環(huán)網(wǎng)柜在10KV城市配網(wǎng)中的應(yīng)用分析

李彬

摘要：環(huán)網(wǎng)供電以其經(jīng)濟(jì)性和可靠性成為配電網(wǎng)絡(luò)電纜化的首選形式。城市配網(wǎng)的發(fā)展使環(huán)網(wǎng)供電的形式在用戶供電方案中占越來越大的比例，環(huán)網(wǎng)柜作為環(huán)網(wǎng)供電的主設(shè)備，越來越受到供電部門和用戶的重視。作者探析環(huán)網(wǎng)柜功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)用選型要點(diǎn)，分析環(huán)網(wǎng)柜在10kV配網(wǎng)改造中施工和運(yùn)行維護(hù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)網(wǎng)柜，10KV配網(wǎng)應(yīng)用，運(yùn)行維護(hù)

前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，城市電網(wǎng)線路發(fā)生了巨大變化，形成眾多的用電負(fù)荷密集區(qū)，城網(wǎng)中采用電纜化供電已成為配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。舊的供電方式已難以滿足城市發(fā)展的需要，因此產(chǎn)生更先進(jìn)、更實(shí)用的電器設(shè)備—環(huán)網(wǎng)柜，也被稱為戶外小型開閉站，其具有占地面積小、配置靈活、供電可靠、安裝、調(diào)試時(shí)間短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。

1環(huán)網(wǎng)柜系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及布局

1·1環(huán)網(wǎng)柜原理

環(huán)網(wǎng)柜是負(fù)荷開關(guān)柜和組合電器柜應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)供應(yīng)單元的通稱，應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)，將10kV開關(guān)柜，斷路器，負(fù)荷開關(guān)，TA、TV及計(jì)量?jī)x表等裝置于一體，使城網(wǎng)一二次系統(tǒng)的集成化與裝配模塊化，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量，達(dá)到優(yōu)化管理。提高電網(wǎng)運(yùn)行的水平及可靠性。

1.2環(huán)網(wǎng)柜的組成及性能指標(biāo)

10kV戶外箱式環(huán)網(wǎng)柜，又稱環(huán)網(wǎng)供電單元（簡(jiǎn)稱環(huán)網(wǎng)柜），每個(gè)環(huán)網(wǎng)供電單元由3～6路開關(guān)共箱組成，接線方式靈活多樣，可以滿足不同配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的需求。由于開關(guān)裝置和硬母線密閉在同一個(gè)不銹鋼金屬外殼內(nèi)，采用SF6作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，開關(guān)采用三相聯(lián)動(dòng)的三工位SF6負(fù)荷開關(guān)或斷路器，其額定電流可達(dá)1250A，短時(shí)耐受電流可達(dá)25kA/3S。由于這種特殊的排列結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)柜具有如下特點(diǎn)：戶外型、全絕緣、全密封結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)任何惡劣環(huán)境;體積小、結(jié)構(gòu)輕、結(jié)構(gòu)緊湊，占地小;安裝簡(jiǎn)單，操作方便，安全可靠、免維護(hù);具有電動(dòng)和手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，配FTU后即可實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。由于它體積小、技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，完全可以取代常規(guī)的開閉所，從而減少占地面積和縮短出線電纜長度，降低整體造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用，因而廣泛應(yīng)用于舊城區(qū)線路改造、街道、居民區(qū)、繁華商業(yè)中心等。

1.3系統(tǒng)功能

1.3.1操作功能模塊化，設(shè)置了短路器單元模塊，還有負(fù)荷開關(guān)、熔斷器組合單元及負(fù)荷開關(guān)單元模塊。在負(fù)荷開關(guān)中：有開合、隔離、接地三大功能結(jié)構(gòu)合一的三工位開關(guān)，并且有閉鎖裝置，可有效防止帶負(fù)荷接地與帶接地合閘等誤操作;也有使開合、隔離兩大功能結(jié)構(gòu)合一的二工位開關(guān)配接地開關(guān)組合的結(jié)構(gòu)。

1.3.2環(huán)境適應(yīng)性模塊化，根據(jù)不同的運(yùn)行要求，柜內(nèi)部可任意組合加熱、降溫、除濕、排風(fēng)等裝置。

1.3.3電纜接線模塊化，電纜插頭有硅橡膠預(yù)制型及其它形式，可隨不同情況選擇。

1.3.4聯(lián)鎖裝置模塊化，采用了帶電顯示器聯(lián)用電磁鎖，以及多種機(jī)械聯(lián)鎖裝置，保證安全可靠。

1.4配網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局

做為電能接受與分配的環(huán)網(wǎng)柜，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)不同方案任意連接組合，完成不同配電任務(wù);也可做為配電線路上自動(dòng)分合控制設(shè)備或城市環(huán)網(wǎng)供電的組成單元。

2環(huán)網(wǎng)柜選型及實(shí)際配網(wǎng)應(yīng)用

2.1環(huán)網(wǎng)柜電氣接線方式

環(huán)網(wǎng)柜是由負(fù)荷開關(guān)柜與組合電器柜組成，電氣接線模塊化，操作功能模塊化。環(huán)網(wǎng)柜的電氣接線方式根據(jù)不同的電氣接線靈活搭配組合，實(shí)現(xiàn)不同功能的環(huán)網(wǎng)供電與電能的分配。

2.2環(huán)網(wǎng)柜的選型

環(huán)網(wǎng)柜的型號(hào)可謂多種多樣，其所實(shí)現(xiàn)的功能也各盡不同，其主要實(shí)現(xiàn)的是接受電能與分配電能作用，可用于雙電源環(huán)網(wǎng)供電及終端供電。環(huán)網(wǎng)柜通過IS輸入、輸出的接線，接入電纜線路干線及分歧線路;DD/NS雙電源負(fù)荷開關(guān)可環(huán)網(wǎng)供電;PF帶熔斷器保護(hù)應(yīng)用在直供箱變線路，可防箱變發(fā)生故障而越級(jí)跳閘;由高壓測(cè)量裝置可衡量環(huán)網(wǎng)線路供電能量分配等。若把環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用到自動(dòng)化線路當(dāng)中，可配置具有“四遙”功能的環(huán)網(wǎng)柜（即：遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)），由一次設(shè)備（斷路器、負(fù)荷開關(guān)等）與二次設(shè)備的保護(hù)裝置、電源、FTU監(jiān)控、自動(dòng)化軟件等組成;各環(huán)網(wǎng)柜與開關(guān)柜所配置的遠(yuǎn)方控制單元（FTU）經(jīng)信接口和傳輸線路（光纖或通信電纜等）與主控機(jī)相連，則環(huán)網(wǎng)柜可迅速自動(dòng)檢測(cè)線路故障，自動(dòng)隔離故障段，自動(dòng)恢復(fù)非故障區(qū)供電。城市電網(wǎng)中的應(yīng)用可根據(jù)實(shí)際不同程度的需要，選擇相應(yīng)功能的環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行合理組合。

2.2.1設(shè)備選型應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性的協(xié)調(diào)。目前全進(jìn)口環(huán)網(wǎng)柜性能指標(biāo)最好、可靠性最高，但價(jià)格也最高;國產(chǎn)環(huán)網(wǎng)柜價(jià)格較低，但性能指標(biāo)低、可靠性不高;建議采用價(jià)格適中、性能指標(biāo)及可靠性都還不錯(cuò)的合資環(huán)網(wǎng)柜。

2.2.2環(huán)網(wǎng)柜回路數(shù)宜為3～6回較合適，便于用戶分布，路數(shù)太多將造成出線電纜過長。

2.2.3考慮與配電自動(dòng)化配合，選用斷路器而不用負(fù)荷開關(guān);帶電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或PT的環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)配置配電自動(dòng)化監(jiān)控單元或預(yù)留接口。

2·3實(shí)際應(yīng)用

某地區(qū)擴(kuò)建改造，臨近的四條10kV架空線路要改造成電纜線路。所以大量采用環(huán)網(wǎng)柜在配網(wǎng)中應(yīng)用，使城市電網(wǎng)電能分配更加靈活。首先選擇帶有計(jì)量裝置的聯(lián)絡(luò)環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)4條線路的聯(lián)絡(luò)與計(jì)量，其次選擇四臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜應(yīng)用在線路上實(shí)現(xiàn)供電功能。環(huán)網(wǎng)柜按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，電纜敷設(shè)完畢后，電纜終端頭進(jìn)行制作并與環(huán)網(wǎng)柜安裝接引。由環(huán)網(wǎng)柜的供電方式可避免因用戶側(cè)故障導(dǎo)致主線路停電，縮小停電范圍，提高供電可靠性。如果環(huán)網(wǎng)柜的負(fù)荷側(cè)發(fā)生故障，熔斷器將會(huì)熔斷，相應(yīng)的負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作跳閘，將故障線路與主線路斷開，對(duì)主線路環(huán)網(wǎng)運(yùn)行不影響，待故障排除后，合上負(fù)荷開關(guān)，可恢復(fù)供電;對(duì)停電檢修帶來方便，可直接對(duì)環(huán)網(wǎng)柜操作，斷開相應(yīng)的負(fù)荷開關(guān)，進(jìn)行該線路停電檢修，而其它分段線路可正常供電，縮小停電檢修范圍，提高供電可靠率。

3環(huán)網(wǎng)柜維護(hù)

環(huán)網(wǎng)柜的模塊化設(shè)計(jì)，充氣柜開關(guān)是一個(gè)完全封閉的系統(tǒng)，其所有帶電部件及開關(guān)封閉在殼體內(nèi)，整個(gè)開關(guān)裝置不受外部條件影響，可以確保運(yùn)行的可靠性和人身安全，實(shí)現(xiàn)開關(guān)免維護(hù)。若有避雷器裝置應(yīng)對(duì)其每年進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)。環(huán)網(wǎng)柜在城市電網(wǎng)中的應(yīng)用不僅給城市電網(wǎng)的發(fā)展帶來新的生機(jī)，更加靈活的供應(yīng)電能，而且將會(huì)在今后的城市電網(wǎng)供電中發(fā)揮更大的作用。

3.1環(huán)網(wǎng)柜作為電纜線路的節(jié)點(diǎn)，接線靈活，操作方便。而分支箱不能直接對(duì)每路進(jìn)行操作，僅作為電纜分支使用，因而分支箱不宜使用在主干網(wǎng)。

3.2預(yù)留回路數(shù)便于今后擴(kuò)展。預(yù)留方式可在環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱或環(huán)網(wǎng)型箱式變預(yù)留出線路數(shù)，也可由主干電纜開斷接入新的環(huán)網(wǎng)柜。

3.3應(yīng)配備接于母線上的PT，它不僅作為電動(dòng)操作的電源，還可為實(shí)現(xiàn)配電饋線自動(dòng)化的監(jiān)控終端提供電源。

3.4若未實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的區(qū)段，應(yīng)在電纜側(cè)加裝短路故障指示器，以提高短路故障段查找的速度。

3.5基礎(chǔ)與電纜溝之間應(yīng)封堵，以改善戶外運(yùn)行條件，延長設(shè)備使用壽命。

3.6操作環(huán)網(wǎng)柜時(shí)要認(rèn)真檢查各種指示信號(hào)，對(duì)有壓力的開關(guān)，發(fā)現(xiàn)壓力不足時(shí)嚴(yán)禁操作。

結(jié)語

近年來，國家投入巨額資金進(jìn)行城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造，然而舊城區(qū)配電線路的改造卻成為棘手的問題。舊城區(qū)配電線路建設(shè)年代較早，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代需求相比相對(duì)較低下，設(shè)備老化嚴(yán)重，迫切要求對(duì)原有電力

線路進(jìn)行改造。但受架空線路走廊和景觀要求限制，很多的電力線路需改造為電纜線路，狹小的街巷缺乏開閉所作為負(fù)荷分配的轉(zhuǎn)供點(diǎn)，而10kV戶外箱式環(huán)網(wǎng)柜能在配電節(jié)點(diǎn)中起著分支、分段、聯(lián)絡(luò)的功能，在城市電網(wǎng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。

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