關(guān)鍵詞：環(huán)網(wǎng)接線環(huán)網(wǎng)柜與環(huán)網(wǎng)開關(guān)站；箱式變電站及電纜分支箱
大型廠礦多自設(shè)降壓站，有高壓配電室及中壓配電室。配電變壓器安裝容量超過10000kVA的較大用戶，大都由城市共用變電站以專用線路放射式供電，本身建有中壓配電室，開關(guān)柜內(nèi)裝主要元件多為真空斷路器。但對中小用戶來說，10kV供電采用環(huán)網(wǎng)柜，是最常用的終端配電方式，而中小容量用戶又占絕大多數(shù)，此種環(huán)網(wǎng)供電足以滿足二級負(fù)荷的要求。對三級用電負(fù)荷采用電纜分接箱有其突出的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)大力提倡及推廣使用。對分散用戶，且用電容量不大時，或要10kV供電伸入負(fù)荷中心時，采用箱式變電站（或稱組裝式變電站，預(yù)裝式變電站）供電更具合理性。
一．環(huán)網(wǎng)接線與環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜
1．環(huán)網(wǎng)主接線
環(huán)網(wǎng)接線分單環(huán)接線，雙環(huán)接線，至于三環(huán)、四環(huán)接線基本不用。使用最多的單環(huán)接線，它是由變電站或開關(guān)站同一母線段或不同母線段引出二回路電纜線路形成環(huán)路，環(huán)內(nèi)負(fù)荷由這兩回線路同時供電，一但其中一回路出現(xiàn)故障，另一回路可負(fù)擔(dān)環(huán)內(nèi)所有負(fù)荷的供電。每回電纜線路首段皆有斷路器，每條回路可設(shè)縱差保護(hù)的導(dǎo)引電纜。為此被保護(hù)的線路兩端開關(guān)柜內(nèi)應(yīng)配有相應(yīng)的電流互感器。
如果兩回供電線路取自不同的變電站或開關(guān)站，有的資料稱此種接線為拉手式環(huán)網(wǎng)，筆者對此不予認(rèn)同，不應(yīng)叫環(huán)網(wǎng)接線了，而應(yīng)稱雙電源中間有聯(lián)絡(luò)開關(guān)樹干式供電了。單環(huán)網(wǎng)供電主接線典型接線看圖1
圖1.單環(huán)典型主接線
此種接線供電可靠較高，完全能滿足二級負(fù)荷的要求。例如：當(dāng)A點(diǎn)發(fā)生故障，只要把A點(diǎn)兩側(cè)的4#、5#負(fù)荷開關(guān)斷開，可繼續(xù)完成供電。只要準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)，恢復(fù)供電就非常容易了，對于環(huán)網(wǎng)典型主接線，有的認(rèn)為兩路出線只有接入同一變電站同一條母線，或接入同一變電站兩斷母線上，兩段母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)始終處于閉合位置，否則不應(yīng)稱環(huán)網(wǎng)母線。筆者認(rèn)為，不必在名稱上過于追究了。
2．環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜
所謂環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，真實(shí)的含義是用于環(huán)網(wǎng)接線的開關(guān)柜，它可以是斷路器柜，也可以是負(fù)荷開關(guān)柜，或負(fù)荷開關(guān)加熔斷器柜。環(huán)網(wǎng)柜不是個合理稱呼，不過目前所說的環(huán)網(wǎng)柜指體積小的負(fù)荷開關(guān)柜，有點(diǎn)約定成俗的味道，如果對變壓器饋電，即用負(fù)荷開關(guān)加熔斷器柜。所用負(fù)荷開關(guān)有SF6負(fù)荷開關(guān)，也有真空負(fù)荷開關(guān)，至于產(chǎn)氣式或壓氣式負(fù)荷開關(guān)柜，由于體積較大，在環(huán)網(wǎng)接線中應(yīng)用較少。SF6氣體是溫室效應(yīng)明顯的氣體，一旦泄露，污染環(huán)境，用它作絕緣及滅弧介質(zhì)的封閉的負(fù)荷開關(guān)柜，盡管體積小但維護(hù)不便，發(fā)展前景不夠樂觀，可能逐步退出市場。真空負(fù)荷開關(guān)由于真空滅弧室制造非常成熟，截流非常小，不會造成操作過電壓的危害，其封閉性也早已過關(guān)，不必耽心滲氣現(xiàn)象發(fā)生，美中不足之處是體積比SF6負(fù)荷開關(guān)柜大，不過目前已有廠家解決真空負(fù)荷開關(guān)柜體積過大的問題，那就是采用固體絕緣方式，真空滅弧室澆鑄于環(huán)氧樹脂中，這樣相間及相對地電氣間隙大大縮小，從而使真空負(fù)荷開關(guān)柜的體積大為減小，其體積與SF6負(fù)荷開關(guān)柜不相上下，甚至更小。此種柜可做到少維護(hù)或免維護(hù)，操作、使用、安裝也非常方便，具有廣闊的發(fā)展遠(yuǎn)景?？傊h(huán)網(wǎng)柜名稱不夠確切，不夠科學(xué)，有的廠家稱緊湊型開關(guān)柜，也有的廠家稱金屬封閉箱式開關(guān)柜，或緊湊型箱式開關(guān)柜。
3：注意點(diǎn)
?。?）接入環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的開關(guān)站，不得用母線分段開關(guān)斷開，如圖2所示
圖2環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)開關(guān)站錯誤接線
在環(huán)網(wǎng)柜中，圖2接線是錯誤的，用戶不得用分段開關(guān)把環(huán)網(wǎng)斷開。圖2是雙電源加母線聯(lián)絡(luò)接線。正宗的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)的開關(guān)站接線應(yīng)為圖3接法
圖3環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的開關(guān)站正確接法
?。?）環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線柜電源側(cè)是否裝接地開關(guān)、避雷器、帶電顯示器及電流互感器。
有些設(shè)計人員或用戶對上述元件是否裝設(shè)有很大盲目性及隨意性，根據(jù)筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建議如下：
電源側(cè)不宜裝接地開關(guān)，誤操作會造成事故，影響供電安全，況且負(fù)荷開關(guān)是三工位，有接地一檔，多加接地開關(guān)帶來聯(lián)鎖麻煩，增加柜子復(fù)雜性。如果環(huán)網(wǎng)線路全為電纜地下敷設(shè)。且又為金屬鎧裝電纜，實(shí)無必要加裝避雷器。如果負(fù)荷開關(guān)為真空開關(guān)，由于截流，造成操作過電壓，但開段的是負(fù)荷電流，截流很小，操作過電壓不大，可不裝過電壓保護(hù)裝置。
帶電顯示器是要裝設(shè)的，用來觀察進(jìn)線是否帶電，尤其回路中無電壓互感器及電壓表時，更應(yīng)裝設(shè)。實(shí)際上裝帶電顯示器投資很少，它的傳感器本身就是支持絕緣子。
至于電流互感器是否裝設(shè)問題，如果開關(guān)站設(shè)計帶有微機(jī)終端測控裝置一定要裝電流互感器提供電流符號。環(huán)網(wǎng)主干線縱差保護(hù)，也離不開電流互感器。
?。?）環(huán)網(wǎng)柜是否加裝隔離開關(guān)，隔離開關(guān)安裝位置如何？
環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)柜常見的有裝隔離開關(guān)，不裝隔離開關(guān)及裝雙隔離開關(guān)，接線如圖4所示
圖4環(huán)網(wǎng)柜中隔離開關(guān)的裝設(shè)
圖4a中，不加隔離開關(guān)，多為SF6開關(guān)，本身具有隔離功能。圖b中，負(fù)荷開關(guān)為真空式，不能作隔離用，要另加隔離開關(guān)。圖c為雙隔離，是為檢修負(fù)荷開關(guān)提供方便。圖d為單電源進(jìn)線，檢修斷路器時保證人員安全。
4：負(fù)荷開關(guān)開斷轉(zhuǎn)移電流能力
所謂轉(zhuǎn)移電流，指本來應(yīng)由熔斷器完成的切斷任務(wù)轉(zhuǎn)移給負(fù)荷開關(guān)了，當(dāng)任一熔斷器熔斷后，熔斷器中由火藥或彈簧起動的撞擊器使負(fù)荷開關(guān)操作機(jī)構(gòu)脫扣，負(fù)荷開關(guān)三相聯(lián)動切除故障電流。這樣避免了因一相熔斷器熔斷造成二相供電的事情發(fā)生，一次圖表示方法見圖5
圖5具有開斷轉(zhuǎn)移電流負(fù)荷開關(guān)柜主接線
二．環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜及環(huán)網(wǎng)開關(guān)站的優(yōu)越性
1．采用環(huán)網(wǎng)柜優(yōu)點(diǎn)
環(huán)網(wǎng)柜優(yōu)越性如下：
?。?） 投資節(jié)約，一臺負(fù)荷開關(guān)加熔斷器柜，平均造價一萬多元，如果采用KYN-系列手車式真空斷路器柜，造價幾萬元。如果開斷能力要求50kA，真空手車式開關(guān)柜每臺達(dá)十余萬元，如果改用負(fù)荷開關(guān)加限流熔斷器代之，同樣開斷預(yù)期短路電流50kA，也不過投資萬余元則可。
?。?） 采用負(fù)荷開關(guān)配限流熔斷器向變壓器饋電，對變壓器的保護(hù)有的地方甚至優(yōu)于斷路器，主要因熔斷器切除短路迅速且有限流作用，這使在同一回路內(nèi)的其它元件受益匪淺，即不再考慮動、熱穩(wěn)定的要求了。
?。?） 可對變壓器進(jìn)行全面保護(hù)
向變壓器饋電的負(fù)荷開關(guān)熔斷器柜，應(yīng)采用全范圍保護(hù)用限流熔斷器，全范圍保護(hù)熔斷器是一種新型限流熔斷器，它可以可靠開斷引起熔體融化的電流至額定開斷電流之間的任何故障電流，這樣保護(hù)過流范圍非常寬廣。當(dāng)然，為更好地保護(hù)變壓器的過載，可加裝電流互感器，通過保護(hù)裝置動作負(fù)荷開關(guān)脫扣機(jī)構(gòu)。負(fù)荷開關(guān)開斷過負(fù)荷電流，稍大的故障電流由熔斷器負(fù)責(zé)開斷，這兩種開斷電流交匯點(diǎn)稱交接電流，由于過載脫扣與熔斷都有誤差范圍，造成交接電流也有一定范圍。小于交接電流由過載脫扣動作負(fù)荷開關(guān)完成開斷，大于交接電流時由熔斷器負(fù)責(zé)切除，從而恢復(fù)變壓器得到全面的過流保護(hù)。不過用熔斷器保護(hù)變壓器過載難度很大，因?yàn)槿秶Ｗo(hù)不是指對變壓器過載全范圍保護(hù)，而是指熔斷器保護(hù)范圍比較大而已，例如熔體電流為125A，開斷50kA，不是指電流從125A至50kA范圍內(nèi)皆可保護(hù)，而是超過熔體額定電流一定倍數(shù)后才開始熔斷，這樣保護(hù)變壓器的過載有一定難度。為此變壓器過載要在低壓側(cè)進(jìn)行，變壓器低壓出口總開關(guān)保護(hù)變壓器過載，只要低壓側(cè)不過載，高壓側(cè)也不會過載。變壓器若在高壓側(cè)進(jìn)行過載保護(hù)，采用如上所說，由電流互感器、電流繼電器、中間繼電器，動作于高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)脫扣器，不能被全范圍保護(hù)熔斷器誤導(dǎo)，使變壓器得不到過載保護(hù)。
（4）體積小，占地面積小
對于高層建筑來說，可以說寸土尺金，這樣由環(huán)網(wǎng)柜組成的開關(guān)站，占地少，這無形帶來更大的投資效益。
更難能可貴的是，把體積小的環(huán)網(wǎng)柜集中于一箱體內(nèi)，組成環(huán)網(wǎng)開關(guān)站，可置于建筑物旁或干脆置于馬路邊，不占用戶的建筑面積，給用戶帶來更大的效益，而且供電部門管理方便，發(fā)生事故不必進(jìn)入用戶建筑內(nèi)
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