城乡电网的电力经过高压一次变电后,需要大量的区域性二次变电站将电力分配至用户终端。为提高供电可靠性,使用户可以从两个方向获得电源,通常将供电网连接成环形,这种供电方式简称为环网供电。
环网柜属于中高压配电的范畴,一般用于变电站和低压配电柜之间。环网柜是由一组输配电器件构成的成套电气设备,核心部附件包括负荷开关、熔断器、隔离机构、二次控制部件等,用于实现电能的分配、控制和电气设备的保护作用,是环网供电和终端供电的重要开关设备。
环网柜一般使用负荷开关操作正常电流,使用熔断器切除短路电流,使得在一定功率容量和特定的应用场景下,环网柜具有结构简单、体积小、成本低的优势。根据绝缘介质的不同,环网柜可分为真空式、充气式、固体绝缘等;根据额定电压等级的不同,环网柜可分为 12kV、24kV、40.5kV 等。
近年来,国家对城镇化建设的持续投入、对市容市貌改善要求的逐步落实以及对居民用电可靠性的持续提升,使得传统的城市“架空线”已无法满足城市供电要求;同时,随着信息技术的进步与发展,环网供电将全面实现一次设备智能化、二次设备网络化、运维管理无人化。
我国目前电网装机容量虽然位于世界第一,但人均用电量较发达国家还有较大的差距,随着居民生活逐步向电气化迈进,智能环网柜及其关键部附件行业市场潜力大,未来将呈现持续增长的趋势。
环网柜是配电网供电系统中的重要组成部分和关键节点,环网柜的健康状态直接影响供电可靠性和电能质量,在配电网中起着关键作用。
我国在配网中的环网柜应用起步较晚,部分城市从上世纪八十年代开始建设配电环网线路,逐渐得以大量应用。从产气式和压气式,再到真空环网柜,直到九十年代后半段,在相对较发达的部分省市从其他国家引进了 SF6 环网柜和可扩展技术。
之后我国各厂家开始努力从国外引入这些环网柜技术,主要通过与国外厂家合资设厂,或自主研制开发的方式,推出了各品牌的 SF6 环网柜,技术的发展也日新月异。
环网柜在由空气半密封半绝缘环网配电柜到全密封全绝缘 SF6 环网配电柜、再到固体绝缘、环保气体环网柜的发展过程中,不断使用了各种先进技术。如断路开关、限流熔断器、电缆连接端头等的不断完善,再加上电子信息、传感器、网络通讯等技术的快速进步,使得环网柜朝着小型化、高可靠性、免维护、一体化、智能化方向发展。
目前环网柜多采用 SF6 及环保气体绝缘方案,也称为充气式环网柜,其将隔离开关、负荷开关等设备密封于充满 SF6 或环保气体的气箱中,以达到绝缘效果,使其具有体积小、可靠性高、防护等级高、能适应恶劣环境的特点。