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發布時間：2021-08-02 10:34:34
一、環網供電的方式的演變
1.初期環網供電方式
初期的環網是開環結構、是中壓電網最普遍使用的拓撲結構。開環結構操作簡單，配有低成本的中壓開關柜。這種環網提供至少兩個可供選擇的電源連到每個中壓/低壓變電站的母線上，可聯接到一個環網的變電站數最大是20個。變電站和環網通過負荷開關聯接。除一個負荷開關作為正常開斷點斷開外，其他閉合。在環網的每一區域都有簡單的具有保護作用的輻射式配電母線，作為一次變電站中的反時限過電流保護（簡稱IDMT)。任何一個中壓電纜的故障都可引起一次母線開關的跳閘．和與之相連的所有變電站母線斷開。通過打開故障電纜各端的開關，隔離故障點，然后關閉一次母線開關和正常開斷點，可以把電力供應恢復到系統正常工作的狀態。通常這種開環網絡中的開關恢復電力供應用手動操作實現，要耗時數小時。這種供電方式及采用的開關設備已逐漸被淘汰。
2環網供電方式的演變
環網供電開環供電逐步淘汰后,大多采用閉環結構。最初的閉環網絡中的環網單元是由兩臺開關柜和一臺變壓器構成。通過浸油式熔斷器來保護變壓器。1980年后期出現了帶有旋轉電弧的三工位SF6斷路器，配熔斷器后的環網單元具備斷路器的開斷短路電流的功能。這個技術在維修和操作安全方面有很多優點并成功地使用于環網供電中，取代了舊式的浸油式熔斷器保護環網單元。
3.目前采用的SF6環網柜供電方式
為提高電網性能,傳統的SF6環網單元的設計被進一步優化。第2代SF6環網單元的重要特點在于采用了可接地的封閉式環氧樹脂外殼，以SF6為絕緣介質，將兩個三工位的負荷開關和一個三工位的旋如斷路器封于一體，并裝有防爆安全閥，在滅弧失敗時，可釋放封閉殼體內的壓力，確保在柜前的操作員安全。由于這種環網柜具有聯接系統中運動零件數量少、密封氣體容量小、結構緊湊、功能齊全、成本低等優點，在過去的十多年中，已被廣泛使用，且證明具有很高的穩定性和安全性。通過監視和控制開環分布網中幾個關鍵位置的環網單元，利用遠程控制分布網絡的方式，可確保電網中的用戶在故障發生后幾分鐘內恢復供電。通過減少在判別和隔離電網故障點時所花費的時間，減少用戶的損失。
4.SF6環網框供電方式發展前景
SF6環網供電作為網格化供電的雛形和初級階段,擁有向更高的供電可靠率發展的基礎。“網格化”規劃以城市控制性規劃為基礎，滿足用戶高可靠性需求為目標，是一種“自下而上”的配網規劃建設與運營管理新模式。通過“網格化”規劃建設改造，適當提高配電設備的平均利用率，并使各“網格”內及“網格”間有定向的轉供能力，從而最大限度提高下級電網對上級電網的支撐。對于更好地引導配網建設，保障配網可靠供電，促進配電網發展，打造以“網格化布局、精心化保障、便利化接入”為主要特征的堅強配電網，具有重要的意義。
二、SF6絕緣環網柜相對中置柜在“五防”上的憂勢
在供電系統中，高壓柜，特指空氣絕緣中置柜的“五防”聯鎖已日漸成熟，也趨于多樣化，如采用微機閉鎖，利用電腦編好的程序對開關柜進行預定的操作;
利用機械閉鎖、機械程序鎖以及二者的配合使用，滿足高壓柜“五防”的要求;可即使如此，還是會遇到的一些“五防”問題,特別是容易被人忽視的問題,例如:
1.中置柜存在進線柜中裝有接地開關的防誤問題
中置柜出線柜帶有接地開關，有的進線柜也帶有接地開關，此時接地開關的防誤操作(尤其是下進線的開關柜)，常常被忽視。在SF6環網柜由于進線包含接地閉鎖及可能的邏輯鎖,不存在此問題。
⒉帶電間隔為變壓器室的防誤問題
在帶有中置柜的箱式變電站，沒有獨立的工作電源。其工作電源往往來源于變壓器的低壓端，此時的電磁鎖沒有起到應有的作用。變壓器室有電，電磁門鎖打不開，變壓器室無電，帶電顯示器的工作電源也沒有了，電磁鎖沒電,電磁鎖還是打不開。此時停電開門需用解鎖鑰匙解開電磁門鎖，打開變壓器室，因此存在安全隱患。
SF6環網柜采用變壓器室門不裝電磁門鎖，而是加裝門行程開關，此行程開關的常閉觸點和變壓器柜的跳閘回路相連，此時跳閘回路的工作電源可以取自變壓器低壓端。一旦變壓器室的門被打開，門行程開關的常閉觸點就會接通變壓器柜的跳閘回路，變壓器柜立即跳閘，切斷變壓器室的電，達到了防止誤入帶電間隔的目的。
綜上所述，采用環網柜能有效的降低五防聯鎖的設計難度，減少了因為中置柜忽視“五防”問題，或五防聯鎖失效帶來的人身傷害。再加上環網柜特有的高壓帶電部分無法被直接接觸到的特點，進-步樹立了環網柜在面對專業或非專業運維人員保護上相對中置柜的優勢。
三、關于六氟化硫絕緣環網柜相對中置柜使用優勢
1.六氟化硫絕緣環網柜所有的一次帶電部分(負荷開關、母線等)均被封閉在SF6氣室中，不受任何外界環境(濕度、鹽霧、粉塵等)的影響，同時確保高可靠性的人身安全,真正做到免維護。核心部件可做到20年免維護。用于配電室可實現無人值守運行。
2.六氟化硫絕緣環網柜緊湊、體積小。每面柜寬僅325mm(計量柜為696mm寬)。減少了配電室寶貴的占地空間,更適合于狹小地方使用。開關柜與箱體在工廠內組裝完成，運輸有吊耳固定，現場只需將箱體吊到所需位置，安裝方便。
現以一個典型的項目做介紹:新建10kV配電房,考慮土建面積環網柜與中置柜的比較:電源兩進六出，母聯分段形式;采用KYN28中置柜:需10臺，每臺占地面積800mm寬，1500mm深。中置柜本體占地面積共計:12平方米。
再考慮柜前手車操作距離，按照最小值1500mm考慮;考慮柜后電纜維護距離，按照最小值600mm考慮;中置柜額外操作占地面積共計:16.8平方米。
需考慮與中置柜配套的直流屏占地面積，此處按照最小值800*800兩面計算;中置柜配套設備占地面積共計:2平方米。中置柜總計占地面積共計:30.2平方米。
采用SF6環網柜，每臺占地面積325mm寬，750mm深，因母聯隔離提升一臺柜體可完成，故只需9個間隔的環網柜，占地面積共計:2.20平方米。考慮柜前電纜維護距離,同樣按照600mm考慮;此距離同樣可滿足日常巡視。環網柜額外操作占地面積共計:1.75平方米。無需考慮與環網柜配套的直流屏，因環網柜可配置自供電保護裝置。環網柜總計占地面積共計:3.95平方米。即采用環網柜較中置柜，在本項目可節約26.2平方米。
3.SF6全密封結構(性能特點見上所述)，不需加熱器，無凝露問題，電纜頭為密封防水型，不怕浸水。六氟化硫絕緣環網柜防護等級高，開關柜不銹鋼封閉氣室部分，包括熔斷器柜熔絲套簡在內，其防護等級達到IP67,在國外順利通過水下5米、24小時浸水通電試驗。
中置柜與斷路器組裝在一起使用，屬于戶內式設備。
一臺開關柜發生事故往往導致多臺設備損壞，甚至擴大成變電所停電事故.近年斷路器運行事故表明，6、10和35kV級所占次數最多，事故率也較高，其中屬于絕緣方面引起的不少。導致絕緣閃絡擊穿的共因，多是在惡劣潮濕環境條件下發生，加上設備本身結構不嚴密，防水防潮性能差，外絕緣沿面泄漏距離小，空氣間隙絕緣裕度不足，材質選擇不當等。
環網柜，因有帶電封閉，戶外使用的特點，不僅天然不存在上述問題，而且在實際使用中，在沿海的臺風、暴雨侵蝕，仍保證正常供電。此點相對中置柜優勢大。
4.六氟化硫絕緣環網柜電氣性能好、技術參數高。斷路器柜短路開斷能力可達25KA。負荷開關機械壽命可達5000次，遠大于國標要求的2000次。
總結
環網柜從初期的閉環結構到后來的開環結構，逐步發展為浸油式熔斷器環網柜，到目前采用的先進的六氟化硫全絕緣環網柜，設計進一步優化，穩定性逐步提高。相對中置柜有著安全、可實現無人值守、節省占地面積、滿足惡劣環境下使用要求、電氣性能好、技術參數高等方面的優勢。已在市政、地鐵、樓宇供電系統中廣泛使用。
