谈谈环网柜在汕头的应用

来源：职称驿站所属分类：农业经济科学论文发布时间：2012-05-18 09:34:14浏览：次

　　随着经济的发展和技术的进步，城网中采用电缆化供电已成为配电网发展的必然趋势。从电缆化供电来考虑，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汕头供电方案中占越来越大的比例,现以达到65%，而作为环网供电的主设备———环网柜在环网结线中应用也达到40%，因其接线方式灵活多样，可以满足不同配电网络节点的需求，应用越来越广泛，得到运行管理部门的认可和欢迎，我们正准备把架空环网用的SF6开关、真空开关逐步改为环网柜。
　　一、环网柜的组成及性能
　　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至5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金属封闭外壳内，一般采用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，高性能弹簧机构可实现快速分合闸操作。单独的环网单元由进线单元、计量单元、TV单元、母线单元等多种单元可任意组合多种方案。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、重量轻、结构紧凑、占地小。
　　•安装简单、操作方便、安全可靠、免维护。
　　•可见断口，确认开关触头位置，保证人员安全。
　　•三工位联动结构，有效防止设备缺陷运行。
　　•具有电动/手动操作机构，配上RTU/FTU后即可实现远动及配电自动化。
　　由于它体积小、技术指标先进，完全可以取代常规的开关站，从而减少占地面积和缩短出线电缆长度，减少施工工期，降低整体造价和维护费用，因而广泛应用于工业园区、街道、居民区、繁华商业中心等作为接受和分配电能之用。以前使用的带开关的电缆分接箱因结构简单、安全性能较差，在新建的环网结线中，已不再使用，已有的分接箱也要改造为环网柜。
　　二、环网柜的设置原则
　　在使用过程中，我们要明晰环网柜的设置原则，才能做到建设和改造有序地开展，不然就会造成供电范围不明确、“大环套小环”、迂回供电等不安全、不经济的供电方式。我们总结有如下几点：
　　1、根据汕头市配电网结线的有关技术原则，环网柜应有明确的供电范围，分支电缆不宜跨越城市主要干道，不宜跨区域供电，这样也有利于线损“四分”管理工作的开展；
　　2、环网柜主要作为10kV配电网的分段点和联络点向用户分配电能，规模相对较小，推荐采用单母线形式。配电线路为了满足供电可靠性和电能质量，采用多布点小容量、多分段的环网结构开环运行方式，根据实际情况，考虑环网柜预留间隔和可扩展性，让附近有可能新增的负荷需要接入网络时，尽量由环网柜出线供电。为减少电缆故障段查找时间，主干环网不应过多分段，一个电缆单环网中环网节点的数目不宜超过8个，由环网节点引出的放射支线不宜超过2个；
　　3、为简化、明晰电缆网架结线，不推荐从电缆单环网的环网节点上再派生出若干小环网，即“大环套小环”接线。对于目前存在这个现象要加快改造，尤其是金园片区；对于联络复杂的电缆线路，将无必要的联络解口，改造成单环网的模式，主干环网设置环网点，分支带负荷，使网络结构清晰。
　　4、组成环网的电源线应分别来自不同的变电站或同一变电站的不同段母线，能够提高供电可靠率；
　　5、对新用户供电安排组网时，应避免中压电缆线路迂回供电。对已投运的“手拉手”环网供电的两用户之间出现新用户时，若线路带负荷能力允许的情况下，可采用解口方法接入新用户，但不宜过多解口；
　　6、环网柜内的开关宜选用操作简单、少维护的小型设备。我们一般采用SF6开关；
　　7、为了避免出现迂回供电现象，可在主要道路上建设环网柜，并预留出线间隔，当附近有用户需要接入网络时，尽量由环网柜出线供电。
　　三、组网的网架结构
　　根据已确定的规划改造技术原则，兼顾汕头不同供电区域特点和现有电网情况，汕头城区是以单环网作为区内未来发展的主要接线模式，有条件的线路可形“两供一备”模式，随着负荷的增长，远期网络结构可考虑逐步过渡为“三供一备”馈线组的模式，提高线路利用率。
　　1、单环网（“2-1”）供电方式
　　市区内的电缆主干线路采用环网供电，开环运行方式。当单回线路负荷小于其安全载流量的60%时，宜采用单环网（“2-1”）接线模式。两回线路来自同一座变电站的不同母线或者不同变电站，接线方式如下图所示。
　　
　　2、“3-1”供电方式
　　单回线路负荷电流大于安全载流量的60%时，宜采用“3-1”供电方式。三回线路来自同一座变电站的不同母线或者不同变电站，接线方式见下图所示。三回线路在末端形成联络，两条主供线路一条备用线路，正常情况下，主供线路的最高负荷可达到线路安全载流量的75%，备用线路低载运行，负载率控制在20%以下。
　　
　　3、“4-1”供电方式
　　当负荷发展到一定水平，“3-1”供电方式已经无法满足供电可靠性的需求时，可采用“4-1”的供电方式，接线方式见下图所示，三条主供线路一条备用线路，正常情况下，主供线路的最高负荷可达到线路安全载流量的85%，备用线路低载运行，负载率控制在10%以下。
　　
　　配电网络的网架结构和接线模式要做到科学合理，就必须适应地区环境特点、负荷特点以及负荷水平，我们通过利用环网柜对汕头中心城区的网络结构优化也要遵循了这一原则。如，对于边远地区没有强求形成环网；对于城区内根据实际情况选用电缆单环网作为主要接线模式；对于局部位置，地理条件、负荷水平均比较适合的若干组线路中采用了“两供一备”馈线组的形式。随着城市负荷的增长，单环网可以逐步向主备馈线组的方式过渡，以达到提高线路利用率、节省走廊资源、适应负荷发展的目的。在单环网中负荷水平已经超过线路负载率60%的水平，并且周围负荷有进一步发展的趋势，电源条件、环境条件也允许的情况下，可以将邻近的轻载线路作为备用线路，或由周围变电站提供一回备用线路至环网点，形成主备馈线组模式。如果负荷进一步发展，超过两条线路的供电能力，则必须考虑另出供电线路。为了提高网络的灵活性，在电缆环网建设过程中应该预留环网设备，并合理安排具体环网点的位置，如，可以考虑在主干建设中就同时设置2～4座环网柜。
　　
　　四、环网柜选型和使用中的一些经验
　　通过这几年对环网柜的使用和相关兄弟单位的了解，总结了一些经验：
　　1、环网柜的价格和性能状况
　　在各种环网柜中，价格最低的是国产空气式开关（包括产气、压气式）的国产环网柜，但性能指标较低，体积较大，可靠性不高；性能指标最好、可靠性最高、体积最小的是进口SF6环网柜，但价格最高；真空环网柜性能指标较高，但操作机构的可靠性不高，体积也相对较大。真空和SF6环网柜由于性能指标高，是发展的趋势。
　　目前，运行最可靠的是进口的SF6环网柜，像北京配电网大量使用西门子、F＆G的SF6环网柜，广州、深圳、珠海等地区大量使用MG的SM6，RM6环网柜和ABB的Uniswith，RGC型SF6环网柜，都是进口SF6环网柜推广使用的良好例子。环网柜体积小，免维护设备。由于国产环网柜不够成熟，建议采用进口设备或合资厂，以保证设备可靠性和减少维护量。
　　2、环网柜的使用经验
　　a)SF6环网柜可靠性最高，维护量最小，建议在条件许可的情况下，基于长远利益（确保长期可靠运行、供电，减轻维护费用，免除二次投资等）的考虑，尽量一步到位使用SF6环网柜，并根据实际情况，考虑其可扩展性；可扩展型的环网柜组合灵活，安装简易，易于扩展，是SF6环网柜的使用方向；
　　b)作为电缆线路的节点，环网柜不同于分支箱。环网柜接线灵活，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，因而分支箱不能使用在主干网。
　　c)两工位开关存在安全操作上的隐患，建议以选用三工位开关为原则；
　　d)从便于维护的角度来看，SF6负荷开关最好装有能监测SF6压力的监测装置，否则，应通过零表压开断试验。
　　e)路数可预留，便于今后扩展。路数宜为4路(2进2出)较为合适，便于用户分布，路数太多将造成出线电缆过长。
　　f)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。
　　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。
　　g)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。
　　h)2006年，我局相继发生3台10KV环网柜出现故障，经分析，故障原因是电缆T型头施工工艺不好，发生热故障，导致环网柜因高压绝缘子烧坏而漏气。因此，我们要求在技术上进行改进：电缆小室固定电缆的卡箍离高压套管中心点的垂直距离不得小于750mm。因环网柜的进线电缆按单芯电缆设计，套管承受的侧向力小，但实际安装都是三芯电缆，侧向力较大，会造成T型头与套管接触不良，所以要加长电缆小室固定电缆的卡箍离高压套管中心点的垂直距离，让电缆芯能顺直，减少侧向力；要求在施工上要加强T型头的施工工艺，在T型头旁边贴标签，注明施工单位名称、施工人员姓名、施工日期。在施工中，电缆铜线耳一定要用螺母压紧，保证接触良好，防止发热；应力锥和绝缘后盖一定要安装到位，防止爬电；进出线电缆一定要用卡箍固定，防止SF6环网柜高压套管因受力变形而漏气。
　　
　　五、结束语
　　“十一五”期间，汕头已新建、改造环网柜370台，通过环网柜实现了环网供电，让负荷互供能力增强，设备操作检修方便，供电区域划分清晰，停电区域缩小，大大提高了供电可靠性，同时既为实现配网自动化打好基础，又考虑到城市配网网架的长远发展，为新建网架的联络互供作了充分准备。