一种新型高压计量柜方案在汕尾城区的应用

陈家存

摘  要：随着经济的快速发展和人民群众生活水平的不断提高，用户对供电可靠性要求越来越高。近年来，汕尾市城区发生多起由于户外落地式计量箱引发的10kV线路跳闸事件，对配电网的安全可靠运行带来一定的威胁，同时直接影响到广大人民群众的正常生活用电。文章简述了汕尾城区供电局针对户外使用的10kV计量箱出现的问题而采取的技术改进措施和取得的成效。

关键词：高防污高压计量箱;问题;措施

中图分类号：TM933.4       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）35-0181-02

Abstract： With the rapid development of economy and the continuous improvement of people's living standards， users have higher and higher requirements for the reliability of power supply. In recent years， there have been a number of 10kV line tripping incidents caused by outdoor floor metering box in Shanwei City， which not only pose a certain threat to the safe and reliable operation of distribution network， but also directly affect the normal daily electricity consumption of the broad masses of people. This paper briefly describes the technical improvement measures and achievements taken by Shanwei Urban Power Supply Bureau in view of the problems in outdoor 10kV metering box.

Keywords： high antifouling high pressure metering box; problems; measures

引言

目前，10kV户外开关箱、10kV户外落地式计量箱、10kV预装式变电站的10kV计量柜均使用10kV户内型电压、电流互感器。近年来，汕尾市城区多次发生污闪致使10kV高压电能计量柜内电压互感器保险熔断和电压互感器接地炸毁的情况。同时，早期客户自建的10kV户外落地式計量箱没有配置断路器，计量装置发生故障后，无法隔离故障，引起10kV线路跳闸。计量装置故障造成少计电量，将直接造成企业的经济损失，更会影响用户的供电可靠性。汕尾的城市建设正步入一个新的发展时期，市区架空线路也逐步改造为电缆，用户在电缆线路上T接柱上型式的分界断路器和计量台架越来越不适应城市发展的需要。汕尾城区供电局基于上述问题，开展了提高10kV计量柜防污性能和防止用户故障出门的职工创新项目研究，并最终完成10kV高防污型分界断路器计量箱的研制与应用。

1 常用10kV高压电能计量装置

1.1 10kV高压电能计量柜

10kV高压电能计量柜主要分为固定式电能计量柜和可移开式电能计量柜。

（1）固定式计量柜。10kV固定式电能计量柜普遍选用固定式交流金属封闭开关柜，即XGN柜型。由于固定式开关柜的绝缘部分不同，分为全绝缘柜和半绝缘柜方案。全绝缘柜型主要代表有ABB的SafePlus的M模块、施耐德RM6的DE-Mt模块、欧玛嘉宝GAE630的1M1模块等;半绝缘柜型主要代表有施耐德SM6的GBC-A/B模块、国产XGN15-12系列计量单元。由于固定柜体积小，安装占用空间较小，因此广泛应用于室内开关站和配套外箱体的户外开关站。（2）可移开式计量柜。10kV可移开式计量柜普遍采用铠装移开式交流金属封闭开关柜，目前主流的型号是国产KYN28A型、ABB的UniGear系列、施耐德的PIX系列，该柜型绝大部分应用在环境较好的室内配电房，因此本文不作详细论述。（3）计量元器件。10kV高压电能计量柜目前采用的计量用电流互感器、电压互感器均为户内型，在户内良好的环境下使用，性能可靠稳定。

1.2 柱上型计量装置

10kV柱上型计量装置主要采用10kV电能计量箱（硅橡胶固体式）作为计量元件，需要安装杆上型台架，配套柱上型隔离开关、断路器、避雷器等装置。

2 汕尾地区户外10kV计量装置常见故障原因分析

2.1 10kV户外开关箱式计量装置

（1）气候原因。汕尾市地处粤东沿海，海岸线长，大气中盐分含量高，春、夏两季雨水较多，空气湿度大。因此，户外10kV箱式电气设备所处运行环境较为恶劣。（2）设备自身的设计原因。由于电能计量柜均属于用户建设，早期的建设标准较低，大多数10kV户外落地式计量箱采用单一的XGN15-12柜型计量柜。由于半绝缘柜的密封性不佳，且没有配置除湿装置，近年来，因污闪致使10kV计量柜内电压互感器保险熔断和电压互感器接地炸毁的情况多发。由于10kV户外落地式计量箱没有配置断路器，计量单元发生故障后，无法隔离故障，越级引起10kV线路跳闸。（见图1、图2）

2.2 10kV柱上型计量装置

（1）户外10kV柱上型计量由于结构简单、防污性能好等特点，被大量应用于架空线路T接用户支线。柱上型台架因为存在较多裸露的带电部分，在恶劣天气时，常受外飘物的影响，引发线路故障。（见图3）（2）汕尾的城市建设正步入一个全新的发展时期，市区内的架空线路已逐步改造为电缆线路，用户在电缆线路上T接柱上型式的分界断路器和计量台架越来越不适应城市发展的需要，在市区内的报建中也较难通过审批。在台风等恶劣天气，更可能成为电缆线路的一个重大隐患。

3 应对措施

针对上述情况，急需一种新的10kV高压计量箱来替代以往的计量方案。汕尾城区供电局将配电、计量两个专业在运行中发现的问题和积累的经验进行融合，组织技术骨干开始研制一种配置分界断路器又具有高防污性能的高压计量箱，以达到既可以防止常见的计量装置污闪，又可以防止用户故障出门，从而达到提高配电网的供电可靠性。

3.1 柜型选择方案确定

10kV气体绝缘共箱式环网柜具有优秀的绝缘性能，同时采用了全密封的硅橡胶附件，防污性能优良。因此，确定采用10kV气体绝缘共箱式环网柜作为柜型方案。

3.2 高压计量元件方案确定

计量元件属于省公司统一招标物资，且计量元件属供电局负责运维管理，因此选型时，应充分考虑维护和更换的问题，所以应在目前现有的采购目录中选择。

10kV电能计量箱（硅橡胶固体式）属于户外型设计，具有优秀的防污性能，除了体积稍大和质量较重外，各项防护性能均优于户内型互感器，且属于干式组合式互感器，可采用柜式安装。因此，选用10kV电能计量箱（硅橡胶固体式）作为新柜型的计量元件。

3.3 进线开关单元设计

（1）整体方案参照广东电网公司的10kV户外开关箱技术条件书的要求。（2）由于户外使用的计量装置，多是用户的第一级开关站，因此高压进线单元应采用分界断路器，配置电动操作机构，保护装置选用微机保护，配置三段式过流保护和零序保护，避免用户故障出门。（3）在进线开关间隔的电缆室后部设置1台全绝缘PT作为保护装置和电动操作机构的电源。（4）在继保室安装具有旁路功能的UPS电源1台，作为保护装置和电动操作机构的电源。

3.4 高压计量单元设计

（1）计量单元的尺寸按照高度1800mm、宽度900mm、深度1050mm设计;以满足不同中标厂家的10kV电能计量箱（硅橡胶固体式）安装上的需要;较高的柜身空间，便于不同结构计量箱的顶部铜排走线;设计了可调节的垂直母線和绝缘子底座，便于调整铜排位置。（2）针对计量专业要求二次端子面向柜体正面的要求，优先选用二次端子位于出线侧的计量箱作为适配方案，并同时考虑电缆正面出线和侧面出线的兼容性问题。（3）为满足计量装置运维检修方便的要求，采用活动的计量箱底座和锁止装置，并抬高了底座高度，提高了二次端子室接线操作的便捷和舒适性。

3.5 防潮除湿设计

进线开关电缆室和计量单元室均设置了全自动的冷凝除湿装置，可有效减少因潮湿带来的各种问题，减少故障的发生。

4 成效

（1）方案利用了广东电网公司框架招标范围内的10kV电能计量箱（硅橡胶固体式）作为户内型计量互感器的替代产品，不涉及新计量元件的开发和采购，方便了计量班组的备品备件储配。（2）将创新的设计理念与成熟的高压柜型、高防污能力的计量元件相结合，针对以往产品存在的不足研制采用新元件和新结构的设备方案。达到了降低计量元件故障的几率、防止用户故障出门，从而达到提高供电可靠性的目的。（3）2017年4月，汕尾城区供电局基于上述技术思路向广东电网公司申请“10kV高防污型分界断路器计量箱研制”职工创新项目并顺利通过评审。2018年项目立项实施，并于2018年12月完成整机制造经试验合格。2019年2月，10kV高防污型分界断路器计量箱在汕尾城区供电局管辖的10kV线路上挂网运行，目前运行正常。（图4、图5）（4）基于该方案成果，研制小组于2018年8月向国家知识产权局申请3项实用新型专利，并分别于2019年4月和5月获得国家知识产权局的实用新型专利授权。

5 结束语

电能计量装置的可靠性直接关系到供电企业与用户之间电能核算，作为供电企业，必须采取切实可行的措施确保电能计量装置的可靠性和准确性，避免电能计量装置故障给国家造成不必要的经济损失，同时提高供电企业的经济利益。

参考文献：

[1]彭群斌.10kV气体绝缘共箱式环网柜常见问题探讨[J].技术与市场，2014，21（10）：44-45.

[2]李嘉，赵法强，萧新敏.浅谈配网10kV环网柜故障[J].技术与市场，2019，26（01）：106-107.

[3]广东电网有限责任公司.10kV户外开关箱技术规范书[S].