为什么叫环网柜【10kV环网柜在城网建设与改造中应用的优势】

10kV环网柜在城网建设与改造中应用的优势 摘要: 本文从配电网结构的发展趋势、环网柜的性能优点、设备选型及运行使用等方面对环网柜在城区配网建设与改造中的应用进行了分析探讨,提出了在现阶段的城网建设与改造中应尽量采用环网柜的基本观点。

关键词:环网柜 环网供电 改造 应用 前言 近年来,国家投入巨额资金进行城乡电网建设与改造,然而旧城区配电线路的改造却成为棘手的问题。旧城区配电线路建设年代较早,建设标准与现代需求相比相对较低下,设备老化严重,迫切要求对原有电力线路进行改造。但旧城区受架空线路走廊和景观要求限制,很多的电力线路需改造为电缆线路,狭小的街巷缺乏开闭所作为负荷分配的转供点,而10kV户外箱式环网柜能在配电节点中起着分支、分段、联络的功能,在城市电网改造中得到了广泛的应用。

1 环网柜的组成 当前,很多的城市电力线路需改造为电缆线路,但狭小的街巷缺乏开闭所作为负荷分配的转供点, 10kV户外箱式环网柜能在配电节点中起着分支、分段、联络的功能,在城市电网改造中得到了广泛的应用。

10kV户外箱式环网柜,又称环网供电单元(简称环网柜),每个环网供电单元由3~6路开关共箱组成,接线方式灵活多样,可以满足不同配电网络节点的需求。由于开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内,采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质,开关采用三相联动的三工位SF6负荷开关或断路器,其额定电流可达1250A,短时耐受电流可达25kA/3S。由于这种特殊的排列结构,环网柜具有如下特点: 1)户外型、全绝缘、全密封结构,能适应任何恶劣环境。

2)体积小、结构轻、结构紧凑,占地小。

3)安装简单,操作方便,安全可靠、免维护。

2 环网柜构成的配电网结构 2.1 一般城市的配电网结构是指中压配电网，即10kV电网的结构，早期建设的10kV配电线路多数是单辐射状分布供电，一旦线路、设备或电源发生故障，容易导致全线停电，造成的损失和影响较大，因此按照省集团公司提出的规划和要求，在城区配电网络建设与改造中应考虑建立环网供电、开环运行的模式，如图1所示，一旦其中一侧电源有故障或进行检修工作，可以通过合上联络开关继续对负荷进行供电，如果线路出现故障，通过线路上安装的分段开关也可以把停电范围大大减小。由于城区空间有限，且出于城市整体美观的需要，使用电缆取代架空导线已成为城区配电网络改造与建设的趋势。城区的配电网络应以电缆“2—1”单环网络结构作为主要接线方式，随着负荷的增长可将单环网改造为“3—1”环网结构，以提高线路的负载率。典型的电缆“2—1”单环网络结构和“3—1”环网结构的接线如图2、图3所示。从图中可见，通过建立配电环网网络，可有效减少，甚至避免停电，从而提高供电可靠性。

图1 传统开闭所结构图 2.2 环网柜的种类 要实现环网目的，必须要使用环网设备。目前，在配电网络中，可起环网功能的设备主要有环网型电缆分支箱和环网柜。环网型电缆分支箱是在普通电缆分支箱上的基础上加装了SF6或真空负荷开关，通过负荷开关的配合，实现供电方式的转换。由于其价格较低，安装地点较灵活，特别是在城区建设定型，无法得到配电房位置（环网柜必须安装于配电房内）的情况下，环网型电缆分支箱显示出其灵活的优点，因此近年来得到较普遍应用，但环网型分支箱始终是在电缆分支箱基础上发展起来的，与环网柜相比，基最大的缺点是安全性能不够（特别是防误操作方面的措施），操作环境不理想，存在一定的危险性，如果条件允许，笔者建议应优先考虑使用环网柜进行环网。环网柜因其所使用的负荷开关种类不同而分为产气式环网柜、压气式环网柜、真空环网柜、SF6环网柜等几种，其中产气式环网柜、压气式环网柜因所采用的负荷开关存在致命缺陷，可靠性低，现已基本淘汰。真空环网柜、SF6环网柜因性能指标高、操作维护、维护运行可靠等优点已在配电网络中得到广泛使用 2.3 电缆环网结构的优点 1)环网柜构成一个“手拉手”环网供电,各供给3个环网柜,其出线路数可达到8~16回，完全可以替代一个传统开闭所的转供负荷的功能，而且出线变为分散分布，至每个分支箱或用户的电缆长度大大缩短。

2)环网构成的电缆方式灵活,可以根据用户发展需要随时插入环网柜,而且可以灵活的接入电源,满足特殊地区的多电源复杂配网需要。

3)环网柜每个区段控制1~3回出线,停电几率小;开闭所每个区段控制6回出线,停电几率大;同时环网柜分散分布,故障时停电面积小从而查找故障快、检修时间短, 故停电时间短,提高了供电可靠性。

4)每台环网柜仅占地约3m2,而且环网柜因设备分散,更便于分布实施。

综合以上几点,在城市电网入地改造中采用环网柜及电缆分支箱是理想的选择。

2.4 设备选型 1)设备选型应考虑经济性和可靠性的协调。目前全进口环网柜性能指标最好、可靠性最高,但价格也最高;国产环网柜价格较低,但性能指标低、可靠性不高;建议采用价格适中、性能指标及可靠性都还不错的合资环网柜。

2)环网柜回路数宜为3~6回较合适,便于用户分布,路数太多将造成出线电缆过长。

3)考虑与配电自动化配合,选用断路器而不用负荷开关;带电动操作机构或PT的环网柜应配置配电自动化监控单元或预留接口。

3 结束语 1)环网柜作为电缆线路的节点,接线灵活,操作方便。而分支箱不能直接对每路进行操作,仅作为电缆分支使用,因而分支箱不宜使用在主干网。

2)预留回路数便于今后扩展。预留方式可在环网柜、电缆分支箱、或环网型箱式变预留出线路数,也可由主干电缆开断接入新的环网柜。

3)应配备接于母线上的PT,它不仅作为电动操作的电源,还可为实现配电馈线自动化的监控终端提供电源。

4)若未实现配电自动化的区段,应在电缆侧加装短路故障指示器,以提高短路故障段查找的速度。

5)基础与电缆沟之间应封堵,操作环网柜时要认真检查各种指示信号。

参考文献 [1]林红,李发琼·SF6环网柜与城网改造[J]·国际电力2002年第6卷第3期· [2]曾德君,万善良·配电网新设备新技术回答[M]·北京:中国电力出版社,2002·。