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環網櫃、箱变及電纜分支箱供电的优劣势与2016年发展动向

??發布日期:2016-6-22

由高壓降壓變壓器直接受電的中壓配電設備稱爲一次配電設備,將中壓一次配電設備的電能進行再分配的中壓開關設備稱爲二次配電設備。
在中压配电网中,断路器柜一般用于一次配电,可满足一级负荷的要求,而環網櫃是最常用的终端配电方式,可满足二级负荷的要求。对于三级负荷采用箱变及電纜分支箱有其突出优点,应大力推广使用。

这几年随着中国经济的发展和技术的进步,城市电网中采用地下电缆供电已成为电网发展的必然趋势,而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。城市配电网的发展使环网供电在用户供电方案中占的比例越来越大,而作为环网供电主设备的 環網櫃,则越来越受到供电部门和用户的重视。環網櫃的应用很多,主要应用于配电线路的开闭所、环网室、配电所、配电箱、预装式箱变站等,数量大、种类多。

環網櫃的种类和性质

環網櫃的分类,其实质在于其所使用的负荷开关不同,環網櫃因此也是以负荷开关来命名的。负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器,具有简单的灭弧装置,能切断额定负荷电流和 一定的过载电流,但不能切断短路电流。负荷开关 的结构,比隔离开关增加了灭弧装置,但比断路器简单。负荷开关与高压熔断器串联形成组合电器, 可代替价格昂贵的断路器使用。用负荷开关切断负 荷电流,用熔断器切断短路电流及过载电流,这样 就降低了配电装置的成本,而且操作和维护也较简单。環網櫃的主要性能取决于所使用的负荷开关的性能。因此,環網櫃的发展过程,实质上就是负荷 开关的发展过程。

環網櫃真实的含义是用于环网接线的开关柜,它可以是断路器柜,也可以是负荷开关柜,或负荷开关加熔断器组合电器柜。環網櫃通常指体积小的复合开关柜,如对变压器配电,即用负荷开关加熔断器组合电器柜。環網櫃也有用断路器柜,不过不同于一次配电用断路器柜,因它用于二次配电,其负荷远小于一次配电负荷,可用如小容量真空斷路器。

環網櫃及环网开关站因主要使用负荷开关或负荷开关加熔断器,故有许多优势:

(1)节约投资。1台负荷开关加熔断器柜,平均造价1万多元。而采用KYN手车式真空斷路器柜,造价几万元。如果要求开断能力50 kA,真空手车柜每台需10万余元,而改用负荷开关加熔断器柜,同样开断预期短路电流50 kA,也不过投资万余元即可。
(2)保护效果好。采用负荷开关配限流熔断器向变压器馈电,对变压器的保护优于断路器。这主要是因熔断器切除短路迅速且有降流作用,同时使回路内其他元件(如电缆)受益匪浅,即不再考虑动、热稳定的要求。断路器的全开断时间包括继电器保护时间+固有分闸时间+燃弧时间,一般需要3个周波即60 ms,而熔断器可在10 rns内切除短路。欧洲的短路试验表明,如果能在20 ms内切除变压器的内部故障,则变压器即使短路也不会爆炸。显然,断路器因动作时间长难以保护小型变压器,而限流熔断器与负荷开关配合则能有效地起到保护作用。
(3)体积小,占地面积少。对于高层建筑来说,可以说寸土寸金,这样由環網櫃组成的开关站因占地少,无形中带来更大的投资效益。并且,把体积小的環網櫃集中于一箱体内,组成环网开关站,可置于建筑物旁或马路旁,不占用户的建筑面积,给用户带来更大的效益,而且供电部门管理方便,发生事故不必进入建筑物内,维护更加方便。
(4)安装方便,便于扩展。環網櫃安装方便,有的不必开挖基础沟,只要用膨胀螺栓固定高20﹟槽钢,将環網櫃固定于槽钢上即可。对于室外的环网开关站,为防积水漫入,可采用架高400 mm的基础墩,再在上面架设基础槽钢即可。当需要添加環網櫃时,只要把添加柜子与原柜并列,水平母线连接即可。
(5)恢复供电时间短。環網櫃内每个开关站内装有智能模块,值班人员足不出户即可观察環網櫃运行情况,完成故障判断、故障隔离,系统迅速恢复供电。

环网供电优于放射式供电。放射式供电一旦出故障,排除时间很长,不如环网供电采用故障隔离办法恢复供电快。对于用户分散、用电容量少的供电,可用环网接线加箱变。箱变直接深入负荷中心,减少供电损耗,是城市路灯供电及居民小区供电的最佳选择。箱变的高压部分多采用环网接线,由3台環網櫃组成。

在供电要求不是很高的地方,应推广使用電纜分支箱。它的功能可由1路电缆分成几路分支的放射式向各用户供电,比环网开关站更节省,占地更少,可装于城市马路边上,目前使用非常普遍。電纜分支箱的电缆接头采用专用插接式,可靠性非常高,节省空间且安装方便,消除了电缆的最大故障点——电缆接头故障。電纜分支箱按用户要求可装总开关,方便分接箱的维护,并作为分支线的总保护。
環網櫃的发展和运用基本上经历了从最初的产气式環網櫃到压气式、真空式環網櫃,以及目前广泛运用的固体環網櫃。

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