解析某220kV變電站屋外配電裝置的布置優(yōu)化

周 潔

（河南經(jīng)緯電力設(shè)計院,河南 南陽 473009）

解析某220kV變電站屋外配電裝置的布置優(yōu)化

周 潔

（河南經(jīng)緯電力設(shè)計院,河南 南陽 473009）

本文結(jié)合工程具體條件，在保證滿足配電裝置設(shè)計要求的前提下，對220kV屋外配電裝置的布置進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計，從而減少變電站占地面積，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

屋外敞開式管母雙列布置;屋外配電裝置的優(yōu)化；縱向長度的優(yōu)化

0 前言

配電裝置是變電站的重要組成部分。配電裝置的型式選擇，必須結(jié)合變電站所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，并考慮運行及檢修和安裝的要求，因地制宜，節(jié)約用地，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

本站站址處所處位置屬II級污穢區(qū)，地震烈度為6度，根據(jù)規(guī)程，本站為戶外AIS變電站，本文將對220屋外配電裝置的布置方式進(jìn)行優(yōu)化論證。

1 20kV屋外配電裝置間隔寬度的優(yōu)化

參照國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計“220kV變電站分冊”的管母方案，目前國內(nèi)220kV配電裝置間隔寬度大多為13m。布置如圖A、圖B

圖A 優(yōu)化前220kv間隔平面布置圖

圖B 優(yōu)化前220kv間隔斷面布置圖

1.1 導(dǎo)線相間及相地距離的優(yōu)化

間隔寬度由導(dǎo)線相間距離和跳線或引下線對地距離來確定。首先對導(dǎo)線的風(fēng)偏進(jìn)行了核算，本工程設(shè)計風(fēng)速為30m/s，經(jīng)計算在此風(fēng)速下，跨線弧垂和跳線弧垂分別取1.8米和2.0米時，在大氣過電壓、風(fēng)偏條件；內(nèi)部過電壓、風(fēng)偏條件；最大工作電壓、短路搖擺、風(fēng)偏條件下，導(dǎo)線相間距離及邊相跳線至門型構(gòu)架柱子中心線間的距離分別取3.5米和2.75米時能滿足帶電距離的要求。

1.2 設(shè)備相間及相地距離的優(yōu)化

本工程設(shè)備相間距取3.1m，邊相設(shè)備至門型構(gòu)架柱子中心線間的距離取3.2米，兩間隔邊相設(shè)備之間中心距離為5.2m。經(jīng)對斷路器、CT、PT、避雷器等設(shè)備外形進(jìn)行核算，設(shè)備間的帶電距離均能滿足要求；而隔離開關(guān)的情況較特殊，下面對4種隔離開關(guān)進(jìn)行比較：

GW17-252水平伸縮式隔離開關(guān)設(shè)備費用 7.8萬 8 8.3萬 10.3要求的最小相間距 4.0m 2.5m ≥3m ≥3m刀口打開尺寸 1.365m 1.51m（不帶電） 無 無要求的最小相地距離 3.32m 2.72m 2.2m 2.55m GW4-252水平開啟式隔離開關(guān)GW7-252三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)GW16-252垂直伸縮式隔離開關(guān)

經(jīng)比較可知，GW4-252水平開啟式隔離開關(guān)不能滿足間隔寬度12米的需要，不予選用。而GW7-252型刀較GW16-252及GW17-252便宜，在都可滿足間隔寬度12米的情況下，本工程推薦采用GW7-252三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)。

綜上所述，本工程采用間隔寬度12米，兩個間隔共24米的聯(lián)合構(gòu)架型式。間隔寬度優(yōu)化后尺寸如圖C、圖D：

圖C 優(yōu)化后220kv間隔平面布置圖

圖D 優(yōu)化后220kv間隔斷面布置圖

2 縱向長度的優(yōu)化本工程220kV三相短路電流為21.3kA,經(jīng)過管母機(jī)械應(yīng)力計算及撓度校驗，管母相間距取3m，同時采用GW7型三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行縱向長度的尺寸優(yōu)化。以出線及主變斷面為例：

出線側(cè)：

經(jīng)過壓縮斷路器與出線側(cè)3m相間道路之間尺寸，使得IIM管母支架中心與出線側(cè)3m的相間道路中心距由原來的12m壓縮至11.65m.經(jīng)過壓縮電流互感器與出線側(cè)3m相間道路之間、出線隔離開關(guān)與電流互感器之間尺寸，使得出線側(cè)3m的相間道路中心與出線構(gòu)架中心距由原來的12m壓縮至11.1m.

主變側(cè)：

（1）經(jīng)過壓縮斷路器與主變側(cè)3m相間道路之間、電流互感器與主變側(cè)3m相間道路之間、進(jìn)線隔離開關(guān)與電流互感器之間、避雷器與主變進(jìn)線構(gòu)架中心尺寸，使得IIM聯(lián)絡(luò)門架與220kV主變進(jìn)線構(gòu)架中心距由原來的22.8m壓縮至21.25m.。

（2）主變進(jìn)線構(gòu)架與220kV配電裝置與主變間的4.5m寬的道路中心距在滿足設(shè)備運輸要求的B1≥2.55m的條件下由原來的6m壓縮至5m.。

3 優(yōu)化布置后對生產(chǎn)安全及運行維護(hù)方面的影響分析

優(yōu)化方案對生產(chǎn)安全及運行維護(hù)方面造成影響，本工程分兩個部分進(jìn)行論證分析。

3.1 生產(chǎn)安全方面

經(jīng)過優(yōu)化后，其安全凈距均滿足規(guī)程要求，故對生產(chǎn)安全方面沒有影響。

3.2 運行維護(hù)方面

220kV構(gòu)架間隔寬度由13米壓縮為12米，采用兩個間隔共24米的聯(lián)合構(gòu)架型式，導(dǎo)線相地距離由常規(guī)的3m減小為2.75m,若設(shè)置爬梯，經(jīng)校核，帶電距離滿足要求。為了節(jié)省投資，本工程按每兩個24米間隔設(shè)置爬梯。通過對運行部門的了解，爬梯的設(shè)置主要用于耐張絕緣子串的清掃維護(hù)，由于本工程采用合成絕緣子串占多數(shù)，合成絕緣子串的耐污性能較好；采用瓷絕緣子串占少數(shù)，據(jù)對運行部門了解，既便采用瓷絕緣子串，也多在外層涂覆RTV涂料，故本工程耐張絕緣子串清掃維護(hù)工作量少，一年甚至幾年才一次，由于清掃的概率較低，可以認(rèn)為此設(shè)計對運行維護(hù)方面幾乎沒有什么影響。

由于壓縮了部分設(shè)備間的距離，使得縱向長度尺寸得以優(yōu)化，但是否會對設(shè)備的運行維護(hù)帶來不便，對此問題進(jìn)行以下論證分析。

3.2.1 隔離開關(guān)與電流互感器之間

本工程隔離開關(guān)與電流互感器之間尺寸為4.5m,國網(wǎng)A-3典設(shè)方案兩者之間尺寸為5m,壓縮了0.5m,由于本工程采用電子式電流互感器，其頭部尺寸比常規(guī)的電流互感器小0.6m左右，且GW7型三柱水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)也比GW17型水平伸縮式隔離開關(guān)小，由于兩個設(shè)備的外形均比典設(shè)中所采用的設(shè)備小，其差值基本可以與壓縮的尺寸持平，即二者之間的凈尺寸實際上是不變的，故不會對電流互感器的搬運造成不便。

3.2.2 斷路器與道路之間

本工程斷路器與道路之間尺寸為4.65m，國網(wǎng)A-3典設(shè)方案兩者之間尺寸為5m,在實際運行的工程中，兩者之間的尺寸為4.9m,且在兩者之間靠近斷路器側(cè)設(shè)置一條寬1m的電纜溝。本工程將此尺寸壓縮了0.25m,由于本工程采用了數(shù)字化變電站，其控制電纜的數(shù)量大大減少，經(jīng)過核算，二者之間的電纜槽寬度為0.6m,電纜槽寬度方向的縮小與壓縮的尺寸持平，不會影響到斷路器搭檢修架所需距離，故不會對斷路器的檢修造成任何不便。

4 結(jié)論

根據(jù)本文的論證和分析，得出以下結(jié)論：220kV間隔寬度采用12米，兩個間隔共24米的聯(lián)合構(gòu)架型式; 跨線弧垂和跳線弧垂分別取1.8m和2.0米。

[1]電力規(guī)劃設(shè)計總院.DL/T 5218-2012《220kV～750kV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》[M].北京：中國計劃出版社.

[2]西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊[M]：電氣一次部分.北京中國電力出版社.