CN201122806Y - 城市220kv中心变电站的优化布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市220KV中心变电站的优化布置结构，包括第一正母线及第二正母线，第一正母线与第二正母线之间设置有正母线分段间隔；还包括平行设置的第一付母线及第二付母线，第一付母线与所述第二付母线之间设置有付母线分段间隔；及与第一正母线、第二正母线，第一付母线及第二付母线电连接的主变压器；分段间隔为HGIS；HGIS由断路器、至少两组以上的隔离开关和接地开关，以及电流互感器组成，三相共箱，封闭在充有SF6的箱体内。本实用新型的城市220KV中心变电站的优化布置结构，结线清晰、简洁，缩小了母线间隔方向上的尺度，占地面积小，大大降低了对场地面积的要求，还具有机动性强，维护便捷，运行可靠性高等有益效果。

Description

城市220KV中心变电站的优化布置结构

技术领域

本实用新型涉及电力输配领域，尤其涉及一种优化布置的城市220KV中心变电站。

背景技术

在现有技术的220kV中心变电站中，220kV电压等级的进出线一般有8~14回。为了能安全地经过变电使用能源，控制系统的短路容量，以及在发生故障时及时切除非相关线路、隔离故障点，在中心变电站中都需要设置一系列安全、可靠的配电装置。但由于目前城市(包括郊区)用地日益紧缺，对中心变电站的占地面积提出了更高的要求。

目前，在220kV等级中心变电站的主接线选择上一般采用双母线双分段接线的布置结构。如图1所示，在这种布置结构的接线形式中，中心变电站内共有四段母线，分别是第一正母线I1、第二正母线I2、第一付母线II1及第二付母线II2。每一回出线配备两把母线侧隔离开关，一台断路器，一把线路侧隔离开关，并配有相应计量保护用设备(电压互感器与电流互感器)；每一段母线上配有母线设备间隔，安装电压互感器与避雷器，用于母线电压的测量与过电压保护；具体是，第一正母线I1、第二正母线I2之间的分段间隔If与第一付母线II1、第二付母线II2之间的分段间隔IIf内分别建有断路器与电流互感器。至主变压器1的间隔内设备与出线间隔基本相同。

在具体的布置结构上，为实现双侧出现的技术目的，目前应用较广泛的是三排母线分两侧的布置结构，即在上述布置结构中还包括有第一正母线延伸部I1′，及第二正母线延伸部I2′。采用母联间隔中的大跨线解决两段母线的连接问题，具体如第一正母线I1与第一正母线延伸部I1′之间通过跨接线L1连接，第二正母线I2与第一正母线延伸部I2′之间通过跨接线L2连接。这种布置结构能很好地解决双母正反均出线的情况，加之独立设备间必须的间隔要求，使第三排母线下的空间可以得到合理的应用，从而缩减中心变电站在沿母线方向上的尺度。该布置形式被广泛应用于大型220kV中心站中。

但上述布置结构的缺陷在于，由于采用了三排母线的布置结构，虽然缩减了中心变电站在沿母线方向上的尺度，但由于增加了母线之间安全距离间隔的数量，因此中心变电站在母线间隔方向上的尺度变得较大。

并且，由于上述中心变电站布置结构中采用传统的空气绝缘设备(AIS)——所有的电气设备独立放置在场地中，由引线连接。设备之间的连接点全部外露，因此，整个设备的故障率高，维护成本高，使用寿命也大为缩短。

当需要对投入运行的中心变电站进行扩展的时候，需要对各种设备分散连接，施工周期长，停电范围大，会对社会经济生活造成较大的负面影响。

因此本领域的技术人员一直致力于设计开发一种尺寸紧凑、可靠性高、维护成本低的220kV等级中心变电站。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种尺寸紧凑、可靠性高、维护成本低的城市220KV中心变电站的优化布置结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种城市220KV中心变电站的优化布置结构，包括第一正母线及第二正母线，所述第一正母线与所述第二正母线之间设置有正母线分段间隔；还包括平行设置的第一付母线及第二付母线，所述第一付母线与所述第二付母线之间设置有付母线分段间隔；及与所述第一正母线、所述第二正母线，所述第一付母线及所述第二付母线电连接的主变压器；所述分段间隔为HGIS；所述HGIS由断路器、至少两组以上的隔离开关和接地开关，以及电流互感器组成，三相共箱，封闭在充有SF6的箱体内。

较佳地，所述HGIS还包括外置的电压互感器、避雷器。

本实用新型的城市220KV中心变电站的优化布置结构，由于在双母线双分段的布置结构中采用了HGIS设备，实现了两排母线正反出线，仅需布置两排母线。整个中心变电站结线清晰、简洁、其SF6绝缘方式使断路器、隔离开关、流变等设备最紧凑地组合在一起，特别是缩小了母线间隔方向上的尺度，使整个中心变电站获得了占地面积小、特别是母线间隔方向间距小的有益效果，大大降低了对场地面积的要求。

由于双母线采用跨线的方式减少了对第三排母线的要求，在双母双分段同等规模情况下，使220kV中心变电站装置场地缩减为原AIS中心变电站用地的50％，总平面缩减为原AIS中心变电站总占地面积的70％。

同时，由于间隔的独立性，使HGIS可以按AIS的空间布置方式放置，整齐而安全，机动性强，扩建、维护均十分便捷，安装及维护检修方便，运行可靠性高。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术中220KV中心变电站AIS配电布置结构示意图；

图2是本实用新型的城市220KV中心变电站的优化布置结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型的城市220KV中心变电站的优化布置结构一具体实施例，包括第一正母线I1、第二正母线I2，第一正母线I1与第二正母线I2之间设置有用于正母线的分段间隔If；还包括平行设置的第一付母线II1、第二付母线II2，第一付母线II1与第二付母线II2之间设置有用于付母线的分段间隔IIf；及与第一正母线I1、第二正母线I2，第一付母线II1、第二付母线II2电连接的主变压器1。

本实用新型的布置结构的特殊之处在于采用HGIS(Hypid Gas InsulatedSwitchgear)为分段间隔。HGIS由断路器、至少两组以上的隔离开关和接地开关，以及电流互感器组成，三相共箱，封闭在充有SF6的箱体内。HGIS还包括外置的电压互感器、避雷器。

HGIS作为介于AIS与GIS之间的新型高压开关设备，其结构与GIS基本相同，它将断路器、一个或多个隔离开关、CT、PT以及它们的控制系统组合在一起(但不包括母线)，能够便捷地安装于室内或室外环境。其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而结线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。

HGIS由全套间隔设备作为独立单元，原AIS形式的设备被依功能安装于HGIS单体内，共有主变间隔、出线间隔、母联间隔、分段间隔四种模式，各单体通过引线连接。由于HGIS采用封闭式SF6气体绝缘，使原间隔长度大为缩减。设备集中安装的形式使两排母线可以正反出线。

在本具体实施例的布置结构中，应用HGIS的220kV中心变电站配电装置布置场地占地面积为182m×48.7m。配电设备双侧接线，一侧接12回架空进出线，另一侧接3间隔主变、2间隔母线设备、2间隔母联，共21回间隔。所有间隔均采用13m构架邻接布置，并且充分利用空闲场地布置就地继电器室、事故油池及雨水泵房。

进出线间隔包括设备避雷器、线路电压互感器、线路侧隔离开关、线路侧接地开关、断路器、电流互感器、母线侧隔离开关与接地开关设备，其中三相避雷器独立布置，其余设备包含于一个间隔的HGIS中。

将三相避雷器单独放置主要是考虑其经济效益，同等参数的避雷器安置在HGIS内将是独立设备的约3倍价格。避雷器主要用于防止雷电波入侵，将之与其他设备合在一起，将提高HGIS受雷电波直接侵袭的危险性。独立设置的避雷器虽然在安装、维护上需要单独考虑，并需要一定的带电空间安全距离，但综合比较，依旧是外置式更为经济。主变间隔内的避雷器单独放置亦是如此考虑。

母线设备间隔内也有避雷器，其作用在于防止母线过电压。将此间隔避雷器与电压互感器及隔离开关一起放置于HGIS内部。这样使两条母线的母线设备安装于同一间隔空间内，而无须再占用第二个间隔，从而凸现HGIS空间占有少的优点。

HGIS中心站的布置结构与现有技术中实施方案中AIS中心变电站的布置结构的最大的差异在于降低了对中心变电站用地面积的要求，提高了HGIS设备的整体性，在主变及开关控制楼、电容器安装及消防泵房的布置结构上基本一致。

HGIS设备相对AIS装置大大降低了对场地面积的要求，其SF6绝缘方式使断路器、隔离开关、流变等设备能最紧凑地组合在一起，双母线采用跨线的方式减少了对第三排管母的要求，在双母双分段同等规模情况下，直接节省用地面积达8775m²，使220kV装置场地缩减为原AIS用地的50％，总平面为原AIS站总占地面积的70％。

由于间隔的独立性，使HGIS可以按AIS的空间布置方式放置，整齐而安全，机动性强，扩建、维护均十分便捷。

在运行可靠性方面，首先用高压铝铸件技术制造壳体，使得密封法兰的工况大为改善，实现了法兰金属面的直接压接，使得年漏气率大为降低；其次，从结构上减少使用支柱式绝缘子，使得内部绝缘件的故障率大为降低；由于使用多功位的隔离开关，使得内部一次结构大为简化，易损元件减到最少；使用新型的隔离开关操作机构，此机构的机械部分是密封在一个金属罐体里，在长期运行当中与外部空气隔绝，解决了以往隔壁开关机构暴露在空气中的锈蚀问题，使机构整体在开关的寿命期内不需要做任何维护。

在运行操作安全方面，多功位的隔离开关从设计结构上本身就带有防止误操作的功能，并且操作简单，功耗小；由于HGIS设计了隔离开关的观察窗，使得现场实现了隔离开关的明显断开点。

HGIS的一次部分是在工厂的净化车间完成的，二次三次控制线是通过航空插头连接的，整体设备是在工厂内进行调试的。一次设备现场不需要净化处理和抽真空等工艺过程，安装现场只需要简单的整体组装和固定；二次部分使用的航空插头是一一对应的，不需要重新进行二次电缆的拨线、对线、做电缆插头等工作，也不会发生插错的问题。同时，使现场施工安装时间得以大幅度缩短，相较原AIS 220kV配电装置安装周期可减少50％以上，安装工艺也得以简化。

HGIS基本属于免维护的设备，厂家一般仅要求5-7年进行一次预防性检验。断路器和隔离开关的操作机构以及CT、汇控柜都可以进行整体更换，一次设备可分项整体更换。

220kV中心变电站选用HGIS，具有布置简洁、清晰，可靠性高，占地较少和安装维护简便的特点，即兼顾城市变电站对减小占地面积的要求，又在保证设备参数满足电网要求、运行可靠、维护和扩建简便的前提下控制设备投资。

综上所述，本说明书中所述的只是本实用新型的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1、一种城市220KV中心变电站的优化布置结构，包括：

第一正母线及第二正母线，所述第一正母线与所述第二正母线之间连接设置有用于正母线的分段间隔；

还包括平行设置的第一付母线及第二付母线，所述第一付母线与所述第二付母线之间连接设置有用于付母线的分段间隔；

还包括所述第一正母线、所述第二正母线，所述第一付母线及所述第二付母线电连接的主变压器；其特征在于：

所述分段间隔为HGIS；所述HGIS由断路器、至少两组以上的隔离开关和接地开关，以及电流互感器组成，三相共箱，封闭在充有SF6的箱体内。

2、如权利要求1所述的城市220KV中心变电站的优化布置结构，其特征在于：所述HGIS还包括外置连接的电压互感器、避雷器。

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