摘要：本文從配電網結構的發(fā)展趨勢、環(huán)網柜的種類、優(yōu)點及運行使用等方面對環(huán)網柜在城區(qū)配網建設與改造中的應用進行探討，提出了在現(xiàn)階段的城區(qū)配網建設與改造中應盡量采用SF6 環(huán)網柜的基本觀點。隨著經濟的不斷發(fā)展和電能對人們生活的影響越來越大，特別是對于負荷密度較高的城區(qū)，供電的可靠性尤其重要。通過建立以環(huán)網結構為主的配電網絡，能有效提高供電可靠性，保證供電的連續(xù)性，將配電設備故障、維護停電的影響降至最低，而作為環(huán)網運行方式中的重要設備———環(huán)網柜，在配網改造中的應用也越來越廣，本文從配電網結構的發(fā)展趨勢、環(huán)網柜的種類、優(yōu)點及運行使用等方面淡淡環(huán)網柜在城區(qū)配網改造中的應用。

1 配電網的主要結構

一般城市的配電網結構是指中壓配電網，即10kV電網的結構，早期建設的10kV配電線路多數是單輻射狀分布供電，一旦線路、設備或電源發(fā)生故障，容易導致全線停電，造成的損失和影響較大，因此按照省集團公司提出的規(guī)劃和要求，在城區(qū)配電網絡建設與改造中應考慮建立環(huán)網供電、開環(huán)運行的模式，如圖1 所示，一旦其中一側電源有故障或進行檢修工作，可以通過合上環(huán)網開關繼續(xù)對負荷進行供電，如果線路出現(xiàn)故障，通過線路上安裝的分段開關也可以把停電范圍大大減小。由于城區(qū)空間有限，且出于城市整體美觀的需要，使用電纜取代架空導線已成為城區(qū)配電網絡改造與建設的趨勢。城區(qū)的配電網絡應以電纜“2- 1”單環(huán)網絡結構作為主要接線方式，隨著負荷的增長可將單環(huán)網改造為“3- 1”環(huán)網結構，以提高線路的負載率。典型的電纜“2- 1”單環(huán)網絡結構和“3- 1”環(huán)網結構的接線如圖2、圖3 所示。從圖中可見，通過建立配電環(huán)網網絡，可有效減少，甚至避免停電，從而提高供電可靠性。

2 環(huán)網柜的種類

要實現(xiàn)環(huán)網目的，必須要使用環(huán)網設備。目前，在配電網絡中，可起環(huán)網功能的設備主要有環(huán)網型電纜分支箱和環(huán)網柜。

環(huán)網型電纜分支箱是在普通電纜分支箱上的基礎上加裝了SF6 或真空負荷開關，通過負荷開關的配合，實現(xiàn)供電方式的轉換。由于其價格較低，安裝地點較靈活，特別是在城區(qū)建設定型，無法得到配電房位置(環(huán)網柜必須安裝于配電房內)的情況下，環(huán)網型電纜分支箱顯示出其靈活的優(yōu)點，因此近年來得到較普遍應用，但環(huán)網型分支箱始終是在電纜分支箱基礎上發(fā)展起來的，與環(huán)網柜相比，基最大的缺點是安全性能不夠(特別是防誤操作方面的措施)，操作環(huán)境不理想，存在一定的危險性，如果條件允許，筆者建議應優(yōu)先考慮使用環(huán)網柜進行環(huán)網。

環(huán)網柜因其所使用的負荷開關種類不同而分為產氣式環(huán)網柜、壓氣式環(huán)網柜、真空環(huán)網柜、SF6 環(huán)網柜等幾種，其中產氣式環(huán)網柜、壓氣式環(huán)網柜因所采用的負荷開關存在致命缺陷，可靠性低，現(xiàn)已基本淘汰。真空環(huán)網柜、SF6 環(huán)網柜因性能指標高、操作維護、維護運行可靠等優(yōu)點已在配電網絡中得到廣泛使用。

3 環(huán)網柜的基本接線單元

圖4 給出了一個最簡單的全封閉環(huán)網柜的接線圖。中壓饋線的進線裝有負荷隔離開關，通過一個串接限流熔斷器的負荷開關把變壓器接到環(huán)網系統(tǒng)上，既保護到變壓器的故障，又能隔離故障變壓器，使環(huán)網不致斷開?，F(xiàn)在應用的柜環(huán)網都是在基本接線單元的基礎上改進、擴展而成的。

4 環(huán)網柜的優(yōu)點

由于國內外生產和使用真空、SF6 開關及開關柜已有多年，技術相對成熟，因而無論是真空環(huán)網柜還是SF6 環(huán)網柜一般都能達到較高的性能指標，操作簡便，而各種新技術的應用，使環(huán)網柜在人身設備的安全方面也有了足夠的保證。

(1)防止誤操作，有效保護人身及設備安全。以汕頭特區(qū)成套廠生產的真空環(huán)網柜為例，該產品所采用的真空負荷開關是具有三工位的高壓開關設備。即隔離、關合、接地，隔離開關與接地開關具有可見的斷口，負荷開關與隔離開關具有自動聯(lián)動的功能，即當真空負荷開關斷開后，隔離開關自動斷開，形成可見斷口，當真空負荷開關合閘時，隔離開關自動先行閉合;負荷開關與接地開關也具有嚴格的機械聯(lián)鎖與電氣聯(lián)鎖，從而在結構上首先保證兩者不可能出現(xiàn)誤動，即當負荷開關在合閘位置時，不可能進行接地開關的合閘操作，同樣，當接地開關在閉合位置時，也不可能進行負荷開關的合閘操作;環(huán)網柜前門一旦打開，負荷開關不能再合閘，從而有效防止了誤操作的發(fā)生。

再以廣東珠江開關廠生產的SF6 絕緣環(huán)網開關柜為例，該產品除了在防誤操作、機械電氣聯(lián)鎖等方面令人滿意外，還在柜中安裝了內部故障電弧限制裝置，安裝在電纜室內的自動快速接地開關能在故障電弧產生的幾毫秒內迅速動作熄弧，故障排除后只需對開關柜進行檢查即可繼續(xù)投入使用，使設備損壞降至最低，且沒有高溫氣體從SF6 絕緣部分散逸，確保了人身及設備安全。

(2)性能指標高。真空環(huán)網柜、SF6 環(huán)網柜所采用的真空、SF6 負荷開關為可頻繁操作型，其“合- 分”額定有功負載的次數可達100 次，為產氣式、壓氣式負荷開關等一般負荷開關的10 倍以上，而且具有良好的開斷能力，短時耐受電流一般達到20kA，短路關合電流一般都能達到50kA。

(3)維護方便。環(huán)網柜一般安裝于配電房內，避免了環(huán)網電纜分支箱可能會遇到的如車輛碰撞、人為破壞、水淹進水等危險，室內操作維護也將天氣對操作的影響降到最低。柜面的清晰面板設計，使接線方式以模擬圖的形式標示在柜面，讓人一目了然，部分廠家的環(huán)網柜更將操作指導及注意事項標注在柜面上，進一步減少了操作人員發(fā)生誤操作的可能;大多數產品都安裝了可監(jiān)測主回路帶電狀態(tài)的帶電顯示裝置，不但可以提示高壓帶電狀況，而且可以與電磁鎖配合實現(xiàn)強制閉鎖手柄門，提高防誤性能;在前門安裝的透明有機玻璃觀察窗，可直接察看負荷開關的分合閘狀態(tài)。

(4)使用靈活，易于擴展。隨著運行經驗的增加，可擴展型環(huán)網柜正逐步取代以前的全封閉型環(huán)網柜;隨著緊湊型設計、模塊化拼接等方面的進步，現(xiàn)在環(huán)網柜的配置已能很靈活地滿足各種設計方案的要求，實現(xiàn)按客戶實際需要任意組合;電纜橋架的連接方式也更加靈活，即使在地面不夠平整的情況下，也能實現(xiàn)柔軟連接，不會出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象;安裝配備自動化接口，為建設配電自動化做好準備。

5 結束語

多年的實踐運行表明，在各種環(huán)網柜中，SF6 環(huán)網柜的性能指標、可靠性都較高，而且體積較小，對空間的需求很低，維護量少，因而應用最廣?？紤]各種綜合因素，如維護費用、二次投資、可靠性等，在配電網絡改造與建設過程中，建議在條件允許的情況下，應盡量采用SF6 環(huán)網柜，并在規(guī)劃建設過程中，充分考慮自動化裝置，采用安全、可靠、先進的設備，提高配電水平，使配電網絡更可靠、更安全。

廣東電網公司江門供電局葉建軍