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發布時間：2021-04-16 10:14:54
簡介
長期以來,我國10kV配電系統,通常采用放射式或樹干式配電系統。隨著我國建設的發展,用電負荷量的密度迅速增加,上述配電系統已很難適應當前和以后發展的需要。由于環式配電系統能使配電線路簡化,減少線路走廊,系統改造和發展靈活,管理方便,以及所使用的環網開關柜(簡稱環網柜)具有體積小、性能優越、可靠性高、接線簡化、操作容易方便、造價低的優點,越來越多地被人們所認識。
在國外,環式配電系統已經很普遍了,一般主要使用負荷開關環網柜。在使用斷路器或負荷開關均可得場合,則優先采用負荷開關,據資料介紹,國外斷路器與負荷開關使用之比一般為1∶5,一些國家則達到1∶10。內地城市新建10kV配電系統已普遍采用環式配電系統,南京市10kW配電系統也在逐步改造形成環式配電系統。
2006年1月正式實施的江蘇省地方標準《江蘇省工程建設標準》DGJ31/J14-2005中規定,配所--般應優先采用環網單元(環網單元是指環式配電系統中配電所的系統接線)。可見環式配電系統是10kV配電系統的推薦系統和發展方向。
環式配電系統的形式
環式配電系統一般分為開環和閉環兩種方式,由于閉環方式繼電保護裝置整定困難,實際很少采用。為了限制系統短路容量,簡化繼電保護,環式配電系統應采用開環方式。開環方式的環式配電系統有“單線單環”、“雙線單環”、“雙線雙環”之分，典型接線圖見圖1-3。
環網柜的主要性能特點
隨著我國改革開放不斷深入,國外產品逐漸涌入我國,國內企業通過引進或自主開發已生產出質量較好的適合10kV配電系統使用的環網柜已有多家,這些產品已先后在不少10kV配電所中投入運行。目前使用最多的環網柜有空氣絕緣負荷開關柜,六氟化硫絕緣的負荷開關柜、負荷開關＋熔斷器柜,其次是真空斷路器柜和真空負荷開關柜。此外,還有與之配套的計量、互感器、避雷器環網柜等。
環網柜適合環式配電系統的接線,同時也適用于當前大多數10kV配電系統放射或樹干式配電的終端配電所接線。
過去國產的負荷開關由于質量不高,容易出現觸頭滅弧性能差,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,從而限制了安裝在開關柜內的使用。現在裝在環網柜內的新型負荷開關在結構上已作了很大的改變,大大提高了各項性能和使用壽命,成為環網柜中最主要的開關電器。
負荷開關的觸頭觸動了桶形觸頭,上面帶有筒形滅弧管,在斷開電流過程中,主觸頭分開后的幾毫秒內仍傳導電流,然后迅速斷開,保證了主觸頭之間不產生電弧,因此具有較好的電氣性能,提高了負荷開關的開斷能力和壽命。當前,10kV級負荷開關的額定電流有400A.630A和1250A三種,分別可以分合5o00kVA.8500kVA和17000kVA負荷。負荷開關操作方式有傘齒輪手動、旋轉手動、交流或直流電動操作。各種操作方式均帶彈簀儲能機構。當開關軸旋轉,使曲柄彈簧機構的螺旋壓簧儲能,在過死點將觸電管相應移至“合”或“分”的位置后,能量釋放,達到高速度分、合閘。由于彈簧儲能機構使手動操作人員操作作用大大減小(最大初始操作力為110N以內,隨后用力逐漸減小),操作更加可靠。現在大多數負荷開關環網柜都采用手動操作方式。
在負荷開關＋熔斷器組合電器的環網柜中,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熄滅電弧斷開電路,同時熔斷器撞針啟動負荷開關的脫扣鍵(即彈簧儲能撞擊器),使負荷開關三極觸頭同步分閘。整個開斷過程按反時限的時間電流特性,在10ms之內迅速切斷故障,不會出現缺相供電的現象。由于動作時間很短,轉移電流(熔斷器的溶體熔斷使彈簀儲能撞擊器將負荷開關分閘的整個過程線路承受的故障電流)遠小于故障電流蜂值,有效地保護了線路和設備。因此,用負荷開關+熔斷器環網柜保護更安全、可靠,選擇線路可不進行短路電流校驗,節約線路造價。
目前用電單位的10kV配電所,負荷的投切是經常的,短路保護則是極個別的。若采用負荷開關＋熔斷器環網柜,則是把控制和保護兩個功能分開,用負荷開關來投切電路和隔離故障點,用熔斷器完成短路保護功能,充分發揮設備能力,達到經濟,合理的目的。
根據1989年國際配電網會議提供的資料,當油浸變壓器內發生短路故障時,短路電弧會使油氣形成氣泡而占據原先屬于油的空間,油將壓力傳給變壓器外璧,隨著短路的持續而壓力愈來愈大,直到油箱炸裂。要使油箱不被炸裂,必須在20ms內切除故障。斷路器的動作時間是保護動作時間和斷路器固有動作時間兩部分之和,其值不小于60ms,可見斷路器不能達到保護油浸變壓器的目的。負荷開關+熔斷器環網柜則能夠有效地保護變壓器，熔斷器保護變壓器的熔體選擇表1。
負荷開關環網柜及負荷開關＋熔斷器環網柜均裝置1-2個快速關合的接地開關和接地信號燈,可帶三極脫扣彈簧儲能撞擊器,欠電壓或并聯脫扣器,超溫、瓦期、接地脫扣器及信號設備,以及開關位置顯示和閉鎖設備。
某些供電部分要求用電單位終端配電所的進線柜和聯絡柜裝設斷路器,以便與供電部分變電站出線柜繼電維護設備的時限區分開,作到上下級維護時限配。在民用建筑中采用真空斷路囂環網柜,就適合在終端電所作進線柜和聯絡柜運用。環網柜結構緊湊,比手車柜散熱好,外形尺寸小,能夠離墻或靠墻裝置,占地面積少,節約土建造價。
環網柜的規劃運用
環網柜引薦采用手動彈簧儲能操作方法。當采用電動彈簧儲能操作,并設有繼電維護、信號要求功用的環網柜時,應根據要求供給溝通或直流二次電源,一般宜采用溝通彈簧儲能操作方法。溝通二次電源可由電壓互感柜供給,直流二次電流由4A.h隔鎳蓄電屏或12h免維護酸性蓄電池屏供給。小型系統宜采用手動彈簧儲能操作方法,此時,超溫、瓦斯維護和信息顯示所需的電源,因超溫和瓦斯都是在變壓器運行狀態產生,為簡化系統、節約出資,維護.信號電源可從變壓器低壓側取用,與超溫、瓦斯信號線共用一根操控電纜引至環網柜。
電源進出線柜內應設串聯間隙氧化鋅避雷器，以吸收操作電壓和避免雷電波的侵入。維護變壓器的出線柜,應裝設接地開關和接地信號設備,按丈量和電能計量的要求,在相應的環網柜上裝置電壓表.電流表、計量表。電源進線柜、計量柜、聯絡柜內的電流互感器應設在兩相上,并在同一系統一切線路上均裝在相同的兩相上。供接線為D,ynll變壓器的出線柜,應在三相上裝設電流互感器。維護設備與丈量外表,計量外表不得共用電流互感器的二次線圈。在接地線上不應裝置有開斷可能的設備。
環式配電系統中的用電單位配電系統接線(環網單元)的電源進出線柜不設維護設備,見圖4~6.放射式或樹干式配電系統的用電單位終端配電所,進出柜應設維護設備。
運用環網柜的10kV配電所,規劃工作量能夠適當簡化,只要繪出一次系統圖及平、剖面圖,將規劃要求和目的闡明清楚即可。因此,能夠省去繁雜的盤面布置圖、二次接線圖、操作電源系統圖和端子板圖。運用負荷開關環網柜不需短路電流與繼電維護整定計算,減輕了規劃工作量。
