配電系統(tǒng)中環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用
摘要:本文從配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)、環(huán)網(wǎng)柜的種類、優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)行使用等方面對(duì)環(huán)網(wǎng)柜在城區(qū)配網(wǎng)建設(shè)與改造中的應(yīng)用進(jìn)行探討,提出了在現(xiàn)階段的城區(qū)配網(wǎng)建設(shè)與改造中應(yīng)盡量采用SF6 環(huán)網(wǎng)柜的基本觀點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和電能對(duì)人們生活的影響越來(lái)越大,特別是對(duì)于負(fù)荷密度較高的城區(qū),供電的可靠性尤其重要。通過(guò)建立以環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主的配電網(wǎng)絡(luò),能有效提高供電可靠性,保證供電的連續(xù)性,將配電設(shè)備故障、維護(hù)停電的影響降至最低,而作為環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式中的重要設(shè)備———環(huán)網(wǎng)柜,在配網(wǎng)改造中的應(yīng)用也越來(lái)越廣,本文從配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)、環(huán)網(wǎng)柜的種類、優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)行使用等方面淡淡環(huán)網(wǎng)柜在城區(qū)配網(wǎng)改造中的應(yīng)用。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201287.htm1 配電網(wǎng)的主要結(jié)構(gòu)
一般城市的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是指中壓配電網(wǎng),即10kV電網(wǎng)的結(jié)構(gòu),早期建設(shè)的10kV配電線路多數(shù)是單輻射狀分布供電,一旦線路、設(shè)備或電源發(fā)生故障,容易導(dǎo)致全線停電,造成的損失和影響較大,因此按照省集團(tuán)公司提出的規(guī)劃和要求,在城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與改造中應(yīng)考慮建立環(huán)網(wǎng)供電、開環(huán)運(yùn)行的模式,如圖1 所示,一旦其中一側(cè)電源有故障或進(jìn)行檢修工作,可以通過(guò)合上環(huán)網(wǎng)開關(guān)繼續(xù)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電,如果線路出現(xiàn)故障,通過(guò)線路上安裝的分段開關(guān)也可以把停電范圍大大減小。由于城區(qū)空間有限,且出于城市整體美觀的需要,使用電纜取代架空導(dǎo)線已成為城區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)改造與建設(shè)的趨勢(shì)。城區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以電纜“2- 1”單環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為主要接線方式,隨著負(fù)荷的增長(zhǎng)可將單環(huán)網(wǎng)改造為“3- 1”環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),以提高線路的負(fù)載率。典型的電纜“2- 1”單環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和“3- 1”環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的接線如圖2、圖3 所示。從圖中可見,通過(guò)建立配電環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),可有效減少,甚至避免停電,從而提高供電可靠性。
2 環(huán)網(wǎng)柜的種類
要實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)目的,必須要使用環(huán)網(wǎng)設(shè)備。目前,在配電網(wǎng)絡(luò)中,可起環(huán)網(wǎng)功能的設(shè)備主要有環(huán)網(wǎng)型電纜分支箱和環(huán)網(wǎng)柜。
環(huán)網(wǎng)型電纜分支箱是在普通電纜分支箱上的基礎(chǔ)上加裝了SF6 或真空負(fù)荷開關(guān),通過(guò)負(fù)荷開關(guān)的配合,實(shí)現(xiàn)供電方式的轉(zhuǎn)換。由于其價(jià)格較低,安裝地點(diǎn)較靈活,特別是在城區(qū)建設(shè)定型,無(wú)法得到配電房位置(環(huán)網(wǎng)柜必須安裝于配電房?jī)?nèi))的情況下,環(huán)網(wǎng)型電纜分支箱顯示出其靈活的優(yōu)點(diǎn),因此近年來(lái)得到較普遍應(yīng)用,但環(huán)網(wǎng)型分支箱始終是在電纜分支箱基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,與環(huán)網(wǎng)柜相比,基最大的缺點(diǎn)是安全性能不夠(特別是防誤操作方面的措施),操作環(huán)境不理想,存在一定的危險(xiǎn)性,如果條件允許,筆者建議應(yīng)優(yōu)先考慮使用環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行環(huán)網(wǎng)。
環(huán)網(wǎng)柜因其所使用的負(fù)荷開關(guān)種類不同而分為產(chǎn)氣式環(huán)網(wǎng)柜、壓氣式環(huán)網(wǎng)柜、真空環(huán)網(wǎng)柜、SF6 環(huán)網(wǎng)柜等幾種,其中產(chǎn)氣式環(huán)網(wǎng)柜、壓氣式環(huán)網(wǎng)柜因所采用的負(fù)荷開關(guān)存在致命缺陷,可靠性低,現(xiàn)已基本淘汰。真空環(huán)網(wǎng)柜、SF6 環(huán)網(wǎng)柜因性能指標(biāo)高、操作維護(hù)、維護(hù)運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)已在配電網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛使用。
3 環(huán)網(wǎng)柜的基本接線單元
圖4 給出了一個(gè)最簡(jiǎn)單的全封閉環(huán)網(wǎng)柜的接線圖。中壓饋線的進(jìn)線裝有負(fù)荷隔離開關(guān),通過(guò)一個(gè)串接限流熔斷器的負(fù)荷開關(guān)把變壓器接到環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)上,既保護(hù)到變壓器的故障,又能隔離故障變壓器,使環(huán)網(wǎng)不致斷開?,F(xiàn)在應(yīng)用的柜環(huán)網(wǎng)都是在基本接線單元的基礎(chǔ)上改進(jìn)、擴(kuò)展而成的。
4 環(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)點(diǎn)
由于國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用真空、SF6 開關(guān)及開關(guān)柜已有多年,技術(shù)相對(duì)成熟,因而無(wú)論是真空環(huán)網(wǎng)柜還是SF6 環(huán)網(wǎng)柜一般都能達(dá)到較高的性能指標(biāo),操作簡(jiǎn)便,而各種新技術(shù)的應(yīng)用,使環(huán)網(wǎng)柜在人身設(shè)備的安全方面也有了足夠的保證。
(1)防止誤操作,有效保護(hù)人身及設(shè)備安全。以汕頭特區(qū)成套廠生產(chǎn)的真空環(huán)網(wǎng)柜為例,該產(chǎn)品所采用的真空負(fù)荷開關(guān)是具有三工位的高壓開關(guān)設(shè)備。即隔離、關(guān)合、接地,隔離開關(guān)與接地開關(guān)具有可見的斷口,負(fù)荷開關(guān)與隔離開關(guān)具有自動(dòng)聯(lián)動(dòng)的功能,即當(dāng)真空負(fù)荷開關(guān)斷開后,隔離開關(guān)自動(dòng)斷開,形成可見斷口,當(dāng)真空負(fù)荷開關(guān)合閘時(shí),隔離開關(guān)自動(dòng)先行閉合;負(fù)荷開關(guān)與接地開關(guān)也具有嚴(yán)格的機(jī)械聯(lián)鎖與電氣聯(lián)鎖,從而在結(jié)構(gòu)上首先保證兩者不可能出現(xiàn)誤動(dòng),即當(dāng)負(fù)荷開關(guān)在合閘位置時(shí),不可能進(jìn)行接地開關(guān)的合閘操作,同樣,當(dāng)接地開關(guān)在閉合位置時(shí),也不可能進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)的合閘操作;環(huán)網(wǎng)柜前門一旦打開,負(fù)荷開關(guān)不能再合閘,從而有效防止了誤操作的發(fā)生。
再以廣東珠江開關(guān)廠生產(chǎn)的SF6 絕緣環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜為例,該產(chǎn)品除了在防誤操作、機(jī)械電氣聯(lián)鎖等方面令人滿意外,還在柜中安裝了內(nèi)部故障電弧限制裝置,安裝在電纜室內(nèi)的自動(dòng)快速接地開關(guān)能在故障電弧產(chǎn)生的幾毫秒內(nèi)迅速動(dòng)作熄弧,故障排除后只需對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行檢查即可繼續(xù)投入使用,使設(shè)備損壞降至最低,且沒(méi)有高溫氣體從SF6 絕緣部分散逸,確保了人身及設(shè)備安全。
(2)性能指標(biāo)高。真空環(huán)網(wǎng)柜、SF6 環(huán)網(wǎng)柜所采用的真空、SF6 負(fù)荷開關(guān)為可頻繁操作型,其“合- 分”額定有功負(fù)載的次數(shù)可達(dá)100 次,為產(chǎn)氣式、壓氣式負(fù)荷開關(guān)等一般負(fù)荷開關(guān)的10 倍以上,而且具有良好的開斷能力,短時(shí)耐受電流一般達(dá)到20kA,短路關(guān)合電流一般都能達(dá)到50kA。
(3)維護(hù)方便。環(huán)網(wǎng)柜一般安裝于配電房?jī)?nèi),避免了環(huán)網(wǎng)電纜分支箱可能會(huì)遇到的如車輛碰撞、人為破壞、水淹進(jìn)水等危險(xiǎn),室內(nèi)操作維護(hù)也將天氣對(duì)操作的影響降到最低。柜面的清晰面板設(shè)計(jì),使接線方式以模擬圖的形式標(biāo)示在柜面,讓人一目了然,部分廠家的環(huán)網(wǎng)柜更將操作指導(dǎo)及注意事項(xiàng)標(biāo)注在柜面上,進(jìn)一步減少了操作人員發(fā)生誤操作的可能;大多數(shù)產(chǎn)品都安裝了可監(jiān)測(cè)主回路帶電狀態(tài)的帶電顯示裝置,不但可以提示高壓帶電狀況,而且可以與電磁鎖配合實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖手柄門,提高防誤性能;在前門安裝的透明有機(jī)玻璃觀察窗,可直接察看負(fù)荷開關(guān)的分合閘狀態(tài)。
(4)使用靈活,易于擴(kuò)展。隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的增加,可擴(kuò)展型環(huán)網(wǎng)柜正逐步取代以前的全封閉型環(huán)網(wǎng)柜;隨著緊湊型設(shè)計(jì)、模塊化拼接等方面的進(jìn)步,現(xiàn)在環(huán)網(wǎng)柜的配置已能很靈活地滿足各種設(shè)計(jì)方案的要求,實(shí)現(xiàn)按客戶實(shí)際需要任意組合;電纜橋架的連接方式也更加靈活,即使在地面不夠平整的情況下,也能實(shí)現(xiàn)柔軟連接,不會(huì)出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象;安裝配備自動(dòng)化接口,為建設(shè)配電自動(dòng)化做好準(zhǔn)備。
5 結(jié)束語(yǔ)
多年的實(shí)踐運(yùn)行表明,在各種環(huán)網(wǎng)柜中,SF6 環(huán)網(wǎng)柜的性能指標(biāo)、可靠性都較高,而且體積較小,對(duì)空間的需求很低,維護(hù)量少,因而應(yīng)用最廣??紤]各種綜合因素,如維護(hù)費(fèi)用、二次投資、可靠性等,在配電網(wǎng)絡(luò)改造與建設(shè)過(guò)程中,建議在條件允許的情況下,應(yīng)盡量采用SF6 環(huán)網(wǎng)柜,并在規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中,充分考慮自動(dòng)化裝置,采用安全、可靠、先進(jìn)的設(shè)備,提高配電水平,使配電網(wǎng)絡(luò)更可靠、更安全。
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