包钢供电厂83#220kV GIS站的设计思路及特点

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1、 电力建设输配电技术 包钢供电厂83#220kV G IS站的设计思路及特点 陈 旺 (内蒙古电力勘测设计院，内蒙古呼和浩特010020) 摘 要：结合包钢供电厂83#220kV GIS站工程设计的具体条件，从总平面布置、设备选型、设备布置、防雷接地、电缆设施等方面分别论述 了其设计的优缺点，为类似工程的设计提供参考。 关键词：GIS；设备选型；防雷接地；电缆设施 1工程概述 包钢供电厂83#变电站建设2台容量为180MVA三绕组 有载调压主变压器(1主变、#2主变)、2台容量为120MVA三 绕组有载调压变压器(#3主变、#4主变)。 全站电压等级按22Okv、110kV、10kv三级设置。

2、220kV出 线4回，电气接线采用双母线双分段接线；110kV出线28回， 电气接线采用双母线双分段接线；10kV无规划出线，各主变压 器10kV侧均设置母线段，电气接线采用单母线分段接线。 根据系统规划，在2台180MVA主变压器的10kV侧各装 设3组6MVar电容补偿装置，2台120MVA主变压器的10kV 侧各装设2组6MVar电容补偿装置。 2总平面布置及设备布置 220kV配电装置采用屋内六氟化硫GIS组合电器，布置在站 区北侧，220kV架空向北出线；110kV配电装置采用屋内六氟化 硫GIS组合电器，布置在站区南侧，电缆向西和向北出线；10kV 屋内配电装置采用户内金属铠装中置

3、式开关柜，单列布置。 主变压器布置在站区中部，位于220kV配电装置与110kV 配电装置之间10kV屋内配电装置布置在110kV配电装置西 侧无功补偿装置为户内柜式，布置在站区西南角，主建筑位于 站区西北角，进站大门向北。 由于受场地及出线路径的影响，本工程站址能提供的面积 仅为120mx60m为解决占地面积小、设备布置困难的问题，本 工程采取了以下方案(电气总平面布置图见图1)： 一 图1电气总平面布置图 (1)220kV、110kV配电装置均采用户内六氟化硫GIS组合 电器。10kV配电装置采用户内金属铠装中置式开关柜无功补 偿装置采用户内柜式电容器组方案； (2)变压器布置在站区中部，

4、呈一字型布置，进线架构按联 合架构设置变压器之间设置防火墙； (3)变压器220kV侧至220kV GIS采用架空软导线连接， 在考虑安全净距的前提下变压器与220kV GIS室之间仅预留 运输道路位置： 56 广东科技2014 2第3-4期 (4)220kV进线220kV GIS室侧及220kV出线侧架构用屋 顶框架梁代替，不单独设置进出线门型架，减少占地面积； (5)变压器110kV侧至110kV GIS采用油气套管直接连接。 同时由于占地面积小也存在以下几个仍需研究的问题： (1)对设备搬运安装、施工组织要求比较严格； (2)无功补偿装置采用户内柜式电容器组方案，对设备通 风、消防要求严

5、格； (3)由于设备布置紧凑，运行、检修维护一定程度上有影响。 3设备选型 依据系统专业提供的远期系统阻抗，短路电流计算结果 为：220kV母线短路电流有效值2771kA，110kV母线短路电流 有效值2416kA，10kV限流电抗器前的短路电流有效值 5813kA，10kV母线短路电流有效值2231kA。考虑到本地区电 力系统远景发展，220kv设备按短路水平50kA选择，1lOkV设 备按短路水平40kA选择，10kV设备按短路水平315kA选择。 2台容量180MVA主变压器(1、#2主变)采用户外防污 型油浸自冷型_二绕组有载调压降压变压器。 2台容量120MVA主变压器(3、#4主变

6、)为利旧产品，冷 却方式为强迫油循环风冷三绕组有载调压降压变压器。 220kV设备采用户内六氟化硫组合电器，主变进线、出线、 母联及主母线分段回路断路器额定电流2500A，额定短路开断 电流50kA。 I10kV设备采用户内六氟化硫组合电器主变进线及出线 额定电流2000A，主母线分段断路器及母联断路器额定电流 2500A，额定短路开断电流均为40kA。 10kV户内配电装置采用户内金属铠装中置式开关柜柜内 选用真空断路器，额定短路开断电流315kA。 2台容量120MVA主变压器(3、4主变)为利旧产品， 10kV侧无套管电流互感器，需单独配置户外型电流互感器为 满足外绝缘爬电比距要求，本设

7、备采用35kV油浸式电流互感 器代替10kV电流互感器，额定短路开断电流63kA。 根据内蒙古电力系统污区分布图(2olo年版)，本变电站 位于D()级污区，由于本变电站处于化工园区内，变电站拟 按污秽等级E()级设计，设备外绝缘爬电比距按31cmkV (最高工作电压下)考虑。 4防雷接地 过电压保护与接地依据交流电气装置的过电压保护和绝 缘配合、交流电气装置的接地和国家电网公司十八项电网 重大反事故措施等标准执行。 变电站内采用独立避雷针(屋顶避雷针)组成站区防直击 雷联合保护，同时在220kV GIS屋顶、110kV GIS屋顶及主建筑 (下转第64页) 电力建设输配电技术 隔离开关在分闸

8、位置所处的时间过长，下导电臂内的合闸 储能弹簧长期处于受力状态，由于材质等原因有可能使弹簧疲 软。从而使合闸过程中，合闸功变小不能克服上导电臂内夹紧 弹簧的力量造成隔离开关合不到位。 处理方案：调节下导电臂内储能弹簧的长度，增大储能弹 簧的合闸功。 24传动联杆拐臂装配不规范造成合不到位 正确装配的联杆机构应是一个标准的平行四边形，拐臂在 分闸位置时呈水平状态，合闸位置应呈垂直状态。当隔离开关 在安装时由于安装人员装配失误造成拐臂不相互平行，当隔 离开关从分闸位置走到合闸位置时，由于拐臂不是处于合闸终 了位置造成隔离开关合不到位。 处理方案：将拐臂卸下，重新按标准进行装配。 25导电闸刀中的连

9、轴节问题 导电闸刀中的连轴节是动触头(上导电杆)与下导电杆的 连接关节，其状态影响导电闸刀的伸缩。正常合闸操作过程中， 随着下导电杆的旋转，连轴节中的顶杆上平面由斜面旋转至水 平面，同时，连轴节中的合闸滚轮恰好运动至顶杆上平面中间 位置从而保证上导电杆伸直并与顶杆上平面垂直，使动触头 (上导电杆)与下导电杆保持在一条直线上。 由于隔离开关在合闸位置时，因防水问题不能彻底解决， 排水性能不佳的连轴节上部就会积水，导致内部的动触头拉杆 弹簧处发生锈蚀，而动触头拉杆不能进行相对运动，造成隔离 开关合闸不到位。 在查阅相关资料中，发现连轴节导向套内采用钢丝弹簧圈 对导向轴套进行固定，而动触头导杆下部为

10、黄铜材料，导杆与 导向套内钢丝弹簧圈产生摩擦，导杆出现严重划痕，发生卡涩， 造成分、合不到位。 处理方案：更换为改进型的连轴节。 26连轴节滚轮触点(即导电臼节)卡涩 当连轴节滚轮触点因密封不严密，造成灰尘或潮气进入，就 会导致发生卡涩，使隔离开关分、合不到位，同时也会造成发热 缺陷。 处理方案：将连轴节滚轮触点改造成软连接。 3处理的步骤 (1)在无法处理防水的情况下，对易于积水、卡涩的连接轴 更换为改进型的连接轴。 (2)将导电臼节改造成软联接，消除其可能发生的卡涩和 发热隐患。 (3)将上导电臂拆下，检查内部的锈蚀情况，并进行打磨润 滑处理。若有积水，增开排水孔。 (4)检查各传动部位是

11、否有卡涩情况，并进行润滑处理。 (5)进行分合，检查拐臂的平行情况，进行必要的调整。 (6)进行分合，确定压缩弹簧是否存在疲弱现象，进行必要 的调整。 参考文献： 1张权浅议隔离开关日常使用和操作过程当中的常见性故障J 现代电力工业技术，200910：3439 2杨盘兴高压隔离开关运行状况与对策J华东电力，2002(6) 3刘冬试论现代化的户外隔离开关使用的常见故障J电力工业 20073：1215 作者简介：邓昭辉(1971)，男，工程师、高级技师，大专，从事变 电检修工作。 (上接第56页) 屋顶设置避雷带且引下与主接地网连接。在220kV出线侧、 110kV出线侧、各级电压主母线及主变压器

12、220kV、110kV和 10kV进线侧装设氧化锌避雷器以防雷电侵入波危害。 本变电站区域土壤在冻结状态下土壤电阻率值为70011m， 土壤最大冻结深度为175m非冻结状态下土壤电阻率为18011m， 由于本变电站入地短路电流较大，且站区占地面积为120mx60m较 小，经计算，在水平接地体埋深2m和埋深08m的情况下，接地电阻 值均不满足要求，均需采取降阻措施。 本变电站接地方案如下：本变电站为大电流接地系统，接 地装置采用以水平接地体为主垂直接地极为辅的复合接地网， 接地电阻要求O5n。水平接地体选用185mm 镀铜绞线，垂直 接地体采用复合接地模块。考虑现场施工方便等因素，本变电 站接地

13、按水平接地体埋深08m，复合接地模块埋深2m。 降阻措施采用加降阻模块和打接地井方式，并与厂区接地 网连接。 5电缆设施 由主控室、继电保护室引出的电缆通过电缆沟、电缆隧道 至各级电压配电装置、主变压器区域。110kV GIS配电装置室下 设地下大厅地下大厅与出线电缆隧道相连，1号10kV配电室 板下设电缆桥架，电缆桥架通过电缆竖井与2号lOkV配电室 内电缆隧道相连，10kV出线利用隧道送至各负荷，10kV电容器 64 广东科技2014 2第34期 室设电缆隧道。电缆沟及电缆隧道内采用角钢支架敷设电缆， 电缆沟及电缆隧道至配电装置设备采用电缆穿水煤气管或直 埋敷设。角钢支架全部镀锌处理。 1

14、 10kV电缆利用地下大厅、电缆隧道、电缆竖井和架空电缆通 廊敷设的方式，电缆支架采用热镀锌槽钢及角钢制作，角钢预留孔 洞，用于110kV电缆卡子安装，电缆支架间隔1600mm设置一套。 6总结 本文针对包钢供电厂83#变的具体设计方案，从总平面布 置、设备布置、设备选型、防雷接地、电缆设施等方面进行了大 体论述，由于设计方案不是唯一的，希望可以从本工程的设计 中吸取好的设计理念，改进设计方案，为以后的变电站设计提 供借鉴和参考。 参考文献： 1GB 502292006火力发电厂与变电站设计防火规范s 2GBT 50065-2011交流电气装置的接地设计规范S 3DLT 50562007变电站总布置设计技术规程S 4DLT 52222005导体和电器选择设计技术规定s 作者简介：陈旺(1981)，男，工程师，大学本科，从事火力发电 厂及变电站电气一次设计工作。