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摘要：针对10kV环网供电，首先提出其在提高供电可靠性的作用与影响，然后明确10kV环网及环网柜工作原理与主要优势，最后对10kV环网柜类型、保护和应用进行分析介绍，为环网供电广泛应用提供可靠的理论依据。
关键词：10kV线路；环网供电；环网柜；供电可靠性
以往对10kV线路进行建设时，都采用放射式或树干式的线路连接形式，这些形式均会由于一点产生故障导致大规模停电，对用户的正常用电造成影响，降低供电的可靠性及稳定性。对此，需要在明确环网供电特点和优势的基础上，对其具有的提高供电可靠性作用予以分析研究。
1、10kV环网在提高供电可靠性的作用与影响
在电力系统中，10kV线路为重要组成部分之一，包含多种不同的设备与设施，其接线方式比较复杂，实际运行时可能产生负荷不均衡等问题。另外，线路运行时，还会产生很多故障，直接受外力因素的影响和破坏，如冰雪覆盖、雷击和强风等，这些均会使线路发生断裂，使老化加剧，导致设备损坏，增大停电概率，并且维护难度一般很大。目前在部分地区当中，其配电线路还未得到明显发展，对线路的布局还处在原始状态，使线路的整体布局无法实现优化，导致线路的负荷明显增加，对线路实际运行可靠性及安全性造成影响[1]。通过对环网供电模式的应用，可以有效提高供电的稳定性和可靠性，保证供电质量。这一模式的实际运用中，需要深入分析所有常见问题，同时制定有效的措施及时处理和解决，从而使供电可靠性得到大幅提升。环网供电实施中，可采用下列方式保证供电的可靠性：
（1）尽可能减少线路故障，防止因线路检修造成供电中断，并对线路长度予以综合考量，梳理不同等级的电力用户，明确线路上的实际负荷，采用分线路分段等有效方式缩小供电中断实际范围，保证实际供电的可靠性及稳定性；
（2）若线路的负荷较大，且容易受到外部因素较大影响，则应采用分段分支开关等设施，这样如果分段线路发生故障，则可由开关对故障予以隔离，避免对其它正常段的运行造成影响，使供电保持稳定与可靠；
（3）保证线路上各联络开关合理性与科学性，满足供电所有实际要求，保证环网模式的供电质量；第四，不断提高环网体系的自动化程度，通过对自动化设备的合理引入来动态监控线路实际情况，使线路的供电始终保持稳定。比如，采用可实现负荷转移及网络重构的设备，当线路产生故障时，可对故障问题进行自行判断，同时将故障隔离，使无故障段的供电能够正常进行。
2、10kV环网及环网柜工作原理与主要优势
环网供电的重要表现形式——环网柜，它是将输、配电装置都安装于柜体当中或形成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，它以熔断器与负荷开关为核心，不仅结构十分简单，体积较小，造价低，而且能有效提高供电性能，保证供电安全。目前，这一电气设备正十分广泛的应用在各个领域，包括工厂企业、住宅和公共建筑[2]。
环网，即环形配电网，将供电干线制成环形，由电源为这一干线持续供电，然后在干线上通过一路一路进行配电。环网供电的优势在于各配电支路不仅能从其左侧干线进行取电，而且还能从右侧干线进行取电。如果左侧干线发生故障，则能通过右侧正常取电，相反，如果右侧干线发生故障，则能通过左侧正常取电。虽然这种方式的总电源依然为单路供电，但却能起到双路供电作用，使供电可靠性得以大幅提高，有备用线路的环网接线方式如图1所示。
而环网柜即为配电支路形成的开关柜，该开关柜母线还是环形干线重要组成部分。简言之，环形干线实际上就是各出线柜母线相连而成的，而出线柜即为环网柜。如果单独将环网柜拿出，则很难看出其具有的环网意义。对环网柜而言，其额定电流一般都不大，所以其高压开关的结构很简单，带有高压熔断器即可。此时，可将环网柜高压开关理解为负荷开关，利用负荷开关对正常电流进行操作，同时利用熔断器来切断短路故障电流，通过对这两个装置的结合，能完全取代复杂的断路器。然而，这需要限制在一定容量范围内。当然，这种开关柜也可用于未采用环网结构的电力系统，在这种情况下，伴随该开关柜不断发展和应用，它将从环网供电这一范畴跳出，代表将负荷开关作为主开关的特殊高压开关柜[3]。
3、10kV环网柜类型、保护和应用
3.1HXGN-10型环网柜
（1）对于HXGN-10型环网柜，其共有15种不同的方案，如1#方案为负荷开关熔断器柜；2#方案为负荷开关柜，均设接地开关；以及9#计量柜。这一系列的环网柜均采用钢板制作的外壳，在柜体上设有四根立柱，由上、板，前、后板与侧板几部分组成。柜的正面设有用螺钉进行固定的门。在门上还设有人工观察窗，能对负荷开关及接地开关实际问题进行观察。另外，在柜体顶部还能以用户的实际要求为依据，安装仪表箱[4]。装于环网柜的负荷开关一般为产气式，既没有油，又没有毒，而且结构十分简单，操作时的力很小。
3.2保护装置
环网柜采用的微机保护装置在对多年相关经验进行总结的基础上，充分结合自动化系统具有的各项特点，研发出将通信、保护和监控融为一体的新产品，这是形成开关柜的首选电器单元。在这一产品中，内置有包含二十余种保护程序的保护库，能对一次设备开关量与模拟量进行强大采集，其中，电流的测量主要采用保护CT完成。考虑到环网柜长时间承受高压作用，所以需要采用有效的保护装置来为环网柜提供有效保护。目前，在环网柜中使用的保护装置类型不断增多，因环网柜的体积一般很小，所以需要一种既具有较高性价比，又可靠、实用的保护装置。
3.3环网柜应用
截至目前，环网柜被提出的时间还比较短，但得到了很广泛的应用，其原因为近几年兴起的工业企业建筑与事业单位建筑，在供配电方面，主要为小型容量，且配变都在1250kVA以内。针对这一电力用户，虽然环网柜称不上完美，但能足够胜任。伴随城市进一步建设和发展，高层与超高层建筑陆续拔地而起，建筑的变配电所大多处于地下，为满足消防要求，对变配电设备而言，应实现无油化，同时为了充分利用建设面积，对于变配电设备，应实现小型化，所以具有体积较小和无油无毒特点的环网柜就得到了很广泛的应用。环网柜不仅结构简单，而且运行稳定、安全和可靠，基本不需要复杂的维修，用于运行的费用很低，与传统开关柜相比，有着突出的优势。但环网柜对负荷开关提出了更高要求，不仅要具备高性能，而且体积应尽可能的小，所以在这种情况下负荷开关的得到快速发展，出现了很多种新负荷开关，同时这样也会促进环网柜发展[5]。目前的环网柜除性能优良外，还实现了系列化，使其适用范围得以进一步扩展。
4结束语
综上所述，10kV环网供电在保证供电可靠性上具有重要作用，使用环网柜也是现代工业企业、事业单位，甚至住户建筑的主要趋势，能在发挥双路供电效果的同时，减少不必要的投资和麻烦，使供电长期保持稳定与可靠。
参考文献
[1]刘涛，饶鑫，吴祉娴.试论专变用户10kV线路故障的跳闸原因及解决措施[J].科技创新与应用，2018（35）：137-138.
[2]沈海滨，雷挺，贺子鸣.10kV线路用多腔室间隙防雷装置工频续流遮断能力选择建议[J].电网技术，2018（10）：25-26.
[3]李童，宋玉琴，段俊瑞.配电网10kV线路单相接地故障特征分析[J].西安工程大学学报，2018，32（04）：449-454.
[4]张萌，刘俊达，吴明明.10kV线路正常停电复送跳闸故障的分析与改进[J].电子测试，2018（17）：102+104.
论文作者:马鹏举 王斐
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/28
标签：线路论文; 环网柜论文; 环网论文; 负荷论文; 故障论文; 开关柜论文; 可靠性论文; 《当代电力文化》2019年第04期论文;