(国网舟山供电公司 316000)
摘要：随着电力配网负荷的不断增加以及用户对供电质量要求的提高，城市中低压电力配网的供电模式进行了大范围的改造，基于提升配网运行效率与可靠性，环网逐步取代了传统辐射与树形配电网络，并且运用了大量自动化技术与设备。而环网柜在这个过程中起到了重要作用，本文首先简要介绍了配电网络实现环网供电的意义及其工作原理，进而阐述了环网柜在中低压配电网络中的运用，探讨了环网柜在配电系统及其自动化中的运用，并且对其安装及运行维护提出了相关措施。
关键词：环网柜；运用原理；配电自动化；电力配网
引言：
在电力系统的配电网络中，开关柜以及断路器等保护装置是变配电设施中的核心设备，起到了合理分配电能并保护设备、设施安全的作用。而环网柜就是一种由若干个输配电电气设备集成的供电单元，被应用于配电网络与终端用户之间的配电设施当中。
一、配电环网的工作原理及其优越性
由于配电网络的主要功能是根据电力用户的需求进行电能的分配，将来自输电网络的高压电转变为终端用户可以直接使用的电能，因此相比于输电网络而言，电力配网存在更多运行节点和功能各异的设备与装置。而这些配电节点布置的大量实现配网功能的设施、设备以及各类保护装置等，让维护电力配网的稳定运行变的更为复杂和困难。采用何种网络拓补模式以及使用哪种运行安全保障方案，是电力配网建设和改造工程需要考虑的首要问题。
（一）配电环网的工作原理
在近年来由于企业、居民校区以及高层建筑等终端用户的增加，加之新型家用或生产用电力设备对供电质量的高标准要求，使得大多数城市原有的电力配网达不到稳定可靠供电的要求。一方面需要不断的提高配网的容量应对负荷的增长，另一方面则在改造落后的变配电设施的过程中，逐步推动了自动化与智能化技术的运用。而大多数城市以此为契机优化了电力配网的结构，配电环网就是在这样的背景下被推广应用起来的。而环网的概念既是对电力配网主干网络结构的形象描述，也是相对于传统呈放射状或树形结构的配电网络而言的。在传统的电力配网结构形式下，一条配电主干线从供电网络取电，经变电设施转变为中低压电能，再通过一条条分支分配到终端用户的配电箱或箱式变电站。而环网供电则是将每一个配电支路的母线连接成环形，由一条主干线从供电网络取电供给环网，并且在环网上的每一个支线处配置一个开关柜控制环网输出电压和电流，实现对相关设备的保护并满足终端用户的用电需求，这个集成式的开关柜就是所谓的环网柜。
图1环网柜的结构图
（二）配电网络实现环网运行的优越性
在传统的电力配网拓补模式下，来自供电网络的高压电经变电设施进行降压等处理后，延一条主干线分配到属于不同终端用户的支路中。因此一旦这一主干线所连接组成的网络中出现故障，则故障点下游甚至整个支网就会发生停电事故[1]。这对于目前的电力用户而言，会造成很大的损失。而环网配电首先采用的是双电源向环网供电，在电力配网正常运行的情况下开环运行，即便一路电源出现故障断电，也可以迅速切换到备用电源继续正常运行。其次由于环网的出口处给每一个支路都配置了以负荷开关和熔断器等构成的环网柜，并且每一个支路的母线都与环网相连。因此假如某一电力用户的支路出现故障而导致断电，系统可以进行切换并通过相邻支路恢复供电。而在目前自动化控制技术的支持下，可以通过急速切换实现向用户不间断供电。并且系统在没有故障发生的情况下，还可以根据各支路用电负荷的波动，自动调整不同支路间的负荷分配，让系统的运行更加稳定和高效。
二、环网柜在中低压配电网络中的运用
在实现环网供电的电力配网中，环网柜就是安装在各个支路与环网连接部分的组合式开关柜，将中压电能分配到下一级配网线路中，并且保护网络中设备的运行安全与供电质量。根据不同等级电力配网的环网供电需要，可以选择不同规格和电气设备组合的环网柜，实现不同的控制功能和配电目标。
（一）环网柜的基本类型及其工作原理
根据配电和保护设备与线路安全的需要，环网柜的主要组成部分是负荷开关或隔离开关和过流保护装置，最常见的组合是负荷开关与熔断器组合，由负荷开关实现正常配电控制，熔断器则在出现短路电流时实现其保护功能。而根据控制方式环网柜可分为自动式与人工操作两种，后者由于不适应当前配网升级与使用要求已经逐渐淡出市场，而自动式环网柜则由于人工智能技术的应用而具备了更强大的功能，不仅因集成化程度升高而日渐精巧，还实现了更全面的智能化控制，简化了环网供电系统的运维和检修。
（二）在自动化电力配网中环网柜的运用
在目前自动化电力配网中，为保障面向终端用户的电能不间断供应，绝大部分大中城市都完成了配电自动化和环网改造，实现了双电源供电和配网故障自诊自愈功能，而环网柜是其中最重要的配电设施。首先为了保障不间断供电需要使用自动化或智能化的环网柜，这类产品除了高压负荷开关等核心电气设备，还集成了自动控制模块、电气参数检测模块以及通讯模块等[2]。而其中的检测模块通过零序电流互感器以及电流互感器等传感装置检测电流等参数，并且通过通讯模块将其传输到控制模块的微处理器，经相关软件运行对系统运行状态进行自动监测。并且根据数据分析结果发出各类指令，通过操纵开关与保护装置实现各电气装置与设备的保护、切换供电线路、隔离故障恢复供电以及向控制中心发送预警信息等。其次智能化的环网柜可以实现配电系统运行的状态检测，通过对相关技术参数的智能化分析，自动进行动态的无功补偿和故障识别，基于对状态参数的连续、实时检测、分析和调节，实现环网运行的动态优化，可以最大限度保障配网运行安全。
三、电力配网中环网柜的选型安装与运维
由于环网柜的生产技术已经十分成熟，因此市场上的相关产品型号与功能非常全面，要想让电力配网运行的足够可靠，应当在运用环网柜时进行科学的选型安装，根据实际需要选择经济适用且可靠的产品。此外还要根据不同产品特点和运行环境，加强对环网柜的运行管理和维护。
（一）电力配网中环网柜的选择及其安装技术
不同型号和种类的环网柜在功能和成本等方面有很大差别，因此在设计电力配网时应根据实际需要进行分析，选择技术参数和功能等与系统相匹配的产品。并且在确定环网柜的型号和控制功能时，需要充分考虑配网其它一次与二次供电设备状况。并且要想实现配网的自动化或智能化控制，需要在整个系统配置相应的保护装置及控制模块，通过控制中心的计算机软件实现系统的联动。而环网柜在施工安装时，必需根据产品出厂技术文件要求进行安装和调试，确保接线正确，在进行电气测试与保护、控制功能调试后方可投入使用。
（二）环网柜的运行管理及维护
目前大部分环网柜被安装在户外环境下，因此应对其进行规范化的管理和运维，根据环网柜的类型和环境特点制定运维规范。对于非全绝缘密封式的产品，要控制环境的湿度以保障设备运行的可靠性，并且定期进行性能监测。而智能化的环网柜可以实现在线远程状态监测，能够通过集成在其中的智能测控装置确保运行安全。
四、结束语
目前环网柜的集成化技术已经非常成熟，并且相关智能化故障隔离与供电恢复技术也有了长足进步。因此在电力配网的建设和改造中，有了越来越多的优质产品可供选择，可以便捷的实现配电自动化和不间断供电。
参考文献：
[1]丁泽宇. 配电环网柜箱变的运行检修与故障处理技术[J]. 通讯世界, 2017(22):122-123.
[2]张杰, 童劲松. 关于环网柜在配网自动化中功能拓展的探讨[J]. 电子世界, 2017(9):44-44.
论文作者:徐翔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/20
标签：环网柜论文; 电力论文; 环网论文; 网络论文; 支路论文; 用户论文; 终端论文; 《电力设备》2018年第32期论文;