10kv密闭电缆网络的电气设计

10kv密闭电缆网络的电气设计

随着城市网络重建项目的深入，电缆线路的数量不断增加，10kv开放网络的重要性日益突出。建好开闭所对完善城镇配网网架,提高配网供电能力,有着举足轻重的作用。虽然目前开闭所设计有GB5003-1994《10kV及以下变电所设计规范》,GB50052-1995《供配电系统设计规范》等国家、行业规范可以参考,但实际工作中还有许多问题需要进一步探讨。1活动线路开口所的影响开闭所10kV母线一般有单母线、单母线分段和双母线等接线方式。《10kV及以下变电所设计规范》规定,母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时,高压母线可采用双母线的接线。DL/T599-1996《城市中低压配电网改造技术导则》规定,开闭所一般采用单母线分段。对于无重要负荷的开闭所,一般可采用单母线接线,两路电源进线。两路进线分别接至不同的变电所或同变电所不同母线,6~10路出线,如此接线简单,运行维护方便。当有重要负荷需要高压双电源供电时,开闭所母线应采用单母线分段接线,两路进线,每段母线一路进线,重要用户负荷应由两段母线分别接出馈线。当一路电源故障甚至是一段母线故障时,可以从另一段母线供给重要负荷。对于负荷集中、且有重要用户负荷时,开闭所可采用双母线,四路进线,每条母线两路进线。即可以提高开闭所的供电能力,也能给重要负荷供电。2网络环境选择2.1真空环网柜fps按照开关型式来分,国内环网柜主要有产气式、压气式、真空和SF6等四种。产气式环网柜由于开断负荷时弧光外露、电寿命较低,检修维护工作量大,且分合小电流能力较弱,因此在1995年8月,由机械部重大装备司、原电力部安全监察及生产协调司联合发文后停止使用。压气式环网柜因开断负荷时弧光外露、操作机构不易被设计成电动机构,机械寿命低,可靠性不高等缺陷,一般也不采用。真空环网柜是国内于1996年后自行研究制造的产品。其具有负荷开关操作功较小,开断转移电流大(短时耐受电流、短路关合能力和转移电流,一般都能分别达到20kA、50kA和2kA),容易实现电动操作等优越性,自产品开发以来已被广泛采用。真空环网柜有以下不足:1)操作机构质量问题较多,容易产生操作不到位,卡涩等情况。2)体积过于庞大,占用土地较多,在经济发达地区和人口密集区使用受限制。SF6环网柜开断和绝缘性能优异,操作过电压低,操作功小,是一种全封闭、全绝缘、免维护的产品。其以性能优良、运行可靠、体积小等特点受到供电部门和用户的普遍欢迎。SF6环网柜的缺点是价格高,不便扩展,共气泡式环网柜一旦一个间隔发生内部故障,需对其整体更换。因此,环网柜应从真空型和SF6型中进一步优选。对于户内环网柜,如果投资能够承受,应优选SF6环网柜,可以少占用地,便于开闭所布置。如果投资受限,且用地宽裕,可以选用真空环网柜。对于户外环网柜,由于户外凝露严重,且考虑体积大小,应采用全绝缘、全封闭型SF6环网柜。2.2环网柜和检线需要有好的氧漂植物或挂接地线环网柜“五防”系统防止误分、合开关,防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头,防止接地开关合上时(或带接地线)送电,防止带电合接地开关(或挂接地线),防止误入带电间隔室等五项措施。GB3906-1991《3~35kV交流金属封闭开关设备》规定,除了防止误分、合开关可以采用提示性外,其余“四防”都必须采用强制性闭锁。现有的环网柜,不论是真空型还是SF6型,如按照正常的上进下出的接线方式,都可以满足“五防”要求。对防止带电合接地开关(或挂接地线),是通过负荷开关和接地闸刀联锁来实现的,只有当负荷开关断开,出线侧无电时,才可以操作接地闸刀。但现在的开闭所一般都采用电缆进出线,对进线柜(间隔)而言,接线是下进上出,因此当负荷开关断开后,环网柜(间隔)下侧依然带电,此时操作接地闸刀,就会发生带电合接地开关(或挂接地线)。怎样从根本上解决开闭所进线柜(间隔)下进上出不能满足防止带电合接地开关(或挂接地线)的要求呢?笔者认为,对真空环网柜和SF6环网柜应采用不同的措施。对真空环网柜而言,由于检修时可以在柜内人工挂接地线,所以可以拆除接地闸刀。但为了防止发生误入带电间隔这类更加严重的事故,进线柜应加装进线侧和柜门的电磁闭锁,确保在进线带电时,不能打开柜门。对全绝缘、全密封的SF6环网柜来讲,由于检修时不能人工挂接地,因此应保留接地闸刀。而采用加装进线侧和接地闸刀的电磁闭锁的方式,完善“五防”措施,确保在进线带电时,不能操作接地闸刀。以此来防止发生带电合接地闸刀(或挂接地线)。2.3带带带电的氧安全工作以人为本。在“五防”中,防止误入带电间隔是最重要的,不论是采用接地闸刀还是电磁闭锁,其目的都是为了确保在打开柜门时,柜内可触及的设备是不带电的。在合接地闸刀或解开电磁锁前,只能用带电显示器进行验电。因此,带电显示器对检修、运行而言是非常重要的。笔者认为,带电显示器应具有切换开关,以提高其使用寿命。进线柜采用强制闭锁型,如DXN-Q,配合电磁锁,防止进线带电开门;出线柜采用提示型,如DXN-T。2.4接地带安全保护按照规定,在更换出线环网柜熔丝时,熔丝两侧应有明显的断开点或可靠的接地保护,SF6环网柜符合要求,但真空环网柜一般只有一侧有接地保护。厂家可以按照用户要求,将接地闸刀安装在熔丝电源或负荷任一侧。笔者认为,对真空环网柜而言,在检修时,熔丝电源侧闸刀拉开,且插入绝缘隔板,可视为有可靠的明显断开点,因此,应将接地闸刀安装在熔丝负荷侧。3负荷开关和熔断器组合装置在实现综合自动化前,当主线发生短路故障时,由变电所保护动作切除故障。考虑到逐步实现自动化的要求,负荷开关应配置电动、手动操作机构。对出线保护而言,如配电变压器容量不大于1ue5e8250kVA,宜采用负荷开关和熔断器组合装置。如配电变压器容量大于1ue5e8250kVA,宜采用断路器。4