环网开关柜原理-环网开关柜工作原理

二、环网开关柜的工作原理详解

• 自动转换原理

  • 环网通过多个进线、分路、联络、出线断路器依次并联构成一个多电源回路。当某一电源进线发生故障或需要检修时，其断路器会迅速跳闸。

  • 此时，联络柜中的联络断路器检测到电源进线中的电流消失，改变电压分布特性。

  • 紧接着，联络断路器在联络合闸指令下自动合闸，使负荷侧的电源进线开始供电。

  • 由于负荷侧进线正常，而故障侧进线已断开，联络断路器检测到新的电源状态，随后自动断闸，联络合闸线路断开，从而将负荷侧电源切换至正常的电源进线。

  • 这一过程无需人工干预，完全依靠电气连接网中的短路电流和继电保护装置完成，实现了“自动转换”的功能。

• 选相合闸与选相跳闸

  • 由于环网连接了多组进线，如果多组进线同时故障或电源失电，联络断路器可能无法判断具体是哪一组的电源失电，或者无法准确识别各进线的极性。

  • 为解决这一难题，联络柜中设置了专门的选相电路和自动选择装置。

  • 当检测到某一进线失电或所有的电源进线同时失电时，选相装置会识别出联络断路器两侧电压差为零的状态。

  • 一旦确认，选相装置会立即发出跳闸指令，将处于联络合闸状态且两侧电压相角差的联络断路器断开，以此强制退出该电源进线。

  • 随后，联络断路器在选相指令下重新合闸，并将联络合闸线路切换到正常的电源进线，确保负荷侧电源正常转供。

• 自动闭锁与保护配合

  • 为了防止联络断路器在错误状态下误动，系统在联络合闸后设置了自动闭锁功能。

  • 该功能会持续监测联络断路器两侧的电压相位差（相角差）。

  • 如果检测到联络断路器两侧的电压相角差大于预设值（例如 10 个度），说明联络断路器两侧电源极性相反或同相但失电，此时闭锁联络断路器，防止其误向负荷供电或跳闸。

  • 只有当相角差小于预设值，且系统检测到至少有一套正常的电源进线供电时，联络断路器才会解除闭锁，恢复联络合闸功能。

• 故障隔离与隔离器动作

  • 当某个分路进线发生故障时，该分路进线中的断路器会立即跳闸，切断故障电流。

  • 同时，联络断路器检测到该分路进线电流消失，并自动断开故障段对应的隔离开关，将故障部分从系统中隔离出去。

  • 此后，联络断路器将负荷侧电源切换到正常的其他进线，恢复供电。

  • 由于联络断路器两侧电源极性一致且电压正常，闭锁功能解除，联络断路器正常合闸，联络合闸线路投入运行，负荷区域恢复供电。

• 带负荷关合与分离

  • 环网开关柜不仅具备无负荷状态下的操作能力，更具备带负荷关合的能力。

  • 在联络柜中，联络断路器在联络合闸后，其触头位于联络合闸位置，并且连接了联络断路器两侧的电源进线。

  • 当联络断路器需要联络合闸时，系统会先将联络合闸线路上的负荷切换到联络断路器的另一侧进线，确保联络断路器两侧都有电源供电。

  • 然后，由联络断路器的自动闭锁功能解除其闭锁，联络断路器在带负荷的情况下合闸，将电源引入负荷侧。

  • 同理，当联络断路器需要联络跳闸时，系统会先将联络断路器两侧电源切换到另一侧进线，再断开联络断路器，从而在带负荷状态下实现联络跳闸。