10kV环网柜及配网环网供电的实践探究

2015-07-19梁耀炳广东电网有限责任公司江门新会供电局广东江门529100

中国新技术新产品 2015年5期

梁耀炳（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东江门 529100）

10kV环网柜及配网环网供电的实践探究

梁耀炳
（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东江门 529100）

摘要：10kV环网柜是电力系统的重要组成部分，而且相对于其他电气设备具有多方面的优势和优点，10kV环网柜保护性功能的发挥，能维护电网系统的运行质量。本文分析了10kV环网柜的优势特点、其设计方式与维护措施，并分析了配网环网供电的发展概况以及实际应用。

关键词：10kV环网柜；配网环网；供电

10kV环网柜应用在供电系统中，能够发挥多方面的优势作用，不仅体积小、占地空间有限，而且方便安装与保养、维护，要想确保其优势功能得到有效发挥，就必须做好10kV环网柜的设计、养护与维修工作，确保其处于正常运转、运行状态，从而为供电系统的运行创造有利条件，维护供电的安全性、稳定性，提高供电服务质量。

一、10kV环网柜的特征分析

10kV环网柜属于一种特殊的电气设备，其内部设有高压开关设备的间隔式环网供电单元，其中的供电网线形状为环状，能够发挥环网供电的功能。环网柜的核心结构设备包括：熔断器、负荷开关，各个环网柜内部都装配了3-5个总开关盒，打造出一个灵活的链接模式，从而有效供应各个电力分配网络节点所需的电能，因为电源开关设备和硬母线二者共同装载，被同样的金属外壳封装，而且选择了达到三工位条件的开关，能够实现三相联动，其中的弹簧机构具有较高的性能，也可以进行快速分开关运转。10kV环网柜的外形图如图1所示：

10kV环网柜的实际优势特征体现在：

（1）结构密封性好、绝缘度高，适用范围较广，从室内到室外全能应用。

（2）容积小，无需占据过大的空间，重量较轻，对于室内外空间能够灵活地适应，无需为其腾出特别的空间。

（3）同别类电气设备对比起来，10kV环网柜的安装更加方便、简单，而且易于操作，便于维修与养护。

（4）其断口与接地设备都较为清晰、显而易见，这样就为操作人员、维修人员等提供了便捷的工作条件，使工作更加安全。

10kV供电系统发挥着重要的供电功能，其运行质量直接影响到电力系统的安全正常运行，基于环网柜多方面的优点，例如：构造简单、占地空间小、成本低、供电安全稳定等等，应该将其应用在10kV供电系统中，发挥环网供电功能，为供电系统的安全运转创造有利条件。

环网柜主要包括两大类型：SF6绝缘、空气绝缘。环网柜能够发挥电力线路中电流的科学控制与有效保护的功能。同时，在环网供电、终端供电等过程中，相当于开关的地位，环网柜内所设置的负荷开关必须满足三工位，分别是：安全接地、隔离电力、切断负荷，其中SF6式、产气式负荷开关等都能满足这一要求。不允许对真空灭弧室实施隔离，而是要开断，具体实践过程中，也要特意添加隔离开关在负荷开关前，这样才能确保真空灭弧室进行及时开断。

二、10kV环网柜的科学设计

配电系统的优化改造，就是要实现配网的环网化、远程化、自动化运行，使用户配变电所的主接线不断简单化，优化提升其保护配合，从而提高供电质量，确保供电安全性、稳定性，即使无人值班时，配电系统依然能够正常运转。

在现实的安装与使用中，要使10kV配电所系统的接线达到简洁、简单、安全、可靠的效果，可以选择分段单母线的接线模式，同时要按照国家统一规定认可的电能计量设备，计量柜内需要安装计量表、电流表，同时线电压中也要安装两个电压表，达到有效的监督、控制效果。

对于环网柜操作方式也有多重选择，其中手动弹簧储能操作最为常见，电动弹簧储能操作的应用则需要参照现实情况来提供二次电源。交流弹簧储能操作方式较为理想，电压互感器能够负责供应交流二次电源，对应的直流二次电源则由酸性蓄电池进行供应。如果环网柜的型号较小，则应该选择手动弹簧储能操作模式，这样不仅有效控制了成本，同时，变压器的低压一端也能为信号显示、瓦斯保护等提供需要的电源。

电源进线柜内需要安装串联间隙氧化锌避雷器，这样就能抵御外界因素干扰，对应也要装配接地信号设备以及接地开关，从而保护变压器的出线柜，并参照电能测量、计量等的科学规定，将各种计量设备装在环网柜上，并把联络柜、计量柜、电源进线柜中的电流互感器设置在两相上，同时也要把电力系统内部的一切线路都对应设置于两相上，其中保护性设备与计量设备不可以享用同一个互感器二次线圈。

三、10kV环网柜的维护措施

为了确保10kV环网柜在配电系统中优势功能得到发挥，就要重点从以下方面做起：

（1）创设有利条件。必须为10kV环网柜的运行创造有利的环境条件，避开污染区、化学物质集中区等，从而预防其爆炸问题。通常情况下，要控制其工作环境的温度，温度值最高不能超过40度，因为过高的温度会造成环网柜表面出现严重的氧化、腐蚀等问题，从而破坏了其整体功能的发挥，导电性下降，电阻值反而增大，甚至其绝缘性也受到影响，使用周期缩短。相反，温度也不能太低，因为低温会造成环网柜出现大规模的内应力，从而损坏绝缘部件，也要把握好湿度值，控制日均值在94%，月均值则要控制在90%范围内。

（2）加强绝缘保护。10kV环网柜由于受到内外因素、环境条件等的影响，很容易发生绝缘故障，所以，必须积极提高环网柜的绝缘性能，要切实依照各类规程、规定等进行检修、养护，必须明确并熟悉过电压保护的相关规范与规定，加强规范操作。优选合适、达到一定标准的元件，从而确保开关拒的质量，维护其绝缘水平，同时，要严格依照规定要求来设置爬电距离、空气间隙等等，电磁场则要控制在安全、合理范围，必须做好开关检验工作，确保10kV环网柜的绝缘水平。

例如：环网柜的调档设计以往采用IEC 12kV档，然而，这一绝缘等级当前已无法达标，标准改造升级为IEC 17.5kV档，并将环网柜冲击耐压上调至38kV，从而提高环网柜的绝缘性能。

（3）预防其腐蚀劣化问题。10kV环网柜由于受到各种因素的影响，很容易出现腐蚀劣化问题，因此，必须从各个细小的环节入手，注重对每个关键部位、关键环节的质量检查，通过加膜覆盖等方法做好防腐蚀处理，确保其表面保持干净清洁，同时，也要重点查看其螺钉牢固与否。

四、10kV环网供电发展概况与接线模式分析

自上世纪80年代以前，我国就已经出现了10kV环网供电模式，但是由于当时的经济发展速度、社会条件等十分有限，这一供电技术未得到普及和应用。自从实行市场经济制度以来，我国的经济和社会取得了飞跃式的发展，城市化进程不断加快，建筑数量越来越多、规模不断增大，市区主要依靠10kV供配电源进行供电，其接线模式也多体现为：树形或放射状模式，然而，随着城市建设规模扩大、经济与社会的持续发展等等使得用电负荷、供电回路等的数量都在持续增加，整个社会对供电服务提出了新的更高的要求，倘若依然采用原来的供电系统与供电方式，就必须重新扩建变电站，重新开展线路施工，这无疑会增加城市建设的负担，而且传统供电方式下的电力线路发生故障问题时，很难及时有效地定位、排除故障。基于此就必须改革传统的供电模式，采用更具优势、更加先进的供电方式，其中环网供电就成为一个优选模式。

同传统供电方式相比，环网供电具有多方面的优势特点，特别是环网柜与环网供电系统的运用，可以简化配电网络，便于维护与管理，也能够为线路、设备等故障的查找提供依据，缩小故障查找范围与难度，特别是当只存在一个电源时，环网供电模式的采用能够及时有效地发现故障问题，维护用户高效、持续供电，从而确保用户的用电持续、安全。

近年来，环网供电模式在我国得到了发展与应用，目前大多数城市供电都采用环网接线模式，其中主要的环形电网类型包括闭环式与开环式，实施证明环网供电模式能够提高供电的安全性、稳定性。

实际应用中，环网站可以建设在环网线路的初始端、中间或终端，通常环网柜所采用的接线模式为：一进一出一变，对应衍生出一进一出，两边、三变的接线模式，同时，也要结合环网站的负荷来对应接线方式做出取舍。

五、10kV环网柜的实践应用

10kV环网柜在现实的电网系统中得到了发展和应用，例如：一些电网系统改造工程中就应用了这一技术。

实例：某市区电网规划中，由于市区地理空间有限，无法容纳多个10kV开闭所的占地空间，然而，由于10kV环网开关柜具有多方面的优势和优点，最后选择这样的方案，那就是：确定两大10kV开闭所，同时在10kV环网柜外加箱变，开关柜设计为两进线、四出线，这样就确保了双电源进线的供电安全性，也能发挥环网的功能，从而有效满足了多箱变的进线电源供电方案要求。