環網柜在10KV城市配網中的應用分析

李彬

摘要：環網供電以其經濟性和可靠性成為配電網絡電纜化的首選形式。城市配網的發展使環網供電的形式在用戶供電方案中占越來越大的比例，環網柜作為環網供電的主設備，越來越受到供電部門和用戶的重視。作者探析環網柜功能結構和運用選型要點，分析環網柜在10kV配網改造中施工和運行維護的應用。

關鍵詞：環網柜，10KV配網應用，運行維護

前言

隨著經濟的發展和技術的進步，城市電網線路發生了巨大變化，形成眾多的用電負荷密集區，城網中采用電纜化供電已成為配電網發展的必然趨勢。舊的供電方式已難以滿足城市發展的需要，因此產生更先進、更實用的電器設備—環網柜，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、調試時間短、造價低等優點。

1環網柜系統功能結構及布局

1·1環網柜原理

環網柜是負荷開關柜和組合電器柜應用于環網供應單元的通稱，應用現代電子技術與傳感技術，將10kV開關柜，斷路器，負荷開關，TA、TV及計量儀表等裝置于一體，使城網一二次系統的集成化與裝配模塊化，實現電力設備的監測、保護、控制、計量，達到優化管理。提高電網運行的水平及可靠性。

1.2環網柜的組成及性能指標

10kV戶外箱式環網柜，又稱環網供電單元（簡稱環網柜），每個環網供電單元由3～6路開關共箱組成，接線方式靈活多樣，可以滿足不同配電網絡節點的需求。由于開關裝置和硬母線密閉在同一個不銹鋼金屬外殼內，采用SF6作為滅弧介質和絕緣介質，開關采用三相聯動的三工位SF6負荷開關或斷路器，其額定電流可達1250A，短時耐受電流可達25kA/3S。由于這種特殊的排列結構，環網柜具有如下特點：戶外型、全絕緣、全密封結構，能適應任何惡劣環境;體積小、結構輕、結構緊湊，占地小;安裝簡單，操作方便，安全可靠、免維護;具有電動和手動操作機構，配FTU后即可實現配電自動化。由于它體積小、技術指標先進，完全可以取代常規的開閉所，從而減少占地面積和縮短出線電纜長度，降低整體造價和維護費用，因而廣泛應用于舊城區線路改造、街道、居民區、繁華商業中心等。

1.3系統功能

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

1.3.2環境適應性模塊化，根據不同的運行要求，柜內部可任意組合加熱、降溫、除濕、排風等裝置。

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

1.3.4聯鎖裝置模塊化，采用了帶電顯示器聯用電磁鎖，以及多種機械聯鎖裝置，保證安全可靠。

1.4配網結構布局

做為電能接受與分配的環網柜，可根據現場實際進行設計，根據不同方案任意連接組合，完成不同配電任務;也可做為配電線路上自動分合控制設備或城市環網供電的組成單元。

2環網柜選型及實際配網應用

2.1環網柜電氣接線方式

環網柜是由負荷開關柜與組合電器柜組成，電氣接線模塊化，操作功能模塊化。環網柜的電氣接線方式根據不同的電氣接線靈活搭配組合，實現不同功能的環網供電與電能的分配。

2.2環網柜的選型

環網柜的型號可謂多種多樣，其所實現的功能也各盡不同，其主要實現的是接受電能與分配電能作用，可用于雙電源環網供電及終端供電。環網柜通過IS輸入、輸出的接線，接入電纜線路干線及分歧線路;DD/NS雙電源負荷開關可環網供電;PF帶熔斷器保護應用在直供箱變線路，可防箱變發生故障而越級跳閘;由高壓測量裝置可衡量環網線路供電能量分配等。若把環網柜應用到自動化線路當中，可配置具有“四遙”功能的環網柜（即：遙控、遙測、遙信、遙調），由一次設備（斷路器、負荷開關等）與二次設備的保護裝置、電源、FTU監控、自動化軟件等組成;各環網柜與開關柜所配置的遠方控制單元（FTU）經信接口和傳輸線路（光纖或通信電纜等）與主控機相連，則環網柜可迅速自動檢測線路故障，自動隔離故障段，自動恢復非故障區供電。城市電網中的應用可根據實際不同程度的需要，選擇相應功能的環網柜進行合理組合。

2.2.1設備選型應考慮經濟性和可靠性的協調。目前全進口環網柜性能指標最好、可靠性最高，但價格也最高;國產環網柜價格較低，但性能指標低、可靠性不高;建議采用價格適中、性能指標及可靠性都還不錯的合資環網柜。

2.2.2環網柜回路數宜為3～6回較合適，便于用戶分布，路數太多將造成出線電纜過長。

2.2.3考慮與配電自動化配合，選用斷路器而不用負荷開關;帶電動操作機構或PT的環網柜應配置配電自動化監控單元或預留接口。

2·3實際應用

某地區擴建改造，臨近的四條10kV架空線路要改造成電纜線路。所以大量采用環網柜在配網中應用，使城市電網電能分配更加靈活。首先選擇帶有計量裝置的聯絡環網柜實現4條線路的聯絡與計量，其次選擇四臺環網柜應用在線路上實現供電功能。環網柜按設計要求進行安裝，電纜敷設完畢后，電纜終端頭進行制作并與環網柜安裝接引。由環網柜的供電方式可避免因用戶側故障導致主線路停電，縮小停電范圍，提高供電可靠性。如果環網柜的負荷側發生故障，熔斷器將會熔斷，相應的負荷開關動作跳閘，將故障線路與主線路斷開，對主線路環網運行不影響，待故障排除后，合上負荷開關，可恢復供電;對停電檢修帶來方便，可直接對環網柜操作，斷開相應的負荷開關，進行該線路停電檢修，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環網柜維護

環網柜的模塊化設計，充氣柜開關是一個完全封閉的系統，其所有帶電部件及開關封閉在殼體內，整個開關裝置不受外部條件影響，可以確保運行的可靠性和人身安全，實現開關免維護。若有避雷器裝置應對其每年進行一次預防性試驗。環網柜在城市電網中的應用不僅給城市電網的發展帶來新的生機，更加靈活的供應電能，而且將會在今后的城市電網供電中發揮更大的作用。

3.1環網柜作為電纜線路的節點，接線靈活，操作方便。而分支箱不能直接對每路進行操作，僅作為電纜分支使用，因而分支箱不宜使用在主干網。

3.2預留回路數便于今后擴展。預留方式可在環網柜、電纜分支箱或環網型箱式變預留出線路數，也可由主干電纜開斷接入新的環網柜。

3.3應配備接于母線上的PT，它不僅作為電動操作的電源，還可為實現配電饋線自動化的監控終端提供電源。

3.4若未實現配電自動化的區段，應在電纜側加裝短路故障指示器，以提高短路故障段查找的速度。

3.5基礎與電纜溝之間應封堵，以改善戶外運行條件，延長設備使用壽命。

3.6操作環網柜時要認真檢查各種指示信號，對有壓力的開關，發現壓力不足時嚴禁操作。

結語

近年來，國家投入巨額資金進行城鄉電網建設與改造，然而舊城區配電線路的改造卻成為棘手的問題。舊城區配電線路建設年代較早，建設標準與現代需求相比相對較低下，設備老化嚴重，迫切要求對原有電力

線路進行改造。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荷分配的轉供點，而10kV戶外箱式環網柜能在配電節點中起著分支、分段、聯絡的功能，在城市電網改造中得到了廣泛的應用。

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