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發(fā)布時(shí)間：2021-04-16 10:14:54
簡介
長期以來,我國10kV配電系統(tǒng),通常采用放射式或樹干式配電系統(tǒng)。隨著我國建設(shè)的發(fā)展,用電負(fù)荷量的密度迅速增加,上述配電系統(tǒng)已很難適應(yīng)當(dāng)前和以后發(fā)展的需要。由于環(huán)式配電系統(tǒng)能使配電線路簡化,減少線路走廊,系統(tǒng)改造和發(fā)展靈活,管理方便,以及所使用的環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜(簡稱環(huán)網(wǎng)柜)具有體積小、性能優(yōu)越、可靠性高、接線簡化、操作容易方便、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn),越來越多地被人們所認(rèn)識(shí)。
在國外,環(huán)式配電系統(tǒng)已經(jīng)很普遍了,一般主要使用負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜。在使用斷路器或負(fù)荷開關(guān)均可得場(chǎng)合,則優(yōu)先采用負(fù)荷開關(guān),據(jù)資料介紹,國外斷路器與負(fù)荷開關(guān)使用之比一般為1∶5,一些國家則達(dá)到1∶10。內(nèi)地城市新建10kV配電系統(tǒng)已普遍采用環(huán)式配電系統(tǒng),南京市10kW配電系統(tǒng)也在逐步改造形成環(huán)式配電系統(tǒng)。
2006年1月正式實(shí)施的江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)《江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》DGJ31/J14-2005中規(guī)定,配所--般應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)網(wǎng)單元(環(huán)網(wǎng)單元是指環(huán)式配電系統(tǒng)中配電所的系統(tǒng)接線)。可見環(huán)式配電系統(tǒng)是10kV配電系統(tǒng)的推薦系統(tǒng)和發(fā)展方向。
環(huán)式配電系統(tǒng)的形式
環(huán)式配電系統(tǒng)一般分為開環(huán)和閉環(huán)兩種方式,由于閉環(huán)方式繼電保護(hù)裝置整定困難,實(shí)際很少采用。為了限制系統(tǒng)短路容量,簡化繼電保護(hù),環(huán)式配電系統(tǒng)應(yīng)采用開環(huán)方式。開環(huán)方式的環(huán)式配電系統(tǒng)有“單線單環(huán)”、“雙線單環(huán)”、“雙線雙環(huán)”之分，典型接線圖見圖1-3。
環(huán)網(wǎng)柜的主要性能特點(diǎn)
隨著我國改革開放不斷深入,國外產(chǎn)品逐漸涌入我國,國內(nèi)企業(yè)通過引進(jìn)或自主開發(fā)已生產(chǎn)出質(zhì)量較好的適合10kV配電系統(tǒng)使用的環(huán)網(wǎng)柜已有多家,這些產(chǎn)品已先后在不少10kV配電所中投入運(yùn)行。目前使用最多的環(huán)網(wǎng)柜有空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜,六氟化硫絕緣的負(fù)荷開關(guān)柜、負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器柜,其次是真空斷路器柜和真空負(fù)荷開關(guān)柜。此外,還有與之配套的計(jì)量、互感器、避雷器環(huán)網(wǎng)柜等。
環(huán)網(wǎng)柜適合環(huán)式配電系統(tǒng)的接線,同時(shí)也適用于當(dāng)前大多數(shù)10kV配電系統(tǒng)放射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)由于質(zhì)量不高,容易出現(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,從而限制了安裝在開關(guān)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)上已作了很大的改變,大大提高了各項(xiàng)性能和使用壽命,成為環(huán)網(wǎng)柜中最主要的開關(guān)電器。
負(fù)荷開關(guān)的觸頭觸動(dòng)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(nèi)仍傳導(dǎo)電流,然后迅速斷開,保證了主觸頭之間不產(chǎn)生電弧,因此具有較好的電氣性能,提高了負(fù)荷開關(guān)的開斷能力和壽命。當(dāng)前,10kV級(jí)負(fù)荷開關(guān)的額定電流有400A.630A和1250A三種,分別可以分合5o00kVA.8500kVA和17000kVA負(fù)荷。負(fù)荷開關(guān)操作方式有傘齒輪手動(dòng)、旋轉(zhuǎn)手動(dòng)、交流或直流電動(dòng)操作。各種操作方式均帶彈簀儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)。當(dāng)開關(guān)軸旋轉(zhuǎn),使曲柄彈簧機(jī)構(gòu)的螺旋壓簧儲(chǔ)能,在過死點(diǎn)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。由于彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)使手動(dòng)操作人員操作作用大大減小(最大初始操作力為110N以內(nèi),隨后用力逐漸減小),操作更加可靠。現(xiàn)在大多數(shù)負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜都采用手動(dòng)操作方式。
在負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器組合電器的環(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熄滅電弧斷開電路,同時(shí)熔斷器撞針啟動(dòng)負(fù)荷開關(guān)的脫扣鍵(即彈簧儲(chǔ)能撞擊器),使負(fù)荷開關(guān)三極觸頭同步分閘。整個(gè)開斷過程按反時(shí)限的時(shí)間電流特性,在10ms之內(nèi)迅速切斷故障,不會(huì)出現(xiàn)缺相供電的現(xiàn)象。由于動(dòng)作時(shí)間很短,轉(zhuǎn)移電流(熔斷器的溶體熔斷使彈簀儲(chǔ)能撞擊器將負(fù)荷開關(guān)分閘的整個(gè)過程線路承受的故障電流)遠(yuǎn)小于故障電流蜂值,有效地保護(hù)了線路和設(shè)備。因此,用負(fù)荷開關(guān)+熔斷器環(huán)網(wǎng)柜保護(hù)更安全、可靠,選擇線路可不進(jìn)行短路電流校驗(yàn),節(jié)約線路造價(jià)。
目前用電單位的10kV配電所,負(fù)荷的投切是經(jīng)常的,短路保護(hù)則是極個(gè)別的。若采用負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器環(huán)網(wǎng)柜,則是把控制和保護(hù)兩個(gè)功能分開,用負(fù)荷開關(guān)來投切電路和隔離故障點(diǎn),用熔斷器完成短路保護(hù)功能,充分發(fā)揮設(shè)備能力,達(dá)到經(jīng)濟(jì),合理的目的。
根據(jù)1989年國際配電網(wǎng)會(huì)議提供的資料,當(dāng)油浸變壓器內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),短路電弧會(huì)使油氣形成氣泡而占據(jù)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(xù)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(nèi)切除故障。斷路器的動(dòng)作時(shí)間是保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器固有動(dòng)作時(shí)間兩部分之和,其值不小于60ms,可見斷路器不能達(dá)到保護(hù)油浸變壓器的目的。負(fù)荷開關(guān)+熔斷器環(huán)網(wǎng)柜則能夠有效地保護(hù)變壓器，熔斷器保護(hù)變壓器的熔體選擇表1。
負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜及負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器環(huán)網(wǎng)柜均裝置1-2個(gè)快速關(guān)合的接地開關(guān)和接地信號(hào)燈,可帶三極脫扣彈簧儲(chǔ)能撞擊器,欠電壓或并聯(lián)脫扣器,超溫、瓦期、接地脫扣器及信號(hào)設(shè)備,以及開關(guān)位置顯示和閉鎖設(shè)備。
某些供電部分要求用電單位終端配電所的進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜裝設(shè)斷路器,以便與供電部分變電站出線柜繼電維護(hù)設(shè)備的時(shí)限區(qū)分開,作到上下級(jí)維護(hù)時(shí)限配。在民用建筑中采用真空斷路囂環(huán)網(wǎng)柜,就適合在終端電所作進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜運(yùn)用。環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)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(jié)約土建造價(jià)。
環(huán)網(wǎng)柜的規(guī)劃運(yùn)用
環(huán)網(wǎng)柜引薦采用手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作方法。當(dāng)采用電動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作,并設(shè)有繼電維護(hù)、信號(hào)要求功用的環(huán)網(wǎng)柜時(shí),應(yīng)根據(jù)要求供給溝通或直流二次電源,一般宜采用溝通彈簧儲(chǔ)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(hù)酸性蓄電池屏供給。小型系統(tǒng)宜采用手動(dòng)彈簧儲(chǔ)能操作方法,此時(shí),超溫、瓦斯維護(hù)和信息顯示所需的電源,因超溫和瓦斯都是在變壓器運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生,為簡化系統(tǒng)、節(jié)約出資,維護(hù).信號(hào)電源可從變壓器低壓側(cè)取用,與超溫、瓦斯信號(hào)線共用一根操控電纜引至環(huán)網(wǎng)柜。
電源進(jìn)出線柜內(nèi)應(yīng)設(shè)串聯(lián)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(hù)變壓器的出線柜,應(yīng)裝設(shè)接地開關(guān)和接地信號(hào)設(shè)備,按丈量和電能計(jì)量的要求,在相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)柜上裝置電壓表.電流表、計(jì)量表。電源進(jìn)線柜、計(jì)量柜、聯(lián)絡(luò)柜內(nèi)的電流互感器應(yīng)設(shè)在兩相上,并在同一系統(tǒng)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(yīng)在三相上裝設(shè)電流互感器。維護(hù)設(shè)備與丈量外表,計(jì)量外表不得共用電流互感器的二次線圈。在接地線上不應(yīng)裝置有開斷可能的設(shè)備。
環(huán)式配電系統(tǒng)中的用電單位配電系統(tǒng)接線(環(huán)網(wǎng)單元)的電源進(jìn)出線柜不設(shè)維護(hù)設(shè)備,見圖4~6.放射式或樹干式配電系統(tǒng)的用電單位終端配電所,進(jìn)出柜應(yīng)設(shè)維護(hù)設(shè)備。
運(yùn)用環(huán)網(wǎng)柜的10kV配電所,規(guī)劃工作量能夠適當(dāng)簡化,只要繪出一次系統(tǒng)圖及平、剖面圖,將規(guī)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(tǒng)圖和端子板圖。運(yùn)用負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜不需短路電流與繼電維護(hù)整定計(jì)算,減輕了規(guī)劃工作量。
