中压环网柜的发展.

中压环网柜的发展 随着国内城市电网建设与改造的加快， 高压进入市区， 直接深 入负荷中心，环网供电成为解决城市负荷密度增加而呈现的必然结 果。 1 前言 随着国内城市电网建设与改造的加快， 高压进入市区， 直接深入 负荷中心，环网供电成为解决城市负荷密度增加而呈现的必然结果。 配电电压从以前的 380V 提升到 10kV，进而从 l0kV 上升到 20kV。 《全国供用电规程》规定，凡送电容量超过 160kVA，或用电容量超 过 250kW，则要求上高压。随着城市高楼大厦的崛起，生活小区的 形成以及生产的集团化和规模化， 需要高压送电给负荷中心。 有关资 料显示，如果将电压从 380V 提高到万伏级(10kV)，可以减少线路损 耗 60％，又可减少用铜量及总投资 52％，技术效益相当可观。 环网柜属二次配电设备。 二次配电设备是指将高压变压器受电的 一次配电设备的电能进行再分配的中压开关设备。 二次配电设备基础 元件为负荷开关和限流熔断器，不但经济，而且保护特性好（如限流 熔断器保护变压器） 。我国传统二次配电设备是用断路器，不但价格 贵，保护性也不好。改革开放后，从珠江三角洲开始，引进的以负荷 开关和熔断器为基础的二次配电设备已日益深入人心。 我国中压断路 器与负荷开关(含接触器)比例已由 1980 年前的 10：l，降为 2003 年 的 2.1： 1， 这是我国二次配电设备政策的革命性变化。 但与国外相比， 我国断路器与负荷开关之比相去甚远，国外(如德国、日本等)断路器 与负荷开关之比为 l：5～6，而我国现未达到 1：1，要达到 1：5～6 还要付出巨大努力。 2 环网柜发展趋势 在城乡电网改造和建设中，推行环网供电，即用电缆、走地下、 呈环路，可以减少供电的中断，同时大大减少临时性的故障。因而， 这种环网供电单元(环网柜)应运而生。 环网柜英文叫环网供电单元（RMU） ，它因城市推行环网供电而 问世。在国外上世纪 80 年代初就已推出环网柜。此后世界高压开关 制造商纷纷推出自己的环网柜。 今天在中国市场上的环网柜， 有国外 及合资企业的产品，也有国内研制的产品。 我国目前的中压配电电压为 l0kV，近年来，由于电力负荷的急 剧增加，尤其城市生活用电和乡镇企业用电迅速增长，10kV 配电电 压已不能满足城乡经济发展的需要。 这从国网公司推广 20kV 配电电 压等级中可以看出。去年，根据国家电网公司“关于推广 20kV 电压 等级的通知”的精神，20kV 电压等级很快升温。江苏省率先在省内 13 个市推广 20kV 电压等级试点供电项目。早在 l993 年，苏州新加 坡工业园区在中国第一个采用 20kV 电压供电。 而目前我国中压配电 网基本以 10kV 为主。 随着经济的快速增长， 特别是在经济发达地区， 现有 10kV 配电系统容量小、损耗大等问题日益突出，已经很难承受 急剧增长的用电负荷。与传统的 10kV 配电网相比，20kV 配电网不 但可以增加供电能力，加长供电距离、节约电能、降低 75％的电力 损耗，还具有显著的环保效益。 据测算，输送同等功率 20kV 供电线路的有色金属耗量可减少 50％，节约建设投资约 40％。20kV 等级早已列入国际电工委员会标 准（IEC38 一 1983）中，已被数十个国家和地区采用，我国与 1993 年将 24kV 配电电压列入 GBl56?93 标准中。 20kV 配电电压的推广，将给高压开关制造带来很大的商机。 24kV 环网供电单元(环网柜)必然走俏。如 ABB 于 2008 年 11 月宣布 为江苏省泰州市靖江地区的 24kV 配电网提供 24kVSafe 系列充气环 网柜。 这是 ABB 继 1993 年中标中国第一个 24kV 供电项目??苏州新 加坡工业园区后，第二次参与国内 20kV 供电项目的建设。 国外制造商早就制造有 24kV 环网柜，如西门子、ABB 等 80 年 代初就推出 12/24kV 环网柜。这是由于国外许多国家和地区以 24kV 作为中压配电的主电压。如欧美的美、法、英、德、意、独联体；亚 洲的日本、新加坡、印度、韩国． 、越南、老挝、缅甸、印尼、孟加 拉、伊朗；非洲的埃及、赞比亚、安哥拉等国。因此对国内企业来说， 急切需要开发和生产 24kV 环网柜，这不仅是国内市场的需要，也是 国际市场的需要，应抓住这一商机。 3 国内环网柜的生产现状 我国 1998 年实施城乡电网建设与改造， 由于高压直接进人市区， 深入负荷中心，推行环网供电，这就加速了环网柜的研发与生产。于 是环网柜特别是12kV环网柜产量剧增。 根据高压开关行业协会统计， 2003 年 12kV 环网柜产量为 9265 台， 而 2006 年产量达 87955 台， 几 乎为 2003 年的 10 倍，而这仅仅过了 3 年。2006 年的 87955 台相比 2005 年的 69445 台，增加 185l0 台，增长率为 27％。生产环网柜的 企业多达 133 家。产量 3000 台以上的企业有 5 家，分别为亚洲电力 设备（深圳）有限公司（12380 台） 、宁波天安（集团）股份有限公 司（8957 台） 、苏州阿海珐开关有限公司（4675 台） 、上海天灵开关 厂（3698 台） 、北京科锐配电自动化股份有限公司（3150 台） ，这些 企业产量合计占行业总量的 37％。而 40.5kV 环网柜仅 84 台，24kV 环网柜产量空缺。在国网公司推广 24kV 电压等级的今天，必须加快 24kV 环网柜的生产。 环网柜有空气绝缘柜和气体绝缘柜。 在这两种柜中， 气体绝缘柜 用的最多，成为主导产品。气体绝缘柜主要是 SF6 环网柜。SF6 环 网柜因利用绝缘性能优异的 SF6 气体绝缘，故整个柜子不受外部环 境的影响，同时 SF6 气体的绝缘性能是空气的三倍，因而 SF6 环网 柜体积小，占地面积少，备受用户的青睐。 4 环网柜的结构 环网柜是因高压直接进入市区， 深入负荷中心， 形成“高压受电?? 变压器降压??低压配电”的供电格局而兴起。环网柜一般由三间隔组 成：即两个环缆进出线间隔和一个变压器间隔。在这里，高压开关面 临对变压器故障时的保护问题。对变压器的保护，一般有两个途径： 一是利用断路器； 另一个是利用负荷开关+限流熔断器。 但实践证明， 后者保护效果更好。其原因主要是负荷开关+限流熔断器能保护故障 时的变压器， 这早已被国外做的短路试验所证实。 这里保护的变压器 一般为小容量变压器。 当变压器内部发生故障时， 为使变压器油箱不 爆炸，必须在 20ms 内切除故障。这时若用断路器来切除故障，断路 器的全开断时间由三部分组成：继电保护时间+固有分闸时间+燃弧 时间，一般需要三周波（60mms） ，因此断路器因动作时间长，难以 在 20ms 内有效保护变压器。而限流熔断器有速断功能，能在 l0ms 内切除故障，并与负荷开关联动，令负荷开关三相动作，有效保护变 压器。这就是环网柜普遍使用负荷开关+限流熔断器的最主要原因。 在负荷开关+限流熔断器组合电器中，对负荷开关提出比一般负 荷开关更高的要求。 它必须能够开断远大于其额定电流的转