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[摘要] 本篇论文首先介绍了配电网10kV开闭所建设的意义和10kV开闭所的基本功能：变电站的10kV母线的延伸；提高供电的可靠性和灵活性；方便操作和提高操作的安全性；减少电缆网的分支点和分支设备，美化城市环境。为了便于为配电网的发展、改进及规划提供科学依据。
[关键词] 10kV开闭所 环网柜 电缆网
1.配电网10kV开闭所建设绪论
1.1 10kV开闭所建设的意义
早期担负着向市区用户供电的10kV配电网络一般架设年代早，主要以架空线为主，作为终端用电的普通用户的10kV用电均以“T”接的方式接在主干线上，由于一条10kV供电线路上往往用户较多，普遍都带有几十或上百台10kV变压器，时而发生因某一个用户发生故障而导致整条10kV线路停电的状况，无法保证供电线路安全、经济、可靠地运行，一定程度上制约着城区的经济发展，影响居民的正常生活，尤其是在夜间，故障查找困难，处理时间长，影响了城区的经济、安全、可靠供电；另外，对于重要用户，原来往往采用分别从两个不同的变电站架设两条10kV专线向该用户供电，由于城区用户离高压变电站距离远，需要很长的10kV供电电缆或架空线路方能完成对单一重要用户的环网供电，可以想像，若在一个城市中重要用户多的话要使用许多条的10kV供电线路，显而易见首先浪费材料、增加施工量和今后的维护量，而且对整个城市的美化也不利。 随着国民经济的发展，城市负荷密度不断增加，用户对供电质量和供电可靠性提出了更高的要求，因而在城市配电网改造中10kV开闭所的建设孕育而生，10kV开闭所作为变电站10kV母线的延伸，它以保证供电可靠性为前提可以优化网络接线、降低电网损耗、减少10kV供电电缆或架空线路的使用量并实现电能的第二次合理分配。
1.2 建设10kV开闭所首先应明确开闭所的功能和作用，10kV开闭所的主要功能是：
1.2.1 变电站的10kV母线的延伸
变电站由于10kV出线数量和出线走廊的限制，导致部分容量无法送出。因此将负荷集中输送到开闭所，再从10kV开闭所将负荷二次分配出去。这样，10kV开闭所的母线变成了变电站母线的延伸，既解决了变电站10kV出线数量不足的问题，也解决了开闭所周边负荷的用电问题。
1.2.2 提高供电的可靠性和灵活性
随着社会的发展，供电可靠率已经成为供电企业管理水平的一个重要标志。由于10kV开闭所一般都由同时来至两个不同变电站或同一变电站不同段母线的两条10kV线路供电。且近年新建成的部分开闭所在开闭所不同段母线的馈线柜之间还通过电缆连接形成小环网，因此能保证重要负荷的可靠供电。另外配网中开闭所的合理配置，可以加强对配电网的控制力，提高配电网运行和调度的灵活性，从而大大提高了整个配电网的供电可靠性。
1.2.2 方便操作和提高操作的安全性
架空配电线路的操作作业人员劳动强度大，安全管理难度也较大并且操作时间较长，在一定程度上影响供电可靠性，同时还受天气和周边环境条件的影响而不能及时完成操作任务。而10kV开闭所的设备均安装在室内，操作安全、方便，有效解决了上述的缺点。
1.2.2 减少电缆网分支点和分支设备，美化城市环境，提高城市品位
城区10kV电缆网线路串接了多台10kV环网柜、10kV分支箱或T接箱。占用了街道两旁的人行道或绿化带，对城市的美化和行人的行走带来不便。10kV开闭所的建成能最大程度的减少上述设备的数量。
2. 10kV开闭所各种主接线的选择
2.1 10kV开闭所主接线方式选择的基本要求
2.1.1 可靠性
应根据不同地域的对可靠性的不同要求，结合不同主接线方式的开闭所的入网运行经验来选择。具体的要求有进线开关检修时尽量减少对用户的供电；母线检修时最大限度的减少用户停电；尽量避免开闭所全停的可能性。
2.1.2 灵活性
在电网调度时能灵活的投入和切除10kV线路，在事故运行方式和特殊运行方式下满足系统调度的要求；检修时能方便的停运开关、母线等设备。
2.1.3 经济性
在满足可靠性和经济性要求的前提下做到经济合理。主要有两点，一是投资省，二是占地面积小。
2.2 10kV开闭所常用的主接线方式及其优缺点
开闭所10 kV母线一般有单母线、单母线分段和双母线等接线方式。在《10 kV及以下变电所设计规范》中规定，母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用双母线的接线。《城市中低压配电网改造技术导则》（DL/T 599-1996）规定，开闭所一般采用单母线分段。
2.2.1 单母线接线方式
单母线接线方式的优点主要是接线简单清晰、规模小、投资省。缺点是不够灵活可靠，母线或进线开关故障或检修时，均可能造成整个开闭所停电。这种接线方式在我局建设的开闭所中共有2座，随着用户对供电可靠性要求的不断提高,这两座单母接线的开闭所都将进行升级改造。笔者认为只有对于无重要负荷接入的开闭所，才可采用单母线接线，两路电源进线。两路进线分别接至不同的变电所或同变电所不同母线，6～10路出线，如此接线简单，运行维护方便。
2.2.2单母线分段接线方式
单母线分段接线方式的优点是用开关把母线分段后，对重要负荷可以从不同段母线进行引接出两个回路，提供两路供电电源。且当一段母线进行检修时另一段母线能正常供电，不会导致重要负荷的供电中断。缺点是需要增加母联间隔和母线PT、BL间隔，增加了开闭所的投资。笔者认为当有重要负荷需要高压双电源供电时，开闭所母线应采用单母线分段接线，两路进线，重要用户负荷应由两段母线分别接出馈线。当一路电源故障甚至是一段母线故障时，可以从另一段母线供给重要负荷。
3. 10kV开闭所的进出线保护配置
3.1 10kV开闭所的进线保护配置
在城镇配网中，环网供电的每条10 kV线路装接配变容量宜控制在10000 kVA左右，而每座开闭所的装接配变容量不宜大于5000 kVA。一般一对环网供电的10 kV线路应设4座开闭所，考虑到负荷中心位置和开闭所布点问题，开闭所的数量可能还要更多。因此，如果开闭所进线开关采用断路器，其保护上下级级差配合非常困难，所以开闭所进线开关宜采用负荷开关。在实现综合自动化前，当主线发生短路故障时，由变电所保护动作切除故障。考虑到逐步实现自动化的要求，负荷开关应配置电动、手动操作机构。
3.2 10kV开闭所的出线保护配置
对出线保护而言，如配变容量不大于1250 kVA，宜采用负荷开关和熔断器组合装置。如配变容量大于1250 kVA，宜采用断路器。
4. 10kV开闭所的实际应用
在配电所（开闭所）中视开闭所的总供电容量可以真空断路器或SF6环网箱式金属封闭开关设备为主要设备（由真空断路器或SF6负荷开关＋熔断器组合来实现对终端用户的供电。对于用电容量小于1000kVA的用户出线可采用SF6负荷开关＋熔断器组合的环网箱式金属封闭开关设备；对于用电容量大于1000kVA的用户采用真空断路器为核心的环网箱式金属封闭开关对终端用户进行供电）。
由于环网箱式金属封闭开关设备有结构紧凑、占地面积小、功能齐全，扩充方便、操作灵活、可以实现配网自动化等优点，近几年来，按照国家对城镇电网的配网改造要求陆续在国内各个地区应用。目前，国内SF6模块式环网柜已具备较强的生产能力，国内生产SF6模块式环网柜也已有近十年的历史，技术能力相对稳定；环网柜的主开关可分别采用国内生产的SF6开关或ABB、欧玛嘉宝、施耐德等公司的SF6负荷开关，也可以根据用户容量或特殊要求对进线柜或向终端用户供电的出线柜配装真空断路器。可扩展式环网开关设备采用的是SF6绝缘的、适用于配电自动化的既紧凑又可扩充的金属封闭开关设备，其结构简单、操作灵活、连锁可靠、安装方便，可以针对今后不同的用户不同的要求提供令人满意的可以随时扩展的各种开闭所技术方案，以满足不断变化的用户需求，还可以配备电动操作机构及各种电流电压传感器，并通过FTU实现四遥功能，还可以通过合理地选择自动化方案，将线路出现的故障用最快的、最简便的办法切除，迅速隔离故障区域，并恢复非故障区域的正常供电，提高供电可靠性。
[关键词] 10kV开闭所 环网柜 电缆网
1.配电网10kV开闭所建设绪论
1.1 10kV开闭所建设的意义
早期担负着向市区用户供电的10kV配电网络一般架设年代早，主要以架空线为主，作为终端用电的普通用户的10kV用电均以“T”接的方式接在主干线上，由于一条10kV供电线路上往往用户较多，普遍都带有几十或上百台10kV变压器，时而发生因某一个用户发生故障而导致整条10kV线路停电的状况，无法保证供电线路安全、经济、可靠地运行，一定程度上制约着城区的经济发展，影响居民的正常生活，尤其是在夜间，故障查找困难，处理时间长，影响了城区的经济、安全、可靠供电；另外，对于重要用户，原来往往采用分别从两个不同的变电站架设两条10kV专线向该用户供电，由于城区用户离高压变电站距离远，需要很长的10kV供电电缆或架空线路方能完成对单一重要用户的环网供电，可以想像，若在一个城市中重要用户多的话要使用许多条的10kV供电线路，显而易见首先浪费材料、增加施工量和今后的维护量，而且对整个城市的美化也不利。 随着国民经济的发展，城市负荷密度不断增加，用户对供电质量和供电可靠性提出了更高的要求，因而在城市配电网改造中10kV开闭所的建设孕育而生，10kV开闭所作为变电站10kV母线的延伸，它以保证供电可靠性为前提可以优化网络接线、降低电网损耗、减少10kV供电电缆或架空线路的使用量并实现电能的第二次合理分配。
1.2 建设10kV开闭所首先应明确开闭所的功能和作用，10kV开闭所的主要功能是：
1.2.1 变电站的10kV母线的延伸
变电站由于10kV出线数量和出线走廊的限制，导致部分容量无法送出。因此将负荷集中输送到开闭所，再从10kV开闭所将负荷二次分配出去。这样，10kV开闭所的母线变成了变电站母线的延伸，既解决了变电站10kV出线数量不足的问题，也解决了开闭所周边负荷的用电问题。
1.2.2 提高供电的可靠性和灵活性
随着社会的发展，供电可靠率已经成为供电企业管理水平的一个重要标志。由于10kV开闭所一般都由同时来至两个不同变电站或同一变电站不同段母线的两条10kV线路供电。且近年新建成的部分开闭所在开闭所不同段母线的馈线柜之间还通过电缆连接形成小环网，因此能保证重要负荷的可靠供电。另外配网中开闭所的合理配置，可以加强对配电网的控制力，提高配电网运行和调度的灵活性，从而大大提高了整个配电网的供电可靠性。
1.2.2 方便操作和提高操作的安全性
架空配电线路的操作作业人员劳动强度大，安全管理难度也较大并且操作时间较长，在一定程度上影响供电可靠性，同时还受天气和周边环境条件的影响而不能及时完成操作任务。而10kV开闭所的设备均安装在室内，操作安全、方便，有效解决了上述的缺点。
1.2.2 减少电缆网分支点和分支设备，美化城市环境，提高城市品位
城区10kV电缆网线路串接了多台10kV环网柜、10kV分支箱或T接箱。占用了街道两旁的人行道或绿化带，对城市的美化和行人的行走带来不便。10kV开闭所的建成能最大程度的减少上述设备的数量。
2. 10kV开闭所各种主接线的选择
2.1 10kV开闭所主接线方式选择的基本要求
2.1.1 可靠性
应根据不同地域的对可靠性的不同要求，结合不同主接线方式的开闭所的入网运行经验来选择。具体的要求有进线开关检修时尽量减少对用户的供电；母线检修时最大限度的减少用户停电；尽量避免开闭所全停的可能性。
2.1.2 灵活性
在电网调度时能灵活的投入和切除10kV线路，在事故运行方式和特殊运行方式下满足系统调度的要求；检修时能方便的停运开关、母线等设备。
2.1.3 经济性
在满足可靠性和经济性要求的前提下做到经济合理。主要有两点，一是投资省，二是占地面积小。
2.2 10kV开闭所常用的主接线方式及其优缺点
开闭所10 kV母线一般有单母线、单母线分段和双母线等接线方式。在《10 kV及以下变电所设计规范》中规定，母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用双母线的接线。《城市中低压配电网改造技术导则》（DL/T 599-1996）规定，开闭所一般采用单母线分段。
2.2.1 单母线接线方式
单母线接线方式的优点主要是接线简单清晰、规模小、投资省。缺点是不够灵活可靠，母线或进线开关故障或检修时，均可能造成整个开闭所停电。这种接线方式在我局建设的开闭所中共有2座，随着用户对供电可靠性要求的不断提高,这两座单母接线的开闭所都将进行升级改造。笔者认为只有对于无重要负荷接入的开闭所，才可采用单母线接线，两路电源进线。两路进线分别接至不同的变电所或同变电所不同母线，6～10路出线，如此接线简单，运行维护方便。
2.2.2单母线分段接线方式
单母线分段接线方式的优点是用开关把母线分段后，对重要负荷可以从不同段母线进行引接出两个回路，提供两路供电电源。且当一段母线进行检修时另一段母线能正常供电，不会导致重要负荷的供电中断。缺点是需要增加母联间隔和母线PT、BL间隔，增加了开闭所的投资。笔者认为当有重要负荷需要高压双电源供电时，开闭所母线应采用单母线分段接线，两路进线，重要用户负荷应由两段母线分别接出馈线。当一路电源故障甚至是一段母线故障时，可以从另一段母线供给重要负荷。
3. 10kV开闭所的进出线保护配置
3.1 10kV开闭所的进线保护配置
在城镇配网中，环网供电的每条10 kV线路装接配变容量宜控制在10000 kVA左右，而每座开闭所的装接配变容量不宜大于5000 kVA。一般一对环网供电的10 kV线路应设4座开闭所，考虑到负荷中心位置和开闭所布点问题，开闭所的数量可能还要更多。因此，如果开闭所进线开关采用断路器，其保护上下级级差配合非常困难，所以开闭所进线开关宜采用负荷开关。在实现综合自动化前，当主线发生短路故障时，由变电所保护动作切除故障。考虑到逐步实现自动化的要求，负荷开关应配置电动、手动操作机构。
3.2 10kV开闭所的出线保护配置
对出线保护而言，如配变容量不大于1250 kVA，宜采用负荷开关和熔断器组合装置。如配变容量大于1250 kVA，宜采用断路器。
4. 10kV开闭所的实际应用
在配电所（开闭所）中视开闭所的总供电容量可以真空断路器或SF6环网箱式金属封闭开关设备为主要设备（由真空断路器或SF6负荷开关＋熔断器组合来实现对终端用户的供电。对于用电容量小于1000kVA的用户出线可采用SF6负荷开关＋熔断器组合的环网箱式金属封闭开关设备；对于用电容量大于1000kVA的用户采用真空断路器为核心的环网箱式金属封闭开关对终端用户进行供电）。
由于环网箱式金属封闭开关设备有结构紧凑、占地面积小、功能齐全，扩充方便、操作灵活、可以实现配网自动化等优点，近几年来，按照国家对城镇电网的配网改造要求陆续在国内各个地区应用。目前，国内SF6模块式环网柜已具备较强的生产能力，国内生产SF6模块式环网柜也已有近十年的历史，技术能力相对稳定；环网柜的主开关可分别采用国内生产的SF6开关或ABB、欧玛嘉宝、施耐德等公司的SF6负荷开关，也可以根据用户容量或特殊要求对进线柜或向终端用户供电的出线柜配装真空断路器。可扩展式环网开关设备采用的是SF6绝缘的、适用于配电自动化的既紧凑又可扩充的金属封闭开关设备，其结构简单、操作灵活、连锁可靠、安装方便，可以针对今后不同的用户不同的要求提供令人满意的可以随时扩展的各种开闭所技术方案，以满足不断变化的用户需求，还可以配备电动操作机构及各种电流电压传感器，并通过FTU实现四遥功能，还可以通过合理地选择自动化方案，将线路出现的故障用最快的、最简便的办法切除，迅速隔离故障区域，并恢复非故障区域的正常供电，提高供电可靠性。