為提高供電可靠性,使用戶可以從兩個方向獲得電源,通常將供電網(wǎng)連接成環(huán)形。這種供電方式簡稱為環(huán)網(wǎng)供電。在工礦企業(yè)、住宅小區(qū)、港口和高層建筑等交流10KV配電系統(tǒng)中,因負(fù)載容不大,其高壓回路通常采用負(fù)荷開關(guān)或真空接觸器控制,并配有高壓熔斷器保護(hù)。該系統(tǒng)通常采用環(huán)形網(wǎng)供電,所使用高壓開關(guān)柜一般習(xí)慣上稱為環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜除了向本配電所供電外,其高壓母線還要通過環(huán)形供電網(wǎng)的穿越電流(即經(jīng)本配電所母線向相鄰配電所供電的電流),因此環(huán)網(wǎng)柜的高壓母線截面要根據(jù)本配電所的負(fù)荷電流于環(huán)網(wǎng)穿越電流之和選擇,以保證運(yùn)行中高壓母線不過負(fù)荷運(yùn)行。目前環(huán)形柜產(chǎn)品種類很多,如HK-10、MKH-10、8DH-10、XGN-15和SM6系列。
環(huán)網(wǎng)柜是一組高壓開關(guān)設(shè)備裝在鋼板金屬柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備,其核心部分采用負(fù)荷開關(guān)和熔斷器,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、可提高供電參數(shù)和性能以及供電安全等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛使用于城市住宅小區(qū)、高層建筑、大型公共建筑、工廠企業(yè)等負(fù)荷中心的配電站以及箱式變電站中。
環(huán)網(wǎng)柜一般分為空氣絕緣和SF6絕緣兩種,用于分合負(fù)荷電流,開斷短路電流及變壓器空載電流,一定距離架空線路、電纜線路的充電電流,起控制和保護(hù)作用,是環(huán)網(wǎng)供電和終端供電的重要開關(guān)設(shè)備。柜體中,配空氣絕緣的負(fù)荷開關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式,配SF6絕緣的負(fù)荷開關(guān)為SF6式,由于SF6氣體封閉在殼體內(nèi),它形成的隔斷斷口不可見。環(huán)網(wǎng)柜中的負(fù)荷開關(guān),一般要求三工位,即切斷負(fù)荷,隔離電路、可行靠接地。產(chǎn)氣式、壓氣式和SF6式負(fù)荷開關(guān)易實(shí)現(xiàn)三工位,而真空滅弧室只能開斷,不能隔離,所以一般真空負(fù)荷環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜在負(fù)荷開關(guān)前再加上一個隔離開關(guān),以形成隔離斷口。
環(huán)網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)柜
環(huán)網(wǎng)是指環(huán)形配電網(wǎng),即供電干線形成一個閉合的環(huán)形,供電電源向這個環(huán)形干線供電,從干線上再一路一路地通過高壓開關(guān)向外配電。這樣的好處是,每一個配電支路既可以同它的左側(cè)干線取電源,又可以由它右側(cè)干線取電源。當(dāng)左側(cè)干線出了故障,它就從右側(cè)干線繼續(xù)得到供電,而當(dāng)右側(cè)干線出了故障,它就從左側(cè)干線繼續(xù)得到供電,這樣以來,盡管總電源是單路供電的,
但從每一個配電支路來說卻得到類似于雙路供電的實(shí)惠,從而提高了供電的可靠性。
所謂“環(huán)網(wǎng)柜”就是每個配電支路設(shè)一臺開關(guān)柜(出線開關(guān)柜),這臺開關(guān)柜的母線同時就是環(huán)形干線的一部分。就是說,環(huán)形干線是由每臺出線柜的母線連接起來共同組成的。每臺出線柜就叫“環(huán)網(wǎng)柜”。實(shí)際上單獨(dú)拿出一臺環(huán)網(wǎng)柜是看不出“環(huán)網(wǎng)”的含義的。
這些環(huán)網(wǎng)柜的都不大,因而環(huán)網(wǎng)柜的高壓開關(guān)一般不采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的斷路器而采取結(jié)構(gòu)簡單的帶高壓熔斷器的高壓負(fù)荷開關(guān)。也就是說,環(huán)網(wǎng)柜中的高壓開關(guān)一般是負(fù)荷開關(guān)。環(huán)網(wǎng)柜用負(fù)荷開關(guān)操作正常電流,而用熔斷器切除短路電流,這兩者結(jié)合起來取代了斷路器。當(dāng)然這只能局限在一定容量內(nèi)。
這樣的開關(guān)柜也完全可以用到非環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)中,于是隨著這種開關(guān)柜的廣泛應(yīng)用,“環(huán)網(wǎng)柜”就跳出了環(huán)網(wǎng)配電的范疇而泛指以負(fù)荷開關(guān)為主開關(guān)的高壓開關(guān)柜了。
環(huán)網(wǎng)柜的應(yīng)用
環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)的時間不算長,但近年以來卻得到了廣泛的使用,這主要是由于新發(fā)展起來的工業(yè)企業(yè)和事業(yè)單位的建筑物,從供配電的角度來看,以中,小型容量為大多數(shù)其配電變壓器一般不超過1250KVA,長期穩(wěn)定供電,高壓開關(guān)不頻繁操作。對于這類用戶,環(huán)網(wǎng)柜的性能雖不是最完美的,但卻是足夠的,可以勝任的。隨著大規(guī)模的城市建設(shè),大量大型高層建筑物拔地而起,變配電所往往就設(shè)在樓下,根據(jù)消防要求,變配電設(shè)備必須“無油化”,根據(jù)建設(shè)面積的合理使用,變配電設(shè)備應(yīng)該“小型化”,于是環(huán)網(wǎng)柜或真空斷路器,干式變壓器,干式互感器就進(jìn)入了幢幢大樓。環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠且安全,維修量很小,運(yùn)行費(fèi)用低,比起裝有斷路器的開關(guān)柜,優(yōu)勢很突出。環(huán)網(wǎng)柜要求負(fù)荷開關(guān)具有更高的性能和更小的體積,新型的負(fù)荷開關(guān)應(yīng)運(yùn)而生,這又反過來帶動了環(huán)網(wǎng)柜的技術(shù)進(jìn)步,當(dāng)今的環(huán)網(wǎng)柜不但性能優(yōu)良而且系列化了,這更擴(kuò)展了環(huán)網(wǎng)柜的使用范圍。
幾種環(huán)網(wǎng)柜
(1)HXGN3-10型
(H-環(huán)網(wǎng)柜;X-箱式;G-高壓;N-戶內(nèi))柜體結(jié)構(gòu)是用鋼板彎制焊接組裝而成,防護(hù)等級IP2X。柜體上部為母線室,儀表室位于母線室的前部,用鋼板分隔。柜體中部為負(fù)荷開關(guān)室,負(fù)荷開關(guān)與其他元件之間設(shè)有絕緣隔板。對于電纜進(jìn)出線柜,其柜底裝有可拆裝的活動蓋板;對于架空進(jìn)出線柜,其柜頂可加裝母線通道或遮攔架。
(2)HXGN-10型環(huán)網(wǎng)柜
HXGN-10系列空氣環(huán)網(wǎng)柜具有15種方案,其中01號方案為負(fù)荷開關(guān)熔斷器柜;02號方案為負(fù)荷開關(guān)柜,這兩種柜都設(shè)有接地開關(guān);09號方案為計量柜。
該系列環(huán)網(wǎng)柜的外殼采用鋼板彎制,螺釘緊固組裝而成的金屬全封閉結(jié)構(gòu)。柜體由4根立柱,上蓋板,下底板,前面板,后背板,側(cè)板等組成。負(fù)荷開關(guān)柜正面有上下兩塊用螺釘固定的門;負(fù)荷開關(guān)熔斷器柜正面則有3塊門板。門上有觀察窗,可觀察負(fù)荷開關(guān)和接地開關(guān)所處的位置;柜與柜之間母線連接為梅花觸頭插接形式,母線配有絕緣護(hù)套管。柜的頂部可根據(jù)用戶要求,增設(shè)儀表箱。
環(huán)網(wǎng)柜中安裝的負(fù)荷開關(guān)為產(chǎn)氣式的,無油無毒;配備的手動,電動操作機(jī)構(gòu)為扭力彈簧儲能機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單,操作力小。
負(fù)荷開關(guān),接地開關(guān)及正面板之間設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖裝置,它們之間的操作關(guān)系如下:
1)接地開關(guān)合閘后,負(fù)荷開關(guān)不能操作,正面板可以打開;
2)接地開關(guān)分閘后,負(fù)荷開關(guān)可以操作,正面板不能打開;
3)負(fù)荷開關(guān)分閘后,接地開關(guān)可以操作,正面板可以打開;
4)負(fù)荷開關(guān)合閘后,接地開關(guān)不能操作,正面板不能打開。
(3)GE型環(huán)網(wǎng)柜
這是一種引進(jìn)型號,它采用SF6負(fù)荷開關(guān)。操作機(jī)構(gòu)為彈簧儲能式,具有快合快分裝置,分閘機(jī)構(gòu)是在合閘動作中自動拉伸彈簧進(jìn)行儲能的,通過分閘線圈或HRC熔絲控制(擊發(fā))脫扣。