè)置于兩相上，其中保護(hù)性設(shè)備與計(jì)量設(shè)備不可以享用同一個(gè)互感器二次線圈。

三、10kV環(huán)網(wǎng)柜的維護(hù)措施

為了確保10kV環(huán)網(wǎng)柜在配電系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)功能得到發(fā)揮，就要重點(diǎn)從以下方面做起：

（1）創(chuàng)設(shè)有利條件。必須為10kV環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行創(chuàng)造有利的環(huán)境條件，避開(kāi)污染區(qū)、化學(xué)物質(zhì)集中區(qū)等，從而預(yù)防其爆炸問(wèn)題。通常情況下，要控制其工作環(huán)境的溫度，溫度值最高不能超過(guò)40度，因?yàn)檫^(guò)高的溫度會(huì)造成環(huán)網(wǎng)柜表面出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化、腐蝕等問(wèn)題，從而破壞了其整體功能的發(fā)揮，導(dǎo)電性下降，電阻值反而增大，甚至其絕緣性也受到影響，使用周期縮短。相反，溫度也不能太低，因?yàn)榈蜏貢?huì)造成環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)大規(guī)模的內(nèi)應(yīng)力，從而損壞絕緣部件，也要把握好濕度值，控制日均值在94%，月均值則要控制在90%范圍內(nèi)。

（2）加強(qiáng)絕緣保護(hù)。10kV環(huán)網(wǎng)柜由于受到內(nèi)外因素、環(huán)境條件等的影響，很容易發(fā)生絕緣故障，所以，必須積極提高環(huán)網(wǎng)柜的絕緣性能，要切實(shí)依照各類(lèi)規(guī)程、規(guī)定等進(jìn)行檢修、養(yǎng)護(hù)，必須明確并熟悉過(guò)電壓保護(hù)的相關(guān)規(guī)范與規(guī)定，加強(qiáng)規(guī)范操作。優(yōu)選合適、達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的元件，從而確保開(kāi)關(guān)拒的質(zhì)量，維護(hù)其絕緣水平，同時(shí)，要嚴(yán)格依照規(guī)定要求來(lái)設(shè)置爬電距離、空氣間隙等等，電磁場(chǎng)則要控制在安全、合理范圍，必須做好開(kāi)關(guān)檢驗(yàn)工作，確保10kV環(huán)網(wǎng)柜的絕緣水平。

例如：環(huán)網(wǎng)柜的調(diào)檔設(shè)計(jì)以往采用IEC 12kV檔，然而，這一絕緣等級(jí)當(dāng)前已無(wú)法達(dá)標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)改造升級(jí)為IEC 17.5kV檔，并將環(huán)網(wǎng)柜沖擊耐壓上調(diào)至38kV，從而提高環(huán)網(wǎng)柜的絕緣性能。

（3）預(yù)防其腐蝕劣化問(wèn)題。10kV環(huán)網(wǎng)柜由于受到各種因素的影響，很容易出現(xiàn)腐蝕劣化問(wèn)題，因此，必須從各個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)入手，注重對(duì)每個(gè)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查，通過(guò)加膜覆蓋等方法做好防腐蝕處理，確保其表面保持干凈清潔，同時(shí)，也要重點(diǎn)查看其螺釘牢固與否。

四、10kV環(huán)網(wǎng)供電發(fā)展概況與接線模式分析

自上世紀(jì)80年代以前，我國(guó)就已經(jīng)出現(xiàn)了10kV環(huán)網(wǎng)供電模式，但是由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、社會(huì)條件等十分有限，這一供電技術(shù)未得到普及和應(yīng)用。自從實(shí)行市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)制度以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)取得了飛躍式的發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，建筑數(shù)量越來(lái)越多、規(guī)模不斷增大，市區(qū)主要依靠10kV供配電源進(jìn)行供電，其接線模式也多體現(xiàn)為：樹(shù)形或放射狀模式，然而，隨著城市建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的持續(xù)發(fā)展等等使得用電負(fù)荷、供電回路等的數(shù)量都在持續(xù)增加，整個(gè)社會(huì)對(duì)供電服務(wù)提出了新的更高的要求，倘若依然采用原來(lái)的供電系統(tǒng)與供電方式，就必須重新擴(kuò)建變電站，重新開(kāi)展線路施工，這無(wú)疑會(huì)增加城市建設(shè)的負(fù)擔(dān)，而且傳統(tǒng)供電方式下的電力線路發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，很難及時(shí)有效地定位、排除故障?；诖司捅仨毟母飩鹘y(tǒng)的供電模式，采用更具優(yōu)勢(shì)、更加先進(jìn)的供電方式，其中環(huán)網(wǎng)供電就成為一個(gè)優(yōu)選模式。

同傳統(tǒng)供電方式相比，環(huán)網(wǎng)供電具有多方面的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，特別是環(huán)網(wǎng)柜與環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的運(yùn)用，可以簡(jiǎn)化配電網(wǎng)絡(luò)，便于維護(hù)與管理，也能夠?yàn)榫€路、設(shè)備等故障的查找提供依據(jù)，縮小故障查找范圍與難度，特別是當(dāng)只存在一個(gè)電源時(shí)，環(huán)網(wǎng)供電模式的采用能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，維護(hù)用戶(hù)高效、持續(xù)供電，從而確保用戶(hù)的用電持續(xù)、安全。

近年來(lái)，環(huán)網(wǎng)供電模式在我國(guó)得到了發(fā)展與應(yīng)用，目前大多數(shù)城市供電都采用環(huán)網(wǎng)接線模式，其中主要的環(huán)形電網(wǎng)類(lèi)型包括閉環(huán)式與開(kāi)環(huán)式，實(shí)施證明環(huán)網(wǎng)供電模式能夠提高供電的安全性、穩(wěn)定性。

實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)網(wǎng)站可以建設(shè)在環(huán)網(wǎng)線路的初始端、中間或終端，通常環(huán)網(wǎng)柜所采用的接線模式為：一進(jìn)一出一變，對(duì)應(yīng)衍生出一進(jìn)一出，兩邊、三變的接線模式，同時(shí)，也要結(jié)合環(huán)網(wǎng)站的負(fù)荷來(lái)對(duì)應(yīng)接線方式做出取舍。

五、10kV環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)踐應(yīng)用

10kV環(huán)網(wǎng)柜在現(xiàn)實(shí)的電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了發(fā)展和應(yīng)用，例如：一些電網(wǎng)系統(tǒng)改造工程中就應(yīng)用了這一技術(shù)。

實(shí)例：某市區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃中，由于市區(qū)地理空間有限，無(wú)法容納多個(gè)10kV開(kāi)閉所的占地空間，然而，由于10kV環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜具有多方面的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)點(diǎn)，最后選擇這樣的方案，那就是：確定兩大10kV開(kāi)閉所，同時(shí)在10kV環(huán)網(wǎng)柜外加箱變，開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)為兩進(jìn)線、四出線，這樣就確保了雙電源進(jìn)線的供電安全性，也能發(fā)揮環(huán)網(wǎng)的功能，從而有效滿(mǎn)足了多箱變的進(jìn)線電源供電方案要求。

圖1

參考文獻(xiàn)

[1]張艷萍.10kV環(huán)網(wǎng)柜維護(hù)中的常見(jiàn)問(wèn)題探討[J].科技傳播，2010.

[2]魏柱，劉軼峰.環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用實(shí)例[M].北京：科技出版社，2006.

摘 要：本文主要研究了10kV業(yè)擴(kuò)供電的優(yōu)化方案，通過(guò)分析客戶(hù)的用電申請(qǐng)資料、電源和線路敷設(shè)、確定變壓器的類(lèi)別以及數(shù)量、確定主接線方式和運(yùn)行方式以及對(duì)計(jì)費(fèi)方案等進(jìn)行優(yōu)化，保證電網(wǎng)的合理安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：10kV；業(yè)擴(kuò)供電；優(yōu)化方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73 TM72

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