環(huán)網(wǎng)供電及環(huán)網(wǎng)柜的配置

1、環(huán)網(wǎng)供電及環(huán)網(wǎng)柜的配置環(huán)網(wǎng)供電及環(huán)網(wǎng)柜的配置摘要從我國城網(wǎng)10kV配電方式占地面積大、投資高、可靠性低、電網(wǎng)復(fù)雜等缺點出發(fā)，分別分析了用斷路器和用熔斷器或負(fù)荷開關(guān)熔斷器結(jié)構(gòu)上的差異，及用于變壓器保護(hù)和線路保護(hù)的差異，從而說明10kV電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)供電的重要性及必要性。同時，介紹了國內(nèi)外生產(chǎn)廠的環(huán)網(wǎng)柜主要性能特點，說明我國的環(huán)網(wǎng)柜生產(chǎn)能力已達(dá)到國際先進(jìn)水平。最后，簡要說明了設(shè)計運作方法，并建議盡早改造我國城市電網(wǎng)現(xiàn)狀，大力推廣環(huán)網(wǎng)供電。關(guān)鍵

2、詞環(huán)網(wǎng)供電；環(huán)網(wǎng)柜；負(fù)荷開關(guān)；熔斷器；斷路器分類號TU8521國內(nèi)城市10kV電網(wǎng)現(xiàn)狀我國80年代中期以前，10kV配電系統(tǒng)是以放射式為主，放射式與樹干式相結(jié)合為輔的結(jié)線方式，很少采用環(huán)網(wǎng)結(jié)線。配電系統(tǒng)中開關(guān)設(shè)備的選用以斷路器為主，很少采用負(fù)荷開關(guān)。據(jù)統(tǒng)計，我國負(fù)荷開關(guān)和斷路器的比例大約是1∶10，10kV電壓等級成套開關(guān)柜的受電、饋電柜幾乎都采用斷路器。這種傳統(tǒng)的10kV配電方式不僅占地面積大、投資高，而且可靠性也低。隨著市場經(jīng)濟的迅

3、速發(fā)展，城市高層建筑和大型公共建筑不斷涌現(xiàn)，城市功能越來越趨向完善和復(fù)雜化，對供電可靠性要求越來越高，許多用戶要求有兩路或兩路以上電源供電。特別是沿海開放城市的人口密度激增(將超過2萬人km2)和城市建筑密度的提高，給線路敷設(shè)帶來困難，并使電網(wǎng)復(fù)雜化，出現(xiàn)故障不易迅速查找和排除。因此，傳統(tǒng)的10kV配電系統(tǒng)的改進(jìn)成為必然。210kV配電系統(tǒng)的發(fā)展方向傳統(tǒng)觀念認(rèn)為放射式配電，用斷路器保護(hù)變壓器，容易實現(xiàn)過流、瓦斯、溫度保護(hù)，保護(hù)系統(tǒng)全面，

4、供電可靠，而對于用熔斷器保護(hù)變壓器總是不夠放心。但是，從國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的運行實踐和一些資料來看，這些擔(dān)心是多余的。熔斷器保護(hù)變壓器的特性比斷路器更好，能有效地保護(hù)變壓器。1989年國際配電網(wǎng)會議提供的資料表明，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障時，短路電弧會使油氣化成氣泡而占據(jù)原先屬于油的空間，油將壓力傳遞給變壓器殼體，隨著短路的持續(xù)而壓力越來越大，直至油箱炸開。要使油箱不至炸裂，必須在20ms內(nèi)切斷故障。斷路器的動作時間為保護(hù)動作時間和斷路器

5、固有動作時間兩部分之和，其值大于60ms，而限流熔斷器有速斷功能，可在10ms內(nèi)熔斷而切除故障，達(dá)到有效地保護(hù)變壓器的目的。負(fù)荷開關(guān)和斷路器的作用不同，因而其結(jié)構(gòu)相差甚遠(yuǎn)。一個開關(guān)投入和切斷負(fù)荷是經(jīng)常的，而短路保護(hù)則是極個別的，斷路器按很少發(fā)生的短路電流設(shè)計，滅弧要求高，分合閘速度要求快，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操動機構(gòu)龐大，造價昂貴；負(fù)荷開關(guān)熔斷器則是把控制和保護(hù)兩功能分開，大量的、經(jīng)常發(fā)生的投切負(fù)荷用負(fù)荷開關(guān)來完成，而極少發(fā)生的短路額定熱穩(wěn)定

6、電流(有效值)20kA20kA22kA負(fù)荷開關(guān)動穩(wěn)定電流(峰值)50kA50kA50kA額定短路關(guān)合電流(峰值)50kA50kA50kA工頻耐壓(相間及于地斷口)4248kV4248kV5050kV脈沖耐壓(相間及于地斷口)7585kV7585kV125145kV注：開關(guān)柜型號中□為開關(guān)柜編號；A為F&開關(guān)、B為ABB開關(guān)。目前，我國使用最多的環(huán)網(wǎng)柜主要為負(fù)荷開關(guān)熔斷器柜、空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜，其次是真空負(fù)荷開關(guān)柜。SF6絕緣的負(fù)荷開關(guān)柜

7、、斷路器柜除在特區(qū)使用較多外，內(nèi)地很少使用。環(huán)網(wǎng)柜不僅適合環(huán)式配電系統(tǒng)，同時也適用于當(dāng)前大多數(shù)10kV配電系統(tǒng)的放射式或樹干式配電的終端配電所接線。過去國產(chǎn)的負(fù)荷開關(guān)由于易出現(xiàn)觸頭滅弧性能差，三相不同步分、合閘，故障開斷能力小，操作困難，壽命短的缺陷，從而限制了安裝在斷路器柜內(nèi)的使用。現(xiàn)在裝在環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的新型負(fù)荷開關(guān)在結(jié)構(gòu)上作了很大的改變，其觸頭形式為筒形觸頭，上帶筒形滅弧管，在斷開電流過程中，主觸頭分開后幾毫秒內(nèi)還傳導(dǎo)電流，然后迅速斷開

8、，保證了主觸頭之間不產(chǎn)生電弧，因此具有良好的電氣性能，提高了負(fù)荷開關(guān)的開斷能力和壽命。當(dāng)前10kV負(fù)荷開關(guān)的開斷能力有400A、630A和1250A三種，分別可以分合5000kVA、8500kVA和17000kVA負(fù)荷。負(fù)荷開關(guān)的操作方式有傘齒輪手動、旋轉(zhuǎn)手動、交流或直流電動操作。各種操作方式均帶彈簧儲能機構(gòu)。當(dāng)開關(guān)軸旋轉(zhuǎn)，使曲柄彈簧機構(gòu)的螺旋壓簧儲能，在過死點將觸電管相應(yīng)移至“合”或“分”的位置后，能量釋放，達(dá)到高速度分、合閘。彈簧儲

9、能機構(gòu)使手動操作人員操作更加方便?，F(xiàn)在大多負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜都采用手動操作方式。在負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合的環(huán)網(wǎng)柜中，熔斷器是開斷電流很高的限流熔斷器，開斷過程是熔體熔化而引起的電弧在石英砂作用下滅弧斷開電路，同時熔斷器撞針啟動負(fù)荷開關(guān)的脫扣鍵(即彈簧儲能撞擊器)，使負(fù)荷開關(guān)三極觸頭同步分閘。整個開斷過程按反時限的時間特性，在10ms內(nèi)迅速切斷故障，不會出現(xiàn)缺相供電現(xiàn)象。由于動作時間很短，轉(zhuǎn)移電流(熔斷器的熔體熔斷使彈簧儲能撞擊器將負(fù)荷開關(guān)分閘的