一種新型高壓計(jì)量柜方案在汕尾城區(qū)的應(yīng)用

陳家存

摘 ?要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高，用戶對(duì)供電可靠性要求越來越高。近年來，汕尾市城區(qū)發(fā)生多起由于戶外落地式計(jì)量箱引發(fā)的10kV線路跳閘事件，對(duì)配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來一定的威脅，同時(shí)直接影響到廣大人民群眾的正常生活用電。文章簡(jiǎn)述了汕尾城區(qū)供電局針對(duì)戶外使用的10kV計(jì)量箱出現(xiàn)的問題而采取的技術(shù)改進(jìn)措施和取得的成效。

關(guān)鍵詞：高防污高壓計(jì)量箱;問題;措施

中圖分類號(hào)：TM933.4 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）35-0181-02

Abstract： With the rapid development of economy and the continuous improvement of people's living standards， users have higher and higher requirements for the reliability of power supply. In recent years， there have been a number of 10kV line tripping incidents caused by outdoor floor metering box in Shanwei City， which not only pose a certain threat to the safe and reliable operation of distribution network， but also directly affect the normal daily electricity consumption of the broad masses of people. This paper briefly describes the technical improvement measures and achievements taken by Shanwei Urban Power Supply Bureau in view of the problems in outdoor 10kV metering box.

Keywords： high antifouling high pressure metering box; problems; measures

引言

目前，10kV戶外開關(guān)箱、10kV戶外落地式計(jì)量箱、10kV預(yù)裝式變電站的10kV計(jì)量柜均使用10kV戶內(nèi)型電壓、電流互感器。近年來，汕尾市城區(qū)多次發(fā)生污閃致使10kV高壓電能計(jì)量柜內(nèi)電壓互感器保險(xiǎn)熔斷和電壓互感器接地炸毀的情況。同時(shí)，早期客戶自建的10kV戶外落地式計(jì)量箱沒有配置斷路器，計(jì)量裝置發(fā)生故障后，無(wú)法隔離故障，引起10kV線路跳閘。計(jì)量裝置故障造成少計(jì)電量，將直接造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)影響用戶的供電可靠性。汕尾的城市建設(shè)正步入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，市區(qū)架空線路也逐步改造為電纜，用戶在電纜線路上T接柱上型式的分界斷路器和計(jì)量臺(tái)架越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需要。汕尾城區(qū)供電局基于上述問題，開展了提高10kV計(jì)量柜防污性能和防止用戶故障出門的職工創(chuàng)新項(xiàng)目研究，并最終完成10kV高防污型分界斷路器計(jì)量箱的研制與應(yīng)用。

1 常用10kV高壓電能計(jì)量裝置

1.1 10kV高壓電能計(jì)量柜

10kV高壓電能計(jì)量柜主要分為固定式電能計(jì)量柜和可移開式電能計(jì)量柜。

（1）固定式計(jì)量柜。10kV固定式電能計(jì)量柜普遍選用固定式交流金屬封閉開關(guān)柜，即XGN柜型。由于固定式開關(guān)柜的絕緣部分不同，分為全絕緣柜和半絕緣柜方案。全絕緣柜型主要代表有ABB的SafePlus的M模塊、施耐德RM6的DE-Mt模塊、歐瑪嘉寶GAE630的1M1模塊等;半絕緣柜型主要代表有施耐德SM6的GBC-A/B模塊、國(guó)產(chǎn)XGN15-12系列計(jì)量單元。由于固定柜體積小，安裝占用空間較小，因此廣泛應(yīng)用于室內(nèi)開關(guān)站和配套外箱體的戶外開關(guān)站。（2）可移開式計(jì)量柜。10kV可移開式計(jì)量柜普遍采用鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)柜，目前主流的型號(hào)是國(guó)產(chǎn)KYN28A型、ABB的UniGear系列、施耐德的PIX系列，該柜型絕大部分應(yīng)用在環(huán)境較好的室內(nèi)配電房，因此本文不作詳細(xì)論述。（3）計(jì)量元器件。10kV高壓電能計(jì)量柜目前采用的計(jì)量用電流互感器、電壓互感器均為戶內(nèi)型，在戶內(nèi)良好的環(huán)境下使用，性能可靠穩(wěn)定。

1.2 柱上型計(jì)量裝置

10kV柱上型計(jì)量裝置主要采用10kV電能計(jì)量箱（硅橡膠固體式）作為計(jì)量元件，需要安裝桿上型臺(tái)架，配套柱上型隔離開關(guān)、斷路器、避雷器等裝置。

2 汕尾地區(qū)戶外10kV計(jì)量裝置常見故障原因分析

2.1 10kV戶外開關(guān)箱式計(jì)量裝置

（1）氣候原因。汕尾市地處粵東沿海，海岸線長(zhǎng)，大氣中鹽分含量高，春、夏兩季雨水較多，空氣濕度大。因此，戶外10kV箱式電氣設(shè)備所處運(yùn)行環(huán)境較為惡劣。（2）設(shè)備自身的設(shè)計(jì)原因。由于電能計(jì)量柜均屬于用戶建設(shè)，早期的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，大多數(shù)10kV戶外落地式計(jì)量箱采用單一的XGN15-12柜型計(jì)量柜。由于半絕緣柜的密封性不佳，且沒有配置除濕裝置，近年來，因污閃致使10kV計(jì)量柜內(nèi)電壓互感器保險(xiǎn)熔斷和電壓互感器接地炸毀的情況多發(fā)。由于10kV戶外落地式計(jì)量箱沒有配置斷路器，計(jì)量單元發(fā)生故障后，無(wú)法隔離故障，越級(jí)引起10kV線路跳閘。（見圖1、圖2）

2.2 10kV柱上型計(jì)量裝置

（1）戶外10kV柱上型計(jì)量由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防污性能好等特點(diǎn)，被大量應(yīng)用于架空線路T接用戶支線。柱上型臺(tái)架因?yàn)榇嬖谳^多裸露的帶電部分，在惡劣天氣時(shí)，常受外飄物的影響，引發(fā)線路故障。（見圖3）（2）汕尾的城市建設(shè)正步入一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，市區(qū)內(nèi)的架空線路已逐步改造為電纜線路，用戶在電纜線路上T接柱上型式的分界斷路器和計(jì)量臺(tái)架越來越不適應(yīng)城市發(fā)展的需要，在市區(qū)內(nèi)的報(bào)建中也較難通過審批。在臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣，更可能成為電纜線路的一個(gè)重大隱患。

3 應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)上述情況，急需一種新的10kV高壓計(jì)量箱來替代以往的計(jì)量方案。汕尾城區(qū)供電局將配電、計(jì)量?jī)蓚€(gè)專業(yè)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題和積累的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行融合，組織技術(shù)骨干開始研制一種配置分界斷路器又具有高防污性能的高壓計(jì)量箱，以達(dá)到既可以防止常見的計(jì)量裝置污閃，又可以防止用戶故障出門，從而達(dá)到提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

3.1 柜型選擇方案確定

10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜具有優(yōu)秀的絕緣性能，同時(shí)采用了全密封的硅橡膠附件，防污性能優(yōu)良。因此，確定采用10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜作為柜型方案。

3.2 高壓計(jì)量元件方案確定

計(jì)量元件屬于省公司統(tǒng)一招標(biāo)物資，且計(jì)量元件屬供電局負(fù)責(zé)運(yùn)維管理，因此選型時(shí)，應(yīng)充分考慮維護(hù)和更換的問題，所以應(yīng)在目前現(xiàn)有的采購(gòu)目錄中選擇。

10kV電能計(jì)量箱（硅橡膠固體式）屬于戶外型設(shè)計(jì)，具有優(yōu)秀的防污性能，除了體積稍大和質(zhì)量較重外，各項(xiàng)防護(hù)性能均優(yōu)于戶內(nèi)型互感器，且屬于干式組合式互感器，可采用柜式安裝。因此，選用10kV電能計(jì)量箱（硅橡膠固體式）作為新柜型的計(jì)量元件。

3.3 進(jìn)線開關(guān)單元設(shè)計(jì)

（1）整體方案參照廣東電網(wǎng)公司的10kV戶外開關(guān)箱技術(shù)條件書的要求。（2）由于戶外使用的計(jì)量裝置，多是用戶的第一級(jí)開關(guān)站，因此高壓進(jìn)線單元應(yīng)采用分界斷路器，配置電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，保護(hù)裝置選用微機(jī)保護(hù)，配置三段式過流保護(hù)和零序保護(hù)，避免用戶故障出門。（3）在進(jìn)線開關(guān)間隔的電纜室后部設(shè)置1臺(tái)全絕緣PT作為保護(hù)裝置和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的電源。（4）在繼保室安裝具有旁路功能的UPS電源1臺(tái)，作為保護(hù)裝置和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的電源。

3.4 高壓計(jì)量單元設(shè)計(jì)

（1）計(jì)量單元的尺寸按照高度1800mm、寬度900mm、深度1050mm設(shè)計(jì);以滿足不同中標(biāo)廠家的10kV電能計(jì)量箱（硅橡膠固體式）安裝上的需要;較高的柜身空間，便于不同結(jié)構(gòu)計(jì)量箱的頂部銅排走線;設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)的垂直母線和絕緣子底座，便于調(diào)整銅排位置。（2）針對(duì)計(jì)量專業(yè)要求二次端子面向柜體正面的要求，優(yōu)先選用二次端子位于出線側(cè)的計(jì)量箱作為適配方案，并同時(shí)考慮電纜正面出線和側(cè)面出線的兼容性問題。（3）為滿足計(jì)量裝置運(yùn)維檢修方便的要求，采用活動(dòng)的計(jì)量箱底座和鎖止裝置，并抬高了底座高度，提高了二次端子室接線操作的便捷和舒適性。

3.5 防潮除濕設(shè)計(jì)

進(jìn)線開關(guān)電纜室和計(jì)量單元室均設(shè)置了全自動(dòng)的冷凝除濕裝置，可有效減少因潮濕帶來的各種問題，減少故障的發(fā)生。

4 成效

（1）方案利用了廣東電網(wǎng)公司框架招標(biāo)范圍內(nèi)的10kV電能計(jì)量箱（硅橡膠固體式）作為戶內(nèi)型計(jì)量互感器的替代產(chǎn)品，不涉及新計(jì)量元件的開發(fā)和采購(gòu)，方便了計(jì)量班組的備品備件儲(chǔ)配。（2）將創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念與成熟的高壓柜型、高防污能力的計(jì)量元件相結(jié)合，針對(duì)以往產(chǎn)品存在的不足研制采用新元件和新結(jié)構(gòu)的設(shè)備方案。達(dá)到了降低計(jì)量元件故障的幾率、防止用戶故障出門，從而達(dá)到提高供電可靠性的目的。（3）2017年4月，汕尾城區(qū)供電局基于上述技術(shù)思路向廣東電網(wǎng)公司申請(qǐng)“10kV高防污型分界斷路器計(jì)量箱研制”職工創(chuàng)新項(xiàng)目并順利通過評(píng)審。2018年項(xiàng)目立項(xiàng)實(shí)施，并于2018年12月完成整機(jī)制造經(jīng)試驗(yàn)合格。2019年2月，10kV高防污型分界斷路器計(jì)量箱在汕尾城區(qū)供電局管轄的10kV線路上掛網(wǎng)運(yùn)行，目前運(yùn)行正常。（圖4、圖5）（4）基于該方案成果，研制小組于2018年8月向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局申請(qǐng)3項(xiàng)實(shí)用新型專利，并分別于2019年4月和5月獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的實(shí)用新型專利授權(quán)。

5 結(jié)束語(yǔ)

電能計(jì)量裝置的可靠性直接關(guān)系到供電企業(yè)與用戶之間電能核算，作為供電企業(yè)，必須采取切實(shí)可行的措施確保電能計(jì)量裝置的可靠性和準(zhǔn)確性，避免電能計(jì)量裝置故障給國(guó)家造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭群斌.10kV氣體絕緣共箱式環(huán)網(wǎng)柜常見問題探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2014，21（10）：44-45.

[2]李嘉，趙法強(qiáng)，蕭新敏.淺談配網(wǎng)10kV環(huán)網(wǎng)柜故障[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2019，26（01）：106-107.

[3]廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司.10kV戶外開關(guān)箱技術(shù)規(guī)范書[S].