环网柜在10KV城市配网中的应用分析

李彬

摘要：环网供电以其经济性和可靠性成为配电网络电缆化的首选形式。城市配网的发展使环网供电的形式在用户供电方案中占越來越大的比例，环网柜作为环网供电的主设备，越来越受到供电部门和用户的重视。作者探析环网柜功能结构和运用选型要点，分析环网柜在10kV配网改造中施工和运行维护的应用。

关键词：环网柜，10KV配网应用，运行维护

前言

随着经济的发展和技术的进步，城市电网线路发生了巨大变化，形成众多的用电负荷密集区，城网中采用电缆化供电已成为配电网发展的必然趋势。旧的供电方式已难以满足城市发展的需要，因此产生更先进、更实用的电器设备—环网柜，也被称为户外小型开闭站，其具有占地面积小、配置灵活、供电可靠、安装、调试时间短、造价低等优点。

1环网柜系统功能结构及布局

1·1环网柜原理

环网柜是负荷开关柜和组合电器柜应用于环网供应单元的通称，应用现代电子技术与传感技术，将10kV开关柜，断路器，负荷开关，TA、TV及计量仪表等装置于一体，使城网一二次系统的集成化与装配模块化，实现电力设备的监测、保护、控制、计量，达到优化管理。提高电网运行的水平及可靠性。

1.2环网柜的组成及性能指标

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：户外型、全绝缘、全密封结构，能适应任何恶劣环境;体积小、结构轻、结构紧凑，占地小;安装简单，操作方便，安全可靠、免维护;具有电动和手动操作机构，配FTU后即可实现配电自动化。由于它体积小、技术指标先进，完全可以取代常规的开闭所，从而减少占地面积和缩短出线电缆长度，降低整体造价和维护费用，因而广泛应用于旧城区线路改造、街道、居民区、繁华商业中心等。

1.3系统功能

1.3.1操作功能模块化，设置了短路器单元模块，还有负荷开关、熔断器组合单元及负荷开关单元模块。在负荷开关中：有开合、隔离、接地三大功能结构合一的三工位开关，并且有闭锁装置，可有效防止带负荷接地与带接地合闸等误操作;也有使开合、隔离两大功能结构合一的二工位开关配接地开关组合的结构。

1.3.2环境适应性模块化，根据不同的运行要求，柜内部可任意组合加热、降温、除湿、排风等装置。

1.3.3电缆接线模块化，电缆插头有硅橡胶预制型及其它形式，可随不同情况选择。

1.3.4联锁装置模块化，采用了带电显示器联用电磁锁，以及多种机械联锁装置，保证安全可靠。

1.4配网结构布局

做为电能接受与分配的环网柜，可根据现场实际进行设计，根据不同方案任意连接组合，完成不同配电任务;也可做为配电线路上自动分合控制设备或城市环网供电的组成单元。

2环网柜选型及实际配网应用

2.1环网柜电气接线方式

环网柜是由负荷开关柜与组合电器柜组成，电气接线模块化，操作功能模块化。环网柜的电气接线方式根据不同的电气接线灵活搭配组合，实现不同功能的环网供电与电能的分配。

2.2环网柜的选型

环网柜的型号可谓多种多样，其所实现的功能也各尽不同，其主要实现的是接受电能与分配电能作用，可用于双电源环网供电及终端供电。环网柜通过IS输入、输出的接线，接入电缆线路干线及分歧线路;DD/NS双电源负荷开关可环网供电;PF带熔断器保护应用在直供箱变线路，可防箱变发生故障而越级跳闸;由高压测量装置可衡量环网线路供电能量分配等。若把环网柜应用到自动化线路当中，可配置具有“四遥”功能的环网柜（即：遥控、遥测、遥信、遥调），由一次设备（断路器、负荷开关等）与二次设备的保护装置、电源、FTU监控、自动化软件等组成;各环网柜与开关柜所配置的远方控制单元（FTU）经信接口和传输线路（光纤或通信电缆等）与主控机相连，则环网柜可迅速自动检测线路故障，自动隔离故障段，自动恢复非故障区供电。城市电网中的应用可根据实际不同程度的需要，选择相应功能的环网柜进行合理组合。

2.2.1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。

2.2.2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。

2.2.3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。

2·3实际应用

某地区扩建改造，临近的四条10kV架空线路要改造成电缆线路。所以大量采用环网柜在配网中应用，使城市电网电能分配更加灵活。首先选择带有计量装置的联络环网柜实现4条线路的联络与计量，其次选择四台环网柜应用在线路上实现供电功能。环网柜按设计要求进行安装，电缆敷设完毕后，电缆终端头进行制作并与环网柜安装接引。由环网柜的供电方式可避免因用户侧故障导致主线路停电，缩小停电范围，提高供电可靠性。如果环网柜的负荷侧发生故障，熔断器将会熔断，相应的负荷开关动作跳闸，将故障线路与主线路断开，对主线路环网运行不影响，待故障排除后，合上负荷开关，可恢复供电;对停电检修带来方便，可直接对环网柜操作，断开相应的负荷开关，进行该线路停电检修，而其它分段线路可正常供电，缩小停电检修范围，提高供电可靠率。

3环网柜维护

环网柜的模块化设计，充气柜开关是一个完全封闭的系统，其所有带电部件及开关封闭在壳体内，整个开关装置不受外部条件影响，可以确保运行的可靠性和人身安全，实现开关免维护。若有避雷器装置应对其每年进行一次预防性试验。环网柜在城市电网中的应用不仅给城市电网的发展带来新的生机，更加灵活的供应电能，而且将会在今后的城市电网供电中发挥更大的作用。

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5基础与电缆沟之间应封堵，以改善户外运行条件，延长设备使用寿命。

3.6操作环网柜时要认真检查各种指示信号，对有压力的开关，发现压力不足时严禁操作。

结语

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。

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