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160kV A，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。